مرکز انجمنهای تخصصی

 ساخت حسگرهايي براي تشخيص کلرين در دماي اتاق



فیلم نانو متخلخل اکسید قلع آمیخته با آنتیموان 

گاز کلر کاربردهاي صنعتي متعددي دارد؛ اما در عين حال اگر در محيط زيست رها شود بسيار خطرناک خواهد بود. مقدار 15 ppmموجب سوزش گلو و مقدار 1000 ppmآن کشنده است. همينك براي تشخيص وجود کلر در محيط، از حسگرهاي گازي مقاومتي استفاده مي‌شود. اگر چه هزينة توليد اين حسگرها بسيار پايين است، اما در دماهاي معمولي زمان پاسخ کندي دارند.

اخيراً جمعي از محققان در آمريکا دريافته‌اند که نانو‌فيلم‌هاي اکسيد قلع(SnO2) که مقداري ناخالصي آنتيموان(Sb) دارند، حتي در دماي اتاق هم مي‌توانند ظرف مدت بسيار کوتاهي وجود اين گاز را تشخيص دهند. مقدار تنها 1/0 درصد ناخالصي آنتيموان نه تنها حساسيت بالايي نسبت به گاز کلر ايجاد مي‌کند؛ بلکه مي‌توان گازهاي برم، هيدروژن، آمونياک، مونوکسيد نيتروژن، اکسيد نيتروژن، HCl و CHCl3 را هم به کمک آن آشکار کرد.

آنها براي ساخت اين فيلم دو گرم اکسيد قلع را ـ كه داراي ناخالصي آنتي موان بود ـ با 5/0 ميلي‌ليتر اتيل سيليکات 42، درصد در اتانول اسيدي‌شده مخلوط کرده، با قرار دادن آن تحت فشار5463 کيلوگرم بر سانتي‌متر مربع ، تکه‌اي به قطر 13 ميلي‌متر و ضخامت800 µm به دست آمد، سپس آن را تا دماي450°C ، به مدت سي دقيقه حرارت دادند و محصول نهايي را روي يک قطعه شيشه قرار دادند و در نهايت با استفاده از رنگ رساناي نقره‌اي يک اتصال مسي روي آن ايجاد کردند.

با اين کار حساسيت نمونة اولية اين حسگرهاي گازي ـ که قبلا 2 ppm بود ـ به 500 ppb افزايش يافت و با فرآوري‌هاي الکترونيکي بيشتر مي‌توان آن را حتي تا 100 ppbهم رساند.

نتيجة يافته‌هاي اين محققان در نشرية Nanotechnology منتشر شده‌است .


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

 توليد نخستين نانوماسک‌هاي طبي  

شرکت EFP، نانوماسک‌هايي توليد کرده‌است که مي‌توان در هنگام عمل جراحي يا شرايط حاد قرار گرفتن در معرض بيماري‌هاي مسري همه‌گير؛ مانند آنفلونزاي پرندگان يا عامل‌هاي زيستي، اتاق‌هاي اورژانس، بخش‌هاي مراقبت ويژه (آي‌سي‌يو)، بخش‌هاي مراقبت‌هاي قلبي و عروقي (سي‌سي‌يو) از آن استفاده كرد. اين نانوماسک در واقع يک ماسک جراحي است که ف_ * ل*_ ت ر ضد آبي در آن تعيبه شده‌است که داراي روکشي از جنس NanoFense(ترکيب ضد ميکروبي نانونقره‌اي منحصربه فردي که به وسيلة شرکت ANI ساخته شده) است.

استفاده از اين ماسک با توجه به داشتن ف_ * ل*_ ت ر مکانيکي معمولي خطر تنفس ذرات و ترشحات آلوده و ميکروب‌هاي موجود در هوا را کاهش مي‌دهد و روکش نانوفنس آن هم موجب کاهش قابل توجه ورود ذرات زيستي خطرناک به دستگاه تنفسي مي‌شود. موفقيت اين ف_ * ل*_ ت ر نانوفنس‌دار در جلوگيري از ورود ويروس آنفلونزاي پرندگان و ديگر بيماري‌هاي خطرناک و مسري، در آزمايش‌هاي جداگانه‌اي به اثبات رسيده‌است. هم‌اکنون اين شرکت براي کسب مجوز توليد، درخواستي را به سازمان غذا و داروي آمريکا(FDA) داده‌است كه به محض تصويب، توليد تجاري و فروش اين محصول را در سطح داخلي و بين‌المللي آغاز خواهد کرد. پيش‌بيني مي‌شود اين محصول به‌ويژه در مناطق جغرافيايي ـ که بيشتر در معرض خطر آنفلونزاي پرندگان قرار دارند ـ فروش قابل توجهي داشته باشد، همچنين مسئولان اين شرکت در برنامة آيندة خود قصد دارند تا شرکت خود را با شرکت Applied Nanoscience(دارندة فناوري روکش‌NanoFense) ادغام كنند.

