نانو تکنولوژي

[Sardar]

نانوفناوری و پدیده های فیزیکی






حتماً تاکنون پیش آمده است که سنگی را به درون دریاچه ای مملو از آب پرتاب کرده یا انداخته باشید.

حتماً تاکنون پیش آمده است که سنگی را به درون دریاچه ای مملو از آب پرتاب کرده یا انداخته باشید.

بیایید امتحان کنیم. لیوانی را پر از آب کنید و روی میز قرار دهید. حال تیله ای را به آرامی درون آب بیندازید. ملاحظه می کنید که تیله در هنگام برخورد با سطح آب سبب پاشیده شدن آب به اطراف می شود. به عبارتی، تیله با ایجاد صدای �پولوپ� آب را می شکافد و وارد آن می شود. دوباره این کار را با جسمی دیگر امتحان کنید. خواهید دید که شکل پاشیده شدن آب به اطراف متفاوت خواهد بود؛ و حتی اگر با دوربینی حرفه ای از این صحنه ها فیلمبرداری کنید، متوجه خواهید شد که حتی دو شیء یکسان و هم وزن و همجنس را نمی توانید پیدا کنید که به طور یکسان آب را به اطراف پراکنده سازند.

دانشمندان دانشگاه �کلودبرنارد لئون� در فرانسه در خصوص این پدیده پیچیده مطالعاتی انجام داده اند. آنها در پی یافتن پاسخ این سؤال اند که چرا حتی در حالتی که دو گوی هم اندازه و همشکل و همجنس باشند، باز هم شکل پاشیده شده آب متفاوت است. آنها دریافتند که رفتار ملکولی سطح گویها � اینکه آنها آب را جذب یا دفع می کنند - متفاوت است.

این گروه تحقیقاتی آزمایش را با گویهایی از جنس آلومینیوم و فولاد و شیشه تکرار کردند تا گویی را پیدا کنند که بیشترین خاصیت آبدوستی را داشته باشد. پس از انتخاب گوی مناسب (گوی شیشه ای)، گوی را با پراکسید ئیدروژن و اسید سولفوریک و الکل تمیز کردند و آزمایش را انجام دادند. در این حالت، گلوله به آرامی درون آب افتاد و سپس گوی یکسان دیگری را با کمک نانو لایه ای از ماده آبگریز به نام �سیلان� که تنها به اندازه یک ملکول ضخامت داشت پوشش دادند و آزمایش را تکرار کردند. در این حالت، گوی در هنگام برخورد بشدت آب را به اطراف پاشید. آنها علت این اختلاف را این گونه شرح می دهند: ملکولهای آبگریز سبب می شوند تا هنگام باز شدن ملکولهای آب از یکدیگر حباب هوا ایجاد شود که سبب پاشیده شدن آب به اطراف می شود؛ در حالی که ملکولهای آبدوست شیشه سبب می شوند تا حباب هوا بین سطح ملکولهای شیشه و ملکولهای آب ایجاد نشود. بنابر این، گوی به آرامی و بدون پاشیدن آب به اطراف وارد آب می شود. بنابر این، نانولایه از ایجاد حباب هوا جلوگیری می کند.

یافته های این گروه آزمایشی ثابت می کند که در کاستن از شدت پاشش آب به اطراف عامل سرعت نیز ممکن است مؤثر باشد؛ به گونه ای که هر چه سرعت ورود جسم به آب بیشتر باشد فرصت کمتری برای ایجاد حباب هوا و در نتیجه پاشیده شدن آب به اطراف وجود خواهد داشت.

خوب حالا که دلیل آن را متوجه شدیم، بیایید این کار را با اجسام مختلف امتحان کنیم. فراموش نکنیم که هر چه ملکولهای جسم آبگریزتر باشد آب بیشتری به اطراف پخش می شود.

مواظب باشید خیس نشوید.

برداشتی از: مجله Nature Physics،
به نقل از سی پی اچ

[yasermym]

 نانوذرات و درمان بيماري‌‌هاي چشم  
درحاليکه از فناوري‌نانو در موارد گسترده‌ايي از بدنه اتومبيل‌‌ها تا پوشاک و لوازم آرايشي استفاده مي‌‌شود، تحقيقات بسياري نيز در زمينه درمان بيماري‌‌هاي مختلف در حال انجام است. از جمله مي‌‌توان به تحقيقاتي در آمريکا در زمينه بيماري‌‌هاي چشمي مانند آب سياه (گلوکوم) و تخريب لکه زرد چشم اشاره نمود. پروفسورسانک ماليک در بخش فارماکولوژي دانشگاه داکوتاي شمالي هدايت پروژه‌اي تحقيقاتي را بر عهده دارد که در آن از نانوذرات به‌عنوان ابزاري براي انتقال هدفمند داروها استفاده مي‌‌کنند. اين نانوذرات از مولکول‌هاي سريم اکسايد ساخته شده‌‌اند. سدهاي خوني-مغزي ممکن است مانع عبور داروها و رسيدن آنها به بافت هدفِ دارو شوند، ولي نانوذرات آنقدر کوچک هستند که مي‌‌توانند از سدهاي خوني-مغزي عبور نمايند.

