**««اخبار نانوتكنولوژي»»**

[m4material]

پيش‌بيني بازار نانوزيست‌فناوري تا سال 2018
موسسه ريسيرچ اند مارکت (Research and Markets) به تازگي گزارشي با عنوان: «کاربردهاي نانوزيست‌فناوري، بازارها و شرکت‌ها» منتشر کرده است.

اين گزارش با معرفي مواد و تکنيک‌هاي مختلف مربوط به نانوزيست‌فناوري آغاز شده است. نانوذراتي مانند نقاط کوانتومي نقش مهمي در توسعه نانوزيست‌فناوري ايفا مي‌کنند. تشخيص‌هاي مختلف مبتني بر فناوري‌نانو که در اين گزارش بررسي شده‌اند، حساسيت و دامنه محدوديت‌هاي موجود در حوزه تشخيص‌هاي ملکولي را رفع خواهند کرد.

پيش‌بيني مي‌شود که استفاده از نانوزيست‌فناوري در صنايع زيست‌فناوري و داروسازي به سرعت افزايش يابد. فناوري‌نانو در تمام مراحل توسعه دارو‌ها از فرموله کردن دارورساني بهينه تا کاربردهاي تشخيصي در آزمايش‌هاي کلينيکي کاربرد خواهد داشت. نانوساختارهايي مانند فلورانس‌ها در دارورساني بسيار کاربرد دارند. مهمترين کاربرد فناوري‌نانو در حوزه دارو، در زمينه دارورساني است.

در حال حاضر نانوپزشکي در آستانه تبديل شدن به واقعيت بوده به طوري که تشخيص‌هاي مبتني بر فناوري‌نانو و دارورساني از طريق نانوزيست‌فناوري تسهيل شده‌اند. ادوات کوچکي مانند نانوربات‌ها مي‌توانند به توسعه‌ تشخيص‌هاي منسجم و درمان کمک کنند. همچنين فناوري‌نانو به بهبود رويکرد مهندسي بافت کمک خواهد کرد.

در گزارش جديد، بازارهاي نانوزيست‌فناوري با اتکا بر روند گذشته بازارها در حوزه‌هاي مختلف کاربردي و سهم اين بازار توسط فناوري‌هاي جديد و وضعيت توسعه در سال‌هاي معين در آينده، محاسبه شده است. همچنين وضعيت فعلي نانوزيست‌فناوري، تحقيقات در حال انجام و پيشرفت‌هاي پيش‌بيني شده به طور جامع بررسي و تجزيه و تحليل شده است.

پيش‌بيني‌هاي بازار طبق حوزه‌هاي کاربردي، فناوري‌ها و توزيع جغرافيايي از سال 2008 تا سال 2018 ارائه شده است. همچنين وضعيت 242 شرکت فعال در اين حوزه به همراه 189 قرارداد همکاري نيز بررسي شده است.

متن کامل اين گزارش به قيمت 2750 يورو قابل خريداري است.

http://www.researchandmarkets.com/research/310367/nanobiotechnology

نسخه قابل چاپ
ارسال برای یک دوست

 

[m4material]

پيش‌بيني بازار جهاني نانولوله‌هاي کربني
نانولوله‌هاي کربني امکان ارتقاي گسترده مواد در بازارهاي مختلف را فراهم مي‌کند. بر اساس برآورد موسسه Nanoposts، ارزش بازار جهاني کنوني نانولوله‌هاي کربني حدود 5/90 ميليون دلار است. در حال حاضر بازار نانولوله‌هاي کربني بيانگر بازار مواد افزودني بکر است.

کاربردهاي کارکردي جديد نانولوله‌هاي کربني طي سال‌هاي آتي وارد بازار خواهند شد و ارزش بازار آنها تا سال 2015 به 4/1 ميليارد دلار افزايش خواهد يافت. پيش‌ران‌هاي اصلي بازار نانولوله‌هاي کربني، نيازهاي صنايع الکترونيک، ذخيره اطلاعات، دفاع، انرژي، هوا – فضا و خودروسازي است.

همزمان با افزايش مقياس توليد، هزينه توليد اين مواد به شدت کاهش يافته و کاربردهاي جديدي براي آنها توسعه مي‌يابند.

تاکنون بيشتر توليد نانولوله‌هاي کربني در مقياس صنعتي بوده است. شرکت‌هاي بزرگي چون آرکما، باير و دنکو به دنبال توليد انبوه اين مواد هستند تا بتوانند هزينه آنها را کاهش دهند. در حال حاضر کشورهاي چين و روسيه به شدت به دنبال افزايش فرصت‌هاي تجاري‌سازي اين مواد هستند.

اين گزارش 87 صفحه‌اي با عنوان «بازار جهاني نانولوله‌هاي کربني تا سال 2015: يک ارزيابي واقعي»، به طور جامع يکي از مهمترين حوزه‌هاي فناوري‌نانو را پوشش مي‌دهد.

برخي از محورهاي اين گزارش عبارتند از:

• پيش‌بيني‌ها و ارقام درآمدهاي جهاني در سال‌هاي 2006 تا 2015 در بين تمام بازارها؛
• پيش‌ران‌هاي اصلي بازارها؛
• محصولات، کاربردها و روندهاي بازار؛
• وضعيت بيش از 80 شرکت اصلي‌اي که کاربردهاي نانولوله‌هاي کربني را تجاري‌سازي کرده‌اند. شرکت‌هايي مانند باير، باسف، IBM و … .

حوزه‌هاي هوا-فضا و هواپيماسازي، خودرو، ساختمان‌سازي، دفاع، الکترونيک و ذخيره اطلاعات، محيط زيست، سلامت و علوم زيستي، مراقبت‌هاي فردي، چاپ و بسته‌بندي، کالاهاي ورزشي و نساجي در اين گزارش پوشش داده شده اند.

علاقمندان براي کسب اطلاعات بيشتر مي‌توانند به نشاني

http://www.nanoposts.com/index.php?mod=reports​

مراجعه کنند.
http://www.nanoposts.com/index.php?mod

 

[m4material]

ترکيب نانولوله و بتن جهت پايش ترافيک
محققان در دانشگاه مينِسوتا، با استفاده از نانولوله‌هاي کربني چندجداره‌ي پيزومقاومتي به‌عنوان فاز تقويت‌کننده،‌ يک ماده نانوکامپوزيت خودحس‌کننده براي پايش ترافيک توسعه داده‌اند. آنها طي آزمايشاتي پاسخ خواص پيزومقاومتي اين کامپوزيت را به تنش فشاري مطالعه کردند و با آزمايشات بارگيري نقليه‌اي امکان استفاده از کامپوزيت نانولوله/بتن خودحس‌کننده را بررسي کردند.

شرح شماتيکي از جاده‌ي بتني براي پايش ترافيک​

ژان يو، يکي از اين محققان، مي‌گويد: نتايج آزمايشگاهي ما نشان مي‌دهند که رابطه‌هاي متناظر خوبي بين تنش فشاري و مقاومت الکتريکي اين کامپوزيت نانولوله/بتن خودحس‌کننده وجود دارد. کامپوزيت ما همچنين به بارگيري‌هاي نقليه‌اي، پاسخ‌هاي قابل توجه‌اي ارائه کرد. اين يافته‌ها نشان مي‌دهند که اين بتن نانوکامپوزيتي خود‌حس‌کننده توان بالقوه‌ي زيادي براي پايش ترافيک دارد، براي مثال مي‌تواند براي شناسايي وسيله نقليه، اندازه‌گيري وزن در حرکت و محاسبه سرعت وسيله‌نقليه، استفاده شود.

طرز کار اين بتن خودحس‌کننده بدين‌صورت است که موقعي که تحت تنش/ کشش قرار گيرد، نانولوله‌هاي موجود در آن خواص الکتريکي نشان خواهند داد که با سطح تنش/ کشش تغيير مي‌کنند و در واقع يک پاسخ پيزومقاومتي و خطي ارائه خواهند داد. اين تغييرات در مقاومت الکتريکي، وابسته به بار اعمال‌شده روي اين بتن مي‌باشند و مي‌توانند با يک روش دو الکترودي با استفاده از يک مقاومت‌سنج ديجيتالي اندازه‌گيري شوند.

براي استفاده کامل از خواص پيروز مقاومتي نانولوله‌ها، اين نانولوله بايد به خوبي در ماتريس بتن پراکنده شوند. اين گروه براي کمک به افزايش پراکندگي نانولوله‌ها در ماتريس بتن از مواد فعال سطحي سديم دودسيل بنزن سولفونات(NaDDBS) استفاده کرده و نتايج خوبي بدست آورده است.

يو مي‌‌گويد: يافته‌هاي ما نشان مي‌دهند که اين کامپوزيت نانولوله/بتن خودحس‌کننده مي‌تواند جريان ترافيک را شناسايي کند و حتي امکان شناسايي بارگيري‌هاي نقليه‌اي متفاوت(شناسايي وزن در حرکت) را دارد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=13009.php

 

[m4material]

ورود نانوچسب‌هاي پليمري به بازار
شرکت متريالز پِرفُرمَنس زيوِکس(ZPM)، يکي از شرکت‌هاي پيشرو جهاني در زمينه کاربردهاي نانومواد، خط جديد توليد نانوچسب‌هاي اپوکسي خود معروف به چسب‌هاي اپووِکس، را راه‌اندازي کرد. اين چسب‌ جديد براي اينکه جايگزين چسب‌هاي نمره هوافضا شود، طراحي شده است. اين شرکت از نانولوله‌هاي کربني بعنوان فاز تقويت‌کننده در اين نانوچسب‌هاي اپوکسي استفاده کرده است. تست‌هاي آزمايشگاهي عملکرد و استحکام برشي بالاي اين نانوچسب‌ها را تأييد کرده‌اند.

اين محصول جديد در بسته‌هاي 5/3 پوندي قابل دسترسي است. همچنين براي مشتريان صنعتي، اين محصول در حجم‌‌‌هاي بالاتر به صورت بسته‌هاي 72 پوندي و 720 پوندي قابل دسترسي است. توزيع‌کننده‌هاي آمريکايي اين شرکت، نيز اين نانوچسب‌ها را براي مشتريان خود و ديگر مشتريان تبليغ خواهند کرد.

لانس کريسکولا، رئيس شرکتZPM گفت: چسب اپووِکس دومين محصول اين شرکت است که بوسيله نانومواد تقويت شده است. اين چسب نه‌تنها عملکرد عالي دارد، بلکه فناوري ما هزينه‌ها را نيز کاهش مي‌دهد. شرکت‌هايي که در حال حاضر از چسب‌هاي نمره هوافضاي گران‌قيمت استفاده مي‌کنند، اکنون مي‌توانند محصول بهتري که هزينه‌هاي آن نيز 30% کمتر است، را بخرند. علاوه بر اين، توزيع و خدمات پس از فروش اين محصول از محصولات فعلي بهتر است.

در تست‌هاي آزمايشگاهي مستقلي که توسط رقباي صنعتي انجام شده‌اند، اين نانوچسب‌ها در استحکام T-peel (ASTM D1878) 50% عملکرد بهتري و در استحکام برشي (ASTM D1002) 15% بهبود داشتند.

فِرِد مير، مهندس توسعه محصول اين شرکت، گفت: فناوري و محصولات مهندسي‌شده-مولکولي ما راه‌حلي براي رفع محدوديت‌هاي مواد موجود هستند. با اين نانوچسب‌ها، مشتري‌هاي ما کمتر با مشکل جدا‌شدن ثانويه‌ي قطعات چسبيده‌شده، مواجه خواهند شد و از نظر هزينه نيز صرفه‌جويي خواهند کرد.

