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

کاربرد گرافن در آنتن ها @nanotech1

نانوبادی های شتر مطالعه ی رشد اندام ها را قادر می سازد
@nanotech1

استفاده از نانو جاذب مغناطیسی برای حذف فلورید از آب
@nanotech1

نانو ذرات تشکیل دهنده ی کرم‌های ضد آفتاب ممکن است از عفونت ایمپلنت‌های پزشکی جلوگیری کند
@nanotech1

بهبود خواص بتن با استفاده از نانولوله های کربنی

چکیده :بتن مخلوطی است که در تنش ضعیف و در فشردگی بسیار قوی است . برنامه های تجربی گذشته نشان می دهد که نانو لوله های کربنی می تواند خواص بتن را به طور قابل توجهی بهبود ببخشد . بنابراین هدف این مقاله مروری بر داده های تجربی گذشته در مورد تغییر خواص بتن در حضور نانو لوله های کربنی است . به عنوان یک راه حل،نانو لوله های کربنی که شامل ورقه های متعدد گرافیت به شکل استوانه ای است برای این کار مورد استفاده قرار گرفت . به خاطر نیروهای وان در والس قوی و نیروهای الکترواستاتیک ، این نانو لوله ها تمایل به تجمع دارند . بنابراین، تکنیک پراکندگی اولتراسونیک برای متفرق کردن آنها به صورت یکنواخت اتخاذ شده است . آزمایش های فشاری، خمشی و کششی در برنامه های تجربی گذشته انجام شده است . ادامه: http://nano-mag.ir/post/%D8%A8%D9%87%D8%A8%D9%88%D8%AF-%D8%AE%D9%88%D8%A7%D8%B5-%D8%A8%D8%AA%D9%86-%D8%A8%D8%A7-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B2-%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%84%D9%88%D9%84%D9%87-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%DA%A9%D8%B1%D8%A8%D9%86%DB%8C

در ژوئن 2013، محققان دانشگاه MIT ،هدف خود برای گسترش و توسعه ی سلولهای خورشیدی جدید ایجاد شده توسط گرافن و دی سولفید مولیبدن، که نازک، سبک و کارآمد است را اعلام کردند . در آگوست سال 2014 ، محققان همان دانشگاه یک الکترود شفاف و انعطاف پذیر مبتنی بر گرافن را برای سلولهای خورشیدی پلیمر گرافن توسعه دادند . به گزارش آنها ، این الکترود بسیار کارآمدتر از سایر الکترودهاست . در دسامبر سال 2013 ،محققان سنگاپوری دریافتند که زمانی که چهار ورقه ی گرافنی روی هم انباشته شود می تواند از سلولهای خورشیدی ITO عملکرد بهتری داشته باشد . در مارس سال 2014 نیز محققان دانشگاه سینسیناتی کشف کردند که اضافه کردن حتی مقدار کمی از دانه های گرافن به یک سلول خورشیدی پلیمری می تواند عملکرد سلول را تا سه برابر نوع متعارف غیر گرافنی بهبود بخشد.@nanotech شرکت 2-DTech انگلیسی نیز که سازنده ی مواد دو بعدی است اعلام کرده است که به کمک شرکت تولید سلولهای خورشدید استرالیایی ، سلولهای فوتو ولتائیک حساس به رنگ حالت جامد بهبود یافته با گرافن را توسعه داده اند . چنین سلولهایی بسیار ازران قیمت هستند و مزایای زیادی دارند . در آوریل سال 2015 محققات دانشگاه Guangzhou در چین موفق به بهبود ظرفیت خازنی ابر خازن نزدیک به 1000 برابر در مقایسه با روکش و یا چروکیده ابر خازن مبتنی بر فیلم گرافن CVD شدند . برای اینکار، محققان شفافیت را با مستقل بودن و انعطاف پذیر بودن کاغذهای گرافنی ترکیب و ادغام کردند .این ابر خازنها حتی 10 برابر بیشتر از سایر ابر خازنهای ساخته شده با کربن خالص ظرفیت داشته و بهتر است.ادامه: http://nano-mag.ir/post/%D9%BE%D9%86%D9%84%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C-%DA%AF%D8%B1%D8%A7%D9%81%D9%86%DB%8C

