تازه های فناوری نانو

[P O U R I A]

طراحی نانوآنتنی از شبکه‌های گرافنی

طراحی نانوآنتنی از شبکه‌های گرافنی

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، شبکه‌ای از ماشین‌های نانومقیاس دارای پتانسیل‌های متعددی در پزشکی، صنایع دفاعی و حفاظت از محیط‌ زیست است؛ اما مشکلی که در این بین وجود دارد آن است که ظرفیت آنتن‌های نانومقیاس که با ترکیبات فلزی ساخته می‌شود، محدود است.


به نوشته سایت نانو، با آنتن‌هایی که از مس ساخته شده، نمی‌توان با توان بسیار پایین موجود در نانوماشین‌ها ارتباط ایجاد کرد. اما گرافن دارای خواص منحصر به فردی است که از آن می‌توان برای حل این مشکل استفاده کرد.


پیش از این نانوآنتن‌هایی از جنس گرافن ساخته شده بود، اما پژوهشگران می‌گویند که مدل‌سازی و شبیه‌سازی آنها نشان می‌دهد که شبکه‌ای از لایه‌های گرافن می‌تواند به‌ عنوان جایگزینی برای نانوآنتن‌های فلزی باشد.


«یان اکیلدیز» از موسسه فناوری جورجیا می‌گوید: ما به دنبال استفاده از حرکت الکترون در سطح گرافن هستیم تا در نهایت نانوآنتنی بسازیم که بتواند در فرکانسی پایین‌تر از آنتن‌های فلزی کلاسیک کار کند. این کار اولین گام به سوی استفاده از گرافن در مخابرات است.


نتایج این پژوهش در نشریه IEEE Journal of Selected Areas in Communications به چاپ رسیده است. در این مقاله محققان توضیحاتی درباره دستورالعمل لازم برای ایجاد ارتباط میان نانوآنتن‌ها ارائه کرده‌اند.


آنتن‌های فلزی در مقیاس میکرو در فرکانس‌های بالاتر از صد تراهرتز کار می‌کنند. مشکل این آنتن‌ها نیاز به انرژی بالا در آنها است؛ مقداری که برای نانوماشین قابل تامین نیست.


در صورتی که فرکانس به کمتر از محدوده تراهرتز برسد، مقدار انرژی مورد نیاز در آنها کاهش می‌یابد. فلزاتی نظیر مس نمی‌توانند در این محدوده فرکانس کار کنند؛ طلا، نقره و فلزات نجیب می‌توانند در محدوده زیر تراهرتز کار کنند اما فرکانس کار آنها بالاتر از گرافن است. بنابراین ساخت نانوآنتن با استفاده از گرافن بسیار محتمل‌تر است. مصرف انرژی این نانوآنتن‌ نسبت به نانوآنتن‌های فلزی بسیار کمتر است.


یکی از محققان این پروژه می‌گوید: ما توانستیم نانوآنتنی از جنس گرافن تولید کنیم که فرکانس کار آنها 200 برابر کمتر و توان مورد نیاز آن ده‌هزار برابر کمتر از آنتن‌های رایج است. ما معتقدیم که با کاهش مصرف انرژی امکان استفاده از نانوماشین‌ها در بخش مخابرات امکان‌پذیر باشد. هر یک از اجزای این نانوماشین در مقیاس نانو است، اما در مجموع ابعاد آن به چند میکرون می‌رسد.

 

[P O U R I A]

ارتقای ارتباطات نوری زیرآبی با متامواد

ارتقای ارتباطات نوری زیرآبی با متامواد

دانشمندان نخستین‌ گام‌ را برای ساخت سیستم‌های ال‌ای‌دی جهت ارتقای ارتباطات نوری زیرآبی با قابلیت چشمک‌زدن سریع برداشته‌اند.
پروفسور ژائووی لیو و همکارانش نشان دادند نوعی متاماده مصنوعی می‌تواند شدت نور و سرعت چشمک‌زدن مولکول‌ رنگی پخش‌کننده نور فلورسنت را افزایش دهد.
لایه‌های نانوطرح‌دار سیلیکون و نقره در ماده جدید، سرعت چشمک‌زدن مولکول را 76 برابر بیش از سرعت معمول افزایش داده و همزمان میزان شفافیت آن را به طور قابل‌توجهی ارتقا دادند.
لیو گفت: هدف عمده این برنامه طراحی منبع نوری بهتر برای اهداف ارتباطی است، اما این نخستین گام در این فرآیند به شمار می‌آید.
وی ادامه داد: ما ثابت کردیم این ماده مصنوعی و ساخته دست انسان را می‌توان برای افزایش انتشار و شدت نور طراحی کرد و گام بعدی اعمال آن بر ال‌ای‌دی‌های معمولی است.
در صورت پیشرفت، می‌توان از سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم نوری برای جایگزین‌کردن سامانه‌های ارتباطی شنیداری زیرآبی در فواصل کوتاه استفاده کرد.
سرعت کند و نرخ‌ داده‌های پایین از محدودیت‌های ارتباطات شنیداری گزارش شده‌اند و این موضوع موجب اختلال در زندگی نهنگ‌ها، دلفین‌ها و دیگر موجودات می‌شود.

 

[P O U R I A]

نخستین حافظه مولکولی در کشور ساخته‌ شد

نخستین حافظه مولکولی در کشور ساخته‌ شد

سید شهاب‌الدین ساسان امروز در گفت‌و‌گو با خبرنگار فارس در اصفهان با اشاره به اینکه طی سه، چهار ماه گذشته پنج اختراع را به ثبت رسانده‌ام، اظهار کرد: نشاندن مولکول‌های C6، C12، C18 و znPP به عنوان پنج اختراع ثبت شده‌ام محسوب می‌شود.


وی با بیان اینکه البته دو اختراع دیگر نیز دارم که هنوز به ثبت نرسیده است و اقدامات لازم را برای ثبت این دو اختراع نیز انجام می‌دهم، اضافه کرد: نشاندن مولکول‌های C20 و APTMS به عنوان دو اختراعی است که درصدد ثبت این اختراعات هستم.


عضو انجمن نانو الکترونیک فرانسه تصریح کرد: با ثبت این اختراعات حافظه مولکولی را به روش لایه‌نشانی برای نخستین‌بار در کشور ساخته‌ام و در حال حاضر ایران به عنوان هفتمین کشور دنیا به این حافظه دست پیدا کرده است.


وی با تاکید بر اینکه این حافظه‌ها با نشاندن مولکول‌های مختلف بر سطح ویفر‌های سیلیسیمی ساخته شده‌اند، گفت: این در حالی است که تاکنون تنها 6 کشور از تکنولوژی ساخت این قبیل حافظه‌ها برخوردار بوده‌اند.


عضو انجمن نانو الکترونیک فرانسه ادامه داد: در حال حاضر با ثبت این اختراعات، ایران هفتمین کشوری بوده که موفق به ساخت چنین حافظه‌هایی شده است.


ساسان تاکید کرد: تحقیقات برای قرار دادن تعداد بیشتری ترانزیستور در هر چیپ الکترونیکی منجر به مطرح شدن اصل مینیاتوریزاسیون یا کوچک‌سازی تجهیزات الکترونیکی شده است.


وی افزود: هر ساله تعداد بیشتری ترانزیستور در یک چیپ الکترونیکی قرار می‌گیرد، اما نسل جدید ترانزیستور، زمانی مطرح می‌شود که بعد یک ترانزیستور به بعد اتم برسد که از این پس فیزیک کلاسیک پاسخگوی پدیده‌های فیزیکی در آن بعد نبوده و این فیزیک کوانتوم است که برای توجیه پدیده‌های فیزیکی در چنین بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


عضو انجمن مخترعان ایران با بیان اینکه با بهره‌گیری از فناوری نانوالکترونیک برای نخستین‌بار با نشاندن پنج مولکول مختلف بر سطوح سیلیسیمی موفق به تولید حافظه‌های مولکولی شده‌ام، گفت: مزیت عمده حافظه‌های مولکولی نسبت به ترانزیستور‌های قدیمی، سرعت بسیار بالا‌تر خواندن و نوشتن اطلاعات بر روی آنها، مصرف پایینتر باتری و ظرفیت بسیار بالا‌تر آنها برای ذخیره اطلاعات است.


