مرکز انجمنهای تخصصی

sand_fighter نوشته شده:
منظور من در فراوری مواد معدنی بعد از استخراج و استفاده ی نانو در ف_*ل_ن*__ر های هوایی درون ماسک ها وتهویه های مطبوع در معادن است ! همین طور در رو کاری مته ها برای دوام و عمر بیشتر

در خبرهای قرار گرفته تاکنون مواردی هم جهت تهیه مواد معدنی بودند. در ضمن خبرهایی که در مورد تولید نانو فیلترها هستند نیز به جهت کاربرد فیلترها در مواردی که شما گفتید جزء قسمت دوم سوال شما قرار می گیرند. در کل در مورد فیلترها تولید مواد جاذب در اندازه نانو بدلیل افزایش سطح مقطع ماده جاذب خاصیت جذب بطور قابل ملاحظه ای افزایش پیدا می کند.
مورد آخر رو نمی دونم.
برای پیگیری بیشتر اخبار در حوزه فناوری نانو می توانید به بخش اخبار [External Link Removed for Guests] مراجعه نمایید.


[External Link Removed for Guests]

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

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]استفاده از نانوذرات طلا در ساخت رنگ‌هاي صنعتي  

پژوهشگران دانشگاه پلي‌تکنيک والنسيا، روش جديد و زيست‌سازگاري را براي توليد ايمن رنگ‌هاي صنعتي با استفاده از کاتاليست نانوذرات طلا در ابداع کرده‌اند. معمولاً براي ساخت رنگ‌هاي آزوبنزني، بايد از فلزات واسطه‌ي سمي يا نيترات‌ها استفاده کرد.
اولينورکورما و همکارانش، نشان داده‌اند که نانوذرات طلا بر روي دي‌اکسيد تيتانيوم يا دي‌اکسيد سديم، مي‌تواند واکنش‌هاي لازم براي توليد آزوبنزن‌ها را کاتاليز نمايد و اين فرايند تحت شرايط ملايم، بيشتر از 98 درصد بازدهي دارد. به گفته‌ي اين پژوهشگران، اين روش مي‌تواند در توليد ارزان‌تر و ايمن‌تر رنگ‌ها براي استفاده در رنگدانه‌ها، افزودني‌هاي غذايي و دارو‌ها مورد استفاده قرار گيرد.


  
 
ساخت ترکيبات_آزو آروماتيکي  


به گفته‌ي کورما، نکته‌ي کليدي اين روش، استفاده از يک فرايند کاتاليستي به جاي يک فرايند استوکيومتري است. او مي‌گويد: «در اين روش شما مي‌توانيد تشکيل محصولات جانبي را به ميزان زيادي کاهش دهيد، و اين در حقيقت همان کاري است که ما انجام داده‌ايم.»
اين پژوهشگران دريافته‌اند که نانوذرات طلا مي‌توانند جاهاي خالي (vacancies) در تيتانيا را پايدار کرده، مولکول‌هاي واکنش‌دهنده‌ي آنيلين را فعال نمايد و اکسيژن را که به‌عنوان يک واکنش‌دهنده عمل مي‌نمايد، نيز فعال کنند.آنيلين با دادن يک الکترون به جاهاي خالي موجود در تيتانيا يا به اتم‌هاي طلاي کاتيوني، مي‌تواند يک کاتيون راديکالي را تشکيل دهد. در اين هنگام واکنش آغاز مي‌گردد. اکسيژن هم بر روي جاهاي خالي موجود در 2TiO يا 2CeO و يا روي نانوخوشه‌هاي طلا، فعال مي‌شود.
کورما مي‌گويد: «مزيت اين روش اين است که در آن به تترااستات‌سرب يا مقادير استوکيومتري نيترات نيازي نيست. به علاوه ما مي‌توانيم فرايند تک‌ظرفي (one-pot) را که به جاي استفاده از آنيلين‌ها (کاري که اکنون انجام مي‌شود) ، با نيتروآروماتيک‌ها (که در فرايند ساخت آزوبنزن‌ها نياز هستند) شروع مي‌شود، انجام دهيم. اين امر مانع از انجام مرحله‌ي واکنشي مي‌‌شود؛ مرحله‌اي که موجب تشکيل آنيلين از نيتروآروماتيک‌ها مي‌شود.»
کورما مي‌گويد: «اين کار مي‌تواند براي استفاده‌ي توليدکنندگان رنگ به‌منظور توليد ترکيبات آزو در مقياس صنعتي، يک روش زيست‌سازگار را فراهم نمايد. ما اکنون به انجام کار و فعاليت بيشتري براي درک بهتر سازوکار و طبيعت واقعي سايت‌هاي فعال کاتاليست و نيز بهبود دادن بازدهي اين ترکيبات غير متقارن ("asymmetric") آزو نيازمنديم.»
اين محققان نتايج خود را تحت عنوان «توليد ترکيبات آزو آروماتيکي کاتاليزشده با طلا از آنيلين‌ها و نيتروآروماتيک‌ها» در مجله‌ي Science منتشر کرده‌اند.

