جدیدترین اخبارهای نانو

[fr.chemi3t]

حذف اصطکاک در گرافيت ميکرومقياس



محققان موفق شدند براي اولين بار پديده ابرلغزندگي را در مقياس ميکروني مشاهده کنند. پيش از اين، اين پديده در شرايط خلاء و در مقياس نانو مشاهده شده بود اما اکنون شواهدي مبني بر وجود اين پديده در شرايط محيطي جمع‌آوري شده است.

در پديده ابرروانسازي، دو سطح جامد قادرند روي يکديگر بلغزند در حالي که اصطکاک ميان آنها تقريبا صفر باشد. اين حالت زماني رخ مي‌دهد که دو سطح داراي ساختاري بلوري بوده و شبکه آنها به‌نحوي چرخيده باشد که نيروي اصطکاک را حذف کند. براي تصور اين حالت، کارتن‌هاي تخم مرغ را بياد آوريد، اگر شانه‌هاي تخم مرغ به‌نحوي قرار گرفته باشند که برآمدگي‌ها درون فرورفتگي‌ها باشد، دو شانه نمي‌توانند روي هم بلغزند اما با کمي تغيير وضعيت اين لغزش امکان پذير است.

دانشمندان در سال 2004 پديده ابرلغزندگي را در گرافيت و در شرايط خلاء مشاهده کردند. تحقيقات پيشين پيش بيني کرده بود که در مقياس‌هاي بزرگ‌تر ابرلغزندگي کاهش مي‌يابد. اما تحقيقات اخير نشان مي‌دهد که ابرلغزندگي در گرافيت ميکرو مقياس در شرايط محيطي وجود دارد. اين موضوع مسير جديدي براي استفاده از اين فناوري در سيستم‌هاي ميکرومکانيکي باز مي‌کند.




http://pnu-club.com/imported/2012/07/36.jpg







نتايج اين پروژه که توسط محققاني از دانشگاه سينگوها، دانشگاه نانچنگ و دانشگاه موناش انجام شده در نشريه Physical Review Letters به چاپ رسيده است. ژانگ از دانشگاه سينگوها مي‌گويد ما شواهدي جمع‌آوري کرديم که نشان مي‌دهد ابر لغزندگي در مقياس‌هايي بزرگتر از آنچه پيش از اين تصور مي‌شد وجود دارد.

بهترين مسير براي مشاهده ابرلغزندگي زماني است که دو سطح روي يکديگر مي‌لغزند. در اين پروژه پژوهشگران از نوک ميکرومقياس تنگستن به‌عنوان پيمايشگر استفاده کرده و آن را روي سطح گرافيت کشيدند. به محض اين که فرآيند کشيدن متوقف شده، برخي از قطعات دوباره به‌جاي اول خود بازگشتند. اين کار يعني کشيدن و بازايستادن بارها تکرار شد.

پژوهشگران معتقدند که بازگشت دوباره به‌جاي اول نتيجه اصطکاک بسيار کم ميان نوک و سطح است. اين از اولين شواهدي است که درباره ايجاد ابرلغزندگي در مقياس ميکروني در شرايط محيط به‌دست مي‌آيد. بنابراين امکان استفاده از اين پديده در حوزه‌هاي ديگر، به‌جز فناوري نانو، بوجود مي‌آيد. در مقياس نانو، رسيدن به ابرلغزندگي نيازمند پيچيدگي‌ها و نمونه‌سازي‌هاي مختلفي است اما اين روش جديد براي ايجاد ابرلغزندگي در مقياس ميکروني بر اين سدها غلبه کرده است به‌طوري که از آن مي‌توان در سيستم‌هاي ميکرومکانيکي استفاده کرد. از اين فناوري مي‌توان در ادوات مختلف استفاده کرد براي مثال مولدهاي فرکانس راديويي و ژيروسکوپ‌ها مي‌توانند از آن بهره‌مند شوند. در اين ادوات حرکت ميان دو بخش روي هم اهميت بالايي دارد. بنابراين نتايج اين پروژه مي‌تواند مسير جديدي براي توليد اين ادوات باز کند.

[fr.chemi3t]

انتقال الکترون در پيل‌هاي خورشيدي مبتني بر رنگ



دانشمندان اروپايي روي جريان الکترون در سيستم‌ رنگ‌هاي حساس به نور آلي و مواد مبتني بر تيتانيوم مطالعه مي‌کنند. نتايج اين تحقيقات به‌صورت ويژه به افزايش کارايي پيل‌هاي خورشيدي ارزان‌قيمت خواهد انجاميد، همچنين نتايج اين پروژه داراي پتانسيل کاربردي در حوزه‌هاي مختلف از فناوري نانو گرفته تا علوم انرژي پاک است.

پيل‌هاي خورشيدي حساس شده با رنگ، مبتني بر رسوب يک لايه نازک از رنگ‌هاي حساس به نور روي بستري رسانا نظير نانوذرات اکسيد تيتانيوم متخلخل هستند. هرچند که پيل‌هاي خورشيدي حساس شده با رنگ به‌عنوان جايگزيني ارزان‌قيمت به‌جاي پيل‌هاي خورشيدي رايج ( اتصال p- N هستند اما مسئله کارايي آنها به‌عنوان يک مانع بزرگ در اين مسير شناخته شده‌ مي‌شود.

محققان اروپايي در قالب پروژه نانوسل که توسط اتحاديه اروپا حمايت شده، به‌دنبال آناليز رفتار نوري سه نوع رنگ آلي عاري از فلز هستند. اين گروه تحقيقاتي به‌صورت ويژه روي رنگ‌هاي موجود در فاز محلول و همچنين 9 مورفولوژي مختلف از مواد نانوحفره‌اي تقويت شده با تيتانيوم ( با قطر حفرات 2 تا 50 نانومتر) در حضور و عدم حضور نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم مطالعه کردند.

نتايج تحقيقات روي رنگ‌هاي موجود در فاز محلول نشان داد که حالت کمپلکس انتقال بار ( توزيع بار روي مولکول در محل تماس گيرنده و دهنده) نقش مهمي در عملکرد سيستم دارد همچنين رفتارنوري رنگ و نقش حلال در کارايي اين رنگ‌ها بسيار موثر است.

