تازه های نانو

[moo2010]

بهبود حافظه کوانتومي با روش چرخ و فلکي خواندن اطلاعات

محققاني که اميدوار به ساخت رايانه‌هاي کوانتومي هستند در حال بررسي روش‌هاي متنوع ذخيره‌سازي اطلاعات هستند. اتم‌هاي نيتروژني که در داخل الماس قرار گرفته‌اند، نويدبخش رمزگذاري بيت‌هاي کوانتومي (کيوبيت‌ها) هستند؛ ولي فرايند خواندن اطلاعات منجر به سيگنال بسيار ضعيفي مي‌گردد. اکنون فيزيکدان‌ها يک روش چرخ و فلکي توسعه داده‌اند که قادر به توليد سيگنال‌هاي بسيار قوي‌تر براي اين کيوبيت‌ها است.

راه اندازي يک کيوبيت در يک مسير کوانتومي طولاني (مسير 2 و 3) مي‌تواند به طور رويايي کيفيت سيگنالي را که از طي يک مسير کوتاه‌تر بدست آمده است (مسير 1) بهبود بخشد.

در يک رايانه کوانتومي، يک بيت منفرد اطلاعات در يک خاصيت از يک سيستم مکانيکي کوانتومي، مانند اسپين يک الکترون، رمزگذاري مي‌شود. در اکثر ترتيب‌هايي که فرآيند ذخيره‌سازي به اتم‌هاي نيتروژن جاسازي‌شده در الماس وابسته است، خواندن اطلاعات باعث نظم‌گيري متفاوت کيوبيت‌ها مي‌شود که به معناي آن است که فقط يک فرصت براي اندازه‌گيري حالت کيوبيت‌ها وجود دارد.

گروهي از فيزيکدان‌هاي آلماني از دانشگاه اشتودگارت توانسته‌اند با به کارگيري اسپين هسته‌هاي نيتروژن، فرآيند بازخواني تک پله‌اي اطلاعات را به يک فرآيند چندپله‌اي تغيير دهند. اين محققان کشف کردند که به جاي نظم‌گيري مجدد کيوبيت‌هاي الکتروني بعد از خواندن اطلاعات، مي‌توانند حالت هسته‌اي نيتروژن را قبل از آنکه اطلاعات ذخيره‌شده در کيوبيت‌ها پاک شود، دو بار تغيير دهند.

حالت مربوط به هسته‌هاي نيتروژن هيچ اطلاعات مهمي را ثبت نمي‌کند و فقط به اين محققان اجازه مي‌دهد که فرآيند خواندن حالت‌هاي کيوبيت‌ها را در چندمرحله انجام دهد. اين امر منجر به يک فرآيند مکانيک کوانتومي پيچيده‌تر مي‌شود و قادر است تعداد رخداد‌هاي قبل از پاک شدن اطلاعات را سه برابر بيشتر کند، که به نوبه خود مي‌تواند سيگنال اطلاعات را در کيوبيت‌ها تقويت نمايد.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌هاي Physical Review B و Physics منتشر کرده‌اند.






به نقل از : ���� ���� ��� ����� ������ ����(Iran Nanotechnology Initiative Council)


منبع : A Roundabout Method of Reading Data Can Improve Quantum Memory

[moo2010]

گروه تحقيقاتي آزمايشگاه ملي بروکاون با استفاده از رشته‌هاي "DNA" مصنوعي نانوذرات را به هم متصل کردند. ساختارهاي ايجادشده قادرند پيکربندي خود را تحت شرايط مختلف تغيير دهند كه اين ويژگي باعث مي‌شود تا بتوان از آنها به‌‌عنوان سوئيچ برگشت‌‌پذير استفاده كرد. با توجه به قابليت اين ساختارها براي انطباق‌‌پذيري با سيستم‌هاي زنده، مي‌توان اميدوار بود که از آنها در ساخت ماشين‌هاي نانو مقياس براي تبديل انرژي خورشيد به ديگر صورت‌هاي انرژي استفاده کرد. مدل غلتيدن يک نانوميله روي سطح آب. رنگسازهاي قطبي‌شده (قرمز) جذب مولکول‌هاي قطبي آب مي‌شوند. محققان توانستند با دقت بسيار بالايي فاصله‌ي موجود ميان نانوذرات را در اين ساختارها کنترل کنند. ويژگي‌هاي نظير خواص مغناطيسي يا نوري در نانو مواد به اين فاصله‌ها بستگي دارد.

