دانشمندان دانشگاه صنعتي کوينزلند استراليا روش جديدي براي توزيع نانوذرات طلا در پلاستيک يافتند که مي‌تواند در توليد رنگ‌هاي بادوام، کامپيوترهاي سريع‌تر، تلويزيون‌هاي باکيفيت و ارزان‌تر و تصفيه‌ي آب استفاده شود.اين فناوري در واقع روشي براي توزيع نانوذرات فلزي در پليمرها و مواد پلاستيکي است. از آنجا که خواص مواد نانومقياس تغيير مي‌کند، ترکيب اين نانوذرات با پليمرها به توليد مواد کامپوزيتي جديدي منجر مي‌شود که در توليد کاتاليست‌هاي نوين، دارورساني و روکش‌ها کاربرد دارند.رنگ‌ها در واقع مواد پلاستيکي هستند که در صورت افزوده شدن نانوذرات طلا، درخشندگي آنها بيشتر شده، دوام بيشتري را در محيط‌هاي خشن از خود نشان مي‌دهند، همچنين به‌دليل خاصيت رسانايي طلا در صورت مخلوط کردن آن با فلزات ديگر کاتاليست‌هاي مفيدي به‌دست مي‌آيند. اگر نانوذرات طلا و دي‌اکسيد تيتانيوم در يک قالب پلاستيکي با هم مخلوط شوند، مي‌توان کاتاليست مؤثري براي تصفيه‌ي آب ساخت که ذرات تيتانياي موجود در آن نور را جذب و به جريان الکتريکي تبديل کرده و ذرات طلا نيز آن را از خود عبور مي‌دهند.

علاوه بر اين، از اين روش مي‌توان در کپسول کردن داروها در روکش‌هاي پليمري استفاده کرد و به‌وسيله‌ي آنها سلول‌هاي سرطاني را تشخيص داده، مورد حمله قرار داد.

منبع:http://www.nano.ir/newstext.php?Code=7549

گروهي از محققان دانشکده شيمي دانشگاه مک‌گيل به رهبري دکتر هانادي اسليمن به پيشرفت قابل ملاحظه‌اي در توسعه نانولوله‌ها دست يافته‌اند. اين نانولوله‌ها «گلوله‌هاي جادويي» هستند که مي‌توانند در آينده براي رسانش داروها به سلول‌هاي بيمار خاص بهکار روند. اسليمن توضيح مي‌دهد که در اين تحقيق مولکول‌هاي DNA از بستر زيستي خود بيرون آورده مي‌شوند. بنابراين به جاي اينکه بهعنوان کد ژنتيکي بهکار روند، به نوعي واحد ساختماني براي توليد اشياي نانومقياس کوچک تبديل مي‌شوند.اين گروه پژوهشي با استفاده از اين روش اولين نانولوله‌هاي ساخته شده از DNA را که مولکول‌هاي مختلف را کپسوله کرده و حمل مي‌نمايند، توليد نموده‌اند. زماني که يک رشته خارجي DNA خاص اضافه مي‌شود، اين نانولوله‌ها محتواي خود را به سرعت و به صورت کامل رها مي‌کنند. يکي از نانولوله‌هاي ساخته شده تنها چند نانومتر عرض داشته و طول آن به 20000 نانومتر مي‌رسد.تاکنون نانولوله‌هاي DNA تنها از طريق پيچيدن ورقه‌هاي دوبعدي ساخته شده از DNA و تبديل آن به يک استوانه توليد مي‌شدند. در روشي که اسليمن و گروهش توسعه داده‌اند، امکان توليد نانولوله‌هاي با شکل‌هاي مختلف وجود داشته و همچنين اين نانولوله‌ها مي‌توانند داراي انتهاي بسته (براي نگهداشتن مواد) يا داراي ساختار متخلخل (براي رهايش اين مواد) باشند. بنابراين مواد مختلفي همچون داروها مي‌توانند در حضور يک مولکول خاص رها شوند.

