تراشه میکروسیالی برای ایجاد قطرات بسیار کوچک


پژوهشگران اهل استونی موفق به ساخت ابزاری برای ایجاد قطرات بسیار کوچک از مواد شیمیایی شدند. آنها برای این کار، تراشه میکروسیالی ساخته و با استفاده از یک لوله و میدان الکتریکی امکان ایجاد قطرات بسیار کوچک را فراهم کردند. این فناوری برای ساخت ادوات آنالیزی قابل حمل بسیار مناسب است.
محققان دانشگاه تالین موفق به ارائه فناوری برای ایجاد میکروقطره شده‌اند که از آن می‌توان برای ساخت ادوات آنالیزی خودکار استفاده کرد. این گروه برای این کار میکروتراشه سیالی ساخته‌اند که قادر است حجم قطره ایجاد شده را کاهش دهد و به کمترین میزان خود برساند. با این فناوری می‌توان فرآیند جهت‌دهی قطرات در ابعاد مختلف را روی تراشه‌های میکروسیالی بهبود داد. تا پیش از این امکان استفاده از هیچ فناوری ساخت قطرات بسیار کوچک برای ادوات همراه وجود نداشته که دلیل آن کوچکی قطرات و وجود پارامترهای مختلف در کنترل این فرآیند بوده است. با این فناوری جدید می‌توان ابزاری به اندازه کف دست ساخت که در ادوات همراه، قطراتی با ابعاد بسیار کوچک ایجاد کند.
ایده ساخت این دستگاه توسط مایکل کالجوراند مطرح شد و فرآیند ساخت آن در دانشکده شیمی تالین انجام شد که هدف از آن ایجاد سیستمی برای برنامه‌ریزی حرکت قطرات مواد شیمیایی مختلف در ابعاد کوچک بود.
کالجوراند می‌گوید: « این فناوری در واقع یک میکروپردازشگر شیمیایی است. این فناوری می‌تواند دوره جدیدی در فناوری اطلاعات ایجاد کند.»
تا پیش از این برای کار با مواد شیمیایی، آنها به‌صورت دستی روی ادوات آنالیزی قرار داده می‌شدند. این روش برای تحقیقات آزمایشگاهی مناسب است اما برای استفاده در صنعت این روش جوابگو نیست. با این فناوری جدید، یک تراشه با استفاده از برنامه‌ای که از قبل به آن داده می‌شود سیالی را از طریق پمپ به یک لوله تزریق می‌کند در نتیجه قطره‌ای با ابعاد دلخواه در نوک لوله تشکیل می‌شود.
برای انتقال قطره از نوک لوله به سطح تراشه از میدان الکتریکی استفاده می‌شود؛ بنابراین، می‌توان با این فناوری ابزاری بسیار کوچک و قابل حمل برای ادوات آنالیزی خودکار ساخت.
این فناوری برای شناسایی آلودگی زیستی در نمونه‌های استخراج شده از خاک ساخته شده‌است اما قابل استفاده در ادوات آنالیزی خودکار مختلف است. برای مثال، می‌توان این فناوری را برای نمونه‌برداری و آنالیز خاک مریخ به کار برد، چرا که برای این کار نیاز به نمونه‌برداری و آنالیز خودکار بدون دخالت انسان است.

