Spoľahlivé dáta na charakterizáciu nanomateriálov

Nanomateriály sa dostali do našich životov a pomáhajú zlepšovať – ba dokonca inovovať – mnohé priemyselné odvetvia. V kozmetickom priemysle minerálne nanočastice pomáhajú vytvárať krémy na opaľovanie, ktoré poskytujú lepšiu ochranu pred škodlivými lúčmi slnka. V športe vytvárajú z uhlíkových nanortrubíc ľahšie a kvalitnejšie bejzbalové pálky. Medzi výhody v oblasti zdravotnej starostlivosti, patrí efektívnejšie dodávanie liekov do postihnutých oblastí tela. Tieto príklady sú iba špičkou ľadovca. Nanomateriály nachádzajú uplatnenie aj v elektronike, energetike, stavebníctve, automobilovom a obrannom priemysle.

Čo však s ich možnými nepriaznivými účinkami? Hoci nám nanomateriály prospievajú v mnohých ohľadoch, existujú obavy aj z malého množstva dostupných informácií o tom, ako môže expozícia týmto materiálom pôsobiť na ľudí a životné prostredie. Na riešenie tohto problému sa zavádza projekt NanoSolveIT, financovaný EÚ. Jedná sa o nový integrovaný prístup k testovaniu a hodnoteniu (IATA) nanomateriálov.

IATA sa použije na identifikáciu kritických charakteristík nanomateriálov zodpovedných za ich nepriaznivé účinky na ľudské zdravie a životné prostredie, alebo za ich funkčnosť v aplikáciách špičkových technológií. Ďalej sa bude implementovať ako systém na podporu rozhodovania, prezentovaný prostredníctvom samostatného open-source softvéru a cloudovej platformy.

Dr. Antreas Afantitis, výkonný riaditeľ cyperskej spoločnosti NovaMechanics Ltd, zaoberajúcej sa návrhom liekov na silikónovej báze a koordinátor projektu, hovorí o doterajších úspechoch projektu: „Za posledné 2 roky projekt už priniesol niekoľko veľmi pôsobivých výsledkov s viac ako 30 publikáciami, vďaka čomu projekt jedným z najaktívnejších v priestore nanomateriálov, “poznamenáva.

Jedným z týchto úspechov je voľne dostupná online knižnica obsahujúca úplné fyzikálne a chemické vlastnosti 69 nanomateriálov, ako aj vypočítané molekulárne deskriptory, ktoré zvyšujú hodnotu dostupných informácií.

Online knižnica pomáha napredovať vo vývoji nanomateriálov

Na vývoj pracovného toku, na predpovedanie potenciálu alebo efektívneho povrchového náboja nanomateriálov, bol použitý súbor údajov s viac ako 70 deskriptormi na nanomateriál. Táto predpoveď bola založená na deskriptoroch, ktoré sa dajú použiť ako súčasť prístupu „bezpečný od návrhu“, ktorý zahŕňa bezpečnosť v najskoršej možnej fáze vývoja nanomateriálu, aby sa zabránilo zdravotným a environmentálnym rizikám.

„Jedným z obmedzení rozšírenej aplikácie prístupov, je nedostatok veľkého množstva vysoko kvalitných údajov alebo údajov s adekvátnymi metadátami, ktoré umožnia interoperabilitu množiny údajov a ich kombináciou môžu vzniknúť väčšie množiny údajov,“ poznamenáva profesor Iseult Lynch, partner projektu NanoSolveIT University of Birmingham.

Projekt pomáha uspokojiť túto potrebu sprístupnením knižnice vypočítaných a experimentálnych deskriptorov, ako aj podrobností o tom, ako boli deskriptory vypočítané (sú prezentované vo formáte šablóny MODA). Informácie sú voľne k dispozícii výskumníkom a zainteresovaným stranám.

Prediktívny model potenciálu je k dispozícii ako webová služba prostredníctvom cloudovej platformy NanoSolveIT, ako aj prostredníctvom projektu NanoCommons, financovaného EÚ.

Toto je kľúčový krok v ambícii projektu NanoSolveIT, vytvoriť prístupné, užívateľsky prívetivé a spoľahlivé nanoinformatické modely, ktoré odstránia bariéry z bezpečnostných regulácií v priemyselných procesoch.