نانوانفورماتیک

نانوانفورماتیک چیست؟

نانوانفورماتیک به عنوان "علم و دانش تعیین اطلاعات مرتبط با جامعه علم و مهندسی نانومقیاس و توسعه و اجرای مکانیسم‌های مؤثر برای جمع‌آوری، اعتبارسنجی، ذخیره‌سازی، اشتراک‌گذاری، تجزیه و تحلیل، مدل‌سازی و به‌کارگیری آن اطلاعات" می باشد. این شاخه از علم به‌طور پیوسته در حال گسترش و توسعه می باشد. نانوانفورماتیک با شکل‌گیری مدیریت داده‌های نانوفناوری به طور مستمر در حال پیشرفت می‌باشد.

نانوانفورماتیک کاربرد انفورماتیک در نانوفناوری است و یک حوزه میان‌رشته ای است که روش‌ها و ابزارهای نرم‌افزاری را برای درک نانومواد، خواص آنها و در مواردی تعامل آنها با موجودات زیستی و استفاده کارآمدتر از آن اطلاعات را توسعه می‌دهد.
نانوانفورماتیک برای توسعه هوشمند و مشخصه‌یابی مقایسه‌ای نانومواد، برای طراحی و استفاده از نانودستگاه‌ها و نانوسیستم‌های بهینه، برای توسعه ابزار دقیق و فرآیندهای ساخت پیشرفته می باشد.
نانوانفورماتیک در برگیرنده استفاده از ابزارهای ارتباطی شبکه‌ای در راستای پشتیبانی و توسعه همکاری‌ها در میان جوامع علمی کارآمد می‌باشد.
نانوانفورماتیک اکتشافات علمی کارآمد را از طریق داده کاوی و یادگیری ماشین تقویت می‌کند.
نانوانفورماتیک پتانسیل ارائه رویکردهای جدید متحول کننده برای اکتشافات علمی، تحقیقات بنیادی، نوآوری محصول، تولید پایدار و ایمن را به مردم و محیط زیست دارد.
نانوانفورماتیک در برگیرنده کاربرد دقیق دستگاه‌ها و ابزارهای اطلاعاتی برای کمک به تحقیقات نانوفناوری در حوزه‌های مختلف از جمله نانوپزشکی و نانوکشاورزی است.

به طور خلاصه، نانوانفورماتیک با استخراج، پردازش، تجزیه و تحلیل و ارزیابی حجم عظیمی از اطلاعات با استفاده از انفورماتیک سر و کار دارد.

کاربردهای نانوانفورماتیک

نانوانفورماتیک کاربری گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف علم و فناوری نانو را دارا می‌باشد. این حوزه امکان استفاده از روش‌های داده محور با توان بالا را برای تجزیه و تحلیل مجموعه‌های وسیعی از نتایج تجربی فراهم می‌کند.

نانوانفورماتیک در تشخیص و درمان برخی از بیماری‌های صعب العلاج نظیر سرطان مبتنی بر فناوری نانو نیز کاربرد دارد. بایستی باید اذعان نمود که نانوذرات به‌علت دارا بودن دامنه وسیعی از ترکیب و ترکیبات، خواص و ويژگی‌های فیزیکی و شیمیایی می‌توانند دارای تنوع گسترده از رفتارها را در مقابل ساختار بیولوژيکی از خود بروز دهند. نانوانفورماتیک همچنین یک رویکرد داده محور را برای طراحی مواد برای برآوردن نیازهای بهداشتی و محیطی امکان‌پذیر می کند.

نانوانفورماتیک در حوزه ایمنی

بر اساس تحقیقات گسترده انجام شده نشان داده شده است تعداد داده‌ها در مورد سمیت نانوذرات در حال رشد است، که به این معنی است که ویژگی‌های مختلفی ممکن است با هم تعامل داشته باشند و بر میزان، رفتار، و اثرات ‌زیست محیطی و سلامت و همچنین اثربخشی درمان‌های موجود تأثیر بگذارند. نوع، حجم، و روش تحویل نانوذرات ممکن است اثرات متنوعی بر برنامه‌های کاربردی با توجه به یافته‌های اولیه حاصل از تحقیقات آزمایشگاهی داشته باشند. به‌کارگیری روش‌های مبتنی بر مبانی نانوانفورماتیک ضمن کاهش هزینه‌های تحقیق و توسعه مرتبط می‌تواند کمک شایانی در بهره‌مندی ایمن از داروها و روش‌های تشخیص پزشکی نماید.

نانوانفورماتیک در حوزه کشاورزی

افزایش مستمر جمعیت جهان به طور قابل ملاحظه‌ای تقاضا برای غذا را افزایش داده است. با این حال، تغییرات سریع آب و هوا و کاهش کیفیت خاک بر محصولات کشاورزی تأثیر گذاشته است. ادغام دانش در زمینه‌های مختلف، مانند علم نانومواد و انفورماتیک، و پیاده‌سازی آن در کشاورزی می‌تواند با افزایش عملکرد کشاورزی به تامین نیاز جهانی غذا کمک کند.

نانوانفورماتیک مدل‌های موجود را برای چرخه‌های مواد مغذی و بهره‌وری محصول ترکیب می‌کند تا جذب مواد مغذی را بهینه کند. علاوه بر این، نانوانفورماتیک همچنین می‌تواند به طراحی دسترسی و رسانیدن بهینه کودها و آفت‌کش‌ها و غنی‌سازی تنوع میکروبی خاک کمک کند که در نهایت به تولید محصولات انبوه کمک می‌کند.

اخیرا دانشمندان در کشاورزی از یادگیری ماشین در ارزیابی ریسک نانومواد استفاده نموده‌اند. این امر به طراحی نانومحصولات سازگار با محیط‌زیست کمک کرده ‌است.