چالش ها و ورشها برای توصیف نانو پزشکی:بنیاد علوم اروپا ، نانو پزشکی را به عنوان علم و فناوری تشخیص ،درمان و پیشگیری از بیماریها ،کمتر کردن درد،نگهداری و بهبود سلامت انسان با استفاده از ابزار ها و دانش مولکولی از بدن انسان تعریف میکند . در مقابل رشته ی پزشکی سنتی ، نانو پزشکی تلاش خود را بر روی تحقیق و توسعه در مقیاس نانو متمرکز کرده است . کاربرد فناوری نانو در پزشکی درهایی را برای گزینه های درمانی و تشخیصی بهبود یافته در بیماریهای بیولوژیکی باز کرده است .توانایی خاص و منحصر به فرد آن باعث شده است تا بتواند از طریق غشاهای بیولوژیکی مختلفی که شامل سطح مولکولی ، سلولی و ارگانی است نفوذ کند . این ویژگی مطلوب نانو ذرات برای محققان جالب است و آنها را تشویق میکند تا با استفاده از روشها و راههای جدید در درمان و تشخیص بیماریهایی همچون سرطان گام بردارند .کاربرد فناوری نانو در پزشکی هنوز در مراحل ابتدایی خود قرار دارد و می توان از آن در داروها ، پوشش های پلیمری و تصویر برداری پیش بالینی مختلفی استفاده کرد .

ایمنی و کیفیت نانو پزشکی :

علی رغم وجود آینده ای امیدوار کننده ، هنوز نگرانی های زیادی در مورد ایمنی و کیفیت نانو پزشکی وجود دارد . خاصیت منحصر به فرد نانو ذرات همچون نسبت سطح به حجم بالا ، واکنش پذیری و اندازه ی میکروسکوپی نگرانی هایی را در مورد امنیت این ذرات ایجاد کرده است .

اگر این ذرات آنقدر کوچک هستند که بتوانند از سدهایی به اندازه ی 100 نانو متر عبور کنند ، چه تضمینی وجود دارد که از سایتها و مکانهای تعیین شده عبور نکرده و وارد سلولهای دیگر نشوند ؟؟
خواص سمی نانو ذرات در بدن انسان چیست و چگونه می توان از جذب امن و دقیق ، متابولیسم توزیع و دفع مطمئن بود ؟؟
آیا تجمع نانو ذرات در بدن می تواند تهدیدی بزرگتر از بیماری باشد که نانو پزشکی قصد درمان آن را دارد ؟

بدون تحقیقات اولیه و مقدماتی برای اطمینان از امنیت یک محصول ، پیشرفت های نانو پزشکی همچنان بحث بر انگیز خواهد بود . در حالیکه اداره ی غذا و داروی ایالت متحده آمریکا دستور العمل های مشخص و نیاز مندی هایی برای توصیف نانو پزشکی و یا محصولات آن ارائه نکرده است ،اما سازمانهای بین المللی تحقیقاتی در مورد این رشته داشته اند .

حصول اطمینان از خواص نانو پزشکی :

آزمایشگاه خواص نانو پزشکی در اروپا (EU-NCL) با کمک 8 کشور اتحادیه اروپا شروع به تحقیق در مورد امنیت حوزه ی نانو پزشکی کرده اند .در تلاش برای وارد کردن امن و مفید نانو پزشکی در کلینیک ها و بازار ، EU-NCL به کمک سایر پژوهشگران در نظر دارد راهکارهایی برای استفاده امن از این حوزه ارائه دهد .

از طریق آزمایشهای فیزیکی ، شیمیایی ، in vivo و in vitro این موسسه به محققان اجازه میدهد درک صحیحی از توزیع زیستی ،متابولیسم ،فارماکوکنتیک ، پروفایلهای امنیتی و اثرات ایمونولوژیکی از محصولات نانو پزشکی داشته باشند . شرکت BRUKER یکی از شرکتهای پیشرو در تولید ابزارهای دقیق تحلیلی در جهان ، در توصیف نانو پزشکی پیشگام بوده است . این شرکت روشهای مختلفی در کوتاه کردن زمان ارسال محصولات نانو پزشکی به بازار ارائه کرده است . این اکتشافات در حوزه های مختلفی همچون تحقیقات سرطان ، کشف و توسعه دارو ،تصویر برداری عصبی آناتومی کاربردی ،ارتوپدی ، تصویر برداری قلبی و مدلهای سکته به کار رفته است . سیستم in vivo ی Xtreme شرکت بروکر (Bruker) به کاربران ترکیبی از حساسیت ، سرعت و انعطاف پذیری در تصویر برداری مولکولی را پیشنهاد میکند. این سیستم میتواند برای ردیابی و اعتبار یک یا چند حالتی نانوذرات در حوزه هایی همچون کشف دارو مورد استفاده قرار گیرد .