پيش از اين دانشمندان از تک‌‌رشته‌هاي "DNA" متصل به نانوذرات در ايجاد اين ساختارها استفاده مي‌کردند؛ اما در اين کار جديد از جفت رشته‌هاي "DNA" استفاده شده‌‌است. تک رشته‌هاي "DNA" به‌‌راحتي درهم مي‌پيچند؛ اما جفت رشته‌ها بر خلاف بسيار محکم بوده، مي‌تواند فاصله‌ي موجود ميان نانوذرات را در مقادير مشخصي ثابت نگه دارد.

علاوه بر اين برخي از اين جفت رشته‌هاي "DNA" به شکل حلقوي درآمده و ذرات را در فاصله‌ي بسيار کمي از يکديگر نگه مي‌دارند. با ترکيب جفت رشته‌هاي "DNA" حلقوي و غير حلقوي، دانشمندان ثابت کردند که مي‌توانند فاصله‌ي موجود ميان نانوذرات را با دقت بيشتري کنترل کنند و ساختار ايجادشده را از يک پيکربندي به پيکربندي ديگر تغيير دهند.

آنها اميدوارند با افزودن "DNA" يه يک مولکول ديگر به‌‌عنوان محرک‌‌هاي خارجي، بتوانند پيکربندي ساختارهاي ايجادشده را تغيير دهند.



منبع : ���� ���� ��� ����� ������ ����(Iran Nanotechnology Initiative Council)
Switchable Nanostructures Made with DNA

[moo2010]

شرکت اکولُکَپ سُلوشنز(EcoloCap Solutions)، بعد از سال‌ها تلاش اولين باتري مبتني بر نانولوله کربني خود را براي تست‌هاي مستقل در آمريکا تحويل داده است. به محض تکميل اين تست‌ها، اين شرکت به سمت بازاريابي و توليد انبوه محصول خود حرکت خواهد کرد.

شرکت اکولکپ سلوشنز،يک توليد‌کننده محصولات انرژي جايگزين، اعلام کرد که اولين کشتي حامل باتري‌هاي مبتني بر نانولوله کربني‌اش براي تست‌هاي مستقل از تاسيسات اين شرکت واقع در کره‌جنوبي به مقر اين شرکت در آمريکا رسيده است. اين باتري از همه لحاظ فني شامل ظرفيت ذخيره‌سازي، ولتاژ پيل، راندمان گرمايي و زمان شارژ، مورد آزمايش قرار خواهد گرفت. نتايج به زودي منتشر و قابل دسترسي خواهد بود.

ميکائيل سيگِل، رئيس و مدير اجرايي اين شرکت و شرکت تکنولوژي بابِل‌ميکرو (زيرمجموعه اين شرکت)، گفت: براي رسيدن به اين مرحله مسير طولاني طي کرده‌ايم. دانشمندان ما تلاش زيادي کرده‌اند و لايق رسيدن به اين نتايج هستند. اين محصول در شش ماه گذشته در سرتاسر جهان به شدت مورد توجه قرار گرفته‌است. ما منتظر انتشار نتايج اين تست‌ها هستيم و اعتقاد داريم که آنها مزاياي اين فناوري جديد را تأييد خواهند کرد و به همه سؤالات باقي‌مانده در مورد اين محصول، پاسخ خواهند داد.

اين باتري مبتني بر نانولوله کربني بوسيله شرکت K-MBT، زيرمجموعه شرکت اکولکپ سلوشنز در سئول کره‌جنوبي توسعه داده شده‌بود. خط توليد باتري 12 ولتي مبتني بر نانولوله کربني شرکت اکولکپ ساخته شده‌است. اين باتري‌هاي 12 ولتي براي گستره وسيعي از کاربردهاي صنعتي و صنايع خودروسازي مشخصه‌هاي عملکردي را به شدت افزايش و هزينه‌هاي عملياتي را به شدت کاهش خواهند ‌داد.

اين شرکت همچنين اعلام کرده است که توسعه نسل جديد باتري نانوليتيومي‌اش در حال تکميل است.

اطلاعات بيشتر در مورد اين باتري‌هاي مبتني بر نانولوله‌ کربني در سايت اين شرکت موجود است.



منبع : nano.ir
MBT CNT-Battery - EcoloCap Solutions Inc.

