جدیدترین اخبارهای نانو

[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.

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.