يکي از کاربردهاي بالقوه اين اکتشاف در آينده درمان سرطان است. با اين حال اسليمن مي‌گويد: «ما هنوز تا درمان بيماري‌ها با استفاده از اين روش فاصله زيادي داريم. اين کشف تنها يک گام در اين مسير است. محققان بايد ياد بگيرند که چگونه اين نانوساختارهاي تشکيل شده از DNA (همچون نانولوله‌ها) را گرفته و آنها را به محيط‌هاي زيستي برگردانند تا مشکلات مربوط به نانوپزشکي همچون دارورساني، مهندسي بافت و حسگرها را حل کنند».يافته‌هاي اين گروه در 14 مارس 2010 در مجله Nature Chemistry منتشر شده است. هزينه اين تحقيق توسط انجمن ملي علوم و تحقيقات مهندسي و موسسه تحقيقات پيشرفته کانادا تأمين شده است.

منبع:http://www.nano.ir/newstext.php?Code=7555

مطمئن‌ترين راه درمان سرطان خارج کردن تمام قسمت‌هاي باقي‌مانده يک تومور از طريق جراحي است. متأسفانه براي بيشتر سرطان‌ها به‌دليل وجود دو مشکل، اين روش مشکل‌ترين راه نيز هست: اول اينکه امروزه تشخيص تمام آخرين تومورهاي باقي‌مانده درون بدن تقريباً غيرممکن است و دوم اينکه تشخيص مرز ميان تومور و بافت سالم بسيار دشوار است. نانوذراتِ دومنظوره‌اي که اخيراً توسعه يافته‌اند شايد پاسخي به هر دو مشکل باشند؛ اين نانوذرات دورن تومورها نفوذ کرده و آنها را از طريق فلورسانس يا MRI (تصويربرداري تشديد مغناطيسي) روشن مي‌کنند.گروهي از محققان به رهبري دکتر راجر شاين از دانشگاه کاليفرنيا يک نانوذره دومنظوره توسعه داده‌اند که تنها وارد سلول‌هايي مي‌شود که با دو پروتئين پوشانده شده‌اند. اين دو پروتئين مولکول‌هايي هستند که سلول‌هاي سرطاني براي حمله به بافت‌هاي سالم از آنها استفاده مي‌کنند. زماني که اين نانوذرات وارد تومور شده و در آن جمع مي‌شوند، مي‌توان به راحتي با استفاده از MRI يا ميکروسکوپ فلورسانس استاندارد آنها را مشاهده کرد. آنها گزارش نموده‌اند که توانسته‌اند تومورهايي به کوچکي 200 ميکرومتر را مشاهده نموده و سپس با رديابي سيگنال‌هاي فلورسانسي که اين نانوذرات از خود نشر مي‌کنند، باقيمانده‌هاي ميکروسکوپي بافت‌هاي بدخيم را از بدن خارج سازند. اين پژوهشگران روبشگر خود را با استفاده از يک نانوذره کروي پليمري که درخت‌سان ناميده مي‌شود، توليد نمودند. درخت‌سان‌ها محل‌هاي پيوندي زيادي روي سطح خود دارند که اين امر دکتر شاين و همکارانش را قادر ساخته است سه گروه مختلف را روي اين نانوذرات سوار نمايند: يک پپتيد فعال‌شونده نفوذکننده در سلول (ACPP)، سه مولکول فلورسانس بسيار روشن به نام Cy5، و 15 تا 30 مولکول شلات گادولينيوم که عوامل بالقوه وضوح تصوير MRI هستند.