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

 مادة جديد ضد سرطان براي درمان سرطان لوزالمعده  

دانشمندان فرانسوي مادة ضد سرطان جديدي ساخته‌اند كه به‌نظر مي‌رسد باعث توقف تکثير و رشد سلولي تومورها‌ شود. اين ماده، نانوذره‌اي است که از قسمتي از سلول تومور حاصل مي‌شود. اين اولين باري است که از نانوذرات حاصل از تومور براي تحريک مرگ سلول‌هاي توموري استفاده مي‌شود.

محققان ابتدا قسمتي از غشاي سلول‌هاي توموري را که از سلول‌هاي سرطان لوزالمعده جوانه زده بود، جدا کردند. اين اگزوزوم‌ها ـ که به نانوذرات ليپيدي تشبيه مي‌شوند ـ ليپوزوم نام دارند. اين اگزوزوم‌ها پروتئين‌هاي مختلفي از غشاي سلول‌هاي توموري بر روي خود دارند. بعد از خالص کردن نانوذرات، محققان آنها را با سلول‌هاي توموري مواجه کردند که به نسبت ميزان نانوذرات اضافه‌شده، مرگ سلولي تحريک مي‌شد. زماني‌که اين نانوذرات به سلول‌هاي عادي اضافه مي‌شدند، اثري روي آنها نمي‌گذاشتند.

مطالعات بيشتر نشان داد که اين نانوذرات آپاپتوز را تحريک مي‌کند، ولي اين تحريک با مسير تحريکي که بيشتر داروهاي ضد سرطان از آن استفاده مي‌کنند، متفاوت است. ساز و كار دقيقي که نانوذرات عمل سلول‌کشي خود را از طريق آن اعمال مي‌کنند، نامعلوم است.

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

 رساندن مؤثر دارو به مغز با کمک ميله‌هاي کوانتومي  

يکي از مشکلات اصلي در درمان تومورهاي مغزي، عبور داروهاي کشندة تومور از سد خوني مغز است. به‌تازگي محققاني از جامعة فناوري‌نانوي سرطان (NCI) در دانشگاه بوفالو، از ميله‌هاي کوانتومي هدف‌دار براي نفوذ در سد خوني مغز استفاده و نحوة حرکت چنين ساختارهايي را در درون اين سد نفوذناپذير بررسي کرده‌اند.
اين محققان به رهبري دکتر پاراس پراساد، محقق اصلي جامعة ساني- بوفالو، فعاليت‌هاي خود را با آماده‌سازي ميله‌هاي کوانتومي‌ ـ از جنس سلنيد کادميوم، سولفيد کادميوم و سولفيد روي و تاباندن امواج قرمز و نارنجي به آنها آغاز كردند. آنها سپس يک پروتئين ناقل آهن، به نام ترانسفرين را به سطح اين ميله‌هاي کوانتومي‌ متصل کردند. ترانسفرين به يک پروتئين کمپلکس به نام پذيرندة ترانسفرين متصل مي‌شود. سد خوني مغز تعداد زيادي از اين نوع پذيرنده دارد و تحقيقات نشان داده‌است که اين پذيرنده مي‌تواند عمل انتقال مولکول‌هاي زيستي در درون اين سد را انجام دهد.
اين محققان با استفاده از پرتو فلورسانس شديدي که از ميله‌هاي کوانتومي تابش مي‌شود، توانستند از اين نشانگرها در حين اتصال و هنگام حرکت در درون يک مدل سلولي از سد خوني مغز، عکس‌برداري کنند. در مقابل، ميله‌هاي کوانتومي ـ که فاقد ترانسفرين سطحي بودند ـ از اين مدل سد خوني عبور نکردند.
يکي از يافته‌هاي شايان توجه در اين پديده وجود يک دورة بحراني است که پس از ۲۶ ساعت آغاز شده و در آن، عمل انتقال از ميان سد خوني مغز بيشترين شدت و بازده را دارد.
اين محققان اشاره کردند که داده‌هاي به دست‌آمده از اين آزمايش‌ها بايد به آنها در طراحي عوامل نانومقياس جديد براي گذر دادن داروهاي ضد سرطان به درون مغز کمک کند.
اين تحقيق را اتحادية فناوري‌نانوي NCI حمايت كرده‌است و محققاني از بيمارستان عمومي بوفالو و دانشگاه شن‌زن نيز در آن شرکت داشته‌اند.
اين محققان نتايج کار خود را تحت عنوان "ميله‌هاي کوانتومي داراي اتصال زيستي، به‌عنوان کاوشگرهاي هدف‌دار براي انتقال مؤثر در عرض يک سد خوني مغز در خارج بدن (in vitro) “ در مجلة Bioconjugate Chemistry منتشر کرده‌اند.