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

 [HIGHLIGHT=#dbe5f1]فزايش فعاليت نانوکاتاليست‌ها با کنترل دقيق شکل و اندازه‌ي آنها  

دانشمندان مي‌گويند تحقيقات جديد در زمينه تنظيم دقيق شکل و اندازه نانوذرات مي‌تواند به پيشرفت‌هاي مهمي در علم کاتاليست منجر گردد. دو گروه مستقل از پژوهشگران نشان داده‌اند که فعاليت کاتاليستي بلورهاي کوچک پلاتين با کنترل دقيق شکل و اندازه آنها به ميزان زيادي افزايش مي‌يابد.


  
 
تصوير ميکروسکوپ الکتروني عبوري نانوبلور پلاتين ساخته‌شده توسط گروه بالاوف.  


نانوذرات فلزي به علت بالا بون نسبت سطح به حجم، خواص کاتاليستي قدرتمندي از خود نشان مي‌دهند. ولي فعاليت کاتاليستي، به شکل ذرات نيز بستگي دارد. هم‌اکنون ماتياس بالاوف و همکارانش در دانشگاه بايرئوت آلمان روشي را براي ايجاد بلورهاي پلاتين با اندازه 2 تا 5 نانومتر توسعه ‌داده‌اند. در مطالعه جداگانه‌اي که به‌وسيله‌ي گروه پژوهشي در دانشگاه کاليفرنيا واقع در ريورسايد آمريکا و دانشگاه ليون فرانسه و به سرپرستي فرانسيسکو زائرا انجام شد، نانوبلورهاي تتراهدرال با ابعاد کوچک و مشابه ساخته شده و براي واکنش ايزومريزاسيون ترانس- سيس مورد استفاده قرار گرفتند.
گروه بالاوف ساخت نانوبلورهاي خود که به دانه‌هاي مهره‌اي پليمري چسبيده‌اند، را از آلياژ طلا- پلاتين آغاز کرده و از سيانيد نيز براي استخراج طلا از آلياژ استفاده نمودند. بالاوف مي‌گويد: “ اين يک خوش‌شانسي بود. اگر شما اتم‌هاي طلا را از اين نانوآلياژها بيرون بکشيد، نانوبلورهاي پلاتينِ خيلي زيبايي خواهيد داشت.”
وي مي‌گويد اين کشف مثال خوبي است براي اينکه چگونه اجسام در دنياي نانومتري تفاوت کيفي با حالت توده‌اي خود دارند. زيرا فلزاتي مانند طلا و پلاتين در حالت توده‌اي با يکديگر مخلوط نمي‌شوند. اين گروه از طلا براي تشکيل نانوآلياژها استفاده کردند زيرا به راحتي حل مي‌شود. ولي بالاوف اميدوار است اين پژوهش ديگران را براي شروع مطالعات بر روي ديگر فلزات جدول تناوبي و ساير مخلوط‌هاي فلزي متفاوت ترغيب نمايد.
اين پژوهشگران فعاليت کاتاليست خود را با استفاده از واکنش مدل (احياي پي- نيتروفنل) آزمايش نمودند. اما بالاوف فکر مي‌کند که اين نانوبلورها مي‌توانند براي واکنش‌هاي آلي ديگري که به لحاظ فني داراي چالش‌هاي بيشتري هستند مانند واکنش‌هاي جفت‌کننده که دو حلقه فنلي را به يکديگر پيوند مي‌دهد، نيز مورد استفاده قرار گيرد.
متأسفانه بيشتر روش‌هايي که تاکنون براي ساخت نانوبلورهاي تعريف‌شده ارائه گرديده است، منجر به توليد ذراتي مي‌شوند که خيلي بزرگ هستند. جالب‌تر اينکه اين روش استخراجي ساده بدون نياز به کوچکترين ميزان از مولکول‌هاي فعال‌ سطحي يا پايدار‌کننده‌ها انجام مي‌شود. بنابراين سطح نانوذرات از هر گونه مواد جاذب قوي پاک مي‌ماند.
گروه پژوهشي زائرا، با استفاده از روشي که پيش از اين گزارش نموده‌اند، نانوبلورهايي ايجاد کرده‌اند که خودبه‌خود و از پلاتين کلوئيدي روي سطح سيليکون آرايش مي‌يابند. سپس آنها نشان دادند که اين نانوبلورها به‌صورت انتخابگر، واکنش ايزومريزاسيون سيس به ترانس را در الفين‌ها کاتاليز مي‌نمايند. روش‌آنها قابليت استفاده از نانوذرات براي کاتاليزکردن دامنه گسترده‌اي از واکنش‌هاي ايزومريزاسيون هيدروکربن‌ها را افزايش مي‌دهد.
نتايج گروه اول در مجله‌ي Science و نتايج گروه دوم در مجله‌ي Nature Materials منتشر شده‌است.