وی در پایان اظهار کرد: این اختراع جدید تحت پنج مورد جداگانه در سازمان ثبت مالکیت معنوی به نام وی ثبت شده است.

 

[P O U R I A]

تولید انبوه و عرضه "نانوذرات سرامیکی زیرکونیوم"

تولید انبوه و عرضه "نانوذرات سرامیکی زیرکونیوم"

شرکت اینونانو (Innovnano) موفق به عرضه نانوذرات سرامیکی حاوی زیرکونیا شده است. این محصول به دلیل ابعاد کوچک ذرات آن دارای خواص منحصر به فردی است.
شرکت اینونانو (Innovnano) یکی از تولیدکنندگان پودرهای سرامیکی با عملکرد بالا است. این شرکت اخیرا پودرهای سرامیک‌هایی زیرکونیا تولید کرده که با ۳ درصد وزنی یوتریم (عنصری با علامت اختصاری Y با عدد اتمی ۳۹) پایدار شده است. این نانوذرات سرامیکی (۳ YSZ) دارای استحکام ساختاری بسیار بالایی هستند. ۳ YSZ به دلیل ابعاد بسیار کوچک دارای ویژگی‌های منحصر به فردی بوده و همچنین از دانسیته بالا و یکنواختی قابل توجهی برخوردار است. این محصول برای استفاده در بخش‌هایی نظیر دریچه‌ها و تجهیزات تحت فشار بسیار ایده‌آل بوده که دلیل این امر مقاوت ساختاری و اصطکاکی این محصول است به طوری که می‌تواند فشار و اصطکاک حاصل از حرکت دو قطعه لغزان روی هم را کنترل کند. با این کار عمر و عملکرد قطعات درگیر افزایش می‌یابد.


نانوذرات تولید شده توسط این شرکت عایق الکتریکی و گرمایی بوده که از طریق روش پتنت شده توسط این شرکت موسوم به EDS تولید می‌شود. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این محصول آن است که در برابر شکنندگی مقاوم است دلیل این امر یکنواخت بودن ابعاد ذرات است که در ‌‌نهایت موجب ثابت ماندن ضریب گسترش گرمایی می‌شود با تثبیت این ضریب، خطر وارد شدن فشار گرمایی به حداقل می‌رسد. از آنجایی که ضریب گسترش گرمایی در این ماده سرامیکی مشابه فولاد است بنابراین می‌توان از این ماده به جای فولاد استفاده کرد این در حالی است که برخلاف فولاد این نانوذرات نسبت به خوردگی مقاوم هستند.


شرکت اینونانو آمادگی دارد تا این محصول را مطابق نیاز مشتریان آماده کند برای مثال در صورت نیاز مشتری این محصول می‌تواند به صورت گرانول یا دوغاب آماده و تحویل مشتری شود. جائو کالادو از مدیران این شرکت می‌گوید برای ما بسیار مهم است که بتوانیم به نیاز صنعت سرامیک پاسخ دهیم، به همین دلیل ما محصول خود را در حالت‌های مختلف عرضه می‌کنیم.


محصول نانوذرات سرامیکی که ما تولید می‌کنیم نسبت به نمونه‌های میکروذره‌ای مشابه از فعالیت شیمیایی بالاتری برخوردار است بنابراین می‌توان محصولات سرامیکی را در دمای پایین‌تری تولید کرد با این کار مصرف انرژی به حداقل می‌رسد.

 

[P O U R I A]

ساخت پوست الکترونیکی به کمک "نانو" ابزارهای جدید

ساخت پوست الکترونیکی به کمک "نانو" ابزارهای جدید

ترکیبات مختلفی می‌تواند برای تولید پوست‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد برای مثال نانولوله‌های کربنی، گرافن و نانوسیم‌ها و همچنین ترکیبات پلیمری از گزینه‌های اصلی در تولید پوست‌های الکترونیکی هستند .
ساخت پوست الکترونیکی یکی از حوزه‌های پرچالش برای محققان محسوب می‌شود. محققان از" فناوری‌نانو" برای رفع برخی موانع در این مسیر استفاده کرده‌اند. نانوساختارهایی نظیر نانولوله ‌کربنی، گرافن و نانوسیم برای بهبود خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی این پوست‌ها نقش به سزایی داشته است .


پیشرفت‌های انجام شده در طراحی و تولید مواد انعطاف‌پذیر و حسگرها موجب شده تا بتوان مدارهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر بسیار نازک از نیمه‌هادی‌های معدنی تولید کرد و آنها را برای ساخت اجزاء مصنوعی بدن مورد استفاده قرار داد. فناوری‌های روباتیک می‌تواند از پوست الکترونیکی نیز بهره‌مند شود. توسعه پوست‌های مصنوعی می‌توان منجر به تولید محصولات تازه‌ای شود برای مثال کاغذ دیواری‌هایی را متصور شوید که می‌تواند نقش نمایشگر را داشته باشد .


ترکیبات مختلفی می‌تواند برای تولید پوست‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد برای مثال نانولوله‌های کربنی، گرافن و نانوسیم‌ها و همچنین ترکیبات پلیمری از گزینه‌های اصلی در تولید پوست‌های الکترونیکی هستند .


یکی از ویژگی‌های پوست‌های الکترونیکی، انعطاف‌پذیر بودن آن است؛ رسیدن به درجه بالایی از انعطاف‌پذیری دشوار است. هر چند فناوری‌نانو توانسته تا حدی این مشکل را حل کند ( این مقاله را ببینید : "Human-motion detection - nanotechnology takes interactivity to a new level" )
خواص مکانیکی پوست‌ الکترونیکی نیز اهمیت به سزایی دارد. پوست‌ الکترونیکی باید به گونه‌ای طراحی شود که بتواند با حساسیت بالا اجسام را لمس کند. بنابراین حساسیت از دیگر پارامترهای تولید پوست‌ الکترونیکی است .


در کنار این ویژگی‌ها باید راهی را برای تولید ارزان قیمت پوست‌ الکترونیکی یافت. برخی گروه‌های تحقیقاتی از ماشین‌کاری پلیمری، این پوست‌ها را می‌سازند که روشی مقرون به صرفه بوده و منجر به محصولی با انعطاف‌پذیر می‌شود. با این حال روش‌های ارزان‌تری باید ارائه شود؛ برای مثال فناوری‌های چاپ می‌تواند هم قیمت را کاهش داده و هم حجم تولید را به شکل قابل توجهی افزایش دهد .


در کنار این چالش‌ها، جمع‌آوری اطلاعات از سطح پوست الکترونیکی با دشواری‌هایی همراه است. تعداد زیادی حسگر در سراسر این پوست وجود دارد که در حال ارسال اطلاعات به مرکز کنترل هستند. روش‌های متعددی برای جمع‌آوری و پردازش این حجم از اطلاعات ارائه شده‌است که هر یک مزایا و محدودیت‌های مربوط به خود را دارد .


باو و همکارانش از دانشگاه استنفورد اخیرا مقاله‌ای را با عنوان "New stretchable solar cells will power artificial electronic 'super skin'" در نشریه Advanced Materials به چاپ رساندند که یک مرکز کنترل میانی برای پردازش اطلاعات طراحی کردند. این مرکز اطلاعات را در مسیر رسیدن به مرکز اصلی کنترل، پردازش اولیه می‌کند. این کار حجم اطلاعات رسیده به مرکز کنترل را به حداقل می رساند این کار شبیه اتفاقی است که در پوست بدن رخ می‌دهد .


در حال حاضر محققان متعددی در سراسر جهان تلاش دارند تا چالش‌های موجود در مسیر تولید پوست‌های الکترونیکی را از پیش رو بردارند. در این مسیر فناوری‌نانو آنها را در مسیر رسیدن به اهداف خود یاری کرده است .

