تازه های فناوری نانو

[P O U R I A]

ساخت دستگاهی که سلول‌های سرطانی را در مقیاس نانو تشخیص می‌دهد

ساخت دستگاهی که سلول‌های سرطانی را در مقیاس نانو تشخیص می‌دهد

عباس شاهمرادی محقق پارک فناوری پردیس در گفت‌وگو با خبرنگار گروه دانشگاه خبرگزاری فارس با اشاره به ساخت نانوسکوپ برای تشخیص و تصویربرداری از نمونه‌های مقیاس نانو، گفت: میکروسکوپ می‌تواند هر نمونه‌ای را در مقیاس میکرون اندازه‌گیری کند در حالیکه هر میکرون 1000 نانو است و دستگاه نانوسکوپ می‌تواند نمونه‌ها را در مقیاس نانو تشخیص داده و از آن‌ها تصویربرداری کند.


وی افزود: این دستگاه برای تشخیص و تصویربرداری از هر نوع نمونه‌ای در قالب صنعتی، مهندسی یا نمونه‌های زیستی و پزشکی کاربرد دارد و در مورد ویروس‌ها و باکتری‌ها نیز می‌تواند آن‌ها را در مقیاس‌های بسیار کوچک تشخیص دهد.


شاهمرادی اظهار داشت: یکی از کاربردهای نانوسکوپ این است که بافت‌ سلول‌های سرطانی را تصویربرداری کرده و زمانی که هنوز در مقیاس نانو هستند آن‌ها را شناسایی می‌کند.


محقق ایرانی اظهار داشت: با تصویربرداری سلول‌ها از طریق دستگاه‌های معمولی، قدرت تشخیص دستگاه در حد چند صد میکرون است که گاهی برای تشخیص سلول‌های سرطانی دیر می‌شود ولی از طریق نانوسکوپ، سلول‌های سرطانی در اندازه نانو شناسایی می‌شوند.


شاهمرادی گفت: ابعاد این دستگاه 2متر در 2 متر است و در 2 بخش الکتریکی و مکانیکی ساخته شده که از 2 مانیتور برخوردار بوده و بخش مکانیکی آن ضد ارتعاش است.


به گفته این محقق ایرانی، نانوسکوپ در حال حاضر در مرحله تجاری سازی قرار دارد.

 

[P O U R I A]

کنترل "سلول‌های بنیادی" در بدن با کمک "نانوذرات مغناطیسی"

کنترل "سلول‌های بنیادی" در بدن با کمک "نانوذرات مغناطیسی"

استفاده از ذرات بسیار کوچک اکسید آهن سلول های بنیادی را به درون بدن و در محل مورد نظر وارد کرده و به کمک میدان مغناطیسی نانوذرات مغناطیسی را به محل مورد نظر در بدن هدایت کردند که به نتایج مطلوب درمانی دست یافته اند.
پژوهشگران موسسه فناوری جرجیا موفق شدند تا با استفاده از ذرات بسیار کوچک اکسید آهن، سلول‌های بنیادی را به درون بدن و در محل مورد نظر وارد کنند. این گروه با استفاده از میدان مغناطیسی نانوذرات مغناطیسی را به محل مورد نظر در بدن هدایت کردند. نتایج این پژوهش در نشریه Small به چاپ رسیده است .
سلول‌های مورد استفاده در این پژوهش از نوع سلول‌های بنیادی مسنچیمال است. سلول‌های بنیادی مسنچیمال را می‌توان به راحتی از بافت‌های افراد بزرگسال نظیر مغز قرمز استخوان یا چربی‌ها به‌دست آورد. این سلول‌ها می‌توانند تبدیل به استخوان یا چربی شوند اما نمی‌توانند به بافت‌های دیگر نظیر مغز یا عضله تبدیل شوند.


این سلول‌ها از نوعی سیستم تغذیه‌ای و فاکتورهای ضد التهاب بهره‌مند هستند که موجب می‌شود آنها به عنوان ابزاری مفید و با ارزش برای درمان برخی بیماری‌ها باشند .


نانوذرات اکسید آهن از سوی اداره دارو و غذای امریکا به عنوان یک عامل کنتراست دهنده در MRI شناخته شود. برخی محققان تلاش کرده‌اند تا داروها یا ترکیبات مختلفی را درون این نانوذرات قرار دهند. اما پوشش این نانوذرات سمی بوده که برای برخی سلول‌ها مشکل آفرین است. نانوذرات مورد استفاده در این پروژه با استفاده از پوشش پلی‌اتیلن‌گلیکول مهار شده‌است تا به سلول‌ها آسیبی وارد نشود. این گروه تحقیقاتی از میدان مغناطیسی استفاده کردند تا این سلول‌ها را به محل مورد نظر هدایت کنند؛ پیش از این محققان از ترکیبات شیمیایی برای این کار استفاده می‌کردند .


نانوذرات اکسید آهن دارای پوشش پلیمری غیرسمی می‌تواند برای درمان برخی بیماری‌های قلبی عروقی مورد استفاده قرار گیرد. این گروه به مدت یک هفته سلول‌ها را درون این نانوذرات قرار دادند و در نهایت هیچگونه نشتی از آن مشاهده نکردند. محققان پس از تزریق به شمارش نانوذرات آهن درون سلول پرداختند و دریافتند که هر سلول تقریبا 1.5 میلیون ذره دریافت کرده است. این گروه همچنین به بررسی نقش شکل ذرات در عملکرد آنها پرداختند .


قدم بعدی محققان در این مسیر آن است که به بررسی کاربردهای درمانی این سیستم بپردازند تا در صورت امکان از میدان مغناطیسی برای رهایش مستقیم سلول‌ها در محل مورد نظر استفاده کنند.

 

[P O U R I A]

تولید اولین نانوربات تشخیص و درمان سرطان

تولید اولین نانوربات تشخیص و درمان سرطان

یک گروه تحقیقاتی ازدانشگاه ملی چونام از یک باکتری که از نظر ژنتیکی تغییر یافته برای تشخیص مواد منحصر به فرد و یا پروتئینهایی چون ﻓﺎﻛﺘﻮﺭ ﺭﺷـﺪ ﺍﻧﺪﻭﺗﻠﻴﺎﻝ ﻋﺮﻭقی که هنگام وجود سلولهای سرطانی به میزان وافر تولید می شوند استفاده کرده اند.
این باکتری وارد یک دستگاه رباتی شده که اندازه آن 3 میکرومتر است و به صورت اتوماتیک وقتی به یک سلول سرطانی می رسد، داروهای ضد سرطان را اسپری می کند.


وزرات علوم کره جنوبی طی بیانیه ای اعلام کرد: این تحقیق ارائه کننده یک الگوی جدید از غلبه بر محدودیتهای قبلی برای تشخیص و درمان سرطان با یک نانوربات است که می تواند به صورت فعالانه حرکت کرده و حتی داروهای ضد سرطان را به سلولهای سرطانی منتقل کند.


براساس این بیانیه، این اولین نانو ربات دنیا برای یک درمان پزشکی فعال است.


آزمایشهای صورت گرفته در آزمایشگاه نشان می دهد که این نانوربات می تواند تنها توده های سرطانی چون سرطان سینه یا سرطان کلون را تشخیص دهد اما سازندگان آن اعتقاد دارد که پیشرفتهای آینده موجب خواهد شد که این نانوربات انواع مختلف سرطان را در مراحل اولیه تشخیص داده و درمان کنند.


این فناوری جدید و نانوربات که نام آن باکتریوبات گذاشته شده است در چندین کشور از جمله ایالات متحده، ژاپن و تمام کشورهای اتحادیه اروپا به عنوان یک اختراع جدید ثبت شده است.


محققان کره جنوبی نتایج این تحقیق را با عنوان الگوی جدید برای روش شناسی درمان و تشخیص تومور در آخرین شماره مجله " گزارشات علمی" منتشر کرده اند.

 

[P O U R I A]

ساخت ابرخازن‌ها با استفاده از نانولوله کربنی

ساخت ابرخازن‌ها با استفاده از نانولوله کربنی

ابرخازن رشته‌ای را می‌توان برای تولید البسه الکترونیکی قابل پوشیدن استفاده کرد که از پلی‌وینیل الکل و اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت جامد و از نانولوله کربنی به عنوان الکترود استفاده شده است.
محققان با استفاده از نانولوله‌کربنی موفق به ساخت ابرخازن رشته‌ای شدند. در این ابرخازن از پلی‌وینیل الکل و اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت جامد و از نانولوله کربنی به عنوان الکترود استفاده کردند. این ابرخازن رشته‌ای می‌تواند برای تولید البسه الکترونیکی قابل پوشیدن استفاده کرد .


پیشرفت‌های انجام شده در حوزه قطعات الکترونیکی انعطاف‌پذیر موجب شده تا دانشمندان به سوی ساخت ابرخازن‌های انعطاف‌پذیر با قابلیت ذخیره مقدار قابل توجهی انرژی بروند. ابرخازن‌ها مزایای بیشتری نسبت به باتری‌های معمولی دارند برای مثال ابرخازن‌ها به سرعت شارژی شده و طول عمر بالایی دارند. بنابراین از آنها می‌توان برای تامین انرژی خودروها و دستگاه‌های صنعتی استفاده کرد. در این میان ابرخازن‌های رشته‌ای توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است این ابرخازن های می‌تواند برای ساخت البسته الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد .




سو وی چون و بینگ‌کوینگ وی از دانشگاه دلوار موفق به ساخت ابرخازن رشته‌ای انعطاف‌پذیر شدند که در ساختار آن از نانولوله‌های کربنی استفاده شده است. این گروه تحقیقاتی به عنوان متخصصان استفاده از نانولوله کربنی در کامپوزیت در جهان شناخته شده هستند. وی استاد رشته مهندسی مکانیک بوده که در ساخت منابع انرژی مورد ادوات الکترونیکی قابل پوشیدن تخصص دارد.

این گروه تحقیقاتی از راهبردی جدید برای ساخت این ابرخازن استفاده کردند. در ساختار این ابرخازن از پلی‌وینیل الکل و اسید سولفوریک استفاده شده است این دو ترکیب به عنوان الکترولیت جامد بوده و نانولوله‌های کربنی نقش الکترود را در این ساختار ایفا می‌کنند .


نتایج تست‌ها نشان می‌دهد که این ابرخازن مبتنی بر نانولوله کربنی می‌تواند بعد از 10 هزار بار شارژ و دشارژ شدن عملکرد خود را به خوبی حفظ کرده و از پایداری الکتروشیمیایی قابل توجهی نیز برخوردار است .


وی می‌گوید شبکه نانولوله‌های کربنی و انبوهه‌های آنها موجب می‌شود تا ابرخازن در برابر تغییر شکل مقاومت کند بدون این که خواص مکانیکی، گرمایی و رسانایی دیگر ابرخازن دستخوش تغییر شود .


چو می‌گوید ترکیب قابلیت الکتروشیمیایی نانولوله کربنی و انعطاف‌پذیری آن موجب شده تا این ابرخازن را بتوان به صورت رشته‌ای ایجاد کرد. بنابراین می‌توان از آن در ادوات پوشیدن استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای در نشریه Advanced Energy Materials به چاپ رسانده‌اند

 

[P O U R I A]

تصویه پساب ها به کمک نانوذرات با روش جدید

تصویه پساب ها به کمک نانوذرات با روش جدید

محققان حوزه فناوری‌نانو موفق شده‌اند پتانسیل‌های مختلفی در بخش پزشکی، الکترونیک و پوشش برای فناوری‌نانو ایجاد کنند.
اتحادیه اروپا پروژه‌ای موسوم به NanoFloc را برای زدایش نانوذرات از پساب‌ها آغاز کرده است. در این پروژه قرار است که از روش تجمع ذرات با جریان الکتریکی برای تبدیل نانوذرات به میکروذرات استفاده شود .


در سال‌های اخیر تعداد محصولات مبتنی بر فناوری‌نانو به شدت افزایش یافته است. محققان حوزه فناوری‌نانو موفق شده‌اند پتانسیل‌های مختلفی در بخش پزشکی، الکترونیک و پوشش برای فناوری‌نانو ایجاد کنند. این موفقیت‌ها علاوه بر فرصت، چالش‌هایی نیز در پی دارند. در واقع استفاده از نانومواد به دلیل وجود خواص منحصر به فرد، فرصت‌های جدیدی را در صنعت ایجاد می‌کند اما در عین حال مسائل ایمنی و خطرات زیست‌محیطی نیز از پیامدهای استفاده از نانومواد در محصولات است .


یکی از نگرانی‌های موجود، تاثیر نانوذرات روی سلامتی است، نانوذراتی که از راه هوا و در حین تنفس وارد بدن می‌شوند. این نانوذرات می‌توانند در محصولات مختلف نظیر رنگ‌ها وجود داشته باشند. از سوی دیگر نگرانی رهایش این نانوذرات در رودخانه‌ها و آب‌های جاری وجود دارد جایی که نانوذرات می‌توانند وارد بدن ماهی‌ها شوند .


در ژانویه 2013، اتحادیه اروپا پروژه‌ای موسوم به NanoFloc را راه‌اندازی کرد. این پروژه به بحث زدایش نانوذرات سنتز شده توسط بشر از پساب‌ها می‌پردازد تا در نهایت خطرات زیست‌محیطی و سلامت نانوذرات را به حداقل برساند. هدف اصلی این پروژه ارائه راهکاری موثر و ارزان برای زدودن نانوذرات از پساب‌ها است تا مانع از آلودگی محیط زیست شود. همچنین این پروژه در نظر دارد تا تولیدکنندگان را تشویق به ارائه محصولات ایمن‌تر نماید .


این پروژه روی روشی مبتنی بر تجمع ذرات با جریان الکتریکی متمرکز است، در این روش با استفاده از جریان الکتریکی، نانوذرات معلق تبدیل به میکروذرات می‌شوند. اساس این روش در ناپایدار کردن نانوذرات و متجمع کردن آنها به صورت ذرات باردار در محلول است. این کار با استفاده از جریان الکتریکی انجام می‌شود بنابراین نیازی به مواد شیمیایی نیست .