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

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]رسيدن به سرعت نور با کنترل ماهيت گرافن  

محققان دانشگاه پلي تکنيک رنسلار راه جديدي براي کنترل ماهيت گرافن کشف کردند. با اين کشف، تلاش‌هاي دانشگاهي و صنعتي براي دسترسي به نانوالکترونيک مبتني بر گرافن، يک گام به جلو رفت.
گرافن که يک ورقه به ضخامت يک اتم کربن است، در سال 2004 کشف شد و به نظر مي‌رسد قابليت اين را دارد که جايگزين مس و سيليکون در عرصه‌ي نانوالکترونيک شود.
اکنون محققان با کمک يک زيرلايه (substr ATE براي اولين بار توانسته‌اند چگونگي کنترل ماهيت اين ساختار را تشريح کنند. دو نفر از محققان دانشکده‌ي فيزيک و نجوم رنسلار، به نام‌هاي ناياک و شِمِلا، با محاسبات مکانيک کوانتومي نشان دادند که خواص شيميايي زيرلايه‌اي که گرافن روي آن نشانده مي‌شود، نقشي کليدي در خواص هدايتي اين ماده دارد.



  
 
محققان دانشگاه پلي تکنيک رنسلار راه جديدي براي کنترل ماهيت گرافن کشف کردند. اين تصوير دو ورقه گرافني با ضخامت فقط يک اتم کربن است که روي زيرلايه‌اي از جنس دي‌اکسيد سيليکون نشسته‌اند.  
   
  آنها روشن ساخت که اگر گرافن روي لايه‌اي بنشيند که با اکسيژن فراوري شده است، رفتار نيمه‌هادي از خود نشان مي‌دهد. در حالي که اگر اين لايه با هيدروژن فراوري مي‌شد، گرافن رفتار فلزي مي‌داشت.
بنابراين محققان به اين نتيجه رسيدند که با تغيير شيمي سطح، مي‌توان ماهيت فلزي يا نيمه‌هادي گرافن را کنترل کرد. اين محققان اکنون مشغول کنترل و تنظيم رفتار الکتريکي اين ماده هستند.
دکتر ناياک مي‌گويد: "هنگام توليد نانوساختارهاي گرافني، مخلوطي از انواع نيمه‌هادي و فلزي توليد مي‌شود و نمي‌توان اين دو را از هم جدا کرد. اين در حاليست که براي ساخت ادوات الکترونيکي گرافني، بايد منحصراً يکي از اين دو نوع توليد شود. اينجاست که کنترل رفتار گرافن نقشي اساسي مي‌يابد."
خواص هدايتي شگرف گرافن باعث توجه محققان به آن شده است. الکترون‌ها حتي در دماي اتاق، با سرعتي نزديک به سرعت نور و با کمترين مقاومت از درون اين ماده عبور مي‌کنند. اين بدان معني است که اتصالات گرافني در ادوات الکترونيکي بسيار خنک‌تر از اتصالات مسي با اندازه‌ي مشابه خواهند بود؛ و اين يعني افزايش سرعت تراشه‌ها و راندمان رايانه‌ها.
نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Applied Physics Letters منتشر و تصوير آن بر روي جلد شماره‌ي 19 ژانويه‌ي اين مجله نقش بسته است.  


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

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]نوآوري در ساخت ماده پرکننده ريشه دندان به‌کمک نانوذرات نقره  

به تازگي اختراعي با موضوع ساخت گوتاپرکاي پوشش‌داده‌شده به‌کمک نانوذرات نقره در ايران به ثبت رسيده است. اين ماده مي‌تواند به‌عنوان ماده پرکننده دندان با قابليت ضدخوردگي و خاصيت ضدباکتريايي و ضدقارچي در درمان ريشه دندان مورد استفاده قرار گيرد.

دکتر سيد اميد ديانت -مخترع- در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو گفت: "پر کردن کانال ريشه دندان يکي از پارامترهاي تعيين‌کننده و کليدي در موفقيت درمان ريشه دندان است. فرايندهاي شيميايي- مکانيکي پاک‌سازي و شکل‌دهي کانال دندان باعث ايجاد يک فضاي غير استريل مي‌شوند، لذا جهت جلوگيري از اتصال و رشد باکتري‌ها و ايجاد عفونت، مواد پرکننده ريشه بايد خاصيت ضدباکتريايي داشته باشند.

گوتاپرکا ماده رايجي است که از سال‌ها قبل به‌عنوان ماده اصلي پرکننده ريشه دندان استفاده مي‌شود. اين ماده خاصيت ضدباکتريايي و ضدقارچي محدودي دارد. با توجه به معرفي نانوذرات نقره و خاصيت ضدباکتريايي و کاربرد فراوان آن در حوزه پزشکي، در اين طرح براي اولين بار سطح گوتاپرکا به کمک لايه نازکي از نانوذرات نقره پوشش داده شده‌است. سپس مورفولوژي سطح به کمک ميکروسکپ SEM و خاصيت ضدباکتريايي آن به روش محيط کشت آگار بررسي گرديده‌است.