تحقيقات بيشتر روي رنگ‌ها در حضور نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم نشان داد که ديناميک الکترون در مقياس فمتوثانيه اطلاعات خوبي درباره چگونگي جداسازي کاراتر بارها و عملکرد پيل‌هاي خورشيدي ارائه مي‌کند. نانولوله‌هاي تيتانيوم با ساختار يک بعدي مورد مطالعه قرار گرفتند و عملکردشان با نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم مقايسه شد. نتايج نشان داد که ديناميک الکتروني در اين نانولوله‌ها بسيار شبيه نانوذرات است.

در نهايت، الک‌هاي حفره‌دار سيليکا که با تيتانيوم تقويت شده، که نوع ديگري از مواد تک بعدي محسوب مي‌شود، مورد بررسي قرار گرفت. هرچند که ديناميک الکتروني در اين مواد نيز وجود دارد اما کارايي پيل‌هاي خورشيدي حاصل از آن بسيار کم است زيرا رنگ‌هاي موجود در آن کارايي اندکي داشته و انتقال الکترون در آنها محدود است.

پژوهشگران نانوسل برهم‌کنش مواد مبتني بر تيتانيوم با دسته جديد از رنگ‌هاي آلي را مورد مطالعه قرار دادند. نتايج کار آنها مي‌تواند در طراحي پيل‌هاي خورشيدي جديد کمک شاياني کند. چنين تحقيقاتي مي‌تواند هزينه توليد پيل‌ها را کاهش داده و از وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي بکاهد.

[fr.chemi3t]

تشخيص زودهنگام سرطان و توسعه پزشکي شخصي



گروهي از محققان آمريکايي يک حسگر زيستي بسيار حساس ساخته‌اند که مي‌تواند در تشخيص زودهنگام سرطان و توسعه پزشکي شخصي مورد استفاده قرار بگيرد. محمد عالم، استاد مهندسي برق و رايانه دانشگاه پوردو مي‌گويد اين ابزار که مي‌تواند چندصد برابر حساس‌تر از حسگرهاي زيستي موجود باشد، ويژگي دو نوع حسگر مختلف را با يکديگر ترکيب مي‌کند.

او توضيح مي‌دهد: «هر يک از اين حسگرهاي زيستي داراي حساسيت محدودي هستند، اما وقتي باهم ترکيب شوند، حسگر به‌دست آمده از هر دو حسگر قبلي بهتر خواهد بود».




http://pnu-club.com/imported/2012/07/37.jpg







اين ابزار که حسگر زيستي Flexure-FET ناميده مي‌شود، يک حسگر مکانيکي را با يک حسگر الکتريکي ترکيب مي‌کند. حسگر مکانيکي مولکول‌ها را بر اساس جرم يا اندازه آنها تشخيص مي‌دهد و حسگر الکتريکي با استفاده از بار الکتريکي مولکول‌ها آنها را شناسايي مي‌کند. حسگر جديد هم مولکول‌هاي باردار و هم مولکول‌هاي خنثي را شناسايي کرده و امکان کاربردهاي وسيع‌تر را فراهم مي‌آورد.

اين حسگر دو کاربرد بالقوه دارد:

1. پزشکي شخصي که در آن فهرستي از پروتئين‌ها و DNA براي هر فرد بيمار ثبت مي‌شود تا امکان تشخيص دقيق‌تر و درمان بهتر ايجاد شود؛

2. تشخيص زودهنگام سرطان و بيماري‌هاي ديگر.

عالم مي‌گويد در تشخيص سرطان اين ابزار امکان شناسايي مقادير بسيار کمي از اجزاي DNA و پروتئين‌هاي تغيير يافته توسط سرطان را بسيار زودتر از آنکه بتوان بروز اين بيماري را با استفاده از روش‌هاي تصويربرداري تشخيص داد، فراهم مي‌آورد.

بخش مکانيکي اين حسگر يک پايه نوسانگر از جنس نقره يا سيليکون است که شبيه تخته شيرجه مي‌باشد. زير اين پايه يک ترانزيستور قرار دارد که بخش الکتريکي حسگر را مي‌سازد.

در زيست‌حسگرهاي مکانيکي ديگر، فرکانس ارتعاش يا خم شدن پايه نوسانگر توسط يک ليزر اندازه گرفته مي‌شود؛ بسته به نوع مولکولي که روي نوسانگر مي‌نشيند، فرکانس ارتعاش و ميزان انحراف آن تغيير مي‌کند. در اين حسگر جديد به جاي ليزر از يک ترانزيستور براي اندازه‌گيري ارتعاش يا خم‌شدگي استفاده شده است.

حساسيت اين حسگر جديد با قرار دادن پايه نوسانگر و ترانزيستور در يک «باياس» افزايش بسيار زيادي يافته است. پايه نوسانگر با استفاده از يک ميدان الکتريکي که آن را پايين نگه مي‌دارد، باياس مي‌شود. اين خم شدن اوليه نوسانگر، حساسيت آن را تا حد بسيار زيادي افزايش مي‌دهد. ترانزيستور نيز با اعمال يک اختلاف پتانسيل باياس شده و عملکرد آن به بيشترين مقدار خود مي‌رسد.

جزئيات اين تحقيق در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

[fr.chemi3t]

کاربرد جديدي از نانوسيليکا‎ ‎به عنوان جاذب رنگ‌هاي اسيدي



‎ پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت تهران توانستند با عاملدار کردن نانوسیلیکای متخلخل، میزان جذب رنگ‏های اسیدی این نانوسیلیکا را به میزان قابل قبولی افزایش دهند.‏

سالانه هزاران تن رنگ‌های مختلف در صنعت رنگ تولید می‌شود که بر اساس آمار حدود 15 درصد از این ‏تولیدات در فرآیند تولید یا رنگ کاری تلف می‌شود. این تلفات رنگ که اکثرا وارد آب می‌شود از مضرات ‏زیست‌محیطی برخوردار است و برای تصفیه این پساب‌ها نیاز به زدودن رنگ‌های آنها است. تاکنون ‏روش‌های متعددی برای زدودن این رنگ‌ها ارائه شده است که از بین آنها استفاده از روش جذب، مؤثرتر و ‏ارزان‌تر از موارد دیگر است.‏

دکتر منصور انبیا با همکاری دکتر سمیرا صالحی از دانشگاه علم و صنعت با مطالعات خود بر روی نانومواد ‏متخلخل و عامل دار کردن آنها، موفق شدند با عاملدار کردن نانوسیلیکای متخلخل به گروه آمینی میزان جذب ‏آنها را افزایش دهند.

