مرکز انجمنهای تخصصی

 بهبود يک واکنش مهم صنعتي با کاتاليست نانو‌لوله‌اي  

طبق گفتة محققان آلماني، يک کاتاليست حاوي نانولوله‌هاي کربني اصلاح‌شده، يک واکنش مهم صنعتي را ملايم‌تر، ايمن‌تر و انتخابگرتر مي‌کند. دانگشنگ ‌سو از مؤسسۀ ماکس پلانک و همکارانش با اکسيد کردن سطح نانولوله‌هاي کربني و اضافه کردن يک خاکستر فسفر، اين کاتاليست‌ را ساخته‌اند.
  
نانولوله‌هاي کربني اکسيد شده، با فسفر اضافه شده (P-oCNT) براي هيدروژن‌زدايي اکسايشي بوتان به بوتادين، کاتاليست‌هاي انتخابگري هستند.


اين کاتاليست واکنش هيدروژن‌زدايي اکسايشي گاز بوتان به بوتادين را نسبت به فلزات کمپلکس ‌ـ که معمولاً به‌عنوان کاتاليست در اين واکنش استفاده مي‌شوند ـ انتخابگرتر و تحت شرايط واکنش ملايم‌تري کاتاليز مي‌کند.
اين واکنش براي توليد آلکن‌هاي چهار کربنه شامل بوتادين استفاده مي‌شود. بوتادين ماده‌اي است شيميايي که به‌عنوان خوراک براي چندين پليمر رايج از قبيل پلاستيک و لاستيک سنتزي استفاده مي‌شود. همينك براي توليد بوتادين و ديگر آلکن‌ها از بوتان، از کاتاليست‌هاي اکسيد فلز انتقالي(از قبيل کمپلکس‌هاي اکسيد واناديوم/ منيزيم) استفاده مي‌‌کنند. اين واكنش‌ها براي افزايش فعاليت، از دماهاي بالا و اکسيژن فراوان استفاده مي‌کنند، اما اين شرايط مي‌تواند محصولات آلکني را اکسيد کرده، منجر به انتخابگري پايين براي بوتادين شود.
اين فرايند جديد نه ‌تنها در دماهاي پايين‌تر( 400oC) انجام مي‌شود؛ بلکه به اکسيژن خيلي کمتر نياز دارد. سو مي‌گويد:«اين نانو‌لوله‌ها با بهترين کاتاليست‌هاي مبتني بر اکسيد فلزي موجود در بازار براي تبديل بوتان به بوتِن‌ها، به‌طور مطلوبي قابل مقايسه هستند. آنها انتخابگري را براي بوتادين(مفيدترين جزء محصولات) حدود دو برابر مي‌کنند.» سو اضافه مي‌کند:«اين براي اولين بار است که بوتان نرمال به‌وسيلة يک فرايندِ بدون فلز، فعال شده‌است؛ البته اين واکنش قبلاً فقط در مقياس آزمايشگاهي انجام شده‌است، همچنين در اين فرايند جديد، از هواي معمولي مي‌توان به جاي اکسيژن خالص استفاده كرد، بنابراين اين واکنش ايمن‌تر مي‌شود. کاتاليست ما توان بالقوه‌اي براي توليد آلکن‌ها تحت شرايط ايمن، ملايم و خيلي انتخابگر دارد.»
نکتة کليدي در موفقيت اين کاتاليست نانو‌لوله‌اي آن است که نانو‌لوله‌ها بعد از شستشو با اسيد نيتريک، با گروه‌هاي عاملي کربونيل(C=O) عامل‌دار مي‌شوند. اين گروه‌هاي عاملي پيوند‌هاي C-H در بوتان را فعال مي‌کنند. اضافه ‌کردن مقدار کمي از فسفر، بازده آلکني را بيشتر بهبود مي‌دهد. به عقيدة اين محققان اين فسفر نقايص نانولوله‌ها را پوشش مي‌دهد تا از واکنش‌ دادن آنها با اکسيژن و توليد گونه‌هاي اکسيژني الکتروفيلي که محصولات آلکني را تخريب مي‌کنند، جلوگيري ‌کند. نانو‌لوله‌هاي کربني قبلاً به‌عنوان کاتاليست استفاده شده‌اند؛ از جمله در تبديل اتيل‌ بنزن به استايرن. اما واكنش‌پذيري بوتان نسبت به اتيل ‌بنزن كمتر، بنابراين اين محققان از کاتاليز اين واکنش به‌وسيلة نانو‌لوله‌ها متعجب شده بودند.
اين محققان مي‌گويند که اگر استفاده از نانو‌لوله‌هاي کربني براي کاتاليز يک واکنش مهم مانند اين واکنش، در مقياس صنعتي موفقيت‌آميز باشد؛ تحقيقات در زمينة کاهش هزينة ساخت نانولوله‌هاي کربني افزايش خواهد يافت.
نتايج اين تحقيق در مجلة Science منتشر شده‌است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 کشف راز کاتاليزورها با استفاده از ميکروسکوپ  

بنابر گزارش محققان هلندي، روش جديد مشاهده کاتاليزورها هنگام کارکرد مي‌تواند ديد جديدي از نحوه فعاليت آنها ايجاد نمايد. اين گروه پژوهشي از ميکروسکوپ اشعه ايکس براي مطالعه واکنش کاتاليزوري فيشر–تروپش درون يک محفظه واکنش خاص استفاده نموده و بيان نمودند که اين فناوري مي‌تواند درک دانشمندان از نحوه فعاليت کاتاليزورها را افزايش داده و منجر به طراحي کاتاليزورهاي بهتر شود.