نانوفناوری الهام بخش نسل جدید مواد دندان‌سازی

@nanotech1
سایت NBIC- نسل جدید مواد دندان‌سازی که با استفاده از نانوفناوری تهیه می‌شوند، این امکان را فراهم می‌سازند تا دندان‌ها خود را درمان کنند، مینای دندان را دوباره بازسازی ‌کنند و دندان‌‌ها را در مقابل عفونت‌های باکتریایی محافظت ‌کنند.
به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC) اگر دندان شما دچار پوسیدگی است و یا دارای سوراخ می‌باشد از دندان‌پزشک خود بخواهید تا آن را با یک مخلوطی از نانوذرات شامل سیلیکا و زیرکونیا پر کند. این مواد پرکننده سفید که تحت عنوان رزین‌های نانوکامپوزیتی شناخته می‌شوند در مقایسه با مواد فلزی متداول در دندان‌سازی، شباهت بیشتری به دندان‌‌ها دارند و بنابراین خرابی و شکست دندان کمتر اتفاق می‌افتد. این اظهاراتی‌ است که دانشمندان برزیلی در مقاله مروری خود "نانودندان پزشکی" در مجله Trends in Biotechnology ارائه کردند.
نسل جدید مواد دندان سازی که از فناوری نانو استفاده می‌کنند، اهداف زیر را دنبال می‌کنند:
به دندان‌ها کمک می‌کنند تا خود را درمان کنند، مینای دندان را دوباره بازسازی می‌کنند و دندان‌‌ها را در مقابل عفونت‌های باکتریایی محافظت می‌کنند.
دوران عضو گروه تحقیقاتی می‌گوید: «تکامل مواد دندان‌سازی با استفاده از نانوفناوری بسیار چشمگیر و قابل ملاحظه بوده است که نتیجه آن بازار بیلیون دلاری است که شاهد آن می‌باشیم. در حقیقت دندان پزشکی و دندان‌سازی یکی از حوزه‌هایی است که بیشترین سود را از پیشرفت نانوفناوری داشته است.»
از زمان معرفی رزین‌های نانوکامپوزیتی در دهه قبل، مهندسان به دنبال این هستند که دریابند به چه طریق دیگری نانوفناوری می‌تواند به صورت ایمن در دندان پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. چسب‌های ضد میکروبی ساخته شده از نانولوله‌های‌کربنی که می‌توانند نوعی خمیردندان انعطاف‌پذیر ایجاد کنند و یا نقاط کوانتومی ادغام شده با آنتی‌بادی‌های سرطان گزین (آنتی‌بادی‌هایی که به صورت اختصاصی سلول‌های سرطانی را شناسایی و به آنها حمله می‌کنند) که در درون دهان استفاده می‌شوند و در هنگام شناسایی سلول‌های مضر از خود نور ساطع می‌کنند، مثال‌هایی از این نوع محصولات می‌باشند.
آقای جاریم دیگر محقق این گروه می‌گوید: «بازسازی مجدد مینای دندان و عاج دندان با استفاده از نانوفناوری (از طریق نانوحامل‌های مختلف) که یک موضوع کلیدی برای بهبود کیفیت و افزایش طول عمر ترمیم رزین است، در حال حاضر در دست بررسی و تحقیق می‌باشد.»
هدف دیگری که درآینده نزدیک مورد بررسی قرار خواهد گرفت این است که با استفاده از خصوصیت آزادسازی و عملکرد بلند مدت نانوذرات بکار گرفته شده در مواد دندان سازی، از بیماری‌های مربوط به دهان جلوگیری و/یا آنها را کنترل کنند.
اگرچه فناوری‌نانو در بخش دندان‌پزشکی بسیار سریع رشد کرده است، اما ایمنی و هزینه دو مانعی هستند که از ورود نانومواد به بازار جلوگیری می‌کنند. برخی از نانومواد ممکن است برای سلول‌های سالم سمی باشند، بنابراین قبل از اینکه هر نانوماده جدیدی تاییدیه استفاده برای دندان پزشکی و دندان سازی را دریافت کند لازم است تا تست‌ها و آزمون‌های پیش‌بالینی و بالینی برروی آن انجام گیرد. همچنین لازم است تا به بیماران گفته شود که در درمان آنها از مواد در ابعاد نانومتری استفاده خواهد شد و باید درباره هرگونه عوارض جانبی احتمالی به آنها هشدار داد. علاوه بر‌این این فناوری پر هزینه می‌باشد و ممکن است شرکت‌های بیمه این هزینه‌ها را تقبل نکنند.
نویسندگان این مقاله مروری اعتقاد دارند که در چند سال آینده می‌توان بر این مشکلات غلبه کرد و محصولات نانوپزشکی به‌زودی وارد بازار خواهند شد.