این روش ارزان، ساده و زیست‌سازگار است، محققان درصدد طراحی و ساخت راکتوری برای این فرآیند هستند. این پروژه مبلغ 1141968 یورو حمایت مالی را از طریق FP7 دریافت کرده است. در حال حاضر برای زدودن نانوذرات از پساب‌ها باید از رو‌ش‌های بسیار پرهزینه نظیر اسمز معکوس استفاده کرد .


در حال حاضر صنایعی نظیر رنگ با حجم بالایی از نانوذرات استفاده می‌کنند. انتظار می‌رود تا سال 2016 حجم استفاده از نانوذرات به صورت نمایی رشد کند . این پروژه در پایان سال 2014 به اتمام می‌رسد .

 

[P O U R I A]

به کارگیری "نانو ذرات" در روکش الکترودهای جوشکاری

به کارگیری "نانو ذرات" در روکش الکترودهای جوشکاری

پژوهشگران کشورمان برای تخستین بار موفق به بکارگیری نانو ذرات در روکش الکترودهای جوشکاری شدند.
مهدی فتاحی مجری طرح الکترودهای جوشکاری سلولزی با کمک نانو ذرات اکسید تیتانیم گفت: تاکنون نانو ذرات در روکش الکترودهای جوشکاری به کار گرفته نشده است.


وی افزود: در این پروژه روش‌هایی ابتکاری و جدید برای افزودن نانو ذرات به روکش الکترود‌ها مورد استفاده قرار گرفت که با توجه به نتایج حاصله، این روش‌ها می‌توانند برای افزودن نانو ذرات دیگر به روکش الکترودهای جوشکاری مورد استفاده قرار گیرد، چنانچه در این پروژه، نانو ذرات اکسید تیتانیوم به صورت کاملا یکنواخت در روکش الکترود سلولزی ۱۶۱۰ AWSE مورد استفاده قرار گرفت و این نانو ذرات در حین جوشکاری با قدرت یونیزاسیون بالایی که دارند سبب افزایش و بهبود نفوذ و پایداری قوس و همچنین کاهش پاشش که یکی از عیوب این نوع الکترودهاست می‌شوند.


وی درخصوص این طرح اظهار داشت: بعد از جوشکاری این نانو ذرات حوضچه جوش شده و تولید مراکزی برای جوانه‌زنی فریت سوزنی کرده و سبب افزایش مقدار فریت سوزنی و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی مخصوصاً چقرمگی (تافنس) جوش می‌گردند و از آنجایی که این الکترود در جوشکاری پاس ریشه خطوط لوله نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد افزایش چقرمگی جوش می‌تواند روشی برای مقابله با ترک سرد هیدروژنی که سبب بروز خسارت زیادی دراین صنایع گشته شود.


فتاحی تصریح کرد: نانو ذرات اکسید تیتانیوم می‌توانند در سایر الکترودهای روکش‌دار و همچنین روش‌های دیگر جوشکاری از جمله زیر پودری و سیم جوش توپو دری نتایج مشابهی داشته باشند و می‌توان این نانو ذرات را در این روش‌ها نیز مورد بررسی و ارزیابی قرار داد.

 

[P O U R I A]

استفاده از "نانو" پوشش برای ضدآب کردن قطعات الکترونیکی

استفاده از "نانو" پوشش برای ضدآب کردن قطعات الکترونیکی

شرکت لیکوئیپل (Liquipel) با همکاری شرکت جاوبون (Jawbone) موفق به ساخت بلندگوهای بی‌سیم ضدآب شده‌است. در این بلندگوها از نانوپوشش‌های آبگریز برای ضدآب کردن قطعات استفاده می‌شود. فناوری ضدآب کردن در اختیار شرکت لیکوئیپل بوده و شرکت جاوبون نیز بلندگو تولید می‌کند. اکنون این همکاری مشترک منجر به تولید بلندگوهایی ضدآب می‌شود.
شرکت لیکوئیپل (Liquipel) یکی از پیشروان صنعتی در حوزه فناوری ضدآب کردن است. این فناوری برای ضدآب کردن ادوات الکترونیکی نظیر تلفن همراه بوده که در آن از پوشش‌های نانومقیاس استفاده می‌شود. این فناوری در سال 2012 برنده جایزه ادیسون شده‌است .


شرکت لیکوئیپل با همکاری شرکت جاوبون (Jawbone) که تولیدکننده بلندگوهای بی‌سیم است؛ همکاری مشترکی را آغاز کرده‌اند. این دو شرکت اخیرا اعلام کرده‌اند که محصولاتی با توانایی مقاومت در برابر آب و دیگر سیالات تولید می‌کند. شرکت جاوبون بیش از یک دهه است که در حوزه تولید ادوات صوتی نظیر بلندگوهای بی‌سیم فعالیت دارد. یکی از محصولات مهم این شرکت، بلندگویی موسوم به JAMBOX® است که بی‌سیم بوده و از طریق بلوتوث کار می‌کند .


دنی مکفیل از موسسان شرکت لیکوئیپل می‌گوید: ما خوشحالیم که با همکاری جاوبون و بهره‌گیری از فناوری‌نانو موفق به ارائه محصولی با ویژگی‌هایی کاملا جدید شده‌ایم. جاوبون اکنون می‌تواند محصولاتی با قابلیت‌های منحصربه فرد تولید کند. این محصولات می‌تواند در شرایط محیطی سخت نظیر رطوبت بالا به خوبی کار کرده و مصرف‌کنندگان با خیالی راحت می‌توانند در هر شرایطی به موسیقی مورد علاقه‌ خود گوش دهند .


تراویس بوگارد از مدیران شرکت جاوبون می‌گوید: مشتریان ما دوست دارند تا بلندگوهای ساخت شرکت ما را با خود به هر کجا که مایل هستند برده و موسیقی مورد علاقه‌شان را گوش کنند، آنها مایل‌اند این ادوات را با خود به آشپزخانه، قایق و حتی استخر برده و از آن استفاده کنند. با فناوری جدیدی که شرکت لیکوئیپل در اختیار ما قرار داده، می‌توانیم این نیاز را برآورده کنیم. در حال حاضر مشتریان ما می‌توانند بدون نگرانی، از محصولات ما در محیط‌های بسیار مرطوب استفاده کنند .


با بهره‌گیری از فناوری جدید شرکت لیکوئیپل، محصولات شرکت جاوبون می‌تواند گواهینامه IPX-5 را دریافت کند. این گواهینامه مربوط به استانداردی است که دریافت آن گواه این حقیقت است که محصول می‌تواند در زمان 30 دقیقه زیر آب ( با فشار 30 کیلونیوتن بر متر مربع و با دبی 12.5 لیتر بر دقیقه) کار کند .

 

[P O U R I A]

دو نانوداروی ساخت محققان کشور در آستانه ورود به بازار

دو نانوداروی ساخت محققان کشور در آستانه ورود به بازار

رئیس کمیته فناوری نانوی وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی از بررسی پرونده دو نانودارو در این کمیته خبر داد.


دکتر مهدی رضایت با اشاره به اینکه به همت محققان دانشگاه علوم پزشکی مشهد دانش فنی دو نانو دارو شامل نانو داروی ضد سالک و نانو میسلی کورکومین کسب شده است، خاطرنشان کرد: در حال حاضر پرونده داروی ضد سالک به نام ژل "آمفو تیریسین B نانو لیپوزومال" در این کمیته مراحل نهایی دریافت مجوز را طی می‎کند.


وی افزود: این دارو به عنوان یک داروی موضعی برای درمان بیماری سالک (لیشمانیوز) به کار برده می‌شود.


رئیس کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت اضافه کرد: این دارو به صورت موضعی در دنیا وجود نداشته است، ولی تست‌های بالینی این دارو نشان داده است که اثرات زیادی در درمان این بیماری دارد.


رضایت در مورد مراحل تائید نانو میسلی کورکومین (عصاره اصلی زردچوبه) اظهار کرد: این دارو نیز مراحل آخر دریافت تاییدیه را طی می‌کند.


وی افزود: ماده موثره این دارو از عصاره زرد چوبه به نام "کورکومین" تولید شده که اثرات ضد التهاب و آنتی اکسیدان آن اثبات شده است و در پیشگیری از سرطان نقش موثری ایفا می‌کند.


رئیس کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت یادآور شد: این دارو از تکثیر سلول‎های سرطانی و مهاجم جلوگیری می‌کند و از بین برنده مقاومت سلول‌های سرطانی به داروهای شیمی درمانی است، ‌این دارو در درمان زخم دیابت، آلزایمر، پارکینسون، بیماری‌های قلبی و عروقی، میکروبی، ریوی و آرتریت به کار برده می‌شود.


رضایت خاطرنشان کرد: پیش بینی می‌شود که هر دوی داروها در منطقه و کشورهای اسلامی وجود نداشته باشد، از این رو بازار صادراتی خوبی در اختیار تولیدکنندگان این داروها قرار دارد.


وی با اشاره به صدور مجوز برای یکی از داروهای درمان سرطان که به همت پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی فناوری آن کسب شده است، یادآور شد: در حال حاضر مجوزهای نانو داروی ضد سرطان "سینادوکسوزوم" که از خاصیت افزایش طول عمر در بیماری‌های سرطان سینه متاستاز دهنده و سرطان تخمدان پیشرفته ملتیپل میلوما و کاپوسی سارکومای همراه در بیماران مبتلا به ایدز برخوردار است، صادر شده و مورد استفاده قرار گرفته است.


به گفته رضایت، این دارو به طور هدفمند سلول‌های سرطانی را مورد هدف قرار می‌دهد و عوارض جانبی این محصول پایین است و تاثیر بخشی بالا و افزایش اثر بخشی و کاهش عوارض جانبی به ویژه کاهش سمیت قلبی نسبت به دوکسوروبیسین هیدروکلراید از خواص این دارو است.

 

[P O U R I A]

اندازه‌گیری نانوذرات در مقیاس یک میلیونم یک تریلیونم گرم

اندازه‌گیری نانوذرات در مقیاس یک میلیونم یک تریلیونم گرم

مهندسان شیوه‌ای را برای اندازه‌گیری جرم نانوذرات با تفکیک‌پذیری بیشتر از یک آتوگرم (attogram) طراحی کرده‌اند.


به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، یک آتوگرم، معادل یک میلیونیوم یک تریلیونیوم گرم است.


وزن‌کردن این ذرات ریز شامل نانوذرات مصنوعی و اجزای زیستی سلول‌ها می‌تواند در درک بهتر ترکیب و کارکرد آن‌ها محققان را یاری کند.


سیستم به کاررفته در این مطالعه مبتنی بر نوعی فناوری است که پیش‌تر توسط اسکات مینالیس، استاد مهندسی مکانیک و زیست دانشگاه ام آی تی، برای وزن‌کردن ذرات بزرگ‌تر مانند سلول‌ها طراحی شده بود.


این سامانه که «تشدیدکننده میکروکانال معلق» (SMR) نام دارد، جرم ذرات را به هنگام عبور آن‌ها از خلال یک کانال باریک اندازه‌ می‌گیرد.


با کوچک‌کردن اندازه کل سیستم، محققان توانستند تفکیک‌پذیری آن‌ را تا 0.85 آتوگرم افزایش دهند.


سلیم اولکوم، دانشمند آزمایشگاه مینالیس و یکی از نویسندگان ارشد این مقاله گفت: ما اکنون می‌توانیم ویروس‌های کوچک، وزیکول‌های خارج‌سلولی و بسیاری از نانوذرات مهندسی‌شده مورد استفاده در نانوپزشکی را وزن کنیم.


به منظور اثبات کارآیی این ابزار در تحلیل نانوذرات مهندسی‌شده، تیم ام آی تی نانوذرات ساخته‌شده از دی‌ان‌ای را وزن کردند. این دی‌ان‌ای به کره‌های طلایی ریز متصل بود.


چنین موضوعی به آنها امکان تعیین تعداد کره‌های طلایی متصل به هر داربست اوریگامی دی‌ان‌ای را داد.


اطلاعات حاصل جهت طراحی نانوساختارهای دقیق مانند داربست‌ها برای ساخت نانوابزار جدید به کار خواهد رفت.


دانشمندان همچنین سیستم‌ SNR را در خصوص نانوذرات زیستی به نام «اگزوسوم» آزمایش کردند.


این مولفه‌ها، پروتئین‌ها (آران‌ای) یا دیگر مولکول‌های ترشح‌شده توسط سلول‌ها را حمل می‌کنند. چنین مولکول‌هایی نقش کلیدی را در سیگنال‌دهی بین مکان‌های دور بدن ایفا می‌کنند.


محققان هم‌اکنون در حال استفاده از ابزار SNR برای کشف اگزوسوم در خون بیماران مبتلا به نوعی سرطان مغز به نام گلیوبلاستوما هستند.


این نوع تومور مقادیر بزرگی از اگزوسوم را ترشح می‌کند و رهگیری تغییرات در تراکم آنها می‌تواند به پزشکان در نظارت بر این بیماران به هنگام درمان کمک کند.

 

[P O U R I A]

شناسایی قطبیت نانولوله‌های کربنی با میکروسکوپ نوری

شناسایی قطبیت نانولوله‌های کربنی با میکروسکوپ نوری

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نانولوله‌های کربنی تک جداره از لوله‌ای شدن یک ورق گرافنی بدست می‌آیند. اتم در ورق گرافنی بصورت شش وجهی کنار هم قرار می‌گیرند، این که ورق گرافنی از چه جهتی لوله‌ای شود، تعیین کننده نوع تقارن نانولوله کربنی است و فلز یا نیمه‌هادی بودن نانولوله را مشخص می‌کند.


به نوشته سایت نانو، تقارن نانولوله‌های کربنی تاثیر زیادی روی خواص الکترونیکی آن دارد. مشکل اصلی در استفاده از نانولوله‌های کربنی آن است که تشخیص نوع تقارن نانولوله‌ها بسیار دشوار است.


