نانو تکنولوژي

[yasermym]

 استفاده از فناوري‌نانو و روغن زيتون براي تصفيه آب‌هاي آلوده 


در فراوري روغن زيتون، مايع زائدي به‌نام آب سياه زيتون يا آب زائد سايش ِروغن زيتون (OMW) توليد مي‌شود. اين آب به‌دليل نياز شيميايي به اکسيژن(COD) بالا و نياز بيوشيميايي به اکسيژن(BOD) بالا و فنول‌هاي خود، خصوصيات آلوده‌کنندگي قابل توجهي دارد. در کشورهاي مديترانه‌اي ـ که 95 درصد از روغن زيتون دنيا را توليد مي‌كنند ـ ميزان OMW سالانه بيش از سي ميليون متر مکعب تخمين زده مي‌شود، در نتيجه با توجه به اينکه روش‌هاي عمل مرسوم براي خارج کردن گروهي از آلودگي‌هاي OMW بي‌اثر است، دفع اين ماده مطلب بسيار مهمي تلقي مي‌شود.

از سويي ديگر OMW زيست‌توده‌اي ارزان از ترکيبات آلي و غير آلي است. با استفاده از روش‌هاي جداسازي مناسب مي‌توان اين ترکيبات را خارج کرده، به شکل ترکيبات مورد استفاده در کشاورزي، فرايندهاي زيست محيطي و صنعت درآورد.

تحقيقاتي که دانشمندان ايتاليايي در سال 2002 انجام دادند، نشان داد که يون‌هاي فلزي ـ كه به‌طور طبيعي در OMW وجود دارند ـ به يک جزء پليمري در OMW، متصل مي‌شوند. قسمت اعظم اين يون‌ها K+ بود، همچنين اين جزء در مقايسه با خود OMW داراي مقدار بسيار کمي از COD و BOD بود. محققان اين پروژه با هدف مطالعة بازيافت اين جزء در کشاورزي و فرايندهاي زيست‌ محيطي اين زيست‌ماده را به دست آورده، نام آن را پلي‌مرين نهادند.

دکتر کاپاسو، محقق اين طرح، مي‌گويد:" پلي‌مرين خصوصيات پلي‌الکتروليتي و مقدار K+ قابل بازيافت فراواني دارد. پس مي‌تواند به‌عنوان زيست‌ف_ * ل*_ ت ر محلول‌هايي که با فلزات سنگين يا نامطلوب آلوده شده‌اند، مفيد باشد. استفاده از اين زيست‌ف_ * ل*_ ت ر براي آلودگي‌زدايي بسيار مهم و جالب است؛ زيرا علاوه بر مشکل آلود‌گي، مشکل دفع OMW را هم حل مي‌کند.

تحقيقات جديد انجام گرفته به وسيلة دكتر زينگ در دانشگاه ماساچوست، از برهم‌کنش اين ماده با نانوذرات اکسيد آلومينيوم خبر مي‌دهد. دکتر زينگ مي‌گويد:"مقايسه ميان رفتار کاتيون‌ها در ابعاد نانوذرات و ميکروذرات، در رابطه با برهم‌کنش با يک مادة آلي، موضوع جديدي است، همچنين اين اولين باري است که يک کمپلکس پلي‌مرين نانوذره براي کاربرد در يک فرايند زيست‌فناوري محيطي آزمايش مي‌شود."

اين پژوهشگران نشان دادند که مي‌توان از پلي‌مرين در جذب فنانترن از آب‌هاي آلوده استفاده کرد. اگر پلي‌مرين را با نانوذرات اکسيد آلومينيوم مخلوط، سپس خشک کنيم و از آن در فرايند بالا استفاده کنيم، اثربخشي افزايش پيدا مي‌کند. فنانترن يکي از ترکيبات بسيار مضر در اکوسيستم‌هاي طبيعي است، که اغلب از سوختن سوخت‌هاي کربني نظير ذغال‌سنگ، نفت، گاز و چوب حاصل مي‌شود.

دکتر زينگ مي‌گويد:"نتايج ما نشان داده که نانوذرات اکسيد آلمينيوم، صد برابر بيشتر از ميکروذرات، پلي‌مرين را جذب مي‌کنند. به‌علاوه ما فهميده‌ايم که کمپلکس خشک پلي‌مرين- نانوذرات نسبت به پلي‌مرين تنها، فنانترن را دو برابر بيشتر جذب مي‌کند، همچنين اين کمپلکس نسبت به کمپلکس پلي‌مرين- ميکروذرات 70 برابر بيشتر جذب دارد."

پلي‌مرين يک شبکة قابل حل در آب با بار منفي است. پس زماني که فرايند اتصال صورت گرفت، جدا کردن آن کار مشکلي است. زينگ و کاپاسو مي‌خواستند پلي‌مرين را روي يک تکيه‌گاه نامحلول ثابت نگه دارند، زيرا جاذب سيستم‌هاي biobed، بايد ماده‌اي جامد باشد. اکسيد آلومينيوم در pH خنثي و اسيدي بار مثبت دارد، پس براي اين مقصود مناسب است.

دکتر زينگ مي‌گويد:" پلي‌مرين گزينة مناسبي براي يک سورفاکتانت مدرن است. استفاده از پلي‌مرين به جاي سورفاکتانت‌هاي سنتزي کار ساده‌اي است، زيرا پلي‌مرين از مواد ارزان به دست مي‌آيد و جداسازي راحتي دارد."