[moo2010]

آيا مي‌توان iPod يا گوشي تلفن همراه خود را به آساني و با اتصال آن به تي‌شرت يا شلوار خود شارژ کرد؟ دانشمندان در دانشگاه کاليفرنيا با توسعه روش آساني براي تبديل پارچه نخي و پلي‌استر معمولي به منسوجات رسانا، اين توانايي را به واقعيت نزديک‌تر کرده‌اند. آنها براي توليد اين منسوجات رسانا از فناوري‌نانو استفاده کرده‌اند.

الياف اصلاح‌شده با جوهر رساناي جديد ممکن است که منجر به لباس‌هايي شوند که مي‌توانند iPodها، گوشي‌هاي تلفن همراه و ديگر افزاره‌هاي الکترونيکي را شارژ کنند.

اخيراً الکترونيک پوشيدني، انعطاف‌پذير و سبک براي رفع نيازهاي جامعه مدرن کنوني به شدت مورد توجه قرار گرفته است. اين نوع افزاره‌هاي ذخيره انرژي مجتمع زمينه کليدي هستند که هنوز چندان توسعه نيافته‌اند. اکنون محققان دانشگاه کاليفرنيا ساخت اين نوع افزاره‌ها از منسوجات معمولي را شرح داده‌اند. آنها با يک فرآيند بسيار ساده‌ي "غوطه‌ورسازي و خشک‌کردن" با استفاده از جوهر نانولوله کربني تک‌جداره، منسوجات بسيار رسانايي توليد کرده‌اند.

يي‌کو، يکي از اين محققان مي‌گويد: الکترونيک پوشيدني طبقه جديد و پيشرفته‌اي از مواد ارائه مي‌کند که داراي مجموعه‌اي از خواص از قبيل انعطاف‌پذيري، کشساني و سبکي مي‌باشند. اين خواص امکان کاربردها و طرح‌هاي زيادي که با الکترونيک مرسوم امکان‌پذير نبودند، را فراهم مي‌کنند. لباس‌هاي ورزشي با عملکرد بالا، نمايشگرهاي پوشيدني، طبقه‌هاي جديدي از افزاره‌هاي توان‌دهنده‌ي قابل‌حمل و سيستم‌هاي پايش سلامتي جاسازي‌شده، مثال‌هايي از اين کاربردهاي جديد هستند.

اين مطالعه فرآيند جديدي را براي ساخت منسوجات الکترونيکي شرح مي‌دهد. در اين فرآيند از جوهر ساخته‌شده از نانولوله‌هاي کربني تک‌جداره استفاده مي‌شود. موقعي که اين جوهر براي الياف پلي‌استر و پارجه نخي بکار برده شد، منسوجات الکترونيکي توليد کرد که توانايي عالي براي ذخيره الکتريسيته داشتند. اين الياف (منسوجات) الکترونيکي، انعطاف‌پذيري و کشساني پلي‌استر و پارچه نخي معمولي را حفظ کرده و علاوه بر آن خواص الکترونيکي جديدي پيدا کردند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Nano Letters منتشر کرده‌اند.




منبع : nano.ir

An electrifying advance toward tomorrow's power suits

[moo2010]

محققان دانشگاه ميشيگان و دانشگاه جيانگنان (چين) نانوحسگرهاي بسيار حساسي ساخته‌اند که مي‌توانند به آساني سم محيطي موجود در آب را شناسايي کنند. اين نانوحسگرها به آساني با آغشته‌سازي يک کاغذ با چندين لايه از نانولوله‌هاي کربني تک‌جداره‌ي (SWCNT) حاوي پادتن‌ها، ساخته مي‌شوند.

نيکولاس‌کوتو، از دانشگاه ميشيگان و يکي از اين محققان، توضيح مي‌دهد: تغيير پاسخ الکتريکي اين کاغذ، منعکس‌کننده ميزان سم محيطي است. آنچه براي ما بيش از همه جالب مي‌باشد، اين است که حساسيت اين افزاره به صورت استثنايي بالا است و با بهترين روش‌هاي زيست‌شيميايي از قبيل ELISA يا اسپکتروسکوپي جرمي قابل مقايسه است. ضمناً، زمان پاسخ خيلي کوتاه‌تر(حداقل 28 برابر کوتاه‌تر) است و آموزش ويژه‌اي نيز لازم ندارد. مدل غلتيدن يک نانوميله روي سطح آب. رنگسازهاي قطبي‌شده (قرمز) جذب مولکول‌هاي قطبي آب مي‌شوند. اين محققان براي ساخت نانوحسگرهاي خود، نوارهاي کاغذي فيلتري منظمي را در محلولي از نانولوله‌هاي کربني تک‌جداره و پادتن‌ها، روکش‌دهي کردند. آنها سپس اين نوارها را در هوا خشک کردند. اين محققان چرخه‌ي غوطه‌ورسازي- خشک‌کردن را اينقدر تکرار کردند که پارامترهاي الکتريکي حسگري مناسب بدست آمد.