نانولوله‌های کربنی تک جداره کاربردهای متعددی در حوزه حسگری و ترانزیستور دارند که دلیل این امر، مساحت سطحی بالا و سرعت بالای حرکت الکترون در این ماده است. در حال حاضر روش‌های تولید نانولوله‌های کربنی تک جداره به شکلی است که در نهایت مخلوطی از نانولوله نیمه‌هادی و فلزی بدست می‌آید.


«کایهای لیو» از دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: ما موفق شدیم با استفاده از میکروسکوپ نوری و طیف‌سنجی نوری مبتنی بر پلاریزاسیون نانولوله‌هایی با تقارن مختلف را از هم تفکیک کنیم. هر چند که نور پلاریزه به شدت به آنیزوتروپ نوری حساس است، اما مشکل موجود در مسیر شناسایی نانولوله‌های کربنی در آن است که نانولوله‌ها در اثر برخورد نور پلاریزه سیگنال بسیار کوچکی ایجاد می‌کند. از آنجایی که نویزهای محیطی زیاد هستند، بنابراین شناسایی سیگنال‌ها بسیار دشوار خواهد بود.


در میکروسکوپ‌های نوری تعداد زیادی روزنه شیئی وجود دارد که برای بررسی و شناسایی اجسام وجود آنها ضروری است. زمانی که نور پلاریزه از میان این روزنه‌ها عبور می‌کند، به شدت غیرقطبی می‌شود.


«فنگ وانگ»، رهبر این تیم تحقیقاتی با جدا کردن نور تابیده شده به نمونه و رصد نور توسط میکروسکوپ بر این مشکل فائق آمده است.


«وانگ» می‌گوید: ما از یک روزنه بزرگ برای رصد نور استفاده کردیم، اما برای تابیدن نور به نمونه از یک روزنه کوچک بهره گرفتیم. با این کار می‌توانیم مطمئن شویم که نور کاملا پلاریزه باقی می‌ماند.


از سوی دیگر محققان به جای نور معمولی، از یک لیزر برای این کار استفاده کردند تا پرتوی بسیار کوچکی برای تابش به نمونه ایجاد کنند. با این کار می‌توان قطبیت صدها نانولوله‌کربنی را رصد کرد.

 

[P O U R I A]

ساخت "نانو دوربین" ارزان قیمت با قدرت تفکیک بالا

ساخت "نانو دوربین" ارزان قیمت با قدرت تفکیک بالا

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به ساخت نانودوربین جدیدی شدند که قادر است تصاویر سه بعدی از اجسام ایجاد کند. این نانودوربین می‌تواند در بازه زمانی چند نانوثانیه فریم ایجاد کند. مزیت این "نانودوربین" جدید قیمت آن است که با 500 دلار می‌توان آن را تهیه کرد .
یک تیم تحقیقاتی از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به ساخت "نانودوربین" ارزان قیمتی شدند که می‌تواند سرعتی در حد نور داشته باشد. این دوربین 500 دلاری، که به‌صورت سه بعدی تصویربرداری می‌کند دارای پتانسیل‌های کاربردی در حوزه تصویربرداری پزشکی و شناساگرهای موجود در خودروها بوده که می‌تواند ثبت حرکت را با سرعت بالایی انجام دهد .


در این دوربین از فناوری زمان پرواز استفاده شده‌است، دقیقا شبیه فناوری به کار رفته در دستگاه کینکت (Kinect device) شرکت ماکروسافت که محل اجسام را از روی سیگنال نوری که به جسم تابیده و باز می‌گردد مشخص می‌کند. مزیت این دوربین آن است که نمی‌توان آن را با مه، بخار یا باران فریب داد .


کادامبی از محققان این پروژه می‌گوید: در دستگاه‌هایی نظیر کینکت که از این فناوری استفاده شده، شما نمی‌توانید از اجسام مات تصویر سه بعدی تهیه کنید. دلیل این امر آن است که بخشی از نور که به جسم برخورد می‌کند به دوربین نمی‌رسد. با این دوربین جدید شما می‌توانید از اجسام نیمه‌شفاف و مات تصویر سه بعدی تهیه کنید .


در دوربین‌های زمان پرواز معمولی، یک سیگنال نوری به سمت سوژه مورد نظر ساطع می‌شود که بعد از برخورد به جسم به‌صورت پیکسلی ذخیره می‌شود. از آنجایی که سرعت نور مشخص است، بنابراین مسافت طی شده توسط نور و در نهایت عمق تصویر مشخص می‌شود. در مورد نمونه‌های مات این مکانیسم دچار مشکل می‌شود .


راسکار می‌گوید: ما از یک روش جدید استفاده کردیم تا اطلاعات را به‌صورت آنی رمزگشایی کنیم. بنابراین زمانی که نور به دوربین باز می‌گردد، محاسبات لازم انجام شده و عمق تصویر به‌دست می‌آید.


این گروه از چند مدل جدید در پردازش تصویر استفاده کرده تا تصاویری که قاعدتا باید مات می‌شد، به‌صورت کاملا شفافی در می‌آید. این گروه تحقیقاتی نام این روش نانوتصویربرداری گذاشته‌اند. این دستگاه قادر است تا پرتوهای نور را در بازه زمانی چند نانو ثانیه ضبط و پردازش کند. پیش از این نیز دوربین‌هایی با قدرت ضبط ثانیه ساخته شده بود اما هزینه ساخت آنها به نیم میلیون دلار می‌رسید اما این نانودوربین تنها 500 دلار قیمت دارد. در واقع این دوربین قدرت تفکیکی نزدیک به دوربین نیم میلیون دلاری دارد در حالی که قیمت آن تنها 500 دلار است .

 

[P O U R I A]

زدایش نیترات آب به کمک نانو کاتالیزورها

زدایش نیترات آب به کمک نانو کاتالیزورها

زدایش نیتریت و نیترات از آب آشامیدنی کاری پرهزینه و چالش برانگیز است. اخیرا نانوکاتالیستی حاوی نانوذرات طلا و پالادیم ساخته شده‌است که می‌تواند با کارایی بالایی فرآیند شکستن این ترکیبات را انجام دهد .
نیترات و نیتریت از ترکیبات مضر در آب بوده که باید مقدار آن در حد بسیار کمی باشد. کودهای کشاورزی یکی از عوامل افزایش مقدار نیتریت در آب‌ها هستند. اخیرا محققان موفق به ساخت نانوکاتالیستی شدند که فرآیند شکستن مولکول‌های نیتریت را تسریع می‌کند. نیتریت‌ها هم‌خانواده نیترات بوده که به‌عنوان یک ماده معدنی در آب‌های سطحی و زیرزمینی یافت می‌شوند.


این ترکیبات برای سلامتی مضر بوده و سازمان محافظت از محیط‌زیست مقدار مجاز آنها را در آب آشامیدنی به شدت محدود کرده است. زدایش این ترکیبات از آب امکان‌پذیر بوده که این کار با رزین و فیلتر انجام می‌شود اما هزینه این کار بسیار بالا است .


مایکل ونگ از محققان این پروژه می‌گوید: مشکل نیترات در مناطقی که کشاورزی انجام می‌شود بسیار جدی است. گروه ما چند سال است که روی نانوکاتالیست‌های پالادیم و طلا تحقیق می‌کند .


کاتالیست‌ها ترکیباتی هستند که در واکنش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند اما خود مصرف نمی‌شوند و تنها واکنش را تسریع می‌کنند. این مواد موجب نزدیک شدن مواد واکنش‌دهنده به یکدیگر می‌شوند. در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی در نشریه Nanoscale به چاپ رساندند نشان دادند که نانوذرات طلا و پالادیم می‌توانند به شکل کاراتری مولکول‌های نیترات و نیتریت را بشکنند. کارایی این نانوکاتالیست‌ها نسبت به تمام کاتالیست‌هایی که پیش از این ارائه شده بالاتر است. این نانوکاتالیست که در آزمایشگاه نانومواد و کاتالیست توسط تیم تحقیقاتی ونگ ساخته شده دارای هسته‌ای از جنس طلا و پوسته‌ای از جنس پالادیم است .


این گروه تحقیقاتی پیش از این نشان داده بودند که کامپوزیت طلا پالادیم قادر است با سرعت بیشتری آلاینده‌های کلردار را بشکند .


ونگ می‌گوید: در ترکیبات نیترات و نیتریت، کلر وجود ندارد بنابراین باید مکانیسم کار متفاوت باشد. ما هنوز دقیق نمی‌دانیم که چگونه کامپوزیت طلا و پالادیم موجب تسریع شکستن نیترات و نیتریت می‌شود. اما آنچه که ما یافتیم این است که در صورتی که 80درصد از ساختار نانوکاتالیست پالادیم باشد، کارایی واکنش به بیشینه مقدار خود می‌رسد .

 

[P O U R I A]

حرارت درمانی سرطان با نانوذرات جدید

حرارت درمانی سرطان با نانوذرات جدید

مهندسان مواد دانشگاه شیراز موفق به سنتز نانوذرات مغناطیسی مگنتیت متصل شده به آلبومین کاتیونی‌ای شدند که در حرارت درمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


در این پژوهش ابتدا نانوذرات مغناطیسی مگنتیت با روش هم‌رسوبی نمک‌های آهن دو و سه ظرفیتی در حضور آمونیاک تولید شدند و سپس سطح آنها به‌ وسیله‌ی آلبومین کاتیونی مورد اصلاح قرار گرفت، سپس از این نانوذرات به دست آمده درحرارت درمانی استفاده شد.


زمانی که نانوذرات مگنتیت در معرض میدان مغناطیسی متناوب قرار می‌گیرند، نانوذرات به منابع حرارتی قدرتمندی تبدیل می‌شوند که قادر به تخریب سلول‌های تومور است.


مهندس الهام چراغی پور، دانشجوی دکترای مهندسی مواد دانشگاه شیراز و محقق طرح در مورد این تحقیقات گفت: مرحله نخست، سنتز نانوذرات مغناطیسی مگنتیت به روش هم رسوبی در شرایط مختلف بود. سپس به بررسی اثر پارامترهای مختلف سنتز بر خصوصیات ذرات و مشخصه‌یابی ذرات به جهت انتخاب شرایط بهینه سنتز پرداختیم.


وی افزود: مرحله دوم، کاتیونی کردن آلبومین به‌ وسیله‌ی جانشین کردن گروه‌های آنیونی کربوکسیلیک، با گروه‌های کاتیونی آمین صورت گرفت. مرحله سوم، اصلاح سطح نانوذرات مغناطیسی به‌ وسیله‌ی آلبومین کاتیونی بود. به این ترتیب که آلبومین کاتیونی به‌ وسیله‌ی پیوند کووالانسی به نانوذرات مگنتیت متصل شد و نانوذرات محصول مشخصه‌یابی شدند. مرحله نهایی استفاده از این نانوحامل جدید برای اندازه‌گیری خواص حرارتی در آنالیز حرارت درمانی بود که نتایج به‌ دست آمده حاکی بر قابلیت چشمگیر این سامانه برای استفاده در حرارت درمانی بود.


محقق طرح تصریح کرد: این نانوذرات جدید قابلیت رسیدن به دمای 60 درجه سانتیگراد را در حضور میدان مغناطیسی متناوب با فرکانس 215 کیلوهرتز دارند که نشان دهنده توانایی قابل توجه این نانوذرات برای تولید حرارت و از بین بردن سلول‌های سرطانی است.


وی افزود: از این نانوذرات می‌توان به طور همزمان در تشخیص و درمان سرطان استفاده کرد. به این ترتیب که می‌توان از این نانوذرات به عنوان عامل ایجاد کنتراست در تشخیص سرطان به‌ وسیله‌ی MRI، به عنوان حامل داروی شیمی درمانی در دارورسانی هدفمند و همچنین به عنوان منبع تولید حرارت، در حرارت درمانی به جهت درمان سرطان استفاده کرد.


چراغی پور در مورد آینده این تحقیقات و قابلیت تجاری‌سازی این تحقیقات گفت: تست‌های سلولی و حیوانی این ذرات در حال انجام هستند تا مجوزهای لازم برای تجاری‌سازی این نانوحامل‌ها را به‌ دست آوریم و بتوانیم قدم مثبتی در راستای درمان سرطان‌ برداریم. همچنین با توجه به کارآمد بودن نانوذرات تولید شده و نتایج مثبت به‌ دست آمده از آنالیزهای انجام شده، گروه تحقیقاتی ما بر این باورند که این نانوذرات گزینه امیدبخشی در جهت تشخیص و درمان سرطان خواهند بود و امکان تولید انبوه شدن را دارا هستند.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط مهندس الهام چراغی پور و دکتر سیروس جوادپور دانشیار بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز صورت گرفته، در مجله International Journal of Hyperthermia منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

ساخت نانو دوربینی با تصاویر سه بعدی

ساخت نانو دوربینی با تصاویر سه بعدی

به گزارش ایرنا از ستاد ویژه فناوری نانو ، مزیت این نانو دوربین جدید این است که محل اجسام را از روی سیگنال نوری که به جسم تابیده و باز می گردد ،تعیین می کند و می توان با آن در فضایی که مه ، بخار یا باران وجود دارد، عکاسی کرد.


کادامبی از محققان این پروژه گفت : در دستگاه هایی نظیر دستگاه کینکت شرکت ماکروسافت که از این فناوری استفاده شده، شما نمی توانید از اجسام مات تصویر سه بعدی تهیه کنید که دلیل آن عدم بازگشت بخشی از نور تابیده شده به جسم است در حالی که با این دوربین می توان از اجسام نیمه شفاف و مات تصویر سه بعدی تهیه کرد.


وی افزود: در این فناوری از یک روش جدید برای رمزگشایی اطلاعات استفاده شده است . با استفاده از این روش زمانی که نور به دوربین باز می گردد، محاسبات لازم انجام می شود و عمق تصویر به دست می آید. در این روش از قابلیت های مختلف برای پردارش تصویر استفاده شده است تا تصاویری که قاعدتا باید مات شوند، به صورت کاملا شفاف ارایه شوند.