این محققان در بررسی‌های خود از نانوسیلیکای متخلخل عاملدار شده به اتیلن دی آمین ‏‏(‏SBA-3/EDA‎‏) ، آمینو پروپیل (‏SBA-3/APTES‎‏) و پنتا اتیلن هگزامین (‏SBA-3/PEHA‎‏) استفاده کردند. ‏این نانومواد از جهات مختلفی مورد بررسی قرار گرفت و میزان جذب آنها به صورت:

‏ SBA-3/PEHA > SBA3/APTES > SBA-3/EDA > SBA-3‎
گزارش شد. ‏

بر اساس این بررسی‌ها ‏SBA-3/PEHA‎‏ به عنوان جاذب بسیار خوب برای رنگ‌های اسیدی معرفی شد. ‏همچنین سازوکار جذب سطحی این نانومواد نیز بر اساس جاذبه الکترواستاتیک و پیوند هیدروژنی ایجاد شده ‏بین سطح جاذب و رنگ‌های اسیدی نیز توجیه شد.

در کنار این بررسی‌ها، مطالعات و مشاهدات جامع‌تری به ‏منظور بررسی اثر پارامترهای تجربی مختلف مانند تغییر شیمیایی، زمان تماس، غلظت اولیه، دُز جاذب، سرعت ‏تحریک، ‏pH‏ محلول و دمای واکنش در فرآیند جذب انجام شد. ‏

نتایج این مطالعات و مشاهدات جامع حاکی از این بود که با افزایش ‏pH‏ میزان جذب ‏SBA-3/PEHA‎‏ ‏کاهش پیدا می‌کند. همچنین دمای بهینه برای انجام عملیات جذب 20 درجه سانتیگراد گزارش شد که با ‏افزایش این دما میزان جذب نیز کاهش می‌یابد.‏ در انتهای این پژوهش سینتیک جذب برای ‏SBA-3/PEHA‎‏ مورد بررسی قرار گرفته است که بر اساس ‏نتایج بدست آمده از آن مکانیزم جذب با مدل ایزوترم فروندلیخ تطابق بیشتری داشته و از نظر سینتیکی نیز ‏شبه‌درجه دوم است.‏

[fr.chemi3t]

سنتز نانوکريستال هسته-پوسته بدون نياز به سورفکتانت



‎ پژوهشگران دانشگاه فردوسی مشهد با ترکیب روش‌های میکروامولسیون و اولتراسونیک به روشی از سنتز ‏نانوکریستال هسته-پوسته دست پیدا کردند که علاوه بر شرایط ملایم سنتز، نیازی به سورفکتانت ندارند.‏

خواص کامپوزیت‌های هسته-پوسته ترکیبی از خواص مواد تشکیل دهنده هسته و پوسته آنهاست. این مواد ‏ویژگی‌های برتری از جمله اندازه منحصر به فرد، خواص نوری وابسته به شکل، خواص الکترونیکی مناسب و... ‏را داراست و از این رو از موارد کاربردی متفاوتی از جمله در سلول‌های فتوولتاییک، فوتوکاتالیست‌های دستگاه ‏حسگر نوری، کاتالیزورها و ... برخوردار است.

در یک روش موفقیت آمیز، یک پوسته نازک از ماده نیمه ‏هادی با شکاف باند گسترده ‏‎(Wide band-gap)‎‏ روی یک نیمه هادی با شکاف باند کوچک‎(small ‎band-gap)‎‏ رسوب داده شد. این عملیات خواص خوبی به ماده تشکیل شده می‌دهد اما عدم رسوب ‏یکنواخت مواد غیر آلی بر روی هسته‌های کوچک به دلایل گوناگون، از مشکلاتی است که در این روش ‏مشاهده می‌شود. از مشکلات دیگر استفاده از این روش برای مواد نیمه‌هادی، نیاز به دمای بالا و زمان ‏ایجینگ‎(Agin g ‎‏ زیاد می‌باشد.

از این رو برای بهبود این روش به منظور دستیابی به روشی با شرایط ملایم‌تر ‏پژوهش‌هایی انجام گردیده است که در همین راستا روش سونوشیمی برای سنتز این مواد پیشنهاد شد. ‏ پژوهشگران دانشگاه فردوسی مشهد با ترکیب روش‌های میکروامولسیون و اولتراسوند توانستند روشی مناسب ‏برای سنتز نانو کريستال‌های هسته-پوسته از مواد نیمه هادی ارائه دهند. آنان در تحقیقات خود توانستند ‏نانوکامپوزیت‌های (هسته-پوسته) ‏CdS/TiO2‎‏ را از این روش بدون استفاده از سورفکتانت سنتز کنند.‏

این پژوهشگران ابتدا نانو ذرات ‏CdS‏ را با استفاده از اولتراسوند و میکروامولسیون بدون افزودن سورفکتانت ‏تهیه کردند. سپس نانوذرات سنتز شده را در محیط اولتراسونیک با ‏TiO2‎‏ مخلوط کردند. در اثر همین عملیات ‏لایه نازکی از ‏TiO2‎‏ بر روی نانو ذرات ‏CdS‏ تشکیل شده و باعث افزایش حجم نانوذرات شد. در طی این ‏فرآیند، تشکیل هسته-پوسته به کمک فرآیند کاویتاسیون صورت می‌گیرد به طوری که این پدیده باعث برخورد ‏نانوذرات با سرعت بالا به هم و تشکیل هسته-پوسته می‌شود. همچنین تابش اولتراسونیک باعث کنترل چگالش ‏و هیدرولیز تیتانیوم تترا ایزوپراکسید و شکل گیری پوسته ‏TiO2‎‏ می شود.