غلظت نانولوله‌هاي کربني تک‌جداره در اين محلول آبي 50 ميلي‌گرم در ميلي‌ليتر بود. به 6 ميکروليتر از اين محلول 10 ميلي‌ليتر از پادتن‌ها اضافه شده بود تا غلظت پادتن‌ها به 10 ميکروگرم در ميلي‌ليتر برسد. در اين حالت پادتن‌هاي استفاده‌شده مربوط به ميکروسيستينLR-، يکي از معمول‌ترين و خطرناک‌ترين سموم توليد‌شده بوسيله سيانوباکتريا، بودند. تحت اين شرايط نسبت نانولوله‌ها به پادتن‌ها حدود 5000 به 1 بود.

نتايج اين محققان نشان مي‌دهد که حتي غلظت‌هاي بسيار کمي از ميکروسيستينLR- مي‌تواند رسانايي اين کامپوزيت کاغذي- نانولوله‌اي را کاهش دهد.

کوتو مي‌گويد: حسگرهاي نانولوله‌اي ما توان بالقوه‌اي براي پايش منبع آب محيطي دارند و مي‌توانند به آساني براي ديگر سموم و مواد شيميايي مضر توسعه داده شوند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Nanoletters منتشر کرده‌اند.


منبع : ���� ���� ��� ����� ������ ����(Iran Nanotechnology Initiative Council)
Simple nanotechnology paper sensor for detecting toxins in water

[moo2010]

دانشمندان در کره و آمريکا موفق به توليد اولين ترانزيستور ساخته‌شده از يک مولکول منفرد شده‌اند. اين محققان نشان داده‌اند که جريان در سرتاسر اين ترانزيستور مي‌تواند با تنظيم انرژي‌هاي اوربيتالي مولکولي منفرد کنترل شود.

تاکهي ‌لي از موسسه علوم و فناوري گوانگجو در کره جنوبي و مارک ريد از دانشگاه يل نشان داده‌اند که يک مولکول بنزن متصل به تماس‌ها نانوسيم طلايي، مي‌تواند مانند يک ترانزيستور سيليکوني عمل کند. اين محققان بسته به ولتاژ اعمال‌شده بين اين تماس‌ها قادر به تحت‌نفوذ بردن سطوح مختلف انرژي اين مولکول شدند. با تحت نفوذ بردن سطوح انرژي، آنها قادر به کنترل جريان عبوري از سرتاسر اين مولکول شدند.

ريد گفت: اين کار شبيه به غلتاندن يک گوي روي يک تپه است، در اين حالت گوي نشان‌دهنده جريان الکتريکي و ارتفاع تپه نشان‌دهنده سطوح مختلف انرژي اين مولکول مي‌باشد. ما قادر به تنظيم ارتفاع اين تپه شديم؛ بطوري که هنگامي که ارتفاع کم است به جريان اجازه عبور مي‌دهد و هنگامي که ارتفاع زياد است عبور جريان را متوقف مي‌کند.
اولين ترانزيستور مولکولي ساخته شده در جهان. اين محققان در کار قبلي خود شرح داده بودند که مي‌توان مولکول‌هاي منفرد را بين دو تماس الکتريکي به دام انداخت. آنها اکنون روش‌هايي را توسعه داده‌اند که به آنها اجازه مي‌دهند، آنچه را که در اين سطح مولکولي اتفاق مي‌افتد، ببينند.

ساخت مدارات کامپيوتري با استفاده از مولکول‌ها موضوع بسيار جالبي است، زيرا ساخت ترانزيستورهاي مرسوم در چنين مقياس کوچکي امکان‌پذير نيست. ريد مي‌گويد که کار آنها يک تحول بزرگ علمي است، اما کاربردهاي عملي چنين کامپيوترهاي کوچک‌تر و سريع‌تري چندين‌دهه طول خواهد کشيد.