پیش از این نیز دوربین هایی با همین توانایی با هزینه ای بالغ بر نیم میلیون دلار ساخته شده بود اما این نانو دوربین تنها 500 دلار قیمت دارد.

 

[P O U R I A]

نانوپلیمر هوشمند با قدرت خودترمیم‌شوندگی بالا

نانوپلیمر هوشمند با قدرت خودترمیم‌شوندگی بالا

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، زمانی که یک پایه صندلی می‌شکند یا قاب تلفن همراه ترک برمی‌دارد، باید آنها را تعمیر و یا تعویض کرد. اما آیا می‌توان مواد را طوری برنامه‌ریزی کرد که در صورت آسیب دیدن بخشی از آن، بتواند خود را ترمیم کند؟


به نوشته سایت نانو، محققان دانشگاه پترزبورگ معتقدند که این کار امکان‌پذیر است. آنها موفق به طراحی پلیمر هوشمندی شدند که می‌تواند خود را ترمیم کند. این گروه تحقیقاتی نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان “Harnessing Interfacially-Active Nanorods to Regenerate Severed Polymer Gels” در نشریه Nano Letters به چاپ رسانده‌اند.


آنا بالازس از محققان اصلی این پروژه می‌گوید: این یافته یکی از نقاط کلیدی در علم مواد محسوب می‌شود. تمام تلاش‌هایی که پیش از این در این حوزه انجام شده، در نهایت منجر به ساخت ترکیباتی شده‌ است که تنها می‌تواند بخش کوچکی از خود را ترمیم کند، در حالی که هنوز هیچ گزارشی از ترمیم توده‌ای مواد منتشر نشده‌ است.


وی می‌افزاید: این یافته یک موفقیت بسیار بزرگ محسوب می‌شود زیرا می‌تواند دوام و عمر مواد را به مقدار قابل توجهی افزایش دهد، همچنین در صورت هرگونه آسیب جدی، مواد قادر به ترمیم ساختار خود خواهند بود.


پژوهشگران این پروژه برای طراحی این پلیمر هوشمند از فرآیند ترمیم دم مارمولک الهام گرفتند. در این فرآیند سه مرحله آغاز، گسترش و پایان وجود دارد که از آن با عنوان چرخه دینامیکی زیبا یاد می‌شود.


بالازس می‌گوید: ما به تماشای فرآیند ترمیم ساختاری در مارمولک، چرخه‌ای را برای ترمیم پلیمر ارائه کردیم. ما باید سیستمی ارائه می‌کردیم که بتواند در صورت آسیب دیدن رشد کرده و بعد از رسیدن به حد مجاز، رشد آن متوقف شود. مشکل، انتقال ماده بود، در سیستم‌های زیستی جریان خون این کار را انجام می‌دهد.


محققان نانومیله‌ها را درون پلیمر حاوی منومرهای ارتباط‌دهنده قرار دادند. با آسیب دیدن سطح، نانومیله‌ها به محل جدید وارد شده و به دلیل داشتن قلاب‌هایی در محل آسیب دیده متمرکز می‌شوند. این نانومیله‌ها فرآیند پلیمریزاسیون منومرها را آغاز می‌کنند. این سیستم به نحوی طراحی شده که پلیمریزاسیون به‌ صورت محدود انجام شود تا از کنترل خارج نشود.


نانومیله‌ها به شکلی طراحی شده‌اند که چند نقش را هم‌زمان ایفا می‌کنند، به طوری که هم آغازگر واکنش پلیمریزاسیون بوده و هم پیشرفت فرآیند را کنترل می‌کنند.

 

[P O U R I A]

طراحی نانوسیستمی با قدرت تصمیم‌گیری صحیح

طراحی نانوسیستمی با قدرت تصمیم‌گیری صحیح

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، ساده‌ترین گونه‌های زیستی نیز قادر به تصمیم‌گیری هستند، برای مثال می‌توانند به دنبال منبع غذا بوده یا از دست دشمنان فرار کنند. مدل‌های ریاضی مختلف می‌توانند فرآیند تصمیم‌گیری را شبیه‌سازی کنند و رفتاری مشابه رفتار موجود زنده از خود نشان دهند. یکی از این مدل‌ها نرم‌افزاری به نام سافت‌مکس (Softmax) است.


به نوشته سایت نانو، ماساهیکو هارا از مرکز تحقیقات ریکن (RIKEN) با همکاری محققانی از موسسه ملی ژاپن، سیستم سخت‌افزاری مبتنی بر نقاط کوانتومی ارائه‌ کردند که می‌تواند عملکرد و سرعت بهتری نسبت به نرم‌افزار سافت‌مکس داشته باشد.


نقاط کوانتومی عناصری نانومقیاس هستند. این مدل جدید که توسط محققان ارائه شده، می‌تواند با جهت‌گیری 5 نقطه کوانتومی، درباره انتخاب بین دو مسیر تصمیم‌گیری کند. این نقاط در یک خط قرار گرفته، به طوری که یک نقطه کوچک در وسط، یک جفت نقطه در دو طرف آن و یک جفت نقطه بزرگ‌تر در دو انتها قرار می‌گیرد.


محققان این سیستم خطی را در ماشین اسلات (ماشین خودکاری که پول در آن انداخته و با زدن دکمه‌ای منتظر ظاهر شدن سه شکل می‌شوند، در صورتی که سه شکل شبیه هم بود، جایزه‌ای به فرد داده می‌شود) به کار گرفتند. نتایج تست این سیستم در ماشین اسلات نشان داد که در 200 مرتبه استفاده از ماشین اسلات، شانس برنده شدن این سیستم 98 درصد است. مزیت این دستگاه نسبت به سافت‌مکس در سرعت عملکرد آن است. این سیستم نانومقیاس، کوچک‌ترین دستگاهی است که قادر به تصمیم‌گیری است.


با تابش نور به نقاط کوانتومی بزرگ، دستگاه تصمیم می‌گیرد که چه عملی را انجام دهد؛ در واقع این که نور به نقطه کوانتومی بزرگ سمت چپ یا سمت راست بتابد، تعیین‌کننده نوع تصمیم‌گیری سیستم است. تابش نور به نقطه کوانتومی موجود در وسط این چیدمان، آغازگر مرحله بعدی کار دستگاه است. این تابش موجب برانگیختگی نقطه کوانتومی کوچک شده و انرژی آن به نقاط کوانتومی متوسط منتقل می‌شود، این انرژی به صورت نور از این سیستم خارج شده و بعنوان یک سیگنال آغازکننده مرحله بعد کار دستگاه است.


بعد از هر بازی، نور ایجاد شده تغییر کرده و حالت بهینه را برای مرتبه بعد بازی تعیین می‌کند. محققان با بهره‌گیری از خواص نوری ذاتی نقاط کوانتومی موفق به تصمیم‌سازی در این سیستم شدند.

 

[P O U R I A]

ایران هفتمین کشور برتر دارنده نانوتکنولوژی جهان شد

ایران هفتمین کشور برتر دارنده نانوتکنولوژی جهان شد

جعفر مهراد ضمن ارائه آخرین رتبه بندی کشورها در حوزه فناوری نانو گفت: چند سالی است که دانشمندان و پژوهشگران ایران در حوزه فناوری های نوین گام های موثری برداشته و پیشرفت های درخور توجهی نصیب جمهوری اسلامی ایران شده است.


وی ادامه داد: اهمیت فناوری های نوین در توسعه همه جانبه ی کشور موجب شده است که معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، ستاد هایی را در این زمینه دایر نموده و پژوهشگران و دانشمندان در ایجاد زیرساخت های مناسب و تقویت بنیان های علمی اندیشه کنند.


سرپرست پایگاه استنادی علوم جهان اسلام ISC در رابطه با اهمیت فناوری نانو گفت: در بین فناوری های نوین گرچه همه این رشته ها حائز اهمیت است، اما فناوری نانو از جایگاه ویژه ای برخوردار است. نفوذ فناوری نانو در زندگی اجتماعی نوع بشر به یک انقلاب اجتماعی تشبیه شده است. به عبارتی دیگر، اکنون فناوری نانو در خط مقدم تحقیقات علمی قرار دارد.


وی تصریح کرد: آمار تولید علم ایران در حوزه فناوری نانو اعجاب انگیز است. در این حوزه، در حالیکه دانشمندان به نشر مقالات علمی اقدام می کنند، تجاری سازی این حوزه از علوم نیز متداول شده و جنبه کاربردی پیدا کرده است.


رئیس مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوری گفت: ایران در سال 2005 میلادی مقام 35 تولید علم در حوزه فناوری نانو را به خود اختصاص داده بود. این رتبه در فاصله سال های 2006 تا 2010 به ترتیب به 31، 23، 20، 16 و 10 ارتقاء پیدا کرده است.


وی در باب نقد این حوزه عنوان کرد: مشاهده می شود که سرعت عمل دانشمندان ایران در این حوزه موثر بوده و هر سال نسبت به سال قبل رتبه و جایگاه ایران را در بین کشورهایی که در فناوری نانو فعالیت می کنند ارتقاء بخشیده اند.


وی افزود: در سال های 2011 و 2012 میلادی رتبه ایران با یک پله صعود به رتبه 9 ارتقاء می یابد و در سال 2013 میلادی نیز با دو پله صعود، ایران در جایگاه 7 تولید علم فناوری نانو قرار دارد.


این مقام مسئول در حوزه رتبه بندی گفت: ایران در سال جاری در بین کشورهای اسلامی در حوزه فناوری نانو مقام نخست و نیز در بین کشورهای خاورمیانه مقام اول را به خود اختصاص داده است. به زبان دیگر، ایران از سال 2007 به این سو، در بین کشورهای اسلامی و منطقه خاورمیانه جایگاه نخست تولید علم در حوزه فناوری نانو را در دست دارد.


مهراد اضافه کرد: رتبه اول تولید علم در حوزه فناوری نانو در سال 2011 تا 2013 در دست جمهوری خلق چین است. ایالات متحده و کره جنوبی در همین بازه زمانی به ترتیب رتبه دوم و سوم را در اختیار دارند. هندوستان، در حالیکه در سال 2011 میلادی موفق به کسب رتبه ششم جهان از نظر تولید علم در فناوری نانو شده بود، در سال های 2012 و 2013 مقام چهارم جهان را به خود اختصاص داده است.


وی گفت: آلمان و ژاپن نیز به ترتیب مقام 5 و 6 تولید علم در فناوری نانو را کسب کرده اند. کشورهای فرانسه، انگلستان، تایوان، ایتالیا، اسپانیا، استرالیا، کانادا و سنگاپور که به ترتیب رتبه های 8 تا 15 تولید علم فناوری نانو را در اختیار دارند، همه بعد از جمهوری اسلامی ایران که موفق به کسب رتبه 7 جهان شده است، قرار دارند.


وی در باره اعلام جایگاه کشورها در این رتبه بندی چنین عنوان کرد: فدراسیون روسیه، برزیل، هلند، ترکیه و سوئیس نیز به ترتیب با کسب رتبه های 16 تا 20 سهم مهمی را در تولید علم در حوزه فناوری نانو به خود اختصاص داده اند.


مهراد با تاکید بر جایگاه کشور رقیب یعنی ترکیه در این حوزه گفت: قابل توجه است بدانیم در حالیکه ترکیه 12 مرتبه عقب تر از جمهوری اسلامی ایران است، این کشور نیز موقعیت هایی را در دو سه سال اخیر به دست آورده است. رتبه ترکیه در سال 2011 میلادی 23 و در سال 2012 میلادی 22 بود.

 

[P O U R I A]

موفقیت ایرانیان در سنتز نانوذرات با ابعاد کمتر از 15 نانومتر

موفقیت ایرانیان در سنتز نانوذرات با ابعاد کمتر از 15 نانومتر

محققان دانشگاه سمنان موفق به سنتز نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم با ابعاد زیر 15 نانومتر در شرایط دمایی محیط شدند که در این سنتز ذرات 5 نانومتری نیز مشاهده شده است.


به طور کلی نانوذرات در حال حاضر از طیف وسیعی از مواد ساخته می‌شوند؛ معمول‌ترین آنها نانوذرات سرامیکی هستند که به بخش سرامیک‌های اکسید فلزی نظیر اکسید‌های تیتانیوم، روی، آلومینیوم و آهن و نانوذرات سیلیکات که عموماً به شکل ذرات نانومقیاسی خاک رس هستند، تقسیم می‌شوند.


به نوشته سایت نانو، دی اکسید تیتانیوم یک نیمه‌هادی و فوتوکاتالیست مطرح با خواص اپتیکی عالی است و از جمله مواد مهمی است که در فناوری نانو مورد توجه بسیار قرار گرفته است. برای تولید این نانوپودر از روش‌های مختلفی مانند آسیاب کردن، هیدرولیز، واکنش‌های فاز بخار، رسوب، سل ژل و روش‌های حرارتی- آبی استفاده می‌شود.


همچنین دی اکسید تیتانیوم با فرمول شیمیایی TiO2 دارای دو ساختار کریستالی کلی موسوم به آناتایز و روتیل است و از جمله موادی است که در فناوری نانو بسیار مورد توجه قرار گرفته و کاربردهای فراوانی در مهندسی پیدا کرده است. دی اکسید تیتانیوم دارای خواص دی الکتریکی، اپتیکی و کاتالیستی عالی است.


سنسور‌های گازی، حسگرهای شیمیایی، رنگدانه‌ها در صنایع رنگ و لوازم آرایشی، لیزرهای نوری، سلول‌های خورشیدی، پوشش‌های اپتیکی، کاتالیست‌های نوری و ابزارهای فوتوالکتریک از جمله کاربردهای دی اکسید تیتانیوم است.


علاوه‌بر این نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی به خاطر ثبات دی الکتریکی بالایی که دارند، مورد توجه هستند. با توجه به کاربردهای گسترده این ماده، اهمیت استفاده آن در بسیاری از صنایع غیر قابل انکار است.


مهندس میلاد دالوندی، فوق لیسانس مهندسی مواد از دانشگاه سمنان، درباره تحقیق انجام شده اظهار کرد: هدف از انجام این طرح سنتز پودر دی اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو و در دمای محیط بود که خوشبختانه به هدف مورد نظر دست یافتیم و پودری با اندازه ذرات زیر 15 نانومتر در دمای محیط سنتز کردیم.


