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Materiomics

La materiomics es el estudio holístico de los sistemas materiales. Examina las relaciones entre las propiedades fisicoquímicas, las características y la función de los materiale...

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La materiomics es el estudio holístico de los sistemas materiales. Examina las relaciones entre las propiedades fisicoquímicas, las características y la función de los materiales. Su enfoque principal es la funcionalidad y el comportamiento del sistema, en lugar de una colección fragmentada de propiedades, un paradigma similar al de la biología de sistemas . Si bien se aplica típicamente a sistemas biológicos complejos y biomateriales, la materiomics es igualmente aplicable a sistemas no biológicos. Investiga las propiedades de materiales naturales y sintéticos mediante el análisis de las relaciones fundamentales entre procesos, estructuras y propiedades a múltiples escalas, desde la nanoescala hasta la macroescala, utilizando métodos experimentales, teóricos o computacionales sistemáticos.

El término fue propuesto independientemente con definiciones ligeramente diferentes en 2004 por T. Akita et al. (AIST/Japón [ 1 ] ), en 2008 por Markus J. Buehler (MIT/EE. UU. [ 2 ] [ 3 ] ), y Clemens van Blitterswijk , Jan de Boer y Hemant Unadkat (Universidad de Twente/Países Bajos [ 4 ] ) en analogía con la genómica , el estudio del genoma completo de un organismo . De manera similar, la materiomics se refiere al estudio de los procesos, estructuras y propiedades de los materiales desde una perspectiva fundamental y sistemática, incorporando todas las escalas relevantes, desde la nano hasta la macro, en la síntesis y función de materiales y estructuras. La visión integrada de estas interacciones en todas las escalas se denomina materioma de un material. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Las nuevas técnicas para evaluar materiales a nivel tisular, como la indentación de punto de referencia (RPI) y la espectroscopia Raman, están aportando información sobre la naturaleza de estas relaciones funcionales altamente complejas.

La materiomics está relacionada con la proteómica , donde la diferencia radica en el enfoque en las propiedades de los materiales, la estabilidad, las fallas y la comprensión mecanicista de los fenómenos a múltiples escalas.

En la educación superior, están surgiendo programas de estudio innovadores en materiómica. [ 8 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Akita, T.; Ueda, A.; Yamada, Y.; Ichikawa, S.; Tanaka, K.; Kohyama, M.; Kobayashi, T. (2003). "Observaciones analíticas TEM de bibliotecas de catalizadores combinatorios para la producción de hidrógeno – como parte de "MATERIOMICS"–" . Actas de la MRS . 804. doi : 10.1557 /PROC-804-JJ9.5 .
  2. ↑ Buehler, Markus J.; Keten, Sinan (2008). "Elasticidad, resistencia y resiliencia: un estudio comparativo sobre las características mecánicas de los dominios de α-hélice, β-lámina y tropocolágeno" . Nano Research . 1. doi : 10.1007/s12274-008-8006-7 . S2CID 42833968 . 
  3. ↑ Buehler, M.; Keten, S.; Ackbarow, T. (2008). "Nanomecánica jerárquica teórica y computacional de materiales proteicos: deformación y fractura" . Progress in Materials Science . 53 (8): 1101– 1241. doi : 10.1016/j.pmatsci.2008.06.002 .
  4. ↑: Clemens van Blitterswijk et al. Materiomics: abordando la complejidad en la ingeniería de tejidos, comunicado de prensa en science24.com (7 de julio de 2008).
  5. ↑ Cranford, Steven W.; Buehler, Markus J. (2012). Biomateriomics . Nueva York: Springer. ISBN 978-94-007-1610-0.
  6. ↑ Buehler, Markus J.; Cranford (2010). "Materiomics: Materiales proteicos biológicos, de nano a macro" . Nanotechnology , Science and Applications . 3 : 127–148 . doi : 10.2147/NSA.S9037 . PMC 3781696. PMID 24198478 .  
  7. ^ Unadkat, Hemant V.; Hulsman, Marc; Cornelissen, Kamiel; Papenburg, Bernke J.; Truckenmüller, Roman K.; Carpintero, Anne E.; Wessling, Matías; Correo, Gerhard F.; Uetz, Marc; Reinders, Marcel JT; Stamatialis, Dimitrios; Van Blitterswijk, Clemens A.; De Boer, enero (2011). "Una biblioteca de biomateriales topográficos basada en algoritmos para indicar el destino celular" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 (40): 16565– 16570. Código bibliográfico : 2011PNAS..10816565U . doi : 10.1073/pnas.1109861108 . PMC 3189082 . PMID 21949368 .  
  8. ↑ Máster en Materiomics: programa de estudios en la Universidad de Hasselt, Flandes, Bélgica.Doumen, S., Baeten, D., Notermans, J., Denolf, K., Vandewal, K., Vandamme, D., Nesladek, M., Graulus, G.-J., Vanpoucke, DEP, Van Bael, M., Vanderzande, D. y Hardy, A. (2023). De ontwikkeling van een interdisciplinair curriculum a prueba de futuro in de bètawetenschappen [El desarrollo de un currículo interdisciplinario a prueba de futuro en las ciencias beta]. TH&MA Hoger Onderwijs, 30(3), 31-37.

Otras referencias

  • : Buehler, MJ, Materiomics: Ciencia de los materiales de proteínas biológicas, de nano a macro. De la A a la Z de los materiales. (Febrero de 2010).
  • Superando los límites de la naturaleza (Comunicado de prensa del MIT, 22 de octubre de 2010).
  • MJ Buehler, Tu(r)ning weak to strength, Vol. 5(5), pp.  379–383, 2010.
  • DI Spivak, T. Giesa, E. Wood, MJ Buehler, Análisis de teoría de categorías de materiales proteicos jerárquicos y redes sociales, PLoS ONE , vol. 6(9), págs. e23911, 2011. doi : 10.1371/journal.pone.0023911
  • T. Giesa, D. Spivak, MJ Buehler, Patrones recurrentes en materiales proteicos jerárquicos y música: El poder de las analogías, BioNanoScience, Vol. 1(4), pp.  153–161, 2011, doi : 10.1007/s12668-011-0022-5
  • Materiomics: Cribado de alto rendimiento de las propiedades de los biomateriales
  • Biomateriomía