 

[P O U R I A]

تصاویر سه بعدی به کمک "نانو" ابزارهای سه بعدی

تصاویر سه بعدی به کمک "نانو" ابزارهای سه بعدی

شرکت کنفووایس (confovis) ابزاری برای بازرسی لنزها ارائه کرده است. این ابزار قادر است در محدوده نانومتری لنزها را بازرسی کرده و اطلاعات سه بعدی از سطح ارائه می‌کند .
شرکت کنفووایس (confovis) یکی از شرکت‌های فعال در حوزه بازرسی سه بعدی از سطوح است که اخیرا دامنه فعالیت‌های خود را با ارائه سیستم اندازه‌گیری جدید برای صنعت اپتیک گسترش داده است. این سیستم جدید دارای یک واحد پیمایشگر بوده که بدون نیاز به تماس سطحی قادر به بررسی کیفی سطح است. این کار روی لنز‌های نوری انجام شده که در نتیجه آن می‌توان لنز‌ها را در محدوده نانومتری سطح بررسی کرد. با این دستگاه جدید می‌توان سطح را آزادانه حرکت داد و آن را بازرسی کرد. این ابزار جدید می‌تواند طول، عمق، ارتفاع و شعاع برجستگی‌های موجود در سطح لنزها را نشان داده و اطلاعات سه بعدی مفیدی درباره لنز ارائه دهد .


واحد پیمایشگر این ابزار دارای 5 محور حرکتی بوده که با کمک آن می‌توان سطح مورد نظر را به جهت‌های مختلف چرخاند. علاوه‌بر این، چنین طراحی به کاربر اجازه می‌دهد لنزی که در جایی ثابت شده را بررسی کند؛ همچنین می‌توان لنز را در مقابل دستگاه حرکت داد و آن را بازرسی نمود. در واقع هر دو حالت در این ابزار قابل انجام است. بنابراین بدون این مشکل می‌توان هر نقطه از لنز را بررسی کرد .


این دستگاه جدید به‌صورت ویژه جهت بازرسی کیفی صنعت اپتیک ساخته شده‌است. لنزها باید بدون خراش بوده و ذرات موجود در سطح آن باید با دقت بالا مورد بررسی قرار گیرد. ادغام این ابزار جدید با اجزاء میکروسکوپ نیکون، موجب ساخت دستگاهی می‌شود که قادر به بازرسی سطح بوده و اطلاعات سه بعدی مفیدی ارائه می‌کند. در کنار آنالیز سه بعدی، واحد پیمایشگر این ابزار می‌تواند نور را به سطح تابیده و یک تصویر سه بعدی کلاسیک ایجاد کند .


شرکت کنفووایس (confovis) شرکتی است که در حوزه فناوری بالا فعال بوده که به‌صورت ویژه روی بازرسی سطوح نور متمرکز شده و از سال 2009 روی فناوری اندازه‌گیری کار می‌کند. این شرکت در کنار کیت‌های کنفوکال برای میکروسکوپ‌های رایج، سیستمی برای آنالیز سه بعدی سطوح نوری ارائه کرده است. از این ابزار می‌توان در صنایع مختلف نظیر خودروسازی و متالورژی استفاده کرد.

 

[P O U R I A]

رفع آلودگی‌های نفتی و گازی با یک جاذب نانویی

رفع آلودگی‌های نفتی و گازی با یک جاذب نانویی

پژوهشگران موسسه ملی علوم مواد (NIMS) موفق به ساخت جاذب نفت با کارایی بالا شدند. این ماده که با هزینه بسیار کم تولید شده می‌تواند آلودگی‌های نفتی را از آب پاک کند. معمولا در فرآیند استخراج نفت، مقادیر زیادی آب نیاز است که این آب در اثر مجاورت با نفت آلوده می‌شود. با این ماده می‌توان آب آلوده شده در سکوهای استخراج نفت را با هزینه پایین و صرف انرژی کم پاک‌سازی کرد.


این گروه تحقیقاتی با استفاده از مواد پلیمری رایج مورد استفاده در صنعت، جاذب متخلخلی تولید کردند که ابعاد حفره‌های آن تقریبا 10 نانومتر است. انگیزه آنها برای ساخت این جاذب، محافظت از محیط‌ زیست به دلیل رهایش آب آلوده به نفت بود. با روش‌های فعلی نمی‌توان به‌صورت کنترل شده روی پلیمرها تخلخل نانومقیاس ایجاد کرد همین موضوع به ‌عنوان چالش و سدی برای تولید جاذب با کارایی بالا بوده است.


معمولا در فرآیندهای تولید پلیمرهای متخلخل صنعتی از جدایی فاز محلول پلیمری استفاده می‌شود. در این فرآیند با سرد کردن فاز محلول، پلیمر را از حلال جدا می‌کنند. محققان این پروژه موفق شدند تا این فرآیند را به شکلی تغییر دهند که حلال به نانو بلورهایی تبدیل شود. با زدایش این نانو بلورها می‌توان ساختاری متخلخل ایجاد کرد، به طوری که نانو حفره‌های موجود در پلیمر به یکدیگر ارتباط داشته باشند. مزیت این روش آن است که ماده جاذب را می‌توان به شکل‌های مختلف نظیر صفحه‌ای، ذره‌ای و رشته‌ای ایجاد کرد. این گروه در شرایط ویژه‌ای توانستند جاذبی با حفره‌هایی به شعاع 1.9 نانومتر ایجاد کنند.


پلیمرهای نانوحفره‌ای کاربردهای متعددی در صنعت دارد. این مواد دارای مساحت سطحی بالایی در حدود 300 مترمربع در هر گرم بوده که به راحتی قادر به جمع‌آوری نفت از آب هستند. نتایج کار محققان نشان داد که یک گرم از این جاذب قادر است 260 میلی‌گرم کروسل ( ترکیبی موجود در قیر و زغال‌سنگ) را جذب کند.


این جاذب جدید قادر است در دمای بالا ترکیبات نفتی را جذب کند بنابراین مقاومت حرارتی بالایی داشته و می‌توان از آن به دفعات زیاد استفاده کرد. از دیگر کاربردهای این جاذب آن است که می‌تواند گازهایی نظیر دی‌اکسید کربن را نیز جذب کند. بنابراین از آن می‌توان به‌عنوان عامل جداکننده گازها نیز استفاده کرد.

 

[P O U R I A]

اندازه گیری انسولین با نانو حسگرهای اصلاح شده

اندازه گیری انسولین با نانو حسگرهای اصلاح شده

به گزارش ایرنا از ستاد ویژه فناوری نانو ، دکتر علیرضا فخاری زواره ، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی ، در خصوص این تحقیقات که با هدف اندازه گیری مقادیر بسیار کم انسولین در محیط های مختلف صورت گرفته ، گفت : در این تحقیق برای مطالعه اکسایش الکتروکاتالیتیکی آمینو اسید انسولین از الکترود کربن چاپی استفاده شده است.


همچنین از اصلاحگر نیکل اکسید در ابعاد نانو جهت اندازه گیری انسولین استفاده شده که سنتز این نانو ذرات از طریق اعمال پالس های پتانسیل انجام شده است.


فخاری زواره در مورد آینده تجاری این کار گفت : روش های الکتروشیمیایی ارزان و ساده هستند و جهت استفاده در مراکز مختلف بسیار مناسب ، به علاوه با توجه به این موضوع که این بررسی بر روی الکترودهای کربن چاپی صورت گرفته ، می توان با بهبود شرایط ، از آن به صورت تجاری استفاده نمود.