وی با اشاره به مراحل این تحقیقات افزود: در این تحقیق تترا - n -بوتیل اورتوتیتانات به عنوان آلکوکسید فلزی پیش ساز در نظر گرفته شد و از آب دیونیزه شده به عنوان محلول رقیق‌کننده استفاده شد. تترا - n -بوتیل اورتوتیتانات را به نسبت مشخصی با آب دیونیزه شده مخلوط کردیم؛ به این صورت که آب دیونیزه را با همزن مغناطیسی به طور یکنواخت متلاطم کرده، سپس تترا-n- بوتیل اورتوتیتانات را قطره قطره به آن اضافه کردیم.


دالوندی افزود: در این مرحله با اضافه کردن اسید کلریدر یک 35 درصد به عنوان کاتالیزور، PH محلول را به میزان معینی تنظیم کردیم تا سل به دست آید. این سل در دمای محیط بر روی همزن مغناطیسی هم زده شد تا یکنواخت شود. سل یکنواخت بدست آمده، بعد از گذشت 48 ساعت باز هم یکنواخت و پایدار بود و هیچ گونه رسوبی مشاهده نشد و پایداری شیمیایی و فیزیکی آن به اثبات رسید.


وی تصریح کرد: در ادامه کار برای انتقال سل به حالت ژل، PH را با استفاده از محلول آمونیاک تغییر دادیم. ژل به دست آمده که شیری رنگ و کاملاً پایدار بود، به مدت 18 ساعت در دمای Cº 80 خشک شد. بلوک‌های حاصل از خشک شدن ژل را در دماهای مختلف کلسینه کردیم، سپس نمونه‌ها را در آسیاب گلوله‌ای به صورت رفت و برگشتی آسیاب کردیم. برای جلوگیری از به هم چسبیدن ذرات پودر و جوش خوردنشان در حین آسیاب، از متانول استفاده شد. پودرهای آسیاب شده برای خارج شدن متانول در دمای Cº 80 خشک شدند. آزمایشات مختلف جهت بررسی خواص بر روی نمونه انجام شد.


دالوندی با اشاره به نتایج این تحقیقات، گفت: نتایج آزمایش‌های انجام شده نشان داد که پودر دی اکسید تیتانیوم در ابعاد زیر 15 نانومتر به وسیله روش شیمیایی سل ژل قابل تولید است. پراکندگی اندازه ذرات در این روش شیمیایی تولید نانوپودر، کمتر مشهود است؛ به گونه‌ای که با کنترل دقیق شرایط آزمایش به ابعاد زیر 5 نانومتر نیز دست پیدا کردیم. پودر‌های تولیدی از نظر مورفولوژی به صورت کروی و تقریباً منظم بودند که این، به خاطر پایداری بالای سل تهیه شده در ابتدای کار است که ناشی از پایداری شیمیایی و فیزیکی سل اولیه است.


وی افزود: در بین پارامترهای مؤثر بر اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم، میزان PH و تغییرات آن و دمای کلسیناسیون نسبت به غلظت محلول و زمان کلسینه کردن، تأثیر بیشتری داشتند. همچنین زمان‌های کلسینه کردن با توجه به دماهای کلسیناسیون می‌توانند تأثیر مشابهی بر روی اندازه ذرات داشته باشند. در دماهای کلسیناسیون زیر Cº 550 فاز پایدار غالباً فاز آناتایز است و تغییر فاز از آناتایز به روتیل که در بازه دمایی 550 تا Cº 650 شروع شده بود، تقریباً در Cº800 کامل می‌شود.


دالوندی تاکید کرد: همانگونه که در این تحقیق مشاهده شد، با افزایش کسر مولی اسید، افزایش در شدت پیک‌های ثبت شده به‌ وسیله‌ی XRD را داشتیم که غالباً آناتایز هستند. با افزایش بیشتر کسر مولی اسید و افزایش PH، شاهد شروع جوانه زنی فاز روتیل بودیم و با ادامه دادن این افزایش کسر مولی دیدیم که شدت پیک‌های روتیل در تصاویر XRD نیز افزایش یافت.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط مهندس میلاد دالوندی، فوق لیسانس مهندسی مواد از دانشگاه سمنان و دکتر بهروز قاسمی عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مواد دانشگاه سمنان صورت گرفته، در مجله Sol-Gel Science and Technology منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

بهبود دقت در جوش و خواص آن با کاربرد "نانو ذرات"

بهبود دقت در جوش و خواص آن با کاربرد "نانو ذرات"

خواص مکانیکی جوش الکترود‌های جوشکاری نوع سلولزی به‌دست پژوهشگران ایرانی بهبود چشم‌گیری پیدا کرد. این محققان با افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به روکش این نوع الکترود علاوه‌بر بهبود این خواص، باعث توزیع یکنواخت مراکز مستعد برای جوانه زنی فریت سوزنی در فلز جوش شدند .


در این کار تحقیقاتی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در روکش الکترود جوشکاری AWS E6010 که یک الکترود از نوع سلولزی است مورد استفاده قرار گرفته است. در حین جوشکاری با این الکترود، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم وارد حوضچه جوش شده و توزیع یکنواختی از مراکز مستعد برای جوانه زنی فریت سوزنی در فلز جوش ایجاد می‌نمایند. با افزایش درصد فریت سوزنی خواص مکانیکی جوش حاصل از این الکترود، افزایش چشمگیری در مقایسه با جوش الکترود سلولزی مشابه بدون نانوذرات داشته است .


مهندس مهدی فتاحی، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته مهندسی بازرسی فنی دانشگاه صنعت نفت، در این باره افزود: «الکترودهای جوشکاری سلولزی با توجه به حساسیت کاربردش آنکه در جوشکاری خطوط لوله نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند خواص مکانیکی و ریز ساختار جوش این الکترودها از اهمیت زیادی برخوردار است، در این پروژه سعی شده است تا با کمک فناوری نانو خواص مکانیکی و ریزساختار جوش الکترود سلولزی AWS E6010 بهبود داده شود. از اینرو با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم که در روکش این الکترودها استفاده شده است خواص مکانیکی مخصوصا چقرمگی (تافنس) جوش این الکترودها تا دو برابر افزایش داده شده است. بهبود چقرمگی جوش این الکترود از ایجاد و گسترش ترک‌هایی که در حین و بعد از جوشکاری ایجاد می‌شود جلوگیری نموده و هزینه تعمیرات بعد از جوشکاری و یا شکست‌های احتمالی را نسبت به الکترودهای جوشکاری بدون نانو را به‌صورت چشمگیری کاهش می‌دهد .»


در این تحقیق از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم برای جوانه زنی فریت سوزنی (Acicular Ferrite) که بهترین ریزساختار شناخته شده در فولادهای کم کرین است استفاده شده است. نانوذرات با توزیع یکنواختی که در حوضچه جوش ایجاد می‌کنند مراکز اکسیدی پایه تیتانیوم بسیار مناسبی برای جوانه زنی فریت سوزنی ایجاد می‌نمایند و سبب افزایش جوانه زنی فریت سوزنی و بهبود خواص مکانیکی جوش این الکترودها می‌شوند. آخال پایه تیتانیوم ایجاد شده در حوضچه جوش منگنز اطراف خود را جذب کرده و از آنجایی که منگنز پایدار‌کننده فاز آستنیت (Austenite) در فولاد است با تشکیل این مناطق تهی شده از منگنز، فریت سوزنی شروع به جوانه زنی از این آخال پایه تیتانیوم می‌کند و باعث افزایش قابل ملاحظه این ریزساختار در فلز جوش می‌شود .


وی در مورد نتایج این تحقیقات نیز گفت: « در این پروژه با افزودن مقادیر بسیار کمی از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به روکش الکترود سلولزی AWS E6010 خواص مکانیکی مخصوصا چقرمگی آن تا دو برابر افزایش داده شده است. از آنجایی که خواص مکانیکی الکترودهای روکش دار جوشکاری بهبود داده شده به‌وسیله‌ی فناوری نانو در مقایسه با الکترودهای جوشکاری بدون نانو بسیار بالا است و عیوب ایجاد شده در جوش این الکترودها نیز در مقایسه با نمونه بدون نانوذرات بسیار کمتر است. این الکترودها می‌توانند جایگزین بسیار مناسبی برای الکترودهای جوشکاری معمولی که هم اکنون در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند باشند .»


با بهبود خواص مکانیکی مخصوصا چقرمگی جوش الکترودهای‌های روکش دار سلولزی AWS E6010 از ایجاد و گسترش ترک‌هایی که در حین و بعد از جوشکاری ایجاد می‌شود می‌توان به صورت قابل ملاحظه‌ای جلوگیری کرد. از آنجایی که این الکترودها در جوشکاری پاس ریشه خطوط لوله استفاده می‌شوند بهبود خواص مکانیکی و ریزساختاری جوش این الکترودها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و این الکترودها در آینده می‌توانند جایگزین مناسبی برای الکترودهایی که هم اکنون مورد استفاده قرار می‌گیرند باشند .


به گفته فتاحی، این کار تحقیقاتی با همکاری دانشگاه صنعت نفت و شرکت الکترود‌سازی آما انجام شده است که الکترودهای جوشکاری روکش دار به‌صورت نیمه‌صنعتی در کارخانه تولید شد و محدودیتی برای تجاری‌سازی و تولید صنعتی آن وجود ندارد و در اداره مالکیت صنعتی به شماره 69218 ثبت شده است .


نتایج این کار تحقیقاتی که به دست مهندس مهدی فتاحی و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Micron ( جلد 45، فوریه سال2013، صفحات 107 – 114) منتشرشده است.

 

[P O U R I A]

نمونه‌برداری از آلاینده‌های هوا با فناوری جدید محققان دانشگاهی

نمونه‌برداری از آلاینده‌های هوا با فناوری جدید محققان دانشگاهی

پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی همدان با همکاری دانشگاه لرستان موفق به تولید نمونه بردار ریز استخراج تله سوزنی برای آلاینده‌های منتشر در هوا، با جاذب‌های نانوکامپوزیت سیلیکاتی نانولوله کربنی تک دیواره، چند‌دیواره و نانو صفحات گرافن شدند.


محمود حیدری و همکارانش، با شبیه‌سازی شرایط محیطی در آزمایشگاه، مطالعات را در مسیری هدایت کردند تا نمونه‌بردار تله سوزنی با قابلیت‌های کاربردی جهت نمونه‌برداری فیلدی تهیه شود و مورد آزمون قرار گیرد.


به نوشته سایت نانو، از جنبه‌های زیست‌محیطی برای عموم مردم و یا برای نیروی‌های فعال و شاغل جامعه در محیط‌های شغلی و صنعتی، ارزیابی مواجهه با ترکیبات آلاینده منتشر در هوا اولین و مهم‌ترین گام جهت اجرای اقدامات کنترلی است. متأسفانه بخش قابل توجهی از جمعیت کشور در شهرهای بزرگ با معضل آلودگی هوا روبرو است. در کنار این‌ها روش‌های مرسوم نمونه‌برداری، استخراج و آماده‌سازی نمونه‌ها دارای مشکلاتی است.


در اغلب این روش‌ها استخراج و تعیین مقدار ترکیبات مختلف به استفاده از حلال وابسته است. جهت تعیین مقدار دقیق‌تر ترکیبات مختلف و حذف عوامل مداخله‌گر، حلال‌های مورد استفاده باید تا حد امکان خالص باشد. نیاز به حلال‌های با خلوص بالا از طرفی هزینه بکارگیری این روش‌ها را افزایش داده و از طرف دیگر برای فرد آزمایشگر مخاطرات سلامتی بواسطه سمی بودن اغلب این ترکیبات حلال در برداشته و بعد از استفاده و دور ریز آن‌ها مشکلات زیست‌محیطی نیز در بر خواهد داشت.


به‌ دلیل این مشکلات، تلاش‌های زیادی برای ابداع روش‌های جایگزین که بدون نیاز به حلال، اندازه‌گیری ترکیبات آلاینده زیست‌محیطی و محیط‌های صنعتی را موجب شود، به اجرا در آمد که منجر به پیدایش تکنیک ریز استخراج فاز جامد (SPME) شد.


مشکلات روش‌های مرسوم با پیدایش تکنیک SPME تا حدودی برطرف شده است. اما تکنیک SPME نیز در نمونه‌برداری از آلاینده‌های هوا دارای مشکلاتی هم هست و از همه مهم‌تر تولید نمونه بردار و جاذب‌های تجاری آن تحت انحصار شرکت‌های خارجی است و هزینه زیادی جهت تهیه آن مورد نیاز است. تکنیک نوین ریز استخراج تله سوزنی (NTME) تمام مزیت‌های روش‌های ریز استخراج در نمونه‌برداری از آلاینده‌های منتشره در هوا را دارد، در عین حال روشی ارزان است و اندازه‌گیری آلاینده‌ها را با سرعت و دقت بالا انجام می‌دهد.


در این مطالعه، نمونه بردار ریز استخراج تله سوزنی با جاذب‌های کامپوزیت سیلیکاتی نانولوله کربنی تک دیواره، چند‌دیواره و نانو صفحات گرافن آماده شد و عملکرد آن جهت نمونه‌برداری از چند ترکیب آلاینده شاخص از دسته ترکیبات آلی فرار هالوژندار (HVOCs) مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله بعد نمونه‌برداری از این ترکیبات در محیط صنعتی نیز انجام شد و کاربردی بودن تکنیک بعنوان نمونه بردار فیلدی مورد آزمون قرار گرفت.


محمود حیدری، دانشجوی سال پنجم دکتری تخصصی رشته مهندسی بهداشت حرفه‌ای دانشگاه علوم پزشکی همدان و عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی گیلان در این باره گفت: مطالعه مرتبط با این تحقیق از نوع تجربی-کاربردی، با هدف ارزیابی عملکرد و کاربرد یک نمونه بردار جدید با جاذب‌های سنتزی نوین و نانو ساختار، جهت نمونه‌برداری و تعیین مقدار دسته‌ای از ترکیبات آلی فرار است که در دو مرحله کلی، مطالعه آزمایشگاهی و نمونه‌برداری در فیلد انجام گرفته است.