پروفسورماليک معتقد است که اين نانوذرات سمي نيستند ولي داروهايي که به اين نانوذرات متصل مي‌شوند مي‌‌توانند سمي باشند، پس هدفگيري صحيح مولکول‌هاي دارو اجتناب ناپذير است. اين نانوذرات علاوه‌بر اين در تصويربرداري نيز استفاده مي‌شوند بدين صورت که مي‌‌توان مولکول‌هايي به آنها متصل کرد که پس از آنکه به هدف- مانند سلول‌هاي سرطاني- رسيدند از خودشان نور ساطع کنند.

در درمان بيماري‌هاي چشمي، محققان بايستي ابتدا مطمئن شوند که نانوذرات براي انتقال موثر داروها اولا در آب محلول هستند و ثانياً موجب تحريک و آسيب به قرنيه نمي‌‌شوند. بيماري آب سياه يا گلوکوم در صورت درمان نشدن موجب نابينايي مي‌شود. بر اساس آمار رسمي در آمريکا حدود 4 ميليون نفر مبتلا به گلوکوم هستند و تنها نيمي از اين افراد از بيماري خود اطلاع دارند. همچنين بيماري تخريب لکه زرد بينايي نيز موجب آسيب‌‌هاي جبران ناپذير به بينايي و در نهايت نابينايي در سنين بالاتر از 50 سالگي مي‌شود. بيش از 2ميليون نفر در آمريکا مبتلا به اين اختلال هستند.

تحقيقات تيم تحقيقاتي فوق شامل اتصال داروهاي ضد سرطان به نانوذرات و هدايت آنهاست به‌طوريکه فقط وارد سلول‌‌هايي شوند که به درمان نياز دارند. همچنين آنها درصدد هستند تا بازدارنده‌‌هايي چند شاخه را از نانوذرات ليپيدي براي آنزيم متالوپروتئيناز ماتريکس توليد نمايند و از نانوذرات براي تشخيص ايزوزيم‌‌هاي اين آنزيم استفاده نمايند.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 تهيه نانوسامانه دارورساني حاوي ايبوپروفن 
مهندس سارا شفيعي دانشجوي دکتري بيومتريال دانشگاه صنعتي اميرکبير در قالب پروژه کارشناسي ارشد خود موفق به سنتز يک هيدرکسيد دوگانه لايه‌اي خاص شده است که در ساخت سامانه‌هاي‌ کنترل شده رهايش دارو کاربرد دارد.

اين پژوهشگر در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: "هيدروكسيدهاي دوگانه لايه‌اي، كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف دارند. يكي از پراهميت‌ترين كاربردهاي زيستي آنها در سامانه‌هاي رهايش كنترل‌شده دارو است. در اين پروژه ما موفق به سنتز هيبريد Ibuprofen-LDH شده‌ايم و رفتار رهايش آنرا با استفاده از روش‌هاي هم‌رسوبي و تعويض آنيوني مورد بررسي قرار داده‌ايم".

مهندس شفيعي در خصوص جزئيات اين پژوهش و دستاوردهاي آن گفت: "سامانه‌هاي فعلي انتقال دارو، پليمري هستند و مقادير بالايي از دارو را به بدن منتقل مي‌کنند. اين امر موجب بروز عوارض جانبي بسياري مي‌گردد. سامانه جديدي که در اين تحقيق معرفي شده، از لايه‌هاي نانومتري رس تشکيل شده و مي‌تواند دارو را با مقادير پايين و اثربخشي بالا به بدن منتقل نمايد. با اين سامانه مي‌توان دارو را در مقياس مولکولي ميان لايه‌هاي نانومتري رس قرار داده و آنرا در بدن بيمار رها کرد. اين عملکرد با افزايش حلاليت دارو در معده، مشکل کمي حلاليت سامانه‌‌هاي فعلي را رفع کرده و اثرات جانبي دارو را از ميان مي‌برد. در اين پژوهش ايبوپروفن به عنوان داروي نمونه استفاده شده است، در حاليکه مي‌توان از آن در درمان سرطان نيز استفاده کرد. لايه‌هاي نانومتري اين سامانه، پتانسيل بالايي براي حمل داروهاي تاکسول و ام تي ايکس (داروهاي ضدسرطان با حلاليت بسيار پايين) دارند و حلاليت اين داروها را به ميزان قابل‌توجهي افزايش مي‌دهند".

اين پروژه با راهنمايي دکتر صولتي انجام شده و جزء اولويت‌هاي فناوري نانو در کشور است.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 ايجاد اتصالات خوب گرافني با استفاده از گيت‌هاي معلق 

محققان دانشگاه کاليفرنيا در ريورسايد آمريکا اتصالات p-n-p گرافني با کيفيت بالا ساخته‌اند که داراي گيت بالايي معلق بدون تماس مي‌باشد. اين طراحي جديد ميزان آسيب‌ديدگي گرافن را به حداقل مي‌رساند، کاري که انجام آن تاکنون بسيار مشکل بوده است. اين روش براي ساختن ابزارهاي الکترونيکي تميز با رسانايي الکترونيکي بالا ضروري است.

گرافن يک ماده نويدبخش براي ساختن ابزارهاي الکترونيکي کوچک است، زيرا هم نيمه‌رسانا بوده و هم يک رساناي الکتريکي خوب به شمار مي‌آيد. اين ماده به عنوان جايگزين سيليکون در آينده اعلام شده است.

