Konstruerade nanomaterial har stora löften för medicin, elektronik, vattenbehandling, och andra fält. Men när materialen designas utan kritisk information om miljöpåverkan i början av processen, deras långsiktiga effekter kan undergräva dessa framsteg. Ett team av forskare som leds av Yale hoppas kunna ändra på det.

I en studie publicerad 30 april i Naturnanoteknik , Yale -forskare skisserar en strategi för att ge materialdesigners de verktyg de behöver för att göra de nödvändiga bedömningarna effektivt och i början av designprocessen.

Ingenjörer fokuserar traditionellt på deras produkters funktion och kostnad. Utan information för att beakta långsiktiga miljöpåverkan, fastän, det är svårt att förutsäga negativa effekter, sa forskarna, och att brist på information innebär att oavsiktliga konsekvenser ofta blir obemärkta förrän långt efter att produkten har kommersialiserats. Detta kan leda till att man snabbt byter ut materialet mot ett annat som visar sig ha lika dåligt, eller ännu värre, effekter, de noterar, lägga till att ha materialegenskapsinformation i början av designprocessen kan förändra det mönstret.

"Som forskare, om jag har begränsade resurser för forskning och utveckling, Jag vill inte spendera det på något som inte kommer att vara livskraftigt på grund av dess effekter på människors hälsa, "sa Julie Zimmerman, professor i kemi- och miljöteknik och medförfattare till studien. "Jag vill veta nu, innan jag utvecklar den produkten. "

För detta ändamål, forskarna har utvecklat en databas som fungerar som ett screeningsverktyg för miljömässigt hållbart materialval. Det är ett diagram som listar nanomaterial och bedömer varje för egenskaper som storlek, form, och sådana prestandaegenskaper som toxicitet och antimikrobiell aktivitet. Mark Falinski, en doktorsexamen student och huvudförfattare till studien, sa att denna information skulle göra det möjligt för forskare att väga materialets olika effekter innan de faktiskt utvecklar det.

"Till exempel, om jag vill göra en bra antimikrobiell silver -nanopartikel och jag vill att den ska kräva minsta möjliga energi för att göra den, Jag skulle kunna titta på denna materialvalstrategi, " han sa.

Databasen är också utformad för att låta forskare ange sina data och göra diagrammet mer robust. Forskarna sa att projektet är en uppmaning till både miljö- och materialforskare att utveckla de data som behövs för att stödja hållbara designval.

Desiree Plata, John J. Lee assisterande professor i kemi- och miljöteknik och medförfattare, sa att de vill ge ingenjörer medel för att undvika oavsiktliga konsekvenser när de skapar material.

"Jag tror att ingenjörer i alla kategorier är sugna på den här typen av information, "sa hon." De vill bygga material som löser stora kriser i vår tid, som tillgång till mat och vatten och hållbar energi. Problemet är att de inte har något sätt att bedöma den hållbarheten på ett snabbt och enkelt sätt. Artikeln som publicerades idag försöker övervinna den utmaningen och bana väg för hållbara nanotekniker. "