در مشاهدات نمونه‌های بدست آمده، ‏دیده شد که کریستال‌های فاز ‏CdS‏ و ‏TiO2‎‏ در ذرات حاصل به صورت آناتاز و 6 ضلعی تشکیل شده‌اند.‏ از مزایای این روش می‌توان به شرایط ملایم سنتز، توانایی کنترل ضخامت پوسته ‏TiO2‎، توانایی کنترل ‏اندازه نانوذرات، عدم نیاز به سورفکتانت یا ماده کمکی دیگر، زمان واکنش کوتاهتر، سرعت بالای تشکیل هسته ‏پوسته و ... اشاره کرد.‏

[fr.chemi3t]

پيشرفت‌هاي کنوني در زمينه ايمني نانومواد توليدي



در هر يک از جلسات کارگروه نانومواد توليدي (wpmn) سازمان توسعه و همکاري‌هاي اقتصادي (oecd)، نمايندگان کشورها فرصت دارند تا پيشرفت‌هاي خود را در زمينه ايمني نانومواد توليدي ارائه نمايند. در اين راستا، کارگروه مذکور نسخه جديد پيشرفت‌هاي کنوني ايمني نانومواد توليدي را منتشر کرده است.

اين سند در برگيرنده اطلاعاتي در زمينه پيشرفت‌هاي کنوني ايمني نانومواد توليدي کشورهاي عضو و ساير نمايندگان است. همچنين سند جديد، حاوي اطلاعاتي در زمينه گزارش‌هاي مکتوب در زمينه فعاليت‌هاي کنوني مربوط به فناوري‌نانو/ نانومواد در سازمان‌هاي بين‌المللي‌اي نظير سازمان بين‌المللي استاندارد (iso) و موسسه آموزش و تحقيقات ايالات متحده آمريکا است.

هدف از انتشار اين سند، ارائه تصويري از اطلاعات مربوط به فعاليت‌هاي مرتبط با نانومواد توليدي و ساير فعاليت‌هاي مربوط به فناوري‌نانو در سطح ملي و بين‌المللي است.

کارگروه نانومواد توليدي oecd براي اولين بار در سال 2006 ميلادي جهت کمک به کشورهاي عضو براي بررسي اثربخش و کاراي چالش‌هاي ايمني نانومواد توليدي تشکيل شد. به همين خاطر، oecd در زمينه توسعه روش‌هاي آزمايش ايمن و ارزيابي محصولات شيميايي، تجارب ارزشمندي دارد.

کارگروه فوق، بيش از 100 متخصص از کشورهاي عضو oecd و کشورهايي نظير چين، فدراسيون روسيه، سنگاپور، آفريقاي جنوبي و تايلند را گردهم آورده است. اين کارگروه براي توسعه‌ي بيشتر روش‌ها و راهبردهاي مناسب جهت کمک به تضمين سلامت انسان و ايمني زيست‌محيطي، فعاليت‌هاي خود را از طريق پروژه‌هاي ويژه ذيل انجام مي‌دهد:

• پايگاه داده oecd در زمينه نانومواد توليدي براي آگاه کردن و تجزيه و تحليل فعاليت‌هاي تحقيقاتي ehs؛

• آزمايش ايمن مجموعه‌اي منتخب از نانومواد توليدي؛

• نانومواد توليدي و آيين نامه‌هاي مربوط به آزمايش؛

• همکاري با طرح‌هاي داوطلبانه و برنامه‌هاي قانوني؛

• همکاري در زمينه ارزيابي ريسک؛ و ... .

هر پروژه با حمايت دبيرخانه و يک گروه راهبري که متشکل از اعضاي wpmn مي‌باشند، مديريت مي‌شود.

[fr.chemi3t]

توليد کپسول‌هاي نرم و الاستيک براي رهاسازي دارو



يک گروه تحقيقات ژاپني به رهبري کينگمين جي از مرکز تحقيقاتي نانومهندسي مواد که در واحد ابرمولکول‌ها مشغول فعاليت هستند، با همکاري فرانک گاروسو از دانشگاه ملبورن، روشي ارائه کردند که در آن با استفاده از مواد ورقه‌اي شکل معدني با ضخامت نانومتري، کپسول‌هاي الاستيک توليد مي‌شود.

روش‌هاي رهاسازي دارويي به‌عنوان ابزاري مناسب براي انتقال موثر دارو شناخته مي‌شود که با استفاده از آن مي‌توان داروها را به سايت‌هاي پاتولوژي مانند تومورهاي سرطاني رساند. زماني که دارو به بدن بيمار تزريق شده و تجزيه مي‌گردد، به شکل وسيعي در بدن پخش مي‌شود در نتيجه بخش‌هايي که نياز به دريافت دارو ندارند نيز در معرض دارو قرار مي‌گيرند. بنابراين هيچ کنترلي روي اين مواد جهت رسيدن به نقطه مورد نظر وجود ندارد.





http://pnu-club.com/imported/2012/07/38.jpg



به‌همين دليل تحقيق روي ساخت ميکرو و نانوکپسول‌ها براي رهاسازي کنترل شده دارو، موضوع بسيار مهمي قلمداد مي‌شود. تاکنون، از مواد معدني نظير سيليکا و مواد آلي مانند چربي و پروتئين براي توليد کپسول استفاده شده است. کپسول‌هاي معدني بسيار محکم، سخت و بادوام هستند اما ساختار آنها به‌نحوي است که به‌راحتي با شرايط وفق پيدا نمي‌کنند. از سوي ديگر کپسول‌هاي آلي بسيار منعطف بوده و تطابق ساختاري در آنها قابل انجام است، با اين حال اين کپسول‌ها داراي استحکام مکانيکي بسيار کم بوده که اين موضوع يک مشکل بزرگ براي آنها محسوب مي‌شود.

بنابراين ساخت کپسول‌هايي که هر دوي ويژگي‌هاي ذکر شده را داشته باشند، بسيار ايده‌آل است. در اين پروژه، يک کپسول نرم با استفاده از نانوورقه‌هاي سيليکا ساخته شده است که يک ماده معدني به شمار مي‌رود. نتايج تست‌ها روي اين کپسول جديد نشان مي‌دهد که رهاسازي داروهاي ضد سرطان و ديگر داروها در اين کپسول قابل کنترل است. اين گروه تحقيقاتي نتايج يافته‌هاي خود را در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Flake-Shell Capsules: Adjustable Inorganic Structures در نشريه Small به چاپ رساندند.