اطلاعات بيشتر در مورد اين محصول در آدرس اينترنتي http://www.zyvexpro.com موجود مي‌باشد.


http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=8794

 

[m4material]

پيش‌بيني رفتار نانومواد با کمک يک معادله عمومي
درک چگونگي رفتار مواد در مقياس‌هاي خيلي کوچک براي توسعه فناوري‌نانوي آينده ضروري است و در آينده ممکن است تبديل به چالش بزرگي براي دانشمندان نظري و تجربي شود. اکنون يک فيزيک‌دان در موسسه‌ي الکترونيک، ميکروالکترونيک و نانوتکنولوژي در فرانسه، با کمک گرفتن از فيزيک ‌قرن نوزدهم معادله عمومي جديدي توسعه داده‌‌است که اثرات اندازه بر خواص فيزيکي کليدي نانوساختارها را پيش‌بيني مي‌کند.

اين معادله عمومي براي پيش‌بيني اثرات اندازه و شکل بر دماهاي خاص در مقياس‌نانو است.​

نسبت سطح به حجم يک ساختار هنگامي که اندازه آن خيلي کوچک مي‌شود، به شدت افزايش مي‌يابد، بنابراين اثرات سطحي مي‌تواند براي افزار‌هاي ريز خيلي مهم باشند. گري‌گوري گوسبيرز مي‌گويد: معادله من اثرات اندازه را نه تنها به نسبت سطح به حجم مرتبط مي‌کند بلکه به طبيعت ذاتي مواد (اينکه آنها جزء فرميون‌ها يا بوزون‌ها هستند) نيز نسبت مي‌دهد.

گوسبيرز با تجزيه و تحليل چگونگي اثرات اندازه‌ي نانوذرات بر دماي ذوب، دماي ابررسانانيي و دماي فرومغناطيسي (دماي کوري) معادله خود را توسعه داد. او همچنين دماي ديباي که به چگونگي هدايت گرما بوسيله نوسانات شبکه در يک ماده، مرتبط است؛ را در نظر گرفت. اين چهار دماي خاص، کميت‌هاي کليدي فيزيکي براي هر ماده مي‌باشند و همه آنها با همديگر رابطه دارند.

اين معادله ((TX/TX,∞ = [1–αshape/D](1/2S) مبتني بر قطر نانوساختار(D)؛ يک پارامتر (αshape) که به نسبت سطح به حجم مرتبط است؛ و اسپين (S) ذرات است. S بسته به اينکه آيا اين ذرات جزء فرميون‌ها (ذراتي با اسپين نصف عدد صحيح) يا بوزون‌ها (ذراتي با اسپين عدد صحيح) هستند؛ ½ يا 1 مي‌باشد. Tx دماي ذوب، ديباي، کوري يا ابررسانايي است و ∞Tx, همان دما در نمونه ماکروسکوپي اين ذرات مي‌باشد.

گوسبيرز مي‌گويد که اين معادله هيچ پارامتر قابل تنظيمي ندارد و براي همه مواد کار مي‌کند. به طور کلي دماهاي خاص هنگامي که اين ذرات کوچک‌تر مي‌شوند، کاهش مي‌يابند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Physics Letters A منتشر شده‌است.

http://physicsworld.com/cws/article/news/40884

 

[m4material]

پروب‌هاي نانوالماسي براي ميکروسکوپ‌هاي نيروي اتمي
محققان در دانشگاه نورث‌وسترن با استفاده از الماس نانوبلوري نوع جديدي از پروب‌هاي استفاده شده در ميکروسکوپ نيروي اتمي (AFM) را ساخته‌اند. اين پروب‌هاي نانوالماسي از پروب‌هاي نيتريد سيليکون تجاري شده‌ي کنوني بادوام‌تر هستند. پروب‌هاي نيتريد سيليکوني در حال حاضر براي کسب اطلاعات بيشتر از يک ماده، در AFM استفاده مي‌شوند، اما اين پروب‌ها بعد از مدتي دچار سايش مي‌شوند.

اين محققان نشان داده‌اند که پروب‌هاي ميکروسکوپ نيروي اتمي نانوالماسي‌شان از پروب‌هاي نيتريد سيليکوني ده ‌برابر بادوام‌تر مي‌باشند. در اين مطالعه تست‌هاي سايش با استفاده از پروب‌هاي AFM ساخته‌شده از مواد مختلف (نيتريد سيليکون، الماس فرانانوبلوري(UNCD) و الماس فرانانوبلوري دوپ‌شده با نيتروژن) انجام شدند. اين پروب‌ها با پيمايش سطح يک بستر سخت تست شدند.

نيکولاي مولدوان، يکي از اين محققان، گفت:" در ابتدا بايد تلاش مي‌کرديم که يک نوک تيز از جنس الماس فرانانوبلوري بسازيم. ما نياز داشتيم که مراحل اوليه رشد الماس را براي تشکيل ساختارهاي نانومتري مطمئن، بهينه کنيم. واقعاً جالب است که ما متوجه شديم اين آزمايشات پيش‌بيني‌مان را تاييد مي‌کنند و نشان مي‌دهند که پروب هاي نانوالماسي‌مان کاملاً در مقابل سايش مقاوم هستند".

اين محققان علاوه بر تعيين مشخصات اين پروب‌ها، مدلي نيز ارائه داده‌اند که مي‌تواند چگونگي ساييده‌شدن يک پروب را پيش‌بيني کند.

راوي ‌اگراوِل، يکي ديگر از اين محققان، گفت: توسعه يک مدل عمومي با قابليت پيش‌بيني، کار برجسته‌اي است. اين مدل همچنين ديدگاهي در مورد چگونگي چسبندگي بين‌سطحي بين اين پروب و بستر، ارائه مي‌کند. اين ديدگاه مرتبط با مقاومت سايشي پروب‌هاي AFM مي‌باشد.

طبق گفته اين محققان نتايج گزارش‌شده در اين تحقيق نشان‌دهنده‌ بهبود مقاومت سايشي در اين پروب‌هاي نانوالماسي مي‌باشند.

اين محققان به‌دنبال تجاري‌سازي اين نوع پروب‌هاي AFM هستند.

http://nanotechwire.com/news.asp?nid=8936

 

[m4material]

ساخت نانوآنتن‌هايي براي شبکه‌هاي پرسرعت انتقال داده
براي انتقال راديويي داده‌ها بوسيله امواج نور الکترومغناطيسي فرکانس بالا در گستره‌ي فرکانسي صدها هزار گيگاهرتز (براي مثال 500 هزار گيگاهرتز براي نور زرد با طول موج 600 نانومتر) نياز به آنتن‌هاي کوچکي است که طولي بيش از نصف طول موج اين نورها نداشته باشند. اکنون دانشمندان آلماني توانسته‌اند که کوچک‌ترين نانوآنتن‌هاي را از طلا با يک روش تکرار‌پذير و ويژه بسازند.

توليد مستقيم امواج الکترومغناطيسي امکان انتقال اطلاعات از يک مکان A به يک مکان دورتر B، را فراهم مي کند. جزء کليدي در اين انتقال اطلاعات، يک آنتن دو قطبي است که در طرف فرستنده و در طرف گيرنده است. اين فناوري در بسياري از وسايل ارتباطي امروزي از قبيل ارتباطات راديويي موبايل يا گيرنده‌هاي برنامه‌هاي ماهواره‌اي، بکار مي‌رود. اگر طول کلي اين آنتن دوقطبي متناظر با حدود نصف طول‌موج موج الکترومغناطيسي به‌کار رفته، باشد؛ بيشترين راندمان را براي ارتباط بين فرستنده و گيرنده خواهيم داشت.

نانوآنتن‌هاي طلاي ساخته‌شده بوسيله اين محققان، از نظر فيزيکي شبيه آنتن‌هاي راديويي عمل مي‌کنند. اگر چه آنتن‌هاي راديويي 10 ميليون برابر بزرگ‌تر هستند و طولي برابر يک‌متر دارند. بنابراين فرکانس دريافتي بوسيله اين نانوآنتن‌ها يک ميليون برابر بزرگ‌تر از فرکانس راديويي است.

اين نانوآنتن‌ها بايد اطلاعات را با سرعت‌هاي بي‌نهايت زياد انتقال دهند، زيرا فرکانس بالاي اين امواج امکان يک فرمولاسيون بي‌نهايت سريع سيگنال را فراهم مي‌کند. اين توانايي براي آينده انتقال بي‌سيم اطلاعات، به معني افزايش شتاب به همراه کاهش مصرف انرژي است. بنابراين، نانوآنتن‌ها يک پايه اصلي شبکه‌هاي جديد پرسرعت انتقال داده‌ي نوري هستند. مزيت ديگر استفاده از اين طول‌موج‌ها براي انتقال داده‌ها اين است که نور در گستره‌ي فرکانسي 400 تا 1000 نانومتر براي انسان‌ها، حيوانات و گياهان مضر نيستند.

در آينده، اين نانوآنتن‌ها نه‌تنها براي انتقال داده‌ها استفاده خواهند شد بلکه به‌عنوان ابزاري براي ميکروسکوپ‌هاي نوري نيز به‌کار خواهند رفت.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://www.labspaces.net/100265/Smallest_nanoantennas_for_high_speed_data_networks

 

[m4material]

حرکت نانواشياء با نيروي‌هاي کوچک نوري
محققان دانشگاه کرنل با استفاده از يک باريکه بسيار ريز نور که داراي تواني به کوچکي يک ميلي‌وات بود، توانستند يک ساختار سيلکوني را به اندازه 12 نانومتر جابجا کنند. به گفته آنها، اين مقدار مي‌تواند براي سوئيچ خواص نوري يک ماده از کدر به شفاف کافي باشد.

تصوير ميکروسکوپ الکتروني از دو حلقه تخت و نازک از جنس نيتريد سيلکون​

ميکال ليپسون، يکي از اين محققان، گفت: اين فناوري مي‌تواند منجر به کاربردهاييون در طراحي سيستم‌هاي ميکروالکترومکانيکي (MEMS) - افزاره‌هاي نانومقياس با اجزاء متحرک- و نيز سيستم‌هاي ميکرواپتومکانيکي (MOMS) - که اجزاء متحرک را با مدارهاي فوتونيکي ترکيب مي‌کنند- گردد.

مي‌توان نور را به عنوان جرياني از ذرات در نظر گرفت که در حين برخورد به ماده به آن نيرو وارد مي‌کند. نيروي حاصل از نور خورشيد نمي‌تواند شما را از صندلي پرت کنند، زيرا اندازه آن خيلي کوچک است ولي در مقياس نانو مي‌تواند موثر باشد. ليپسون توضيح داد: چالشي که وجود دارد اين است که براي تغيير هندسه ساختارهاي فوتونيکي به نيروهاي نوري بزرگي نياز است.

ولي اين محققان با ساخت دو تشديدکننده حلقوي- موجبرهاي دايره‌اي که محيط آنها مضرب صحيحي از طول موج نور داخل آنها است- و جفت کردن باريکه‌هاي نوري که در داخل اين دو حلقه در حال حرکت بودند، توانستند نيروي مورد نياز را کاهش دهند.