ساخت بلندگو با استفاده از نانولوله کربنی

@nanotech1
پژوهشگران با استفاده از نانولوله‌های کربنی موفق به ساخت بلندگویی شدند که با گرم شدن، صدا تولید می‌کند. این بلندگو قادر به تولید صداهایی است که برخی از آنها توسط گوش انسان قابل شنیدن نیست. از این فناوری می‌توان برای یخ‌زدایی شیشه خودرو نیز استفاده کرد.
دو محقق از دانشگاه صنعتی میشیگان در آمریکا، جایزه نمایشگاه SAE را از آن خود کردند. این دو محقق برای ساخت بلندگوهای مبتنی بر نانولوله کربنی و ارائه آن در نمایشگاه و کنفرانس Noise and Vibration به این جایزه دست یافتند.
هر چند این یافته محققان هنوز در مراحل اولیه قرار دارد اما درصورت توسعه این فناوری، کاربردهای متعددی می‌توان برای آن متصور بود. برای مثال، از این فناوری می‌توان برای ساخت بخش یخ‌زدایی بال هلیکوپتر یا فیلامنت‌های یخ‌شکن شیشه خودرو استفاده کرد.
برای ساخت این بلندگو می‌توانید ساختاری را تصور کنید که از یک لایه تفلن و دو میله مسی استفاده شده که یکدیگر را در بر گرفته‌اند. با عبور هوا از میان این دو میله، صدایی ایجاد می‌شود. تکان دادن این ساختار در هوا نیز می‌تواند موجب تشکیل صدا شود.
در این ساختار جدید، محققان از نانولوله کربنی استفاده کرده‌اند. نانولوله‌ها با سرعت بالایی در حدود یکصد هزار بار در هر ثانیه سرد و گرم می‌شوند در حالی که ورق پلاتین با ضخامت 700 نانومتر تنها 16 بار در ثانیه سرد و گرم می‌شود.
گرم و سرد شدن نانولوله‌ها موجب انبساط و انقباط هوای اطراف نانولوله شده و این تغییر وضعیت مولکول‌های هوا، ایجاد موج صدا می‌کند.
بونان از محققان این پروژه می‌گوید: « بلندگوهای معمولی از لوله‌های مارپیچ برای تولید صدا استفاده می‌کنند که فیزیک تولید صدا در آنها کاملا متفاوت از این بلندگوهای نانولوله‌ای است.»
به دلیل این فیزیک متفاوت، نانولوله‌های کربنی می‌توانند صداهایی تولید کنند که برای گوش‌های ما قابل شنیدن نیست. این گروه به دنبال استفاده از این فناوری برای حوزه‌های مختلف هستند.

تراشه میکروسیالی برای ایجاد قطرات بسیار کوچک

کنگره ی بین المللی نانوساختار ها- اسفند 94-کیش @nanotech1

پرارجاع ترین مقاله تاریخ علم چیست ؟
@nanotech1
به گزارش سایت فدراسیون سرآمدان علمی ایران، مقاله ای با عنوان " اندازه گیری پروتئین با معرف فنل فولین" پر ارجاع ترین، مقاله تاریخ است. این مقاله که در سال 1951 توسط از لوری، روسبرا، فار و راندال ،در مجله The Journal Of Biological Chemistry به چاپ رسیده است، تاکنون بیش از 300 هزار بار مورد ارجاع قرار گرفته است.
در سالگرد شروع سیستماتیک ارجاع از سوی مجله Nature صد مقاله پر استناد در مجلات و زمینه‌های مختلف علمی، معرفی شدند، این مقاله ها مجموعاً در 59 مجله و 10 زمینه مختلف علمی منتشر شده‌اند. برخی از آن‌ها برنده جوایز معتبر علمی هستند.

کشف ابر رسانا‌هایی با دمای بالا، تعیین ساختار DNA، مشاهداتی که نشان‌دهنده انبساط در حال افزایش جهان است، همه این کشفیات برنده جایزه نوبل‌ هستند. اما هنوز هیچ کدام در بین 100 مقاله‌ای که بیشترین ارجاعات را دارند نیامده‌اند.

استناد یا ارجاع نشان‌دهنده میزان استفاده از مقالات پیشین، برای اولین بار، 50 سال قبل توسط یوجین گارفیلد با نام Science Citation Index یا SCI منتشر شد. این اولین تلاش سیستماتیک برای پیگیری و استناد در ادبیات علمی بود. به همین منظور در سال 2014، در سالگرد SCI، نیچر 100 مقاله با بیشترین ارجاعات را معرفی کرده است.