اين کپسول داراي پايداري مکانيکي بالايي است همچنين کنترل ساختاري آن نيز امکان‌پذير است. زماني که اين کپسول گرم يا سرد مي‌شود، باز يا متراکم مي‌شود، در نتيجه ابعاد حفره‌هاي آن تغيير مي‌کند از اين رو امکان کنترل خروج مواد از آن قابل کنترل است.

نتايج اين پروژه نشان داد که زمان رهاسازي دارو با استفاده از اين کپسول‌ها چندين برابر کپسول‌هاي معمولي است بنابراين مي‌توان مدت زمان رهاسازي و مقدار داروي موجود در کپسول را کنترل کرد.

[fr.chemi3t]

کوچکترين غبار طلاي دنيا



دانشمندان دانشگاه صنعتي وين روشي يافتند که با استفاده از آن مي‌توان يک اتم طلا را روي سطح نشاند. اين روش جديد مي‌تواند مسير توليد کاتاليست‌هاي ارزان و بهتر را هموار کند.

بيشتر مردم دنيا داشتن مقادير بيشتر و بزرگتر طلا را ارزشمند مي‌دانند اما پژوهشگران دانشگاه صنعتي وين به مقادير کوچک‌تر اين ماده علاقه‌مند هستند دليل اين امر آن است که اتم‌هاي طلا پتانسيل فعاليت بيشتري در واکنش‌هاي شيميايي دارد. اما زماني که اتم‌هاي طلا روي يک سطح قرار مي‌گيرند تمايل دارند به‌هم متصل شده و خوشه‌هاي بسيار کوچکي متشکل از چند اتم را تشکيل دهند. يک تيم تحقيقاتي از محققان علوم سطح درصدد برآمدند تا اتم‌هاي طلاي منفرد را روي سايت‌هاي ويژه‌اي روي سطح اکسيد آهن قرار دهند. با اين کار مي‌توان کاتاليست‌هاي کاراتر توليد کرد اين مسئله منجر به کاهش مصرف فلزات گران‌قيمت مي‌شود.





http://pnu-club.com/imported/2012/07/39.jpg



طلا يک فلز نجيب است بنابراين با عناصر ديگر پيوندي برقرار نمي‌کند اما در صورت استفاده به‌عنوان کاتاليست مي‌تواند موجب تسهيل واکنش‌هاي شيميايي شود. براي مثال از اين ماده مي‌توان براي تبديل گاز سمي منوکسيد کربن به دي اکسيد کربن استفاده کرد. اثربخشي طلا به‌عنوان کاتاليست به ابعاد آن بستگي دارد. برخي شواهد حاکي از آن است که اگر طلا به‌صورت اتمي باشد بيشترين و بهترين عملکرد را داراست. اما تاکنون در اين باره تحقيق نشده است. گارت پارکينوسن از موسسه فيزيک کاربردي مي‌گويد اگر اتم‌هاي منفرد طلا روي سطح قرار گيرند به‌صورت خوشه‌اي در مي‌آيند و نانوذرات تشکيل مي‌شوند.

بالا رفتن دما موجب مي‌شود حرکت اتم‌هاي طلا بيشتر شود، براي اين که مانع از خوشه‌اي شدن آنها شد بايد سطح را خنک کرد اين کاهش دما به‌قدري است که در نهايت منجر به متوقف شدن کامل واکنش شيميايي مي‌شود. تيم تحقيقاتي دانشگاه وين نوع ويژه‌اي از سطح اکسيد آهن را يافته‌اند که اتم‌هاي منفرد طلا را در سطح متوقف مي‌کند.

دليل اين پديده در انحراف جزئي ساختار بلوري اکسيد آهن است. اتم‌هاي اکسيژن در لايه بالايي به‌صورت مستقيم و کامل تراز نشده‌اند در واقع اين اتم‌ها بوسيله اتم زيرين از جاي اصلي خود خارج شده‌اند. در چنين نقطه‌اي که اتم‌هاي اکسيژن نزديک يکديگر قرار گرفته‌اند، اتم‌هاي طلا به محکمي به سطح مي‌چسبند. در اين صورت اگر سطح گرم شود باز هم اتم‌ها در جاي خود قرار دارند تنها اگر دما به بالاتر از 500 درجه سيليسيوس برسد اتم‌هاي طلا شروع به خوشه‌اي شدن مي‌کنند.

[fr.chemi3t]

قدمي به سوي توليد گرافن مصنوعي



گرافن ماده‌اي با پتانسيل‌هاي کاربردي بسيار بالا است اما توليد ساختارهاي گرافني با دقت اتمي کار بسيار چالش برانگيزي است. اخيرا روشي براي توليد گرافن مصنوعي ارائه شده است. از اين گرافن‌ مصنوعي مي‌توان براي تست دستگاه‌ها استفاده کرد پيش از اين که از گرافن طبيعي در آنها استفاده نمود. اين پروژه توسط گروه‌هاي تحقيقاتي از کشورها جمهوري چک، فرانسه، کانادا و آمريکا انجام شده و نتايج آن نيز در نشريه New Journal of Physics به چاپ رسيده است.

لوکاس نادورنيک از دانشگاه چارلز جمهوري چک مي‌گويد مفهوم گرافن مصنوعي خيلي زود و بعد از ساخت گرافن واقعي مطرح شد. اين ماده مي‌تواند مزاياي يک نيمه‌هادي دو بعدي با کيفيت بالا را داشته باشد.





http://pnu-club.com/imported/2012/07/40.jpg



طي سال‌هاي گذشته، پژوهشگران تلاش کرده‌اند تا گرافن مصنوعي توليد کنند اما اين کار موفق نبوده است. در اين پروژه دانشمندان با فراهم کردند تمام نيازمندي‌هاي توليد اين ماده، درصدد شکستن اين سد برآمدند.

ميلان اورليتا مي‌گويد براي اولين بار ما توانستيم همه پارامترهاي مربوط به گرافن مصنوعي را تهيه کرده و با هم به شکل مناسبي ترکيب کنيم بنابراين مي‌توان روياي ساخت اين ماده را تحقق بخشيم. اورليتا که در آزمايشگاه ملي دس چامپس ماگنتيکو اينتنس در فرانسه مشغول به فعاليت است مي‌افزايد نتايج اين پروژه براي کارهاي بعدي ما و ديگر محققان بسيار مفيد است.