نتایج این کار تحقیقاتی که از سوی دکتر بنفشه رفیعی و دکتر علیرضا فخاری زواره عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی صورت گرفته ، درمجله Biosensors and Bioelectronics (جلد 46، 2013، صفحات 130 الی 135) منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

استفاده از "فناوری نانو" در تولید کالاهای پنبه‌ای

استفاده از "فناوری نانو" در تولید کالاهای پنبه‌ای

محققان دانشگاه آزاد اردبیل با همکاری دانشگاه امیرکبیر با استفاده از فناوری بیو نانو روشی جدید و ساده برای فرایند تکمیل کالاهای پنبه‌ای ارائه نمودند. این روش سبب تولید پارچه‌های پنبه‌ای با ویژگی‌های ضد باکتری و ضد قارچی شده که به دلیل سمیت کم هیچ گونه عوارض جانبی بر روی پوست انسان ندارند. صنایع نساجی نظیر تولید پوشاک معمولی و صنعتی و همچنین صنایع پزشکی و نظامی می‌توانند از این فناوری جدید استفاده نمایند .


دکتر مجید منتظر، عضو هیأت علمی دانشگاه امیرکبیر، در رابطه با این تحقیق عنوان کرد: «ما در این پژوهش به دنبال معرفی روشی جدید و ساده با استفاده همزمان از فناوری بیو و نانو در تکمیل کالاهای نساجی بودیم. بدین منظور از آنزیم‌هایی مانند سلولاز و لاکاز و ترکیب آن‌ها به همراه نانورس در تکمیل ضد میکروبی کالای پنبه‌ای رنگرزی شده با رنگینه خمی(ایندیگو) استفاده کرده و ویژگی‌های ضد باکتری و ضد قارچ محصول نهایی را مورد بررسی قرار دادیم. همچنین افزایش درخشندگی، نرمی و خواص سطحی محصول و ایجاد حساسیت آن بر روی پوست انسان از دیگر خواص مورد مطالعه در این تحقیق بود .»


برای دستیابی به خواسته‌های مصرف کنندگان صنعت نساجی در جستجوی استفاده از فناوری‌های جدید است. در سال‌های اخیر، تحولات جدید از جمله فناوری‌ نانو و بیو اجازه تولید پارچه‌های هوشمند را ایجاد کرده است. استفاده از آنزیم‌ها در فرایند تکمیل نساجی یکی از بهترین نمونه‌های استفاده از بیوفناوری در منسوجات است. آنزیم‌ها کاتالیزورهای بیولوژیکی هستند که می‌توانند به منظور توسعه فرایندهای سازگار با محیط زیست در راستای بهبود خواص مواد نساجی مورد استفاده قرار گیرند. از طرفی تحقیقات بسیاری برای استفاده از نانومواد، به منظور تولید نانوساختارها در فرایند ساخت و تکمیل انجام شده است؛ چرا که این فناوری در نساجی تکمیل به دلایل مختلف نظیر خواص مطلوب پایانی بسیار امیدوار کننده است .


این محققان برای بررسی نمونه‌های ساخته شده، از آنالیزهای مختلفی نظیر XRD و FTIR ، و در بدست آوردن اندازه نانوذرات رس در پساب از آزمون رنگ سنجی توسط اسپکتروفتومتری انعکاسی (DLS) استفاده نمودند. همچنین خواص ضد میکروبی و ضدقارچی پارچه پنبه‌ای تهیه شده توسط کشت بشقابی مورد بررسی قرار گرفت. در انتها، سمیت سلولی نمونه‌ها بر روی پوست انسان به روش MTT مطالعه شد .


جدای از نقش امیدوار کننده نانو رس اصلاح شده در کشتن میکروارگانیسم‌ها، آن‌ها همچنین به عنوان جاذب عمل کرده و در نتیجه پساب‌های آلوده کمتری ایجاد می‌کنند. بنابراین، روش ارائه شده را می‌توان به عنوان یک مسیر ساده و مؤثر برای بهره‌مندی از ویژگی‌های مطلوب چند منظوره در پارچه پنبه‌ای معرفی کرد. همچنین به گفته منتظر، با توجه به این که مواد مورد استفاده در این کار با قیمت مناسب در بازار یافت می‌شود، لذا به نظر می‌رسد در عین نوین بودن این فرایند، برای استفاده در صنعت نیز کاربردی باشد .


نتایج این پژوهش نشان داد که پارچه پنبه‌ای تولید شده به این روش دارای خاصیت ضدمیکروبی و ضدقارچی بوده و سازگاری بالایی با پوست انسان دارد و همچنین به دلیل استفاده از نانورس در فرایند رنگبری و کهنه شویی، محصول نهایی دارای ظاهری شفاف وزیبا بود. نرمی و انعطاف پذیری بیشتر کالا به دلیل حذف پرز از سطح کالا از دیگر خواص مطلوب این محصول به شمار می‌رود. در نهایت به علت همزمانی فرایند رنگبری، آنزیم شویی و ضد میکروبی، این روش صرفه جویی در میزان انرژی مصرفی را به دنبال دارد .


این کار تحقیقاتی که مربوط به نتایج پایان نامه دکتر علی صادقیان مریان عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اردبیل، است؛ دارای گواهی ثبت اختراع به شماره 73208 است .


نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر مجید منتظر، دکتر علی صادقیان و سایر همکاران صورت گرفته است در مجله( Carbohydrate Polymers جلد95، ماه سال 2013 صفحات 338 تا 347 ) منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

رکوردزنی سلول خورشیدی گرافن‌محور با کارآیی 15.6 درصد

رکوردزنی سلول خورشیدی گرافن‌محور با کارآیی 15.6 درصد

دانشمندان سلول خورشیدی گرافن‌محور جدیدی را با کارآیی 15.6 درصد تولید کرده‌اند که در نوع خود یک رکورد به شمار می‌آید.


به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در سال 2012، تیمی از محققان دانشگاه فلوریدا رکورد کارآیی 8.6 درصد را برای نمونه اولیه سلول خورشیدی‌شان گزارش کردند.


این سلول حاوی ویفر سیلیکونی بود؛ این ویفر شامل لایه‌ای از گرافن بود و گرافن نیز با آمید trifluoromethanesulfonyl پوشیده شده بود.


هم‌اکنون تیم دیگری از دانشمندان مدعی‌اند رکورد کارآیی 15.6 درصد برای نوعی سلول خورشیدی گرافن‌محور را با بخیه‌زدن تمامی سیلیکون به یکدیگر، ثبت کرده‌اند.


ابزار فتوولتائیک جدید توسط محققانی از گروه «ابزار فتوولتائیک و اپتوالکترونیک» دانشگاه Jaume اسپانیا و دانشگاه آکسفورد ساخته شده است.


سیستم جدید از ترکیبی از اکسید تیتانیم و گرافن به عنوان جمع‌آوری‌کننده بار و همچنین پروسکیت به عنوان جذب‌کننده نور خورشید استفاده می‌کند.


تیم علمی حاضر در این پروژه مدعی است، علاوه بر کارآیی خورشیدی قابل‌توجه، این ابزار در دماهای پایین‌ تولید شده و دارای چندین لایه است که موجب پردازش آن در زیر دمای 150 درجه سانتی‌گراد می‌شوند؛ در این فرایند، از تکنیک رسوب محلول‌محور استفاده می‌شود.


این موضوع نه تنها به معنای هزینه‌های تولید پایین‌تر است، بلکه امکان کاربرد این فناوری در پلاستیک‌های انعطاف‌پذیر را نیز فراهم می‌کند.


جزئیات این دستاورد علمی در مجله Nano Letters منتشر شد.

 

[P O U R I A]

طراحی و تولید سبک‌ترین ماده جامد جهان در ایران

طراحی و تولید سبک‌ترین ماده جامد جهان در ایران

مهدی دیانی محقق ایرانی در گفت‌وگو با خبرنگار گروه دانشگاه خبرگزاری فارس، گفت: یک شرکت دانش بنیان اصفهانی برای نخستین بار در کشور موفق به تولید نانو تکنولوژی ایروژل (هواژل) شد.


وی افزود: ایروژل به عنوان سبک ترین ماده جامد در جهان شناخته شده است که چگالی‌اش تنها سه برابر هواست.در با نام تجاری ایرولیت ، یک نوع سیلیکاژل بی‌شکل سنتزی است (کاملا متفاوت با سیلیکای بلوری) که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد و چگالی‌اش تنها سه برابر هواست.