يکي از ويژگي‌هاي غيرمعمول گرافن اين است که هم دانسيته بار و هم نوع آن را مي‌توان با اعمال گيت‌هاي الکتروستاتيکي منطقه‌اي به صورت درجا دستکاري کرد. يک گيت از يک فلز تشکيل مي‌شود که توسط يک مانع عايق همانند اکسيدهاي فلزي يا پليمرهاي آلي از صفحه گرافن جدا مي‌شود. با اين حال چون ضخامت گرافن تنها يک لايه اتمي مي‌باشد، نشاندن مانع عايق (يا هر ماده ديگري) روي آن بسيار دشوار است، زيرا فرايند رسوب‌دهي از طريق ايجاد مراکز انتشار بار اضافي روي گرافن به آن آسيب رسانده و رسانايي الکتريکي آن را کاهش مي‌دهد.

حال «چون نينگ» و همکارانش با استفاده از خلأ به عنوان مانع عايق، ميزان آسيب‌ديدگي گرافن را به حداقل رسانده‌اند.

ليتوگرافي چندسطحي

محققان کاليفرنيا با استفاده از يک فرايند ليتوگرافي چند سطحي اتصالات مربوطه را ساختند. در اين فرايند از لايه‌هاي مقاوم مختلفي در شرايط گوناگون استفاده شده و تنها يک مرحله رسوب‌دهي فلز صورت مي‌گيرد. اين فرايند ساده ساخت ساختارهاي معلق، ارزان بوده، از آسيب ديدن ابزار جلوگيري کرده و با فناوري توليد صنعتي CMOS سازگار است. خلأ نيز يک دي‌الکتريک قوي است.

از اين روش همچنين براي توليد قطعات متحرک در ابزارهاي ميکرو و نانو مکانيکي (MEMS و NEMS) يا براي ايجاد شکاف‌هاي هوا در قطعات معمولي مبتني بر سيليکون استفاده کرده و بدين طريق مصرف انرژي را کاهش داده و از ايجاد ارتباطات ناخواسته ميان قطعات مجاور جلوگيري کرد.

لائو توضيح مي‌دهد که اين اتصالات مي‌توانند به تشخيص «پارادوکس کلين» نيز کمک کنند. پارادوکس کلين انتقال کامل ذرات نسبيتي از طريق يک مانع بسيار قوي نامحدود است.

لنزينگ وسلاگو

او مي‌گويد کاربرد هيجان‌انگيز ديگر، لنزينگ وسلاگو مي‌باشد که در آن يک اتصال p-n گرافني همانند يک لنز الکترونيکي عمل کرده و بارها را در يک نقطه خاص متمرکز مي‌نمايد (شبيه يک لنز نوري).

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 پيشرفت ايمونوتراپي بر عليه سرطان با فناوري‌نانو 

دانشمندان در زمينه کاربرد نانولوله‌‌هاي کربني در موارد مختلفي مانند نانوهيترهاي مغناطيسي، سيستم‌‌هاي دارورساني و حسگرهايي که در تشخيص و درمان بيماري‌‌ها کاربرد دارند، در حال تحقيق هستند. به‌عنوان مثال اتحاديه اروپا در يک برنامه چهارساله به کاربرد نانولوله‌‌هاي کربني عامل‌دار در پزشکي پرداخته و ويژگي‌‌هاي فيزيکي و شيميايي اين نانولوله‌‌ها را به‌‌منظور يافتن سازوکار‌‌هايي قابل استفاده در اهداف پزشکي بررسي نموده‌‌اند.

مطالعات در زمينه برهم‌‌کنش آنها با محيط بيولوژيکي (پاسخ‌هاي ايمني، ايجاد مسموميت، برهم‌‌کنش با سلول زنده) بستري جهت استفاده از نانولوله‌هاي کربني در تصويربرداري (نانوذراتي که کيفيت تصوير را افزايش مي‌دهند) ، حسگري (تشخيص بر اساس نانوذرات) و درمان سرطان (انتقال هدفمند داروي مبتني بر فناوري‌نانو) فراهم خواهد آورد.

در جديدترين تحقيقات، امکان استفاده از نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره در پزشکي مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مطالعه تأثيرات مفيد نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره در جذب آنتي بادي‌‌ها و در نهايت فعال ساختن سلول‌‌هاي T اثبات شده است. سلول‌هاي T نقش اساسي در شروع پاسخ ايمني و ادامه واکنش‌‌هاي ايمني در بدن را بر عهده دارند. هدف اصلي ايمونوتراپي موفقيت آميز، تحريک سلول‌‌هاي T بر عليه اهدافي مانند تومورها است.

در اين آزمايشات مشخص شد که کمپلکس سلولT-CD3 که به Anti-CD3 معروف است در بستري از نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره جذب شده و اين ترکيب موجب مي‌‌شود تا سلول‌‌هاي ايمني بيشتري تحريک و فعال شوند. کمپلکس Anti-CD3در غلظتي برابر با آنتي بادي، قادر است سلول‌‌هاي T بيشتري را فعال نمايد و اين لازمه‌ي يک ايمونوتراپي موفقيت آميز است.