وی افزود: در فاز آزمایشگاهی مطالعه مراحل اصلی در سه گام انجام شد که شامل ارزیابی عملکرد نمونه‌بردار و جاذب‌های بکار گرفته در مرحله نمونه‌برداری، نگهداری نمونه و مرحله عملکرد تجزیه‌ای بوده است.


عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی گیلان ادامه داد: پارامترهای مورد بررسی این تحقیق در مرحله عملکرد تجزیه‌ای برای تله سوزنی با یک جاذب مرسوم تجاری و همچنین SPME با بهترین پوشش فیبری توصیه شده برای ترکیبات آلی فرار نیز انجام پذیرفت و نتایج مربوط به تکنیک و جاذب‌های مورد استفاده موضوع این رساله با یک تکنیک رایج و شناخته شده و همچنین با یک جاذب مرسوم تجاری مورد مقایسه قرار گرفت.


حیدری تصریح کرد: بعد از انجام مطالعه در فاز آزمایشگاهی و مشخص شدن رفتار نمونه بردار و جاذب‌ها در شرایط مختلف، از نمونه بردار تله سوزنی محتوی جاذب‌های سنتزی، برای نمونه‌برداری از یک ترکیب پرکاربرد ارگانوهالوژن در صنعت خشک شویی استفاده شد و کاربرد این روش، بطور عملی در یک مطالعه فیلدی آزمون شد.


وی در مورد نتایج این تحقیقات نیز گفت: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد، تکنیک NTD حاوی جاذب‌های نانو ساختار سنتز شده در این مطالعه، روشی قدرتمند و دقیق در اندازه‌گیری ترکیبات آلی فرار است. جفت شدن این تکنیک ریز استخراج با روش‌های تجزیه دستگاهی، روشی با حساسیت و دقت بالا در‌ شناسایی و تعیین مقدار ترکیبات آلی فرار در هوا در اختیار قرار می‌دهد.


محقق این طرح خاطرنشان کرد: بواسطه غیر تعادلی و فعال بودن این تکنیک و انطباق کامل با روش‌های تجزیه دستگاهی، تکنیک ریز استخراج تله سوزنی جهت پایش آلاینده‌های زیست‌محیطی و محیط‌های شغلی روش مناسبی است، به نحوی که هزینه‌های اندازه‌گیری را تا حد زیادی کاهش می‌دهد، ضعف سایر تکنیک‌ها بویژه تکنیکهای جدید را برطرف می‌کند، لذا برای پایش‌های محیطی توصیه می‌شود. جاذب‌های نانوساختار سنتز شده در این مطالعه نیز عملکرد بسیار مطلوبی در مقایسه با جاذب‌های تجاری گرانقیمت دارد که بواسطه انحصار در تولید هزینه تهیه آن‌ها بالا است.


به عقیده این پژوهشگران، عوامل شیمیایی زیان‌آور در محیط‌های صنعتی و شغلی، مسبب درصد بالایی از ناراحتی‌ها و بیماری‌ها برای نیروی کار فعال کشور است و هزینه‌های بالایی را به جامعه تحمیل می‌کند. از بعد صنعتی، این طرح در تمام صنایع و مشاغلی که دچار معضل آلودگی هوا هستند و کارگران شاغل در این صنایع با آلاینده‌های شیمیایی منتشر در هوا مواجهه دارند، کاربرد دارد. چرا که ارزیابی مواجهه با ترکیبات آلاینده منتشر در هوا اولین و مهمترین گام جهت اجرای اقدامات کنترلی است.


وی در مورد قابلیت تجاری‌سازی این طرح نیز گفت: مطالعه مربوط به این طرح کاملاً قابلیت تجاری شدن را دارد و در واقع بدون تجاری‌سازی و تلاش در جهت رفع مشکلات جامعه مطالعاتی از این دست ثمره‌ای در پی نخواهد داشت. در خصوص تولید نمونه بردارهای تله سوزنی، کشور ژاپن پیشقدم شده و یک شرکت ژاپنی در این زمینه محصولاتی را تولید و روانه بازار کرده است. در این زمینه نیز لازم است حداقل جهت تأمین نیازهای داخل کشور اقداماتی عملی را به اجرا درآورد و نمونه بردارهای تله سوزنی با جاذب‌های متنوع تولید و روانه بازار کرد.


یکی از نتایج اخیر این کار تحقیقاتی که توسط دکتر محمود حیدری و همکاران وی صورت گرفته، در مجله Analytica Chimica Acta منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

15 نانودارو در زنجان آماده تولید است

15 نانودارو در زنجان آماده تولید است

دکتر مهرداد حمیدی روز چهارشنبه در گفت وگو با خبرنگار ایرنا افزود: 10 نانودارو تولید محققان و پژوهشگران دانشکده داروسازی زنجان خوراکی و پنج مورد دیگر تزریقی است.


وی یادآوری کرد: درصورت سرمایه گذاری و تخصیص اعتبار مناسب برای راه اندازی خط تولید کارخانه نانوداروها و عرضه آن ، تحولات شگرف در این حوزه ایجاد می شود.


حمیدی گفت: نانو و استاتین پایین آورنده چربی خون، نانوپروفن ضددرد، نانو گلی ناید ضد دیایت خوراکی، نانو دیلول ضد فشار خون، نانو سپورین ضد درد پیوند،، نانو فبرات پایین آورنده چربی خون و نانو مایسین نوعی آنتی بیوتیک، نانو مینوفن ضد درد و ضد تب بسیار قوی، نانوستات پایین آورنده چربی خون و وزن و نانو پیتانت ضد تهوع در مبتلایان به سرطان مجموع داروهای خوراکی است.


معاون غذا و دارو دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی و درمانی استان زنجان، داروهای تزریقی را نیز شامل نانو متازون ضد التهاب طولانی مدت، نانو متادون ترک اعتیاد طولانی مدت، نانو رفین ترک اعتیاد با اثرات طولانی و نانو ستیگمین برای درمان آلزایمر عنوان کرد.


وی گفت: دانشکده داروسازی این استان جزو سه مرکز برتر کشور به شمار می رود و به لحاظ فعالیت های پژوهشی قطب نانو معرفی شده است.


حمیدی افزود: ایجاد و توسعه امکانات و تجهیزات لازم بستر مناسب را برای فعالیت های پژوهشی و تحقیقاتی جوانان و نخبگان این مرز و بوم فراهم می کند.

 

[P O U R I A]

ساخت نانوفتوآندی با 80 ساعت دوام در برابر خوردگی

ساخت نانوفتوآندی با 80 ساعت دوام در برابر خوردگی

پژوهشگران دانشگاه استنفورد موفق به ساخت فتوآند مقاوم در برابر خوردگی شدند که برای استفاده در پیل‌های فتوالکتروشیمیایی مناسب است.


پیل‌های فتوالکتروشیمیایی در اثر برخورد نور خورشید می‌توانند آب را شکسته و هیدروژن تولید کنند. این الکترود نیمه‌هادی‌ جدید که مبتنی بر سیلیکون است، دارای پوششی نازک از جنس نیکل است و می‌توان با استفاده از آن هیدروژن را به‌ صورت انبوه تولید کرد.


به نوشته سایت نانو، نور خورشید می‌تواند مولکول‌های آب را شکسته و آن را به اکسیژن و هیدروژن تبدیل کند این فرآیند یک روش پاکیزه برای تولید انرژی است. مدت‌هاست که محققان به دنبال ساخت فتوالکترودهایی کارا برای استفاده در این فرآیند هستند. سیلیکون که به کرات در پیل‌های خورشیدی استفاده می‌شود، گزینه چندان مناسبی برای این فرآیند نیست زیرا به مرور دچار خوردگی می‌شود.


دو سال قبل یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه استنفورد تلاش کردند که بر این مشکل فائق آیند؛ این گروه سطح الکترود را با لایه نازکی از جنس اکسید تیتانیوم و ایریدیوم پوشاندند. نتایج نشان داد که این الکترود می‌تواند 8 ساعت بدون خوردگی اکسیژن و هیدروژن تولید کند. با این حال، این دوام برای استفاده تجاری کافی نبود و باید دوام این الکترودها بیش از این مقدار باشد. محققان تلاش برای یافتن جایگزین ارزان‌تر برای ماده گرانبهای ایریدیوم را آغاز کردند.


این گروه تحقیقاتی در نهایت به فلز نیکل رسیدند. این فلز در برابر خوردگی مقاوم بوده، ارزان و پایدار است. نتایج نشان داد که این فلز می‌تواند تا 24 ساعت بدون خوردگی فعالیت داشته باشد. محققان این پروژه نشان دادند که یک لایه نازک به ضخامت 2 نانومتر از نیکل می‌تواند روی الکترود سیلیکونی از نوع n قرار گیرد و بعنوان کاتالیست در فرآیند شکستن مولکول‌های آب شرکت کند.


این لایه نیکل پس از مجاورت با اکسید سیلیکون به اکسید نیکل تبدیل می‌شود که در نهایت ساختار NiOx/Ni/SiO/Si را بوجود می‌آورد. این ساختار در صورت تابش نور خورشید می‌تواند ولتاژ 500 mV را ایجاد کند.


این گروه نشان دادند که با افزودن مقداری لیتیم به محلول الکترولیت این پیل می‌توان پایداری الکترود را افزایش داد، به طوری که بعد از 80 ساعت کار، خوردگی در آن اتفاق نمی‌افتد. این نتایج بسیار جالب توجه است، زیرا لیتیم عنصری است که به باتری‌ها برای بهبود عملکرد اضافه می‌شود.


نتایج این پژوهش در نشریه Science به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

​ تولید نانو ذرات از پشم و پر در دانشگاه صنعتی امیرکبیر

​ تولید نانو ذرات از پشم و پر در دانشگاه صنعتی امیرکبیر

پژوهشگران دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از روش دوستدار محیط زیست موفق به تولید نانوذرات از الیاف طبیعی پروتئینی گردیدند.
نیلوفر اصلاحی- مجری طرح- تهیه نانو ذرات از الیاف پروتئینی پشم و پر را از اهداف این تحقیق دانست و گفت: رشد روز افزون مصرف سوخت‌های فسیلی، افزایش قیمت نفت، قابل بازیافت نبودن پلیمرهای مصنوعی متنوع و در نتیجه مشکلات زیست محیطی ایجاد شده توسط این مواد، سبب افزایش تقاضا برای به کارگیری مواد طبیعی، قابل بازیافت و زیست تخریب‌پذیر شده است.

وی با بیان اینکه الیاف پروتئینی طبیعی مانند پشم و پر زیست‌ سازگار و زیست تخریب‌پذیر است، اظهار داشت: از این رو می‌توان از آنها در صنایع مختلف نساجی، پزشکی، کشاورزی، آرایشی و بهداشتی استفاده کرد.

اصلاحی، ادامه داد: علاوه بر آن با درک بيشتر ويژگی های خاص نانو ذرات و توسعه فناوری های فرايند و ساخت در سال های اخير، می‌توان از نانوذرات پروتئینی در كاربرد هاي متعددی استفاده کرد.

مجری طرح با اشاره به نانو ذرات الیاف پروتئینی تولید شده، یادآور شد: اگر چه برخی از محققان به تهیه نانو ذرات از الیاف پروتئینی پرداخته و از آن برای اصلاح پلیمرهای گوناگون و در مصارف کامپوزیتی مختلف استفاده کردند، اما در اغلب این تحقیقات برای تهیه این نانو ذرات از روش‌های فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی- مکانیکی استفاده شده است.

وی از اجرای پروژه تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و یادآور شد: در این تحقیقات که با عنوان "تهیه نانو ذرات از آبکافت آنزیمی الیاف پروتئینی" اجرایی شده است، از روش آبکافت آنزیمی به همراه امواج فراصوت به عنوان روش دوستدار محیط زیست بهره برداری شد.

اصلاحی، با اشاره به جزئیات اجرای این طرح خاطر نشان کرد: در این پروژه عملیات آبکافت آنزیمی الیاف پشم و پر تحت شرایط کنترل شده به منظور دستیابی به کوچکترین اندازه ذرات انجام شد و سپس سوسپانسیون به دست آمده به منظور افزایش راندمان تولید نانو ذرات در معرض امواج فراصوت قرار گرفتند.

وی اضافه کرد: این روش به دلیل کاهش مصرف انرژی و آلودگی‌های زیست محیطی به طور قابل ملاحظه‌ای از سایر روش‌ها مناسب‌تر است ضمن آنکه چون آنزیم به عنوان کاتالیزور عمل می‌کند، تنها به کارگیری مقدار نسبتا کمی از آن به منظور بهبود سرعت واکنش تحت شرایط ملایم کافی است.

وی با تاکید بر اینکه در این مطالعات موفق به تولید نانو ذرات از طریق یک فرایند دوستدار محیط زیست شدیم، ادامه داد: از این رو به کارگیری این ذرات در تشکیل فیلم‌های کامپوزیتی نه تنها سبب استفاده از الیاف ضایعاتی و طبیعی فراوان پروتئینی شده، بلکه ماده‌ای زیست‌سازگار و زیست تخریب‌پذیر بدست‌ می‌آید که می‌توان از آن در مصارف مختلف همانند نانو کامپوزیت‌های پلیمری استفاده کرد.

به گفته وی، از جمله مزیت نانوذرات حاصل از الیاف پروتئينی، توانایی محافظت از خصوصيات اصلی این الیاف بدون تخريب ريزساختار آنها است.

