Forskare från Arizona State University kommer att leda ett multiuniversitetsprojekt för att hjälpa industrin att förstå och förutsäga de potentiella hälso- och miljörisker från nanomaterial.
Nanopartiklar, som är cirka 1 till 100 nanometer stora, används i ett ökande antal konsumentprodukter för att ge textur, spänst och i vissa fall antibakteriellt skydd.
U.S. Environmental Protection Agency (EPA) har beviljat ett anslag på 5 miljoner USD under de kommande fyra åren för att stödja LCnano Network som en del av Life Cycle of Nanomaterials-projektet, som kommer att fokusera på att hjälpa till att säkerställa säkerheten för nanomaterial under hela deras livscykel – från tillverkning till användning och bortskaffande av produkterna som innehåller dessa konstruerade material.
Paul Westerhoff är chef för LCnano Network. Westerhoff är biträdande dekanus för forskning för ASU:s Ira A. Fulton Schools of Engineering och professor vid School of Sustainable Engineering and the Built Environment.
Projektet kommer att teama ingenjörer, apotek, toxikologer och samhällsvetare från ASU, Johns Hopkins, Hertig, Carnegie Mellon, Purdue, Yale, Oregons statliga universitet, Colorado School of Mines och University of Illinois-Chicago.
Konstruerade nanomaterial av silver, titan, kiseldioxid och kol är bland de mest använda. De är dispergerade i vanliga vätskor och livsmedel, inbäddade i polymererna som många produkter tillverkas av, och fäst vid textilier, inklusive kläder.
Nanomaterial ger tydliga fördelar för många produkter, Westerhoff säger, men det kvarstår "en stor kunskapslucka" om hur, eller om, nanomaterial frigörs från konsumentprodukter till miljön när de rör sig genom sina livscykler, slutligen hamnar i jordar och vattensystem.
"Vi hoppas kunna hjälpa industrin att se till att den typ av produkter som konstruerade nanomaterial gör det möjligt för dem att skapa är säkra för miljön, " säger Westerhoff.
"Vi kommer att utveckla grundläggande teorier på molekylär nivå för att säkerställa att tillverkningsprocesserna för dessa produkter är säkrare, " han förklarar, "och tillhandahålla databaser med mätningar av egenskaper och beteende hos nanomaterial innan, under och efter deras användning i konsumentprodukter."
Bland de större frågorna som LCnano Network kommer att undersöka är om nanomaterial kan bli giftiga genom exponering för andra material eller de biologiska miljöer de kommer i kontakt med under loppet av deras livscykler, säger Westerhoff.
Forskarna kommer att samarbeta med industrin – både stora och små företag – och statliga laboratorier för att hitta sätt att minska sådana osäkerheter.
Bland målen är att tillhandahålla ett ramverk för produktdesign och tillverkning som bevarar det kommersiella värdet av produkterna som använder nanomaterial, men minimerar potentiellt negativa miljö- och hälsorisker.
När man strävar efter det målet, nätverksteamet kommer också att utveckla teknik för att bättre upptäcka och förutsäga potentiella nanomaterialeffekter.
Bortom det, LCnano-nätverket planerar också att öka medvetenheten om ansträngningar för att skydda allmänhetens säkerhet i takt med att konstruerade nanomaterial i produkter blir allt vanligare.
Bidraget kommer att göra det möjligt för projektgruppen att utveckla utbildningsprogram, inklusive en museiutställning om nanomaterial baserad på LCnano Network-projektet. Utställningen kommer att distribueras genom ett partnerskap med Arizona Science Center och forskare som har arbetat med Nanoscale Informal Science Education Network.
Teamet planerar också att göra information om sina forskningsframsteg tillgänglig på nanoteknikindustrins webbplats Nanohub.org.
"Vi hoppas kunna använda Nanohub både som ett internt virtuellt nätverksverktyg för forskargruppen och som en portal för att publicera resultaten och produkterna från vår forskning för allmänhetens tillgång, " säger Westerhoff.
Bidraget kommer också att stödja deltagande av doktorander i Science Outside the Lab-programmet, som utbildar studenter om hur vetenskap och ingenjörsforskning kan bidra till att forma offentlig politik.