فناوری نانو به خصوص در نانو پزشکی ، امید جدیدی در دانشمندان ومحققان ایجاد کرده است .فرآیند توصیف نانو پزشکی یکی از قسمتهای مهمی است که درمانهای جدیدی برای بیماران فراهم میکند. البته بدون تحقیقات درست ومنطقی ، عوارض جانبی غیر قابل باوری در بیمار ایجاد خواهد شد که بسیار دردآور است . کمبود دانش در مورد اینکه چگونه نانوذرات می توانند با مسیرها و فرآیندها ی بیولوژیکی تداخل داشته باشند ، یکی از حوزه های امنیت نانو پزشکی است که باید مطالعات بیشتری در مورد آن انجام گیرد . موسسه ی ملی سلامت ایالت متحده (NIH) این مسائل امنیتی را که شامل گذرگاههای ذرات ، طول زمانی که نانو ذرات در بدن باقی می مانند ،تاثر نانو ذرات برعملکرد سلولها و بافتها و واکنشهای ناخواسته است را ارزیابی کرده است .

نتیجه :

با پیشرفت فناوری نانو در سراسر جهان ، ویژگی ها و خواص آن بخش مهمی از فرآیندهای توسعه ای خواهد بود . بنابراین شرکت ها و دانشمندان سراسر جهان باید با یکدیگر متحد شوند تا دانش خود را در این حوزه افزایش دهند . دانشمندان و و محققان باید پلی باشند تا خلا موجود در این فرآیند را پوشش دهند.
@nanotech1

انتظار می رود جمعیت جهان در سال 2050 به بیش از 9 میلیارد نفر برسد. دانشمندان نیز به دنبال راهها و روشهایی هستند که بتوانند به تقاضای غذا در این سالها بدون افزایش فشار بر منابع طبیعی ، مانند آب و انرژی، پاسخ دهند .دکتر رامش رالیا (Ramesh Raliya) به همراه همکارانش در دانشگاه واشینگتون این موضوع را با استفاده از نانو ذرات مورد مطالعه قرار داده اند . این تیم دریافت کرد که با استفاده از نانو ذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم ، گیاه گوجه فرنگی می تواند نور و مواد معدنی بهتری جذب کند و میوه ی آن نیز محتوای آنتی اکسیدانی بیشتری خواهد داشت. زمانی که یک گیاه رشد می کند، از دانه های خاک برای بدست آوردن مواد مغذی بهره می‌برد . مواد مغذی که آن نیاز دارد به شکلی نیست که گیاه بتواند به طور مستقیم از آن استفاده کند بنابراین آنزیمی ترشح می کند که می تواند با دانه های خاک واکنش دهد و میکروبهای باکتریایی را برای تبدیل مواد مغذی به شکلی که گیاه نیاز دارد تحریک نماید . این تیم سعی کرده اند این مسیر را با استفاده از نانوذرات بهبود ببخشند.
@nanotech1
روی ،یک ماده مغذی ضروری برای گیاهان است و می تواند به سایر آنزیم ها کمک کند تا کار خود را به درستی انجام دهند . این ماده یکی از مواد موجود در کودهای معمولی است . تیتانیوم مواد مغذی مورد نیاز و ضروری برای گیاه نیست اما می تواند جذب نور را توسط افزایش محتوای کلروفیلی در برگ ها افزایش داده و فتوسنتز را نیز ترویج وگسترش دهد.این تیم از یک اسپری بسیار ریز استفاده کردند. این اسپری نیز از تکنیک آئروسولیزاسیون بدیع برای قرار دادن مستقیم نانو ذرات بر روی برگهای گیاه استفاده می کند. در این حالت جذب مواد بسیار بیشتر خواهد بود.دکتر رالیا می گوید: " ما دریافتیم که تکنیک آئروسل منجر به جذب بیشتر مواد مغذی توسط گیاه می شود.ادامه:

http://nano-mag.ir/post/Using%20nanoparticles%20to%20boost%20the%20nutrient%20content

پنل‌های خورشیدی گرافنی:
@nanotech1

چالش ها و ورشها برای توصیف نانو پزشکی
@nanotech1

استفاده از نانوذرات برای افزایش محتوای مواد مغذی و رشد گیاه گوجه فرنگی
@nanotech1