برای دریافت فهرست مقالات اینجا را کلیک کنید.

این مقالات در 59 مجله به چاپ رسیده‌اند. بیشترین تعداد مربوط به مجلات j. Biol. Chem ،PRB و Nucleic Acids Res می باشد که به ترتیب با 8، 7، 6 مقاله در صدر جدول قرار دارند. هر سه مجله مورد حمایت فدراسیون سرآمدن علمی ایران هستند. در این میان مجالات Science , Nature نیز به ترتیب با 4و 3 مقاله جز مجلات بالای جدول محسوب می‌شوند.ادامه: http://news.nano.ir/51657/1

تولید لیزر سفید با نانوورق‌های نیمه‌هادی


محققان با استفاده از نانوورق‌های نیمه‌هادی موفق به ساخت لیزری شدند که تمام طیف‌های نور مرئی را ایجاد می‌کند. در واقع محققان لیزری ساختند که نور سفید ایجاد می‌کند. این فناوری می‌تواند برای انتقال اطلاعات و ایجاد روشنایی به کار رود.
هر چند لیزر در سال 1960 ابداع شد و تاکنون در حوزه‌های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته اما یک چیز در این فناوری غیرقابل دسترسی بوده است. تاکنون کسی نتوانسته لیزری با نور سفید تولید کند.
محققان دانشگاه ایالتی آریزونا موفق به حل این پازل شدند. این گروه نشان دادند که لیزرهای نیمه‌هادی می‌توانند تمام طیف نور مرئی را نشر دهند که این امر پیش نیاز تولید لیزر سفید است. این گروه یک نانوورق از جنس مواد نیمه‌هادی تولید کرده‌اند که ضخامتی در حد یکهزارم قطر تار مو دارد. این بخش‌ها قادراند یکی از رنگ‌ها را ایجاد کنند. بنابراین، با استفاده از این نانوورق‌ها می‌توان لیزری با نور مرئی تولید کرد که کاملا نور منتشر شده با استفاده از آن، از قرمز، سبز و آبی و یا هر رنگی در میان این سه رنگ قابل کنترل باشد. اگر هر سه این رنگ‌های اصلی با هم ایجاد شوند، لیزری با رنگ سفید بدست می‌آید.@nanotech1
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده‌است. چون‌ژانگ نینگ از محققان این پروژه و نویسنده اصلی این مقاله است.
این دستاورد موجب می‌شود تا فناوری لیزر یک گام به جلو رفته و به هدف استفاده از آن به جای LEDها نزدیک شود. لیزرها روشنایی بیشتری نسبت به LEDها داشته و مصرف انرژی کمتری دارند و همچنین امکان تولید رنگ‌های دقیق‌تر و زنده‌تری با آنها در نمایشگرها وجود دارد. نینگ و همکارانش در این پروژه نشان دادند که این ساختار می‌تواند بیش از 70 درصد از رنگ‌ها را در نمایشگرهای استاندارد فعلی ایجاد کند.
یکی از کاربردهای مهم این فناوری می‌تواند این باشد که از نور لیزر هم برای ایجاد روشنایی و هم تبادل اطلاعات به صورت همزمان استفاده کرد. فناوری Wi Fi مبتنی بر فناوری امواج رادیویی است. این فناوری در حال توسعه، مبتنی بر مخابرات بدون سیم است که با عنوان Li-Fi شناخته می‌شود و این در حالی است که. Li Fi ،10 برابر سریعتر ازWi Fi است.http://news.nano.ir/51555/1

Hydrogel superglue is 90 percent water
(Nanowerk News) Nature has developed innovative ways to solve a sticky challenge: Mussels and barnacles stubbornly glue themselves to cliff faces, ship hulls, and even the skin of whales. Likewise, tendons and cartilage stick to bone with incredible robustness, giving animals flexibility and agility.
The natural adhesive in all these cases is hydrogel — a sticky mix of water and gummy material that creates a tough and durable bond.
Now engineers at MIT have developed a method to make synthetic, sticky hydrogel that is more than 90 percent water. The hydrogel, which is a transparent, rubber-like material, can adhere to surfaces such as glass, silicon, ceramics, aluminum, and titanium with a toughness comparable to the bond between tendon and cartilage on bone.
@nanotech1