کاتاليزورهاي جامد در سطح وسيعي در صنايع شيميايي مورد استفاده قرار گرفته و توليد بسياري از ترکيبات مهم را تسريع مي‌نمايند. اين کاتاليزورها به طور معمول از نانوذرات فلز يا اکسيد فلز تشکيل مي‌شوند که به سطح يک پايه جامد با مساحت سطحي بالا متصل شده‌اند.

به هرحال، کاتاليزورها در حين واکنش دچار تغييرات پيچيده ساختاري و شيميايي مي‌شوند؛ بنابراين نگاه مستقيم به کاتاليزورهاي در حال واکنش مي‌تواند نکات مهمي براي بهبود کارايي آنها در اختيار محققان قرار دهد. اما انجام اين کار در دما و فشار مورد استفاده در صنعت تاکنون بسيار دشوار بوده است.

حال گروهي از محققان به رهبري فرانک دگروت و برت وکهويسن در دانشگاه اوترخت هلند با همکاري آزمايشگاه ملي لورنس برکلي آمريکا با استفاده از يک محفظه واکنش کوچک به اين مهم دست يافته‌اند.بنابر گفته محققان اين براي اولين بار است که کاتاليزورهاي ناهمگن در حال کار در مقياس نانو مورد بررسي قرار مي‌گيرند.

در راکتور طراحي شده توسط اين گروه پژوهشي، واکنش ميان دو پنجره صورت مي‌گيرد که تنها ده نانومتر ضخامت دارند (اين پنجره‌ها به وسيله حکاکي ايجاد شده‌اند). در اين سيستم، اشعه ايکس از درون واکنش عبور کرده و به يک دتکتور مي‌رسد؛ بدين ترتيب تصاوير لحظه‌اي از واکنش در حال انجام حاصل مي‌شود. مقداري از انرژي اشعه ايکس توسط کاتاليزور، واکنشگرها، و محصولات جذب مي‌شود. مقدار دقيق انرژي جذب شده نشان‌دهنده ترکيب شيميايي است. اين گروه تحقيقاتي توانستند سطح کاتاليزور را با تفکيک‌پذيري 40 نانومتر روبش نمايند.

دگروت مي‌گويد: «اين کار شانس بررسي تغييرات شيميايي را که در حين واکنش در سطح کاتاليزور اتفاق مي‌افتد، به ما مي‌دهد». او خاطر نشان مي‌سازد که تفکيک‌پذيري اين روش به حدي است که مي‌توان تک‌تک ذرات کاتاليزور را بررسي کرد.

يکي از واکنش‌هايي که توسط اين گروه بررسي شد، واکنش فيشر-تروپش بود. در اين واکنش از کاتاليزور جامد اکسيد آهن که روي سيليکا تثبيت شده است، براي تبديل مونوکسيد کربن و هيدروژن به هيدروکرين‌هاي مايعي که مي‌توانند به عنوان سوخت مصرف شوند، استفاده مي‌شود.
  

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 راه حلي طبيعي براي مشکل ايجاد شده توسط بشر 
 

بنا بر گفته محققان ايتاليايي، طبيعت مي‌تواند در آينده به ما کمک کند تا انرژي خودروها را تأمين کرده و ميزان آلايندگي آنها را کم کنيم. اين گروه پژوهشي نشان داده‌اند که مولکول‌هاي مبتني بر اسيدهاي آمينه مي‌توانند متان، هيدروژن، و دي‌اکسيد کربن را به خوبي ذخيره کنند.

پيرو سوزاني و همکارانش از دانشگاه ميلان بيکوکا از دي‌پپتيدهاي بلوري نانوحفره‌اي براي جذب و ذخيره‌سازي اين سه گاز استفاده کرده‌اند. سيستم‌هاي دي‌پپتيدي ساده آنها از اسيدهاي آمينه طبيعي (والين و آلانين يا ايزوليوسين) ساخته شده است.

ميزان دي‌اکسيد کربن موجود در جو زمين نگراني‌هاي زيادي ايجاد کرده است، زيرا دانشمندان بر اين باورند که اين گاز گلخانه‌اي نقش به سزايي در گرم شده کره زمين دارد. يکي از راهکارهاي پايين آوردن مقدار اين گاز در جو، جمع کردن آن در منابع اصلي انتشار (همانند نيروگاه‌هاي سوخت فسيلي) و ذخيره کردن آن در زير زمين است. راهکار ديگر جايگزيني بنزين و گازوئيل در خودروها با منابع انرژي پاکيزه‌تري همچون هيدروژن يا متانول مي‌باشد. يافتن مواد جديد براي ذخيره کردن اقتصادي و ايمن اين گازها، يکي از زمينه‌هاي تحقيقاتي مهم است. سوزاني مي‌گويد در بسياري از پژوهش‌ها از مواد مصنوعي استفاده مي‌شود. او اميدوار است نتايج گروه پژوهشي وي، موجب انجام تحقيقات بيشتر در زمينه استفاده از مواد طبيعي براي ذخيره گاز گردد.