بر اين اساس مي‌توان از اين مادة جديد براي تميز کردن آب‌هاي آلوده در زمين‌هاي کشاورزي بهره برد.

دکتر زينگ مي‌گويد:"بعضي از رآکتورها ـ که داراي سيستم همزن متوالي هستند ـ ممکن است داراي مادة جاذب باشند. پس از اينکه جذب سطحي اشباع شد، با سوزاندن جز، آلي مي‌توان کمپلکس پلي‌مرين- نانوذرات را بازيافت کرد که فرايند ارزاني است.

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

[yasermym]

 روش جديدي براي نانوجوشکاري 

محققان دانشگاه شفيلد انگلستان با استفاده از مقادير بسيار کمي از لحيم توانسته‌اند راهي براي اتصال نانوسيم‌ها و نانواشيا به همديگر و ساخت نانوساختارها و مدارهاي پيچيده کشف کنند. اين محققان پيش‌بيني مي‌کنند به‌منظور تحقق و تعمير اتصالات داخلي مدارها و ديگر عيوب، بتوان از اين روش در ساخت ساختارهاي نانوالکترونيکي آزمايشي استفاده کرد.
اين محققان روش نانوجوشکاري خود را با جزئيات کامل شرح داده‌اند؛ براي مثال، به‌منظور جوش ‌دادن دو نانوسيم طلا بايد انتهاي دو سيم و نه کل آنها در تماس با همديگر قرار داده شود. با استفاده از يک ميکروسکوپ الکتروني روبشي که براي مشاهده فرايند استفاده مي‌شد، اين دانشمندان توانستند نانوسيم‌ها را به‌وسيله يک نانوانبردست به هم نزديک کنند. نانوانبردست يک ابزار تخصصي در تحقيقات فناوري نانو است که با استفاده از حرکات مکانيکي و جريان الکتريکي باعث حرکت نانوساختارها مي‌گردد.
آنها با قرار دادن يک قطعه نانوسيم طلاي «فداشونده» روي دو انتهاي نانوسيم‌هاي طلا، باعث ايجاد يک پل بين آنها شدند، سپس با اعمال پالس‌هاي ولتاژ پايين به‌وسيله‌ي نانوانبردست که باعث ايجاد گرما مي‌شود، اين پل به نانوسيم‌ها جوش مي‌خورد.
اينکسون گفت: «توانايي در جوش‌ دادن نانوسيم‌ها و ساير مؤلفه‌هاي منفرد فعال براي آينده‌ي فناوري نانو بسيار مهم است. روش جديد نانوجوشکاري مي‌تواند براي ارتباط دادن نانواشيا با شکل‌ها و خواص شيميايي مختلف سودمند باشد و در خط توليد ساختارهاي نانومقياس‌ سه‌بعدي مورد استفاده قرار گيرد.»


  


 نانوساختارهاي ايجادشده با لحيم نانومقياس. (a) تماس دادن نانوسيم‌ها با استفاده از نانوجوشکاري.(b) درج کلمه‌ي “Nano” در ابعاد نانومقياس با استفاده از نانوسيم‌هاي طلا به قطر 55 نانومتر. 


اينکسون و همکارانش توانستند با استفاده از لحيم ديگري به نام آلياژ قلع- طلا نيز عمل نانوجوشکاري را انجام دهند. اين آلياژ به‌دليل رسانايي فوق‌العاده، دماي ذوب پايين و مقاومت بالاي خوردگي کاربرد گسترده‌اي در جوشکاري‌هاي ماکروسکوپي دارد. اين گروه با استفاده از نانوسيم‌هاي طلا توانسته‌اند شبکه‌ها و ساختارهاي بسيار پيچيده‌اي خلق کنند.
اين روش نانوجوشکاري در مقايسه با روش‌هايي که در آن دو نانوسيم را مستقيماً به هم جوش مي‌دهند و از لحيم استفاده نمي‌کنند؛ مانند «گرمايش ژول»، (که در آن از گرماي حاصل از جريان الکتريکي استفاده مي‌شود) نتايج بهتري را ارائه کرده‌است. همينک گرمايش ژول فقط در جوشکاري نانوسيم‌هاي نسبتاً بزرگ پلاتيني موفق بوده‌است و علت آن هم اين است که اين روش تغييراتي اساسي در شکل نانوسيم‌ها ايجاد مي‌کند و حتي به‌دليل گرمايش بيش از حد موضعي ممکن است کاملاً باعث تخريب نانوسيم گردد.
اينکسون مي‌گويد: «استفاده از گرمايش ژول براي ذوب کردن نانوسيم‌ فداشونده در محل جوش، در مقايسه با جوشکاري مستقيم دو نانوسيم مي‌تواند باعث ايجاد جوش‌هاي قابل کنترل، مطمئن و رسانا گردد. با استفاده از اين نانولحيم مي‌توان خواص شيميايي و عملکرد پيوندگاه را در مقياس نانومهندسي کرد.»
نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شده‌است.

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

[yasermym]

 الهام‌ از دلفين‌ها براي حرکت سريع 

جانگوان سور از دانشگاه نوادا با الهام‌گيري از حرکت سريع دلفين‌ها درون آب نسبت به ساير آبزيان، تصميم گرفت تا از پوست دلفين تقليد نموده و اشيايي بسازد که در هوا سريع‌تر و راحت‌تر حرکت مي‌کنند.