او اضافه مي‌کند که هرچند ساخت نسل جديدي از مدارات مجتمع سال‌ها طول‌خواهد کشيد، اما ما بعد از چند سال تلاش و کوشش نشان داده‌ايم که مولکول‌ها مي‌توانند به‌عنوان ترانزيستور عمل کنند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature منتشر شده‌است.


منبع : nano.ir
http://opa.yale.edu/news/article.aspx?id=71

[moo2010]

دانشمندان در تگزاس يک نانوماشين مسابقه ساخته‌اند که ممکن است منجر به توسعه نسل جديدي از ماشين‌هاي مولکولي آينده شود. اين وسيله نقليه از نظر ظاهري به يک ميله داغ شباهت دارد و مي‌تواند نسبت به وسيله‌هاي نقليه نانواندازه قبلي عملکرد بهتري داشته باشد.

جيمز تور، کِوين‌کِلي و همکارانش بيان مي‌کنند که توانايي کنترل حرکت مولکول‌هاي کوچک براي ساخت ماشين‌هاي مولکولي که کاملاً قابل پيش‌بيني هستند؛ ضروري است. بعضي از اين ماشين‌ها ممکن است در آينده در ساخت مدارات کامپيوتري و ديگر اجزاء الکترونيکي استفاده شوند. دانشمندان پيش‌از اين با طراحي وسايل نقليه نانواندازه، در اين زمينه گام‌هايي برداشته‌اند. بعضي از اين وسايل نقليه نانواندازه قبلي از يک نانوواگن با چرخ‌هاي ساخته‌شده از باکي‌بال‌ها (کره‌هاي کربني حاوي 60 اتم کربن) تشکيل شده بودند.

نانووسيله ساخته‌شده بوسيله اين محققان، از يک محور جلويي کوتاه با چرخ‌هاي کوچک (کربوران-P يک مولکول) و يک محور عقبي طويل با چرخ‌هاي بزرگ (يک مولکول باکي‌‌بال) تشکيل‌شده‌است. اين محققان بواسطه شباهت ساختاري اين نانووسيله نقليه با ماشين‌هاي مسابقه آن را نانوماشين مسابقه ناميده‌اند.
نانوماشين مسابقه جديد (چپ) ممکن است منجر به ماشين‌هاي مولکولي براي ساخت مدارات کامپيوتري و ديگر اجزاء الکترونيکي، شود. کنترل حرکت نانوماشين‌هاي قبلي بسيار مشکل است، اما در اين نانوماشين جديد اين کار بهتر انجام مي‌گيرد. در قسمت جلويي اين ماشين يک محور کوچک‌تر وجود دارد که داراي چرخ‌هاي ساخته‌شده از ماده ويژه‌اي (کربوران-P) است، که آسان‌تر مي‌چرخد. چرخ‌هاي عقبي روي يک محور طويل‌تر هستند؛ اما هنوز از باکي‌بال‌هايي که قوياً به سطح چنگ مي‌زنند، تشکيل شده‌اند.

اين محققان مي‌گويند که اين تغييرات منجر به يک نانوماشين مسابقه‌اي شده‌است که مي‌تواند در دماهاي کمتر از يک نانوماشين معمول عمل کند و ممکن است چابکي بهتري داشته باشد. بطور کلي اين نانوماشين مسابقه راه را براي ماشين‌هاي مولکولي بهتر هموار مي‌کند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي ACS' Organic Letters منتشر کرده‌اند.



منبع : nano.ir
Nanodragsters hit the street: Scientists roll agile hot rod out of micro-garage (Update)

[moo2010]

محققان در دانشگاه ايلونويز در شيکاگو، غلتاندن يک نانوميله روي سطح آب را مدل کرده‌اند. اين دانشمندان با استفاده از شبيه‌سازي ديناميک مولکولي نشان داده‌اند که چگونه نانوميله‌هايي با قطر 3 تا 10 نانومتر مي‌توانند با سرعت‌هاي انتقالي بالاي 5 نانومتردر نانوثانويه روي سطح آب بغلتند.