هائوشن ژو متخصص مواد ذخيره کننده گاز در موسسه ملي علوم و فناوري صنعتي پيشرفته ژاپن مي‌گويد: «اين تحقيق اولين مدرکي است که نشان مي‌دهد مي‌توان از بلورهاي زيست‌مولکولي ابرميکروحفره‌اي براي جداسازي و ذخيره کردن گاز استفاده کرد». او خاطر نشان مي‌سازد که با وجودي که ظرفيت ذخيره هيدروژن در اين مواد بالا نيست، «ويژگي زيست‌سازگاري و آبگريزي همراه با سيستم حفره‌اي و اندازه کوچک حفرات، آنها را به گروه نويدبخشي از مواد براي انجام تحقيقات بيشتر تبديل مي‌کند».

سوزاني مي‌گويد: «تنوع زيست‌‌مولکولي بالايي که در اطراف ما وجود دارد، تعداد نامحدودي سيستم حفره‌اي مشابه را به شکلي ارزان در اختيارمان قرار مي‌دهد». او مي‌افزايد: «اين مواد به طور ذاتي زيست‌تخريب‌پذير و زيست‌سازگار هستند».

محققان ايتاليايي دريافتند که دي‌پپتيدهاي بلوري علاوه بر ذخيره‌سازي گاز، نسبت به متان تمايل بيشتري به دي‌اکسيد کربن دارند. آنها پيشنهاد داده‌اند که همچنين مي‌توان از اين سيستم‌ها براي خالص‌سازي متان (از طريق جذب دي‌اکسيد کربن) استفاده کرد.

اين محققان نتايج کار خود را در مجله Chem. Commun. منتشر کرده‌اند.

[External Link Removed for Guests]  

[External Link Removed for Guests]

 پيل‌هاي سوختي ارزان در راه‌اند  


محققان زيادي در جهان به دنبال راه‌هايي براي حذف فلز گران قيمت و کمياب پلاتين از پيل‌هاي سوختي و جايگزيني آن با فلزات ارزان قيمت هستند. در اين ميان، يک گروه از پژوهشگران چيني اعلام نمود که به يک پيل سوختي دست يافته‌است که از نانوذرات نيکل به عنوان کاتاليزور استفاده مي‌کند.

در پيل‌هاي سوختي معمولي، گاز هيدروژن به کمک يک کاتاليزور شکسته شده و پروتون و الکترون توليد مي‌کند. پروتون‌ها از ميان يک غشاي اسيدي يا يک الکتروليت عبور مي‌کنند و به يک الکترود ديگر مي‌رسند. در آنجا پروتون‌ها با اکسيژن ترکيب شده، آب توليد مي‌کنند.

اما محققان دانشگاه يوهان چين به سرپرستي لين ژوان، به پيل‌هاي سوختي قليايي (پيل‌هايي با الکترود قليايي) متمايل شده‌اند که خورندگي آنها بسيار کمتر از انواع اسيدي است. در چنين پيل‌هايي به جاي پروتون، يون‌هاي هيدروکسيل به طور انتخاب‌پذير از ميان غشاي جداکننده‌ي آند و کاتد حرکت مي‌کنند.

اين محققان از يک غشاي پايدار از جنس پلي‌سولفيد آمونياک به عنوان غشاي پليمري قليايي استفاده کردند. پايين بودن قدرت خورندگي اين محيط، امکان اين را فراهم مي‌آورد تا به جاي پلاتين، از نانوذرات نيکل به عنوان کاتاليزور در آند استفاده شود.

اما از آنجا که نانوذرات نيکل اگر در معرض هوا قرار گيرند به سرعت اکسيد مي‌شوند و خاصيت کاتاليزوري خود را از دست مي‌دهند، الکترودهاي اين پيل سوختي با لايه‌اي از اکسيد کروم پوشانده شد.

بنابراين يک نمونه‌ي اوليه از اين پيل سوختي که خوراک آن هيدروژن و اکسيژن بود و الکترودهاي آند و کاتد آن به ترتيب از جنس نيکل و نقره بود، ساخته شد. برق توليدي اين دستگاه به 50 ميلي وات در سانتي متر مربع (mW/cm2) رسيد؛ البته اين رقم بسيار پايين‌تر از توان مورد نياز يک خودرو (بيش از يک وات در سانتي متر مربع) است، که اکنون با پيل‌هاي مبتني بر پلاتين به دست مي‌آيد.