تحقيقات سور بنياد ملي علوم (NSF) را تحت تأثير قرار داده و آنها جايزه بسيار مهم خود به نام جايزه Faculty Early Career Development (CAREER) را به وي اعطا کردند. اين جايزه مبلغ 400000 دلار را در طول مدت 5 سال در اختيار وي قرار مي‌دهد تا براي تحقيقات و تدريس خود از آن استفاده کند.

مانوس ماراگاکيس رئيس دانشکده مهندسي مي‌گويد: «اين جايزه بسيار رقابتي و باارزش بوده وبه طور آشکاري قابليت‌هاي پژوهشي دريافت‌کننده آن و اهميت کار انجام شده را نشان مي‌دهد. اين جايزه مي‌تواند تأثير مثبت عميقي روي توسعه کار اين عضو هيئت علمي دانشگاه داشته باشد. همچنين دريافت اين جايزه براي دانشکده، افتخار بزرگي محسوب شده و اين فرصت را در اختيار دانشجويان تحصيلات تکميلي قرار مي‌دهد که در زمينه‌اي کاملاً جديد به تحقيق بپردازند».

دکتر سور، استاد مهندسي مکانيک، و همکارانش در اين کار پژوهشي يک کامپوزيت نانولوله کربني جديد توسعه داده‌اند که استحکام بالايي داشته و نسبت به مواد معمول از ويژگي ميرايي (damping) بهتري برخوردار است.

سور مي‌گويد: «بسياري از مواد، تعادلي ميان دو ويژگي استحکام و ميرايي برقرار مي‌کنند (با افزايش يکي، ديگري کاهش مي‌يابد)، اما در اين سيستم خاص، هر دو ويژگي افزايش مي‌يابد. به علاوه کامپوزيت‌هاي تقويت‌شده توسط نانولوله‌هاي کربني، سبک و انعطاف‌پذير بوده و استحکام مکانيکي، مقاومت فرسايشي، رسانايي الکتريکي و حرارتي بالايي داشته، و همچنين رفتاري شبيه بافت از خود نشان مي‌دهند».

سطح اين ماده نانولوله‌اي جديد، نيروي کششي را از طريق افزايش کارايي آئروديناميکي کاهش مي‌دهد. همچنين مي‌توان از اين فناوري در تيغه‌هاي توربين بادي بهره برده و همراه با افزايش کارايي، صداي ناشي از کارکرد اين ماشين‌هاي توليد انرژي تجديدپذير را کاهش داد.

سور بر اين باور است که مي‌توان از اين کامپوزيت‌هاي انعطاف‌پذير در بدنه هواپيماها و فضاپيماها استفاده نموده و با افزايش کارايي حرکت آنها در هوا، مصرف سوخت را کاهش داد. وي در حال حاضر با شرکت بوئينگ همکاري مي‌کند تا يک پوست مصنوعي براي بال هواپيماهاي بدون سرنشين توليد نمايند.

برنامه سور براي اين کامپوزيت جديد شامل استفاده از آن براي ايجاد مواد شبه‌بافت الکتروفعال است که مي‌توانند عملکرد ماهيچه را تقليد کنند.


  



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

[yasermym]

 نانولوله‌ها مي‌توانند عوامل سرطاني را درون سلول‌ها رديابي کنند 

مهندسان MIT، توانسته‌‌اند نانولوله‌‌هاي کربني را به‌صورت حسگرهايي درآورند که قادرند داروهاي ضد سرطان و ديگر عواملي را که موجب آسيب رسيدن به مولکول‌هاي "DNA" مي‌‌شود، درون سلول‌هاي زنده شناسايي نمايند.

چنين حسگرهايي براي بيماراني كه تحت شيمي‌‌درماني قابل استفاده است به اين منظور كه بتوان از مؤثر بودن اين داروها بر تومورها اطمينان به دست آورد. اين حسگرها که از نانولوله‌‌هاي کربني‌اي ساخته‌اند كه داراي پوششي از "DNA" هستند، مي‌‌توانند داروهايي مثلCisplatin و ديگر توکسين‌‌هاي محيطي و راديکال‌هاي آزاد را كه در شيمي‌‌درماني استفاده مي‌شوند و موجب تخريب "DNA" مي‌‌شوند، شناسايي نمايند.

پروفسورMichael Strano (مهندس شيمي و نويسنده‌ي مقاله‌ي فوق در شماره‌ي 14 دسامبر مجله‌يNture nanotechnology )، مي‌گويد:«حسگري که ما آن‌ را ساختيم مي‌تواند با قرار گرفتن در سلول‌هاي زنده(سرطاني و يا سالم) عملاً انواع مختلفي از مولکول‌هاي آسيب‌رسان به "DNA" را شناسايي نمايد.»

چنين حسگرهايي براي بيماراني كه تحت شيمي‌‌درماني قابل استفاده است به اين منظور كه بتوان از مؤثر بودن اين داروها بر تومورها اطمينان به دست آورد. بسياري از داروهاي شيمي‌درماني اثرات جانبي شديد و مخربي را روي "DNA" دارند؛ بنابراين فهم اين موضوع که چقدر اين داروها به اهداف خود رسيده‌اند، اهميت زيادي دارد.