اين محققان ساختاري خلق کردند که شامل دو حلقه تخت از جنس نيتريد سيلکون مي‌باشد که بر روي همديگر قرار گرفته‌اند و از طريق ميله‌هايي به يک محور متصل شده‌اند. اين موجبرهاي حلقوي داراي عرض سه ميکروني و ضخامت 190 نانومتري هستند که با فاصله 1 ميکرومتري روي هم قرار گرفته‌اند.

هنگامي که نور با فرکانس تشديدي مناسب، در اين آزمايش نور مادون قرمز با طول موج 5/1533 نانومتر، به داخل حلقه‌ها تزريق ‌شود، باعث ايجاد نيرويي مي‌گردد که مي‌تواند حلقه‌ها را به اندازه 12 نانومتر تغيير شکل دهد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature منتشر شده‌است.

http://www.news.cornell.edu/stories/Nov09/lightswitch.html

 

[m4material]

رفتار الکترونيکي دو مولکول متصل بهم
گروهي از محققان اروپايي براي اولين بار موفق به مطالعه خواص الکتريکي دو مولکول فولرين (C60)، که در تماس با همديگر بودند، شدند. آنها براي ساخت اين مدار الکترونيکي بسيار ريز که فقط از دو مولکول، که هرکدام داراي قطر يک نانومتري هستند، تشکيل شده‌است از يک ميکروسکوپ تونلي روبشي (STM) استفاده کردند.

عمکرد مربوط به سيستم‌هاي الکترونيکي نوين به خاطر مينياتوري کردن مولفه‌هاي استفاده‌شده در آنها، با سرعت بالايي در حال افزايش است. با اينحال، با ريزکردن ابعاد ساختار‌هاي معمولي و رسيدن به حد نانومتري مسائل پيچيده‌اي تحت عنوان پديده‌هاي کوانتومي ظاهر مي‌شوند. بنابراين، پژوهش‌هاي اخير تمرکز خود را بر روي رهيافتي به عنوان از پايين- به بالا معطوف کرده‌اند که به مهندسي ساختارهاي عملکردي با استفاده از کوچکترين اجزاء سازنده، يعني اتم‌ها و مولکول‌هاي منفرد، مي‌پردازد.

محققاني از آلمان، فرانسه، اسپانيا و دانمارک توانستند براي اولين بار يک مولکول فولرين را با استفاده از نوک STM برداشته و با دقتي برابر با يک تريليونيوم متر در کنار مولکول فولرين ديگر قرار دهند. آنها با استفاده از اين فرايند کنترل‌شده توانستند جريان الکتريکي را که از يک مولکول به مولکول ديگر جاري مي‌شود، اندازه گيري کنند.

اين تحقيقات نشان مي‌داد که جريان الکتريکي بين اين دو مولکول متصل بهم، نمي‌تواند به سادگي جاري يابد- رسانايي آن حدود 100 برابر از رسانايي يک تک مولکول کم‌تر است. اين يافته مي‌تواند براي افزاره‌هاي الکترونيکي بسيار فشرده در آينده حياتي باشد زيرا به خاطر اين رسانايي ضعيف مي‌توان جريان نشتي را که ممکن است بين مدارهاي مجاور پيش آيد، کنترل کرد.

محاسبات مکانيک کوانتومي نيز اين يافته‌هاي تجربي را تاييد مي‌کنند. نتايج اين محاسبات رسانايي ضعيف بين اين دو مولکول فولرين، را نشان مي‌دهند.

دقت فوق العاده در دستکاري و کنترل مولکول‌هاي منفرد که در اين کار بدست آمده‌است مي‌تواند راه تازه اي به سوي مطالعه ساير مولکول‌هاي پرآتيه باز کند. فهم عميق از خواص جريان‌هاي الکتريکي در مقياس نانومتري يک قدم اساسي در راستاي نانوالکترونيک مولکولي نوين مي‌باشد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Physical Review Letters منتشر شده‌است.

http://www.physorg.com/news177249897.html

 

[m4material]

روش جديدي براي توليد انبوه گرافن
توليد گرافن با بازدهي بالا همچنان بحثي چالش‌برانگيز است، اما محققان دانشگاه رايس در هوستون راه جديدي را براي حل اين مشکل ارائه کرده‌اند. اندريو بارون به همراه همکاران خود روش ساده‌اي براي توليد نانوورقه‌هاي گرافنِ پراکنده به صورت هموژن در يک حلال از مواد گرافيتي مختلف، توسعه داده‌اند.

اين روش نيازي به اکسيداسيون شديد مواد گرافيتي نداشته و ورقه‌هاي توليد شده با داشتن رساناي بالا مي‌توانند عاملدار شوند.

جهت استفاده مناسب از خواص گرافن دانشمندان بايستي با يک روش ساده، نانوورقه‌هاي تک‌لايه و کم‌لايه توليد کنند. همچنين اين نانوورقه‌ها بايد در يک حلال غير قطبي قابل‌حل باشند، تا قابليت واکنش با مواد آلي را داشته باشند. بارون معتقد است که روش ابداعي آنها به اهداف گفته شده رسيده است.

اين روش شامل پراکندن مواد گرافيتي گوناگون در ارتو- دي‌کلرو بنزن و سپس به‌کارگيري امواج الکتراسونيک است. اين روش به راحتي مي‌تواند در ظرفيت‌هاي بالاتر هم استفاده گردد. همچنين با حذف اکسيداسيون، ورقه‌هاي توليدشده رسانايي الکتريکي بالايي را دارا هستند. روش‌هايي نظير اکسيداسيون گرافيت نه‌تنها سمي بوده بلکه منجر به توليد گرافين با نقص‌هاي ساختاري فراوان مي‌شود. زيرا که مواد اکسيدکننده شبکه کربن‌هاي شش‌وجهي را از حالت منظم منقطع مي‌کند.

اين گروه اميدوارند که فعاليت‌شان منجر به تشويق ساير دانشمندان براي توسعه‌ي انواع مختلف آزمايشات شيميايي ممکن روي گرافن، شود؛ که از جمله آن مي‌توان به عاملدار کردن اين مواد اشاره کرد که براي ساخت ادوات الکترونيکي ضروري است.

بارون و همکارانش در حال حاضر روي کاربرد اين مواد در انرژي، نظير الکترودهاي شفاف در سلول‌هاي خورشيدي فعاليت مي‌کنند. گرافن همچنين مي‌تواند به عنوان الکترود آند در باتري‌هاي ليتيوم استفاده شود که باعث افزايش ظرفيت آنها بواسطه‌ي سطح بسيار بالاي گرافن مي‌گردد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شده‌است.


http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40098

 

[m4material]

پيشرفت جديدي در الکترونيک مبتني بر گرافن
محققاني از دانشگاه تگزاس روش تازه‌اي براي انتقال فيلم‌هاي نازک گرافني با سطح بزرگ، که بر روي زرورق‌هاي مسي رشد کرده‌اند، به روي زيرلايه‌هاي ديگر يافته‌اند.

گرافن مي‌تواند در ساخت عناصر مربوط به افزاره‌هاي فوتوولتائيک مورد استفاده قرار گيرد. حتي مي‌توان از آن به عنوان جايگزين اکسيد‌هاي فلزي رسانا، مانند اکسيد قلع اينديوم، که به طور مرسوم در الکترودهاي شفاف مثل صفحه نمايش‌هاي بلور مايع (LCD) به کار مي‌روند، استفاده کرد.

براي کاربردهايي مانند الکترودهاي شفاف رسانا (براي مثال در LCDها) محققان نياز به اين دارند که بتوانند فيلم‌هاي نازک با سطح بزرگ از گرافن يا گرافن‌هاي چند لايه را رشد دهند و سپس آنها را بر روي مواد ديگر قرار دهند. با روش تازه‌اي که اين محققان ابداع کرده‌اند، جابجايي چنين فيلم‌هايي از روي سطح مسي، که بر روي آن رشد کرده‌اند، بدون اينکه آسيب زيادي به گرافن برسد، امکان‌پذير شده است.

رود روف، يکي از اين محققان، گفت: "گرافن بدست آمده مي‌تواند در ساخت افزاره‌هاي جديدي مانند ترانسيستورهاي اثر ميداني شبه‌اسپيني دولايه (BisFET) مورد استفاده قرار گيرد. همچينين در ساخت الکترودهاي شفاف رسانا براي افزاره‌هاي فوتوولتائيک و فناوري صفحه‌نمايش‌ها ميتواند مفيد باشد. "

اين روش جديد انتقال، در حقيقت بهينه‌سازي تکنيک ديگري است که قبلا توسط همين گروه توسعه يافته است. اين روش شامل استفاده از پلي‌متيل متاکريلات (PMMA) براي حمل گرافن به زيرلايه هدف، حل کردن لايه PMMA اول با يک محلول PMMA براي شکل دادن لايه PMMA دوم، و در نهايت حذف PMMA با استون مي‌باشد. لايه PMMA دوم باعث رهاشدن گرافن و توليد ماده‌اي با ترک‌ها و بريدگي‌هاي کمتر مي‌شود.

ماده گرافني که بر روي زيرلايه‌هاي مسي توليد مي‌شود، مي‌تواند در اندازه‌هاي بزرگي تا 20 سانتي‌متر مربع ساخته شود و منتقل گردد، به گونه‌اي که با چسباندن چهار لايه منفرد به همديگر ساخت يک مقاومت ورقه‌اي با مقدار مترمربع/اهم 350 امکان‌پذير است. اين مقدار در حقيقت نشان‌دهنده يک فيلم پيوسته مي‌باشد. اين فيلم‌ها داراي شفافيت نوري بالاي %90 مي‌باشند، که از مقدار %85-82 مربوط به ITO استاندار بيشتر است، و از لحاظ مکانيکي نيز انعطاف‌پذير هستند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شده‌است.

 

[m4material]

مرمت آثار هنري گذشتگان با کمک فناوري‌نانو
شيميدانان ايتاليايي براي حذف آلودگي‌ها از سطوح آثار هنري باارزش و ترميم آنها، يک سيستم تميز‌کننده‌ي مبتني بر فناوري‌نانو توسعه داده‌اند.

در دهه‌هاي 60 و 70 ميلادي مرمت‌کننده‌هاي آثار هنري براي حفاظت آنها از آسيب، سطح‌شان را با يک روکش پليمري مرمت کردند. اما بعد از چندين سال، اين پليمرها در محيط‌هايي از قبيل آرامگاه‌ها يا کليساهاي بزرگ به صورت جزئي اکسيد شده و زرد يا سياه شدند. در بعضي از حالات، اين فرآيند بوسيله فلزات استفاده شده در رنگ‌هاي قديمي تسريع شد.

نانوقطرات امولسيوني (آبي و قرمز) نگه‌داشته‌شده در شبکه پليمري (سياه) که براي مرمت سطوح طلاکاري‌شده و رنگ‌آميزي‌شده استفاده مي‌شوند.پيرو باگلي‌اُني، از دانشگاه فلورنس و يکي از اين محققان، مي‌گويد: مشکل اين است که تعداد زيادي از رنگ‌آميزي‌ها متخلخل هستند، بنابراين آنها هر حلال مرسومي را جذب خواهند کرد و اين باعث آسيب‌ديدشان مي‌شود. راه‌حل ما استفاده از نانوقطرات ميکروامولسيوني است که براي حل‌کردن فقط مولکول‌هاي آلي روي سطح طراحي شده‌اند.