دیانی ادامه داد: این ماده از یک ژل به دست می‌آید. مایع این ژل با گاز جایگزین می‌شود. در نتیجه این فرایند، ماده‌ای جامدی با مقاومت گرمایی بالا، انعطاف‌پذیری خوب و چگالی بسیار کم به وجود می‌آید.


محقق این طرح افزود: 95 درصد این محصول از ذرات نانومتری هوا تشکیل شده است و به عنوان ابر عایق حرارتی و برودتی استفاده می شود.


به گفته دیانی، هواژل در فرهنگ عامه مردم تحت نام‌های دیگری نظیر دود منجمد، دود جامد، هوای جامد یا دود آبی نیز شناخته می‌شود.


وی ایجاد پوشش‌های مناسب در رنگ‌ها و لوله‌های نفت و گاز، عایق ساختمان‌ها و پوشاک، صنایع هوافضا و جاذب مواد آلی را از جمله کاربردهای این محصول برشمرد.

 

[P O U R I A]

تولید سنگ‌های ساختمانی آنتی‌باکتریال و کاهش دهندهٔ "آلودگی هو

تولید سنگ‌های ساختمانی آنتی‌باکتریال و کاهش دهندهٔ "آلودگی هو

از ویژگی‌های همکاری صنعت و دانشگاه تولید سنگ‌های ساختمانی با ویژگی‌های آنتی‌باکتریال و کاهندهٔ آلودگی هوا است که با حمایت‌های یکی از صنعتگران کشورمان پروژه تحقیقاتی دانشجویی دکتری دانشگاه صنعتی شریف به تولید انبوه رسید.
شرکت‌های دانش‌بنیان با همکاری صنعت و دانشگاه موفق به ساخت سنگ‌های ساختمانی با ویژگی‌های آنتی‌باکتریال و کاهندهٔ آلودگی هوا شده‌اند.


مهندس صالحی دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شریف در مورد ویژگی‌های این سنگ‌ها گفت: میکرونانو پروس‌هایی که روی سنگ‌ها تشکیل می‌شود هنگامی که آلودگی هوا به سنگ می‌رسد در آن‌ها جذب و تجزیه می‌شود و از دیگر ویژگی‌های آن آب‌گریز بودنشان است. یعنی نسبت به آب مقاوم هستند و دیر‌تر ترک می‌خورند و رنگشان عوض نمی‌شود.

 

[P O U R I A]

تصفیه آلودگی های آب با استفاده از میکروموتور حاوی نانو ذرات

تصفیه آلودگی های آب با استفاده از میکروموتور حاوی نانو ذرات

به گزارش ایرنا از منابع خبری ، پیش از این، گروه های مختلفی تلاش کردند تا از نانوموتورهای کاتالیستی در حوزه پزشکی استفاده کنند اما به دلیل سمی بودن سوخت مورد نیاز در این موتورها ، استفاده آنها محدود شده بود.


برای حل این مشکل پژوهشگران موسسه ماکس پلانک به سرپرستی ساموئل سانچز میکروموتوری ساختند که قادر به زدودن آلاینده ها از محلول است.


سانچز مسوول این تیم پژوهشی در مورد کارکرد این میکروموتور گفت : در این دستگاه با استفاده از واکنش های شیمیایی ، ترکیبات آلی اکسید می شوندو با این کار انرژی مورد نیاز میکروموتور تامین می شود.


نتایج این پژوهش در نشریه ای سی اس نانو (ACS Nano ) منتشر شده است .


پزوهشگران برای ساخت این میکروموتور از نانوذرات آهن به ابعاد 20 تا 200 نانومتر استفاده کردند که لایه خارجی آن با استفاده از یک لایه پلاتین پوشانده شده است.


در این دستگاه ، پراکسید هیدروژن سطح آهن موجود در این میکروموتور را اکسید و رادیکال OH ایجاد می کند .این رادیکال آلاینده های آب را از بین می برد و اکسیژن تولید شده از این واکنش به عنوان سوخت برای حرکت میکروموتور استفاده می شود.


این پروژه نشان داد که می توان از میکروموتورها برای تصفیه آب استفاده کرد به طوری که پراکسید هیدروژن نه تنها مشکلی برای تصفیه آب ایجاد نمی کند بلکه به عنوان عامل کمکی به این فرآیند کمک می کند.


هدف این گروه تحقیقاتی آن است که سیستم تصفیه ای خودکاری ایجاد کنند که بدون نیاز به اعمال انرژی خارجی بتواند با سرعت بالا آب را تصفیه کند.

 

[P O U R I A]

افزایش کیفیت نوری نانوسیم‌های روکش دار در قطعات الکترونیکی

افزایش کیفیت نوری نانوسیم‌های روکش دار در قطعات الکترونیکی

پژوهشگر دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان موفق به تولید نانوسیم اکسید روی به عنوان نانو ساختاری همراه با الکترود و با کیفیت نوری بالا شدند که در صنایع الکترونیک نوری دارای کاربرد گسترده‌ای است .
پژوهشگر دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان موفق به تولید نانوسیم اکسید روی به عنوان نانو ساختاری همراه با الکترود و با کیفیت نوری بالا شدند که در صنایع الکترونیک نوری دارای کاربرد گسترده‌ای است .


سختی اتصالات یکی از مشکلات استفاده از نانو سیم‌ها و قرار دادن آن‌ها در مدارهای الکترونیکی به شمار می‌رود. لذا اگر بتوان در حین رشد نانوسیم یک الکترود بر روی آن ایجاد کرد، آنگاه می‌توان به راحتی این نانو سیم‌ها را در مدار الکترونیکی قرار داده و از کابردهای آن بهره برد. از شیوه‌های متداول برای رشد نانوسیم‌هایی با قطر یکنواخت که در فرآیند انتقال بخارات اشباع رشد می‌کنند، می‌توان به روش بخار-مایع-جامد (VLS) اشاره کرد. در چنین روشی از یک کاتالیزر فلزی مانند طلا یا نقره برای کنترل قطر نانوسیم در حین رشد استفاده می‌شود. اما باید توجه داشت که این کاتالیزرهای فلزی خود نوعی ناخالصی به حساب آمده و خواص نانوسیم تولید شده را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهند. به عنوان مثال در اثر استفاده از این فلزها کاهش قابل ملاحضه‌ای در کیفیت نوری نانوسیم پدید می‌آید .


در این کار تحقیقاتی، پژوهشگران با استفاده از اکسید ایندیم که یک نیمه‌رسانا با چگالی حامل‌های نوع n بالاست، به تولید الکترود رشد یافته به همراه نانو سیم‌های اکسید روی پرداختند. نوآوری این طرح استفاده از ایندیم به عنوان جایگزین مناسب برای کاتالیزرهای فلزی متداول بود .


دکتر رامین یوسفی، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان، مراحل انجام این طرح را اینگونه توضیح داد: در این پژوهش یک طرح تحقیقاتی بود که از طرف دانشگاه آزاد واحد مسجد سلیمان تأمین اعتبار شده بود، نانو سیم‌ها در یک کوره افقی که متعلق به آزمایشگاه تحقیقاتی نانو ساختارهای دانشگاه آزاد مسجد سلیمان بود، تحت فرآیند CVD رشد یافتند. برای این منظور از ترکیب پودر اکسیدروی و اکسید ایندیم به عنوان ماده منبع در مرکز کوره استفاده شد که پس از تبخیر به سمت زیر لایه سیلیکونی که در قسمت خنک‌تری از کوره قرار داشت منتقل شد. در ادامه پس از سرد شدن بر روی زیر لایه سیلیکونی، شروع به بارش کرده و باعث رشد نانو سیم‌ها شدند. در انتها نمونه‌های بدست آمده ،توسط آنالیزهای مختلف SEM ، XRD ، EDX ، و PL مورد شناسایی قرار گرفتند .