اين حسگر قادر است عوامل آلکيل‌کننده‌ي "DNA" مثلCISPLATIN و عوامل اکسيدکننده مانند پراکسيد هيدروژن و راديکال هاي هيدروکسيل تشخيص دهد.

اساس اين فناوري بر پايه‌ي اين حقيقت است که نانولوله‌هاي کربني در نور مادون قرمز نزديک، خاصيت فلورسانس دارد و از خود نور ساطع مي‌کنند.

شدت نور و طول موج اين نور بستگي به برهم‌کنش موجود ميان "DNA" و عوامل مخرب "DNA" دارد؛ بنابراين مولکول‌هاي مختلفي را بر اساس نور منتشرشده مي‌توان شناسايي نمود.

از طرفي چون اين نانولوله‌ها با مولکول "DNA" پوشش داده شده‌‌اند، هيچ خطري براي سلول ندارند.

Strano معتقد است نانولوله‌ها مي‌توانند داراي ابعاد مختلفي باشند و با مواد مختلفي پوشش داده شوند که يا سمي هستند و يا غير سمي.

در آينده مي توان از اين حسگرها در مطالعه‌ي آنتي‌اکسيدان‌هايي مثل ترکيبات موجود در چاي سبز استفاده کرد و دريافت که چگونه مي‌توان از داروهاي شيميايي به‌‌طور مؤثرتري در شيمي‌درماني استفاده نمود.

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

[yasermym]

 توليد روکش‌هاي جديد با استفاده از فناوري نانو 

فناوري نانو را مي‌توان به‌عنوان دانش مهندسي مولکولي تعريف کرد؛ اين دانش در حال تغيير دادن نحوه نگرش بسياري از صنايع به روکش‌هاي سطحي است. سطحي را براي خودرو تصور کنيد که در برابر خراش مقاوم است يا سطح بيروني يک قايق را در نظر بگيريد که صدف‌هاي دريايي به آن نمي‌چسبند و يا يک سطح خودتميزشونده روي يک هواپيما را مجسم نماييد. استفاده از مواد مبتني بر فناوري نانو موجب مي‌شود تمام اين کاربردها حالت واقعي و تجاري به خود بگيرند. شرکت Nanovere Technologies واقع در برايتون نانوروکش‌هايي را توسعه داده است که ميزان خراش‌پذيري سطوح را تا 50 درصد و نياز آنها به تميز شدن را تا 60 درصد کاهش مي‌دهد.

اين روکش‌ها که Zyvere نام دارند، به طور خاص براي کاهش خراشيدگي و نياز کمتر به تميز شدن و نگهداري طراحي شده‌اند. روکش‌هاي Zyvere همچنين بهره سوخت را در هواپيماها افزايش داده، کارايي توربين‌هاي بادي را بهبود بخشيده، و چسبندگي صدف‌هاي دريايي را به سطح خارجي قايق‌ها کم مي‌کند. با دارا بودن اين مزاياي فوق‌العاده، انتظار مي‌رود قيمت اين روکش‌ها بالا باشد، اما اينگونه نيست. قيمت روکش‌هاي Zyvere کاملاً با هزينه روکش‌هاي صنعتي معمول قابل مقايسه بوده و در عين حال از کارايي بسيار بالاتري برخوردارند.

دليل منحصر به فرد بودن اين روکش‌ها چيست؟ بنا بر گفته توماس کوآت، رييس Nanovere و دانشمند اصلي اين شرکت، «شرکت Nanovere خط کاملي از روکش‌هاي 1K و 2K را بر اساس مواد نانوساختار و مفاهيم فناوري نانو توسعه داده است. نانوروکش‌هاي Zyvere از فيلم‌هاي چگال به‌هم بافته‌اي تشکيل شده‌اند که انعطاف‌پذيري بسيار بالايي داشته و به نحوي طراحي شده‌اند که در مقابل خراش و اشعه ماوراي بنفش مقاوم بوده و به راحتي تميز مي‌شوند. اين روکش‌ها حتي پس از گذشت 5 سال جلاي خود را به صورت کامل حفظ مي‌کنند که اين امر در مورد روکش‌هاي معمول امکان‌پذير نيست.

Nanovere با توليدکننده قطعات اوليه Global Automotive همکاري نزديکي دارد تا جلاي سطح خودرو را در برابر شسشوي طولاني مدت حفظ کرده، از خراشيده شدن سطح آن جلوگيري نموده، و با جايگزيني شيشه با پلي‌کربنات داراي روکش Zyvere، وزن خودرو را کم کند. Nanovere همچنين با پيشگامان صنعت هوافضا همکاري نزديکي دارد تا بهره سوخت را افزايش داده و نياز به مواد ضديخ را در باند فرودگاه کاهش دهد.

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

[yasermym]

 كشف نانوخوشه‌هاي طلا به‌عنوان عالي‌ترين و بهترين كاتاليست‌ 

پژوهشگران موسسه ملي استانداردها و فناوري (NIST)، از يك زوج ميكروسكوپ الكتروني عبوري پيمايشگر (STEM) كه در آن خطاي کروي (كه موجب مات‌شدن تصوير مي‌شود) تصحيح گرديده، استفاده كرده و براي اولين بار به ميزان تفكيك‌پذيري بسيار پيشرفته‌اي از نانوبلورهاي طلاي جذب‌شده بر روي سطوح اكسيدآهن، دست يافتند. در واقع اين تفكيك‌پذيري به اندازه كافي حساس بود كه حتي اتم‌هاي منفرد نيز قابل روئيت گردند.

براي بيشتر ما، طلا تنها زماني ارزشمند است كه قطعات بزرگي از آن را در اختيار داشته باشيم. اما براي علاقمندان به استفاده از توانايي استثنايي طلا در كاتاليزكردن محدوده وسيعي از واكنش‌هاي شيميايي از جمله اكسيداسيون گاز خطرناك و سمي منوكسيدكربن به گاز بي‌خطر دي‌اكسيدكربن آن هم در دماي اتاق، ديگر قانون "هر چه بزرگتر، بهتر"‌ صادق نيست. چنانچه اين فرآيند به مرحله صنعتي برسد، قابليت بهبود عملكرد مبدل‌هاي كاتاليستي كه در اتومبيل‌ها براي تصفيه دود اتومبيل و در دستگاه‌هاي تنفسي براي محافظت معدن‌كاران و ماموران آتش‌نشاني بكار مي رود، را خواهد داشت.

مطالعات علم سطح بيان مي‌كند كه يك محدوده بحراني براي نانوذرات طلا با پايه اكسيدآهن وجود دارد كه آنرا براي اكسيداسون منوكسيدكربن بسيار فعال مي‌كند. اگرچه، اين نظريه بر مبناي تحقيقاتي بنا شده كه با استفاده از مدل هاي ايده‌آل ساخته‌شده از طلاي جذب‌شده بر روي پايه اكسيد تيتانيوم انجام شده‌اند.

روش تصويربرداري STEM با خطاي تصحيح شده كه توسط NIST/Lehigh/Cardiff ابداع شده‌است به پژوهشگران اين امكان را مي‌دهد كه سيستم‌هاي كاتاليستي واقعي اكسيدآهن را همانگونه كه ساخته شده‌اند، بررسي كرده و تمام ساختارهاي طلاي موجود در هر نمونه را شناسايي نمايند و سپس مشخص كنند كه چه اندازه‌هايي از خوشه‌ها براي تبديل منوكسيدكربن فعال هستند.

اين گروه پژوهشي ذراتي با اندازه‌هاي بسيار متفاوتي را بررسي كرده‌اند: از نمونه‌هاي با فعاليت كاتالستي كم يا بدون فعاليت (كمتر از 1% تبديل منوكسيدكربن) گرفته تا نمونه‌هايي با بازدهي نزديك به صد درصد. نتايج آنها نشان داد كه عمده فعاليت نانوخوشه‌هاي طلا براي تبديل منوكسيدكربن مربوط به دو لايه‌هايي با قطر تقريبي 5/0 تا 8/0 نانومتر است كه حاوي حدود 10 اتم طلا هستند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Science منتشر شده‌است.

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

[yasermym]

 پيشرفت در زمينه‌ي نانوماشين‌ها در بدن انسان 

کشفيات بيوفيزيک‌دانان آمريکايي-کانادايي، موجب شناخت بيشتر کانال‌هاي يوني و «ساخت نانوماشين‌ها» و يا «دريچه‌هاي نانو» در بدن مي‌شوند. اگر اين دريچه‌ها کار خود را به‌درستي انجام دهند، موجب بروز بيماري‌هاي ژنتيکي و اختلال در اعصاب و قلب خواهد شد.

همان‌طور که در شماره‌ي جديد PNAS منتشر شده، محققان دانشگاه مونترال کانادا و شيکاگو، روش جديدي را براي تشخيص حرکات پروتئين‌هاي مجزايي كشف كرده‌اند که کنترل‌کننده‌ي تبادل يون ميان سلول‌ها و محيط است.

عملكرد اين اين پروتئين‌ها بسيار شبيه ديافراگم دوربين است. چنين ساختارهايي باز و بسته مي‌شوند و با نقل و انتقال يون‌ها موجب ايجاد و انتقال سيگنال هاي الکتريکي عصبي مي‌شوند. اندازه‌ي اين دريچه‌ها حدود دوميليون بار کوچک‌تر از مژه‌هاي چشم انسان است!

روش جديد، محققان را قادر مي‌سازد تا يک سيگنال حاصل از کانال يوني را در هر لحظه اندازه گيري کرده، بفهمند كه چگونه بخش‌هاي مختلف درون کانال يوني در آن شرکت مي‌کنند.

رهبري اين گروه تحققياتي بر عهده‌ي Richard B lunk استاد گروه فيزيک دانشگاه مونترال است و همکارانش در دانشگاه شيکاگو، Francisco Bezanilla و Clark Hyde در اين طرح او را همراهي نمودند.

دکتر Blunk مي‌گويد:«کشف ما منجر به شناخت دقيق کانال‌هاي يوني که پروتئين‌هاي اصلي هدف داروهاست، مي‌شود؛ چرا که اين کانال‌ها نقش اصلي را درون بدن ايفا مي‌کنند و هر گونه جهش و تغيير در آنها موجب بروز بيماري‌هاي ژنتيکي شديد خواهد شد.»

به اين منظور، آنها کانل‌هاي پتاسيمي را که از چهار سابيونيت تشکيل شده‌اند بررسي كردند. در وسط اين چهار سابيونيت در ميان غشا منفذي تشکيل مي‌شود، که باز و بسته مي‌شود.

بدين ترتيب به يک سؤال(آيا اين چهار سابيونيت مستقل از هم کار مي‌‌کنند يا اينکه به هم وابسته هستند؟) اساسي پاسخ دادند.

آنها در تشخيص حرکات اين سابيونيت‌‌ها، از روش اسپتروسکوپي فلورسانس براي اولين بار استفاده کردند و دريافتند که اين چهار مولکول با هم کار مي‌کنند و در نتيجه مشخص شد که چرا در آزمايش‌ها الکتروفيزيولوژيکي هيچ مرحله‌ي حد واسطي در جريان الکتريکي اندازه‌گيري‌شده،وجود نداشت؟

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

[yasermym]

 مواد هوشمند جديد براي مغز 

دانشمندان ايتاليايي و سوئدي در تحقيقات جديد خود نشان داده‌اند که از نانولوله‌‌هاي کربني مي‌توان به‌عنوان مواد هوشمند جديدي در مغز استفاده كرد.

تحقيقات اين دانشمندان نشان مي‌دهد که نانولوله‌هاي کربني مانند نورون‌ها(سلول‌هاي عصبي) هدايت الکتريکي بالايي دارند و اتصال بسيار مناسبي هم با غشاي سلول‌هاي عصبي برقرار مي‌کنند(مانند سيناپس در نورون).

بر خلاف الکترودهاي فلزي مورد استفاده در تحقيقات کلينيکي، اين نانولوله‌ها مي‌توانند بين بخش‌هاي جلويي و عقبي نورون‌ها راه ميان‌بُري را ايجاد کنند و باعث افزايش تحريک‌پذيري عصبي شوند. اين تحقيقات در آزمايشگاه Neural Microcircuitry در EPFL و به رهبري Michel Giugliano (که همينك استاد دانشگاه Antwerp سوئد است) و پروفسور Laura Ballerini از دانشگاه Trieste، انجام شده‌است.

اين تحقيقات در مهندسي عصب و neuroprosthetics(ساخت نورون‌هاي مصنوعي) اهميت زيادي دارد.

به عقيده‌ي پروفسور Giugliano، نانولوله‌هايي مي‌توانند واحدهاي ساختماني جديدي را براي سيستم‌هاي By Pass الکتريکي ايجاد نمايند که براي درمان آسيب‌هاي سيستم اعصاب مرکزي استفاده مي‌شوند.

الکترودهاي نانوکربني مي‌توانند جايگزين الکترودهاي فلزي در درمان بيماري پارکينسون و افسردگي‌هاي شديد شوند.

Henry Markram، نويسنده‌ي مقاله و رئيس اين آزمايشگاه تحقيقاتي، مي‌افزايد:«سه مانع در راه پيشرفت اين نورون‌هاي مصنوعي وجود دارد:

1 - تثبيت ابزار الکترومکانيکي در سطح بافت عصبي؛

2 - يافتن راهي مناسب براي تحريک بافت عصبي؛

3 - فهميدن اين موضوع که چه سيگنال‌هايي از نورون‌ها ثبت و ضبط مي‌شوند تا بتوانيم پاسخ مناسب و خودکاري را نسبت به تحريک داشته باشيم.

رابطه‌ي مغز با ماشين، کليد پيشرفت انواع نورون‌هاي مصنوعي در بينايي، شنوايي، بويايي، چشايي، حرکت، انعکاس‌هاي نخاعي و حملات عصبي و حتي اصلاح و افزايش کارايي حافظه خواهد بود.

نتايج تحقيقات اين محققان در مقاله‌‌اي در 21 دسامبر در مجله‌ي Nature Nanotechnology به چاپ رسيده‌‌است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]حافظه‌هاي پلاستيکي مبتني بر فناوري‌نانو  

محققاني بلژيکي با استفاده از فناوري نانو، موفق به ساخت آرايه‌هاي بسيار متراکمي از نانوساختارهاي پليمري فروالکتريک شده‌اند. تراکم اين آرايه‌ها بيش از 33 گيگابيت در اينچ است. اين نتايج نويددهندۀ حافظه‌هاي پلاستيکي نرمي است که سازگار با الکترونيک کاملاً آلي هستند.
مواد فروالکتريک همانند مواد فرومغناطيسي يک گشتاور دوقطبي دائمي دارند. اگرچه در فروالکتريک‌ها، اين گشتاور دوقطبي، الکتريکي است نه مغناطيسي، باز با اين حال مي‌تواند با استفاده از ميدان‌هاي الکتريکي جهت‌دهي شود. از اين خاصيت مي‌توان در يک کاربرد افزاره‌اي جديد استفاده کرد، زيرا به‌طور الکتريکي امکان ذخيره‌ي اطلاعات ديجيتالي در فيلم‌هاي نازک فروالکتريکي را فراهم مي‌کند.
تعداد کمي از پلاستيک‌ها فروالکتريک هستند و از آنجا که به‌‌آ‌ساني فراوري مي‌شوند، مواد جذابي به شمار مي‌روند. اگرچه ميکروساختارهاي آنها نسبتاً نامنظم است و براي تغيير جهت گشتاور‌هاي دوقطبي بلورهاي منفرد، به ميدان‌هاي الکتريکي بزرگي نياز است؛ به‌عنوان مثال براي فيلم‌هايي با ضخامت 100 نانومتر، ميدان‌هايي با پتانسيلي کمتر از ده‌ها ولت مورد نياز است. از طرف ديگر رفتار غير‌ هموژن و غير ‌پيش‌بيني‌شده در اين مقياس کوچک، مانع ساخت افزاره‌هاي ذخيره با ظرفيت بالا مي‌شود.
اکنون آلين جوناز، زيجون‌هو و همکارانشان در دانشگاه کاتوليک لاووين موفق به ساخت همزمان يک فيلم با الگوي نانومتري از يک پليمر فروالکتريک شدند و ولتاژ مورد نياز براي تغيير جهت دوقطبي الکتريکي دائمي را روي بلور پليمري تا کمتر از يک ولت کاهش دادند.


  
 
[HIGHLIGHT=#b2a2c7]ليتوگرافي نانوچاپ روش قالب‌گيري نسبتا ارزاني است که امکان شکل‌دهي پلاستيک‌ها در مقياس نانو را مي‌دهد.   


جوناز گفت: «اکنون محدودۀ ولتاژ مورد نياز بين دو تا پنج ولت است؛ اين محدوده با فناوري CMOS استاندارد سازگار است. ما همچنين ذخيره‌ي اطلاعات در مقياس 100 نانومتر را شرح داده‌ايم که راه را براي استفاده از پلاستيک‌ها به‌عنوان محيط ذخيره با ظرفيت بالا، تسهيل مي‌کند. اين کار ما را يک مرحله به الکترونيک کاملاً پلاستيکي نزديک‌تر مي‌کند.»
اين محققان با فشرده‌ کردن نانوبرجستگي‌هاي سمت- قالب، يک فيلم پليمري را شکل‌دهي کردند. اين روش معروف به ليتوگرافي نانوچاپ (NIL) است. اگرچه تاکنون از ليتوگرافي نانوچاپ براي شکل‌دهي پلاستيک بي‌شکل استفاده مي‌شده‌است؛ جوناز و همکارانش از اين روش در شکل‌دهي پليمر نيمه‌بلوري و کنترل تبلورآن، استفاده کرده‌اند.
جوناز گفت: «در حقيقت، ما با استفاده از روش روکش‌دهي چرخشي فيلمي را ايجاد مي‌نماييم، سپس آن را گرم کرده قالب را روي آن فشرده و بادوام مي‌کنيم و در مرحله‌ي بعد قالب را حذف مي‌کنيم. کل اين فرايند تنها چند دقيقه طول مي‌کشد و به‌آساني قابل توسعه و افزايش است.»
نانوحفرات ريز قالب باعث ايجاد ريخت‌شناسي خاصي روي فيلم پليمري شده، خواص فروالکتريک آن را بسيار بهبود مي‌دهند و در نتيجه ولتاژ مورد نياز براي ذخيره‌ي اطلاعات به‌شدت کاهش مي‌يابد. به عقيده‌ي اين محققان از آرايه‌هاي توليدشده مي‌توان به‌عنوان محيط ذخيره‌اي‌ براي ذخيره‌ي ديجيتالي غيرفرار و کم‌مصرف نظير آنچه در گوشي‌هاي تلفن همراه و دوربين‌هاي ديجيتالي است، استفاده کرد. همچنين اين نانوساختارها مي‌توانند در افزاره‌هاي تماماً آلي شفاف و انعطاف‌پذير مجتمع شوند.
نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature Materials منتشر شده‌است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#dbe5f1]توليد نانوابزارها با استفاده از سيالات  

محققان سوئدي نشان داده‌اند که مي‌توان نانوالگوهاي کاملاً کارکردي و با دانسيته بالا را در مواد الکترونيکي آلي ايجاد کرد. اين يافته جديد مشکل نانوالگودهي سطوح بزرگ را حل مي‌کند.


  
 آرايه‌اي از نانوخطوط  
توليد قطعات الکترونيکي انعطاف‌پذير آلي، نياز به فراوري و الگودهي مواد الکتروفعال از حلال‌ها دارد. با وجودي که چاپ و جوهرافشاني، معمول‌ترين روش‌هاي اين کار هستند، اما با استفاده از اين روش‌ها ساختارهايي توليد مي‌شوند که در مقياس ميکرو و بالاتر بوده و در نتيجه امکان ساخت نانوابزارها با اين روش‌ها وجود ندارد.

حال مهيار حامدي و همکارانش از دانشگاه لينکوپينگ با استفاده از روش جديدي که مبتني بر استفاده از يک نانوبستر الاستومري بزرگ است، بر اين مشکل فائق آمده‌اند. اين محققان الاستومر را در تماس با يک بستر پرشده با محلولي از يک پليمر رسانا (PEDOT-S) قرار داده و پس از خشک شدن محلول، الاستومر را حذف کردند. اين روش در نهايت منجر به توليد ساختارهاي کوچک‌تر از 100 نانومتر به صورت منظم و در مقياس وسيع مي‌شود.

حامدي مي‌گويد: «جالب اين است که پليمر PEDOT-S حتي زماني که الگوهاي توليد شده کوچک‌تر از مقياس ميکرون هستند، رسانايي الکتريکي خود را حفظ مي‌کند. اين امر در مورد ساير پليمرهاي رسانا تاکنون سابقه نداشته است».

اين گروه پژوهشي همچنين نشان داده‌اند که مي‌توان با استفاده از اين روش، ساختارهاي اتصال‌يافته‌اي همچون ميکرو/نانوخطوط و نانوترانزيستورها را توليد کرد.

حامدي مي‌گويد در نهايت بايد اين امکان به وجود بيايد تا ميله‌هاي متقاطع با دانسيته بالا را با پليمرهاي رسانا ايجاد کرده و از آنها در کاربردهايي همچون حافظه‌ها و حسگرهاي زيستي بهره برد.

اين دانشمندان در حال برنامه‌ريزي براي توليد ساختارهاي کوچک‌تر و بررسي تشکيل ميله‌هاي متقاطع هستند.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#dbe5f1]فناوري نانوالياف پيشرفته، براي تصفيه‌‌ي هوا و مايعات  

شرکتHollingsworth & Vose Company) H&V) (شركتي پيشرو در امر توليد کاغذهاي مهندسي و سيستم‌هاي بافته‌نشده) محصول جديد خود را با نام NANOWEB® به بازار معرفي کرده‌است.

اين فناوري پيشرفته در نانوالياف، کاربردهاي فراواني براي بهبود خواص سدکنندگي، پالايش مايعات و گازها خواهد داشت. اين فناوري شامل يک ساختار ميکرومتخلخل، بادوام و کنترل فرايندي بي‌نظير است.

نايب‌رئيس شرکت(H&V) گفت:«توزيع قطر و ضخامت لايه‌ به‌منظور دستيابي به بهترين کارايي در مصارف گوناگون فرموله مي‌شود.

محدوده‌ي انداز‌ه‌ي NANOWEB بين 0.3 تا 0.5 ميکرون است و تا يك ميکرون نيز قابل افزايش است. ضخامت لايه‌ي نانوالياف نيز بين 15 تا 30 ميکرون قابل تغيير است. لايه‌ي دوم مي‌تواند از طريق يک پليمر مشابه يا پليمري غير مشابه اعمال گردد. NANOWEB مي‌تواند به‌عنوان روکش بر روي هر زيرآيند بافته‌نشده‌اي؛ مانند شيشه، سلولز، ليف‌هاي سنتزي و يا به‌عنوان لايه‌اي به‌‌تنهايي اعمال گردد. وقتي NANOWEB به‌عنوان يک لايه به‌تنهايي توليد مي‌شود، ضخامتي بين 100 تا 200 ميکرون را خواهد داشت.

موارد کاربردي فناوري NANOWEB واقعاً نامحدود است؛ در ذيل به گوشه اي از آنها اشاره مي‌گردد:

1 - تصفيه‌ي هوا: فناوري NANOWEB مي‌تواند به ميزان قابل توجهي امکان حذف ذرات ريز را از جريان هوا در ف_ * ل*_ ت ر تصفيه‌ي هوا افزايش دهد. از اين فناوري مي‌توان در مصارفي همچون جمع‌آوري‌کننده‌ي گرد و غبار، توربين‌هاي گازي، کابين‌‌هاي محفظه‌ي موتور، درايور ديسک‌‌هاي رايانه، HVAC و ف_ * ل*_ ت ر با کارايي بالا استفاده كرد. چسبندگي قوي لايه‌ي نانوليف، اين فناوري را براي کاربردهاي تمييزکاري ضرباني(pulse-cleaning) ممتاز ساخته‌است.

2 - تصفيه‌ي مايعات: ترکيب سنتزي محمل NANOWEB، باعث بهبود کارايي و افزايش طول عمر در فرايند پالايش سوخت و روغن مي‌گردد. فناوري NANOWEB، بستر انجام ف_ * ل*_ ت ر پيشرفته‌ي مورد نياز براي پيش‌پالايش غشاهاي RO و UF در مايعات در علوم زيستي، غذا و نوشيدني‌ها را فراهم مي‌سازد.

کارشناسان شرکت (H&V)مدعي بيشتر بودن 40 درصد از تخلخل در اين فناوري نسبت به فناوري استاندارد هستند.

3 - خواص سدکنندگي: ساختار ميکرومتخلخل اين فناوري براي افزايش خواص سدکنندگي و عايقي در بسياري از کاربردهاي محافظتي با قابليت بالا شامل عايق‌هاي حرارتي و صوتي، وسايل خواب ضد آلرژي، پارچه‌هاي با قابليت تبادل هوايي ضد آب و نگهداري انرژي، مناسب است.

اين فناوري پيشرفته در نانوالياف، انعطاف بالايي براي هماهنگي با نيازهاي مشتري داشته، داراي طول عمر بالاتر و قابليت فرايندپذيري مواد پيشرفته است.

نايب‌رئيس اين شرکت افزود:«اين فناوري داراي سازگاري شيميايي بالايي بدون هيچ‌گونه استخراج يا نفوذ مواد است که اين امر باعث افزايش کارامدي آن براي مصارف بزرگ و در عين حال کاهش هزينه‌ها و افزايش اندوخته انرژي خواهد شد.

[External Link Removed for Guests]

[sand_fighter]

دوست عزیز منظور خودتون رو واضح تر بیان کنید.
از فناوری نانو در زمینه فرآوری مواد معدنی استفاده می شود اما نمی دانم منظور شما دقیقا چیست.

منظور من در فراوری مواد معدنی بعد از استخراج و استفاده ی نانو در فیلتر های هوایی درون ماسک ها وتهویه های مطبوع در معادن است ! همین طور در رو کاری مته ها برای دوام و عمر بیشتر