Forskare har utvecklat ett "bibliotek med egenskaper" för att hjälpa till att identifiera miljöpåverkan från nanomaterial snabbare och mer kostnadseffektivt.

Även om nanomaterial har gynnat ett brett spektrum av industrier och revolutionerat vardagen, det finns oro över potentiella skadliga effekter – inklusive toxiska effekter efter ackumulering i olika organ och indirekta effekter från transport av samföroreningar.

Det Europeiska unionens H2020-finansierade NanoSolveIT-projektet utvecklar en banbrytande datorbaserad Integrated Approach to Testing and Assessment (IATA) för miljöhälsan och säkerheten för nanomaterial.

Under de senaste två åren, forskare från University of Birmingham har arbetat med experter på NovaMechanics, i Nicosia, Cypern utvecklar ett beslutsstödssystem i form av både fristående öppen programvara och en molnplattform.

Teamet har utvecklat ett fritt tillgängligt molnbibliotek som innehåller fullständig fysikalisk-kemisk karakterisering av 69 nanomaterial, plus beräknade molekylära deskriptorer för att öka värdet av tillgänglig information, detaljer om vilka publiceras i NanoImpact .

Professor Iseult Lynch, från University of Birmingham sa att "en av begränsningarna för en utbredd tillämpning av datorbaserade metoder är bristen på stora välorganiserade högkvalitativa datamängder, eller av data med adekvat metadata som kommer att möjliggöra datauppsättningskompatibilitet och deras kombination för att skapa större datauppsättningar."

"Att göra biblioteket med beräknade och experimentella deskriptorer tillgängligt för samhället, tillsammans med den detaljerade beskrivningen av hur de beräknades är ett viktigt första steg mot att fylla denna datagap."

Utveckling av det molnbaserade nanomaterialbiblioteket är den femte fritt tillgängliga webbaserade applikationen som projektet har levererat.

Antreas afantit, från NovaMechanics, kommenterade att "under de senaste två åren, detta projekt har redan presenterat några mycket imponerande resultat med mer än 30 publikationer, gör NanoSolveIT till ett av de mest aktiva projekten inom nanomaterialsäkerhet och informatik."

Oro för nanomaterial uppstår också eftersom riskbedömningen släpar efter produktutvecklingen, främst på grund av nuvarande metoder för att bedöma exponering, faror och risker är dyra och tidskrävande, och involverar ofta testning i djurmodeller. NanoSolveIT-projektet strävar efter att möta dessa utmaningar.

Den senaste utvecklingen syftar till att berika vår kunskap om nanomaterials egenskaper och kopplingen från egenskap till (cytotoxisk) effekt. Den berikade datamängden innehåller över 70 deskriptorer per nanomaterial.

Datauppsättningen användes för att utveckla ett datorbaserat arbetsflöde för att förutsäga nanomaterials effektiva ytladdning (zeta-potential) baserat på en uppsättning deskriptorer som kan användas för att designa och producera säkrare och mer funktionella nanomaterial.

Den resulterande prediktiva read-across-modellen har gjorts offentligt och fritt tillgänglig som en webbtjänst genom Horizon 2020 (H2020) NanoCommons-projektet och via H2020 NanoSolveIT Cloud Platform för att säkerställa tillgänglighet för gemenskapen och intresserade intressenter.

Dessutom, hela datamängden, redo för ytterligare beräkningsmodellering, är tillgänglig via NanoPharos-databasen, eftersom projektkonsortiet stöder FAIRs dataprinciper – och förbinder sig att göra sin data hittabar, Tillgänglig, Interoperabel och återanvändbar.