یوسفی معتقد است که با توجه به پایین‌تر بودن دمای نقطه ذوب اکسید ایندیم نسبت به اکسید روی، جزایر اکسید ایندیم ابتدا بر روی زیر لایه سیلیکونی رشد کرده‌اند که به عنوان مراکز جذب بخار اکسید روی عمل کرده و بخارهای اکسید روی با اشباع شدن در این جزایر به شکل سیم رشد یافته و نانو ذرات اکسید ایندیم در نوک آن‌ها به عنوان الکترود قرار گرفته‌اند .


به گفته یوسفی در نتیجه تولید نانوسیم با استفاده از این روش، علاوه بر ایجاد یک الکترود بر روی نانوسیم، مشکل کاهش کیفیت نوری نانو سیم رشد یافته نیز برطرف شد. به عبارت دیگر نانو سیم‌های رشد یافته با وجود الکترود اکسید اینیدیمی، نه تنها کیفیت نوری خود را از دست ندادند، بلکه نسبت به نانو سیم‌های بدون الکترود دارای کیفیت بالاتری بودند. در واقع مشکل اصلی کاهش خواص نوری نانو ساختارهای اکسیدروی، کمبود اکسیژن در فرآیند رشد است که وجود اکسید ایندیم در نوک نانو سیم‌های اکسیدروی این کمبود را جبران کرده است. بنابراین در نتیجه استفاده کاربردی از نانوسیم‌ها، نه تنهامشکل اتصال آن‌ها در مدارهای الکترونیکی قابل رفع خواهد بود، بلکه این نانوسیم‌ها خواص نوری بهتری نیز خواهند داشت موضوع فوق العاده با اهمیتی که در مدارهای الکترونیک نوری است .


نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر رامین یوسفی و همکاران صورت گرفته است و به عنوان یکی از پژوهش‌های برتر پذیرفته شده توسط ستاد ویژه توسعه فناوری نانو انتخاب شده است در مجله Ceramics International (جلد 39، شماره 5، ماه ژانویه سال 2013، صفحات 5191 تا 5196) منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

ترمیم بافت استخوان با نانوبیوسرامیک‌های نوین

ترمیم بافت استخوان با نانوبیوسرامیک‌های نوین

محقق پژوهشگاه مواد و انرژی به بررسی ترمیم بافت استخوان آسیب دیده در موش صحرایی توسط بیوسرامیک نانوساختاری بر پایه کلسیم منیزیم سیلیکات (مرونیت) و مقایسه آن با پودر هیدروکسی آپاتیت تجاری پرداخت.


از آنجا که در مهندسی بافت، پیش از کاربرد مواد زیستی به عنوان ایمپلنت‌ ارزیابی درون تنی دارای اهمیت بسزایی است، لذا محقق پژوهشگاه مواد و انرژی با همکاری مرکز تحقیقاتی درمانی ناباروری دانشگاه علوم پزشکی یزد به بررسی ترمیم بافت استخوان آسیب دیده در موش صحرایی توسط بیوسرامیک نانوساختاری بر پایه کلسیم منیزیم سیلیکات (مرونیت) و مقایسه آن با پودر هیدروکسی آپاتیت تجاری پرداخت که مهم‌ترین کاربرد این طرح در صنایع پزشکی و مهندسی پزشکی خواهد بود.


به نوشته سایت نانو، بیوسرامیک‌های فسفات کلسیم، بویژه پودر هیدروکسی آپاتیت (HA)، به دلیل شباهت زیاد به ترکیب معدنی موجود در بافت‌های سخت، به طور گسترده بعنوان ایمپلنت استخوان مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، محدودیت‌هایی نظیر مقاومت فشاری و تافنس شکست پایین کاربردهای گسترده‌تر آن را برای ترمیم بافت استخوان محدود کرده است.


در سال‌های اخیر، مرونیت به دلیل افزایش تکثیر سلولی بیشتر و خواص مکانیکی بهتر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. همچنین مطالعات انجام شده نشان داده است که استئوبلاست‌ها (سلول‌های استخوان ساز) فعالیت‌ تکثیری بهتری روی مرونیت نسبت به HA از خود نشان می‌دهند.


دکتر مسعود حافظی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه مواد و انرژی و محقق این طرح در این باره اظهار کرد: در این کار تحقیقاتی که در ادامه پایان‌نامه دکتری من و منتج از طرح پژوهشی مشترک با مرکز تحقیقاتی درمانی ناباروری دانشگاه علوم پزشکی یزد بود، ما به دنبال بررسی میزان استخوان سازی ترکیبی بر پایه کلسیم منیزیم سیلیکات یا همان مرونیت و مقایسه نتایج آن با پودر هیدروکسی آپاتیت که در ترمیم استخوان متداول است، بودیم.


حافظی درمورد مراحل انجام این تحقیقات گفت: در ابتدا مرونیت به روش سل-ژل سنتز شد و خواص فیزیکی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با انتخاب 24 موش صحرایی 3 تا 4 ماهه با وزن مشخص و تقسیم آن‌ها به سه گروه 8 تایی حفره‌هایی در استخوان ران آن‌ها ایجاد شد.


وی ادامه داد: در ادامه در یک گروه این حفره‌ها با پودر مرونیت و در گروهی دیگر با پودر هیدروکسی آپاتیت پر شد. گروه آخر هم بدون اینکه حفره با ماده‌ای پر شود، بعنوان گروه کنترل انتخاب شد. سپس با گذشت زمان 2 و 8 هفته مطالعات هیستولوژیکی روی این گروه‌ها صورت گرفت و به مقایسه نتایج به دست آمده پرداخته شد.


محقق طرح تصریح کرد: نتایج نشان داد که استخوان سازی و رگزایی مرونیت در محدوده گسترده‌تر و با سرعت بیشتری در مقایسه با گروه‌های دیگر ایجاد شد؛ چراکه فعالیت استئوبلاست‌ها روی مرونیت نانوساختار در مقایسه با هیدروکسی آپاتیت میکرونی افزایش قابل ملاحظه‌ای داشت. بنابراین با انجام بررسی‌های تکمیلی می‌توان به کاربرد این ماده بعنوان جایگزین مناسب استخوان با قابلیت رگزایی و افزایش فعالیت سلولی امیدوار بود.


به گفته حافظی، وی و همکارانش در ادامه این طرح به دنبال ساخت داربست‌هایی از کامپوزیت‌های این ماده به همراه پلیمرهای زیست سازگار هستند.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر مسعود حافظی و دکتر علی رضا طالبی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد و سایر همکارانشان صورت گرفته، در مجله Ceramics International منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

ترمیم بافت استخوان با نانوبیوسرامیک‌های نوین

ترمیم بافت استخوان با نانوبیوسرامیک‌های نوین

محقق پژوهشگاه مواد و انرژی به بررسی ترمیم بافت استخوان آسیب دیده در موش صحرایی توسط بیوسرامیک نانوساختاری بر پایه کلسیم منیزیم سیلیکات (مرونیت) و مقایسه آن با پودر هیدروکسی آپاتیت تجاری پرداخت.


از آنجا که در مهندسی بافت، پیش از کاربرد مواد زیستی به عنوان ایمپلنت‌ ارزیابی درون تنی دارای اهمیت بسزایی است، لذا محقق پژوهشگاه مواد و انرژی با همکاری مرکز تحقیقاتی درمانی ناباروری دانشگاه علوم پزشکی یزد به بررسی ترمیم بافت استخوان آسیب دیده در موش صحرایی توسط بیوسرامیک نانوساختاری بر پایه کلسیم منیزیم سیلیکات (مرونیت) و مقایسه آن با پودر هیدروکسی آپاتیت تجاری پرداخت که مهم‌ترین کاربرد این طرح در صنایع پزشکی و مهندسی پزشکی خواهد بود.


به نوشته سایت نانو، بیوسرامیک‌های فسفات کلسیم، بویژه پودر هیدروکسی آپاتیت (HA)، به دلیل شباهت زیاد به ترکیب معدنی موجود در بافت‌های سخت، به طور گسترده بعنوان ایمپلنت استخوان مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، محدودیت‌هایی نظیر مقاومت فشاری و تافنس شکست پایین کاربردهای گسترده‌تر آن را برای ترمیم بافت استخوان محدود کرده است.