ماده مرمت‌کننده اين محققان ژل شفافي است که روي اثر هنري ماليده مي‌شود. اين ژل مي‌تواند مولکول‌هاي آلي روي سطح را حل کند و جذب آنها را به حداقل برساند. اين ماده از مقدار کمي p- زايلن فرارِ حل‌شده در آب تشکيل شده که با هيدروکسي‌اتيل‌سلولز به صورت ژل درآمده است. در واقع اين ژلِ روغن- در-آب شامل نانوقطرات روغنِ پوشش داده‌شده با آب مي‌باشد که در زنجيره‌هاي سلولزي به دام افتاده‌اند.

اين محققان تاکنون نقاشي‌هاي ديواري قرن پانزدهم در سانتاماريا در ايتاليا و يک قاب طلاکاري‌شده‌ي قرن هجدهم را مرمت کرده‌اند که رنگ‌شان به خوبي بهبود يافته‌است و در آينده نيز طرحي براي کار روي نقاشي‌هاي ديواري در کالولا و مکزيکو دارند.

ريچارد ويس، از اعضاء اين گروه تحقيقاتي، مي‌گويد: مشخصه‌هاي اين ژل به دقت تعيين خواهند شد تا جزئيات در مورد چگونگي عمل مرمت توسط آن، فهميده شود. درک جزئيات در مورد اينکه اين ژل چگونه عمل مي‌کند، بسيار جالب خواهد بود و به بهبود عملکرد آن کمک خواهد کرد.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Angew. Chem. Int. Ed. منتشر کرده‌اند.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/October/22100901.asp

 

[m4material]

نانوطب، نويدبخش درمان ضايعات نخاعي
محققان دانشگاه پوردو توانسته‌اند رهيافت تازه‌اي براي تعمير تارهاي عصبي آسيب‌ديده در ضايعات نخاعي کشف کنند که در آن از نانوکره‌هايي که مي‌توانند بلافاصله بعد از آسيب‌ديدن به داخل خون تزريق شوند، استفاده مي‌شود.

شمايي از مايسل‌هاي کوپليمري استفاده‌شده در درمان ضايعات نخاعي.​

اين "مايسل‌هاي کوپليمري" سنتزشده در حقيقت کره‌هاي تحويل دارو هستند که داراي قطر تقريبي 60 نانومتر مي‌باشند که حدود 100 برابر از قطر گلبول قرمز کوچکتر است. محققان پوردو نشان داده‌اند که اين مايسل‌ها مي‌توانند آکسون‌ها- تارهايي که پيغام‌هاي الکتريکي را در نخاع منتقل مي‌کنند- را تعمير کنند.

اين مايسل‌ها به خاطر داشتن اندازه نانومقياس و نيز روکش پلي‌اتيلن‌گلايکول (PEG) که پوسته‌ي بيروني اين مايسل‌ها را مي‌سازد، به راحتي توسط کليه‌ها ***** نمي‌شوند و يا توسط کبد به دام نمي‌افتند و بنابراين به اندازه کافي در جريان خون باقي مي‌مانند و به بافت‌هاي آسيب ديده مي‌رسند.

پژوهش‌هاي مداوم در دانشگاه پوردو خواص پلي‌اتيلن‌گلايکول را در درمان حيواناتي که داراي عارضه نخاعي هستند، نشان داده‌است. اين يافته‌ها نشان مي‌دهند که پلي‌اتيلن‌گلايکول سلول‌هاي آسيب‌ديده را مورد هدف قرار مي‌دهد و با آب‌بندي کردن ناحيه زخم‌شده از آسيب بيشتر جلوگيري مي‌کند. اين ماده به راه‌اندازي مجدد سلول‌ها نيز کمک مي‌کند.

همچنين يافته‌هاي اين دانشمندان نشان مي‌دهند که ساخت هسته‌ي اين مايسل‌ها از مواد ويژه، مي‌تواند کارآيي آنها در راه اندازي مجدد آکسون‌هاي آسيب‌ديده، که لاغرتر از سلول‌هاي عصبي هستند، را بهبود دهد.

اين محققان نشان دادند که بدون استفاده از اين نوع درمان، فقط حدود 18 درصد از آکسون‌ها در بخشي از نخاع آسيب‌ديده، که در"محفظه ضبط شکاف ساکاروز دوگانه" تست ‌شد، بازيافت مي‌‌شوند، در حاليکه درمان با روش مايسل‌ها اين بازيافت را تا 60 برابر افزايش مي‌دهد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://www.purdue.edu/newsroom/research/2009/nov/091108ChenSpinal.html

 

[m4material]

گيراندازي سلول‌هاي توموري در خون با نانوستون‌ها
شايد بتوان گفت که اولين نشانه شروع سرطان ظهور سلول‌هاي توموري گردشي، يا CTC، در جريان خون باشد. اکنون، يک گروه پژوهشي از موسسه فناوري کاليفرنيا به رهبري هسيان رونگ تسنگ افزاره‌اي توسعه داده‌است که از ميليون‌ها نانوستون سيلکوني ساخته‌شده، و مي‌تواند به آرامي 44% از CTCهاي افزوده‌شده به نمونه خون بشري را گيراندازي کند. فرايند گيراندازي فقط 45 دقيقه طول مي‌کشد و بيش از 90% سلول‌هاي گيرافتاده را براي تحقيقات بعدي زنده نگه مي‌دارد.

CTCها ارتش پيشتاز يک تومور شبه‌ايستا هستند، اين سلول‌ها از تومور اوليه گريخته و در اندام‌هاي ديگر بدن تجمع کرده‌اند. داشتن يک روش سريع و ارزان براي گيراندازي اين سلول‌هاي نادر از خون مي‌تواند اطلاعات باارزشي بدهد که در بهبود درمان مفيد باشند ولي روش‌‌هاي فعلي به اندازه کافي مناسب نيستند.

نمايش تصويري از گيراندازي CTCها توسط زيرلايه‌ي نانوستون‌هاي سيليکوني (SiNP) پوشش‌داده‌شده با يک آنتي EpCAM.​

تسنگ و همکارانش با استفاده از ابزارهاي استاندارد ليتوگرافي، که براي ساخت تراشه‌هاي رايانه طراحي شده‌اند، افزاره خود را تهيه کردند. اين محققان بعد از ساخت جنگلي از نانوستون‌ها بر روي يک ويفر سيلکوني، سطح آنها را با يک پادتن پوشاندند. اين پادتن مي‌توانست يک مولکول بر روي CTC را، که مولکول اتصال سلول مخاطي يا EpCAM نام دارد، شناسايي کند.

EpCAM‌ها نقش اساسي در کمک به CTCها براي چسبيدن به آستر رگ‌هاي خوني بازي مي‌کنند، با اين کار اين سلول‌هاي شبه‌پايدار قادر به گريز از جريان خون و تجمع در اندام‌هايي مانند کبد و استخوان مي‌شوند. هنگامي که CTCها به اين افزاره اعمال مي‌گردند مي‌توانند به حضور پادتن EpCAM با ايجاد برآمدگي‌‌هايي که شبيه به مو هستند، و به شدت با نانوستون‌هاي سيلکوني برهمکنش مي‌کنند و کارآيي گيراندازي CTCها را بالا مي‌برند، جواب دهند. ولي CTC‌هايي که در يک ساختار تخت سيلکوني گير افتاده‌اند، چنين برآمدگي‌‌هايي را توليد نمي‌کنند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Angewandte Chemie International Edition منتشر کرده‌اند.

http://nano.cancer.gov/action/news/2009/nov/nanotech_news_2009-11-16d.asp

 

[m4material]

افزايش طول‌ عمر ماهواره‌ها با فناوري‌نانو
محققان موسسه‌ي فناوري جرجيا با دريافت 5/6 ميليون دلار اجزاءاصلاح شده‌اي را توسعه خواهند داد که راندمان سيستم‌هاي نيروي محرکه‌ي الکتريکي را افزايش خواهند داد. اين سيستم‌ها براي کنترل موقعيت ماهواره‌ها و کاوشگرهاي نجومي استفاده مي شوند. اين محققان از اجزاء نانولوله کربني براي کاهش مصرف سوخت استفاده خواهند کرد.

اين محققان با تمرکز روي کاتدهاي اصلاح‌شده براي افزاره‌هايي معروف به پرتاب‌کننده‌هاي اثر هال، مصرف سوخت درماهواره‌هاي نظامي، حکومتي و تجاري را کاهش خواهند داد. کاهش مصرف سوخت به اين ماهواره‌ها اجازه مي‌دهد که زمان بيشتري در مدار زمين باقي بمانند، با موشک‌هاي کوچک‌تر و ارزان‌تر پرتاب شوند، يا بارهاي بزرگ‌تري حمل کنند.

نمونه‌اي از اين تراشه نانوزيست‌حسگر مغناطيسي. ميچل‌والکِر، يکي از اين محققان مي‌گويد: حدود 10 درصد سوخت حمل‌شده در فضا بوسيله ماهوراره‌هايي که از يک سيستم نيروي محرکه الکتريکي استفاده مي‌کنند، هدر مي‌رود. اين اتلاف انرژي در کاتد توخالي است که قسمتي از اين سيستم مي‌باشد. بجاي يک کاتد توخالي، ما با استفاده از انتشار ميداني مي‌توانيم الکترون‌ها را از آرايه‌هاي کاتدي ساخته شده از نانولوله‌هاي کربني بدون اتلاف انرژي، انتشار دهيم.

ماهواره‌ها براي حفظ موقعيت‌شان در فضا يا جهت‌دهي دوباره خودشان، بايد از پرتاب‌کننده‌‌هاي کوچکي استفاده کنند که يا به صورت شيميايي يا الکتريکي توان مي‌گيرند. پرتاب‌کننده‌هايي که به صورت الکتريکي توان مي‌گيرند، براي يونيزه کردن يک گاز بي‌اثر مانند گزنون از الکترون‌ها استفاده مي‌کنند. سپس يون‌هاي حاصله براي ايجاد يک ضربه براي پرتاب، از اين افزاره با شتاب خارج مي‌شوند.

در پرتاب‌کننده‌هاي اثر هال موجود، يک کاتد دما بالاي منفرد الکترون‌ها را توليد مي‌کند. در اين کاتد‌ها بخشي از انرژي صرف افزايش دما مي‌شوند. اين محققان بدنبال جايگزين‌کردن اين کاتد توخالي با آرايه‌اي از کاتد‌هاي اثر ميداني ساخته شده از دسته‌هايي از نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره مي‌باشند. اين آرايه‌ها بدون اتلاف انرژي در توان کمتر کار مي‌کنند.‌


http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?id=3504

 

[m4material]

رهاسازي کنترل‌شده دارو با نانوذرات مغناطيسي
براي رهاسازي کنترل‌شده‌ دارو در داخل بدن روش‌‌هاي معدودي از جمله کاشت يک چشمه گرمايي يا کاشت يک تراشه الکترونيکي، وجود دارد. ولي تاکنون، هيچکدام از اين روش‌ها نتوانسته ‌است به طور قابل اعتمادي تمام کارهاي مورد نياز را که شامل قطع و وصل مکرر دارورساني، تحويل مقدار مناسب دارو و تنظيم آن بر اساس نياز بيمار مي‌شوند، را انجام دهد. اکنون محققاني از بيمارستان کودکان بوستون با ترکيب مغناطيس و فناوري‌نانو توانسته‌اند راه حلي ابداع کنند.

اين محققان يک افزاره کوچک قابل کاشتي ساخته‌اند که داراي قطري کمتر از يک سانتيمتر است و مي‌تواند دارو را در

تغيير pH در تراشه ميکروسيالي موجب ايجاد غشاهاي نيمه‌تراوا مي‌شود. غشاء مهندسي‌شده خاصي که در آن نانوذرات مغناطيسي اکسيد آهن جاسازي شده‌اند، کپسوله کند.