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

 استفاده از فناوري‌نانو در ساخت نسل جديد نمايشگرهاي صفحه تخت 

نانولوله‌هاي کربني هم، مانند سيليکون مي توانند در عصر رايانه تحول شگرفي را در نسل آيندة الکترونيک و رايانه ايجاد كنند. خواص فوق‌العادة اين نانولوله‌ها موجب شده تا قابليت‌هاي تحول‌آفريني در بسياري از فناوري‌ها داشته باشند؛ لذا براي داشتن اطلاعات دست اول از خواص اشکال گوناگون نانولوله‌هاي کربني ضروري است.

به همين منظور محققان سوئدي اخيراً گزارشي منتشر کرده‌اند که در آن به معرفي خواص رسانشي و نشر ميداني نانولوله‌هاي تک‌جداره و چندجداره پرداخته‌اند. آنها در تحقيق خود با استفادة موضعي از ميکروسکوپ TEM-STM، خواص رسانشي و نشر ميداني نانولوله‌هايي را بررسي كردند و دريافتند که مشخصه‌هاي تجربي نشر ميداني تمامي اين نانولوله‌ها حتي با تابع کارهاي مختلف باز هم به‌خوبي با معادله فولر-نوردهايم مطابقت دارد.

آنها با بررسي تفاوت خواص رسانشي و نشر ميداني نانولوله‌ها، دريافتند که اين تفاوت به ساختار نانولوله‌هاي کربني و لاية خارجي آنها، همچنين به وجود مولکول‌هاي کربن 60 در آنها بستگي دارد. از اين روش مي‌توان در ساخت نانولوله‌هايي کربني با خواص دلخواه براي کاربردهاي الکترونيکي مورد نظر استفاده كرد. اين يافته‌ها سهم قابل توجهي در درک رابطة ساختار با خواص نانولوله‌ها داشته، مي‌تواند به تحقق سريع‌تر توليد نسل آيندة مونيتورها و صفحة تلويزيون‌هاي تخت کمک کند.


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

 طراحي يک توربين که با الکترون مي‌چرخد  
طبق گفتة محققان انگليسي يک نانولولة کربني که در نتيجه جريان الکترون‌ها مي‌چرخد ـ مانند يک توربين بادي که در نتيجة وزش باد مي‌چرخد ـ مي‌تواند کوچک‌ترين چاپگر دنيا را بسازد يا حافظة رايانه‌اي را کوچک کند. اين طرح ساده ‌است: يک نانولولة کربني به طول ده نانومتر و قطر يك نانومتر، بين دو نانولولة ديگر معلق مي‌شود و براي تشکيل يک مفصل چرخشي، دو انتهاي آن داخل اين نانولوله‌ها قرار مي‌گيرند. با عبور يک جريان مستقيم از اين نانولوله‌ها، نانولولة مرکزي شروع به چرخش مي‌کند..
اين طرح همينك به‌وسيلة کالين لامبرت و همکارانش در دانشگاه لانکستر، بريتانيا، فقط با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌اي پيشرفته تست شده‌است. اما آندريان بچتولد از مؤسسه کاتالن براي ساخت اين توربين‌هاي الکتروني اظهار علاقه كرده‌است.
محققان تاکنون با استفاده از چيزهاي مختلفي از DNA گرفته تا مولکول‌هاي حساس به نور، موتورهاي نانومقياس متنوعي را طراحي کرده يا ساخته‌اند. اما اين طرح يکي از ساده‌ترين آنهاست. کاربردهاي متصور براي نانوموتورها گسترة وسيعي را شامل مي‌شود: از کوچک‌سازي ادوات مخابرات نوري گرفته تا شکل‌هاي جديدي از حافظه رايانه‌اي.

 

يک موتور ميکروسکوپي ساده مي‌تواند بوسيله معلق‌کردن يک نانولوله بين دو نانولوله ديگر و چرخاندن لوله مياني با يک جريان الکتريکي، ساخته شود. اين نانوموتور طراحي‌شده مي‌تواند به عنوان يک چاپگر ريز براي ساخت مولکول‌هاي طراحي‌کننده، استفاده شود.  