ژل خودترمیم‌شونده رسانا با استحکام مکانیکی بالا
@nanotech1
محققان با استفاده از ابرمولکول‌ها موفق به ساخت ژل جدیدی با خاصیت خودترمیم شوندگی شدند. این ژل علاوه براین، دارای رسانایی بالایی بوده و از استحکام مکانیکی قابل توجهی برخوردار است.
مواد خودترمیم شونده‌ای که تاکنون ساخته شده حاوی مقادیر زیادی از پرکننده‌های رسانای معدنی است که برای انجام عمل خودترمیم شوندگی باید این ژل‌ها در معرض معرف‌ها یا عوامل خارجی نظیر نور، حرارت و pH باشد.
اخیرا انواع مختلف ژل‌های ابرمولکولی با خاصیت خود‌ترمیم ‌شوندگی ساخته شده‌اند. با این حال، این مواد به ندرت مورد توجه صنعت قرار گرفته و به صورت عملی و تجاری مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. دلیل این امر، استحکام مکانیکی پایین آنها و هدایت اندک این ترکیبات است. اخیرا هیدروژل‌های رسانای مبتنی بر نانوساختار تولید شده‌اند که گزینه مناسبی برای ایجاد شبکه هیدروژل رسانا است.
اخیرا پژوهشگران دانشگاه تگزاس با همکاری محققانی از دانشگاه ایالتی تگزاس موفق به ساخت ژل جدیدی شده‌اند که در آن از مواد پلیمری رسانا و ابرمولکول‌های لیگند-فلز استفاده شده است. این ژل جدید خواص جالب توجهی داشته به طوری که هم خواص رایج پلیمرها را داراست و هم در دمای اتاق خاصیت خودترمیم شوندگی دارد بدون این که نیاز به محرک خارجی داشته باشد.
مهمترین نتیجه این پروژه، توسعه سوپرژلی است که دارای هدایت الکتریکی بالایی بوده و از استحکام مکانیکی قابل توجهی برخوردار است.گویهو یو از محققان این پروژه می‌گوید: « به دلیل خواص قابل توجه این ماده، این ژل می‌تواند برای خودترمیم شوندگی در حوزه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال، این ژل می‌تواند برای ساخت پوست مصنوعی، ادوات الکترونیک قابل چاپ و ادوات پزشکی بادوام مورد استفاده قرار گیرد.»
این گروه تحقیقاتی این فیلم نازک را روی یک سطح انعطاف‌پذیر اعمال کردند تا خواص الکتریکی-خودترمیم شوندگی آن را مورد بررسی قرار دهند. نتایج نشان داد که این سیستم از هدایت بالایی برخوردار بوده و می‌تواند در صورت خراشیده شدن به خوبی خود را ترمیم کند.
این گروه در این پروژه نشان دادند که استفاده از ابرمولکول‌ها می‌تواند برای ایجاد خاصیت خودترمیم شوندگی بدون اعمال محرک خارجی مورد استفاده قرار گیرد.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "A Conductive Self-Healing Hybrid Gel Enabled by Metal-Ligand Supramolecule and Nanostructured Conductive Polymer" در نشریه Nano Letters منتشر شده است.@nanotech1