نتايج حاکي از آن‌است که گوتاپرکاي پوشش‌داده‌شده با نانونقره، فعاليت قابل ملاحظه‌اي در مقابل چهار ميکروارگانيسم استاف اورئوس، اشرشياکلي، انتروکوک فکاليس و کانديدا آلبيکانس دارد و گفتني‌است؛ اين ماده پس از انجام تست‌هاي آزمايشگاهي و حيواني بهعنوان ماده پرکننده دنداني مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

اين اختراع که با همکاري پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران و با هدايت دکتر محمد عطايي صورت گرفته‌است

[External Link Removed for Guests]

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]انتقال همزمان چند داروي مختلف با نانوذرات طلا  

پژوهشگران دانشگاه MIT، با استفاده از نانوذرات طلا و نور مادون ‌قرمز، سيستمي را براي تزريق دارو ابداع کرده‌اند که امکان آزادسازي چندين دارو را مطابق با دستور‌العمل کنترل‌شده‌اي فراهم مي‌آورد. به گفته‌ي آنها از چنين سيستمي مي‌توان هنگامي استفاده کرد که مبارزه با بيماري‌ها با بيش از يک دارو انجام مي‌شود.
کيمبرلي هامَد- اسچيفرلي (استاديار مهندسي زيست‌شناسي و مکانيک و نويسنده‌ي ارشد مقاله‌اي که اخيراً در ارتباط با اين پژوهش به چاپ رسيده‌است) مي‌گويد: «در بسياري از بيماري‌ها خصوصاً سرطان و ايدز، شما بايد از تأثير همزمان و هم‌افزايي چند دارو استفاده کنيد.»
همينک ابزارهاي موجود براي رها‌سازي داروها مي‌توانند دو دارو را رهاسازي کنند؛ ولي بايد برنامه زمان‌بندي براي رهاسازي، درون اين ابزارها تعبيه شود؛ بنابراين قابليت کنترل از بيرون بدن را ندارد. سيستم جديد را مي‌توان از خارج بدن کنترل کرده و به لحاظ نظري قابليت تزريق تا چهار دارو را نيز دارد.


  
 
[HIGHLIGHT=#d7e3bc]تصوير بالايي، مخلوط نانوذرات طلا را نشان مي‌دهد. ذرات بلندتر، نانواستخوان ناميده شده و ذرات کوچک‌تر، نانوکپسول ناميده مي‌شوند. تصوير پايين(سمت چپ): نانوکپسول‌ها بعد از تابش نور مادون‌ قرمز با طول موج 800 نانومتر، ذوب شده و بار خود را آزاد مي‌‌کنند. نانواستخوان‌ها سالم باقي مي‌مانند. تصوير پايين(سمت راست): پس از تابش نور مادون‌ قرمز با طول موج 1100 نانومتر، نانواستخوان‌ها ذوب شده و بار خود را آزاد مي‌کنند. نانوكپسول‌ها، سالم و دست‌نخورده باقي مي‌مانند.   


در روش جديد از اين حقيقت استفاده شده که وقتي نانوذرات طلا در معرض نور مادون‌ قرمز قرار مي‌گيرند، ذوب شده و بار دارويي مفيدي را که به سطح آن چسبيده‌است آزاد مي‌نمايد. نانوذرات به طرق مختلف، به نور مادون ‌قرمز با طول موج‌هاي متفاوت پاسخ مي‌دهند و اندي ويجايا (دانشجوي فوق ليسانس مهندسي شيمي و يکي از اين محققان) گفت: «ما مي‌توانيم تنها با کنترل کردن طول موج نور، زمان رهاسازي دارو را کنترل نماييم.»
اين پژوهشگران، دو گروه نانوذرات با دو شکل مختلف را ساخته، آنها را نانواستخوان‌ها و نانوکپسول‌ها ناميدند. نانواستخوان‌ها در نوري با طول موج 1100 نانومتر و نانوکپسول‌ها در طول موج800 نانومتر ذوب مي‌شوند. در اين مطالعه، پژوهشگران ذراتي با بار "DNA" را مورد آزمايش قرار دادند. هر نانوذره مي‌تواند صدها رشته از "DNA" را حمل کرده، براي انتقال انواع ديگر داروها نيز طراحي و مهندسي شود
در اين نظريه تا چهار شکل مختلف از نانوذرات را نيز مي‌توان توسعه داد که هر کدام بار خود را در طول موج‌هاي متفاوت رها سازند.
اين محققان نتايج تحقيق خود را با عنوان «رهاسازي انتخابي اليگونوکلئوتيدهاي "DNA" چندگانه از نانوميله‌هاي طلا» در مجله‌ي ACS Nano منتشر کرده‌اند.

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

 [HIGHLIGHT=#dbe5f1]رنگي براي تمام فصول؟  

محققان دانشگاه صنعتي سيدني استراليا، تحقيقي براي استفاده از نانوذرات اکسيد واناديم به عنوان رنگ‌دانه‌هاي هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوري اين ترکيب در دماي 60 درجه‌ي سانتي‌گراد تغييرات شديدي مي‌کند. نوع نانوساختاري اين ماده خصوصيات ديگري نيز دارد و بر اثر تابش نور مي‌تواند رفتار رزونانس پلاسموني از خود نشان دهد. در اين صورت شايد بتوان با استفاده از اين رنگ، نور خورشيد را به جريان برق تبديل کرد.