توربين‌هاي آبي يا بادي مرسوم در نتيجة حرکت آب يا باد در يک جهت، مي‌چرخند. حرکت آب يا باد در يک جهت، منجر به ايجاد يک نيرو براي هل دادن آنها در جهت مخالف مي‌شود. به‌طور مشابه، هنگامي که الکترون‌ها در سراسر اين توربين نانولوله‌اي حرکت مي‌کنند، تمايل به پرش از آرايش حلزوني حلقه‌هاي کربني در يک جهت خاص دارند. برگشت اجباري اين الکترون‌ها در مسير حلزوني، باعث ايجاد نيرويي مي‌شود که نانولوله را در جهت مخالف مي‌چرخاند.
اين محققان مطمئن هستند که اين باد الکتروني مي‌تواند بر هر نيروي اصطکاکي که ممکن است مانع چرخش نانولوله مياني شود، غلبه کند، همچنين اميدوارند که با ايجاد نانولوله‌هايي که تا حد امکان نرم هستند، نيروي اصطکاک در مفصل‌ها را کاهش دهند.
به عقيدة اين محققان، از نانوموتورشان مي‌توان براي پمپ کردن اتم‌ها و مولکول‌ها در سراسر نانولولة مياني چرخنده، استفاده كرد. اين پمپ چندگانه مي‌تواند دقيقاً يک واکنش شيميايي را کنترل کند، و اتم‌ها را در يک الگوي خاص براي طراحي مولکول‌هاي جديد، به جلو براند. لامبرت مي‌گويد که اين همانند يک چاپگر جوهري نانومقياس است.
از اتم‌هاي پمپ‌شده در سراسر اين نانوموتور، مي‌توان براي ارائة داده‌هاي ديجيتالي استفاده كرد. اين کار با ساخت يک آرايه از نانوموتورها ـ که براي ذخيره يا پردازش اطلاعات، اتم‌ها را بين دو حالت صفر و يک در دو انتهاي نانولولة مياني(يک انتها صفر و انتهاي ديگر يک) حرکت مي‌دهند ـ امکان‌پذير است. لامبرت مي‌گويد که اين روش مي‌تواند داده‌ها را در يک فضا که حدوداً ده برابر کوچک‌تر از فضاي استفاده‌شده در سيستم‌هاي تجاري امروزي است، ذخيره کند.
به عقيدة بچتولد کار اين گروه تحقيقاتي بسيار جالب است. ساخت اين نانوموتور پيشنهادشده نبايد چندان مشکل باشد، اما او اشاره مي‌کند که فقط آزمايش‌ها نشان خواهند داد که آيا اين نانوموتور طراحي‌شدة جديد مي‌تواند کار کند.
نتايج اين تحقيق در مجله Physical Review Letters منتشر شده‌است.

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

 ايجاد بستر حسگر با استفاده از ليتوگرافي تداخلي

 

محققان انگليسي نشان داده‌اند که مي‌توان با استفاده از ليتوگرافي تداخلي، آرايه‌هايي از نانوساختارهاي بسيار يکنواخت در مقياس سانتي‌متر توليد کرد. اين ابزارهاي الگودهي شده که با استفاده از روش‌هاي روکش‌دهي استاندارد ساخته شده‌اند، بستري براي تشخيص زيستي بسيار حساس همراه با منبع نور سفيد و يک طيف‌سنج فراهم مي‌آورند.

گروه پژوهشي دانشگاه بيرمنگام آرايه‌هاي نانوساختاري هيبريد فلزي خود را که اندازه آن در مقياس سانتي‌متري بود، از طريق بررسي تغييرات پيک در طيف اين تراشه پس از افزودن اتانول مطلق آزمايش کردند. ابتدا سطح مورد نظر طيفي با دو پيک در طول موج‌هاي 3/585 و 6/493 نشان داد؛ اما زماني که يک قطره اتانول اضافه شد، اين پيک‌ها به سمت 3/451 و 2/618 نانومتر جابه‌جا شدند.

 

Nanopillar  

انتقال الگو

اين گروه پژوهشي براي ايجاد اين ابزار حسگري از ترکيبي از ليتوگرافي تداخلي، رسوب‌دهي فلزي، و حکاکي استفاده کرد. آنها ابتدا يک لايه 20 نانومتري از کروم روي يک بسيتر سيليکوني 2*2 سانتي‌متري که تميز شده و پخته بود (در دماي 170 درجه سانتي‌گراد به مدت 1 ساعت)، ايجاد کردند. سپس يک لايه به ضخامت 120 نانومتر از ماده مقاوم مثبت AZ3100MI روي فيلم کرومي ايجاد شده و به مدت 15 دقيقه در دماي 100 درجه سانتي‌گراد قرار داده شد.

پس از آن زمان الگودهي بستر بود. دستگاه ليتوگرافي تداخلي اين محققان بر تنظيمات آينه Lloyd مبتني بود. يک آينه به صورت معمولي نسبت به بستر قرار گرفته و يک نور ليزر قطبي شده S با طول موج 442 نانومتر روي آن تابانده شد. بخشي از نور ليزر توسط آينه منعکس شده و با بخش منعکس نشده نور تداخل مي‌کند و در نتيجه الگوهايي نوري از خطوط روشن و تاريک ايجاد مي‌شود.

کايل جيانگ از دانشگاه بيرمنگام مي‌گويد: «مي‌توان با حذف لايه نقره و سپس نشاندن يک لايه جديد از بستر مورد نظر چندين بار استفاده کرد».