لِلا ووکويک، يکي از اين محققان گفت: حرکت‌کردن نانواشياء روي سطح مشترک هوا و مايع را بطور جدي بررسي کرده‌ايم. شبيه‌سازي‌هاي ما از غلتاندن نانوميله‌ها نشان مي‌دهند که براي اين کار مي‌توان از همان يا مشابه اصولي که طبيعت استفاده مي‌کند، استفاده کرد. در طبيعت عنکبوت‌هاي آبي و حتي بعضي از مارمولک‌ها مي‌توانند روي سيالات پياده‌روي کنند.
مدل غلتيدن يک نانوميله روي سطح آب. رنگسازهاي قطبي‌شده (قرمز) جذب مولکول‌هاي قطبي آب مي‌شوند. اين دانشمندان توضيح دادند که چگونه به منظور غلتاندن اين نانوميله روي سطح آب، سطح نانوميله را با يک پرتوي نور بارگذاري کردند. اين پرتوي نور رنگسازهاي ("chromophore") اين نانوميله را تحريک مي‌کند. رنگسازها قسمت‌هايي از مولکول هستند که فوتون‌ها را جذب مي‌کنند. سپس اين رنگسازهاي قطبي‌شده‌ي نانوميله جذب مولکول‌هاي به‌شدت قطبي آب مي‌شوند، و در نهايت اين نيروي جاذبه سبب غلتيدن نانوميله مي‌شود. اين محققان با تطبيق دادن زماني که اين پرتوي نور به رنگسازها مي‌رسد، با سرعت چرخش اين نانوميله، به صورت تئوري نشان دادند که آنها قادر به پايدار نگه‌داشتن سرعت غلتيدن نانوميله هستند.

اين محققان در مدل‌شان نشان دادند که اين نانوميله هنگامي که روي سطح آب مي‌چرخد، قادر به هل‌دادن نانواشياء خواهد بود. اين توانايي مي‌تواند اين سيستم را به يک کانديداي مناسب براي انتقال محموله‌هاي نانومقياس در سطح سلولي، تبديل کند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Physical Review Letters منتشر کرده‌اند.



منبع : nano.ir
Light-Driven Nanorod Could Roll on Water

[moo2010]

دانشمندان در دانشگاه نوتري دام کاربردهاي جديدي براي گرافن پيدا کرده‌اند. اين محققان توضيح داده‌اند که گرافن مي‌تواند به‌عنوان يک حصير کاتاليستي چند‌عملکردي استفاده شود. آنها موفق شده‌اند که دو نوع نانوذره مختلف- نقره و اکسيد تيتانيوم- را روي يک اکسيد گرافن احياء‌شده در سايت‌هاي مختلف، بدون هيچ تجمعي پراکنده کنند. اين يافته‌ها ممکن است راه را براي توسعه نسل جديدي از سيستم‌هاي کاتاليستي و پيشرفت حسگرهاي زيستي و شيميايي، تسهيل کنند.

پراشنت کامَت، يکي از اين محققان، گفت: براي ساخت يک حصير کاتاليستي نياز به سطح ويژه بزرگي است که ذرات کاتاليستي بتوانند بدون هيچ تجمعي روي آن پراکنده شوند. گرافن، با نانوساختار دوبعدي خود، بزرگ‌ترين سطح ويژه را براي لنگراندازي ذرات کاتاليستي آماده مي‌کند.

اکسيد گرافن احياء‌شده (RGO) مي‌تواند به‌عنوان يک نانوحصير کاتاليستي براي لنگراندازي ذرات کاتاليستي مختلف، استفاده

يک صفحه گرافني علاوه بر سطح ويژه بزرگش، مي‌تواند به‌عنوان يک سکوي ارتباطي عمل کند که بواسطه خواص اکسايش- احياء ( Redox ) خود قادر به ذخيره و انتقال الکترون‌ها به مکان‌هاي مختلفش مي‌باشد. اين پژوهشگران با بهره‌گيري از اين خواص گرافن، دونوع ذرات کاتاليستي مختلف- نانوذرات نيمه رسانا (تيتانيا) و نانوذرات فلزي(نقره)- راروي يک صفحه اکسيد گرافن قرار دادند.