ژوان در اين باره مي‌گويد: " من معتقدم توان توليدي اين وسيله در مدت دو سال به حد نصاب پيل‌هاي پلاتيني خواهد رسيد." البته در اين مدت، پيل‌هاي سوختي ارزان اين محقق، کاربردهايي در مواردي که نياز به توان پاييني دارد خواهد يافت.

يک محقق دانشگاه جوناش استراليا به‌نام جنسن، که او هم در زمينه‌ي پيل‌هاي سوختي کار مي‌کند اظهار داشت: "همه‌ي تلاش‌هاي ما در اين زمينه با مشکل توان توليدي مواجه است و هنوز بايد تحقيقات بسياري در اين عرصه صورت گيرد."

نتايج پژوهش مذکور براي انتشار در مجله‌ي Proc. Natl. Acad. Sci پذيرفته شده است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 ارتقاي کارايي داروهاي ضد سرطان با کمک نانوذرات  
 

محققان اميدوارند تا با افزايش مقداري از عامل ضد سرطاني که تنها به سلول‌هاي تومور(و نه سلول‌هاي سالم) مي‌رسد، ميزان اثرات جانبي بالقوة‌ درمان را کاهش داده، پاسخ درمان را بيشينه کنند. هم‌اکنون گروهي از محققان دانشگاه نورث‌استرن با کمک نانوذرات، اين روش را از طريق هدف‌گيري مکاني خاص در يک سلول تومور، يک گام به جلو برده‌اند. در تحقيق اخير، داروي سراميد عمل کشتن سلول تومور را انجام مي‌دهد.  


  
 [COLOR=#800000]  مرحله در هدف گيري    
 [COLOR=#800000]    
 [COLOR=#800000]     هدف‌گيري گونه‌هاي خاصي از سلول‌هاي سرطاني به‌وسيلة نانوذرات، يکي از دلايل اصلي‌ محبوبيت نانوذرات است. پيش‌بيني مي‌شود که اين مواد در آينده ابزارهايي براي حمل و تحويل دارو باشند. اين محققان به رهبري دکتر ولکمار ويسيگ از دانشکدة داروسازي دانشگاه ميدوسترن، نانوذره‌اي مبتني بر چربي توليد نمودند و مولکولي با نام کاتيون تري‌فنيل‌فسفنيوم را به سطح آن افزودند. اين کاتيون به شکل ويژه‌اي مورد توجه ميتوکوندري(بخش توليد انرژي سلول) قرار مي‌گيرد و پس از آن نانوذره خود را با سراميد بارگيري مي‌نمايند.

سراميد دارويي است که با ايجاد حفراتي در غشاي ميتوکوندري، از طريق واکنشي به نام آپوپتوسيس، موجب مرگ سلول مي‌گردد، همچنين نشان داده شده‌است که اين دارو، با ساير عوامل ضد سرطان نيز به‌خوبي همراه‌شده، عملکرد خود را حفظ مي‌کند. به اين شکل مي‌توان مقاومت دارويي چندگانة موجود در بسياري از تومورها را از بين برد.

دکتر ويسينگ و همکارانش با استفاده از اين روش مشاهده کردند که در سلول‌هاي هدف‌گيري‌شدة تحت درمان(و تنها در اين سلول‌ها)، سراميد در ميتوکوندري انباشته مي‌گردد، همچنين دريافتند که تنها اين نانوذرة‌ هدف‌دار مي‌تواند سراميد را به ميتوکوندري رسانده، آپوپتوسيس را پي‌ريزي نمايد. نانوذرات غير هدف‌داري که با سراميد بارگيري مي‌شوند، همانند سراميد آزاد، در ميتوکوندري انباشته نمي‌شود و آپوپتوسيس را پي‌ريزي نمي‌کنند.

اين محققان با بررسي بر روي موش‌هاي توموردار دريافتند که نانوذرات هدف‌دار بارگيري‌شده با سراميد، تأثيري چشمگير بر روي کاهش نرخ رشد تومور دارند و در مقابل، نانوذرات غير هدف‌دار بارگيري‌شده با سراميد، نانوذرات هدف‌دار بدون سراميد و سراميدِ آزاد در غلظت دارويي مورد استفاده، اين اثر را ندارد. بنا به اظهارات اين گروه، مطالعات پيشين در زمينة سراميد، نشان مي‌دهند که در صورت استفاده نكردن از نانوذرات، براي دستيابي به اثرات درماني يکسان، ميزان دارو بايد شش برابر بيشتر از ميزان نانوذره‌اي آن باشد.

نتايج اين تحقيق در مجلة Nano Letters منتشر شده‌است.      
 [COLOR=#800000]        
 [COLOR=#800000]    [External Link Removed for Guests]      
 [COLOR=#800000]    [External Link Removed for Guests]      
 [COLOR=#800000]    [External Link Removed for Guests]      

 استفاده از نانوذرات براي مبارزه با عفونت‌ها  



دو نوع متفاوت از نانوذرات ضد باکتري به‌وسيلة دو گروه تحقيقاتي مستقل در انگليس و کره ساخته شده‌است که مي‌توانند مانع از ايجاد عفونت‌هاي ناشي از باکتري‌ها شوند.