کارل ويبورني از دانشگاه ساني در بوفالو مي‌گويد اساسا ما مشکلي براي توليد گرافن نداشتيم اما به‌صورت فناوري مشکلاتي وجود داشت.

هر کس مي‌تواند ترکيب مناسب براي پارامترهايي نظير دانسيته حامل، قدرت پتانيسل تلفيق و ثابت شبکه پيدا کند. در اين پروژه ما براي اولين بار راهبردي را پيش گرفتيم که در آن نتايج آزمايشگاهي با فرمول‌هاي تئوري مقايسه شده است. گرافن مصنوعي برتري‌هايي نسبت به گرافن طبيعي دارد. براي مثال ساختار بلوري آن مي‌تواند متغيير باشد در حالي که در گرافن طبيعي اين ساختار ثابت است.

توليد ساختارهاي دو بعدي ابرشبکه با ثابت شبکه 100 نانومتر به دهه 1990 برمي‌گردد چيزي که در آن زمان در نظر گرفته نمي‌شد ديراک فرميون بود. در اين پروژه چهار پارامتر لازم براي مشاهده ديراک فرميون ارائه شد پژوهشگران اميدوارند که با فراهم کردن اين شرايط بتوانند ديراک فرميون را مشاهده کنند. ديراک فرميون‌ها عامل توليد گرافن بوده و همچنين اطلاعات زيادي براي حوزه‌هاي مختلف فيزيک فراهم مي‌کند.

تقارن شش ضلعي مسئول پديد آمدند فرميون‌هاي ديراک است. فرميون‌هاي ديراک قادرند تا فيزيک حالت جامد را به الکتروديناميک کوانتومي نسبيتي ارتباط دهند. اين دو پارامتر از مهمترين شاخه‌ها فيزيک مدرن هستند.

[fr.chemi3t]

نانو داروي ضد سرطان ايراني به داروخانه‌ها رسيد



‎نانو داروی ضد سرطان سینا داکسوزوم از ابتدای هفته گذشته از طریق شرکت توزیع داروپخش در تعدادی از ‏داروخانه‌ها توزیع شد. با راه‌اندازی خط تولید داروي سينادوکسوزوم در کشور، این دارو با يک‌سوم قيمت خارجي آن به ‏دست بیماران خواهد رسید.‏

تولید این نانو دارو پیش از این در انحصار کشورهای اروپایی (با نام تجاری «کالیکس») و آمریکایی (با نام تجاری ‏‏«داکسيل») قرار داشت و‎ ‎با قیمت بالایی وارد و فروخته می‌شد. با توجه به بومی شدن فناوری تولید آن توسط ‏متخصصان ایرانی در یک شرکت دانش بنیان، نمونه داخلی آن هم اکنون در کشور عرضه می‌شود‎.‎

دکتر رضایت، مدیر کار گروه توسعه نیروی انسانی و مدیر این پروژه در ستاد فناوری نانو، در خصوص ورود این نانودارو به ‏بازار به خبرنگار ستاد گفت: «اکنون بعد از گذشت چند ماه از راه‌اندازی خط تولید این نانودارو و طی‌شدن مراحل ‏قانونی در سازمان دارو-غذا حدود 200 ویال از این دارو تحویل شرکت پخش شده است». ‏

داروي سینادوکسوزوم در اصل بصورت نانولیپوزوم‌هایي حاوی داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین است که با مکانیسم ‏ورود هدفمند، بافت تومور را مورد هدف قرار داده و موجب افزایش تاثیر و کاهش عوارض جانبی دارو می‌شود. این دارو ‏در درمان سرطان تخمدان، سینه، خون و کاپوسی سارکومای (نوعی سرطان بافت نرم) کاربرد دارد.‏

مدیر کار گروه توسعه نیروی انسانی و مدیر این پروژه در ستاد فناوری نانو، در خصوص برنامه‌های آینده ستاد برای ‏داروهای مبتنی بر فناوری نانو گفت: «مطابق برنامه‌های حمایتی ستاد فناوری نانو و فعالیت‌هایی که چند شرکت ‏دانش بنیان در حوزه محصولات سلامت دارند امیدواریم امسال محصولات جدیدی با همکاری خوب سازمان دارو–غذای ‏وزارت بهداشت وارد بازار شوند که حداقل یکی از آنها از نانو دارو باشد و مردم کشورمان از آثار فناوری نانو در زندگی ‏خود و در بحث سلامت بهره‌مند شوند».‏

خط توليد داروي ضد سرطان «سينادوکسوزوم» بهمن‌ماه سال 1390 در کارخانه سبحان انکولوژی متعلق به ستاد ‏اجرایی فرمان حضرت امام(ره) راه‌اندازي شد. با افتتاح خط توليد اين دارو علاوه بر توليد نانوداروي مورد نياز کشور، ‏امکان صادرات دارو به کشورهاي ديگر نيز وجود دارد. اين نانودارو سال گذشته تاییدیه‌های لازم را از کمیته فناوری نانو ‏وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی دریافت کرده است. ‏ ‎

[fr.chemi3t]

بررسي فلزات ضدباکتري مختلف جهت استفاده در فيلتر آب



به‌طور معمول فيلترهاي سراميکي حفره‌اي که در تصفيه آب مورد استفاده قرار مي‌گيرند، با نقره کلوئيدي پوشانده مي‌شوند تا از رشد ميکروب‌هايي که در حفرات ميکرو و نانومقياس فيلتر به‌دام مي‌افتند، جلوگيري شود. در مطالعات انجام شده فلزات ديگري همچون مس و روي نيز فعاليت ضدميکروبي از خود نشان داده‌اند.

حال محققان دانشگاه پرينستون در نيوجرسي آمريکا از ميکروسکوپ نيروي اتمي (AFM) براي مطالعه چسبندگي ميان باکتري E. Coli و نقره کلوئيدي، نانوذرات نقره و نانوذرات مس استفاده کرده و همچنين برهمکنش ميان باکتري و سه فلز مختلف با سطوح سراميکي حفره‌اي مبتني بر رس را بررسي نموده‌اند.