نتايج اين تحقيق نشان مي‌‌دهد بستر نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره داراي سطح فعال بيشتري نسبت به ساير مواد با سطح زياد مانند زغال فعال، پلي استايرن و نانوذراتC60 هستند و در نتيجه بيشتر مي‌‌تواند سلول‌هاي T را تحريک و فعال نمايد.

پروفسور فامي معتقد است با تيمارهاي شيميايي مي‌‌توان سطح نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره را افزايش داده و بدين ترتيب جذب پروتئين (آنتي ژن) را افزايش دهيم که خود منجر به القاي فعاليت موثرتر سلول‌‌هاي T خواهد شد. در واقع نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره داراي خواص منحصر به‌فردي هستند که ايمونوتراپي را موثرتر خواهند کرد و از همين روش امروزه در درمان ملانوماي پيشرفته استفاده مي‌‌شود. مي‌‌توان دو دليل اصلي براي اين برتري نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره ذکر کرد:

الف- سطح فعال زياد براي جذب آنتي‌‌بادي که مي‌‌تواند با تيمارهاي شيميايي بيشتر هم بشود.

ب- نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره مي‌‌توانند آنتي‌‌ژن‌هاي پروتئيني را از طريق انکوباسيون ساده جذب کنند بدون آنکه پيوند شيميايي مستقيمي با آن برقرار کنند. البته پروفسورفامي معتقد است دو مشکل اساسي در راه توسعه ايمونوتراپي با کمک نانولوله‌‌هاي کربني تک ديواره وجود دارد:

1 - توليد استاندارد مقادير زيادي از اين مواد که در آزمايشگاه‌هاي مختلف و برروي سلول‌هاي T مختلف استفاده شوند تا منجر به پيشرفت تکنيک‌‌هاي توليد اين مواد شود.

2 - سازگار نمودن سلول‌‌هاي Tبا انواع بسيار مختلف آنتي ژن‌هاي توموري.

در واقع شناخت آنتي ژن‌هاي توموري و سپس استفاده از سلول‌‌هاي T مناسب عليه آنها مهمترين بخش ايمونوتراپي محسوب مي‌‌شود.



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

[yasermym]

  ميناي دندان به کمک  

اخيراً دانشمندان چيني راه جديدي براي ترميم ميناي دندان ابداع کرده‌اند که در آن از نانوذرات استفاده مي‌شود. رويکانگ تانگ و گروهش از دانشگاه زجيانگ دريافته‌اند که نانوذرات ساخته‌شده از هيدروکسي‌آپاتيت(HAP) يک مادة معدني که جزء اصلي سازندة ميناي دندان است با شدت زيادي به‌وسيلة سطح ميناي دندان طبيعي جذب مي‌شوند. اين کشف مي‌تواند به ترميم و مقاوم‌سازي دندان‌هاي پوسيده کمک کند.
تانگ اظهار داشت که پيش از اين يکي از مسائل مبهم براي دندان‌پزشکان اين بوده‌است که چرا هيدروکسي‌آپاتيتِ مصنوعي گزينة خوبي براي ترميم مينا نيست؛ اما اکنون به اين سؤال پاسخ داده شده‌ است.
برخلاف مطالعات قبلي، گروه تانگ از ذرات بسيار کوچک‌تري استفاده کرده‌اند که به گفتة آنها، هم‌اندازه با اجزاي سازندة ميناي دندان هستند. بنا به اظهارات وي، خصوصيات اين نانوذرات ۲۰ نانومتري HAP، در قياس با ذرات بزرگ‌تر HAP که معمولاً مورد استفاده قرار مي‌گيرند مي‌تواند شباهت بيشتري با خصوصيات هيدروکسي‌آپاتيت طبيعي داشته باشد.
جورج نانکولاس، استاد شيمي دانشگاه بوفالو، توضيح داد که اين تحقيق، فرصت‌هاي قابل‌توجه جديدي را براي بازسازي ميناي پوسيده ايجاد كرده‌است. وي گفت:«ترميم آشکار سختي مينا با استفاده از يک روش برون‌زيستي، داراي اهميت ويژه‌اي است. چالشي که در اين راه وجود دارد کنترل سينتيک اين فرايند و دستيابي به درجه‌اي از قابليت توليد مجدد است.»
تانگ مي‌گويد:«براي تعيين اعتبار نتايج حاصله در محيط غير زيستي، بايد مطالعات گسترده‌تري در محيط‌هاي‌ زيستي انجام گيرد، همچنين ما علاقه‌منديم تا از اين نانوذرات در ترميم ساير بافت‌هاي سخت آپاتيتي؛ مانند استخوان استفاده كنيم. »
کلاوس جانت، يکي از متخصصان مواد زيستي در دانشگاه فريدريش شيلر آلمان، ضمن تأييد نظرات پيشين مي‌گويد:«مطالعات ترميم مينا داراي اهميت زيادي هستند. در آينده، نمايش قابليت ترميم مينا در ‌محيط‌ زيستي و پايداري مکانيکي ميناي تعميرشده، بسيار مهم خواهد بود.»
نتايج اين تحقيق تحت عنوان "تعمير ميناي دندان با استفاده از نانوذرات هيدروکسي‌آپاتيت به‌عنوان اجزاي سازنده" در مجلة .J. Mater. Chem منتشر شده‌است.