ماده مقاوم به مدت 8 ثانيه در معرض لبه تداخلي قرار مي‌گيرد. پس از چرخاندن نمونه به ميزان 90 درجه، دوباره در معرض نور قرار مي‌گيرد تا نانوپايه‌هايي روي بستر ايجاد شوند. سپس ماده مقاوم در Microposit 303A به مدت 30 ثانيه توسعه يافته و در آب بدون يون شسته مي‌شود. سپس باقيمانده‌هاي ماده مقاوم با استفاده از حکاکي يون فعال حذف شده و فرايند دوم حکاکي براي انتقال الگو روي بسيتر سيليکاي گداخته آغاز مي‌شود.

در نهايت يک لايه نازک 40 نانومتري از نقره روي نانوپايه‌هاي سيليکون گداخته رسوب داده مي‌شود تا آرايه‌اي متناوب از نانوساختارهاي فلزي که مي‌توانند رزونانس پلاسمون سطحي موضعي داشته باشند، ايجاد شود.


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

 لوازمي جديد براي دفع حشرات  
اخيراً يک شرکت ترکيه‌اي، پوشاکي ساخته است که داراي يک ماده‌ي دافع حشرات بوده و بدن انسان را از هجوم حشرات مختلف مانند ساس حفظ مي‌کند. اين حشره ناقل يک بيماري کشنده است که به تازگي جان چندين نفر را در ترکيه گرفته است.

تولگا نارباي يکي از اعضاي هيئت مديره‌ي شرکت نارکون تکستايلز Narkon Textiles Inc اظهار داشت که اين شرکت براي اولين بار در ترکيه در توليد پوشاک روزمره و معمولي از مواد دافع حشرات استفاده مي‌کند. اين مواد در سرتاسر جهان براي توليد پوشاکِ بيرون از منزل به‌طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

نارباي با اشاره به اينکه شرکت مذکور در فرآيندهاي ساخت خود از فناوري نانو بهره مي‌گيرد گفت: «در اين محصول يک پوشش محافظتي دافع حشرات در اطراف بدن پوشنده قرار دارد. در اين پوشش از يک عامل بي‌بو استفاده مي‌شود. دافع حشرات به خوبي از بدن، در برابر ساس‌ها، پشه‌ها، مورچه‌ها، مگس‌ها و ساير حشرات محافظت مي‌کند».

وي افزود که ماده‌ي مذکور به‌طرز قابل‌ توجهي، تعداد حشراتي که به اشخاص نزديک مي‌شوند را کاهش مي‌دهد. اين عامل دافع حشرات توسط Oeko-Tex اصلاح شده است. اين نهاد يک انجمن مستقل است که همانند سازمان سلامت جهاني (WHO) به پياده‌سازي استانداردهاي محيطي و سلامت مي‌پردازد.

نارباي عنوان کرد که اين ماده، بادوام و ماندگار بوده و تقاضا براي محصولات اين شرکت به‌ويژه در نواحي ساحلي که داراي پشه‌هاي فراواني است بالا مي‌باشد. شرکت مذکور محصولاتي چون تي‌شرت و شلوار براي کودکان و بزرگسالان توليد مي‌کند. بنا به اظهارات نارباي، اخيراً گونه‌هاي جديدي از ساس‌ها که موجب ابتلا به تب‌هاي شديد مي‌شوند جان چندين نفر را در ترکيه گرفته‌اند و به‌همين دليل انتظار مي‌رود که تقاضاي بازار براي اين محصولات افزايش يابد.

در آينده لوازم وظيفه‌دار صنعت نساجي را تسخير خواهند کرد. نارباي با اشاره به اين مطلب گفت: «ما از چندين سال قبل براي برندهاي بزرگ اروپايي، پوشاک توليد کرده‌ايم. يکي از برند‌هايي که ما هم‌اکنون با وي همکاري مي‌کنيم از فعالان بازار در هلند، بلژيک و لوگزامبورگ است. از اين رو ما قصد داريم تا محصولات وظيفه‌دار خود را عمدتاً براي مصرف‌کنندگان اروپايي خود عرضه کنيم.»

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

 توليد نخستين لباس رنگي ابريشمي با استفاده از نانوذرات  

محققاني از زلاندنو نشان داده‌اند که افزودن نانوذراتي از طلا و نقرة خالص به پارچه‌هاي ابريشمي، ترکيب متنوعي از رنگ‌هاي مختلف در آنها ايجاد مي‌كند که به‌ويژه مي‌تواند براي خياطان لباس‌هاي گران‌قيمت زنانه و مطابق مد روز، جالب توجه باشد؛ در واقع کسي که چنين لباسي را بپوشد مانند آن است که لباسي از طلا يا نقره خالص به تن کرده‌است.

آنها موفق شده‌اند براي نخستين بار يک شال زنانه از اين نوع بسازند.