بر اساس این گزارش، این طرح در قالب رساله دکتری تحت راهنمایی دکتر فاطمه داداشیان و دکتر ناهید همتی نژاد و به مشاوره دکتر محمد ربیعی در دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شد

 

[P O U R I A]

تولید انبوه نانو میله‌های طلا با کاربرد در حوزه ی پزشکی

تولید انبوه نانو میله‌های طلا با کاربرد در حوزه ی پزشکی

پژوهشگران موفق به ارائه روشی برای تولید انبوه نانومیله‌های طلا با ویژگی‌های نوری از پیش تعیین شده، شدند. این روش می‌تواند دامنه استفاده از نانومیله‌ها را در بخش پزشکی گسترش دهد .
پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی روشی برای تولید انبوه نانومیله‌های طلا ارائه کردند. یکی از ویژگی‌های این روش آن است که می‌توان ابعاد نانومیله‌ها و خواص نوری آنها را کنترل کرد. خواص نوری نانومیله‌های طلا موجب شده‌است تا برای استفاده در حوزه پزشکی، از درمان سرطان گرفته تا تصویربرداری، بتوان از آنها استفاده کرد .


این گروه تحقیقاتی برای تولید نانومیله‌ها از یک روش رایج آغاز کردند که در آن نانومیله‌های طلا با ترکیب شیمیایی دو ماده انجام می‌شود. بازده این روش پایین بوده و تنها 30درصد از مواد اولیه به نانومیله تبدیل می‌شود و باقی مواد به صورت نامحلول باقی می‌ماند .


ژوزف ترسی از محققان این پروژه می‌گوید: این روش تولید نانومیله‌های طلا را با حجم انبوه کاملا اقتصادی کرده است. این خبری بسیار خوب برای جامعه علمی و محققان حوزه پزشکی است .


محققان دریافتند؛ که هر قدر اسید اسکوربیک آهسته‌تر به این فرآیند، اضافه شود طول نانومیله‌ها افزایش بیشتری می‌یابد؛ این یافته اهمیت زیادی دارد زیرا خواص نوری نانومیله‌های طلا کاملا به نسبت ابعاد نانومیله‌ها وابسته است. برای مثال نانومیله‌های بلند و نازک، نور را با طول موج بزرگتر از 800 نانومتر جذب می‌کنند در حالی که نانومیله‌های کوتاه‌تر و ضخیم‌تر پرتوهایی در طول موج‌های پایین‌تر از700 نانومتر را جذب می‌کنند .


تریسی از محققان این پروژه می‌گوید: این که می‌توان ابعاد نانومیله‌ها و خواص نوری آنها را کنترل کرد برای استفاده از این نانوساختارها در بخش پزشکی بسیار مهم است .


برای تبدیل 70درصد باقیمانده از طلا به نانومیله، محققان اسید اسکوربیک ( ویتامین C) را به‌صورت مستمر به فرآیند اضافه کرده و محلول را هم زدند. اسید اسکوربیک موجب می‌شود تا طلا از فاز محلول خارج شده و به‌صورت نانومیله در آید .


خواص رزونانس پلاسمون سطح نانومیله‌های طلا کاملا به ابعاد و نسبت طول به عرض این نانوساختارها وابسته است، تمام روش‌هایی که تاکنون برای کنترل این شاخص ارائه شده با چالش‌هایی همراه بوده است. این روش جدید که برای تولید انبوه بسیار ایده‌ال است می‌تواند برای دیگر فلزات نیز به کار رود .


نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "Large-Scale Synthesis of Gold Nanorods throughContinuous Secondary Growth,” در نشریه Chemistry of Materials به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

تولید نانولوله‌های چند لایه برای رهایش هدفمند داروی آلزایمر

تولید نانولوله‌های چند لایه برای رهایش هدفمند داروی آلزایمر

حضور و تولید مواد در مقیاس نانو متری خواص مطلوب‌تر و ویژه‌ای را در سطح مواد در مقایسه با ساختار توده‌ای فراهم می‌آورد. اصلاح سطحی مواد با حضور نانولوله‌های تیتانیای تک لایه در سطح تیتانیم سبب افزایش سطح به حجم در حدود 400- 300 درصد نسبت به مواد اصلاح سطح نشده می‌شود.
با توجه به چند لایه بودن آرایه‌های نانو لوله‌های تیتانیا تهیه شده به ‌وسیله تیم تحقیقاتی علوم تحقیقات یزد، میزان افزایش سطح به حجم به 7- 5 برابر نانو لوله‌های تیتانیای تک لایه افزایش یافته است.


در طی این طرح پژوهشی شرایط مختلف تهیه نانولوله‌های تیتانیم دی اکسید به صورت چندلایه و طبقاتی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا با تولید نانو لوله‌های تیتانیا به روش‌های مختلف و بکارگیری از محلول‌های آلی و آبی گوناگون امکان تشکیل نانولوله‌های تیتانیای تک لایه را فراهم می‌آورد، این در حالی است که در این پروژه با توجه به تغییر عوامل و بهینه ‌سازی شرایط، امکان دستیابی به نانو لوله‌های تیتانیای چند لایه که به ‌صورت طبقاتی بر روی هم آرایش یافته‌اند میسر شد.


حضور نانو لوله‌های تیتانیا سبب افزایش زیست فعالی، زیست سازگاری، آب دوستی و همچنین افزایش خاصیت فتوکاتالیستی در سطح مواد پوشش داده شده خواهد شد. وجود تخلخل‌ها و ریزمنفذها در حضور نانولوله‌های تیتانیا شرایط مناسب را جهت افزایش کاربرد این نوع از نانوساختارها فراهم می‌آورد.


وجود طول نانولوله‌ها در مقیاس میکرون و قطر دهانه نانولوله‌ها در مقیاس نانو و همچنین ضخامت دیواره ی نانولوله ها، شرایط مطلوب را جهت کابردهای پزشکی نظیر ایمپلنت دندانی و ارتوپدی و رهایش هدفمند دارو فراهم آورده است. حضور این مواد سبب می‌شود که ایمپلنت‌ها با استخوان اتصال و باندینگ مناسبتری نسبت به تیتانیم معمولی که سطوح آنها در مقیاس میکرو اصلاح شده‌اند، داشته باشند.


ایمپلنت‌های پوشش داده شده با نانولوله‌های تیتانیای چند لایه با توجه به سطح فعال گسترده و طول مناسب نانولوله‌ها و امکان لود دارو در آن و همچنین به ‌دلیل زیست سازگاری مناسب نانو لوله‌های تیتانیا بسیار مفید و حائز اهمیت بوده و با استفاده از نانولوله‌های تیتانیای چند لایه قادر به کنترل و رهایش داروهای ضد سرطان، پارکینسون و آلزایمر خواهیم بود.


در ادامه این تحقیقات این پژوهشگران درصدد هستند تا تاثیرات این نوع از نانولوله‌ها در بتن و مهندسی نساجی نیز مورد ارزیابی قرار دهند همچنین این تیم تحقیقاتی با همکاری تعدادی از مراکز علمی و پژوهشی در خصوص به کارگیری آرایه‌های مذکور برنامه‌هایی را در دست اجرا دارند.

 

[P O U R I A]

اندازه گیری و نمایش دما در سطح پوست به کمک "نانو حسگرهای گرما

اندازه گیری و نمایش دما در سطح پوست به کمک "نانو حسگرهای گرما

محققان دانشگاه ایلینویز حسگر گرمایی ساختند که می‌تواند نقشه توزیع گرما در سطح پوست را ترسیم کند. در ساختار این حسگر از لایه‌ نازک طلا و سیلیکون استفاده شده‌است. دقت این حسگر 0.02 درجه سانتیگراد است .
تحقیقات پیشین محققان نشان داده بود که می‌توان از ویفرهای سیلیکونی برای تولید پوست‌های الکترونیکی استفاده کرد. تحقیقاتی نیز درباره ترسیم نقشه دما در سطح پوست انجام شده بود که نشان می‌داد پوست چگونه می‌تواند دما را مدیریت کند .


برای انجام تصویربرداری گرمایی از سطح پوست، نیاز به دوربین‌های مادون قرمز بسیار گرانقیمتی است که قیمتی بالاتر از 100 هزار دلار دارد. چنین دوربینی توانایی اندازه‌گیری گرما را در سطح بافت زنده دارد .


روگر از محققان این پروژه می‌گوید: این ابزار کاربردهای متعددی در آینده خواهد داشت. برای مثال می‌توان مقدار گرمای موجود در سطح زخم در حال جوش خوردن را به‌دست آورد و نقشه‌ توزیع دما در سطح زخم را ترسیم کرد، همچنین کمترین تغییر دمای ایجاد شده در اثر ورود عامل بیماری‌زا به بدن قابل شناسایی خواهد بود .


این ابزار یک حسگر دمایی بوده که دارای یک عملگر حرارتی است. این عملکرد روی یک لایه بسیار نازک و انعطاف‌پذیر قرار گرفته است. در زیر این حسگر، یک لایه نازک به ضخامت 50 نانومتر از جنس طلا و یا یک غشاء سیلیکونی با ضخامت 320 نانومتر قرار دارد. نتایج این پژوهش نشان داد که داده‌های به‌دست آمده از هر دو نوع حسگر با هم یکسان است .


بزرگترین چالشی که در حال حاضر وجود دارد این است که این ابزار را بتوان به نحوی ساخت که به‌صورت بی‌سیم انرژی آن تامین شود. ایده‌های مختلفی برای این کار ارائه شده‌است اما هیچ یک تاکنون عملیاتی نشده‌است؛ بنابراین باید تحقیقات در این مسیر ادامه یابد .


یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی از دانشگاه ایلینویز و موسسه ملی تصویربرداری زیستی موفق به ارائه روشی برای اندازه‌گیری گرما در پوست دارای انحنا و در حال حرکت شده‌است. این روش می‌تواند با دقتی بالاتر از 0.02 درجه سانتی‌گراد دما را اندازه‌گیری کند. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Ultrathin conformal devices for precise and continuous thermal characterization of human skin در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده است. این گروه تحقیقاتی با ساخت ابزاری نشان داد که می‌توان با دقتی بالا دما را در سطح پوست اندازه‌گیری کرد.

 

[P O U R I A]

تولید نانوکامپوزیت ضدباکتری چاپی توسط محققان ایرانی

تولید نانوکامپوزیت ضدباکتری چاپی توسط محققان ایرانی

محققان کشور موفق به تولید نانوکامپوزیت ضدباکتری از مرکب‌های لیتوگرافی مورد استفاده برای چاپ روی انواع بسته‌بندی مواد غذایی، بهداشتی و آرایشی و نانوذرات اکسید روی شدند.


گستردگی و کابرد‌های فراوان زمینه‌هایی که چاپ روی آن‌ها صورت می‌گیرد، به‌ گونه‌ای است که بسیاری از آن‌ها با محیط‌های آلوده به میزان زیادی در تماس هستند و پس از آن در تماس با انسان باعث انتقال آلودگی می‌شوند. این زمینه‌ها می‌تواند شامل اسکناس و انواع مختلف بسته‌بندی مواد غذایی، بهداشتی و آرایشی باشد که با ضدباکتری کردن آن‌ها می‌توان از انتقال انواع آلودگی‌ها جلوگیری کرد.


راه‌های گوناگونی برای ضد باکتری کردن محصولات وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به پوشش دادن محصول نهایی با یک روکش ضد باکتری و یا مخلوط کردن ماده اولیه با موادی که خاصیت ضدباکتری دارند، اشاره کرد. ویژگی ضدباکتری بودن تولیدات باعث افزایش ماندگاری محصول نیز می‌شود.


یکی از مهم‌ترین کاربردهای نانوذراتی مانند نقره و اکسید روی استفاده از خاصیت آنتی باکتریال آن‌ها است. از این رو تولید یک جوهر دارای نانوذره مناسب، مانند Ag و ZnO می‌تواند کاربرد وسیع، مؤثر و گسترده‌ای در برابر انواع میکروارگانیسم‌ها داشته باشد و باعث افزایش عمر مفید و ماندگاری دراز مدت محصولات شود.


مریم عطایی فرد، دکتری مهندسی پلیمر – صنایع رنگ و عضو هیات علمی گروه علوم و فناوری چاپ مؤسسه علوم و فناوری رنگ و پوشش و محقق این طرح در مورد این تحقیقات اظهار کرد: برای تهیه جوهر لیتو آنتی باکتریال به دلیل درصد جامد بالای جوهر از نانوذرات اکسید روی که به‌ صورت پودری است، استفاده شده است و نیز به دلیل درصد جامد بالای جوهر برای اختلاط از آسیاب سه غلطکی استفاده شده است.


وی افزود: نانوذره در درصد‌های 1، 3 و 5 وزنی نسبت به جوهر مخلوط شده است و برای اختلاط بهتر نمونه 3 باز از آسیاب عبور داده شده است.


وی با بیان این که مکانیزم‌های مختلفی برای خواص ضد باکتریایی نانومواد پیشنهاد شده است، تصریح کرد: یکی از سازوکار‌های گزارش شده برای نانوذرات فلزی آزاد شدن یون‌ها به مرور زمان از نانوذره است.


عطایی فرد خاطرنشان کرد: درمورد TiO2 فعالیت‌های ضد باکتریایی به اثر کاتالیزوری آن نسبت داده شده است. اگر چه این اکسید فلزی در تاریکی فعالیت ضد باکتریایی نشان می‌دهد. اما اکسید روی برای آزاد شدن H2O2 از سطح به عنوان عامل اصلی و اولیه فعالیت ضد باکتریایی پیشنهاد شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که اکسید روی یک ماده فوتوکاتالیستی است و هنگامی که در اثر برخورد فوتون‌ها تهییج می‎شود، H2O2 تولید می‌کند.


محقق طرح تصریح کرد: نتایج آزمون آنتی باکتریال نشان دهنده بهبود خاصیت آنتی باکتریال و کاهش رشد باکتری روی نمونه‌های مرکب در حضور نانوذرات اکسید روی است. همچنین افزودن نانوذرات اکسید روی تغییری در خواص و ظاهر مرکب ایجاد نکرده است.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر مریم عطایی فرد و مهندس فرشته میرجلالی (دانشجوی دکتری مهندسی پلیمر – صنایع رنگ دانشگاه صنعتی امیر کبیر) انجام شده، در مجله Composites Part B: Engineering منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

تحقق رشد نانوساختارهای سوراخدار و توخالی در دانشگاه تهران

تحقق رشد نانوساختارهای سوراخدار و توخالی در دانشگاه تهران

پژوهشگران دانشگاه تهران با استفاده از ترکیب دو ماده طلا و نیکل بعنوان کاتالیست رشد، امکان رشد نانوساختارهای سوراخدار و توخالی را محقق کردند.