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

[yasermym]

  ف_ * ل*_ ت ر‌ها در تصفيه آب در مناطق حادثه  

پوششي از نانومواد مي‌تواند راه حلي براي يکي از بزرگترين و خطرناک‌ترين چالش‌هاي بهداشتي باشد. اين مشکل عبارت است از جدا کردن ميکروب‌ها و ساير آلودگي‌ها از آب آشاميدني.

در حوادثي مانند طوفان برمه، بسياري از مرگ و مير‌ها به علت از بين رفتن منابع تأمين آب آشاميدني روي مي‌دهد. هزاران کيلوگرم مواد غذايي از طريق راه‌هاي هوايي به اين مناطق ارسال مي‌شود و جان هزاران نفر را موقتا حفظ مي‌کند ولي بسياري از اوقات آب بهداشتي ناکافي است.

پروفسور پيتر ماجووسکي از دانشگاه جنوب (University of South)استراليا روزي را پيش‌بيني مي‌کند که مؤسسات کمک‌کننده مي‌توانند ماسه پوشش داده شده را آورده و با عبور دادن آب آلوده از يک ف_ * ل*_ ت ر معادل ف_ * ل*_ ت ر قهوه، آب پاکيزه بدست آورند. نانوماده موجود بر روي سطح سيليکا مي‌تواند باکتري وبا يا انگل Cryptosporidium را به طور اطمينان‌آوري به‌دام‌انداخته و آب آشاميدني بهداشتي توليد نمايد.

علاوه بر اين ماجووسکي معتقد است اين ف_ * ل*_ ت ر بايد قابليت توليد با قيمتي مناسب را داشته باشند. وي مي‌گويد ما از آب –که گران نيست- و سيليکا و مواد فعال سطحي استفاده مي‌کنيم. ماجووسکي و دانشجويان دوره دکتري وي آزمايشاتي را با ماسه سيليسي که قيمت آن در هر تن حدود 20 دلار است و نيز با سيليکاي صنعتي بهبود داده شده (که گران‌تر است) انجام داده‌اند.

همچنين با توجه به اينکه روزانه شش هزار نفر به علت عدم دسترسي به آب شاميدني سالم جان خود را از دست مي‌دهند، ماده فعال سطحي حتي براي مصرف در کشور‌هاي در حال توسعه نيز گران نيست. علاوه براين امکان استفاده مجدد از ف_ * ل*_ ت ر‌ها پس از شستن آنها در يک اسيد ملايم وجود دارد. همچنين مي‌توان آلودگي‌ها و نانومواد را از بين برده و سيليکا را مجدداً مصرف نمود.

به گفته ماجووسکي هنوز معلوم نيست که اين فرآيند براي تصفيه خانه‌هاي بزرگ در کشورهاي در حال توسعه مناسب باشد. اما بسيار بازار‌هاي بالقوه ديگر براي آن وجود دارد. اين روش همچنين راهي را براي شيرين کردن آب دريا ارائه مي‌کند. اين در حالي است که ماجووسکي فکر نمي‌کند که اين کار بتواند در مقياس بزرگ و تجاري امکانپذير باشد.

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

[yasermym]

 استفاده از نانوميله‌هاي طلا در درمان سرطان 

يک گروه پژوهشي از دانشگاه MIT، در حال تحقيق روي ميله‌‌هاي کوچک طلا براي استفاده از آنها در مبارزه با سرطان هستند. عرض اين ميله‌ها ده ميليونيم متر و طولشان 40 ميليونيم متر است. فرق اين مواد با نانوطلاهاي کروي‌اي که قبلا ساخته مي‌شد، در توانمندي آنها براي جذب نور زيرقرمز است. ليزر زيرقرمز بدون وارد ساختن آسيب به سلول‌‌هاي اطراف، آنها را فعال مي‌کند؛ زيرا سلول‌‌ها توانايي جذب اين نور را ندارند.

سطح خارجي اين ميله‌‌ها پوشيده از مولکول‌‌هايي است که در حين مراحل توليد به‌‌عنوان محصول جانبي ايجاد مي‌‌شود، اين مولکول‌‌ها مانع از بروز خاصيتي مي‌‌شوند که محققان ايجاد آن را پيش‌بيني مي‌كردند. اين مولکول‌‌هاي آلي، CTAB هستند و تمايل دارند تا از سطح جدا شده، دوباره به آن بچسبند. وجود CTAB، در چسبيدن ساير مولکول‌‌هايي كه در رساندن DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA و داروها به اين ماده استفاده مي‌شود، مشکل ايجاد مي‌كند.

محققان دريافتند گرمايي که از طريق نور زيرقرمز به نانوميله‌‌ها مي‌‌رسد، در غلظت‌‌هاي کم CTAB، بيشتر و در غلظت‌‌هاي بالاتر CTAB، کم‌‌تر به‌وسيلة جذب مي‌شود، اين مسئله مي‌‌تواند در از بين بردن تومورها به روش سوزاندن بسيار مهم باشد.