رنگ کردن پارچه با نانوذرات طلا، هر رنگي از بنفش گرفته تا زرد و يا رنگ‌هاي ديگري در اين بين را به پارچه مي‌دهد و نقره هم رنگ‌هاي زرد روشن، سبز و پرتقالي توليد مي‌کند. به باور اين محققان مي‌توان به اين شکل از تركيب اين رنگ‌هاي مختلف با هم، رنگ جديدي را به‌ دست آورد و در اين بين تغيير مقدار نانوذرات نقره يا طلا تعيين‌کنندة شدت تيرگي رنگ خواهد بود.

به نظر آنها اين رنگ به نوع فلز گران‌قيمت به کاررفته، اندازة نانوذرات و در برخي موارد به شکل آنها هم بستگي دارد؛ مثلاً نانوذرات طلاي کروي به قطر ده نانومتر، رنگ قرمز شرابي توليد مي‌کند که با افزايش اين اندازه تا مرز صد نانومتر اين رنگ به قرمز، ارغواني، آبي تغيير رنگ مي‌دهد و يا مقداري خاکستري مي‌شود.

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

 عبور غيرمخرب نانوذرات حامل‌دارو از غشاي سلول  


  

گروهي از مهندسان MIT در تحقيق اخير خود براي نخستين بار، نانوذراتي مصنوعي‌ ساخته‌اند که قادرند بدون ايجاد سوراخ در غشاي حفاظتي سلول و کشتن آن، به درون سلول نفوذ کنند. اين تحقيق مي‌تواند بر روي دارورساني تأثيرگذار بوده، همچنين به يکي از معماهاي زيست‌شناسي پاسخ دهد. نکتة‌ کليدي در اين کشف، بهره‌گيري از راه‌راه ‌کردن است.
اين محققان دريافتند که نانوذرات طلا ـ که با نوارهاي متناوبي از دو گونة مختلف از مولکول‌ها پوشش داده شده‌اند ـ مي‌توانند به‌سرعت و بدون صدمه ‌زدن به سلول به درون آن نفوذ کنند. آنها مشاهده کردند که نانوذرات مشابهي که به‌صورت تصادفي و غير منظم با همان مواد پوشش داده شده‌اند، قادر به اين کار نيستند.
فرانسيسکو استلاسي، استاديار گروه علوم و مهندسي مواد و يکي از اين محققان، در اين ‌باره مي‌گويد:«ما موفق به ساخت نخستين مادة‌ کاملاً مصنوعي شديم که مي‌تواند بدون تخريب غشاي سلول، از آن عبور کند. ما دريافتيم که براي دستيابي به اين ويژگي، ضروري است تا ترتيب در مقياس نانويي رعايت شود.»
اين نانوذرات کروي علاوه ‌بر اينکه داراي کاربردهايي عملي‌ در تحويل دارو و غيره(گروه MIT از اين نانوذرات براي تحويل عامل‌هاي تصويربرداري فلورسانت به سلول‌ها استفاده کرده‌اند) هستند، مي‌توانند به توضيح نحوة ورود برخي از مواد زيستي‌ مانند پپتيد‌ها به سلول‌ها کمک کنند.
ايروين، يکي ديگر از اين محققان، گفت: «هيچ‌کس نمي‌داند که چگونه اين مواد با نيروي محرکه‌ زيستي به درون سلول نفوذ مي‌کنند. از اين رو ما مي‌توانيم از اين نانوذرات جديد استفاده کرده، در خصوص همتاهاي زيستي آنها اطلاعات بيشتري کسب کنيم كه آيا آنها مي‌توانند مشابه با سيستم زيستي مربوطه باشند؟»
معمولاً زماني که يک غشاي سلولي، يک شي بيگانه مانند يک نانوذره را شناسايي مي‌كند، به دور آن پيچيده يا آن را «مي‌خورد». از اين رو، داروها و يا ساير عواملي که به نانوذرات متصل شده باشند هيچ گاه به بخش اصلي سيالِ سلول يا کيتوسول(cytosol) ـ که اثرگذاري اين مواد در اين محيط امکان‌پذير است ـ راه نمي‌يابند.
چنين نانوذراتي مي‌توانند درون کيتوسول به‌وسيلة مولکول‌هاي زيستي، همراهي و محافظت شوند اما اين کار نيز خالي از اشکال نيست. سلول‌هاي زيستي محافظ قادر به فعاليت در تمام سلول‌ها نيستند، به اين ترتيب دسته‌اي از محموله‌ها به مقصد رسيده، دسته‌اي ديگر نمي‌رسند.
از اين رو، تحقيق اخير در MIT، در زمينةساخت نانوذراتي که قادر به نفوذ مستقيم در غشاي سلولي هستند و محموله‌ خود را به کيتوسول تحويل دهند ـ البته اين کار را بدون کشتن سلول انجام دهند ـ داراي اهميت بالايي است.
ايروين اين شاهکار اکتشافي را با پديده‌اي که براي کودکان قابل درک است مقايسه مي‌کند: اگر شما يک لاية حبابي‌‌شکل از صابون داشته باشيد و با يک چوبِ حباب بر روي آن بزنيد، حباب مي‌ترکد، اما اگر چوب حباب را پيش از تماس با حباب به يک لايه از صابون آغشته کنيد، چوب بدون ترکاندن حباب از آن عبور مي‌کند، زيرا چوب با ماده‌اي مشابه پوشش داده شده‌است.
نتايج اين تحقيق در مجلة Nature Materials منتشر شده‌ است.