زنجان: بررسی چگونگی برهمکنش نانوذرات با غشای سلول در ورود به سلول‌ها
@nanotech1

پژوهشگران دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه‌ی زنجان در طرحی تحقیقاتی به بررسی برهمکنش نانوذرات با غشای سلول‌ها پرداخته‌اند. نتایج این تحقیقات از نظر درک نحوه‌ی عملکرد نانوداروها بر سلول‌های هدف و افزایش اثرات درمانی حائز اهمیت خواهد بود.
در صنایع داروسازی و پزشکی، درک سیستم ایمنی بدن و چگونگی جذب دارو در سلول‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. همین مسأله تلاش بسیاری از محققین را در درک بیشتر برهمکنش ذرات با غشای سلول برانگیخته است. این امر به خصوص در زمینه‌ی تشخیص و تمیز دادن سلول‌های سالم از ناسالم، مثل سلول‌های سرطانی، اهمیت بیشتری دارد. در این کار برهمکنش نانوذرات استوانه‌ای با غشای سلول مورد بررسی قرار گرفته است.
به گفته‌ی دکتر سید محمود هاشمی، غشای سلول در ورود ذرات به سلول کاملاً کنترل شده عمل می‌کند و اجازه‌ی ورود هر ذره‌ای را به درون سلول نمی‌دهد. این کار از طریق زائده‌هایی روی ذره و حسگرهایی روی غشای سلول، که به آن‌ها ساختارهای لیگاند-گیرنده گفته می‌شود، انجام می‌گیرد.
وی در ادامه افزود: «فاصله‌ی لیگاند‌ها از یکدیگر از مرتبه‌ی نانومتر است. در صورتیکه لیگاند‌ها بتوانند برهمکنش مناسبی با گیرنده‌های غشای سلول پیدا کنند، باعث چسبیدن غشای سلول به ذره شده و در نهایت ذره وارد سلول می‌شود. البته در این پدیده، اسکلت زیر غشای سلول (سایتوسکلتون) نیز نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند.»
نتایج این طرح، برهمکنش نانوذرات استوانه‌ای و سلول را به صورت یک نمودار فاز نشان می‌دهد. این نمودار، شرایط دربرگیری ذره از قبیل عدم دربرگیری، دربرگیری جزئی و دربرگیری کامل ذره را بر حسب چسبندگی غشا-سایتوسکلتون و غشا-ذره نشان می‌دهد. به طور کلی طبق این نمودار فاز، حداکثر زاویه‌ی دربرگیری جزئی ذره مستقل از چسبندگی غشا-ذره بوده و فقط تابع چسبندگی غشا-سایتوسکتون است.
هاشمی معتقد است به کمک این نمودار می‌توان روشی غیرمستقیم برای بررسی چگونگی برهمکنش سایتوسکلتون با غشای سلول را پیشنهاد کرده و چگونگی عبور ذره از غشا سلول را دسته‌بندی نمود. بدین ترتیب با درک ساز وکار برهمکنش لیگاندها، با گیرنده‌های غشای سلولی به کمک نمودار ارائه شده می‌توان گام مؤثری در پژوهش‌های پزشکی در زمینه‌ی کارکرد سیستم ایمنی بدن برداشت.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سید محمود هاشمی- دانش‌آموخته‌ی فیزیک دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، دکتر فرشید محمدرفیعی- عضو هیأت علمی این دانشگاه و دکتر پی‌یر سانس از انستیتوی کوری پاریس است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of The Royal Society Interface (جلد 11، شماره 100، سال 2014، صفحات 1 تا 8) به چاپ رسیده است.

تشخیص هپاتیت B و ناباروری مردان با استفاده از نانو مواد
@nanotech1

سایت NBIC-اخیرا پژوهشگران کانادایی ابزار کاغذی آنالیزکننده‌ی DNA ابداع کردند که قادر به تشخیص سریع و ارزان بیماری‌هایی همچون هپاتیت B و ناباروری در مردان می‌باشد. این نانوابزار قادر است با هزینه کم و با سرعت بالا برخی بیماری‌ها را شناسایی کند.
به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC) اگرچه آنالیز DNA یک ابزار با ارزش در پزشکی قانونی، ژنتیک و تشخیص بیماری‌ها می‌باشد، اما انجام چنین آنالیزهایی نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی گران‌قیمت می‌باشد. این موضوع باعث شده تا فرایند آنالیز DNA برای بسیاری از مردم بخصوص افرادی که در مناطق محروم زندگی می‌کنند در دسترس نباشد. برای برطرف کردن این مشکل، محققان دانشگاه تورنتو و مک‌گیل از نانو موادی استفاده کردند که با هزینه بسیار کم و بدون نیاز به امکانات خاص، با فناوری بالا می‌توان مواد ژنتیکی را مورد بررسی قرار داد. پژوهشگران امیدوارند که با استفاده از این روش جدید که نتایج آن در مجله‌ی American Chemical Society چاپ شده است، قادر به تشخیص بیماری‌ها بخصوص در مناطق محروم شود.
این محققان یک تست تشخیصی کاغذی ( paper-based) ابداع کردند که مواد بکاررفته در آن کمتر از یک دلار آمریکا به ازای هر ابزار هزینه دارد. با استفاده از این ابزارها محققان این پروژه موفق شدند تا تنها بعد از 10 دقیقه از شروع تست، ویروس هپاتیت B را در خون شناسایی و تشخیص دهند. لازم به ذکر است که این روش تشخیصی قادر است ویروس‌ها را در غلظت‌های بسیار پایین شناسایی کند و از این رو می‌توان از گسترش بیماری جلوگیری کرد. علاوه براین، این ابزار قادر به تعیین صحت و سلامت DNA اسپرم با دقتی مشابه با روش‌های بالینی متداول می‌باشد.
همچنین در ماه گذشته دانشمندان روسی موفق به ساخت حسگری شدند که توانایی شناسایی سلول‌های سرطانی و تشخیص بیماری‌هایی همچون هپاتیت‌ها، ایدز و تبخال را دارا می‌باشند. اگرچه درحال حاضر تست‌های بالینی درحال انجام می‌باشند پژوهشگران امیدوارند که به زودی این امکان فراهم شود تا این حسگرها در تلفن‌های هوشمند نصب شوند و تغییرات بدن افراد را بررسی کنند.
براساس آمارهای سازمان بهداشت جهانی (WHO)، تقریباً 240 میلیون نفر در جهان با ویروس هپاتیت B آلوده می‌باشند. هپاتیت B یک عفونت ویروسی است که به کبد حمله می‌کند و باعث بیماری‌های مزمن و حاد می‌شود. این ویروس از طریق تماس خون یا دیگر مایعات بدن فرد آلوده به دیگر افراد سرایت می‌کند و عامل سرطان کبد می‌باشد. براساس گزارشات WHO بیش از 780 هزار نفر هر ساله در جهان بر اثر هپاتیت B جان خود را از دست می‌دهند.@nanotech1

