Nanopartiklar atom för atom:ett nanokluster av Keggin-typ, visualiserad ovan, kan adsorbera giftiga katjoner (positivt laddade joner) i vattnet. Kredit:Sara Mason group, University of Iowa
Kemister vid University of Iowa kommer att undersöka effekterna av nanomaterial på miljön och människors hälsa med hjälp av ett nätverk av superdatorer finansierat av U.S. National Science Foundation.
Sara E. Mason, biträdande professor vid Institutionen för kemi, vann ett NSF-pris som ger hennes team tillgång till Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE). XSEDE-projektet länkar samman datorer, data, och människor från hela världen för att etablera en singel, virtuellt system som forskare kan använda interaktivt för att bedriva forskning. Det startades 2011 och förnyades av NSF i augusti förra året.
NSF säger att det "kommer att vara den mest avancerade, kraftfull, och robust samling av integrerade avancerade digitala resurser och tjänster i världen."
UI-anslaget, värderat till $72, 503, ger i huvudsak Masons team tid på superdatornätverket, som de kan komma åt från sina skrivbord. Forskarna kommer att använda den tiden till att studera nanopartiklar - materia som är alldeles för liten för att ses med blotta ögat och finns i en rad produkter, från solskyddsmedel till avancerade batterier för hybrid- och elfordon.
Teamet hoppas kunna bättre definiera atom-till-atom-interaktionerna mellan olika nanopartiklar. Mason säger att anslaget kommer att "superbelasta" hennes beräkningsforskning.
"Till mig, att ha fyra samtidiga forskningsanslag från NSF är en stor sak, och nu, att ha fart på datortiden gör att vi kan göra ännu mer, " säger Mason. "XSEDE tillåter oss att köra simuleringar med hjälp av kvantmekanik och mycket parallelliserade datorer. Resultatet är ny kemisk insikt i naturliga eller ofta använda nanopartiklar. Vi kan sedan koppla kemin till bredare frågor, såsom människors hälsa och beteendet hos nanomaterial i miljön."
Masons grupp syftar till att hitta och designa nanomaterial som är mer välgörande för miljön och människors hälsa. En del av sökningen innebär att testa nya element i beräkningsdesign för att ta reda på hur de interagerar, samt deras biverkningar, bra eller dåligt.
XSEDE-datorerna kommer att ge dem mycket mer datorhästkrafter för att utföra dessa beräkningsexperiment.
"Vi kan tillsammans få mycket mer gjort på kortare tid, säger Joseph Bennett, biträdande utredare på anslaget och en postdoktor i Masons grupp.
UI är en av 15 institutioner som är anslutna till det NSF-finansierade Center for Sustainable Nanotechnology, ägnas åt att undersöka de grundläggande molekylära mekanismerna genom vilka nanopartiklar interagerar med biologiska system.