همچنين آنها دريافتند که چگونه مي‌توان CTAB را با گروه شيميايي تيول جايگزين کرد؛ زيرا گروه تيول محکم‌‌تر به نانوميله متصل مي‌‌شود و مانند CTAB تمايل به جدا شدن و اتصال دوباره ندارد و مولکول‌‌هاي ديگر مانند DNA، مي‌‌توانند به‌راحتي به انتهاي تيول متصل شوند.

اين گروه در آينده مي‌‌خواهند نانوميله‌‌هايي بسازند که حامل DNAهايي با کاربرد مشخصي باشد كه حتماً به سلول هدف برسند؛ براي مثال از DNAهايي استفاده کنند که مي‌‌تواند ساخت پروتئين را متوقف کرده، از بيان بيش از حد آن جلوگيري کند.

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

[yasermym]

 رفع آلودگي‌هاي ميکروبي از آب به وسيله ف_ * ل*_ ت ر 

محققان دانشکده فني دانشگاه تهران با همکاري پژوهشگاه صنعت نفت، موفق به توليد آزمايشگاهي ف_ * ل*_ ت ر تصفيه کننده آب از آلودگي‌هاي ويروسي و ميکروبي با استفاده از نانولوله‌هاي کربني براي مصارف دارويي شدند.

با توجه به آنکه آب يکي از پرمصرف‌ترين مواد در تهيه مواد اوليه، فرمولاسيون و توليد مواد دارويي است و از نظر استاندارد و کيفيت، کنترل ميکروبي آب در مراحل تهيه، نگهداري و توزيع آن حائز اهميت مي‌باشد، ف_ * ل*_ ت ر با اندازه تخلخل نانومتري با توانايي تصفيه آب از آلودگي‌ها مي‌توانند نقش مهمي را ايفا کنند.

اين پژوهش توسط آقاي مهندس سيد طه سيدمصطفوي فارغ‌التحصيل کارشناسي ارشد مهندسي شيمي دانشگاه تهران با راهنمايي آقاي دکتر محمدرضا مهرنيا (عضو هيات علمي دانشگاه تهران) و آقاي دکتر عليمراد رشيدي (عضو هيات علمي پژوهشگاه صنعت نفت) در قالب پروژه کارشناسي ارشد، انجام شده است.

آقاي سيدمصطفوي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو اظهار داشتند: "در حال حاضر فناوري ف_ * ل*_ ت ر نقش مهمي در تهيه آب‌هاي دارويي ايفا مي‌کند و گستره بزرگي از کاربردها را به خود اختصاص داده است. با توجه به ضرورت حذف ويروسها و ميکروب‌ها از آب و کوچکي اندازه آنها، توليد ف_ * ل*_ ت ر با اندازه تخلخل نانومتري امري ضروري به‌نظر مي‌رسد".

ايشان در ادامه گفتگو و در تشريح نحوه انجام کار افزودند: "اين پژوهش در دو مرحله ساخت ف_ * ل*_ ت ر از نانولوله‌هاي کربني در شرايط بهينه و سپس تست آن براي جداسازي ويروسها و ميکروبها انجام شده است. در مرحله ساخت ف_ * ل*_ ت ر ابتدا به روش شناورسازي کاتاليست، نانولوله‌هاي کربني از خوراک هيدروکربني در دماي 900 درجه سانتيگراد توليد و سپس به طور پيوسته در همان راکتور به صورت ف_ * ل*_ ت ر شکل‌دهي گرديد.

پس از آن مقاومت مکانيکي آن طي عمليات حرارتي و استفاده از افزودني‌ها بالا برده ‌شد. قابليت جداسازي ويروس‌ها و باکتري‌ها توسط اين ف_ * ل*_ ت ر به ترتيب با انجام آزمايش جداسازي ويروس MS2 و باکتري Ecoli، که به عنوان شاخص جداسازي ويروس‌ها و باکتري‌ها در مقالات مطرح هستند، مورد بررسي قرار گرفت که با نتايج موفق‌آميزي همراه بود. علاوه بر اين امکان جداسازي يونهاي چندظرفيتي توسط ف_ * ل*_ ت ر نيز آزمايش شد که نتايج آن نشان‌دهنده وجود اين قابليت براي ف_ * ل*_ ت ر بود".

مهندس سيدمصطفوي در پايان به امکان استريل کردن اين ف_ * ل*_ ت ر به‌وسيله حرارت و همچنين احياء کامل آن پس از مصرف اشاره نمودند و توسعه اين نوع از ف_ * ل*_ ت ر و انجام فرآيندهاي تصفيه را با آنها در مقايسه با ف_ * ل*_ ت ر ديگر کم‌هزينه‌تر و با مصرف انرژي کمتر عنوان کردند و در صورت حمايت صنايع ذي ربط توليد اين ف_ * ل*_ ت ر را در مقياس صنعتي امکان‌پذير دانستند.

[External Link Removed for Guests]

[yasermym]

 فرمولاسيون جديدي از پلاتين با خاصيت ضد توموري قوي‌ 
سال‌هاي زيادي بود كه ضد سرطان‌‌هاي پلاتين‌دار عوامل درماني ثابت‌شده‌‌اي محسوب مي‌شدند؛ اما سميت، طول عمر کوتاه آنها در بدن و توانايي تومور در ايجاد مقاومت عليه آنها،کاربردشان را محدود مي‌کرد. گروهي از دانشمندان امريکايي و آلماني به‌‌منظور فائق آمدن بر اين محدوديت‌‌ها، از نانولوله‌‌هاي کربني هدفمند به‌عنوان عامل دارورساني براي رساندن فرم غير فعال پلاتين به سلول‌‌هاي سرطاني استفاده کردند. اين مواد به‌وسيلة خود سلول‌‌هاي سرطاني به عوامل سمي ضد سرطان تغيير مي‌‌يابند.