In experiments to demonstrate its robustness, the researchers applied a small square of their hydrogel between two plates of glass, from which they then suspended a 55-pound weight. They also glued the hydrogel to a silicon wafer, which they then smashed with a hammer. While the silicon shattered, its pieces remained stuck in place.
Such durability makes the hydrogel an ideal candidate for protective coatings on underwater surfaces such as boats and submarines. As the hydrogel is biocompatible, it may also be suitable for a range of health-related applications, such as biomedical coatings for catheters and sensors implanted in the body.
“You can imagine new applications with this very robust, adhesive, yet soft material,” says Xuanhe Zhao, the Robert N. Noyce Career Development Associate Professor in MIT’s Department of Mechanical Engineering. For example, Zhao’s group is currently exploring uses for the hydrogel in soft robotics, where the material may serve as synthetic tendon and cartilage, or in flexible joints.
“It’s a pretty tough and adhesive gel that’s mostly water,” Hyunwoo Yuk, a graduate student in mechanical engineering and the lead author of a paper on the work, says. “Basically, it’s tough, bonding water.”
Zhao and his students publish their results today in the journal Nature Materials ("Tough bonding of hydrogels to diverse non-porous surfaces").

Read more: Hydrogel superglue is 90 percent water
http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=41807.php

Nanobodies from camels enable the study of organ growth
(Nanowerk News) Researchers at the Biozentrum of the University of Basel have developed a new technique using nanobodies. Employing the so-called “Morphotrap”, the distribution of the morphogen Dpp, which plays an important role in wing development, could be selectively manipulated and analyzed for the first time in the fruit fly. In the future, this tool may be applied for many further investigations of organ growth. The results of the study have been published in the current issue of Nature ("Dpp spreading is required for medial but not for lateral wing disc growth").
@nanotech1
The two basic processes that control organ development are the regulation of growth and of the spatial pattern. The research group of Prof. Markus Affolter at the Biozentrum, University of Basel, has now developed a method named “Morphotrap” to study wing development in the fruit fly.
Their results demonstrate that the signaling molecule Dpp, a so-called morphogen, influences growth in the center of the wing imaginal disc but not in the peripheral regions. It is the first time that an anti-GFP nanobody has been successfully employed in such an investigation. This tool also holds promise for future studies on organ development.
The new method “Morphotrap”: Nanobodies to study growth
Nanobodies are small antibody fragments derived from camels. They enable the research team of Markus Affolter to manipulate molecules in the living organism. The so-called “Morphotrap” method employs anti-GFP nanobodies. Using these Nanobodies, the functions of GFP-tagged proteins in living organisms can be studied faster and more effectively than by conventional methods.
“These anti-GFP nanobodies inhibit the dispersal of the morphogen Dpp at different locations in the wing. Therefore they allow us to identify the influence of Dpp spreading on wing growth,” explains Stefan Harmansa, the first author of the study.
Morphogen Dpp regulates growth in the middle of the imaginal disc
To determine the influence of the morphogen Decapentaplegic (Dpp) in more detail, the Affolter group examined the wing disc of the fruit fly, called the imaginal disc. This is the precursor tissue of the wing of the adult fly and serves as a model for studies on organ development.
“Our findings demonstrate that the morphogen Dpp only affects growth in the center of the imaginal disc. Growth continues in the periphery even when we fully block Dpp dispersal into this regions,” explains Harmansa. “Now, by employing anti GFP nanobodies, we have been able to show to which extent the morphogen Dpp determines the wing size and consequently we could disprove one of the two predominant theories in this field,” says Harmansa.
The fact that anti GFP-nanobodies can successfully be applied for research in complex living organism is a great achievement. Affolter also plans to apply this technique in future research: “In a next step, we will investigate at what time in development Dpp acts to control central growth. The correlation between the spatial and temporal influence of Dpp will provide new insights into organ growth and may uncover possible causes of organ malformation,” says Affolter.