تولید آزمایشگاهی نانوکامپوزیت‌های بسته‌بندی خوراکی با همکاری دانشگاه تهران و شرکتی داخلی
@nanotech1

پژوهشگران دانشگاه تهران در طرحی مشترک با شرکت تعاونی دانش بنیان نانونوین پلیمر در حال بررسی امکان تولید بیوفیلم‌های نانوکامپوزیتی رنگی هستند که خوراکی و زیست تخریب پذیر باشند. در صورت تکمیل مطالعات و دستیابی به تولید انبوه، از نتایج این طرح می‌توان در صنایع تولید بسته‌بندی خوراکی، به ویژه فرآورده‌های گوشتی و یا مواد بسته‌بندی‌ زیست تخریب پذیر و همچنین ظروف یکبار مصرف استفاده کرد.
امروزه همزمان با افزایش شیوع بیماری‌های خاص در جهان، نگرانی مردم نسبت به مواد غذایی، ظروف و بسته‌بندی این مواد افزایش یافته است. بنابراین صنایع مرتبط با مواد غذایی، برای پاسخ به این نیاز عمومی به رویکردهای جدیدی مانند استفاده از محصولات گیاهی تمایل یافته‌اند. ایجاد ویژگی خوراکی و زیست تخریب پذیر بودن بسته‌بندی‌های مواد غذایی از دیگر راهکارهای مورد استقبال صنعت غذایی است. هدف این طرح، دستیابی به دانش فنی تولید پلیمری مناسب و کاربردی در صنعت بسته‌بندی مواد است که علاوه بر خواص مطلوب مکانیکی و حرارتی، قابلیت خوراکی و زیست تخریب پذیری نیز داشته باشد.
میلاد روحی، مجری طرح در خصوص اهمیت طرح انجام شده عنوان کرد: «همانگونه که اشاره شد امروزه مواد بسته‌بندی مورد نیاز است که علاوه بر افزایش ماندگاری و حفظ کیفیت غذا، زیست تخریب پذیر بوده و به محیط زیست نیز صدمه نزند. از جمله این مواد می‌توان به فیلم‌های خوراکی یا بیوفیلم‌ها اشاره کرد.»
وی در ادامه افزود: «بیوفیلم‌هایی بر پایه‌ی پلیمرهای سنتزی، معمولاً استحکام، قابلیت نگهداری و کاربرد بیشتری نسبت به انواع طبیعی دارند. در بین پلیمرهای سنتزی، انواع آبدوست آن‌ها، مانند پلی وینیل الکل، به دلیل استفاده از حلال‌های قطبی نظیر آب و الکل، ارزان‌تر و کم خطر بوده و آلودگی کمتری برای محیط زیست ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، اینگونه پلیمرها معمولاً خوراکی بوده و قابلیت زیست تخریب‌پذیری بیشتری دارند. با این وجود، فیلم حاصل از آن‌ها نسبت به فیلم پلیمرهای سنتزی آبگریز، حساسیت بیشتری به آب نشان می‌دهند و انتشار رطوبت بیشتری دارند. در این طرح، از روش‌های جدیدی برای بهبود کارایی این پلیمر در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده شده است.»
به گفته‌ی روحی دستیابی به این هدف با افزودن نسبت خاصی از نانوکریستال‌های سلولز به همراه شبکه‌ای کردن آن در ماتریکس پلیمری پلی وینیل الکل دنبال شده است. طبق نتایج حاصل، این عمل باعث بهبود چشمگیر خواص مکانیکی، حرارتی و ماندگاری فیلم حاصل شده است. لازم به ذکر است که شبکه‌ای کردن پلیمر پایه به روشی ساده و کم هزینه صورت گرفته است. در واقع با استفاده از روش پیشنهادی، مقادیر مواد پلیمری مصرفی کاهش و کیفیت فیلم تولید شده نیز افزایش یافته است.
از طرفی به منظور ایجاد فیلمی رنگی از کانتاگزانتین که یکی از رایج‌ترین رنگدانه‌های طبیعی است، بهره گرفته شده است. این رنگ طبیعی از خواص آنتی‌اکسیدانی مناسبی برخوردار است و علاوه بر ایجاد ظاهر مشتری‌پسند، سبب جلوگیری از عبور نور و کاهش واکنش‌های حساس به نور (مثل اکسیداسیون لیپیدها) مخصوصاً در مواد غذایی دارای لیپید خواهد شد. علاوه بر این، ماده‌ی شبکه‌ای کننده‌ی مورد استفاده در این طرح، دارای خاصیت ضدمیکروبی است. بنابراین کاربرد آن به همراه رنگ کانتاگزانتین باعث کاهش فساد میکروبی و شیمیایی شده و ماندگاری مواد غذایی را افزایش می‌دهد و کاهش ضررهای اقتصادی در صنایع غذایی را سبب خواهد شد.
این طرح حاصل تلاش‌های میلاد روحی به راهنمایی دکتر رضوی و دکتر ابراهیم زاده موسوی از دانشگاه تهران است که در قالب پایان نامه‌ی دکترا و با حمایت شرکت تعاونی دانش بنیان نانونوین پلیمر در حال انجام است. این پایان نامه در ستاد توسعه‌ی فناوری نانو تحت عنوان پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت به تأیید رسیده است. آیین نامه‌ی حمایت از پایان نامه‌های مورد نیاز صنعت در سایت www.nano.ir/hrdc موجود است. @nanotech1

