SEM image of a work sample on a magnesium oxide surface using FIB. The diameter of the hole measures approximate. 4 µm.
@nanotech1

Tiny spaces have formed inside titanium dioxide nanocrystals, as shown in this SEM image.
@nanotech1

@nanotech1 کانال نانوتکنولوژی

Gold-manganese nanoparticles for targeted diagnostic and imaging. @nanotech1

Gold-manganese nanoparticles for targeted diagnostic and imaging
(Nanowerk Spotlight) Imagine the possibility of non-invasive, non-radiation based Magnetic Resonance Imaging (MRI) in combating cardiac disease. Researchers at the Savannah River National Laboratory (SRNL) are developing a process that would use nanotechnology in a novel, targeted approach that would allow MRIs to be more descriptive and brighter, and to target specific organs.
An MRI is a non-invasive procedure that uses a superconducting magnet to align the hydrogen protons in the body. Magnetic resonance imaging is one of the most powerful imaging and diagnostic techniques used to visualize the internal structure of the body. Contrast agents, or dyes, are used to help provide different signals and improve the captured magnetic image. Of the contrast agents, one can be extremely toxic, while overexposure to another can lead to Parkinson’s disease. A third agent has limitations that can create “black holes” in the image.
By using nanoparticle-based MRI positive contrast agents, you can specifically target different tissues or organs, you can control active component loading, and you can generate bright or hyperintense anatomical view of the tissue.
Researchers at SRNL have discovered a way to use multifunctional metallic gold-manganese nanoparticles to create a unique, targeted positive contrast agent (Journal of Nanoparticle Research, "Manganese–gold nanoparticles as an MRI positive contrast agent in mesenchymal stem cell labeling"). SRNL Senior Scientist, Dr. Simona Hunyadi Murph, first thought of using nanoparticles for cardiac disease applications after learning that people who have survived an infarct exhibit have up to a 15 times higher rate of developing chronic heart failure, arrhythmias and/or sudden death compared to the general population.

Read more: Gold-manganese nanoparticles for targeted diagnostic and imaging
http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=41828.php

Spiders point the way to make better adhesives for high-humidity environments
@nanotech1

Spiders point the way to make better adhesives for high-humidity environments
(Nanowerk Spotlight) Scientists have long been fascinated by spider silk – a unique biopolymer that combines mechanical strength and elasticity to make it one of the toughest materials known. In addition, the silk threads are coated with an adhesive which ranks among the strongest biological glues.
Spiders are one of the most diverse species on the planet. Currently, there are about 45,000 known species of spiders living in a variety of habitats and environments. About 1/6th of these species use webs to catch prey.
The capture silk used in these webs consists of axial fiber coated with glue droplets at regular intervals. The spider glue has a unique property that its adhesion is humidity responsive such that for some species the adhesion keeps on increasing up to 100% relative humidity.
This is unlike synthetic adhesives that fail under humid conditions. From a polymer science perspective, researchers are interested in understanding the principle behind humidity responsive adhesion of spider glue to create adhesives that work in high humidity conditions.
"Adhesion in high humidity environment is a fundamental challenge for synthetic and natural adhesives; yet, some spider species that are active in highly humid environments use glue that is the stickiest in almost 100% humidity conditions," Ali Dhinojwala, H.A. Morton Professor in the Department of Polymer Science at the University of Akron, tells Nanowerk. "We find that the spider glue from five different species, living in diverse habitats, is maximally adhesive at the humidity where the spider hunts for prey. This is intuitive but beautiful to observe in data."
Previously, Dhinojwala's group had worked on understanding the mechanism of spider glue adhesion at a particular humidity ("Ubiquitous distribution of salts and proteins in spider glue enhances spider silk adhesion").
A new paper just published in ACS Nano ("Spiders Tune Glue Viscosity to Maximize Adhesion") discusses the mechanism of humidity responsive adhesion of spider glue.
"We observed that the glue extensibility increased dramatically with an increase in humidity," says Gaurav Amarpuri, a PhD student in Dhinojwala's group and the paper's first author. "We used high speed imaging to quantify the spreading of glue and further used spreading power law to measure the glue viscosity."