اعمال يک ميدان مغناطيسي متناوب خارجي باعث گرم‌شدن نانوذرات و در نتيجه گرم‌شدن ژل موجود در غشا و تخريب موقتي آن مي‌گردد. اين تخريب باعث گشوده‌شدن دريچه‌ها مي‌شود و دارو اجازه ورود به بدن را پيدا کند. هنگامي که ميدان مغناطيس خارجي قطع گردد، غشاء سردشده و ژل داخل آن منبسط مي‌شود و درنتيجه دريچه‌ها بسته‌شده و تحويل دارو متوقف مي‌گردد.

با تنظيم مدت زمان روشن‌بودن ميدان مغناطيسي خارجي ميتوان مقدار داروي رهاشده را به خوبي کنترل کرد. آهنگ تحويل دارو در طول چندين بار آزمايش کاملا پايدار و يکنواخت بوده‌است. آزمايش‌ها نشان مي‌دهند که کليد تحويل دارو ميتواند فقط با 1 الي 2 دقيقه تأخير قبل از رهاسازي دارو وصل شود و با 5 الي 10 تأخير قطع گردد. غشاءها در تست‌هاي کشش و فشار پايداري مکانيکي خوبي داشته‌اند که نشان‌دهنده دوام آنها مي‌باشد و هيچگونه خاصيت سمي براي سلول ندارند زيرا توسط سيستم ايمني مربوط به موش طرد نشده‌اند. اين غشاءها تا 45 روز توانسته‌اند خاصيت خود را در بدن حفظ کنند.

اين غشاءها تنها با دماهاي بالاتر از دماي معمولي فعال مي‌شوند بنابراين گرماي حاصل از تب بيمار يا التهاب موضعي باعث فعاليت آنها نخواهد شد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شده‌است.


http://nano.cancer.gov/action/news/2009/oct/nanotech_news_2009-10-29b.asp

 

[m4material]

جذب آلاينده‌هاي نفتي با کمک اسفنج‌هاي نانولوله‌اي
شيميدانان چيني اسفنج‌هاي نانولوله‌اي ساخته‌اند که مي‌توانند نفت و مواد شيميايي فرار را در حضور آب به صورت انتخابي جذب کنند. اين اسفنج‌‌هاي نانولوله‌اي در آب غوطه‌ور مي‌شوند و مي‌توانند حدود 180 برابر وزن‌شان نفت خام را جذب کنند. اين ظرفيت جذب به آنها جهت حذف آلاينده‌هاي نفتي از آب، توان بالقوه‌ زيادي مي‌دهد.

يک تصوير SEM از سطح مقطع اين اسفنج نانولوله‌اي.​

آنيوآن‌کااُ از دانشگاه پکينگ و يکي از اين محققان مي‌گويد: اين اسفنج‌ها مي‌توانند مواد نفتي متنوعي از حلال‌هاي فرار گرفته تا مواد نفتي سنگين و چسبناک، را جذب کنند، اما آنها کشسان و مستحکم نيز هستند. اين اسفنج‌هاي نانولوله‌اي مي‌توانند مانند پارچه چلانده شده و دوباره استفاده شوند. آنها همچنين در محيط‌هاي سخت مانند آب دريا يا دماي بالا پايدار مي‌باشند.

اين گروه تحقيقاتي براي ساخت مخلوط نامنظمي از صدها نانولوله کربني چندجداره به طول چندين ميکرومتر، از يک فرآيند ترسيب بخار شيميايي(CVD) استفاده کرد. در ماده‌ي حاصله که چگالي آن بي‌نهايت کم است، نانولوله‌ها مانند مجموعه‌هايي از چوب کبريت‌هايي مي‌باشند که روي نوک همديگر قرار گرفته‌اند. در نتيجه آنها تخلخل بسيار زيادي ايجاد مي‌کنند.

اين ساختار اجازه مي‌دهد که لوله‌ها روي همديگر سُر بخورند و در نتيجه اين ماده انعطاف‌پذير باشد. همچنين اين ماده بعد از فشرده و چلانده شدن مي‌تواند همانند فنر به شکل‌ اوليه خود برگردد. اين محققان براي آماده‌سازي اين اسفنج‌هاي نانولوله‌اي براي فرآيند جذب، آنها را در اتانول غوطه‌ور کرده و سپس به آهستگي فشرده و خشک کردند و در نهايت آنها را به شکل قرص‌هاي سياه‌رنگ متراکمي که حدود 20 برابر کوچک‌تر شده بودند، درآوردند.

اين قرص‌ها هنگامي که در معرض آلاينده‌هاي نفتي موجود در آب، قرار گيرند؛ به سرعت با پر‌شدن شکاف‌هاي بين اين لوله‌ها توسط اين آلاينده‌ها، شکل اوليه خود را باز مي‌يابند.

علاوه بر فرآيند جذب، بعضي از کاربردهاي ديگر اين ماده عبارتند از: الياف يا صفحاتي براي استفاده در سيستم‌هاي *****اسيون، عايق‌گرمايي و جاذب نويز.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Adv. Mater. منتشر شده‌است.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/November/11110901.asp

 

[m4material]

به‌دام اندازي نور و ارتعاشات صوتي در يک نانوبلور
محققاني از موسسه فناوري کاليفرنيا با ساخت يک افزاره بلوري نانومقياس توانسته‌اند براي اولين بار نور و ارتعاشات صوتي را در يک فضاي بسيار ريز محبوس کنند.
اسکار پينتر، يکي از اين محققان، مي‌گويد: "اين يک مفهوم کاملا تازه است. دانشمندان مي‌دانند که چگونه بايد نور را دستکاري کنند. آنها قادر به دستکاري صوت نيز هستند. ولي آنها نميدانستند که دستکاري همزمان نور و صوت نيز امکانپذير است و اين امواج مي‌توانند در داخل يک ساختار ريز به شدت باهم برهم‌کنش کنند."

(بالا) تصوير ميکروسکوپ الکتروني پيمايشگر اين بلور اپتومکانيکي. (پايين) نماي نزديکتري از نانوباريکه مربوط به افزاره.
در واقع پينتر به اين نکته رسيده است که برهم‌کنش نور و صوت در داخل اين ساختار ريز- که يک بلور اپتومکانيکي ناميده مي‌شود- مي‌تواند منجر به ارتعاشات مکانيکي شود که داراي فرکانس‌هايي به بزرگي چند ده گيگاهرتز هستند. او توضيح مي‌دهد که توانايي در رسيدن به چنين فرکانس‌هايي مي‌تواند قابليت زيادي براي اين افزاره‌ها در ارسال حجم زيادي از اطلاعات ايجاد کند و منجر به آرايش جديدي از کاربردهاي بالقوه شود که شامل سيستم‌هاي مخابرات نوري و نيز حسگرهاي زيستي که قادر به آشکارسازي بزرگ‌مولکول‌هاي منفرد هستند، است.
پينتر مي‌گويد که از اين نوع برهم‌کنش مي‌توان به عنوان يک ابزار تحقيقاتي در مطالعه نانومکانيک نيز استفاده کرد. "اين ساختارها خاصيت حسگري بالايي را ايجاد خواهند کرد به گونه‌اي که با سيستم‌هاي مرسوم نانوالکترومکانيکي رقابت شديدي خواهند کرد و علت اين امر آن است که حساسيت نور نسبت به حرکت در اين ساختارها به مراتب از سيستم‌هاي الکتريکي مرسوم بيشتر است."
او اضافه کرد: "تمام اين کارها در داخل يک ريز تراشه سيلکوني اتفاق مي‌افتد."
بلورهاي اپتومکانيکي تمرکز خود را به روي اساسي‌ترين واحد‌هاي – يعني کوانتوم‌هاي- نور و صوت معطوف مي‌کنند (اينها به ترتيب فوتون و فونون ناميده مي‌شوند.). همان‌طور که پيتنر هم مي‌گويد تحقيقات بسيار مفصلي در مورد بلورهاي فوتونيکي و فونوني صورت گرفته است که در آنها از دام‌هاي کوچک انرژي به نام باندگاف براي گيراندازي کوانتوم‌هاي نور يا صوت در داخل ساختار استفاده مي‌شود.
پينتر مي‌گويد: "ما اکنون قادر به دستکاري همزمان نور و صوت درداخل يک نانومحيط هستيم و مي‌توانيم تبديلات انرژي را بين اين دو سيستم انجام دهيم."
نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature منتشر شده‌است.

http://media.caltech.edu/press_releases/13296

 

[m4material]

پنجره هوشمند خودتوان‌دهنده

محققان در تايوان با کمک نانوذرات تيتانيوم يک پنجره هوشمند خودتوان‌دهنده توسعه داده‌اند که همانند يک پيل‌خورشيدي نيز عمل مي‌کند. اين پنجره مي‌تواند با استفاده از نور خورشيد توان مورد نياز خود براي تغيير رنگش، را تامين کند.

شمايي از پيل‌هاي PECC و PVCC.

​

امروز معمول‌ترين مواد براي پنجره‌هاي هوشمند مواد فوتوکروميک (هنگام قرار گرفتن در معرض نور تغيير رنگ مي‌دهند) و الکتروکروميک (هنگام قرار گرفتن در معرض بار الکتريکي تغيير رنگ مي‌دهند)، هستند.

محققان قبلاً يک پيل فوتوالکتروکروميکِ (PECC) خودتوان‌دهنده توسعه داده‌اند. در اين پيل مواد الکتروکروميک و فوتوولتائيک در يک افزاره مجتمع مي‌شوند. يک PECC هنگامي که در معرض نور خورشيد نيست، شفاف است؛ و هنگامي که در معرض نور خورشيد قرار گيرد، مات مي‌شود؛ اما اين فرآيند در اين پيل آهسته است.

اکنون محققان دانشگاه ملي چنگ کونگ با بکارگيري يک الکترود الکتروکروميک الگوداده‌شده‌ي اکسيد تنگستن- پلاتين و يک فوتوآند نانوذره‌اي دي‌اکسيد تيتانيوم حساس‌شده با رنگ‌دانه آلي يک پيل فوتوولتاکروميکِ (PVCC) خودتوان‌دهنده ساخته‌اند. در اين پيل علاوه بر اينکه تبديل وضعيت بين حالت شفاف و کدر بودن سريع است، ميزان نور عبوري از آن نيز قابل تنظيم است. اين افزاره‌ي جديد مشخصه‌هاي فوتوولتائيک و فوتوالکتروکروميک را باهم دارد.

اين محققان براي آزمايشات‌شان، دو افزاره ساختند: پيل PVCC پيشنهادي‌شان با يک فيلم الگوداده‌شده‌ي اکسيد تنگستن- پلاتين بعنوان الکترود الکتروکروميک و يک پيل PECC با همان پيکربندي، هردو با استفاده از اکسيد تنگستن، فوتوالکترودها و الکتروليت‌هاي يکسان.

نتايج نشان مي‌دهند که پيل PVCC در مقايسه با پيل PECC به حضور نور خورشيد پاسخ سريع‌تري مي‌دهد و ميزان نور عبوري از آن در حالت رنگي (کدري) بيشتر از نور عبوري از پيل PECC در اين حالت، است.

اين روش همچنين مي‌تواند براي ساخت يک نمايشگر خودتوان‌دهنده و قابل تنظيم از نظر کنتراست، به‌کار رود.