ACPPها پپتيدهاي کوتاه با بار مثبت هستند که با يک مولکول قابل انفصال به يک پپتيد داراي بار مثبت متصل مي‌شوند. پپتيدهاي داراي بار مثبت مي‌توانند درون سلول‌ها نفوذ کنند، اما تا زماني که پپتيدهاي با بار منفي به آنها پيوند يافته‌اند، اين قابليت آنها غيرفعال است. شکستن مولکول پيونددهنده موجب جدا شدن پپتيد داراي بار منفي گرديده و در نتيجه پپتيد با بار مثبت و تمام اجزاي ديگر متصل به آن مي‌توانند به درون سلول نفوذ کنند. در اينجا مولکول پيونددهنده تنها توسط يکي از دو پروتئين ماتريکس متالوپروتئين-2 يا ماتريکس متالوپروتئين-9 که به مقدار زياد در سطح سلول‌هاي تومور وجود دارند، مي‌شکند. نانوذراتي که در آنها اين اتصال‌دهنده دو پپتيد نمي‌تواند بشکند، قابليت نفوذ به درون سلول‌هاي تومور را نداشته و به سرعت از بدن دفع مي‌شوند.

زماني که اين نانوذرات به بدن حيواناتي که تومورهاي انساني را با خود داشتند، تزريق شدند، در عرض 48 ساعت درون تومور تجمع کرده و با استفاده از MRI کل بدن قابل مشاهده شدند. پژوهشگران در حين انجام اين آزمايشات متوجه گوشه‌هاي تيزي شدند که حتي در تومورهاي کوچک نيز وجود داشتند. آنها توانستند با استفاده از ميکروسکوپي فلورسانس اين گوشه‌ها را به دقت تشخيص داده و در نتيجه تومور را به صورت کامل‌تري از بدن خارج کنند.جزئيات اين تحقيق در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

منبع:http://www.nano.ir/newstext.php?Code=7561

پژوهشگران دانشگاه گلاسکو يک بسته‌ي مولکولي را طراحي کرده‌اند که مي‌تواند در ساخت گستره‌ي وسيعي از مواد شيميايي استفاده شود.محققان با استفاده از مولکول‌ها به‌عنوان واحدهاي ساختماني، موفق به ساخت يک داربست مولکولي شدند. اين روش جديد طراحي، مسير تازه‌اي را به‌سوي ساخت ترکيباتي باز کرده که مي‌تواند به‌عنوان حسگرهاي يوني، ادوات ذخيره‌سازي و کاتاليست‌ها مورد استفاده قرار گيرد.آنها از پلي‌اکسو‌متالات‌‌ها (ترکيبات پيچيده‌ي ساخته‌شده از فلز و اکسيژن) چارچوب‌هاي توخالي‌اي ساختند که مي‌توانند به هم بچسبند و شکل از پيش تعيين‌شده‌اي را ايجاد کند. اين گروه از يک مولکول پلي‌اکسو‌متالات‌‌ به شکل چرخ، که داراي حفره‌اي به قطر يک نانومتر است، استفاده کردند. اين حفره به مثابه‌ي پنجره‌اي عمل مي‌کند. ترکيب مورد استفاده، در آب خودآرايي داده مي‌شود و يک بلور مکعبي زيبا را تشکيل مي‌دهد. به‌دليل وجود پنجره‌هايي در اين ترکيب، اين ساختار مي‌تواند به‌عنوان جعبه‌اي براي ذخيره‌ي يون و مولکول‌هاي کوچک مورد استفاده قرار گيرد.

براي اتصال مولکول‌ها در چنين ساختاري از يون‌هاي منگنز استفاده شده‌است، همچنين براي خنثي کردن بار منفي ايجاد‌شده به‌وسيله‌ي اکسيد فلز مي‌توان از يون‌هاي ليتيم و پتاسيم ـ که داراي بار مثبت است ـ بهره جست. از وجود اين يون‌هاي مثبت که درون ساختار به‌صورت آزاد رها هستند و به‌راحتي با يون‌هاي ديگري مي‌توانند جايگزين شوند، مي‌توان به‌عنوان وسيله‌اي در شناسايي يوني استفاده کرد. چنين ساختارهايي براي برخي از کاربردها بسيار حياتي است؛ بنابراين مي‌تواند از ساختارهاي پلي‌اکسو‌متالات‌‌ در بخش‌هاي مختلفي نظير پيل‌هاي سوختي يوني، باطري‌ها، حسگرها و کاتاليست‌ها استفاده کرد.