Read more: Spiders point the way to make better adhesives for high-humidity environments
http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=41816.php

کانال نانوتکنولوژی: کتاب،مقالات،مطالب و عکس های مرتبط با حوزه های مختلف نانو @nanotech1 شیمی-فیزیک-مواد-پزشکی-مدلسازی

22سمینار شیمی تجزیه ایران- مهلت ارسال چکیده مقاله تا 30 آبان

Nano-Explosions Color-enhanced scanning electron micrograph of an overflowed electrodeposited magnetic nanowire array (CoFeB), where the template has been subsequently completely etched. It’s a reminder that nanoscale research can have unpredicted consequences at a high level.
@nanotech1

Bamboos for Vibration Control Ni-Mn-Ga melt-extracted fibers with an approximate diameter of 100 µm showing a bamboo-type structure (imaged with a backscattered electron detector in an FEG-SEM). Melt-extraction is a unique and novel method to prepare single-crystalline particles for magnetic shape memory composites.
@nanotech1

Nano-Explosions. @nanotech1

Bamboos for Vibration Control. @nanotech1

کاربرد گرافن در آنتن ها: فرصت ها و چالش ها از مایکروویو تا تراهرتز

@nanotech1

استفاده از گرافن برای آنتن‌ها و سایر وسایل الکترومغناطیسی می‌تواند مزایای بسیاری همچون کوچک سازی زیاد ، ادغام یکپارچه با نانوالکترونیک گرافن RF، تنظیم پویای کارآمد و حتی شفافیت و انعطاف پذیری مکانیکی را داشته باشد . اگرچه کارهای تئوریکی و نظری بسیار متفاوتی در این حوزه انجام شده است اما کاربردهای بسیار کمی پیشنهاد شده و در واقعیت مورد ارزیابی قرار گرفته است . در این مقاله در مورد خواص گرافن و کاربردهای تجربی و تئوری آن صحبت خواهیم کرد . سپس در مورد تعدادی از کاربردهای بالقوه آنتن از مایکروویو تا تراهرتزبحث خواهیم کرد و ارزیابی های ضروری در هر کدام را به همراه مزایا، محدودیت ها و مسائل مربوط به آن در کاربردهای واقعی را بیان میکنیم. در این جا خلاصه ای از دستگاه‌های مختلف و توسعه‌های مرتبط با آن که شامل آنتن های گرافنی و آرایه های انعکاسی در مایکروویو و تراهرتز،سوئیچ های پلاسمونیک و متاسطوح همسانگرد و ناهمسانگرد است را فراهم می کنیم .

برگرفته شده از nano-mag.ir

محققان دانشگاه بازل، تکنیک جدیدی را گسترش داده اند که از نانو بادی ها استفاده میکند.با به کارگیری مورفوترپ (Morphotrap )، توزیع مورفوژن DPP که نقش مهمی در توسعه و گسترش بال دارد را می توان به صورت انتخابی دستکاری کرد و برای اولین بار در مگس میوه مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. در آینده این ابزار می تواند برای تحقیقات مختلفی در مورد رشد اندام ها مورد استفاده قرار گیرد . نتایج این تحقیق در شماره اخیر مجله Nature منتشر شده است.

دو فرآیند اصلی که می تواند توسعه و گسترش اندام ها را کنترل کند شامل تنظیم رشد و الگوهای فضایی است . تیم تحقیقاتی پرفسور مارکوس آفولتر (Markus Affolter) در دانشگاه بازل ، هم اکنون روش جدیدی به نام مورفوترپ برای مطالعه ی توسعه و رشد بال در مگس میوه را گسترش داده اند. نتایج آنها نشان می دهد که سیگنالینگ مولکول DPP ، به اصطلاح یک مورفوژن ، رشد در مرکز دیسک خیالی(imaginal disc ) باله را تحت تاثیر قرار می دهد اما تاثیری در نواحی محیطی ندارد . این اولین باری است که از یک نانو بادی ضد GFP برای چنین تحقیقاتی استفاده می شود . این ابزار می تواند برای مطالعه ی رشد ارگان ها در آینده بسیار امیدوار کننده باشد .