  
 [COLOR=#800000] ‌هاي ضدباکتري موثر براي پانسمان‌هاي زخم، امروزه به شدت مورد توجه قرار گرفته‌اند.   
   
    توجه به اينکه حدود 80 درصد از عفونت‌هايي که بيماران در بيمارستان با آنها مواجه هستند، ناشي از باکتري‌هاي روي سطح مواد زيستي و افزاره‌هاي پزشکي است؛ نياز به عوامل ضد باکتري قوي بسيار زياد است. نانوذرات نقره فعاليت ضد ميکروبي خوبي نشان مي‌دهند؛ اما به‌دليل حساسيتشان به نور و دما براي بعضي از کاربردها مانند پانسمان‌هاي زخم مناسب نيستند. آنها به هم چسبيده و کلوخه مي‌شوند كه اين امر باعث كاهش بازدهشان مي‌شود.

آدام لي و همکارانش در دانشگاه يورک انگليس، با استفاده از يک آلوميناي متخلخل براي تثبيت نانوذرات کربنات نقره، روش جديدي را براي پايدار کردن نانوذرات نقره توسعه داده‌اند. لي توضيح مي‌دهد که در اين حالت نانوذرات نقره به‌شدت پراکنده مي‌شود و در واقع روي نانوسوزن‌هاي آلومينايي تثبيت مي‌شوند. در اين حالت، ميزان رهاسازي يون‌هاي نقره به حداکثر مي رسد. اين نانوذرات تثبيت‌شده به‌آساني مي‌توانند داخل اسفنج يا پانسمان‌هاي اليافي قرار گيرند. اين کار براي محدود کردن گونه‌هاي نقرة فعال داخل زخم‌هاي بيمار براي چندين روز، ضروري است.

اين گروه در تست‌هايي که با باکتريaureus Staphylococcus(عامل گستره اي از بيماري‌ها از عفونت‌هاي سادة پوستي گرفته تا عفونت‌هاي شديد) انجام داد، دريافت که اين نانوذرات در مقايسه با سولفاديازين نقره که در درمان زخم‌ها و سوختگي‌هاي شديد بسيار استفاده مي‌شود، عوامل ضد باکتري بهتري هستند.

لي و همکارانش اکنون با شرکت محصولات پزشکي اسميت و نفيو کار مي‌کنند و تصميم دارند که اين نانوذرات را براي آزمايش کردن در بيمارستان‌ها داخل پانسمان‌هاي مناسب وارد کنند.

جيونگ جانگ و يورا کيم در دانشگاه ملي سئول نيز با استفاده از يک روش کاملاً متفاوت، براي توليد نانوذرات زيست‌فعال، از پليمرهاي ضد باکتري استفاده کرده‌اند.

اين محققان با استفاده از پليمريزاسيون شيميايي، نانوذرات هسته‌ـ سيليکا را با لاية نازکي از يک پليمر ضد باکتري پوشش دادند. آنها متوجه ‌‌شدند که اين نانوذرات کپسوله‌شده داراي خواص ضد باکتري عالي ضد باکتري‌هاي S. aureus و E. coli (باکتري‌هايي که سبب مسموميت غذايي مي‌شوند) هستند.

آنها با تغيير قطر هستة سيليکايي، ذراتي با اندازه‌هاي يکنواختي به دست آوردند که توده‌اي نمي‌‌‌شدند؛ بنابراين مساحت سطح آن تغيير نمي‌کرد. جانگ مي‌گويد:«نانوساختارهاي ضد باکتري با مساحت سطح بالا در مقايسه با نوع توده‌اي‌شان، از بازده بالاتري برخوردار است.» نتايج اين دو تحقيق در مجلة .Chem. Commun منتشر شده‌اند.   
     
   [External Link Removed for Guests]   
   [External Link Removed for Guests]   

yasermym جان,

دست شما درد نکنه که این تاپیک رو با پشتکار سرپا و به روز نگه داشتید.

  [COLOR=#002060]ساخت کوچک‌ترين حافظة‌ SRAM در دنيا

 
       آي‌بي‌ام و شرکاي وي(اي‌ام‌دي، فري‌اسکيل، اس‌تي‌ميکروالکترونيک، توشيبا و دانشگاه آلباني) اعلام کرده‌اند که نخستين حافظة دسترسي تصادفي پايا(SRAM) را که از فناوري‌ گره ۲۲ نانومتري بهره مي‌گيرد، ساخته‌اند. اين افزاره در بخش تحقيقات ۳۰۰ ميلي‌متري اين شرکت واقع در شهر آلباني ايالت نيويورک، ساخته شده‌است.    
       
  [COLOR=#800000]  حافظه SRAM با فناوري گيت فلزي K- بالاي ۳۲ نانومتري.  
 
