استفاده از نانوذرات برای افزایش محتوای مواد مغذی و رشد گیاه گوجه فرنگی
@nanotech1
@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
@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.
@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
@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
@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
@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
@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
بررسی چگونگی برهمکنش نانوذرات با غشای سلول در ورود به سلولها @nanotech1
نانوساختار آلومینیومی برای افزایش عمر باتریها
@nanotech1
محققان با استفاده از نانوساختاری که به صورت تصادفی در آزمایشگاه ساخته شد، موفق به بهبود عملکرد باتریهای یون لیتیم شدند. این باتریها عمر بیشتری نسبت به همتایان فعلی خود دارند.
پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به ارائه روشی برای بهبود عملکرد باتریهای یون لیتیم شدند. این گروه از نانوذرات فلزی سنتز شده که به صورت اتفاقی ساخته شدند برای حل مشکل قدیمی باتریها استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی نشان دادند استفاده از این نانوذرات میتواند عمر باتریها را افزایش دهد.
چندی قبل پژوهشگران دریافتند که دلیل اصلی از دست رفتن ظرفیت باتریهای یون لیتیم در طول فرآیند شارژ/دشارژ، تورم و چروکیدگی الکترودهای گرافیتی آن است. زمانی که الکترون از الکترودها خارج شده و وارد الکترود دیگر میشود موجب تورم یک الکترود و چروکیدگی دیگری میشود.
مشکل تورم الکترود گرافیت در باتریها یک مشکل قدیمی است. آلومینیوم یکی از گزینههای جایگزین در ساخت باتریهاست اما این فلز نیز به شدت متراکم میشود. محققان این پروژه درصدد استفاده از نانوذرات آلومینیوم برآمدند. آنها اسید سولفوریک و تیتانیوم اکسیسولفونات را روی نانوذرات آلومینیوم به عنوان پوشش قرار دادند.
این گروه به طور تصادفی یک نمونه آلومینیوم را به مدت چند ساعت درون حمام قرار دادند که موجب تشکیل ساختار هستهای - پوستهای شد که در آن آلومینیوم به عنوان هسته و دیاکسید تیتانیوم به عنوان پوسته تشکیل شد. مزیت این ساختار جدید آن بود که آلومینیوم امکان متورم شدن و چروکیده شدن را پیدا کرد بدون این که به ساختار الکترود آسیب وارد شود.
حوزه باتریهای یون لیتیم به شدت به چنین فناوری نیاز داشت. با این نانوساختار جدید امکان افزایش تعداد دفعات شارژ/دشارژ فراهم شده و عمر باتری به شدت افزایش مییابد. مدتهاست که فناوریهای مختلفی نظیر باتریهای کربنی و ابرخازنها بازار باتریهای یون لیتیم را تهدید میکنند. این فناوری جدید میتواند به تثبیت جایگاه باتریهای یون لیتیم کمک کند.
الون ماسک، کارآفرین مشهور کانادایی و مالک شرکتهایی نظیر تسلا و پیپل، معتقد است که به زودی فناوریهای جدیدی میتواند موجودیت باتریهای یون لیتیم را به خطر اندازد.
@nanotech1
محققان با استفاده از نانوساختاری که به صورت تصادفی در آزمایشگاه ساخته شد، موفق به بهبود عملکرد باتریهای یون لیتیم شدند. این باتریها عمر بیشتری نسبت به همتایان فعلی خود دارند.
پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به ارائه روشی برای بهبود عملکرد باتریهای یون لیتیم شدند. این گروه از نانوذرات فلزی سنتز شده که به صورت اتفاقی ساخته شدند برای حل مشکل قدیمی باتریها استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی نشان دادند استفاده از این نانوذرات میتواند عمر باتریها را افزایش دهد.
چندی قبل پژوهشگران دریافتند که دلیل اصلی از دست رفتن ظرفیت باتریهای یون لیتیم در طول فرآیند شارژ/دشارژ، تورم و چروکیدگی الکترودهای گرافیتی آن است. زمانی که الکترون از الکترودها خارج شده و وارد الکترود دیگر میشود موجب تورم یک الکترود و چروکیدگی دیگری میشود.
مشکل تورم الکترود گرافیت در باتریها یک مشکل قدیمی است. آلومینیوم یکی از گزینههای جایگزین در ساخت باتریهاست اما این فلز نیز به شدت متراکم میشود. محققان این پروژه درصدد استفاده از نانوذرات آلومینیوم برآمدند. آنها اسید سولفوریک و تیتانیوم اکسیسولفونات را روی نانوذرات آلومینیوم به عنوان پوشش قرار دادند.
این گروه به طور تصادفی یک نمونه آلومینیوم را به مدت چند ساعت درون حمام قرار دادند که موجب تشکیل ساختار هستهای - پوستهای شد که در آن آلومینیوم به عنوان هسته و دیاکسید تیتانیوم به عنوان پوسته تشکیل شد. مزیت این ساختار جدید آن بود که آلومینیوم امکان متورم شدن و چروکیده شدن را پیدا کرد بدون این که به ساختار الکترود آسیب وارد شود.
حوزه باتریهای یون لیتیم به شدت به چنین فناوری نیاز داشت. با این نانوساختار جدید امکان افزایش تعداد دفعات شارژ/دشارژ فراهم شده و عمر باتری به شدت افزایش مییابد. مدتهاست که فناوریهای مختلفی نظیر باتریهای کربنی و ابرخازنها بازار باتریهای یون لیتیم را تهدید میکنند. این فناوری جدید میتواند به تثبیت جایگاه باتریهای یون لیتیم کمک کند.
الون ماسک، کارآفرین مشهور کانادایی و مالک شرکتهایی نظیر تسلا و پیپل، معتقد است که به زودی فناوریهای جدیدی میتواند موجودیت باتریهای یون لیتیم را به خطر اندازد.