براي ساخت اين سيستم کاتاليستي، ابتدا الکترون‌هاي توليد شده بوسيله نور در نانوذرات تيتانيا، به بستر اکسيد گرافن منتقل مي‌شوند. بعضي از اين الکترون‌ها براي بهبود رسانايي اين بستر و تبديل اکسيد گرافن به اکسيد گرافن احياء‌شده (RGO) استفاده مي‌شوند و الکترون‌هاي ديگر تا ورود نيترات نقره، در اين صفحه RGO ذخيره مي‌شوند. به محض ورود نيترات نقره، اين الکترون‌هاي ذخيره‌شده براي احياء يون‌هاي نقره و تبديل آنها به نانوذرات نقره، در عرض اين صفحه RGO انتقال مي‌يابند.

اين محققان مي‌گويند که وجود دو نوع ذرات کاتاليستي مختلف در مکان‌هاي مختلف روي يک نانوصفحه که همانند يک نانوحصير عمل مي‌کند؛ شرايط بسيار مناسبي را براي انجام فرآيندهاي کاتاليستي مهيا مي‌کند.

مثالي که اين محققان براي استفاده از اين نانوحصير کاتاليستي، به آن اشاره مي کنند، سيستم کاتاليستي تجزيه آبي است که در آن مولکول‌هاي اکسيژن و هيدروژن در سايت‌هاي کاتاليستي مختلف توليد مي‌شوند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شده‌است.




منبع : nano.ir

Graphene-Based Nanomat Could Lead to Next-Generation Catalysts

[moo2010]

استوارت ليندساي از دانشگاه ايالت آريزونا به کمک همکارانش قابليت روش جديدي را براي تعيين سريع‌تر توالي DNA نشان داده‌اند. در اين روش يک نوار تک‌رشته‌اي از DNA، همانند يک قطعه نخ از درون يک نانولوله کربني عبور داده مي‌شود و در نتيجه ولتاژ کوتاه مدتي ايجاد مي‌شود که اطلاعاتي را در مورد عبور بازهاي DNA در زمان عبور آن از درون لوله (فرآيندي بنام ترانس لوکيشن) بدست مي‌دهد.

روش‌هاي رايج براي خواندن متن اطلاعات ژنتيکي که از چهار باز نوکلئوتيد بدست مي‌آيد، نوعاً مستند به جداکردن مولکول DNA به صدها هزار قطعه است که اين قطعه‌هاي کوچک‌شده خوانده مي‌شوند و در نهايت توالي ژنتيکي کامل به کمک توان محاسباتي بسيار زيادي بازسازي مي‌گردد. در يک دهه قبل، اولين ژنوم انساني- توالي بيش از سه ميليارد جفت باز شيميايي- در يک شاهکار علمي برجسته با موفقيت رمز‌گشايي شد. مأموريتي که حدود يازده سال تلاش و کوشش طاقت‌فرسا و هزينه‌اي بالغ بر يک ميليارد دلار را نياز داشت.

راهبرد جديد استفاده از نانوحفره‌ها است. يک ولتاژ ثابت بين دو الکترود که در دوسر نانوحفره قرار گرفته‌اند، ايجاد مي‌شود و در نتيجه اين ولتاژ يک جريان يوني براي عبور از طول کانال مياني نانوحفره، تحريک مي‌شود. در اين مقياس، عبور حتي يک مولکول منفرد از اين معبر، موجب تغيير قابل توجهي در ميزان جريان يوني درون حفره مي‌شود. سپس اين جريان به صورت الکترونيکي تقويت‌شده و اندازه‌گيري مي‌شود.

در اين مطالعه، از نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره با قطر 1 تا 2 نانومتر به‌عنوان کانال هادي استفاده شده‌است. زمانيکه جريان به درون نانولوله اعمال شد، قطعه‌هايي از DNA تک‌رشته‌اي (که به عنوان اليگومر شناخته مي‌شود) ساخته شده از 60 يا 120 نوکلئوتيد، به درون نانولوله کشانده شده و به علت بار منفي که توسط مولکول DNA حمل مي‌شود، از سمت آند نانولوله به سمت کاتد خروجي جابجا مي‌شوند. سرعت جابجايي DNA بستگي به ساختار نوکلئوتيد و نيز وزن مولکولي نمونه دارد.

ليندساي تاکيد دارد که چنانچه اين فرآيند بتواند تکميل شود، تعيين توالي DNA مي‌تواند هزاران بار سريع‌تر از روش‌هاي فعلي و با هزينه‌اي به مراتب کمتر انجام شود.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Science منتشر شده‌است.






منبع : nano.ir
http://asunews.asu.edu/20100105_carbonnanotubes