در نگاه اول به نظر مي‌رسد دماي 60 درجه براي کاربردهاي هواي آزاد، دماي بالايي باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول اين‌که با افزودن (دوپ کردن) موليبدن يا تنگستن به نانوذرات اکسيد واناديم مي‌توان دماي انتقال مذکور را چندين درجه پايين آورد. از طرفي، دماي هوا در کشوري مثل استراليا خيلي وقت‌ها بالاتر از 40 درجه مي‌شود. در چنين شرايطي دماي سطوح فلزي رنگ شده به آساني به بالاتر از 60 درجه مي‌رسد.

در طيف فروسرخ نزديک (near- Infrared نور، تفاوت بين حالات دماپايين و دمابالا خيلي برجسته است؛ اين بخش از نور دقيقاً همان چيزي است که براي رنگ هوشمند مورد نياز است. اما آيا تفاوت، آنقدر هست که بتواند ميزان حرارت وارد شده به سطح رنگي را تغيير دهد؟

تيم محققان دانشگاه سيدني در مقاله‌ي اخير خود در مجله‌ي Nanotechnology اينگونه به اين سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداري رنگ‌دانه‌ي اکسيد واناديم را به يک روش ساده‌ي شيمي‌ترتهيه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحي که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.


  
 
[HIGHLIGHT=#dbeef3]شبيه‌سازي خواص نوري نانوذرات اکسيد واناديم   


آنها اعلام کردند که پاسخ اين سوال هم بله است هم خير! بله به اين علت که تغيير در دماي رنگ باعث تغيير در ميزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسيله‌ي رنگ مي‌شود و اين تغييرات با پيش بيني‌هاي تئوري تطابق دارد. اما نه به اين دليل که اين تغييرات مي‌تواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغيير دهد.

بنابراين اکسيد واناديم علي‌رقم خواص فوق‌العاده‌ي انتقال فاز در 60 درجه‌ي سانتي گراد، نمي‌تواند راه حلي براي اين مسئله باشد.

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

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]شناسايي و از بين بردن سلول‌هاي سرطاني توسط نانوذرات  

سلول‌هاي سرطاني را مي‌توان با استفاده از نانوساختاري که توسط محققان کره جنوبي طراحي شده شناسايي و سپس تخريب کرد. بونگ هيون چانگ و همکارانش در مؤسسه تحقيقات علوم زيستي و زيست فناوري کره واقع در دايجون، اين ساختارها را بر پايه نانوذرات توخالي طلا بنا کرده‌اند.



  
 
  طلای اصلاح‌شده سلول‌های سرطانی را شناسایی و تخریب می‌کنند.   


اين ساختارها، پادتن‌هايي بر روي سطح خود دارند که امکان چسبيدن آنها را به سلول‌هاي سرطاني فراهم مي‌نمايند. همچنین اين ساختارها حاوي عنصر گادولينيوم است که به عنوان عامل کنتراست در تصويربرداري رزونانس مولکولي (MRI) عمل کرده و امکان مشاهده سلول‌ها را فراهم مي‌کند. زماني که چانگ، يک پرتو ليزر مادون قرمز را به نانوذرات طلا تاباند، گرماي تشکيل شده باعث تخريب سلول‌هاي سرطاني اطراف گرديد.

چانگ مي‌گويد نانوساختارهاي طلا بر مشکلات و معايب اکسيد آهن که استفاده از آن به عنوان عامل کنتراست در MRI رايج است، غلبه مي‌کنند. آهن مي‌تواند باعث ايجاد تداخل و اثر تمايز منفي شود که موجب ايجاد خطا در تشخيص مي‌گردد. وي مي‌افزايد طراحي اين نانوساختارهاي طلا منجر به بهبود سيگنال و تشخيص بهتر مي‌گردد.

روش چانگ غير تهاجمي بوده و به نظر مي‌رسد که در درمان مراحل اوليه سرطان مؤثر باشد زيرا بر خلاف شيمي درماني که بر تمام بدن تأثير مي‌گذارد، تنها يک قسمت خاص را تحت درمان قرار ميدهد. چانگ مي‌گويد: «ممکن است اين نانوذرات در آينده براي آناليز کالبد شکافي سرطان در جراحي مورد استفاده واقع شود.»

نتايج اين بررسي‌ها تحت عنوان « نانوساختارهاي پارا مغناطيسي طلا براي زيست‌تصويربرداري کيفيتي دوگانه و درمان نوري سلول‌هاي سرطاني» در مجله Chem. Commun. به چاپ رسيده است.

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

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]ابداع روشي جديد در محافظت از دستگاه‌هاي الکترونيکي پلاستيکي  

هدف اصلي صنعت الکترونيک پلاستيک که به‌سر‌عت هم در حال رشد است، توليد ابزارهاي الکترونيکي آلي فيلم نازک ارزان، انعطاف‌پذير و سبک در شکل‌ها و طرح‌هاي مختلف است. از جمله‌ي اين وسايل الکترونيکي مي‌توان به صفحه نمايشگرهاي يک‌بار مصرف يا کمربندي، برچسب‌هاي تعيين هويت ارزان، پيل‌هاي خورشيدي ارزان‌قيمت، ديودهاي نشر نور آلي(OLEDها) و حسگرهاي حساس به فشار و ترکيبات شيميايي اشاره نمود. اما حساسيت اين دستگاه‌ها در مقابل رطوبت(که موجب تجزيه‌‌ي مواد آلي آنها و در نتيجه خرابي دستگاه مي‌شود) يکي از چالش‌هاي جدي توسعه‌ي آنها به شمار مي‌آيد.