برگرفته شده از nano-mag.ir
@nanotech1

استفاده از نانو جاذب مغناطیسی برای حذف فلورید از آب

محققان دانشگاه علوم پزشکی تهران موفق به ساخت آزمایشگاهی نانوجاذب‌هایی شده‌اند که بازده بالایی در حذف فلورید از آب‌های آلوده دارد. مواد اولیه‌ی استفاده شده در ساخت این نانوجاذب کم هزینه و در دسترس است. این نانوجاذب دارای خاصیت مغناطیسی بوده و به راحتی از محلول جداسازی می‌شود. این نانوجاذب مغناطیسی قابلیت استفاده‌ی مجدد بسیار خوبی دارد.
@nanotech1
حضور مقادیر بالای فلورید در منابع آبی به خصوص آب آشامیدنی، خطرات بهداشتی زیادی را به دنبال دارد. یکی از روش‌های مؤثر و کم هزینه جهت حذف غلظت‌های بالای این ماده از آب، جذب سطحی است که همواره مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.
دکتر روشنک رضایی کلانتری، با اشاره به این موضوع که کیتوسان به عنوان یک ماده‌ی جاذب ارزان قیمت و بی ضرر برای انسان، از پتانسل جذب عالی برای حذف آلاینده‌ها برخوردار است، عنوان کرد: «در این مطالعه از کیتوسان به عنوان ماده‌ی جاذب جهت حذف فلورید از محیط‌های آبی استفاده شد. اما از آنجایی که جداسازی این جاذب از محلول مشکل و هزینه بر است، به منظور رفع این مشکل، از طریق نانوذرات اکسید آهن، خاصیت مغناطیسی به بافت آن القا گردید. با کمک این روش، کامپوزیت مغناطیسی سنتز شده در زمان بسیار کوتاهی در حضور یک میدان مغناطیسی، از فاز محلول جداسازی می‌شود.»
نتایج نشان داده که کامپوزیت سنتز شده به دلیل جداسازی ساده و سریع، کارایی بالا و عدم تولید آلودگی ثانویه در محلول، می‌تواند به عنوان یک جاذب مؤثر برای تصفیه آب‌های آلوده به فلورید مورد توجه قرار گیرد. این کامپوزیت حتی بعد از 5 بار استفاده، قابلیت کاربرد مجدد را دارد و به راحتی و تنها توسط یک محلول اسیدی احیاء می‌شود. لازم به ذکر است که کیتوسان مورد استفاده در ساخت این جاذب از زائده‌های پوست میگو استخراج شده است.
به طور کلی می‌توان گفت که کاهش آلودگی آب‌های سطحی و یا آب‌های آشامیدنی، کاهش هزینه‌های ناشی از خرید مواد اولیه و افزایش سرعت جداسازی جاذب‌ها و آلاینده‌های جذب شده از فاز مایع، از مهم‌ترین دستاوردهای این طرح هستند.
به گفته‌ی رضایی کلانتری، کامپوزیت سنتز شده، علاوه بر استفاده به عنوان جاذب، به دلیل حضور نانوذرات مغناطیسی در ساختار خود، می‌تواند به عنوان یک کاتالیست هتروژن در فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (نظیر فنتون و فتوفنتون) برای تصفیه‌ی آب‌های آلوده، فاضلاب‌های صنعتی و یا تجزیه‌ی ترکیبات آلی پیچیده مورد استفاده قرار گیرد.
این محقق روند ساخت و بررسی عملکرد جاذب کامپوزیتی را اینگونه شرح داد: «در این کار، ابتدا کیتوسان از پوست میگو حاصل از زائدات صنایع دریایی جنوب کشور استخراج و تهیه شد. سپس به روش هم ترسیبی شیمیایی و با کمک نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت) مغناطیسی شد. ویژگی‌های ساختاری، سطحی و فیزیکی وشیمیایی کامپوزیت با استفاده از روش‌های مربوطه از جمله TEM، SEM، VSM، BET، XRD و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن کامپوزیت تهیه شده به عنوان یک جاذب برای حذف فلورید از محیط‌های آبی و با بررسی تأثیر پارامترهایی از قبیل pH محلول، دما، زمان تماس، غلظت اولیه فلورید و مقدار جاذب، مورد ارزیابی قرار گرفت و آن شرایط آزمایشگاهی برای جذب مؤثر فلورید بهینه سازی شد. در نهایت فرایند جذب فلورید با استفاده از کیتوسان مغناطیسی شده با استفاده از معادلات سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک مدل سازی شد.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر روشنک رضایی کلانتری- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران- مهندس اعظم کرامتی- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط دانشگاه تهران- و همکارانشان است. نتایج این طرح در مجله‌ی RSC Advances (جلد 5، شماره 89، سال 2015، صفحات 73279 تا 73289) به چاپ رسیده است.