اين مطالعات نشان دادند که از ميان سه فلز ضدباکتري مورد بررسي، نانوذرات نقره بيشترين چسبندگي را به باکتري E. Coli دارند. نقره کلوئيدي قوي‌ترين برهمکنش را با سطوح سراميکي حفره‌اي داشته و در نتيجه احتمال نشت آن به‌درون آب کمتر است.

با اين حال از آنجايي که چسبندگي ميان نقره کلوئيدي و E. Coli در محدوده چسبندگي ميان مس و اين باکتري قرار دارد، شايد بتوان از مس به‌عنوان روکش ضدباکتري ارزان‌تر در فيلترهاي سراميکي آب استفاده کرد.

جزئيات اين تحقيق در مقاله‌اي با عنوان:

“Adhesion of E. coli to Silver- OR Copper-Coated Porous Clay Ceramic Surfaces”

در Journal of Applied Physics منتشر شده است.

[fr.chemi3t]

معرفي نانوکامپوزيتي براي غيرفعال‌سازي باکتري E.coli



پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهرضا، موفق به معرفي يک کاتاليست نانوکامپوزيت ZnO/SnO2 با نسبت مولي 2:1با کارايي بهتر نسبت به فيلم‌هاي منفرد ZnOو SnO2 و استفاده از روش قطره‌اي براي غيرفعال‌سازي باکتري E.coli شدند.

دکتر نسرين طالبيان، استاديار دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهرضا، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد فناوري نانو گفت: «آلودگي ميکروبي در سطح استان اصفهان به علت عبور زاينده رود شايع و متداول است که منجر به بيماري‌هاي پوستي، گوارشي و تنفسي مي‌شود. هدف دراز مدت از انجام تحقيقات ما، بررسي امکان حذف اين آلودگي‌ها ابتدا با حصول نتايج قابل قبول در ارتباط با باکتري‌هاي استاندارد (با مقاومت کمتر) و سپس بهينه کردن سيستم‌هاي کاتاليتيکي مورد استفاده در جهت حذف باکتري‌هاي بيمارستاني (با مقاومت بيشتر) است».

دکتر طالبيان، فعاليت‌هاي انجام شده در اين پژوهش را به‌صورت زير عنوان کرد:

• تهيه کاتاليست‌هاي فيلم لايه نازک نانوکامپوزيت ZnO/SnO2 و منفرد ZnOو SnO2 به‌روش سل-ژل

• شناسايي کاتاليست‌ها به‌وسيله‌ي روش‌هاي XRD،SEM و UV-vis

• بررسي خواص ضدباکتريايي کاتاليست‌ها در جهت غيرفعال‌سازي باکتري E.coli با استفاده از روش "قطره‌اي" تحت تابش نور فرابنفش و در غياب آن

• بررسي اثر پارامترهايي مانند زمان تابش‌دهي، نوع فتوکاتاليست، تابش UV، روش‌هاي باکتريولوژي متفاوت در ارزيابي فعاليت ضدباکتريايي

طبق نتايج تحقيق، کاتاليست نانوکامپوزيت ZnO/SnO2 با نسبت مولي 2:1 بهترين کارايي را داشت و روش "قطره‌اي" به عنوان بهترين روش جهت غيرفعالسازي باکتري E.coli انتخاب شد. اين محقق در اين باره گفت: «عدم ضرورت استفاده از منبع تابش فرابنفش از ويژگي‌هاي بسيار مهم سيستم‌هاي کاتاليتيکي معرفي شده است، همچنين نتايج تجربي فعاليت ضدباکتريايي در استفاده‌ي مکرر از نمونه‏هاي فيلم‏هاي لايه نازک نشان مي‌دهد که نمونه‌ها از تکرارپذيري مناسبي برخوردار هستند».

دکتر طالبيان در رابطه با قابليت تجاري‌سازي اين پژوهش گفت: «با توجه به استفاده از مواد اوليه با قيمت مناسب و امکان طراحي داخلي دستگاه پوشش‌دهي، با در اختيار داشتن يک آزمايشگاه با قابليت توليد پوشش‌هايي در مقياس بزرگ و انجام آزمايش‌هاي باکتريولوژي به طور استاندارد و اصولي و در نهايت برقراري ارتباط با صنايع ذي‌نفع به‌راحتي مي‌توان اين طرح را تجاري کرد».

[fr.chemi3t]

عامل‌دار کردن سلول با استفاده از کپسوله کردن



محققان روشي براي اتصال نانوذرات و نانولوله‌ها به سلول ارائه کرده‌اند که در آن سلول‌ها زنده مي‌مانند. در اين روش از کپسوله کردن سلول استفاده مي‌شود.
يکي از حوزه‌هايي که در نانوزيست فناوري بسيار رايج شده است، اصلاح سلول‌هاي زنده با استفاده از پوشش‌دهي آنها با تک لايه‌ها است اين کار موجب مي‌شود تا اين مواد ويژگي‌هاي ساختاري و عملکردي جديدي پيدا کنند. برخلاف حوزه ژنتيک، اصلاح سلولي کار ساده‌اي است اين کار با اتصال پليمر يا نانوذرات به سطح سلول انجام مي‌شود.

اخيرا مقاله‌اي تحت عنوان Face-Lifting' and 'Make-Up' for Microorganisms: Layer-by-Layer Polyelectrolyte Nanocoating در نشريه ACS Nano به چاپ رسيده است که در آن موضوعات جالبي در اين باره به چاپ رسيده است.





http://pnu-club.com/imported/2012/07/63.jpg



راويل فاخرولين از دانشگاه کازان مي‌گويد در اين پروژه ما روي بهبود روش‌هاي قرار دادن نانوذرات و نانولوله‌ها درون سلول‌هاي زنده متمرکز شديم. سيستمي را تصور کنيد که در آن يک سلول بزرگ با استفاده از ميليون‌ها نانوذره پوشش داده شده است، نانوذراتي که در حالت عادي مي‌توانند درون سيتوپلاسم نفوذ کرده و سلول را نابود کند. تحقيقاتي که اخيرا انجام شده مبتني بر رسوب مستقيم و بي‌واسطه نانوذرات روي سلول‌ها بوده و نيازمند آماده‌سازي‌هايي است که در آنها شرايط کاري بسيار سخت است. در اين حالت سلول زنده نخواهد ماند. اما در روش لايه به لايه که ما از آن استفاده کرديم سلول‌ها زنده مي‌مانند.