تاکنون دانشمندان براي محافظت از اين دستگاه‌ها در برابر عوامل مخرب زيست‌محيطي دست به ابداع فناوري‌هاي گوناگوني زده‌اند که جديدترين آن به استفاده از لايه‌هاي نازک اکسيد فلز(MOX)(معمولاً اکسيد آلومينيوم يا سيلسيوم) مربوط مي‌شود. اين لايه‌ها به‌رغم داشتن قابليت حفاظتي بسيار خوب در برابر اکسيژن و آب بسيار شکننده بوده، هنگام قرار گرفتن روي لايه‌هاي پلاستيکي، حفره‌ها و يا ترک‌هاي ريزي در آنها ايجاد مي‌شود که عملا ً کاربرد آنها را بي‌‌فايده ساخته، موجب مي‌شود رطوبت هوا به‌راحتي از ميان آنها به لايه‌ي پلاستيکي زيرين نفوذ کند.

براي رفع اين مشکل جمعي از محققان دانشگاه تگزاس در بررسي‌هاي خود نانوکامپوزيت‌هايي را يافته‌اند که قابليت خودترميمي داشته، مي‌تواند با ترميم ترک‌ها و حفره‌ها مانع از نفوذ آب و اکسيژن به آنها شود. اين کار با استفاده از نانوذرات دي‌اکسيد تيتانيوم در نقاط آسيب‌ديده انجام مي‌شود و در نهايت شدت نفوذ رطوبت به اين ابزارهاي الکترونيکي واکنش‌پذير را کاهش مي‌دهد. براي آنکه بتوان از اين نانوکامپوزيت‌هاي پليمري در خودترميمي اکسيدهاي فلزي استفاده کرد، اين دانشمندان از روش کپسوله کردن مواد فوق‌العاده واکنش‌پذير در يک پوسته‌ي پليمري کمک گرفتند.

با اين روش سيستم ويژه‌اي براي رسانش ماده‌ي ترميم‌کننده به نقاط آسيب‌ديده ابداع شد، به اين ترتيب که عامل ترميم‌کننده(در اينجا تتراکلريد تيتانيوم(4TiCl) به‌دليل واکنش‌پذيري، فراريت بالا، قابليت انتشار سريع و بدون کاتاليزور، درون يک کپسول پليمري تجزيه‌پذير با آب( پلي‌اسيد لاکتيک PLA ) قرار مي‌گيرد. اين روش منجر به ساخت لايه‌ي محافظي مي‌شود که نه تنها به لحاظ فيزيکي قابل انعطاف است؛ بلکه به لحاظ شيميايي هم مانع نفوذ رطوبت به دستگاه مي‌شود. ورود جريان رطوبت هوا از ميان حفره‌هاي اين لايه‌ي معدني(که بر اثر وارد شدن فشار بر دستگاه ايجاد شده‌است) موجب هيدروليز پليمر تجزيه‌پذير و رها شدن پيش‌ساز اکسيد فلزي مي‌شود . اين اکسيد فلزي با راه يافتن به داخل ترک‌ها و انجام واكنش با رطوبت موجود در آنها منجر به تشكيل يک لايه‌ي اکسيد فلزي جامد مي‌شود كه آب‌بندي آن ترک را در پي خواهد داشت.

اگرچه اين روش مشکل ترک‌خوردگي لايه‌ي محافظ را بر طرف نمي‌کند؛ موجب عملکرد بهتر روکش محافظ در حذف رطوبت شده، در نهايت به افزايش بيشتر عمر دستگاه‌هاي الکترونيکي آلي کمک خواهد کرد. اين شيوه نه تنها به خودترميمي فيلم‌هاي نازک اکسيد فلزي کمک مي‌کند، بلکه مي‌توان از آن در ذخيره و رها‌سازي مواد بسيار واکنش‌پذير در پليمرهاي زيست‌سازگار زيست‌تجزيه‌پذيري كه در زمينه‌هايي همچون دارورساني کاربرد ويژه‌اي دارند، استفاده كرد.

اين محققان هم‌اكنون سرگرم بررسي امکان استفاده از پيش‌سازهاي اکسيد فلزي جديد هستند و سعي دارند تا اين روش را به ديگر انواع فيلم‌هاي نازک نظير روکش‌هاي ضد خوردگي هم تعميم دهند.

  
   angle c r 4c k on metal oxide layer showing the growth of titanium dioxide along the fracture.

  



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

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]ساخت ماهيچه‌هاي نانولوله‌اي بسيار انعطاف‌پذير  

محققان دانشگاه تگزاس در دالاس موفق شده‌اند که با استفاده از جنگل‌هاي نانولوله‌کربني يک نوع جديدي از ماهيچه‌هاي مصنوعي توليد کنند. اين ماهيچه‌ها موقعي که بصورت الکتريکي باردار مي‌شوند، بسيار انعطاف‌پذير مي‌شوند. آنها در محدوده‌ي دمايي 80 تا 1900 درجه کلوين مي‌توانند 220% طول اوليه‌شان کشيده شوند. اين افزاره‌ها مي‌توانند در کاربردهايي از قبيل هوافضا، پزشکي و حتي ربات‌هاي نسل آينده، مورد استفاده قرار گيرند.