در سال‌های اخیر، مرونیت به دلیل افزایش تکثیر سلولی بیشتر و خواص مکانیکی بهتر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. همچنین مطالعات انجام شده نشان داده است که استئوبلاست‌ها (سلول‌های استخوان ساز) فعالیت‌ تکثیری بهتری روی مرونیت نسبت به HA از خود نشان می‌دهند.


دکتر مسعود حافظی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه مواد و انرژی و محقق این طرح در این باره اظهار کرد: در این کار تحقیقاتی که در ادامه پایان‌نامه دکتری من و منتج از طرح پژوهشی مشترک با مرکز تحقیقاتی درمانی ناباروری دانشگاه علوم پزشکی یزد بود، ما به دنبال بررسی میزان استخوان سازی ترکیبی بر پایه کلسیم منیزیم سیلیکات یا همان مرونیت و مقایسه نتایج آن با پودر هیدروکسی آپاتیت که در ترمیم استخوان متداول است، بودیم.


حافظی درمورد مراحل انجام این تحقیقات گفت: در ابتدا مرونیت به روش سل-ژل سنتز شد و خواص فیزیکی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با انتخاب 24 موش صحرایی 3 تا 4 ماهه با وزن مشخص و تقسیم آن‌ها به سه گروه 8 تایی حفره‌هایی در استخوان ران آن‌ها ایجاد شد.


وی ادامه داد: در ادامه در یک گروه این حفره‌ها با پودر مرونیت و در گروهی دیگر با پودر هیدروکسی آپاتیت پر شد. گروه آخر هم بدون اینکه حفره با ماده‌ای پر شود، بعنوان گروه کنترل انتخاب شد. سپس با گذشت زمان 2 و 8 هفته مطالعات هیستولوژیکی روی این گروه‌ها صورت گرفت و به مقایسه نتایج به دست آمده پرداخته شد.


محقق طرح تصریح کرد: نتایج نشان داد که استخوان سازی و رگزایی مرونیت در محدوده گسترده‌تر و با سرعت بیشتری در مقایسه با گروه‌های دیگر ایجاد شد؛ چراکه فعالیت استئوبلاست‌ها روی مرونیت نانوساختار در مقایسه با هیدروکسی آپاتیت میکرونی افزایش قابل ملاحظه‌ای داشت. بنابراین با انجام بررسی‌های تکمیلی می‌توان به کاربرد این ماده بعنوان جایگزین مناسب استخوان با قابلیت رگزایی و افزایش فعالیت سلولی امیدوار بود.


به گفته حافظی، وی و همکارانش در ادامه این طرح به دنبال ساخت داربست‌هایی از کامپوزیت‌های این ماده به همراه پلیمرهای زیست سازگار هستند.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر مسعود حافظی و دکتر علی رضا طالبی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد و سایر همکارانشان صورت گرفته، در مجله Ceramics International منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

روش جدید محققان ایرانی در ساخت سرامیک‌های پیشرفته صنایع نفت

روش جدید محققان ایرانی در ساخت سرامیک‌های پیشرفته صنایع نفت

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس موفق به ارائه روشی ساده و جدید در ساخت سرامیک‌های پیشرفته نیتریدی با ترکیب شیمیایی پیچیده و چند عنصری از جمله پودر نانو ساختار تک فاز سیالون آلفا شدند.


قطعات ساخته شده از نانوپودر سنتز شده دارای کابردهای فراوانی در صنایع نفت و پتروشیمی، خودروسازی، صنایع استحصال فلزات غیر آهنی و نیز کاغذسازی است.


به نوشته سایت نانو، خواص منحصر به فرد قطعات ساخته شده از پودر سیالون آلفا همچون سختی بالا، چقرمگی شکست مناسب و مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و خوردگی سبب شده است که این ماده نقش مؤثری در صنایع مختلف بویژه صنایع استحصال فلزات غیر آهنی ایفا کند؛ که این خود موجب کاهش هزینه تولید و جلوگیری از خروج ارز از کشور می‌شود.


بدلیل تولید نشدن این محصول مهم در داخل کشور و دمای بسیار بالای مورد نیاز برای سنتز این پودر سرامیکی، پژوهشگران این دانشگاه موفق به ارائه روشی ساده و کنترل شده برای تولید پودر سیالون آلفای نانوساختار تک فاز با استفاده از بستر هیدروژل پلی آکریل آمید شدند.


ایمان نجفی حاجی ور، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد نانوفناوری از دانشگاه تربیت مدرس و محقق این طرح، در مورد مراحل انجام این کار تحقیقاتی گفت: در این پژوهش، ابتدا محلول آبی نمک‌های نیترات کلسیم و نیترات آلومینیوم و سیلیس کلوئیدی با نسبت مولی معین برای بدست آوردن سیالون آلفا با ترکیب شیمیایی CaSi9Al3ON15 مخلوط شدند.


وی افزود: به منظور ایجاد یک بستر در برگیرنده عناصر موجود در ترکیب شیمیایی سیالون آلفا، از پلیمره شدن مونومرهای آکریل آمید و متیلن بیس آکریل آمید در محیط آبی استفاده شد. پس از اضافه کردن مخلوط مونومری به محلول آبی حاوی یون‌های فلزی مورد نظر و در ضمن یک فرایند پلیمره شدن، ژلی پلیمری بدست آمد. در نهایت محصول سیالون آلفا از احتراق این هیدروژل در محیط نیتروژن تا دمای 1450 درجه سانتی گراد و طی مدت زمان یک ساعت حاصل شد.


دانشجوی دکتری مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان تصریح کرد: نتایج نشان داد که هیدروژل پلی آکریل آمید علاوه بر اینکه بعنوان یک بستر نگهدارنده عمل کرده و موجب همگون سازی اجزای تشکیل دهنده پودر سیالون آلفا در مقیاس مولکولی می‌شود، کربن لازم برای فرایند احیای کربوترمال را نیز فراهم می‌کند. همچنین اندازه کریستال‌های فاز سیالون آلفا بین 30 تا 60 نانومتر بدست آمد.


محقق این طرح و همکارانش همچنین موفق شدند که از نانوپودر سنتز شده، قطعاتی را برای بررسی میزان مقاومت آن‌ها در برابر سایش، زینتر کنند.


نجفی تصریح کرد: نتایج این بررسی حاکی از آن بود که میزان کاهش وزن قطعات در ضمن سایش در برابر پین فولادی و بعد از مسافت سایش 1000 متر، تنها 39 میلی گرم بوده است. باید توجه داشت که اندازه نانومتری پودر سیالون آلفا، تولید قطعات با دمای زینترینگ کمتر را فراهم می‌کند و همچنین مقاومت به سایش و خوردگی قطعات زینتر شده را بالا می‌برد.


به گفته محقق این طرح، از کابردهای محصول تولید شده می‌توان به ساخت قطعاتی مانند ظروف نسوز و ورقه‌های محافظ ترموکوپل در صنعت فلزات غیر آهنی، هیدروسیکلون‌های جدا کننده ماسه از نفت و قطعات آب بند مکانیکی و همچنین ساخت شیرآلات دبی سنج مایعات خورنده و اسیدی و فویل‌های جاذب آب در صنعت کاغذسازی اشاره کرد.


نجفی معتقد است از آنجا که دانش فنی تولید این محصول در دانشگاه تربیت مدرس بومی شده است، در صورت سرمایه گذاری مناسب می‌توان تولید نیمه صنعتی و سپس صنعتی آن را در داخل کشور پیگیری کرد.


بر اساس این گزارش، این طرح دارای گواهی ثبت اختراع به شماره 030440الف/89 است.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط ایمان نجفی حاجی ور و دکتر مهرداد کوکبی، عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفته و یکی از مقالات برتر پذیرفته شده توسط ستاد ویژه توسعه فناوری نانو به شمار می‌رود، در مجله Ceramics International به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

سنتز نانوکامپوزیت هیدروژلی با قابلیت حذف آلاینده‌های صنعتی

سنتز نانوکامپوزیت هیدروژلی با قابلیت حذف آلاینده‌های صنعتی

پژوهشگران شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج از ترکیب پروتئین کلاژن و نانوذرات خاک مونت موریلونیت در حضور برخی عوامل شیمیایی موفق به تولید نوعی ساختار سه بعُدی نانوکامپوزیتی شدند.