[External Link Removed for Guests]
ahttp://www.nano.ir/newstext.php?Code=4808

  از نانولوله‌ها در پايش رشد استخوان  

طبق گفتة توماس وبستر و گروهش در دانشگاه براون، آمريکا، نانولوله‌هاي کربني چندديوارة(MWCNT) رشد داده‌شده در خلل و فرج يک سطح تيتانيوم(Ti)، ايده‌اي براي‌‌شناسايي رشد استخوان به شمار مي‌روند. اين محققان با اضافه کردن اين ساختار زيست‌حسگر به سطح کاشت‌هاي ارتوپدي، اميدوار به پايش موفقيت روش‌هايي؛ از قبيل جايگزين‌هاي درجاي مفصل ران، هستند.
چسبندگي کم به‌ استخوان احاطه‌کننده، معمول‌ترين دليل شکست جايگزين‌هاي مفصل ران است. همينك تشخيص رشد استخوان جديد با توجه به روش‌هاي تصويربرداري امروزي ـ که هر کدام محدوديت‌ها و مشکلات مخصوص خود را دارند ـ مي‌تواند مشکل باشد. اين محققان اميدوارند که بر بعضي از اين مشکلات و محدوديت‌ها غلبه کنند.
وبستر گفت:«ايده اين است که حسگر ما وضعيت بافت احاطه‌کننده را از طريق فرکانس‌هاي راديويي به يک افزارة قابل‌کنترل ارتباط خواهد داد. در حقيقت، ما يک مرحله جلوتر رفتيم و حسگرمان را با يک لاية پليمري حاوي دارو ـ که مي‌توانست براي رهاسازي عوامل سازنده‌استخوان در مکان خواسته‌شده، تجزيه شود ـ پوشش داديم.

  
  ميکروسکوپ الکتروني پيمايشگر (SEM) از نانولوله‌هاي کربني چند جدارة رشد داده‌شده روي سطح تيتانيوم. 

اين زيست‌حسگر تيتانيوم– نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره، با اندازه‌گيري هدايت بافتي که روي کاشت تشکيل مي‌شود، کار مي‌کند. اين دانشمندان، از اين مقدار مي‌توانند تعيين کنند که آيا اين مادة جديد استخوان، بافت جاي زخم، يا عفونت است. رسوب‌هاي کلسيمِ شرکت‌کننده در تشکيل استخوان جديد منجر به افزايش هدايت سطح حس‌کننده مي‌شوند، در صورتي که بافت جاي زخم و عفونت همانند مقاومت رفتار کرده، باعث کاهش هدايت سطح حس‌کننده مي‌شوند.
اين محققان براي تهية اين حسگر، از آندايزينگ(anodizing) يک سطح يک سانتي‌متر مربع از تيتانيوم، شروع کردند. اين کار يک مجموعه از نانوخلل ‌و فرج را يکنواخت ايجاد مي‌کند که به‌عنوان سايت‌هايي براي رشد يک شبکة فشرده و درهم‌رفته‌اي از نانولوله‌هاي کربني چندجدارة ترسيب‌شدة بخار شيميايي، عمل مي‌کنند. اين نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره يک نقش دوگانه را بازي مي‌کنند: آنها هم به‌عنوان مادة حس‌کننده عمل مي‌کنند و هم رشد استخوان جديد در اطراف کاشت را تقويت مي‌کنند.
اين گروه تحقيقاتي در مرحلة بعدي، مطالعات حيواني را شروع مي‌کند. وبستر گفت:«تعيين اينکه آيا اين حسگرها در يک حيوان کار خواهند کرد، يک مرحلة مهم و اساسي است. ما براي اين کار از موش‌ها استفاده مي‌کنيم و تحليل مي‌کنيم که آيا رشد استخوان جديد مي‌تواند اندازه‌گيري و سپس کنترل شود.
اين فناوري حسگري استخوان اخيراً از سوي شرکت تازه تأسيس نانوويس در آمريکا، مورد استقبال قرار گرفته‌است.
اين محققان نتايج کار خود را تحت عنوان «نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره خواص الکتروشيميايي تيتانيوم را براي تعيين تشکيل درجاي استخوان، تقويت مي‌کنند» در مجلة Nanotechnology منتشر کرده‌اند.