Read more: Nanobodies from camels enable the study of organ growth

Nanoparticle delivery maximizes drug defense against bioterrorism agent
(Nanowerk News) Scientists from the California NanoSystems Institute at UCLA have developed a nanoparticle delivery system for the antibiotic moxifloxacin that vastly improves the drug’s effectiveness against pneumonic tularemia, a type of pneumonia caused by inhalation of the bacterium Francisella tularensis.
The study, which appears in the journal ACS Nano ("Mesoporous Silica Nanoparticles with pH-Sensitive Nanovalves for Delivery of Moxifloxacin Provide Improved Treatment of Lethal Pneumonic Tularemia"), shows how the nanoparticle system targets the precise cells infected by the bacteria and maximizes the amount of drug delivered to those cells.
Jeffrey Zink, distinguished professor of chemistry and biochemistry and a senior author on the study, developed the mesoporous silica nanoparticles used for drug delivery. Zink and his research team conducted an exhaustive process to find the best particle for the job.
@nanotech1
“The nanoparticles are full of deep empty pores,” Zink said. “We place the particles in drug solution overnight, filling the pores with drug molecules. We then block the pore openings on the nanoparticle’s surface with molecules called nanovalves, sealing the drug inside the nanoparticle.”
When the drug-bearing nanoparticles are injected into the infected animal, in this case a mouse, the drug stays in the nanoparticles until they reach their target: white blood cells called macrophages. Macrophages ingest nanoparticles into compartments that have an acidic environment. The nanovalves, which are designed to open in response to the more acidic surroundings, then release the drug.
“We tested several different particles and nanovalves until we found the ones that would carry the maximum amount of drug and release it at just the right pH value,” Zink said.
The F. tularensis bacterium is highly infectious and has been designated a top-tier bioterrorism agent by the Centers for Disease control, meaning that it is considered to pose a high risk to national security and public health.
“F. tularensis survives and multiplies within macrophages, especially those in the liver, spleen and lung,” said Marcus Horwitz, a distinguished professor of medicine and microbiology, immunology and molecular genetics and the study’s other senior author. “Macrophages readily devour mesoporous silica nanoparticles, making these particles ideal for treating these types of infections.”
Moxifloxacin is a powerful treatment for tularemia, but it has side effects when administered as a free drug in the bloodstream. The UCLA researchers worked to maximize the efficacy of the treatment while reducing side effects.
“When you give a drug freely in the blood, only 1 or 2 percent of it gets to where you want it to go,” Horwitz said. “With this system, the drug is contained inside the nanoparticles until they are inside macrophages, delivering a much larger amount of the drug directly to the site of infection.”
Horwitz added that freely flowing drugs are metabolized and excreted from the moment they are administered, whereas nanoparticles protect drug molecules from metabolism and excretion until after their release in the target cells, making nanotherapeutics potentially very potent.
The study compared the efficacy of freely injected moxifloxacin with that delivered by the controlled-release nanoparticles. In mice given a highly lethal dose of Francisella tularensis, the nanoparticle-delivered moxifloxacin caused few side effects and was more effective at reducing the number of bacteria in the lungs than a dose of freely injected moxifloxacin two to four times greater.
The nanoparticle delivery system has the potential to maximize antibiotic effectiveness and reduce side effects in other infectious diseases including tuberculosis, Q fever and Legionnaires’ disease.

Read more: Nanoparticle delivery maximizes drug defense against bioterrorism agent
http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=41782.php

Hydrogel superglue is 90 percent water

Nanobodies from camels enable the study of organ growth

Read more: Nanobodies from camels enable the study of organ growth

The nano-grip . @nanotech1

The nano-grip This is an SEM image (color enhanced by Photoshop) of high aspect ratio 250nm thick epoxy bristles that have self assembled and trapped a 2.5 micron diameter PS sphere.

Read more: Nano Teddybear, Garden of Eden and other spectacular nanotechnology images

Modern Stonehenge Colorized SEM image of silicon nanopillar formation created by Gallium implantation and DRIE-etching
@nanotech1

یک کتاب انگلیسی2014 با موضوع گرافن

کتاب 2014 با موضوع سمیت نانو

کتاب 2014 با موضوع نانوتکنولوژی در سیستم های امنیتی