可持续纳米材料的重新构想未来

工程纳米材料在医药，电子，水处理和其他领域具有很大的前景。但是，当设计过程开始时没有关于环境影响的关键信息时，材料的长期影响可能会破坏这些进步。在耶鲁大学领导的项目中，一组研究人员希望改变这一点。

在Nature Nanotechnology上发表的一项研究中，耶鲁大学的研究人员概述了一种策略，为材料设计师提供他们在设计过程开始时有效进行必要评估所需的工具。

工程师传统上关注其产品的功能和成本。但是，如果没有考虑长期环境影响的信息，就很难预测不利影响。缺乏信息意味着在产品商业化很久之后，通常不会注意到意外后果。这可能导致匆忙地将材料替换为另一种材料，这种材料被证明具有同样糟糕甚至更糟的效果。在设计过程开始时获得材料属性信息可能会改变这种模式。

“作为一名研究人员，如果我的研究和开发资源有限，我不想把它花在因人类健康影响而不可行的事情上，”化学与环境工程教授Julie Zimmerman说。该研究的共同高级作者。“在开发该产品之前，我现在想知道。”

为此，研究人员开发了一个数据库，作为环境可持续材料选择的筛选工具。这是一张图表，列出了纳米材料，并评估了每种材料的尺寸，形状以及毒性和抗菌活性等性能特征。该研究的主要作者Mark Falinski表示，这些信息可以让研究人员在实际开发之前权衡材料的不同效果。

“例如，如果我想制作一种良好的抗菌银纳米粒子，并且我希望它能够产生最少量的能量，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输入他们的数据并使图表更加健壮。研究人员称，该项目呼吁环境和材料研究人员开发出可持续设计选择所需的数据。

“虽然材料选择是一个成熟的过程，但这个框架提供了与设计明天产品相关的两个重要贡献，”匹兹堡斯旺森工程学院土木与环境工程助理教授Leanne Gilbertson说。“它包括工程纳米材料和传统替代品，以及为所有材料提供人类健康和环境指标。”

Desiree Plata，John J. Lee化学与环境工程助理教授和共同资深作者表示，他们希望为工程师提供在创建材料时避免意外后果的方法。

“我认为所有类别的工程师都渴望获得这类信息，”她说。“他们希望建立解决我们时代重大危机的材料，例如获取食物和水以及可持续能源。问题是他们无法以快速简便的方式评估可持续性。今天发表的文章试图克服这一问题。挑战并为可持续纳米技术铺平道路。“