نتايج اين تحقيق در مجله‌يACS Nano منتشر شده‌است.​

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=13226.php

 

[m4material]

شناسايي سريع آرسنيک با نانوحسگر بسيار حساس
محققان در آمريکا يک روش براي اندازه‌گيري سريع و دقيق ميزان آرسنيک در آب شرب توسعه داده‌اند. در اين روش که به غلظت‌هاي بسيار کم نيز حساس است، از يک محلول نانوذرات طلا استفاده مي‌شود که رنگش در حضور اين فلز سمي تغيير مي‌کند.

تغيير رنگ مي‌تواند هنگامي که آرسنيک حضور دارد (در بالا) و هنگامي که غلظت‌هاي متفاوتي دارد (در پايين)، ديده شود.​

همه آب‌هاي شرب حاوي مقادير بسيار کمي از آرسنيک هستند، اما در بعضي از مناطق جهان از قبيل بنگلادش، هند و آسياي جنوب شرقي، اين مقدار به بالاي (قسمت در بيليون) 10ppb مي‌رسد که مي‌تواند خطرناک باشد. پارش چندراري، يکي از اين محققان مي‌گويد: روش ما بسيار ساده و حساس است، دقت آن تا حدود (قسمت در تريليون) 3ppt مي‌باشد و در حضور ديگر فلزات نيز انتخاب‌پذير است.

اين محققان نانوذرات طلا را با اتصال ليگاندهاي آلي بزرگ به سطح‌شان اصلاح کردند. اين ليگاندها از قبيل گلوتاتيون، دي‌تيوتريتول يا سيستين، با آرسنيک تشکيل کمپلکس مي‌دهند. هر يون آرسنيک مي‌تواند به سه ليگاند پيوند داده و سه نانوذره‌ي طلا را به صورت يک خوشه کنار هم نگه دارد. هرچه تعداد يون‌هاي آرسنيک بيشتر باشد، تعداد اين خوشه‌هاي چند‌ذره‌اي نيز بيشتر مي‌شود. رنگ اين محلول نانوذره‌اي بستگي به اندازه نانوذرات دارد، بنابراين ايجاد خوشه‌هاي بزرگ‌تري از نانوذرات طلا سبب تغيير رنگ اين محلول از نارنجي به سياه مي‌شود.

يک رنگ‌سنج مبتني بر ميدان مي‌تواند براي اندازه‌گيري دقيق تغيير رنگ استفاده شود. بعد از کاليبره‌کردن سيستم، با استفاده از اين رنگ‌سنج مي‌توان مشخص کرد که دقيقاً چه مقدار آرسنيک در آب موجود است.

اين محققان براي افزايش حساسيت سيستم‌شان، از يک تکنيک معروف به پراکندگي نور پويا براي تعيين تغييرات کوچک در اندازه‌ي ذرات در نمونه‌هايشان، استفاده کردند. آنها با استفاده از اين تکنيک توانستند غلظت‌هاي بسيار پاييني از آرسنيک تا حد چند ppt را نيز شناسايي کنند. اين غلظت بسيار پايين‌تر از غلظت 10ppb است که سازمان سلامت جهاني(WHO) بعنوان حداکثر غلظت مجاز آرسنيک در آب شرب تعيين کرده‌است.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Angew. Chem. Int. Ed. منتشر کرده‌اند.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009

 

[m4material]

اولين نانوذرات فلزي پايدار در دماي بالا
محققان دانشگاه پيترزبورگ توانسته‌اند بر يکي از مشکلات اصلي مربوط به توسعه نانوذرات غلبه کنند. حل اين مشکل نانوذرات، مي‌تواند منجر به کاتاليست‌هاي موثرتري براي توليد هيدروژن و کاهش گازهاي سمي خروجي از اگزوز ماشين‌ها، شود. اين محققان براي اولين بار چگونگي پايداري دما بالاي نانوذرات فلزي را شرح داده‌اند.

گوتز وسر و آنمين کاو، نانوذرات آلياژ فلزي ساخته‌اند که اندازه‌اي حدود 4‌ نانومتر دارند و تا دماهاي بيش از 850 درجه سلسيوس پايدار هستند. اين دما حداقل 250 درجه سلسيوس بيش از حداکثر دماي پايداري نانوذرات فلزي معمولي است.

نانوکاتاليست‌هاي فلزي که قطري کمتر از 5 نانومتر دارند، سطح ويژه‌ي بسيار بالايي دارند؛ بنابراين کارآيي آنها نيز بسيار زياد است. ولي در دماي حدود 600 درجه سلسيوس، که کمتر از دماهاي معمول واکنش براي بسياري از فرآيندهاي کاتاليستي است، اين نانوذرات فلزي کاتاليستي بهم مي‌چسبند و ذرات بزرگتري تشکيل مي‌دهند. مهمترين روشي که تاکنون براي پايدار کردن اين فلزات استفاده شده است، روکش‌دهي آنها با نانوساختارهاي مقاوم در برابر گرما مي‌باشد؛ اما اين روش در بهترين حالت فقط مي‌تواند نانوذراتي در محدوده‌ي 10 تا 15 نانومتر توليد کند.

اين محققان پلاتين و روديوم که نقطه‌ي ذوب بالايي دارد، را با هم مخلوط کردند. آنها اين آلياژ را با واکنش احتراق متان آزمايش کردند و متوجه شدند که اين کامپوزيت نه ‌تنها يک کاتاليست بسيار کارآمد است؛ بلکه اين ذرات حتي هنگام رسيدن دما به 850 درجه سلسيوس، اندازه متوسط 3/4 نانومتر را حفظ مي‌کنند.

اين محققان متوجه شدند که اين کامپوزيت هنگامي که دما افزايش مي‌يابد مقداري از پلاتين را که دماي ذوب کمتري دارد، از خود خارج کرده و خود را بعنوان يک کاتاليست غني از روديوم تا اتمام واکنش بازسازي مي‌کنند. در واقع در دماي حدود 700 درجه سلسيوس اين آلياژ شروع به ذوب‌شدن ميکند. با افزايش بيشتر دما پلاتين از اين ذرات آلياژي خارج شده و ذرات بزرگتري تشکيل مي‌دهد، و در نهايت ذرات آلياژي بادوام‌تري باقي مي‌ماند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌يNature Materials منتشر شده‌است.


http://www.physorg.com/news178810410.html

 

[m4material]

نانوکاتاليست جديد براي پيل‌هاي سوختي
دانشمندان فرانسوي يک نانوکاتاليست جديد پيل سوختي ساخته‌اند که از آنزيم‌هاي هيروژناز الهام گرفته است. اگرچه فعاليت اين نانوکاتاليست همانند پلاتين نيست، اما اين محققان مي‌گويند که اين اولين نانوکاتاليست زيست‌تقليدکننده‌ي مفيدي است که قابليت عمل‌کردن تحت شرايط پيل سوختي را دارد.

ساختار کاتاليست نيکل متصل به نانولوله کربني.​

در يک اقتصاد مبتني بر هيدروژن، با اکسيداسيون هيدروژن ذخيره شده در پيل‌هاي سوختي، انرژي توليد مي‌شود. براي انجام اين واکنش نياز به کاتاليست‌هاي مبتني بر پلاتين است. هرچند آنزيم‌هاي هيدروژناز اين کار را بدون نياز به اين اين فلز گران‌بها انجام مي‌دهند. بنابراين با تقليد از اين آنزيم‌ها مي‌توان کاتاليست‌هاي ارزان‌قيمتي براي پيل‌هاي سوختي ساخت.

اکنون وينسنت آرتور و همکارانش در دانشگاه ژزف ‌فورير با ساخت يک نانوکاتاليست مبتني بر بيس‌دي‌فوسفين نيکل، يک قدم مهم به سمت اين هدف برداشته‌اند. بررسي ساختار نانوکاتاليست ساخته‌شده بوسيله اين محققان نشان مي‌دهد که ساختار آن بسيار مشابه با پروتئين‌هاي فلزي استفاده‌شده در آنزيم‌هاي هيدروژناز است.

در مرکز يک اتم نيکل، مانند هيدروژنازهاي آهن- نيکل، با يک ليگاند دي‌فوسفين حاوي يک N-H بازي، ترکيب شده که از يک کوفاکتور در هيدروژنازهاي آهن- آهن تقليد مي‌کند و به کنترل حرکت پرتون هنگامي که هيدروژن توليد يا اکسيد مي‌شود، کمک مي‌کند. اين محققان کمپلکس‌هاي خود را به نانولوله‌هاي کربني رسانا متصل کردند. اين نانولوله‌ها الکترون‌ها را به يا از اين سايت‌هاي فعال(محل اتصال کمپلکس‌ها به نانولوله‌ها) مي‌رانند و وارد يک پليمر مي‌کنند. اين پليمر براي حفاظت اين کاتاليست‌ها از الکتروليت‌هاي اسيدي مي‌باشد که از زنجيره‌هاي پلي‌پپتيدي محافظ در آنزيم‌ها تقليد مي‌کند.

نانوکاتاليست‌ توليد شده بوسيله اين محققان راندمان و پايداري خوبي تحت شرايط عملياتي پيل‌هاي سوختي دارد و در مقايسه با کاتاليست‌هاي مبتني بر پلاتين ارزان‌قيمت است.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Science منتشر کرده‌اند.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/December/03120902.asp

 

[m4material]

روکش‌دهي سطح‌کشتي با نانولوله‌ها
شرکت روکش‌دهي دريايي پيشرفته يک روکش ضدخوردگي مخصوص کار سنگين و سازگار با محيط‌زيست براي کشتي‌هاي اقيانوس‌پيما توسعه داده‌است. اين روکش‌که معروف به روکش اقيانوسي سبز است، با نانولوله‌هاي کربني Baytubes از شرکت علوم مواد باير، فرموله ‌شده‌است. اين نانولوله‌ها مقاومت سايشي اين روکش را به شدت افزايش مي‌دهند. اين روکش مقاومت جريان بين سطح کشتي و آب را کاهش مي‌دهد، بنابراين مي‌توانند مصرف سوخت را به طور قابل توجه‌اي کاهش دهد.

روکش اقيانوسي سبز که با نانولوله‌هاي کربني BaytubesR فرموله شده‌است، مقاومت اصطکاکي سطح کشتي را کاهش مي‌دهد.

اين روکش‌ها شامل رزين‌هاي ماستيکي اپوکسي دوجزئي هستند که در برابر آب بسيار مقاومند. اين ويژگي آنها را براي روکش‌هاي دريايي بويژه براي قسمتي از سطح کشتي که زير آب است؛ مناسب کرده‌است. اضافه کردن نانولوله‌هاي کربني BaytubesR به آنها سبب مي‌شود که سطح بسيار نرمي داشته باشند و اين به کاهش مصرف سوخت و در نتيجه کاهش انتشار گاز دي‌اکسيد کربن کمک مي‌کند.

طبق گفته شرکت سازنده، اين اولين کاربرد نانولوله‌هاي کربني BaytubesR در روکش‌هاي دريايي است. اين روکش‌ها هم براي کشتي‌هاي جديد و هم براي روکش‌دهي‌هاي نگهداري و تعميري متوالي مناسب هستند.

مزيت ديگر اين روکش‌ها کاهش هزينه‌هاي نگهداري است. ممنوع کردن استفاده از ترکيبات قلع آلي بعنوان عامل‌هاي ضدرسوب براي جلوگيري از رشد مواد آلي؛ باعث شده است که تميزکردن مکرر سطح روکشِ روي بدنه کشتي براي اطمينان از انتقال کم‌هزينه، اجباري شود. اين محققان اميدوارند که نرمي و استحکام اين روکش سبب افزايش دوام و کاهش تعداد تميز‌کردن‌ها شود.