منبع:http://www.nano.ir/newstext.php?Code=7431

يک گروه تحقيقاتي بين‌المللي توانسته است پيل‌هاي گرمايي مبتني بر الکترودهاي نانولوله‌ کربني بسازد که ممکن است بتدريج براي توليد انرژي الکتريکي از گرماي اتلاف‌شده در دستگاه‌هاي شيميايي، اتومبيل و ديگر وسايل، استفاده شوند. اين پيل‌هاي گرماييي نانولوله‌اي مي‌توانند الکتريسيته را با هزينه‌اي کم‌تر از آرايه‌هاي خورشيدي، توليد کنند.اخيراً جمع‌آوري انرژي گرمايي تلف‌شده در دستگاه‌هاي صنعتي يا در طول خطوط لوله و تبديل آن به يک انرژي قابل کاربرد مورد توجه قرار گرفته است. اين سيستم‌ها مي‌توانند منابع موضعي از انرژي پاک ايجاد کنند که مي‌توانند براي کم‌کردن هزينه‌ها و کوچک کردن دستگاه‌هاي توليد انرژي در سازمان‌ها، استفاده شوند. اين پيل‌هاي گرمايي جديد از الکترودهاي نانولوله‌اي استفاده مي‌کنند که در مقايسه با الکترودهاي مرسوم مي‌توانند راندمان تبديل انرژي را سه‌برابر کنند.

اين پيل‌هاي گرمايي نانولوله‌اي شبيه باتري‌هاي پيلي دکمه‌اي هستند که در ساعت‌ها، ماشين‌حساب‌ها و ديگر افزاره‌هاي الکترونيکي کوچک، استفاده مي‌شوند. يکي از تفاوت‌هاي اصلي آنها با اين باتري‌ها اين است که آنها برخلاف اين باتري‌ها که بعد از مدتي تمام مي‌شوند، مي‌توانند به صورت پيوسته الکتريسيته توليد کنند. اين پيل‌هاي گرمايي که مي‌توانند با هم شبکه شوند، شامل دو صفحه نانولوله کربني هستند که بوسيله يک لايه الکتروليتي از هم مجزا شده‌اند. اين صفحه‌ها را مي‌توان اطراف لوله‌هايي که سيال‌هاي گرم يا سرد را حمل مي‌کنند، پيچاند. اختلاف دما بين لوله‌ حامل سيال سرد يا گرم و محيط اطرافش، يک اختلاف پتانسيل الکتروشيميايي بين اين صفحه‌هاي نانولوله کربني ايجاد مي‌کند. اين اختلاف پتانسيل شيميايي منجر به توليد جريان الکتريسيته مي‌شود.

اين محققان تخمين مي‌زنند که نانولوله‌هاي کربني چندجداره در پيل‌هاي گرمايي بزرگ به تدريج مي‌توانند از انرژي اتلافي قابل دسترسي، تواني با هزينه‌اي حدود 76/2 دلار براي هر وات، توليد مي‌کنند. در مقياس کوچک‌تر، پيل‌هاي گرمايي که اندازه‌اي براي پيل دکمه‌اي دارند را مي‌توان براي توان دادن به حسگرها يا مدارهاي الکترونيکي بکار گرفت.اين پيل‌هاي گرمايي جديد از مزيتِ خواص شيميايي، گرمايي، مکانيکي و الکتريکي عالي نانولوله‌هاي کربني استفاده مي‌کنند. ساختار الکترونيکي بي‌نظير و سطوح ويژه‌ي بسيار بالاي نانولوله‌ها، به همراه قطر کوچک‌شان و ساختار شبه يک‌بعدي‌شان، چگالي‌هاي جريان الکتريکي بالايي پيشنهاد مي‌دهند که عملکرد توان الکتريکي و راندمان جمع‌آوري انرژي را افزايش مي‌دهند.
اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Nano Letters منتشر کرده‌اند.

منبع:http://www.nano.ir/newstext.php?Code=7350