可持续纳米材料选择和设计框架

时间：2021-07-23 15:52:42 来源：

研究人员提出了一种新的纳米材料选择方法，包括环境和功能性能，以及成本。（图片来源：史蒂夫Geringer）

工程纳米材料对药物，电子，水处理和其他领域具有巨大的承诺。但是，当物料在过程开始时没有关于环境影响的关键信息时，他们的长期效果可能会破坏这些进展。一位耶鲁的研究人员队伍希望改变这一点。

在一项研究中，在4月30日出版的自然纳米技术，耶鲁研究人员概述了一种策略，为材料设计人员提供了他们所需的工具，他们需要有效地进行必要的评估，并在设计过程开始。

工程师传统上专注于产品的功能和成本。然而，没有信息考虑长期的环境影响，难以预测不利影响，并缺乏信息意味着在产品商业化之后，往往不会被忽视。这可能会带来匆匆替换与另一种糟糕的材料，这些材料被证明具有同样差，或者甚至更差的影响，他们指出，在设计过程开始时具有材料属性信息可以改变该模式。

“作为一名研究员，如果我有限的研发资源有限，我不想将其花在不可行的东西上，这是由于其对人类健康的影响，”Julie Zimmerman表示，化学与环境工程教授和学习的共同高级作者。“在我开发那个产品之前，我现在想知道。”

为此，研究人员开发了一种数据库，它用作用于环境可持续材料选择的筛选工具。它是列出纳米材料的图表，并评估每个用于毒性和抗微生物活性的尺寸，形状和这种性能特征的性质。Mark Falinski，Ph.D.学习的学生和领导作者表示，这些信息将允许研究人员在实际开发之前权衡材料的不同效果。

“例如，如果我想制作一个良好的抗微生物纳米粒子，我希望它需要最少量的能量，我可以看看这种材料选择策略，”他说。

该数据库还旨在允许研究人员进入他们的数据并使图表更加强大。研究人员表示，该项目是对环境和材料研究人员进行行动的呼吁，以开发援助可持续设计选择所需的数据。

Desiree Plata，John J. Lee助理化学与环境工程教授和联合高级作者表示，他们希望工程师们在创造材料时避免意外后果的手段。

“我认为所有类别的工程师都渴望这种类型的信息，”她说。“他们希望建立解决我们时间的主要危机的材料，就像进入食物和水和可持续的能量。问题是他们无法以快速和简单的方式评估可持续性。今天发表的文章旨在克服这一挑战并为可持续纳米技术铺平道路。“

该研究的作者还包括伊利诺伊州芝加哥大学的谢哈特S.Chopra和Thomas L. Theis。匹兹堡大学的Leanne M.Gilbertson。

出版物：Mark M.Falinski等，“基于性能，危害和经济考虑的可持续纳米材料选择和设计框架，”自然纳米技术（2018）DOI：10.1038 / S41565-018-0120-4

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