در اين روش که با همکاري پژوهشگراني از دانشگاه لويزيانا تک انجام شده، سلول‌ها با استفاده از خودآرايي لايه به لايه کپسوله شدند اين کار از طريق جذب اجزايي با بار مخالف نظير پلي الکتروليت‌ها، نانوذرات و پروتئين‌ها انجام شده است.

در اين روش، پلي آنيون‌ها و پلي کاتيون‌ها به‌صورت متوالي روي يکديگر قرار مي‌گيرند و با استفاده از برهمکنش الکترواستاتيک به يکديگر مي‌چسبند در نتيجه يک لايه مسطح ايجاد مي‌شود از اين لايه بعدها براي کپسوله کردن کلوئيدهايي نظير سلول‌هاي زيستي استفاده مي‌شود. با اين روش مي‌توان سلول‌هاي زيستي مختلف را به‌صورت موازي کپسوله کرد.

از انجايي که ساختار اين پوسته قابل تغيير است بنابراين مي‌توان از پليمرها، پروتئين‌ها و نانوذرات براي توليد آنها استفاده کرد اين کار موجب مي‌شود تا خواص کپسول قابل کنترل باشد. براي مثال کپسول را مي‌توان طوري طراحي کرد که به دما، نفوذ پذيري و پايداري ساختاري حساس باشد.

با استفاده از اين روش مي‌توان سلول‌ها را به‌صورت بلوک‌هاي سه بعدي متجمع کرد. از ديگر کاربردهاي اين روش آن است که درون اين کپسول‌ها را با مواد غذايي پر کرد.

[fr.chemi3t]

پايدارسازي فرکانس در نوسانگرهاي ميکرومکانيکي غيرخطي



به کمک تجربه و تخصص مرکز مواد نانومقياس (CNM) در طراحي و ساخت سيستم‌هاي ميکرو و نانومقياس، راهکار جديدي براي مهندسي نوسانگرهاي با فرکانس نويز پايين ابداع شد.

نوسانگرهاي مکانيکي جزء اصلي هر سيستم الکترونيکي هستند که براي هماهنگ‌سازي و صرفه‌جويي در وقت به يک فرکانس مرجع نياز دارند. آنها همچنين به‌طور گسترده‌اي در حسگرهاي جرم، نيرو و ميدان مغناطيسي مبتني برجابجايي فرکانس به‌کار مي‌روند.

با اين حال، با کوچک‌تر شدن ابعاد ساختارهاي نيمه‌هادي‌ به مقياس ميکرو و نانومتر، پاسخ ديناميک آنها در دامنه عملکرد مورد نياز غيرخطي مي‌شود. علاوه‌بر اين، بي‌ثباتي و نويز زياد فرکانس به‌طور قابل توجهي عملکرد آنها را تنزل مي‌دهد.

در اين حالت برخلاف حالت خطي، فرکانس نوسان قوياً به دامنه نوسان وابسته است. اين امر نويز فرکانس نوسانگر را تا حد زيادي افزايش مي‌دهد و بنابراين مزاياي عملکرد در دامنه‌هاي بالاتر حاصل نمي‌شود. ولي محققان نشان دادند که به‌وسيله جفت شدن دو مد ارتعاشي متفاوت از طريق تشديد داخلي مي‌توان بر اين محدوديت غلبه کرد.

اين نتايج نشان مي‌دهد که اجراي نويز با فرکانس خيلي پايين در ناحيه غيرخطي امکان‌پذير است و مي‌توان نوسانگرهاي کوارتزي را با فناوري سيستم‌هاي نانوالکترومکانيکي (NEMs) جايگزين کرد.

[fr.chemi3t]

توليد مواد پليمري نانوساختار از مواد زايد



محققان در اروپا مواد پليمري و روش‌هاي فراوري جديدي براي بازيافت مواد زايد صنعتي ابداع کرده‌اند. اين دستاورد علاوه بر کاهش هزينه بازيافت مواد به حفاظت محيط زيست نيز کمک مي‌کند.

پژوهشگران اتحاديه اروپا به‌دنبال سنتز مخلوط‌هاي پليمري چندجزئي از ضايعات صنعتي هستند تا بدين‌ترتيب ضمن توليد موادي با طول عمر بالا اثرات مخرب اين مواد در طبيعت را نيز کاهش دهند. احياي مواد زايد نه تنها بخش مهمي از فرآيند بازيافت است، بلکه باعث کاهش چشمگير هزينه حذف ضايعات نيز مي‌شود.

خواص نانوکامپوزيت‌ها به‌طور قابل توجهي به نوع پليمر اوليه، ماده پرکننده و مقادير آنها بستگي دارد. ترکيبات پليمري مطلوب و مورد علاقه براي توليد نانوکامپوزيت‌ها پلي‌کربنات‌ها (PCs)، پلي‌متيل‌متاکريلات (PMMA) و اکريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS) هستند.

پژوهشگران، نانوذرات مختلف را به اين مواد اضافه کردند تا به مواد جديدي با مقاومت گرمايي، پايداري، شفافيت و استحکام مکانيکي بالا دست يابند. به‌خصوص، پرکننده‌هاي نانومقياسي نظير نانوکلي (nano Clay يا نانوپوردها براي بهبود خواص مکانيکي و قالب‌پذيري آنها مورد توجه قرار گرفتند. آنها همچنين به کمک ابزارهاي شبيه‌سازي توزيع نانوکلي را در مخلوط‌هاي پليمري بررسي و عملکرد روش‌هاي توليدي نظير قالب‌گيري تزريقي، ريسندگي الياف و اکستروژن را در فرآوري بهينه و کم‌هزينه نانوکامپوزيت‌هاي جديد مطالعه کردند.

نتايج اين پروژه براي صنايع خودرو و حمل و نقل، ساخت و ساز و نساجي بسيار با اهميت است و تجاري‌سازي آن مي‌تواند سود اقتصادي زيادي نصيب صاحبان اين صنايع کند.