Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje

Sztuczna inteligencja zbada bezpieczeństwo nieznanych nanocząstek

Program, który wykorzystuje sztuczną inteligencję do przewidywania toksyczności i właściwości nanocząstek tlenków metali przygotowują naukowcy z Gdańska. Dzięki aplikacji nanoQSAR Toolbox można będzie wirtualnie przeszukiwać miliony nieznanych jeszcze światu materiałów, by znaleźć te o najlepszych właściwościach, które jednocześnie są bezpieczne dla zdrowia człowieka i dla środowiska.

Nanocząstki - w uproszczeniu mówiąc - to struktury o średnicy 1-100 nm (takich rozmiarów nie widać jeszcze pod mikroskopem optycznym). To zwykle układy połączonych ze sobą różnych cząsteczek chemicznych. Mogą przybierać niezwykłe kształty - np. piłek, rurek, włókien, sześcianów, klatek, igiełek…

Właściwości nanocząstek są często zupełnie inne niż właściwości związków chemicznych, z których się składają. Możliwości projektowania nanocząstek są praktycznie nieograniczone. Dlatego nanomateriały - a więc materiały zbudowane z nanocząstek - są tak atrakcyjnym tematem do badań.

Prof. Tomasz Puzyn z Uniwersytetu Gdańskiego i spółki QSARLab – spin-offu założonego przez pracowników Wydziału Chemii UG - tłumaczy w rozmowie z portalem Nauka w Polsce, że wśród nanocząstek cieszących się największym zainteresowaniem naukowców i przemysłu były dotąd nanocząstki tlenków metali, zwłaszcza tlenku tytanu, cynku i krzemu.

I tak ditlenek tytanu jest nadzieją w produkcji farb, ogniw fotowoltaicznych, ma świetne możliwości katalityczne, a także potencjał w zastosowaniach medycznych i kosmetykach. Pytanie, w co ten związek “przystroić” w skali nano, żeby najlepiej wykorzystać jego potencjał.

Teraz firmy, które korzystają z tlenku tytanu i mają nadzieję, że stosowane przez nie nanocząstki da się jeszcze udoskonalić, zyskają nowe narzędzie do poszukiwania nanocząstek o wymarzonych właściwościach.

Wykorzystując dostępne zbiory danych o właściwościach nanocząstek, zespół ze spółki QSARLab przygotował program o nazwie nanoQSAR Toolbox (w skrócie: nQTb) bazujący na sztucznej inteligencji, który prognozuje, jakie będą właściwości innych nanocząstek, również takich, które nigdy jeszcze nie powstały w żadnym laboratorium świata.

Program jest w stanie przewidzieć właściwości danego nanomaterialu oraz sprawdzić, czy będzie on toksyczny i szkodliwy dla środowiska. A informacje takie będzie można uzyskać zanim jeszcze zacznie się pracę nad syntezą takiego układu. „Pozwoli to uniknąć niepotrzebnych kosztów i oszczędzić czas, eliminując błędy jeszcze przed ich popełnieniem” - komentuje prof. Puzyn. Na razie program jest w stanie przewidzieć właściwości nanocząstek na bazie ditlenku tytanu, a z czasem - również tlenku cynku i krzemu.

Do tej pory nowe nanocząstki przygotowywane były “empirycznie”. “W laboratoriach syntetyzowano np. 5 nowych nanocząstek z tlenkiem tytanu i testowano ich właściwości, co trwało miesiącami czy latami. A teraz - dzięki naszej aplikacji - można będzie szybko przetestować w komputerze właściwości i wstępnie sprawdzić toksyczność 5 mln różnych nanocząstek“ - opisuje naukowiec.

Prof. Puzyn zdradza, że jedno z rozwiązań znalezione dzięki modelom matematycznym zaimplementowanym w programie już wkrótce trafi do produkcji. “W urządzeniach wentylacyjnych stosuje się katalizatory z nanocząstkami tlenku tytanu. Pomagają one m.in. skuteczniej wychwytywać i niszczyć wirusy z powietrza” - opisuje. Stosowane jednak dotąd nanocząstki, aby lepiej działały, należało naświetlać światłem UV, co nie było rozwiązaniem optymalnym. Poszukiwano więc nanocząstek, które działałyby równie skutecznie, ale oświetlone światłem widzialnym. Takie nanocząstki - dzięki programowi z Gdańska - już się udało znaleźć i wstępnie przetestować. Ich wdrożeniem do produkcji zajmuje się już jedna z polskich firm - uśmiecha się prof. Puzyn.

Badacze współpracują też z Chińską Akademią Nauk w poszukiwaniach nanocząstek, które wykorzystywane będą w transporcie leków do mózgu w terapii chorób neurodegeneracyjnych (np. choroba Alzheimera, Parkinsona).

Naukowiec zaznacza, że prognozowanie właściwości nanocząstek to o wiele trudniejsze zadanie niż prognozowanie właściwości „klasycznych” związków chemicznych. Nanocząstki bowiem mogą zmieniać swoją budowę i kształt w zależności od warunków, w jakich będą się znajdować. I tak np. w różnych warunkach nanocząstki mogą łączyć się w większe aglomeraty albo rozpadać na mniejsze części. A to prowadzi do zmian w ich właściwościach. Naukowiec podaje przykład, że w jamie ustnej, gdzie pH jest wyższe, ta sama nanocząstka może mieć zupełnie inne właściwości niż w żołądku, gdzie odczyn jest silnie kwaśny.

Takiego zaś rodzaju informacje trzeba uwzględnić, jeśli chce się prognozować toksyczność danej nanocząstki i możliwości jej użycia w konkretnych zastosowaniach. I nad tym właśnie pracują polscy naukowcy.

O wyzwaniach związanych z opisem struktury nanocząstek na potrzeby informatyki predyktywnej zespół z UG i QSAR Lab wspólnie z naukowcami z kilku ośrodków na świecie pisze w artykule opublikowanym właśnie w “Nature Nanotechnology” https://www.nature.com/articles/s41565-022-01173-6.

Na razie ludzka wyobraźnia ogranicza ludzi w projektowaniu nanocząstek o niezwykłych właściwościach. Programy wykorzystujące sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe mają wspomóc ludzką wyobraźnię i umożliwić szybsze wymyślanie i testowanie nieznanych nanocząstek o niewyobrażalnych właściwościach. Dzięki polskim naukowcom wspomaganie wyobraźni zyskują badacze projektujący nowe nanomateriały.

Prace nad aplikacją możliwe są dzięki dwóm grantom z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.


Źródło: pap.pl


Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Informacje dnia: Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo" Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo" Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo"

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Bioszkolenia Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje