نانو تکنولوژي

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#d7e3bc]مشکل ناشي از کوچک‌شدن نانوتراشه‌هاي الکترونيکي حل مي‌شود  

محققان ايراني با همکاري پژوهشگران دانمارکي، طي پژوهشي توانستند با استفاده از تجزيه مولکول‌هاي بي‌اثر در رشد زير لايه سيليسيومي در نانوترانزيستورهاي آتي، مشکل بزرگ ناشي از کوچک‌شدن اين ترانزيستورها را حل نمايند.

علي بهاري پنبه چوله در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «برخلاف روش‌هايي که تا به حال براي رشد نيتريد سيليسيوم با استفاده از گازهاي NH3 وN2O و NO وجود داشت، در پژوهش حاضر فيلم نيتريد سيليسيوم فرا نازک کمتر از 1 نانومتر، بر زير لايه سيليسيومي با تجزيه مولکول‌هاي بي‌اثر N2 به اتم‌هاي N رشد داده شده‌است. گفتني‌است که اين فرايند مشکلات ناشي از مصرف گازهاي قبلي را ندارد».

عضو هيئت علمي دانشگاه مازندران، هدف از انجام اين پژوهش را «يافتن يک گيت دي‌الکتريک به همراه زيرلايه و الکترودهاي مناسب در نانوترانزيستورهاي آتي» بيان کرد و افزود: «اين نوآوري مي‌تواند مشکل بزرگ ناشي از کوچک‌شدگي تراشه‌هاي الکترونيکي، اپتوالکترونيکي، ذخيره‌سازهاي اطلاعات در قطعات نانومقياسي حافظه‌ها و به‌طور کلي نانوالکترونيک را حل نمايد».

شايان ذکر است که امکان استفاده از گيت دي‌الکتريک اکسيد سيليسيوم فرانازک در توليدات آتي نانوترانزيستورها وجود ندارد. لذا در پژوهش حاضر، نيتريد سيليسيوم به‌عنوان يک گيت دي‌الکتريک براي نانوترانزيستورهاي آتي پيشنهاد شده که نتايج استفاده از اين گيت، حاکي از ويژگي‌هاي منحصر به فرد اين ماده نسبت به گيت دي‌الکتريک اکسيد سيليسيوم است. جزئيات اين تحقيق که با همکاري علي بهاري پنبه چوله و پروفسور غوبان، پروفسور الشهميري، پروفسور رائو، پروفسور مورگن ولي انجام شده، در مجله Surface Science (جلد602، صفحات2324–2315، سال2008) منتشر شده است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]استفاده از آنيلينگ براي فعال کردن مجدد سطح حسگرها  

اکسيد قلع مدت‌هاي مديدي است که به‌عنوان مبنايي براي توليد حسگرهاي شيميايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. دليل اين امر حساسيت بالاي رسانايي الکتريکي اين ماده به محيط اطراف خود مي‌باشد. نانوسيم‌هاي اکسيد قلع به دليل دارا بودن مساحت سطحي بالا، مسيري براي توسعه عملکرد اين ابزارها فراهم آورده‌اند. گروه‌هاي پژوهشي زيادي در سراسر جهان در حال تحقيق روي بهبود خود اين ماده و نسل جديد حسگرهاي مبتني بر آن هستند.

يکي از راهکارهايي که توسط فيزيکدان‌هاي دانشگاه ايلينويز در شيکاگو و محققان مرکز پژوهشي Ames ناسا مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از يک روش آنيلينگ حرارتي سريع و ساده در حضور اکسيژن براي نو شدن طراحي‌هاي مبتني بر نانوسيم است.

در مقاله‌اي که در مجله Nanotechnology منتشر شده است، اين پژوهشگران ضرورت انجام اين مرحله را توضيح داده و به نحوه توسعه بيشتر اين ابزارها اشاره کرده‌اند.


  
 

حسگرهاي نانوسيمي  


داده‌هاي رامان، PL، و XPS که توسط اين محققان حاصل شده‌اند نشان مي‌دهند که ساختار بلوري نانوسيم‌ها با افزايش زمان آنيلينگ بهبود يافته و پس از 2 ساعت، شيمي فضايي تقريباً کاملي حاصل مي‌شود. اين تغييرات مي‌توانند کاربردهاي وسيعي داشته باشند، زيرا تراکم نقاط خالي و ساختار شيميايي مواد بر ويژگي‌هاي الکتريکي و اُپتيکي آنها تأثير مي‌گذارند. عملکرد حسگرهاي شيميايي ميتني بر فيلم‌هاي نازک و نانوسيم‌هاي اکسيد قلع، به تغييرات رسانايي الکتريکي اين حسگرها زمان قرار گرفتن در معرض مواد مختلف بستگي دارد. در حالت عادي، مولکول‌ها، اتم‌ها و يا يون‌هاي اکسيژن روي سطح اين حسگرها جذب شده‌اند. اين امر باعث مي‌شود سطح حسگر از الکترون خالي شده و رسانايي آن کاهش يابد. زماني که لايه سطحي اين حسگرها در معرض يک گاز کاهنده قرار مي‌گيرند، با رها شدن الکترون‌ها از سوي واکنش‌هاي سطحي کاهنده، الکترون‌ها دوباره به باند رسانايي بازگشته و موجب افزايش رسانايي مي‌شوند. آنيلينگ اکسيد قلع در فضاي خلأ يا سرشار از اکسيژن، نقاط خالي از اکسيژن را تغيير داده و موجب تازه کردن مجدد سطح حسگر در فاصله ميان فرايندهاي متوالي حسگري مي‌شود.

استفاده از اُپتيک
همين گروه تحقيقاتي اخيراً براي اولين بار موفق به دريافت نشر ماوراي بنفش از اين نانوسيم‌هاي اکسيد قلع شده‌اند. هدف از انجام اين کار استفاده از روش‌هاي ساده اُپتيکي براي شناسايي مواد مختلف به جاي اندازه‌گيري تغييرات رسانايي نانوسيم‌هاي اکسيد قلع است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#dbe5f1]دماسنج نانومقياس براي فرآوري گرمايي نانومواد  

تقريباً تمام خواص فيزيکي و شيميايي مواد وابسته به دما هستند. محققان در حال حاضر شروع به بررسي کاربردهايي کرده‌اند که گرم‌کن‌ها و دماسنج‌هاي نانومقياس مي‌توانند آنها را تسهيل کنند. در بيشتر تحقيقات قبلي روي اين نوع گرم‌کن‌ها و دماسنج‌ها، از عناصري با اندازۀ چندين ميکرومتر استفاده شده است؛ اکنون محققان دانشگاه ايلونويز با استفاده از فوتوليتوگرافي تماسي يک روش براي ساخت يک گرم‌کن/ دماسنج با اندازه صد نانومتر توسعه داده‌اند.

براي درک عميق نانومواد به کاوشگرهاي نانومقياس نياز است. با چنين افزاره‌هاي گرم‌کن/ دماسنج نانومقياسي بررسي وابستگي دمايي خواص مواد در مقياس‌هاي خيلي کوچک و انجام تشخيص‌هاي گرمايي نانومواد، امکان‌پذير مي‌شود. ويليام کينگ ، يکي از اين محققان گفت: ما يک فرآيند ساخت ساده براي توليد يک گرم‌کن/دماسنج صدنانومتري روي يک لرزانک سيليکوني (هر دو نوع با نوک و بدون نوک) توسعه داده‌ايم. اين گرم‌کن ابتدا روي يک لرزانک بدون نوک ساخته شد و سپس داخل يک نوک تيز يکپارچه شد.


  
 
تصوير ميکروسکوپ الکتروني پيمايشگرِ يک نانوگرم‌کن روي يک لرزانک سيليکوني.  


کينگ توضيح مي‌دهد که به منظور ايجاد يک گرم‌کن/ دماسنج در انتهاي يک لرزانک سيليکوني، ابتدا نواحي که قرار است با غلظت بالا دوپ شوند و به صورت فوتوليتوگرافي مشخص شده‌اند با برم دوپ مي‌شوند، وسپس يک فرآيند آنيلينگ("annealing") دما بالا سبب مي‌شود که اين دوپ‌کننده‌ها به طريقي که ناحيه گرم‌کن را تا حدود 100 نانومتر کوچک مي‌کند، به داخل سيليکون نفوذ کنند.

کينگ مي‌گويد: موقعي که سيليکون در دماي بالا آنيل مي‌شود، اين دوپ‌کننده‌ها در يک مسير باريک به داخل سيليکون نفوذ مي‌کنند. کنترل دقيق شرايط آنيلينگ اجازه مي‌دهد که حامل‌هاي اصلي در نقطه وسط بين دو ناحيه‌ي دوپ‌شونده از نوع N به نوع P تغيير يابند و غلظت اين دوپ‌کننده‌ به 1017 اتم در هر سانتي‌متر مربع برسد. تحت اين شرايط، نانوگرم‌کن منتج به کوچکي 100 نانومتر خواهد شد.

فرآيند ساختي که اين محققان استفاده کرده‌اند بسيار مشابه فرآيند ساختي است که براي لرزانک‌هاي AFM سيليکوني داراي گرم‌کن‌هاي مجتمع، استفاده مي‌شود. تنها تفاوت اين دو فرآيند اين است که در اينجا هدف ساخت يک لرزانک بدون نوک با يک گرم‌کن/ دماسنج صدنانومتري است.

کينگ مي‌گويد: براي داشتن يک گرم‌کن/ دماسنج صد نانومتري در يک لرزانک سيليکوني، چالش بعدي مجتمع‌کردن اين نانوگرم‌کن روي يک نوک در انتهاي آزاد لرزانک بود. اين فرآيند ساخت با ايجاد نوک‌هاي تيز روي سيليکوني که روي يک ويفر عايق است، شروع مي‌شود. بعد از ساخت اين نوک‌ها، ساختارهاي لرزانکي پس از اِچينگ خشک در پلاسماي بصورت القائي جفت‌شده، با فتوليتوگرافي ايجاد مي‌شوند.

با اعمال يک پالس ولتاژ به اين لرزانک، دماي نانوگرم‌کن در نوک آن تا رسيدن به حالت پايدار افزايش مي‌يابد. موقعي که اين پالس متوقف مي‌شود، دماي لرزانک تا مقدار اوليه کاهش مي‌يابد. همچنين با توجه به حساسيت هدايت گرمايي اين افزاره به دما، مي‌توان از آن به‌عنوان نانودماسنج نيز استفاده کرد.

نتايج اين تحقيق در مجله Nanotechnology منتشر شده است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]نانوذرات و کاهش حرکت رو به جلوي گرم‌شدن جهان  

کوه‌هاي يخي در حال ذوب، افساري براي حرکت رو به جلوي گرم‌شدن جهان فراهم مي‌کنند. ذوب شدن کوه‌هاي يخ و آزاد شدن نانوذرات اکسيد آهن در قطب جنوب، موجب تحريک در رشد پلانکتون‌ها مي‌شود.
پلانکتون‌ها در حذف مقادير زيادي از CO[SUB]2[/SUB] در جو مؤثر هستند.


  
 
اکسي‌هيدرواکسيد‌هاي آهن نانوذره‌اي در نمونه توده يخ  


آهن يک ماده مغذي ويژه است که نبود آن، زندگي گياهي را در قطب جنوب محدود مي‌کند. تاکنون به نظر مي‌رسيد که منبع اصلي اين آهن از ذرات موجود در جو تأمين مي‌شود، ولي شواهد جديد به‌دست آمده در دانشگاه ليدز نشان مي‌دهد که کوه‌هاي يخ مي‌تواند حداقل مقادير فراواني آهن قابل جذب را در اقيانوس رها نمايد.
همچنين شواهد به‌دست‌آمده از درياي "ودل" در اقيانوس جنوبي نشان مي‌دهد که نانوذرات اکسيد آهن آزاد شده از کوه‌هاي يخ به عنوان کود براي زندگي گياهي در اطراف اقيانوس عمل مي‌کند. در مقابل، اين عامل سبب کاهش سطح CO2 در اتمسفر که مهم‌ترين عامل تغييرات آب و هوايي است، مي‌گردد.

پروفسور رب رايزول استاد ژئوشيمي رسوبي در دانشگاه ليدز مي‌گويد: ما منبع جديدي براي آزادشدن آهن در قطب جنوب يافتيم که به صورت نانوذرات آهن جاسازي شده در کوه‌هاي يخ است. اين منبع در گذشته از نظر دور مانده بود زيرا تصور مي‌شد آهن موجود در رسوبات يخ زده، آنقدر بي‌اثر هستند که مورد استفاده پلانکتون‌ها قرار نمي‌گيرند ولي ما کشف کرديم که اين نانوذرات اکسيد آهن مي‌توانند به راحتي جذب شوند. در اين تحقيق، نمونه‌هايي از کوه‌هاي يخ و رودخانه يخ در Antarctica گرفته شد و به‌وسيله‌ي ميکروسکوپ‌هاي با دقت بالا و روش‌هاي استخراج شيميايي مورد بررسي قرار گرفت، تا نانوذرات آهن آنها آشکار شود. اين اطلاعات به دانشمندان دانشگاه ليدز کمک کرد، تا سرعت تأمين نانوذرات آهن از کوه‌هاي يخ را اندازه‌گيري کرده و اهميت اين سرعت را در مقابل ساير منابع آهن تعيين نمايند. اين نتايج نشان مي‌دهند که آزادشدن نانوذرات آهن از اين کوه‌هاي يخ براي کاهش سطح CO2 متصاعدشده، به اندازه کافي سريع است.

  


رايزول توضيح مي‌دهد: ما دلايلي داريم که تصور مي‌کنيم رهاسازي نانوذرات اکسيد آهن از کوه‌هاي يخ در طول آخرين عصر يخ (21000-18000 سال قبل)، عامل قابل توجهي در سرد نگه‌داشتن آب و هوا و پايين نگه‌داشتن درصد CO2 بوده‌است. و اگر کوه‌هاي يخ در مقابل گرم‌شدن آب و هوا در گذشته موثر بوده‌اند اکنون نيز اين قابليت را دارند که در آينده نزديک، در اين زمينه تاثيرگذار باشند. اين محققان نتايج خود را تحت عنوان "آهنِ قابل‌دسترسي‌زيستي در اقيانوس جنوبي: اهميت کمربند حامل توده يخ شناور" در مجله Geochemical Transactions منتشر کرده‌اند.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]ايمن بودن استفاده از نانوذرات در بطري‌هاي پلاستيکي  

به گفته گروهي از دانشمندان سازمان ايمني غذاي اروپا (EFSA)، استفاده ويژه از نانوذرات تيتانيوم نيترات (TiN) در مواد مورد استفاده براي ساخت بطري‌هاي نوشيدني‌هاي پلاستيکي، باعث ايجاد مسموميت نمي‌شوند.

پانل EFSA موادي را که با موادغذايي تماس دارند، مانند آنزيم‌ها، اسانس‌ها و فرايند‌ها را در چارچوب ارزيابي ايمني نانومواد خاص بررسي کرده و تلاش مي‌کند نيازهاي کميسيون اروپا را در اين زمينه برآورده کند.

بر اساس اطلاعات به دست آمده از ارزيابي‌هاي مختلف، اين پانل نتيجه‌گيري مي‌کند که استفاده از اين نانوذرات در بطري‌هاي پلاستيکي مساله خاصي ايجاد نمي‌کند و آنها در مواد غذايي منتشر نمي‌شوند.

EFSA خاطرنشان مي‌کند که ارزيابي نانوذرات TiN از طريق رويکرد مورد به مورد انجام مي شود. EFSA به دنبال اين نکته بود که آيا روش‌هاي ارزيابي ريسک موجود براي اين فناوري نوظهور نيز قابل استفاده است. EFSA بر نانوذرات مهندسي شده که به عنوان افزودني به مواد غذايي اضافه مي‌شوند، تمرکز کرد.

سرانجام در اول دسامبر 2008 EFSA نتيجه‌گيري کرد که روش‌هاي ارزيابي ريسک موجود مي‌توانند در اين فرايند استفاده شوند. هرچند که در اين زمينه نيز عدم اطمينان‌هاي زيادي وجود دارد.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#ddd9c3]سرمايه‌گذاري 7 ميليارد دلاري شرکت اينتل در زمينه فناوري‌نانو  

پائول اُتِليني، رييس شرکت اينتل، به تازگي اعلام کرده است که اين شرکت طي 2 سال آينده مبلغ 7 ميليارد دلار براي ساخت تسهيلات توليدي پيشرفته فناوري‌نانو در ايالات متحده آمريکا سرمايه‌گذاري خواهد کرد.

اين منابع مالي سرمايه‌گذاري شده براي توسعه فناوري توليدي 32 نانومتري پيشگام اين شرکت به کار خواهد رفت که از آنها در ساخت تراشه‌هاي کوچک‌تر و سريع‌تر که انرژي کمتري مصرف مي‌کنند، استفاده خواهد شد.

اين تعهد، بيانگر بزرگ‌ترين سرمايه‌گذاري اينتل در زمينه فرايندهاي توليدي جديد است.

هدف از اين سرمايه‌گذاري حفظ پيشگامي اين شرکت و کشور ايالات متحده آمريکا در لبه نوآوري است. با استفاده از اين تسهيلات توليدي، پيشرفته‌ترين فناوري‌ محاسباتي را در جهان توليد خواهند شد.

قابليت‌هاي کارخانجات 32 نانومتري اين شرکت واقعا رويايي بوده و تراشه‌هايي که با اتکا برآنها توليد خواهد شد، مبناي ساخت محصولات ديجيتالي جديد شده و درآمدهاي بسيار زيادي عايد شرکت مي‌کند.

سرمايه‌گذاري‌هاي جديد اينتل در سايت‌هاي توليدي موجود در مناطق اُرِگان، آريزونا و نيومکزيکو صرف شده و بيش از 7000 شغل جديد در اين مناطق ايجاد خواهد کرد.

پردازنده‌هاي اوليه اينتل که از اين فناوري استفاده خواهند کرد در نمايشگرها و تلفن‌هاي همراه، استفاده خواهند شد.


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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]پيل‌هاي سوختي بهتر با نانوسيم‌هاي پلاتيني  

ساخت نانوسيم‌هاي پلاتيني در دانشگاه وچستر مي‌تواند به زودي منجر به توسعه پيل‌هاي سوختي تجاري بادوام شود. اين نانوسيم‌هاي جديد منجر به افزايش شديدي در طول عمر و راندمان پيل‌هاي سوختي مي‌شوند. طبق گفته اين محققان پيل‌هاي سوختي که از اين نانوسيم‌ها استفاده مي‌کنند مي‌توانند به انواع زيادي از وسايل نقليه نيرو داده و به کاهش استفاده از سوخت‌هاي نفتي براي حمل‌ونقل، کمک کنند.



  
 
تصویر میکروسکوپ الکترونی این نانوسیم‌های پلاتینی [External Link Removed for Guests] 


جيمز لي، يکي از اين محققان مي‌گويد: دانشمندان براي چندين دهه است که براي توسعه‌ي پيل‌هاي سوختي تلاش کرده‌اند. اما اين فناوري هنوز تجاري نشده است. پلاتين گران است، و روش استاندارد استفاده از آن در پيل‌هاي سوختي از حالت ايده‌آل دور است. اين نانوسيم‌ها يک مرحله کليدي به سمت راه‌حل‌هاي بهتر هستند.

قطر نانوسيم‌هاي پلاتيني ساخته‌شده بوسيله اين محققان، تقريباً 10 نانومتر و طول آنها نيز چند سانتي‌متر است. اين طول به اندازه‌اي است که بتوان اولين شبکه‌ي خودحمايت‌کننده‌اي از تارهاي پلاتين خالص که مي‌تواند در پيل‌هاي سوختي به‌عنوان الکترود عمل کند، را ايجاد کرد. نانوسيم‌هاي خيلي کوتاه‌تر قبلاً در گستره‌اي از فناوري‌ها، از قبيل نانوکامپيوترها و نانوحسگرها، استفاده شده‌اند. اين محققان با کمک فرآيندي معروف به الکتروريسندگي (تکنيکي که براي الياف جامد خيلي نازک و طويل استفاده مي‌شود) توانسته‌اند نانوسيم‌هاي پلاتيني توليد کنند که هزاران برابر طويل‌تر از انواع قبلي خود هستند.

در يک پيل سوختي، کاتاليست با شکستن سوخت هيدروژن فشرده به الکترون‌ها و يون‌هاي هيدروژن، واکنش هيدروژن و اکسيژن را تسهيل مي‌کند. پلاتين به خاطر فعاليت کاتاليستي و مقاومتش در برابر خوردگي، به‌عنوان کاتاليست پيل سوختي استفاده مي‌شود. نانوذرات پلاتين هر چند سطح ويژه‌ي بزرگي دارند، اما مي‌توانند به هم متصل شده و ذرات بزرگ‌تري تشکيل دهند( سطح ويژه آنها کاهش يابد). آنها همچنين نياز به پايه کربني دارند. اما اين نانوسيم‌هاي طويل پلاتين به پايه نياز ندارند و در طول عمليات سطح ويژه‌شان کاهش نمي‌يابد. نتايج اين تحقيق در مجله Nano letters منتشر شده است.


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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]ساخت باتري‌هاي توان بالا با کمک ويروس‌ها و فناوري‌نانو  


  


محققان در مؤسسه فناوري ماساچوست (MIT) نشان داده‌اند که آنها مي‌توانند براي ساخت آند و کاتد يک باتري يون ليتيوم به صورت ژنتيکي ويروس‌هايي طراحي کنند. درآند اين ويروس‌ها با روکش‌دهي خودشان با اکسيد کبالت و طلا تشکيل يک نانوسيم مي‌دهند و در کاتد نيز اين ويروس‌ها به نانولوله‌هاي کربني متصل مي‌شوند.

اين باتري‌هاي جديد مي‌توانند با يک فرآيند ارزان و سازگار با محيط ساخته شوند. توليد آنها در دماي اتاق و پايين‌تر اتفاق مي‌افتد و به حلالي آلي مضر نياز ندارد. همچنين مواد استفاده‌شده ‌در اين باتري‌ها غيرسمي هستند. اين محققان سه سال پيش ويروس‌هايي طراحي کردند که مي‌توانستند با روکش‌دهي خودشان با اکسيد کبالت و طلا و خود‌آرايي به‌صورت يک نانوسيم، يک آند را بسازند.

اين محققان در اين تحقيق روي ساخت يک کاتد مناسب متمرکز ‌شدند. ساخت کاتدها از ساخت آندها مشکل‌تر است، زيرا آنها براي اينکه الکترود سريعي باشند، بايد رساناي خيلي خوبي باشند؛ ولي بيشتر مواد کانديدا براي کاتدها غيررسانا هستند. اين گروه تحقيقاتي براي رسيدن به اين هدف، به صورت ژنتيکي ويروس‌هايي طراحي کردند که ابتدا خودشان را با نانوسيم‌هاي فسفات آهن روکش‌دهي کرده و سپس براي ايجاد يک شبکه از ماده‌ي بسيار رسانا به نانولوله‌هاي کربني متصل مي‌شوند.

در اين کاتد، الکترون‌ها مي‌توانند در طول اين شبکه‌هاي نانولوله‌اي حرکت کرده و در سرتاسر اين الکترود نفوذ کنند تا به فسفات آهن رسيده و انرژي را در کوتاه‌ترين زمان منتقل کنند. اين محققان متوجه ‌شدند که يکپارچه کردن نانولوله‌هاي کربن در اين کاتد، رسانايي کاتد را افزايش داده، بدون اينکه وزن باتري را چندان تغيير دهند.

در تست‌هاي آزمايشگاهي، باتري‌هاي استفاده‌کننده از اين کاتد‌ها مي‌توانند بدون از دست دادن ظرفيت خود بيش از صد بار شارژ و تخليه شوند. هرچند اين تعداد چرخه‌ي شارژ-تخليه از باتري‌هاي تجاري کنوني کمتر است، ولي اين محققان اعتقاد دارند که مي‌توانند آن را خيلي افزايش دهند.

نتايج اين تحقيق در مجله Science منتشر شده‌است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]توليد نانومس با استحکام بسيار زياد  
 
محققان نشان داده‌اند که مي‌توان فلز مسي توليد کرد که در عين حفظ انعطاف‌پذيري، استحکام آن نسبت به مس تجاري 4 برابر بيشتر باشد. از آنجايي که رسانايي الکتريکي و حرارتي اين نوع از مس همچنان خوب است، مي‌توان از آن براي توليد رساناهاي الکتريکي استفاده کرد که از استحکام مکانيکي بالايي برخوردارند.

استحکام يک فلز به ميکروساختار آن بستگي دارد؛ هر چه ميکروساختار يک فلز کوچک‌تر باشد، استحکام آن بيشتر است. اما ممکن است اين سوال پيش بيايد که آيا اين قاعده بنيادي در مورد ساختارهاي بسيار کوچک نيز صدق مي‌کند؟

دانشمندان مواد در سراسر دنيا با اين چالش مواجه بوده‌اند؛ حال يک گروه تحقيقاتي مشترک از محققان چيني و دانمارکي تحقيقاتي انجام داده‌اند که منجر به درک بيشتر ما از اين موضوع شده است. نتايج به دست آمده از نظر علمي بسيار مهم هستند، اما در عين حال از نظر فناوري نيز جالب هستند.

همانگونه که انتظار مي‌رفت، با کوچک‌تر شدن ساختارهاي مس، استحکام آن افزايش مي‌يابد، اما زماني که اندازه ساختارها کوچک‌تر از 15 نانومتر باشد، فلز به شکلي غيرمنتظره شروع به نرم شدن مي‌کند. با استفاده از مطالعات ميکروسکوپي که روي اين ساختارها انجام شده است، فرايندهاي فيزيکي که منجر به اين نرم شدن غيرعادي مي‌شوند، شناسايي شده‌اند.

نانوفلزات ابرسخت براي ادامه اين پروژه تحقيقاتي مشترک، ايده‌ال بوده و به‌کارگيري آنها در کاربردهاي عملي بسيار نويدبخش است.

نتايج اين تحقيق در مجله Science منتشر شده است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]دارورساني با استفاده از نقاط کوانتومي پوشيده شده با مولکول‌هاي شکر  

دانشمندان سوئيسي به پيشرفتي دست يافته‌اند که مي‌تواند امکان استفاده از معروف‌ترين قابليت نقاط کوانتومي در درمان سرطان و بيماري‌هاي ديگر را فراهم کند.

اين محققان در اولين مطالعه منتشر شده نشان داده‌اند که اگر نقاط کوانتومي را توسط مولکول‌هاي خاص شکر بپوشانيم، اين نانوذرات تنها درون کبد تجمع نموده و در قسمت‌هاي ديگر بدن جمع نمي‌شوند.


  
 
 [COLOR=#3f3151]نقاط کوانتومي پوشيده شده با D-مانوز، D- گالاکتوز، و D- گالاکتوز آمين سنتز شدند. از فلورسانس پايدار و با بهره بالاي نقاط کوانتومي براي مطالعه برهمکنش خاص کربوهيدرات-پروتئين در خارج و درون بافت زنده استفاده شد.    


از اين هدفگيري انتخابي مي‌توان براي رهايش داروهاي ضدسرطان به يک بافت خاص درون بدن استفاده نموده و از اثرات جانبي فراگير داروهايي که در حال حاضر براي درمان سرطان استفاده مي‌شوند، جلوگيري کرد.

جزئيات اين کار پژوهشي در شماره 18 Journal of American Chemical Society منتشر شده است. عنوان مقاله منتشر شده عبارت است از:

“In Vitro Imaging and in Vivo Liver Targeting with Carbohydrate Capped Quantum Dots”

در اين گزارش جديد، پيتر سيبرگر و همکارانش اشاره مي‌کنند که نقاط کوانتومي که قطر آنها يک پنج هزارم قطر موي انسان است، در پيل‌هاي خورشيدي، تصويربرداري تشخيصي پزشکي، و قطعات الکترونيکي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. دانشمندان بر اين باورند که اين نانوذرات قابليت استفاده در دارورساني هدفمند براي درمان سرطان و بيماري‌هاي ديگر را دارند. با اين حال هنوز دانشمندان روش ايده‌آلي براي هدفگيري اين نقاط به بافت‌ها و اندام هاي خاص در جهت به حداکثر رساندن اثر آنها و محدود نمودن سميتشان نيافته‌اند.

اين محققان نوع خاصي از نقاط کوانتومي پوشيده شده با مولکول‌هاي شکر را توسعه داده‌اند که به سوي گيرنده‌هاي موجود در بافت‌ها و اندام‌هاي خاص جذب مي‌شوند. در مطالعه‌اي که روي موش‌هاي آزمايشگاهي انجام شده است، اين دانشمندان نقاط کوانتومي را با مانوز يا گالاکتوز آمين پوشش دادند. اين دو نوع شکر به صورت انتخابي در کبد جمع مي‌شوند. بنابر گفته اين محققان، نقاط کوانتومي پوشيده شده با مولکول‌هاي شکر سه برابر بيشتر از نقاط کوانتومي معمولي در کبد تجمع مي‌کنند که نشان‌دهنده تمايل بيشتر آنها به سوي کبد است.

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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]تحول در صنعت خودروسازي با استفاده از فناوري‌نانو  

استفاده از فناوري‌هاي پيشرفته در خودروهاي برقي به سرعت در حال توسعه است. فناوري‌هاي نوظهوري چون فناوري‌نانو باعث افزايش کيفيت اين محصولات مي‌شوند.

خودروهاي برقي با قابليت‌هاي مختلف وارد بازار شده‌اند. شرکت‌هاي مانند BMW در حال توليد و عرضه اين گونه خودروها به بازار هستند. شرکت‌هايي که بتوانند از فرصت‌هاي پيش‌آمده در اين زمينه به خوبي استفاده کنند، در اين حوزه پيشگام خواهند بود.

در حال حاضر سرمايه‌گذاري در زيرساخت‌هاي خودروهاي برقي از اولويت‌هاي شرکت‌هاي خوروسازي دنيا است. بديهي است که سرمايه‌گذاري در زمينه خودروهاي برقي، باعث رشد اقتصادي و در نهايت رشد بخش خصوصي مي‌شود.

باطري‌هاي ليتيم-يون فيلم نازک مبتني بر فناوري‌نانو نقش بسيار مهمي در توسعه خودروهاي برقي دارد. باطري‌هاي ليتيم-يون ارزان قيمت، امکان توليد انبوه اين خودروها را فراهم کرده و باعث گسترش استفاده از اين ادوات در کاربردهاي مختلف مي‌شوند.