نام اين روش سيستم دارورساني longboat براي رساندن کلاهک پلاتيني است و در آن ترکيبات پلاتين‌دار به‌‌سختي به سطح نانولوله‌‌ها مي‌‌چسبند. ترکيب پلاتين‌دار مورد استفاده، پلاتين IV-است که علاوه بر اتصال به نانولوله‌‌ها توانايي اتصال به مولکول‌‌هاي ديگر را هم دارد. محققان از اين توانايي در چسباندن فوليک اسيد(عامل هدفمند‌کننده براي تومورها) به کلاهک پلاتيني بهره بردند.

با تجويز اين مواد به سلول‌‌‌‌هاي توموري که گيرندة فوليک اسيد را بيش از حد بيان مي‌‌کند، نانولوله‌‌هاي متصل به ترکيبات پلاتين‌دار و فوليک اسيد، سريعاً وارد سلول‌‌هاي هدف شده، سپس آنزيم‌‌هاي سلول، پلاتين- IV را به شكل سمي پلاتين- II تبديل مي‌‌کند. اين تبديل شيميايي نتيجة رها شدن پلاتين از نانولوله‌‌ها و کسب توانايي ورود به هسته است. درون هستة پلاتين بر DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA اثر کرده، باعث مرگ سلول مي‌شود. آزمايش‌هاي انجام‌شده روي محيط کشت سلول‌‌هاي سرطاني نشان مي‌‌دهد که قدرت ضد توموري اين فرمولاسيون هشت برابر بيشتر از داروي سيس‌‌پلاتين است.

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

[yasermym]

 روشي جديد و ساده براي چاپ ساده و ارزان الگوهاي نانوذره‌اي 
با استفاده از يک روش جديد چاپ ليزري امکان ايجاد الگوهاي دلخواه از نانوذرات در يک محدوده وسيع تنها با استفاده از يک پالس ليزري ايجاد شده است. از اين روش جديد که بر مشکلات چاپ ليزري معمولي فائق آمده است، مي‌توان در توليد آسان ابزارهاي الکترونيکي همانند ترانزيستورها استفاده کرد.

پرکاربردترين روش چاپ ليزري (LIFT) بر انتقال نقطه به نقطه ماده مبتني است. اين امر توليد الگوهايي با اشکال هندسي و اندازه متفاوت را دشوار مي‌سازد. اين روش جديد چاپ ليزري موازي که توسط ميونگو لي و همکارانش از دانشگاه يونسي در سئول کره جنوبي ابداع شده است، مبتني بر واجذب حرايت نانوذرات است که توسط ليزر پالسي القا مي‌شود. لي مي‌گويد از آنجايي که چگالي انرژي مورد نياز براي انتقال ماده در اين فرايند بسيار پايين‌تر از مقدار مورد نياز براي فرايند LIFT مي‌باشد، امکان چاپ الگوهاي دلخواه در يک سطح وسيع تنها با استفاده از يک پالس ليزر وجود دارد.

اين محققان کار خود را با رسوب‌دهي (از محلول) يک فيلم نقره نانوذره‌اي با ضخامت 150 نانومتر تا 1 ميکرومتر روي يک بستر شيشه‌اي آغاز کردند. آنها اين کار را با استفاده از يک جوهر نقره تجاري با متوسط اندازه ذرات 25 نانومتر انجام دادند. اين فيلم سپس در دماي اتاق خشک شد.

سپس يک اشعه ليزري پالسي NY:YAG (با طول موج 064/1 ميکرومتر، پهناي پالس 6 نانوثانيه، سرعت تکرار 10 هرتز و بيشينه توان ميانگين 5/8 وات) با استفاده از يک ماسک نوري در حالت تماسي تنظيم شد. اين پالس ليزري از پشت بستر شيشه‌اي به اين فيلم تابانده شد. با تاباندن اين ليزر به فيلم نانوذره‌اي، نانوذرات نقره از روي سطح جدا شده و به روي يک بستر دريافت کننده سيليکوني که در تماس با فيلم قرار داشت، منتقل شدند. بدين ترتيب يک الگوي چاپ شده روي اين بستر ثانويه ايجاد شد. لي مي‌گويد: «اگر ماسک مناسبي استفاده شود، هر نوع الگويي را مي‌توان با استفاده از اين روش ايجاد کرد».

اين گروه پژوهشي براي ساخت ترانزيستور، الکترودهاي منبع و خروجي را روي يک ويفر سيليکوني ناخالص چاپ ليزري نمودند. اين ويفر سيليکوني داراي يک لايه دي‌الکتريک SiO2 به ضخامت 200 نانومتر بود. پس از پخت الکترودهاي چاپ شده در دماي 225 درجه سانتي‌گراد، يک لايه نيمه‌رسانا از جنس پنتاسن با استفاده از تبخير حرارتي بين دو الکترود رسوب داده شد. اين محققان مي‌گويند مايلند به جاي استفاده از تبخير حرارتي براي ايجاد لايه فعال پنتاسن، از فرايندهايي باي ساخت ترانزيستور استفاده کنند که به طور کامل در فاز محلول انجام مي‌گيرند.