          
      ‌هاي SRAM در ساخت افزاره‌هاي پيچيده‌تري چون ريزپردازنده‌ها قابل استفاده خواهند بود. در سلول اين SRAM، از يک طرح شش‌ ترانزيستور‌ي معمولي استفاده ‌شده ‌و مساحت سطح آن 0/1 اum[SUP]2[/SUP] است و به اين شکل، موانع پيشين در خصوص مقياس‌پذيري SRAM حذف گرديده‌است. اين کشف در CNSE(دانشكده‌اي كه آي‌بي‌ام و شرکايش اکثر تحقيقات پيشرفتة خود در زمينة نيمه‌رسانا را در آن انجام مي‌دهند) صورت گرفته‌است. دکتر تي‌سي‌ چن، نايب ‌رئيس بخش علم و فناوري در آي‌بي‌ام ‌ريسرچ، در اين باره گفت:«ما به روي کوچک‌ترين اندازه‌هاي ممکن متمرکز بوده‌ايم و به سوي نسل‌هاي ‌بعدي فناوري‌هاي نيمه‌رساناي پيشرفته گام برداشته‌ايم. اين گام، براي تداوم روند کوچک‌سازي اندازه‌ها در ميکروالکترونيک، امري ضروري است.» ۲۲ نانومتر، فناوري دو نسل بعد ساخت تراشه است. نسل‌بعدي، ۳۲ نانومتر است و هم‌اکنون آي‌بي‌ام و شرکايش با فناوري گيت فلزي K- بالاي ۳۲ نانومتري پيشتاز خود که هيچ شرکت و يا مؤسسة ديگري قادر به عرضه‌ آن نيست، بر روي اين حوزه تمرکز کرده‌است.

از ديدگاه سنتي، يک تراشة SRAM که از طريق کاهش اندازة‌ اجزاي سازندة‌ اصلي‌اش(که اغلب يک سلول ناميده مي‌شود) کوچک‌تر مي‌شود. اين محققان، به‌منظور ارتقاي پايداري، طرح سلول SRAM و شکل مدار را بهينه کرده‌اند و براي عملي كردن توليد اين سلول جديد، چندين فرايند ساخت جديد را ابداع نموده‌اند. آنها از ليتوگرافي غوطه‌وري NA- بالا استفاده کردند و ساختارهايي را با اندازه‌ها و چگالي‌هاي چالش‌آميزِ مذکور چاپ نمودند و قطعات يادشده را در محيط تحقيقاتي پيشرفتة خود که بر روي نيمه‌رساناي ۳۰۰ ميلي‌متري متمرکز است، ساخته‌اند.

اندازة‌ سلول SRAM، يک معيار اصلي در ارزيابي فناوري در صنعت نيمه‌رساناست و اين تحقيق نشان مي‌دهد که آي‌بي‌ام و شرکايش به پيشگامي خود در اين حوزه ادامه مي‌دهند.

پيشرفت‌ها و ابزارهايي که موجب شده‌اند تا ساخت چنين سلولي ممکن شود، عبارتند از: پشته‌هاي گيت فلزي K- بالاي لبه‌اي نواري، ترانزيستورهايي که طول گيت آنها کمتر از ۲۵ نانومتر است، فاصله‌دهنده‌هاي نازک، ايمپلنت‌هاي مشترک جديد، فرايندهاي فعال‌سازي پيشرفته، سيليسيد فوق‌العاده نازک و اتصالات مسي زرنشان.
جزئيات بيشتري از اين کشف در نشست فني بين‌المللي سالانة افزاره‌هاي الکتروني IEEE(که در روزهاي ۱۵ تا ۱۷دسامبر ۲۰۰۸ در سان‌فرانسيسکو برگزار شد) ارائه گرديد. 
   
                     [External Link Removed for Guests]     
         [External Link Removed for Guests]     
         [External Link Removed for Guests]     

  

 استفاده از فناوري نانو براي ضدبو کردن پارچه‌هاي پشمي  



موسسه نوآوري پشم استراليا (AWI)، شرکت NanoHorizaons را که در زمينه ايجاد افزودني‌هاي نانومقياس براي کاربردهاي نساجي و پزشکي پيشتاز است، به خاطر توليد يک افزودني ضدباکتري موثربراي پشم و ساير الياف طبيعي مورد تقدير قرار داده است. پس از آزمايشات وسيع مشخص شده است که افزودني اين شرکت به‌‌نام SmartSilver پشم را در مقابل تمام باکتري‌هايي که بو ايجاد مي‌کنند، محافظت مي‌کند.

دکتر جيمز دلاتر، معاون بازاريابي بين‌المللي NanoHorizaons مي‌گويد: «ما افتخار مي‌کنيم که AWI محصول ما را به‌‌عنوان يکي از بهترين انتخاب‌ها براي محافظت از پشم شناخته است. محصول نانومقياس نقره‌اي ضدباکتري ما به نحوي مهندسي شده است که به صورت کامل با فرايند توليد يکپارچه شده و منجر به توليد پارچه‌هاي پشم طبيعي زيبايي مي‌شود که به طور دائمي عاري از بو هستند».