ساخت تراشه‌ای برای انجام آزمایش‌های کوانتومی

@nanotech1
محققان انگلیسی و یک شرکت ژاپنی با همکاری یکدیگر موفق به ساخت تراشه‌ای شدند که با استفاده از آن می‌توان آزمایشات مربوط به حوزه کوانتوم را انجام داد.
میکروتراشه‌ها درون یک کامپیوتر ابزاری هستند که می‌توانند کارهای مختلفی انجام دهند. افزایش توانمندی تراشه‌ها موجب شده تا بتوان با کامپیوتر در آن واحد چند کار مختلف انجام داد. اخیرا محققان دانشگاه بریستول در انگلستان با همکاری محققان ژاپنی شرکت نیپون تلگراف و تلفن موفق به ارائه تراشه‌ای نوری شدند که قادر به پردازش نور به روش‌های مختلف است. در ساخت این تراشه از فناوری کوانتومی استفاده شده است.
ساخت این تراشه یک گام بسیار بزرگ به سوی ظهور کامپیوترهای کوانتومی است، کامپیوترهایی که قادر به طراحی داروهای جدید بوده و می‌توانند جستجوی بانک اطلاعاتی را بسیار سریع انجام دهند.
این تراشه قابل برنامه‌ریزی جدید می‌تواند با هم ترکیب شده و امکان انجام کارهایی را فراهم کند که با کامپیوترهای رایج انجام آنها دشوار است. ساخت چنین کامپیوترهایی حوزه‌های تحقیقاتی تازه‌ای برای مهندسان و محققان ایجاد می‌کند. نتایج این پروژه در نشریه Science منتشر شده است.
پیش از زمانی که نیوتن یک منشور را در مقابل نور خورشید بگذارد و طیفی از رنگ‌ها را ببیند، دانشمندان طبیعت را از طریق نور درک می‌کردند. در دوران مدرن، محققان تلاش کردند که طبیعت را در مقیاس کوانتومی مورد بررسی قرار دهند و با این کار حالات کوانتومی را کنترل و مهندسی کنند.
یکی از بزرگترین سدها در مسیر آزمون نظریه علوم و محاسبات کوانتومی، زمان و منابع مورد نیاز برای انجام آزمایش‌ها است که به شدت به طبیعت شکننده سیستم‌های کوانتومی وابسته است.
نتایج بدست آمده در این پروژه یک گام بزرگ به سوی آزمایش عملی فوتون‌ها و فناوری کوانتومی است. آنتونی لاینگ رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید: « تمام آنچه که در این پروژه داریم روی یک تراشه قرار داده شده که قابل کنترل است. کار انجام شده در این پروژه فراتر از حفظ منابع انرژی است. در حال حاضر هیچ‌کس نمی‌تواند آزمایش‌های خاص خود را با فوتون انجام دهد اما این تراشه جدید می‌تواند به فیزیک‌دانان امکان انجام آزمایش در حوزه کوانتوم را دهد.»
این تیم تحقیقاتی نشان دادند که این تراشه را می‌توان به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی کرد که امکان انجام چند سری آزمایش با سرعت بالا با آن امکان‌پذیر باشد. جاکوب کارولون یکی از محققان این پروژه می‌گوید: «همین که ما برای هر مدار یک کد نوشتیم، این امکان را فراهم کردیم که بتوان تراشه را برنامه‌ریزی کرد. این تراشه می‌تواند در کسری از ثانیه از یک آزمایش به آزمایش دیگر سوئیچ کند. ما روی این پروژه بیش از یک سال برنامه‌ریزی کردیم.» @nanotech1