ري باوگمن و همکارانش اين ماهيچه‌ها را با تبديل جنگل‌هاي نانولوله چند جداره به آئروژل‌هاي نانولوله‌کربني، ساختند. چگالي اين آئروژل‌ها 1/5mg/cm3 است، که از هوا خيلي سنگين‌تر نيست. اين محققان با ماده‌اي متشکل از يک آرايه از نانولوله هاي کربني عمودي هم راستا معروف به جنگل‌ها(زيرا اين نانولوله‌ها مانند درخت‌ها هم‌رديف هستند)، شروع کردند. اين نانولوله‌هاي کربني هم‌راستا مي‌توانند با سرعت‌هاي بالاي 22 متر در ثانيه به صفحات آئروژل نانولوله‌اي تبديل شوند.

اين افزاره‌ها اگرچه موقعي که به صورت الکتريکي باردار مي‌شود، مي‌توانند مانند لاستيک در جهت پهناي صفحه کشيده شود؛ اما در جهت راستاي نانولوله‌ها از فولاد سخت‌تر هستند. ظاهراً اين افزاره‌ها درجه بي‌نظيري از ناهمسانگردي دارند و در يک جهت رفتار شبه ‌الماسي و در ديگر جهت‌ها رفتار شبه لاستيکي دارند.



  
 
تصویر میکروسکوپ الکترونی یک صفحه‌ی آئروژل نانولوله‌ای.  


اين افزاره‌ها در گستره‌اي از دما که براي ماهيچه‌هاي مصنوعي قبلي دور ازدسترس بود، عمل مي‌کنند و در مقايسه با ماهيچه‌هاي طبيعي، سرعت انبساط و انقباض آنها حدود 1000 برابر بزرگ‌تر است. آنها همچنين مي‌توانند نيرويي توليد کنند که 30 برابر بزرگ‌تر از نيرويي است که بوسيله ماهيچه طبيعي اعمال مي‌شود.

اين خواص جديد بدين معني هستند که اين ماهيچه‌ها ممکن است، به‌‌عنوان محرک در پزشکي و الکترود در پيل‌هاي خورشيدي، ديود‌هاي انتشار دهنده نور و نمايشگرها، استفاده شوند. آنها همچنين ممکن است در پاها و بازوهاي ربات‌هاي نسل آينده بکار گرفته شوند.

اين محققان نتايج خود را در مجله Science منتشر کرده‌اند.

  
 
تصویر SEM از یک صفحه کربن نانو تیوب  
 [FONT=Gill Sans]  electron micrograph of a carbon nanotube sheet (right, viewed parallel to the sheet width direction) being drawn from a nanotube forest (left).   


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

 [HIGHLIGHT=#dbe5f1]توليد نانولوله‌هاي دي‌اکسيد تيتانيوم ناخالص با فعاليت کاتاليزوري بالا  

دي‌اکسيد تيتانيوم يکي از مهم‌ترين اکسيدهاي فلزات واسطه است که مي‌تواند در توليد انرژي‌هاي تجديدپذير و کاربردهاي زيست‌محيطي ديگر مورد استفاده قرار بگيرد. ويژگي‌هاي فيزيکي و شيميايي بسيار جالب، بي‌اثر بودن زيستي، غيرسميت، پايداري در برابر نور و مقرون به صرفه بودن اين ماده موجب شده است که به کانديدايي بسيار جذاب براي کاربردهاي مختلفي همچون فتوکاتاليست‌ها،حسگرهاي گازي، ابزارهاي فتوکروميکي و پيل‌هاي خورشيدي حساس‌شده رنگي تبديل شود.

به طور کلي براي فعاليت فتوکاتاليستي بالا، دارا بودن مساحت سطحي بالا الزامي است. نانولوله‌ها و نانوالياف با دارا بودن مساحت سطحي ويژه بالا در اين زمينه داراي مزيت هستند.



  



در حال حاضر استفاده از دي‌اکسيد تيتانيوم به‌عنوان فتوکاتاليزور توسط شکاف باندي آن و ترکيب شدن مجدد الکترون‌ها و حفره‌هاي تهييج‌شده در آن محدود مي‌شود. دي‌اکسيد تيتانيوم فقط 3 درصد از نور خورشيد را جذب مي‌کند و در نتيجه براي اينکه به‌عنوان يک فتوکاتاليزور موثر عمل نمايد، به نور ماوراي بنفش نياز دارد. بنابراين گسترش فرکانس جذبي اين ماده به نور مرئي و جلوگيري از ترکيب شدن مجدد الکترون و حفره براي به دست آوردن کارايي بالا ضروري است.