اولين کشتي که با اين سيستم روکش‌دهي‌شده‌است، يک کشتي حامل LNG (گاز طبيعي مايع‌شده) بنام بِرگ‌آرزيو با ظرفيت 138 هزار متر مکعب، مي‌باشد. اين روکش که عاري از مواد فرار آلي(VOC) بود، و ضخامت آن 400 ميکرومتر بود. براي يک سطح ويژه‌ي 700 متر مربعي به طور موفقيت‌آميزي به‌کار برده شد.


http://www.press.bayer.com/baynews/baynews.nsf/id/09534F7397A9686EC125767400500F5B?Open&ccm=001

 

[m4material]

مشاهده اثر هال کوانتومي در گرافن

دانشمندان دانشگاه کلمبيا توانسته‌اند يک پديده الکتريکي عجيب معروف به اثر هال کوانتومي جزئي، را در صفحات گرافن مشاهده کنند. در اين پديده الکترون‌ها براي ايجاد ذرات جديدي با بارهاي الکتريکي که کسري از بار الکتريکي الکترون‌هاي منفرد هستند؛ با هم عمل مي‌کنند.

دانشمندان در گذشته رفتار جامدات و گازهاي دوبعدي را مطالعه کرده‌اند. آنها با پيوند دو نيمه‌رساناي مختلف توانسته‌اند محيطي نزديک به يک گاز الکتروني دوبعدي ايجاد کنند. موقعي که چنين سيستمي تا دماي کمتر از يک درجه بالاي صفر مطلق سرد شود و يک ميدان مغناطيسي قوي به آن اعمال شود، اثر هال کوانتومي جزئي را نمايان مي‌کند.​

از پنج سال پيش که گرافن کشف شده‌بود، تاکنون محققان تلاش کرده‌اند که اين اثر را در گرافن مشاهده کنند، ولي موفقيت جزئي کسب کرده‌اند. اکنون محققان دانشگاه کلمبيا متوجه شده‌اند که دخالت در سطحي که گرافن روي آن رسوب مي‌کند، مشکل است. بنابراين آنها براي مشاهده اين اثر، روش‌هاي ليتوگرافي نيمه‌رسانا را براي معلق‌کردن صفحات گرافن فوق‌العاده تميز بين پايه‌هاي ميکروسکوپي بالاي سطح تراشه‌هاي نيمه‌رسانا؛ بکار بردند. هنگامي که آنها اين سيستم را تا 6 درجه بالاي صفر مطلق سرد کردند و به آن يک ميدان مغناطيسي اعمال کردند؛ گرافن مطابق با آنچه تئوري پيش‌بيني مي‌کرد، يک اثر هال کوانتومي قوي توليد کرد.

الکترون‌ها در گرافن درياي بسيار نازکي از بارهاي الکتريکي تشکيل مي‌دهند، هنگامي که ميدان مغناطيسي اعمال مي‌شود، گرداب‌هايي در سيال الکتروني ايجاد مي‌شود. به دليل اينکه الکترون‌ها داراي بار منفي هستند، اين گرداب‌ها بار مثبت دارند و بارشان کسري از بار يک الکترون است. اين حامل‌هاي بار مثبت جذب الکترون‌هاي باند هدايت شده و شبه‌ذراتي با بارهاي جزئي ايجاد مي‌کنند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature منتشر شده است.

http://sitemason.vanderbilt.edu/news/releases/2009/11/17/new-study-confirms-exotic-electric-properties-of-

 

[m4material]

خودآرايي نانولوله‌هاي کربني جهت ساخت ترانزيستور
محققان دانشگاه استنفورد يک روش خودآرايي جديدِ مبتني بر محلول توسعه داده‌اند که مي‌تواند شبکه‌هاي نانولوله‌کربني را براي ساخت ترانزيستورهاي لايه نازک، به صورت يکنواختي الگودهي کند. اين روش خودآرايي چرخشي نياز به هيچ مرحله پيش ‌يا پس‌فرآوري زمان‌بر و پيچيده ندارد و نانولوله‌هاي کربني تک‌جداره‌اي با خواص عالي توليد مي‌کند.

شمايي از خودآرايي نانولوله‌هاي کربني تک جداره براي ساخت ترانزيستور. محلول SWCNT روي يک دي‌الکتريک عامل‌دار شده با گروه‌هاي آميني، به صورت چرخشي ترسيب مي‌شود. اندازه اجزاء در مدارات ميکروالکترونيک مرسوم در حال کوچکتر‌شدن است، اما اين کوچک‌سازي مي‌تواند بوسيله خواص ذاتي سيليکون در آينده نزديکي محدود شود. نانولوله‌هاي کربني بخاطر استحکام و هدايت الکتريکي بالايشان، جايگزين‌هاي ايده‌آلي براي کاربردهاي الکترونيکي از قبيل مدارات مجتمع، نمايشگرهاي انعطاف‌پذير و پيل‌هاي خوشيدي، مي‌باشند. اگر‌چه براي توليد شبکه‌هايي از نانولوله‌هاي کربني که در مساحت‌هاي بزرگي به صورت يکنواخت متراکم و هم‌راستا هستند؛ هنوز مشکلاتي وجود دارد.

اکنون گروهي از محققان به رهبري زِنان ‌باو، براي ترسيب کنترل‌شده‌ي ترانزيستورهاي لايه نازک (TFTS) شبکه‌اي نانولوله کربني تک‌جداره‌اي از يک محلول روي مساحت‌هايي به بزرگي 6 اينچ مربع، روش جديدي توسعه داده‌اند. اين نمونه‌ها بوسيله روکش‌دهي- چرخشي يک محلول از نانولوله‌هاي کربني تک‌جداره‌ي خالص اما نامرتب، ساخته شده‌اند.

ميانگين نسبت‌هاي روشن به خاموش اين ترانزيستورهاي لايه‌نازک بيش از 105 ‌ و تحرک باري در آنها 2 Cm2/Vs است و اين در حالي است که هيچ مرحله پيش يا پس‌ فرآوري وجود ندارد. اين روش خودآرائي- چرخشي، آرايه‌هاي متراکم قابل تنظيمي از نانولوله‌ها توليد مي‌کند که در آنها نانولوله‌ها در يک جهت کاملاً هم‌راستا مي‌باشند. ترکيب کردن اين روش با شيمي سطح انتخاب‌پذير، منجر به شبکه هايي از نانولوله‌هاي نيمه‌رسانا مي‌شود که ترانزيستورهاي لايه‌نازک عالي توليد مي‌کنند.

اين محققان اکنون سعي در درک اين مطلب دارند که گروه‌هاي شيميايي مختلف روي بستر زيرين نانولوله‌هاي کربني، چگونه بر انتقال بار داخل اين شبکه، تأثير مي‌گذارند. درک اين مطلب مي‌تواند منجر به روش ديگري براي تنظيم بهتر خواص الکترونيک اين مواد شود.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي ACS Nano منتشر شده‌است.

 

[m4material]

حافظه‌هاي مبتني بر نانولوله کربني در ماموريت فضايي
در مأموريت اخير شاتل فضايي، يک نسخه‌ي ضد اشعه از حافظه NRAM مبتني بر نانولوله کربني مورد آزمايش قرار گرفت. اين حافظه NRAM بوسيله ناسا در يک پيکربندي تست‌کننده‌ي خودمختار ويژه يکپارچه شده بود. اين پروژه بخشي از مأموريت فضاپيماي آتلانتيس در مي 2009 بود. اين فضاپيما به طور موفقيت‌آميزي به تلسکوپ فضايي هابل خدمات ارائه داد.

اين افزاره‌ها بوسيله مرکز فناوري پيشرفته لاکهيد مارتين ساخته‌ شده بودند. دکتر جيم ريدر، نائب رئيس اين مرکز، گفت: آزمايش اين افزاره‌هاي نيمه‌رساناي مبتني بر نانولوله کربني در شرايط سخت فضا يک مرحله مهم به سمت کاربردهاي کاملاً جديد در آينده مي‌باشد.

اين آزمايش امکان تست دوام و عملکرد اساسي سويچ‌هاي نانولوله کربني در مدار زمين را در طول مأموريت شاتل فضايي فراهم مي‌کند. اين مأموريت در توسعه حافظه‌هاي غيرفرار و بسيار متراکم مبتني بر نانولوله‌ کربني، اولين قدم مهم را برمي‌دارد. لاکهيد مارتين و ناسا روي طرح‌هايي براي کاربردNRAM در فضا با هم کار مي‌کنند.

توماس روکز، عضو گروه سازنده اين حافظه‌ها، گفت: افتخار مي‌کنيم که افزاره‌هاي حافظهNRAM ما حتي در سخت‌ترين شرايط، عملکرد خوبي دارند و توسط ناسا براي اين مأموريت انتخاب شدند.

نانولوله‌هاي کربني به واسطه خواص بي‌نظير مکانيکي، گرمايي و الکتريکي‌شان، مي‌توانند کاربردهاي گسترده‌اي داشته باشند. نانولوله‌هاي کربني 50 برابر مستحکم‌تر از فولاد هستند و چگالي آنها نصف چگالي آلومينيوم مي‌باشد. آنها در خلاء تا نزديک دماي 3000 درجه سانتي‌گراد از نظر گرمايي پايدار هستند. اين نانولوله‌ها همچنين رساناي گرمايي خوبي مي‌باشند و از نظر الکتريکي مي‌توانند رسانا (فلزي) يا نيمه‌رسانا باشند.

دان پاول، رئيس بخش فناوري نانو در مرکز پرواز فضايي گودارد ناسا، گفت: نانولوله‌هاي کربني توان بالقوه بسيار زيادي براي گستره‌ي وسيعي از کاربردهاي فضايي آينده دارند و ما مي‌توانيم به موفقيت اين آزمايش اميدوار باشيم.

http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=8981

 

[m4material]

صفحه نانوسيمي براي LED انعطاف‌پذير
دانشمندان دانشگاه آجو در کره جنوبي يک فرآيند آسان براي ساخت ديود‌هاي انتشاردهنده نورِ(LED) انعطاف‌پذير توسعه داده‌اند. اين LED‌هاي هيبريدي آلي/ اکسيد روي مبتني بر يک صفحه اکسيد روي شبه‌کاغذي مي‌باشند که حاوي نانوسيم‌هاي اکسيد روي است. استفاده از صفحات نانوسيم- اکسيد روي مجزاي نازک، امکان ساخت LEDهاي انعطاف‌‌پذيري را فراهم مي‌کند که با هزينه کم در طول موج‌هاي مرئي يا مافوق بنفش کار مي‌کنند.

نانوسيم‌هاي شبه‌نخ و صفحه نانوسيمي توليدشده بوسيله محققان کره‌اي.​

اين محققان ابتدا با استفاده از روش رشد فاز- بخار در شرايط اتمسفريک محيط، نانوسيم‌هاي اکسيد روي را با ظاهري شبيه به نخ توليد کردند. سپس اين نانوسيم‌ها را که بصورت انبوه توليد شده بودند، با روش ساده‌ي پراکنده‌کردن- و *****اسيون تبديل به صفحات نازک انعطاف‌‌پذير کردند. بطور قابل ملاحظه‌اي، اين نانوسيم‌هاي اکسيد روي مي‌توانند به آساني تا سطوح صنعتي توليد انبوه شوند؛ و توليد اين صفحات نازک نانوسيمي فقط تجهيزات ارزاني لازم دارد.