نقشه راه بازار فناوری‌نانو
@nanotech1

برای اینکه بتوان محصولات نانو و کاربردهای مبتنی بر فناوری‌نانو را در زنجیره نوآوری آنها از مرحله ایده تا رسیدن به بازار و فراتر از آن توسعه داد، به یک چارچوب مشخص نیاز داریم که به سادگی قابل پیگیری باشد.
برای اینکه بتوان محصولات نانو و کاربردهای مبتنی بر فناوری‌نانو را در زنجیره نوآوری آنها از مرحله ایده تا رسیدن به بازار و فراتر از آن توسعه داد، به یک چارچوب مشخص نیاز داریم که به سادگی قابل پیگیری باشد. فقدان داده‌های مشخص و نیز نبود شفافیت و تبادل‌نظر، عمدتا ناشی از فقدان یک چارچوب می‌باشد. در این راستا، خوشه نانوایمنی اتحادیه اروپا (NanoSafety Cluster) به تازگی پیش‌نویس نقشه‌راه «نزدیک‌تر به بازار» (CTTM) را منتشر کرده است. هدف این نقشه، تسریع توسعه فناوری‌نانو به بازار است. بر اساس پیش‌نویس CTTM، برخی از راهکارهای کلیدی که باید در چارچوب یک رویکرد گام به گام سریعا انجام شوند عبارتند از:
• ایجاد یک شبکه همکاری فراگیر؛
• گردهم‌آیی متخصصان علمی؛
• تقویت گفتگو و تبادل‌نظر برای افزایش همگرایی و منابع ایمن؛
• اجرای یک چارچوب ارزیابی ایمنی از طریق پیشگامی‌های قانونی؛ و
• ایجاد پلت‌فورم های ارائه‌کننده خدمات که به عنوان شرکت‌های مشاوره‌ای به شرکت‌ها کمک کنند تا بتوانند محصولات خود را به بازار عرضه نمایند.
بر اساس این پیش‌نویس، در کنار این اقدامات، توسعه مجموعه مهارت‌های مرتبط، آموزش، وضعیت‌های‌ شغلی و تاییدیه‌های معتبر نیز باید وجود داشته باشد. همراه با توسعه بازار محصولات نانو و کاربردهای مبتنی بر فناوری‌نانو، مصرف‌کنندگان و کاربران نهایی نیز باید به اطلاعات شفاف و معتبر دسترسی داشته و به روشی استاندارد و متعادل، ریسک‌ها و مزایای محصولات مبتنی بر نانو به آنها ارائه شود. @nanotech1

ژل خودترمیم‌شونده رسانا با استحکام مکانیکی بالا @nanotech1

بررسی چگونگی برهمکنش نانوذرات با غشای سلول در ورود به سلول‌ها @nanotech1