فناوري‌نانو با استفاده از تحقيقات ليتيم-يون، راهکارهايي در زمينه نياز به ذخيره‌سازي انرژي تجديدپذير را فراهم مي‌کند. اين باطري‌ها باعث کاهش قيمت‌ها شده و اين امر به توسعه بازار خودروهاي برقي کمک خواهد کرد.

نتايج به دست آمده از تحقيقات فناوري‌نانو در آزمايشگاه‌ها، در حال تجاري شدن هستند. پيش‌بيني مي‌شود که فرايندهاي تبديل علوم نانو به باطري‌هاي ليتيم-يون فيلم نازک به زودي محقق شود.

در سال 2008 حدود 685 خودروي برقي در بازار به فروش رسيد که پيش‌بيني مي‌شود تعداد آنها تا سال 2015 به 7/32 ميليون افزايش يابد. يکي از دلايل اين امر افزايش تقاضاي جهاني به انرژي‌هاي پايدار و کاهش هزينه‌هاي کل، است.

خودروهاي برقي اوليه به عنوان اتومبيل‌هاي شهري استفاده خواهند شد. بازار گسترده اين خودروها براي خودروهاي برقي و دوگانه‌سوز است که به وسيله سيستم‌هاي انرژي تجديدپذير ارتقا مي‌يابند.


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

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#b8cce4]ضرورت بررسي ريسک‌هاي احتمالي نانومواد در صنايع غذايي  

فناوري‌نانو پتانسيل زيادي براي بهبود کيفيت غذاهاي مصرفي، دارد. با استفاده از کاربردهاي مختلف اين فناوري غذاها خوش‌طعم‌تر، سالم‌تر و مغذي‌تر خواهند شد. در حال حاضر درباره اثرات نانوذرات بر بدن انسان، يا اثرات سمي ممکن آنها اطلاعات کمي وجود دارد. هرمن استام که در قالب پروژه‌اي براي مرکز تحقيقات مشترک کميسيون اروپا (JRC) در اين زمينه فعاليت مي‌کند، در نشستي که در انجمن علوم پيشرفته شيکاگو (AAAS) برگزار شد، در مورد آخرين دستاوردهاي تحقيقاتي اين حوزه سخنراني کرد. در ادامه خلاصه‌اي از اين سخنراني آمده است.

فناوري‌نانو مي‌تواند براي بهبود طعم و مزه غذاها استفاده شده و عناصر چاق‌کننده آن را کاهش دهد. همچنين با استفاده از اين فناوري مي‌توان غذاها را مانند ويتامين‌ها به صورت قرص و کپسول درآورده تا اطمينان حاصل کرد که به زودي فاسد نخواهند شد. علاوه بر اينها، با استفاده از نانومواد در بسته‌بندي مي‌توان مواد غذايي داخل آن را براي مدت ‌زمان بيشتري تازه‌تر نگه داشت. بسته‌بندي‌هاي هوشمند مبتني بر نانوحسگرها، اين امکان را به مصرف‌کنندگان مي‌دهد تا از وضعيت مواد غذايي داخل بسته‌بندي‌ها مطلع شوند.

البته افزودن نانومواد به مواد غذايي ريسک‌هايي نيز دربردارد. اين مواد به خاطر اندازه کوچک خود مي‌توانند به راحتي وارد جريان خون شوند. سپس اين مواد مي‌توانند به سلول‌هاي هدف ثانويه دست يافته و در آنجا جمع شوند.

رويکردهاي فعلي ارزيابي ريسک در زمينه نانومواد نيز قابل استفاده هستند، اما بايد اين نکته را در نظر گرفت که داده‌هاي موجود در زمينه عناصر غيرنانويي نمي‌توانند در حوزه نانومواد استفاده شوند. يکي از دلايل اين امر، کوچک بودن اندازه اين مواد و جابجايي آسان آنها در قسمت‌هاي مختلف بدن است. به اين دليل ارزيابي ريسک آنها بايد به صورت موردي انجام گيرد. براي پي‌بردن به چگونگي جابجايي نانوذرات در بدن بايد تحقيقات بيشتري انجام شود و آزمايش‌هاي بيشتري براي بررسي ميزان سميت آنها لازم است.

يکي ديگر از مشکلات بررسي ريسک‌هاي نانومواد فقدان تعريف دقيق از اين مواد است.

[External Link Removed for Guests]