بنا به گفته آنها از اين فرايند نه تنها براي چاپ نانوذرات فلزي، بلکه براي ايجاد فيلم‌هاي نيمه‌رسانا و دي‌الکتريک نانوذره‌اي نيز مي‌توان استفاده کرد.

نتايج اين تحقيق در Appl. Phys. Lett. منتشر شده است.

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

[yasermym]

 شمارش الكترون‌ها با استفاده از نقاط كوانتومي 
دانشمندان سوئيسي به‌وسيلة شمارش تك الكترون‌هاي تونل‌زننده در ميان نانوسيمي متشكل از ذرات كوانتمي اينديم آرسنايد، موفق به اندازه‌گيري جريان شدند. نتايج به دست‌آمده هم‌خواني خوبي با جرياني دارد كه از طريق روش‌هاي مرسوم به دست آمده‌است و راه جديدي را براي تشخيص تك بار الكتريكي گشوده‌است تا در مترولوژي استانداردي جديد براي جريان الكتريكي تعريف شود.

سيمون گوستاوسن از ETH زوريخ و همكارانش، از يك آشكارساز بار الكتريكي براي شمارش الكترون‌هايي كه با تونل‌زني از نانوسيم كوانتوم ذرات(QDs) اينيديم آرسنايد دارد و خارج مي‌شوند، استفاده مي‌كنند. پهناي باند آشكارسازي براي عملكرد در ناحيه‌اي كه ما بتوانيم همزمان جريان كوانتم ذرات را با يك جريان‌سنج معمولي اندازه‌گيري كنيم، بزرگ است.

گوستاوسون مي‌گويد « با استفاده از اين روش اين امكان فراهم شده‌است كه بين دو روش، يك اندازه‌گيري مقايسه‌اي داشته باشيم و نشان ‌دهيم كه يك آشكارساز روي تراشه مي‌تواند به‌عنوان يك جريان‌سنج بسيار حساس عمل كند».

شمارش الكترون‌ها

تك‌الكترون‌ها را مي‌توان با قرار دادن نقطة تماس كوانتمي(QPC) در نزديكي نقاط كوانتمي شمارش كرد. رسانايي اين نقاط تماس كوانتمي به‌شدّت نسبت به تغييرات الكترواستاتيكي محيط خود حساس است. ورود يك الكترون به نقطة كوانتمي(QD)، منجر به افت رسانايي نقطة تماس كوانتمي(QPC) مي‌شود و زماني كه الكترون از اين نقطه خارج مي‌شود، رسانايي نقاط تماس افزايش مي‌يابد.

بنابراين با كنترل مداوم رسانايي و اندازه‌گيري آن در هر زمان مي‌توانيم تونل‌زني تك الكتروني را تشخيص دهيم. جريان اندازه‌گيري‌شده از طريق اين روش داراي دقت بسيار خوبي است و خطاي اين روش از روش‌هاي مرسوم به مراتب پايين‌تر است. دليل اين امر را مي‌توان به پهناي باند محدود آشكارسازهاي مرسوم نسبت داد كه باعث مي‌شود بعضي از رويدادهاي تونل‌زني سريع الكترون را از دست بدهد. آشكارساز جديد قادر به ثبت كه رويدادهايي در مقياس زماني‌اي در حدود 40 ميكروثانيه است؛ اين امر اجازة آشكارسازي جريان نقطة كوانتومي را تا حداكثر چند فيمتوآمپر به آن مي‌دهد.

اين مسئله بيانگر آن است كه روش‌هاي قديمي و مرسوم براي اندازه‌گيري جريان‌هاي بالاي ميكروآمپر مناسب هستند و براي جريان‌هاي پايين‌تر(در حدود فيمتوآمپر و پايين‌تر) يا مواقعي كه روش‌هاي مرسوم امكان‌پذير نيست، روش جديد شمارش بسيار دقيق‌تر و سريع‌تر است.

با افزايش پهناي باند آشكارساز، روش دقيقي براي اندازه‌گيري جريان‌هاي بسيار كوچك فراهم مي‌آيد و مشكل از دست دادن رويدادهاي الكتروني سريع را نيز مي‌توان با وابسته كردن هر چه بيشتر جريان نقطه كوانتومي(مثلاً‌ قرار دادن نقاط كوانتمي مختلف به‌صورت سري) به حداقل رساند.

گوستاوسون افزود كه هدف والاتر براي استفاده از روش تشخيص تك الكترون در تعريف يك استاندارد جديد براي جريان الكتريكي است. اين گروه هم‌اكنون در حال كار بر روي جا دادن QPC در يك مدار فركانس راديويي است كه در اين مورد قطعه به‌صورت يك ترانزيستور فركانس راديويي عمل مي‌كند. اين امر پهناي باند آشكارساز را تا چندين مرتبه افزايش مي‌دهد، همچنين گروه برنامه‌اي هم براي استفاده از اين تكنيك در بررسي حركت اسپين تك‌الكترون در نانوسيم QD دارد.

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