هر دوي اين خواص را مي‌توان با افزودن مقدار کمي از يون‌هاي با جرم پايين، همانند نيتروژن و گوگرد، و يا يون‌هاي فلزات واسطه، همچون آهن و کبالت ايجاد کرد. با اين حال بسياري از روش‌هاي ناخالص‌سازي نياز به آنيلينگ دارند که اغلب موجب ايجاد نواقصي در ساختار ماده شده و يا ساختارهاي چندفازي ايجاد مي‌کنند که هر دو به عنوان مراکزي براي ترکيب مجدد الکترون و حفره عمل مي‌کنند. همچنين استفاده از بسياري از اين روش‌ها به فيلم‌هاي نازک با مساحت پايين محدود مي‌شوند (همانند وارد کردن يون‌هاي ناخالصي).

در مطالعه‌اي که اخيراً انجام شده و در مجله Nanotechnology نيز منتشر شده است، محققان روشي منحصر به فرد و موثر براي ناخالص‌سازي ارائه نموده‌اند که در تئوري قابل استفاده در مورد بسياري از نانومواد معدني است.
آنها از باقيمانده‌هاي کاتاليزور آهن که درون نانولوله‌هاي رشد يافته کپسوله شده‌اند، به عنوان منبع آلاينده استفاده کرده‌اند. اين فرايند نياز به آنيلينگ نداشته و امکان انتشار يکنواخت غلظت‌هاي بالا از آهن را در نانولوله‌هاي آناتاز يا روتايل ايجاد مي‌کند.

فعاليت کاتاليزوري اين مواد جديد در تجزيه آب نسبت به دي‌اکسيد تيتانيوم تجاري موجود 100 برابر بيشتر است؛ به لطف کاهش شکاف باندي اين مواد جديد از 23/3 (براي آناتاز) و 02/3 (براي روتايل) به 8/2 الکترون‌ولت، محدوده فرکانس جذبي آنها افزايش يافته و سرعت ترکيب مجدد الکترون-حفره نيز به شدت کاهش يافته است.

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

 [HIGHLIGHT=#f2dcdb]تشخيص خون با نانوالياف الکترونيکي  

نانولوله‌هاي کربني پوشش‌دار «نخ‌هاي هوشمند» که قادر به هدايت جريان الکتريسيته هستند، مي‌توانند به‌صورت پارچه‌هايي نرم و لطيف بافته شوند که توانايي تشخيص خون را نيز دارند.

لباس‌هاي هوشمند معمولاً از الياف فلزي و يا الياف نوري ساخته مي‌شوند و به همين دليل وزن زيادي دارند، شکننده هستند و به‌تدريج دچار خوردگي مي‌شوند.

پروفسورKotovo Nikolas از دانشگاه ميشيگان مي‌گويد:«ما روشي بسيار ساده‌تري را براي توليد لباس‌هاي هوشمند يافتيم که در آن، از ترکيب الياف طبيعي و فناوري‌نانو استفاده مي‌شود.»

براي ساختن اين پارچه‌هاي الکترونيکي يا e-textile، محققان يک نخ به ضخامت 5/1 ميلي‌متر را در يک محلول حاوي نانولوله‌هاي کربني در آب شناور کردند، سپس اين ترکيب را به محلولي از پليمر چسبناک اختصاصي در اتانل منتقل کردند.

پس از چند بار تکرار اين مراحل و خشک کردن آنها، نخ به دست‌آمده توانست تا جريان کافي از يک باطري را براي روشن شدن يک لامپ ديودي منتقل نمايد.

البته تنها تغيير قابل مشاهده در اين نخ‌ها اين است که با عبور جريان برق از آنها، سياه مي‌شوند؛ ولي همچنان انعطاف‌پذيري و نرم باقي مي‌مانند.

به‌منظور بهره‌برداري بيشتر از چنين قابليتي، محققان آنتي‌بادي آنتي‌آلبومين را به محلول نانولوله‌هاي کربني افزودند. آنتي‌آلبومين با آلبومين که يکي از پروتئين‌هاي مهم خون است، واکنش مي‌دهد.

هنگامي که محققان اين نخ‌هاي آميخته با آنتي‌آلبومين را در معرض آلبومين قرار دادند، دريافتند که هدايت الکتريکي اين نخ‌ها به‌طور محسوسي افزايش يافت!

چنين لباس‌هايي که قابليت تشخيص خون را دارند، براي مشاغل حساس و خطرناک، کارايي زيادي دارند. پليس‌هاي حاضر در تصادف، مأموران آتش‌نشاني، و سربازاني که نمي‌توانند علائمي را به مرکز امداد ارسال نمايند، به کمک اين لباس‌هاي هوشمند مي‌توانند اطلاعاتي را به مرکز امداد بفرستند.

Kotovo مي‌گويد:«مفهوم حساسيت الکتريکي در اين لباس‌هاي هوشمند اين است که آنها، به‌دليل انعطاف‌پذيري خوبي که دارند در تهيه‌ي انواع پوشاک ايمني و وسايل مختلف قابل استفاده هستند.» البته اين احتمال نيز وجود دارد که از اين نوع مواد در جمع‌آوري و ذخيره‌ي انرژي به‌منظور توليد نيروي لازم براي ابزار کوچک الکتريکي استفاده شود؛ البته براي رسيدن به چنين هدفي، زمان زيادي لازم است و چالش‌هاي زيادي فراروي محققان قرار دارد.

   

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