فناوري نانوي مورد استفاده در SmartSilver به نحوي است که به صورت دائمي به الياف متصل شده و با شستن يا سايش از پارچه جدا نمي‌شوند. اندازه نانومقياس SmartSilver همچنين باعث مي‌شود که اين محصول نامرئي بوده و روي ساير ويژگي‌هاي پشم مرينوس همانند نگهداري آسان، نرمي، مقاومت در برابر آتش، مديريت رطوبت، و حفاظت در برابر اشعه ماوراي بنفش تأثيري نداشته باشد.

محصولات NanoHorizaons در EPA (آژانس حفاظت از محيط زيست آمريکا) به ثبت رسيده و توليد آنها سازگار با محيط زيست است.

ادوين نازاريو، معاون ارشد دفتر AWI در آمريکا مي‌گويد: « SmartSilverيک نوآوري جالب و ارزشمند براي پارچه‌هاي پشمي است. حال مشتريان مي‌توانند زيبايي و ويژگي‌هاي طبيعي پشم مرينوس را به همراه مقاومت دائمي در برابر بو داشته باشند. اين محصول گزينه‌هاي جديدي در اختيار طراحان پوشاک و کفش قرار مي‌دهد، مخصوصاً لباس‌هايي که در فعاليت‌هاي بيرون از منزل مورد استفاده قرار مي‌گيرند و مشتريان به مقاومت آنها در برابر بو اهميت زيادي مي‌دهند».

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 ترکيب فناوري‌نانو و نساجي براي ساخت نانو‌غشا  


محققان دانشگاه دولتي کاروليناي شمالي با کمک يک فناوري در صنعت نساجي، روش نانو‌ساخت جديدي را براي ساخت غشا‌هاي نانو‌لولة ‌کربني بسيار باکيفيت توسعه داده‌اند. در اين روش ضخامت و توپولوژي غشا قابل کنترل است و براي بسياري از کاربردهاي عملي، هزينة ساخت پايين است.

  
 [COLOR=#800000] ‌بافتن نانولوله‌هاي کربني باکمک آب: (a) شمايي از فرآيند پيوسته درهم‌بافتن باکمک آب که مي‌تواند الياف درهم‌بافته‌اي با سرعت 400 متر بر دقيقه توليد کند. (b) شمايي از دستگاه آزمايشگاهي که زانگ و همکارانش غشاءهاي نانولوله کربني را با آن توليد کرده‌اند.   
   
   
    زيانگ وو زانگ از دانشگاه ايالتي کاروليناي شمالي و يکي از اين محققان، مي‌گويد:«اين روشِ در هم ‌بافتن با کمک آب(Hydroentangling) محصول هم‌گرايي دو زمينة کاملاً متفاوت؛ يعني فناوري‌نانو و فناوري نساجي مدرن است و مي‌تواند در زمينة غشاهاي نانولولة کربني انقلابي ايجاد کند. اين غشاها‌ي نانولولة ‌کربني در هم ‌بافته‌شده با کمک آب، خواص الکتريکي و مکانيکي به مراتب بهتري نسبت به کاغذهاي باکي(Buckypaper) نانولولة کربني ساخته‌شده از ف_ * ل*_ ت ر دارند.»

زانگ توضيح مي‌دهد که روش در هم‌ بافتن با کمک آب، به تزريق هيدروليکي با سوزن نيز معروف است. اين روش براي ساخت يک غشا يا پارچة غير بافتي يکنواخت و مستحکم، با اليافي که پيوند مکانيکي دارند؛ فرايندي نسبتاً جديد، ساده، سريع، کم‌هزينه و سازگار با محيط‌ زيست محسوب مي‌شود.

زانگ پديده در هم‌ بافتن با کمک آب را براي آرايش نانولوله‌هاي کربني منفرد به‌صورت غشاهاي نانولولة کربني مستحکم، چند عملکردي و رسانا، استفاده کرده‌است. او مي‌گويد:«اين غشاهاي نانولولة‌ کربني همة خواص چند عملکردي نانولوله‌هاي کربني منفرد را حفظ کرده‌اند، بنابراين کاربردهاي بالقوة بسيار زيادي از قبيل نمايشگرهاي انتشار ميداني، پايه‌هاي کاتاليستي، الکترونيک زيست‌پزشکي، پيل‌هاي سوختي، ذخيرة هيدروژن، حسگرها، پيل‌هاي خورشيدي و باطري‌ها، دارند.

زانگ توضيح مي‌دهد که برخلاف ديگر فرايندهاي مرسوم نساجي که با الياف منفرد سرکار دارند، فرايند در هم ‌بافتن با کمک آب از دسته‌هاي الياف بافته‌نشده براي توليد پارچه‌ها يا غشاهاي مستحکم استفاده مي‌کند؛ بنابراين روشي عالي براي آرايش نانولوله‌هاي کربني‌اي است که براي دستکاري تکي خيلي کوچک هستند.

