En dos nuevos estudios, Investigadores de todo el país encabezados por profesores de la Universidad de Duke han comenzado a diseñar el marco sobre el cual construir el campo emergente de la nanoinformática.

La nanoinformática es, como su nombre indica, la combinación de investigación e informática a nanoescala. Intenta determinar qué información es relevante para el campo y luego desarrollar formas efectivas de recopilar, validar, Tienda, Cuota, analizar, modelar y aplicar esa información, con el objetivo final de ayudar a los científicos a obtener nuevos conocimientos sobre la salud humana, el medio ambiente y más.

En el primer artículo, publicado el 10 de agosto, 2015, en el Beilstein Revista de nanotecnología , los investigadores comienzan la conversación sobre cómo estandarizar la forma en que se curan los datos de nanotecnología.

Debido a que el campo es joven y, sin embargo, extremadamente diverso, los datos se recopilan e informan de diferentes maneras en diferentes estudios, lo que dificulta la comparación de manzanas con manzanas. Las nanopartículas de plata en un pantano de Florida podrían comportarse de manera completamente diferente si se estudian en el río Amazonas. E incluso si dos estudios analizan sus efectos en humanos, ligeras variaciones como la temperatura corporal, Los niveles de pH sanguíneo o las nanopartículas de solo unos nanómetros más grandes pueden dar resultados diferentes. Para que los estudios futuros combinen múltiples conjuntos de datos para explorar preguntas más complejas, los investigadores deben ponerse de acuerdo sobre lo que necesitan saber al seleccionar datos de nanomateriales.

"Elegimos la curaduría como el foco de este primer artículo porque hay tantos esfuerzos dispares que están por todo el camino en términos de sus misiones, y lo único que todos tienen en común es que de alguna manera tienen que ingresar datos en sus recursos, "dijo Christine Hendren, científico investigador de Duke y director ejecutivo del Centro para las Implicaciones Ambientales de la NanoTECNOLOGÍA (CEINT). "Así que lo elegimos como el núcleo de este esfuerzo para ser lo más amplio posible en la definición de una línea de base para la comunidad nanoinformática".

El documento es el primero de una serie de seis que explorará lo que las personas quieren decir:su vocabulario, definiciones, suposiciones, entornos de investigación, etc., cuando hablan de recopilar datos sobre nanomateriales en forma digital. Y para que todos estén en la misma página, los investigadores buscan información de todas las partes interesadas, incluidos los que realizan investigaciones básicas, estudiar las implicaciones ambientales, aprovechar las propiedades de los nanomateriales para aplicaciones, desarrollar productos y redactar regulaciones gubernamentales.

La abrumadora tarea la está llevando a cabo la Iniciativa de conservación de datos de nanomateriales (NDCI), un proyecto del Grupo de Trabajo Nacional de Nanotecnología en Informática del Cáncer (NCIP NanoWG) dirigido por un equipo diverso de partes interesadas en datos de nanomateriales. Si tiene éxito, no solo estos intereses dispares podrán combinar sus datos, el proyecto destacará los datos que faltan y ayudará a impulsar las prioridades de investigación del campo.

En el segundo artículo, publicado el 16 de julio, 2015, en Ciencia del Medio Ambiente Total , Hendren y sus colegas de CEINT proponen una nueva, forma estandarizada de estudiar las propiedades de los nanomateriales.

"Si vamos a hacer avanzar el campo, tenemos que ser capaces de acordar qué medidas van a ser útiles, en qué sistemas deben medirse y qué datos se reportan, para que podamos hacer comparaciones, "dijo Hendren.

La estrategia propuesta utiliza ensayos funcionales, pruebas relativamente simples que se llevan a cabo en Entornos bien descritos:para medir el comportamiento de los nanomateriales en sistemas reales.

Durante algún tiempo, La comunidad de investigación de nanomateriales ha intentado utilizar las propiedades medidas de los nanomateriales para predecir los resultados. Por ejemplo, ¿Qué tamaño y composición de una nanopartícula es más probable que cause cáncer? El problema, argumenta Mark Wiesner, director de CEINT, es que esta pregunta es demasiado compleja para responder.

"Los investigadores ambientales utilizan un parámetro llamado demanda biológica de oxígeno para predecir cuánto oxígeno necesita una masa de agua para sustentar su ecosistema, "explica Wiesner." Lo que básicamente estamos tratando de hacer con los nanomateriales es el equivalente a intentar predecir el nivel de oxígeno en un lago haciendo un inventario de cada organismo vivo, mapear matemáticamente todos sus mecanismos vivos e interacciones, sumar todo el oxígeno que tomaría cada uno, y use ese número como una estimación. Pero eso es obviamente ridículo e imposible. Así que en vez, tomas una jarra de agua, muevelo, ver cuánto oxígeno se toma y extrapolarlo. Nuestro artículo de ensayo funcional dice que se haga eso con los nanomateriales ".

El documento hace sugerencias sobre lo que debería ser la "jarra de agua" de los nanomateriales. Identifica qué parámetros deben tenerse en cuenta al estudiar un sistema ambiental específico, como fluidos digestivos o aguas residuales, para que puedan compararse en el futuro.

También sugiere dos procesos significativos para las nanopartículas que deben medirse mediante ensayos funcionales:la eficiencia de la unión (se adhiere a las superficies o no) y la velocidad de disolución (libera iones).

Al describir cómo un enfoque de nanoinformática informa la implementación de una estrategia de prueba de ensayo funcional, Hendren dijo:"Estamos tratando de anticiparnos a lo que queremos pedir a los datos en el futuro. Si almacenamos todos estos datos comparables mientras realizamos nuestros proyectos de investigación a corto plazo, eventualmente deberíamos ser capaces de apoyar investigaciones más mecanicistas para hacer predicciones sobre cómo se comportarán los nanomateriales no probados en un escenario dado ".