براي ساخت يک اتصال- نامتجانس براي يک LED هيبريدي، فقط فرآوري مکانيکي ساده‌ي يک صفحه نانوسيم- اکسيد روي مجاور يک فيلم نيمه‌رساناي آلي نوع N لازم است. اين محققان تعدادي از مواد نيمه‌رساناي آلي را براساس طيف‌هاي الکترولومينسانت بررسي کردند.

اين مطالعه به همان خوبي که روش جديدي را براي ساخت LEDهاي هيبريدي/ اکسيد روي شرح مي‌دهد، يک ديدگاه در مورد الکترولومينسانس مرتبط با نقص از صفحات نانوسيم- اکسيد روي ارائه مي‌کند. معمولاً انتشار مافوق‌بنفش که از مشخصه‌هاي اکسيد روي بلوري است، در مقايسه با انتشار مرئي مرتبط با نقص ضعيف است.

براي بهبود عملکرد اين LED‌هاي هيبريدي مي‌توان با کنترل نقايص و تزيين سطح نانوسيم‌هاي اکسيد روي با ذرات فلزي، خواص انتشاري نانوسيم‌هاي اکسيد روي را اصلاح کرد.

کاربردهاي ديگر اين صفحات نانوسيمي انعطاف‌پذير شامل پيل‌هاي خورشيدي و حسگرها هستند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40950

 

[m4material]

پيشرفت بزرگي در ترانزيستورهاي نانوسيمي
بواسطه يک کشف کليدي بوسيله محققان در IBM، دانشگاه پوردو و دانشگاه کاليفرنيا، ساخت نسل جديدي از ترانزيستورهاي بسيار کوچک و تراشه‌هاي کامپيوتري قدرتمندتر با استفاده از ساختارهايي معروف به نانوسيم‌هاي نيمه‌رسانا، يک قدم به واقعيت نزديک‌تر شده‌است.
اين محققان توانسته‌اند با لايه‌هايي از مواد مختلف نانوسيم‌هايي بسازند که در آنها هر کدام از اين لايه‌ها با دقت اتمي ساخته‌شده‌اند. اريک اِستَک، يکي از اين محققان گفت:" داشتن لايه‌هاي مشخصي از مواد با دقت اتمي، شما را قادر مي‌کند که جريان الکترون‌ها و تبديل وضعيت اين جريان به روشن وخاموش، را کنترل و اصلاح کنيد".

شمايي از نانوسيم نيمه‌رساناي تشکيل شده.توليد نانوسيم‌هايي با لايه‌هاي معيني از مواد مختلف توسط اين محققان، امکان ساخت ترانزيستور‌هاي نانوسيمي را فراهم کرده است. در حاليکه ترانزيستورهاي مرسوم با قطعه‌هاي افقي و مسطحي از سيليکون ساخته مي‌شوند، اين نانوسيم‌هاي نامتجانس سيليکوني به صورت عمودي رشد داده‌مي‌شوند. به دليل اين ساختار عمودي، آنها پايه‌ي کوچک‌تري دارند؛ بنابراين مي‌توان ترانزيستورهاي بيشتري روي يک تراشه يا مدار مجتمع قرار داد.

اين محققان ابتدا ذرات ريز آلياژ طلا- آلومينيوم را داخل يک ظرف خلاء ذوب کردند و سپس گاز سيليکون را وارد اين ظرف کردند. دانه ذوب‌شده‌ي آلومينيوم- طلا سيليکون را جذب مي‌کند تا از سيليکون فوق‌اشباع شود. فوق اشباع شدن آن از سيليکون سبب ترسيب سيليکون و تشکيل نانوسيم مي‌شود. روي نوک هر نانوسيم تشکيل شده يک دانه مايع از آلياژ آلومينيوم- طلا است، بطوري که شبيه به يک قارچ است. اين محققان در نهايت دما را کاهش دادند تا کلاهک آلياژي جامد شود و بجاي گاز سيليکون، گاز ژرمانيوم را وارد ظرف کردند تا ژرمانيوم روي سيليکون ترسيب شود.

نتايج اين تحقيق در مجله‌يScience منتشر شده است.

http://www.purdue.edu/newsroom/research/2009/091126Stachnanowires.html

 

[m4material]

روشي جديد در توليد نانوكامپوزيت‌ها
مهندسان دانشگاه فردوسي مشهد، موفق به ارائه روشي جديد براي سنتز مستقيم نانوکامپوزيت‌ها از اکسيدهاي فلزي شده‌اند.

سنتز مكانوشيميايي يكي از کاربردهاي آلياژسازي مكانيكي بوده که بر مبناي تهيه مواد به كمك واكنش‌هاي شيميايي است و با انرژي حاصل از آسياكاري انجام مي‌شود. اين روش، روش مناسبي براي سنتز انواع نانوكامپوزيت‌ها، تركيبات آلي و غيرآلي، اكسيدها و تركيبات بين فلزي است.

مهندس مريم‌السادات مرعشي، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «هدف اصلي در اين پژوهش، اثبات امکان فعال‌سازي واکنش گرماگير احيا کربوترمي اکسيدهاي فلزي در حضور واکنش گرمازاي احيا آلومينوترمي و در نتيجه تهيه کامپوزيت نانوساختار برنج- آلومينا بوده است».

وي در ادامه افزود: «در اين پژوهش، تأثير واکنش‌هاي احيا آلومينوترمي بر تسريع و تسهيل واکنش‌هاي احيا کربوترمي به منظور توليد کامپوزيت نانوساختار برنج- آلومينا به روش مکانوشيميايي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور از عناصر کربن و آلومينيوم به عنوان عوامل احيا کننده اکسيدهاي مس و روي استفاده شده و با انجام محاسبات ترموديناميکي تغييرات دماي آدياباتيک واکنش کلي احيا نسبت به مقادير کربن و آلومينيوم اوليه رسم و چهار دماي آدياباتيک 298، 1300، 1800 و 2300 براي انجام آزمايشات آسياکاري انتخاب گرديده است».

نمونه‌هاي آسياکاري شده در زمان‌هاي مختلف تحت آزمايش‌هاي XRD قرار گرفته‌اند. همچنين از تصاوير TEM نيز به منظور بررسي نانوساختار بودن کامپوزيت حاصل استفاده گرديده است.

نتايج بدست آمده از آزمايشات نشان داد که در ترکيباتي که دماي آدياباتيک بيشتر يا مساوي 1800K دارند، واکنش‌ها به صورت ناگهاني فعال مي‌شوند و هم‌زمان با احيا آلومينوترمي، احيا کربوترمي نيز رخ مي‌دهد، به طوري که پس از سه ساعت آسياکاري، کامپوزيت نانوساختار برنج-آلومينا توليد مي‌گردد.

جزئيات اين پژوهش که با راهنمايي دکتر جليل وحدتي خاکي انجام شده، در مجلهJournal of Alloys and Compounds (جلد 482، صفحات 522–525، سال 2009) منتشر شده است.

ستاد ويژه توسعه فناوري نانو

 

[m4material]

تشخيص ترکيبات بيولوژيکي با كمك نانولوله‌هاي کربني
شيميدانان ايراني، الكترود كربن شيشه‌اي اصلاح شده‌اي را با نانولوله كربني عامل دار شده ساخته‌اند كه اين الكترود مي‌تواند سيستامين موجود در نمونه‌هاي بيولوژيکي را به طريق الکتروشيميايي اندازه‌گيري كند.

استفاده از فناوري نانو، افق‌هاي جديدي براي استفاده از نانوذرات و نانولوله‌هاي کربني در شيمي تجزيه و تشخيص برخي از ترکيبات شيميايي و بيولوژيکي باز کرده است. يکي از کاربردهاي جذاب نانوذرات و نانولوله‌هاي کربني تسهيل واکنش‌هاي انتقال الکترون است. به همين دليل به عنوان يک واسطه‌گر در ساخت حسگرها و زيست حسگرها استفاده مي‌شوند که سينتيک واکنش‌هاي الکتروشيميايي کند را طي فرايندي به نام الکتروکاتاليز، تسريع کرده و راهي براي اندازه‌گيري الکتروشيميايي آنها فراهم مي‌نمايد.

فرشته چكين، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «از آنجايي که برخي از اسيدهاي آمينه ترکيبات گوگرددار هستند، اکسايش الکتروشيميايي آنها در سطح الکترودهاي معمولي بسيار کند است، از اين رو نمي‌توان آنها را در سطح الکترودهاي معمولي به روش الکتروشيميايي تبيين و اندازه‌گيري نمود. بنابراين براي تسريع فرايند الکترودي آنها، از واسطه‌گرهاي مختلف استفاده و الکترودهاي اصلاح شده شيميايي ساخته مي‌شود. به اين منظور، ساخت الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله کربني عامل‌دار شده براي اندازه‌گيري الکتروشيميايي سيستامين مد نظر قرار گرفت».

خانم چكين در اين مسير، ابتدا الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره را از طريق قطره گذاري سوسپانسيوني از نانولوله کربني تک ديواره در حلال دي متيل فرماميد بر سطح الکترود کربن شيشه‌اي تهيه و با ترسيب الکتروشيميايي لايه‌اي از ترکيب 1، 2- نفتوکينون 4- سولفونيک اسيد سديم بر سطح آن، الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني تک ديواره داراي عامل نفتوکينوني را ساخت. سپس رفتار الکتروشيميايي واسطه‌گرهاي انتقال الکترون مورد استفاده نظير نفتوکينون را در غياب و حضور نمونه‌هاي بيولوژيکي گوگرددار نظير سيستامين در بسترهاي متفاوت نظير کربن شيشه‌اي و کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني عامل‌دار شده با استفاده از تئوري‌هاي موجود در الکتروشيمي مورد بررسي و ارزيابي قرار داد. بعد از بهينه کردن عوامل موثر بر شرايط انجام فرايند الکترودي و تهيه الکترودهاي اصلاح شده، از روش‌هاي ولتامتري براي اندازه‌گيري سيستامين به عنوان يک ترکيب بيولوژيکي گوگرددار و ترکيب هسته‌دوست در واکنش‌هاي افزايشي 1و4 يا مايکل با کينون موجود در سطح الکترود اصلاح شده عامل‌دار استفاده کرد.

شايان ذکر است در اين پژوهش، تثبيت واسطه‌گرهاي انتقال الکترون نظير نانولوله‌هاي کربني و ترکيب نفتوکينوني روي بستر الکترودي با استفاده از تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي تبيين شده و از اين الکترود اصلاح شده داراي عامل نفتوکينوني به عنوان حسگر الکتروشيميايي در اندازه‌گيري ولتامتري سيستامين استفاده گرديد.

دانشجوي دکتري شيمي تجزيه خاطر نشان کرد: «تحقيق انجام شده يک پژوهش بنيادي است که مي‌تواند به عنوان حسگر الکتروشيميايي براي اندازه‌گيري سيستامين در نمونه‌هاي بيولوژيکي در آزمايشگاه‌هاي باليني و مراکز پژوهشي استفاده گردد».

اين پژوهش با راهنمايي دکتر جهانبخش رئوف و مشاوره دکتر رضا اوجاني انجام شده و جزئيات آن در مجله Journal of Electroanalytical Chemistry (جلد633، صفحات192-187، سال2009) منتشر شده است.


ستاد ويژه توسعه فناوري نانو