[External Link Removed for Guests]
ahttp://www.nano.ir/newstext.php?Code=4809

 ساخت ترانزيستور با استفاده از نانولوله کربني نيمه‌رسانا  

به‌تازگي مؤسسة ملي علم و فناوري صنعتي پيشرفتة ژاپن(AIST) اعلام کرده‌است که يک ترانزيستور با استفاده از نانولوله‌هاي کربني تک‌جدارة نيمه‌رساناي بسيار خالص، ساخته‌است. نسبت روشن به خاموش(نسبت بين حالت‌هاي روشن و خاموش جريان خروجي) اين ترانزيستور بيش از105×1و تحرک حامل آن بيش از 2cm2/Vsاست.
AIST، فناوري جديدي را براي ساخت يک نانولولة‌ کربني تک‌جدارة(SWCNT) متمرکز ابداع کرده و از اين فناوري در توليد ترانزيستور استفاده کرده‌است. در اين روش، ابتدا پودرهاي تجاري مادة SWCNT با استفاده از پلي‌فولرين(PFO) ـ يك پليمر هم‌يوغ كه به‌عنوان يك عامل پخش اثر مي‌كند ـ در يک محلول پخش ‌‌شدند، سپس اين محلول با استفاده از يک اُلتراسانتريفوژ ـ که داراي سرعت چرخش30 هزار دور در دقيقه يا بيشتر بود ـ جداسازي گرديد. به اين ترتيب SWCNTهاي نيمه‌رسانايي جداسازي‌شده، به‌صورت انتخابي استخراج ‌‌شدند.


 

فرآيند پراکندگي SWCNT و جداسازي با اُلتراسانتريفوژ ، و ترانزيستور SWCNT. 

پس از حذف PFO، يک لاية‌ SWCNT نيمه‌رسانا از طريق پوشش‌دهي يک بستر با محلول SWCNT نيمه‌رسانا، ايجاد شد. ترانزيستوري که با استفاده از يک لاية‌ نازک SWCNT ساخته مي‌شود ارزان‌تر بوده، قابل توليد به‌صورت انبوه ‌است؛ چنين ترانزيستوري براي يک مساحت سطح بزرگ‌تر، بسيار مناسب است؛ چنانچه به جاي SWCNT نيمه‌رسانا از SWCNT فلزي استفاده شود و يا حتي مقدار کمي از ناخالصي‌هاي فلزي با SWCNTهاي نيمه‌رسانا ادغام شوند، کارايي ترانزيستور مذکور به شکل چشمگيري کاهش مي‌يابد. از اين رو AIST اعلام کرده‌است که نياز مبرمي براي ابداع و توسعة يک فناوري به‌منظور جداسازي و استخراج SWCNT نيمه‌رساناي بسيار خالص وجود دارد.
براي دستيابي به يک لاية‌ نازک SWCNT نيمه‌رساناي بسيار خالص، جداسازي با اُلتراسانتريفوژ به مدت ۶۰ دقيقه انجام گرفت. در اثر اين فرايند، SWCNT فلزي و ساير ناخالصي‌ها حذف‌ ‌شدند و به اين ترتيب مقدار باقي‌ماندة آنها کمتر از حد قابل آشکارسازي شد. با توجه به اظهارات AIST، ميزان باقي‌ماندة PFO در محلولِ داراي SWCNT نيمه‌رسانا پس از جداسازي با اُلتراسانتريفوژ حذف شد، سپس ف_ * ل*_ ت ر، پاک‌سازي و عمليات حرارتي انجام گرديد.
براي ارتقاي خصوصيات ترانزيستور مذکور از روشي به نام «دي‌الکتروفورزيس» در شکل‌گيري لاية نازک استفاده شده‌است. به کمک اين روش، SWCNTهايي که داراي جهت‌گيري‌هاي متفاوتي هستند به‌صورت هم‌زمان با فرايند کاهش ضخامت لايه، هم‌جهت مي‌شوند. بنا به اظهارات AIST، در موارد خاص، محلول داراي SWCNT نيمه‌رسانا، بر روي يک جفت الکترود از پيش تهيه‌شده چکانيده شد و به اين شکل و با اعمال يک ميدان الکتريکي متناوب بين الکترودها، اين محلول بخار گرديد.
AIST اعلام کرده‌است که با استفاده از اين روش، SWCNTها در بين الکترودها متمرکز شده، به‌طور هم‌زمان با ميدان الکتريکي هم‌جهت گرديدند.
نتايج اين تحقيق در مجلة Applied Physics Letters منتشر شده‌است.


[External Link Removed for Guests]
ahttp://www.nano.ir/newstext.php?Code=4798