روش استفاده شده به‌ وسیله‌ این محققان قبلا برای تولید نانوسیم‌های سیلیکاتی مورد استفاده قرار گرفته بود، اما امکان رشد این نانوساختار تاکنون محقق نشده بود.


دکتر مهاجرزاده، محقق این طرح در مورد این تحقیقات گفت: این تحقیق بخشی از کار پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد دو نفر از دانشجویان من بوده است و در واقع بخشی از یک کار بزرگتر در راستای ایجاد ترانزیستورهای عمودی اثر میدان با قابلیت گذردهی المان‌های کوچک مانند DNA و حساسیت به مقدار بار آن‌هاست. البته گذر ذرات کوچک مانند نانوذرات نیز می‌تواند در مقدار جریان آن‌ها نقش داشته باشد. به هر حال هدف ساخت نانولوله‌های سیلیکانی است.


وی تصریح کرد: هدف اصلی این تحقیقات بر پایه ایجاد نانولوله‌های سیلیکانی بدون Template و نیز با استفاده از رشد به روش VLS) Vapor-Liquid-Solid) یا SLS) Solid-Liquid-Solid) بوده است. این در حالی است که این روش‌ها قبلا برای ایجاد نانو وایرهای سیلیکانی استفاده شده بودند، اما امکان رشد نانوساختارهای سوراخدار و توخالی محقق نشده‌اند. با استفاده از ترکیب دو ماده طلا و نیکل بعنوان کاتالیست رشد، این عمل محقق شده است.


وی خاطرنشان کرد: در این پروژه نانولوله‌های سیلیکانی به روش بسیار تکرار‌پذیر و نسبتا آسان ایجاد شده‌اند. لازم بذکر است که نانولوله‌های کربنی سال‌هاست که ایجاد می‌شوند، ولی ایجاد نانولوله‌های سیلیکانی محقق نشده است.


مهاجرزاده ادامه داد: از طرف دیگر این ساختارها به‌ دلیل خواص منحصر بفرد سیلیکان از آینده خوبی برخوردار هستند که از آن میان ساخت نسبتا آسان ترانزیستورهای اثر میدان به‌ وسیله‌ی آن‌ها است. به علاوه این نانولوله‌ها قابلیت بازشدن (Unzip) به‌ وسیله‌ی جریان الکترونی که در میکروسکوپ الکترونی استفاده می‌شود را دارند. لذا ساخت نانونوار‌های سیلیکانی نیز آسان است.


وی افزود: در مجموع این روش بر اساس استفاده هوشمندانه از دو کاتالیست طلا و نیکل است و هر کدام از این دو ترکیب می‌تواند نقش خود را در ایجاد لوله و یا انتقال اتم‌های سیلیکان بازی کند. هنوز هم موارد بسیار زیادی ناشناخته هستند که نیاز به زمان بیشتری دارند.


وی با اشاره به مراحل انجام این تحقیقات گفت: بستر مورد استفاده Silicon با جهت بلوری (100) است که بعد از تمیز کردن در مراحل مختلف و به‌ وسیله‌ی محلول استاندارد RCA عملیات لایه نشانی انجام می‌شود. لایه نشانی منظم لایه‌های طلا و نیکل به ضخامت‌هایی در مقیاس چند نانومتری به‌ صورت دو لایه و یا چند لایه از مسائل کلیدی این پروژه بوده است که به‌ وسیله‌ی سامانه بخار فیزیکی به کمک اشعه الکترونی محقق شده است.


محقق طرح اظهار کرد: بعد از لایه نشانی لایه دو-فلزی نمونه در دستگاه LPCVD که همان لایه نشانی بخار شیمیایی در فشار پایین است، قرار داده شده است که با انجام رشد در دمایی در حد 400 تا 500 درجه سانتگیراد امکان رشد نانولوله‌های سیلیکانی محقق می‌شود. لازم بذکر است که در زمان رشد می‌توان از گاز هیدروژن و سیلان استفاده کرد.


وی تصریح کرد: نتایج این تحقیقات به‌ صورت مستقیم در الکترونیک و بیوالکترونیک کاربرد دارد.


به گفته مهاجرزاده، در صورتی که بتوان لوله‌هایی با قطر بسیار کم و نیز طول مناسب ایجاد کرد، امکان ساخت ترانزیستورهای اثر میدان با گیت (کنترل کننده) شناور از درون محقق خواهد شد. در این صورت با عبور هر گونه موجود بسیار کوچک و باردار مانند DNA جریان ترانزیستور تغییر کرده و قابل اندازه‌گیری خواهد بود. با توجه به ابعاد بسیار کوچک این قطعه می‌توان DNA را به‌ صورت همراستا در آورد تا اطلاعات مربوط به Sequencing تکمیل شود.


مهاجرزاده در پایان با اشاره به ادامه یافتن این تحقیقات و ابراز امیدواری از آینده نتایج آن افزود: در صورت موفقیت کامل این پروژه می‌تواند پل ورود کشور به عرصه نانوالکترونیک باشد زیرا علاوه‌ بر کاربرد در ادوات الکترونیکی می‌تواند در زمینه بیوالکترونیک کاربرد داشته باشد. البته لازم بذکر است که بخشی از این تحقیقات در دست انجام و در مراحل ثبت است و امکان ارائه دقیق مطالب وجود ندارد.


این کار تحقیقاتی توسط مهندس محمد تقی نژاد و مهندس حسین تقی نژاد، دکتر محمد عبدالاحد و دکتر مهاجرزاده صورت گرفته و به عنوان یکی از چند مقاله برتر در ستاد ویژه توسعه فناوری نانو نیز انتخاب شده است. همچنین یکی از نتایج اخیر این پژوهش در قالب مقاله ISI در مجله Nano letters منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

موفقیت محققان در تبدیل ذغال سنگ به نانوذرات

موفقیت محققان در تبدیل ذغال سنگ به نانوذرات

یافته‌های اخیر محققان دانشگاه رایس نشان می‌دهد که می‌توان ذغال‌سنگ را به نانوذرات فلورسانس تبدیل کرد.


یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه جیمز تور دانشگاه رایس نشان دادند که می‌توان ذغال‌سنگ را به نقاط کوانتومی گرافنی تبدیل کرد. نقاط کوانتومی گرافنی، ذرات میکروسکوپی مدوری هستند که از آنها می‌توان در حوزه‌های مختلف از تصویربرداری پزشکی گرفته تا حسگری، الکترونیک و پیل‌های فتوولتائیک استفاده کرد.


به نوشته سایت نانو، باند گپ، تعیین‌کننده مقدار جریان حمل شده توسط یک نیمه‌هادی است. در نقاط کوانتومی، باند گپ‌ها مسؤول تابش‌های فلورسانس است که با تغییر ابعاد، نقاط این تابش‌ها تغییر می‌کند. روشی که محققان این پروژه ارائه کردند این امکان را فراهم می‌کند که ابعاد ذره به‌ صورت کنترل شده‌ای بین 2 تا 20 نانومتر باشد؛ این رقم کاملا به منبع تهیه ذغال‌سنگ بستگی دارد.


در حال حاضر روش‌های مختلفی برای تولید نقاط کوانتومی گرافنی وجود دارد، اما تمامی آنها گران‌قیمت است و در نهایت منجر به تولید مقادیر بسیار کمی از محصول می‌شود. سال گذشته یک گروه تحقیقاتی دیگر از دانشگاه رایس روشی ارزان برای تولید نقاط کوانتومی گرافنی از الیاف کربنی ارائه کرده بود، اما این روش جدید می‌تواند محصول ارزان‌تری ایجاد کند، علاوه‌ بر این، مزیت روش جدید در تک مرحله‌ای بودن آن است.


جیمز تور می‌گوید: ما می‌خواستیم ببینیم که چه چیزهای جالبی در ذغال‌سنگ وجود دارد، بنابراین ذغال‌سنگ را در معرض اکسیداسیون قرار دادیم. سپس محصول ایجاد شده را درون اسید وارد کردیم تا پیوندهای موجود میان لایه‌های گرافن از هم گسیخته شوند. شما نمی‌توانید خیلی ساده یک تکه گرافن را بردارید و آن را قطعه قطعه کنید.


ذغال‌سنگ درون اسید نیتریک و اسید سولفوریک غوطه‌ور شده و به مدت 24 ساعت حرارت داده می‌شود. در نهایت بسته به نوع ذغال‌سنگ، نقاط کوانتومی با ابعاد مختلف بدست می‌آید.


نتایج تحقیقات این گروه نشان داد که ذغال‌سنگ‌های معادن مختلف منجر به تولید نقاط کوانتومی گرافنی مختلف می‌شود. لازم به ذکر است که این نقاط را می‌توان از مشتقات نفتی که در حین پالایش نفت تولید می‌شود، بدست آورد.


نتایج یافته‌های این گروه در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

موفقیت محققان ایرانی در تولید نانوسیم‌ با کیفیت نوری بالا

موفقیت محققان ایرانی در تولید نانوسیم‌ با کیفیت نوری بالا

پژوهشگران دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان موفق به تولید نانوسیم اکسید روی به عنوان نانو ساختاری همراه با الکترود و با کیفیت نوری بالا شدند که در صنایع الکترونیک نوری دارای کاربرد گسترده‌ای است.


سختی اتصالات یکی از مشکلات استفاده از نانو سیم‌ها و قرار دادن آن‌ها در مدارهای الکترونیکی به شمار می‌رود. لذا اگر بتوان در حین رشد نانوسیم یک الکترود بر روی آن ایجاد کرد، آنگاه می‌توان به راحتی این نانو سیم‌ها را در مدار الکترونیکی قرار داده و از کابردهای آن بهره برد.


به نوشته سایت نانو، از شیوه‌های متداول برای رشد نانوسیم‌هایی با قطر یکنواخت که در فرآیند انتقال بخارات اشباع رشد می‌کنند، می‌توان به روش بخار-مایع-جامد (VLS) اشاره کرد. در چنین روشی از یک کاتالیزور فلزی مانند طلا یا نقره برای کنترل قطر نانوسیم در حین رشد استفاده می‌شود. اما باید توجه داشت که این کاتالیزورهای فلزی خود نوعی ناخالصی به حساب آمده و خواص نانوسیم تولید شده را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهند. به عنوان مثال در اثر استفاده از این فلزها کاهش قابل ملاحظه‌ای در کیفیت نوری نانوسیم پدید می‌آید.


در این کار تحقیقاتی، پژوهشگران با استفاده از اکسید ایندیم که یک نیمه‌رسانا با چگالی حامل‌های نوع n بالاست، به تولید الکترود رشد یافته به همراه نانو سیم‌های اکسید روی پرداختند. نوآوری این طرح استفاده از ایندیم به عنوان جایگزین مناسب برای کاتالیزورهای فلزی متداول بود.


دکتر رامین یوسفی، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان و محقق این طرح در مورد مراحل انجام این طرح گفت: در این طرح تحقیقاتی که از طرف دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان تأمین اعتبار شده بود، نانو سیم‌ها در یک کوره افقی که متعلق به آزمایشگاه تحقیقاتی نانو ساختارهای دانشگاه آزاد مسجد سلیمان بود، تحت فرآیند CVD رشد یافتند.


وی افزود: برای این منظور از ترکیب پودر اکسید روی و اکسید ایندیم به عنوان ماده منبع در مرکز کوره استفاده شد که پس از تبخیر به سمت زیر لایه سیلیکونی که در قسمت خنکتری از کوره قرار داشت، منتقل شد. در ادامه پس از سرد شدن بر روی زیر لایه سیلیکونی، شروع به بارش کرده و باعث رشد نانو سیم‌ها شدند. در انتها نمونه‌های بدست آمده، توسط آنالیزهای مختلف SEM، XRD، EDX، و PL مورد شناسایی قرار گرفتند.


محقق این طرح معتقد است که با توجه به پایین‌تر بودن دمای نقطه ذوب اکسید ایندیم نسبت به اکسید روی، جزایر اکسید ایندیم ابتدا بر روی زیر لایه سیلیکونی رشد کرده‌اند که به عنوان مراکز جذب بخار اکسید روی عمل کرده و بخارهای اکسید روی با اشباع شدن در این جزایر به شکل سیم رشد یافته و نانو ذرات اکسید ایندیم در نوک آن‌ها به عنوان الکترود قرار گرفته‌اند.


به گفته یوسفی، در نتیجه تولید نانوسیم با استفاده از این روش، علاوه بر ایجاد یک الکترود بر روی نانوسیم، مشکل کاهش کیفیت نوری نانو سیم رشد یافته نیز برطرف شد. به عبارت دیگر نانو سیم‌های رشد یافته با وجود الکترود اکسید ایندیمی، نه تنها کیفیت نوری خود را از دست ندادند، بلکه نسبت به نانو سیم‌های بدون الکترود دارای کیفیت بالاتری بودند.


وی ادامه داد: در واقع مشکل اصلی کاهش خواص نوری نانو ساختارهای اکسیدروی، کمبود اکسیژن در فرآیند رشد است که وجود اکسید ایندیم در نوک نانو سیم‌های اکسیدروی این کمبود را جبران کرده است. بنابراین در نتیجه استفاده کاربردی از نانوسیم‌ها، نه تنها مشکل اتصال آن‌ها در مدارهای الکترونیکی قابل رفع خواهد بود، بلکه این نانوسیم‌ها خواص نوری بهتری نیز خواهند داشت؛ موضوع فوق‌العاده با اهمیتی که در مدارهای الکترونیک نوری است.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر رامین یوسفی و همکارانش صورت گرفته و به عنوان یکی از پژوهش‌های برتر پذیرفته شده توسط ستاد ویژه توسعه فناوری نانو انتخاب شده، در مجله Ceramics International منتشر شده است.