@nanotech1

ماده ی تشکیل دهنده ی مشترک در کرم های ضد آفتاب می تواند یک پوشش ضد باکتری موثر برای ایمپلنت های پزشکی مانند ضربان ساز و مفاصل جایگزین باشد .محققان دانشگاه میشیگان دریافته اند که پوششی ازنانوهرم های اکسید روی می تواند رشد استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین (MRSA) را مختل کند . این پوشش همچنین قادر است فیلم موجود بر روی مواد را تا 95 درصد کاهش دهد. هرساله نزدیک به 1 میلیون دستگاه پزشکی کاشته شده توسط MRSA و سایر گونه های باکتریایی دچار عفونت می شوند . دکتر اسکات VanEpps می گوید:" درمان اینگونه عفونت ها بسیار دشوار است ".
@nanotech1
درمان این عفونت ها شامل یک دوره ی مصرف طولانی مدت از آنتی بیوتیک هاست که می تواند منجر به مقاومت آنتی بیوتیکی شود و عوارض جانبی سمی نیز در پی داشته باشد . در اینگونه موارد می توان توسط جراحی ایمپلنت را جایگزین کرد که اینکار نیز برای دستگاههایی مانند دریچه های قلبی و مفاصل مصنوعی بسیار گسترده و دشوار است .بنابراین پزشکان ترجیح می دهند از بروز عفونت در مراحل اولیه جلوگیری کنند . یک گزینه مناسب ،پوشش دستگاهها با چیزهایی است که بتواند از رشد باکتری ها بر روی آن جلوگیری کند . نتایج جدید در مجله نانو پزشکی (Nanomedicine) منتشر شده است ( " سوسپانسیون نانو ذرات اکسید روی و پوشش لایه به لایه می تواند از رشد باکتری جلوگیری کند").

اگر نانوذرات دارای شکلی شبیه هرم با پایه های شش گوش باشند ، می توانند در جلوگیری از فعالیت آنزیمی به نام بتا گالاکتوزیداز برای شکستن لاکتوز به گلوکز و گالاکتوز که سوخت اصلی باکتریهاست، موثر ومفید باشند . شکل به کار رفته برای آنزیم و نانو ذرات بسیار مهم است . آنزیم برای اینکه بتواند لاکتوز را به قندهای کوچکتر تبدیل کند باید قادر به پیچ وتاب باشد . دو اسید آمینه اصلی و یا بلوک های ساختمانی پروتئین، در مقابل یکدیگر در سراسر یک شیار در آنزیم قرار میگیرند. لاکتوز در داخل شیار قرار می گیرد و اسید آمینه نیز به یکدیگر نزدیک می شوند تا شکسته شدن لاکتوز را کاتالیز نمایند . محققان معتقدند باید تحقیقات بیشتری در این زمینه انجام شود .تیم تحقیقاتی پیشنهاد می کند که بخشی از نانوذرات خود را در داخل شیار قرار می دهد . با گرفتگی تنها یکی از چهار شیار، نانو ذرات می توانند کل آنزیم را از کار بیندازند. برای درک مفهوم یک پوشش ضد باکتری، گروه کوتوف برخی از دندانه ها را با نانوهرم ها پوشاندند ، سپس گروه VanEpps آنها را در داخل موادی قرار دادند که به باکتریها اجازه رشد می دهد . آنها چهار نوع باکتری را بر روی دندانه های پوشش داده شده و بدون پوشش ارزیابی کردند . بعد از 24 ساعت رشد، تعداد سلول های استافیلوکوکی زنده که از دندانه های پوشش داده شده بازیابی شده بودند،95 درصد کمتر از دندانه های بدون پوشش بود. دکتر VanEpps در این باره می گوید : " در حالیکه پوشش کاملا نمی تواند تمامی سلولهای استافیلوکوکی را از بین ببرد اما همین مقدار نیز می تواند موفقیت بزرگی باشد . "

گونه هایی همچون MRSA به طور خاص نسبت به نانوذرات اسیب پذیر هستند زیرا دیواره های سلولی آنها ماتریسی از پروتئین و قند است . اگر نانو هرم ها به درستی کار کنند ، اینگونه پوشش ها نمی تواند مشکلی برای سلولهای انسانی داشته باشد . البته موانع بسیاری در مورد پوشش های نانوذرات و استفاده بالینی در بیماران وجود دارد . محققان باید در مورد تاثیر این پوشش ها بر روی سلولهای انسانی اطلاعات کافی داشته باشند . دکتر کوتوف معتقد است که فعالیت های ضد باکتری قوی در برابر MRSA و دیگر عوامل بیماری زا بسیار جالب و شگفت انگیز است اما باید مکانیسم عملکرد این مواد ضد باکتری بر روی انسان نیز مورد بررسی قرار گیرد.
@nanotech1