زانگ و همکارانش براي تهية غشاهاي نانولولة ‌کربني با اين فرايند يک دستگاه آزمايشگاهي ساختند و متناسب با ضخامت غشا، نانولوله‌هاي کربني را بين پنج ثانيه و دو دقيقه با کمک آب در هم ‌بافتند. غشاهاي حاصله قطري برابر 25 ميلي‌متر داشتند. غشاهاي نانولولة ‌کربني با اندازة بزرگ‌تر نيز مي‌توانند با استفاده از فرايند پيوسته يا يک دستگاه آزمايشگاهي بزرگ‌تر ساخته شوند.

زانگ توضيح مي‌دهد که استحکام کششي اين غشاها با ضخامت 100 ميکرومتر، برابر با 51 مگاپاسکال است که سه ‌برابر استحکام کششي کاغذهاي باکي نانولولة ‌کربني ساخته‌شده از ف_ * ل*_ ت ر است. او اضافه مي‌کند:«با نفوذ پليمرها به داخل اين نوع غشاها، ما مي‌توانيم کامپوزيت‌هاي پليمري مبتني بر نانولولة کربني‌اي بسازيم كه خواص مکانيکي بهتري دارند؛ مثلاً نفوذ پلي‌اتيلن اکسايد(PEO) به داخل اين غشاها مي‌تواند استحکام کششي را تا 37 درصد افزايش دهد.

نتايج اين تحقيق در مجلة Advanced Materials منتشر شده‌است.   
     
   [External Link Removed for Guests]   
   [External Link Removed for Guests]   

 کاربرد فناوري‌نانو در ترميم ترک‌ها
 
 
متخصصان هوا ـ فضا در آمريکا پس انجام تحقيقي به اين نتيجه رسيده‌اند که نانولوله‌هاي کربني چندجداره از قابليت خوبي در جلوگيري از ترک و شکست کامپوزيت‌هاي اپوکسي برخوردارند. آنها دريافتند که افزودن نانولوله‌هاي کربني چندجداره تا 20 برابر بيش از اپوکسي‌هاي معمولي جلوي پيشرفت و گسترش ترک را مي‌گيرد.

اين محققان نانولوله‌هايي با قطرها و طول‌هاي مختلف را به کمک استاندارد ASTM بررسي كرده، دريافتند که بهترين نتيجه در اين خصوص به نانولوله‌هايي مربوط مي‌شوند که از بالاترين نسبت طول به عرض برخوردارند، همچنين دريافتند که پوشاندن نانولوله‌ها با روکش بسيار نازکي از PMMA ـ که انرژي سطحي کمي دارد ـ پراکندگي آنها را ساده‌تر مي‌کند. اين محققان موفق شدند تنها با افزودن نانولوله‌هاي چندجداره به مقدار 25/0 درصد وزن مادة پرکننده، رشد ترک‌ها را تا بيست برابر کاهش دهند و در تصاوير AFM حاصل از اين آزمايش نيز مشخص شد که نانولوله‌هاي روکش‌دار قبل از مخلوط شدن با اپوکسي، يکنواخت‌تر از نانولوله‌هاي بدون روکش در اين حلال پخش مي‌شوند.  
   
  
 
ترک ناشی از خستگی که توسط نانو لوله های کربنی پل زده شده است 
   
 
گزارشي از اين تحقيق در نشرية Nanotechnology منتشر شده‌است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]  

 ارتقاي توانمندي‌هاي صنايع دفاع با استفاده از فناوري‌نانو  


در سناريوهاي جنگ‌هاي آينده، سربازان با استفاده از سلاح‌هاي هوشمند، از مراکز فرماندهي خود به سمت دشمن شليک مي‌کنند. تسليحات جنگي آينده قادرند به طور مجازي تمام حملات دشمن را کنترل و نابود کنند. اين سلاح‌ها از طريق خودروهاي بدون سرنشين شليک مي‌شوند و بنابراين تلفات انساني به طور چشمگيري کاهش مي‌يابد.

بر اساس پيش‌بيني کارشناسان نظامي، فناوري‌نانو يکي از عناصر اصلي صنايع دفاعي جهاني خواهد بود. در حال حاضر سالانه ميلياردها دلار در زمينه تحقيقات فناوري‌نانو سرمايه‌گذاري مي‌شود و محققان کشورهاي مختلف در حال بررسي ارتقاي توانمندي‌هاي دفاعي خود با استفاده از کاربردهاي مختلف فناوري‌نانو هستند. مزاياي بالقوه فناوري‌نانو در صنايع دفاعي، ادوات قدرتمندتر، سبک‌تر وارزان‌تر و حفاظت بيشتر از افراد نظامي است.

به تازگي موسسه فناوري هند (IIT) و شرکت هواپيمايي هندي – آمريکاييLockheed Martin توافق‌نامه مشترک 300 هزار دلاري در زمينه استفاده از کاربردهاي فناوري‌نانو و زيست‌فناوري امضا کرده‌اند. هدف اين پروژه تحقيقاتي انجام تحقيقات در زمينه حسگرهاي زيستي مبتني بر فناوري‌نانو براي استفاده در هواپيماها و مواد زيستي ارتقا يافته براي درمان‌هاي پزشکي و ف_ * ل*_ ت ر زيست‌سازگار براي رفع آلودگي هوا است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]