این محققان پس از ‌شناسایی مواد حاصل با استفاده از روش‌های دستگاهی، ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی آن‌ها را مورد مطالعه و بررسی قرار دادند که از مهم‌ترین آن‌ها قابلیت جذب برخی مواد شیمیایی بویژه آلاینده‌های رنگی موجود در پساب برخی کارخانجات بوده است.


به نوشته سایت نانو، دکتر غلام باقری مرندی، عضو هیات علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج و محقق این طرح در باره اهداف این تحقیقات گفت: اهداف چند گانه‌ای از طراحی و انجام این طرح تحقیقاتی مورد نظر بوده است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به سنتز نانوکامپوزیت هیدروژلی بر پایه پروتئین که قابلیت حذف آلاینده‌های صنعتی بویژه رنگدانه‌ها را از محیط‌ های آلوده داشته باشد و نیز بررسی میزان تأثیر نانوذرات خاک در این فرایند اشاره کرد.


وی افزود: در این کار ابتدا نمونه‌هایی از هیدروژل پایه فاقد نانوذرات خاک مونت موریلونیت و نانوکامپوزیت هیدروژل حاوی مقادیر متفاوتی از مونت موریلونیت با استفاده از پروتئین کلاژن و تکپاره‌ای مالئیک انیدرید و آکریل آمید و در حضور آغازگر آمونیوم پرسولفات و شبکه ساز متیلن بیس آکریل آمید به شیوه گرمایی سنتز شدند.


محقق طرح ادامه داد: پس از جداسازی و خالص‌سازی نمونه‌ها، این ترکیبات با استفاده از روش‌های دستگاهی شامل طیف سنجی زیر قرمز (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تجزیه گرماوزن سنجی (TGA) مورد‌ شناسایی قرار گرفتند.


باقری مرندی خاطرنشان کرد: در مرحله بعد، مطالعات جذب رنگدانه‌های متیلن سبز (MG) و بلور بنفش (CV) بوسیله‌ی نمونه‌های سنتزی در غلظت‌های متفاوت رنگدانه و نیز pH‌های مختلف به انجام رسید.


وی افزود: بر اساس داده‌های طیف سنجی، نمونه‌های سنتز شده دارای ساختار پرمنفذی بوده و در نانوکامپوزیت‌ها لایه‌های خاک مونت موریلونیت کاملا ورقه ورقه شده‌اند. همچنین مقاومت گرمایی نانوکامپوزیت‌های سنتز شده نسبت به نمونه فاقد مونت موریلونیت بیشتر است.


باقری در تکمیل نتایج بدست آمده توضیح داد: بیشترین میزان جذب رنگدانه‌ها بوسیله‌ی نمونه‌های سنتز شده در 7 =pH حاصل شده است. در این محیط بیش از 93 درصد جذب رنگدانه صورت می‌گیرد. همچنین نتایج مشخص کرد که با افزایش مونت موریلونیت در پلیمر مقدار جذب رنگدانه‌ها نیز افزایش خواهد یافت، بطوری که همه نانوکامپوزیت‌ها در مقایسه با نمونه فاقد مونت موریلونیت دارای قدرت جذب بیشتر رنگدانه‌ها هستند.


وی تصریح کرد: برای مشخص کردن تأثیر مقدار نانوذرات مونت موریلونیت در فرایند جذب رنگدانه‌ها سه مدل ایزوترم غیر خطی Langmuir، Freundlich و Temkin برای آنالیز داده‌های تجربی با استفاده از نرم افزار Origin 6.1 به‌ کار رفت. بیشترین همخوانی این داده‌ها با مدل Langmuir مشاهده شد. بر این اساس نتیجه گرفته شد که تشکیل تک لایه‌های جذب برای نانوکامپوزیت‌ها صورت می‌گیرد.


باقری مرندی خاطرنشان کرد: همچنین برهمکنش‌های فیزیکی- شیمیایی رنگدانه MG با سایت‌های فعال نانوکامپوزیت‌ها قویتر از رنگدانه CV بوده است. در مطالعه تأثیر غلظت اولیه رنگدانه در میزان جذب، نتایج مشخص کرد که بیشترین مقدار MG حذف شده از محلول در غلظت mg/L 500 برابر با mg/g 161 و برای CV در غلظت mg/L 800 برابر با mg/g 439 است، بطوری‌ که با افزایش غلظت رنگدانه در محلول، میزان جذب آن نیز بوسیله‌ی نمونه‌های جاذب افزایش می‌یابد.


وی اظهار کرد: در مطالعه اثر زمان تماس نمونه‌ها با محلول رنگ مشخص شد که زمان جذب تعادلی برابر 60 دقیقه است و در ده دقیقه اول بیش از 90 درصد آن حاصل خواهد شد. همچنین سرعت جذب MG بیشتر از CV است که ناشی از ساختار کوچکتر آن است.


محقق طرح افزود: در مطالعات سینتیکی برای تعیین اثر زمان در جذب این رنگدانه‌ها بوسیله‌ی جاذب‌های تهیه شده از دو مدل Lagergren و Ho and McKay استفاده شد، نتایج مشخص کرد که جذب رنگدانه‌ها از سینتیک مرتبه دوم پیروی می‌کند.


باقری مرندی گفت: با توجه به اثرات سمی و زیانبار زیست‌محیطی رنگدانه‌های کاتیونی موجود در پساب برخی صنایع و نفوذ آن‌ها در آب‌های زیرسطحی و ضرورت حذف آن‌ها از محیط‌های مذکور، تهیه و استفاده از مواد جاذب مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است.


وی یادآور شد: نتایج حاصل از این تحقیقات مشخص کرده است که نانوکامپوزیت‌های تهیه شده از قابلیت بالایی در حذف رنگدانه‌های کاتیونی برخوردارند و با توجه به سرعت مناسب این مواد در برداشتن این آلاینده‌ها از محلول‌های آبی می‌توان از آن‌ها در فرایند‌های پالایش محیط‌های آلوده استفاده کرد.


نتایج این‌کار تحقیقاتی که توسط دکتر غلام باقری مرندی و همکارانش انجام شده، در مجله Polymer-Plastics Technology and Engineering منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

نانو سیم طلا برای ساخت حسگرهای فوق باریک پوست

نانو سیم طلا برای ساخت حسگرهای فوق باریک پوست

محققان استرالیایی نانو سیم‌هایی از جنس طلا توسعه داده‌اند که می‌تواند در آینده به عنوان حسگر فشار پوست مصنوعی برای دستگاه‌های نظارت بر ضربان قلب مورد استفاده قرار گیرد.


حسگرهای فشار دارای کاربردهای متعددی از جمله استفاده در صفحات لمسی، فناوری‌های پوشیدنی یا هواپیما و خودرو هستند.


«ونلانگ چمگ» از متخصصان نانومواد در دانشگاه موناش تأکید می‌کند: برخلاف حسگرهای فشار موجود که متکی بر مواد نیمه رسانا هستند، فناوری جدید یک روش کم‌هزینه و دوستدار محیط زیست است.


اغلب حسگرهای فشار متکی بر خازن یا مواد پیزوالکتریک هستند؛ هر دو این عناصر نیازمند مواد نیمه رسانا هستند که باید در شرایط اتاق پاک (clean room) بدور از گرد و غبار و سایر آلاینده‌ها تولید شوند.


محققان دانشگاه موناش برای ساخت نسل جدی حسگر فشار اقدام به مخلوط کردن نمک طلا با ماده شیمیایی دیگری موسوم به اولیلامین (oleylamine) کردند.


پس از حدود دو روز و انجام واکنش شیمیایی، نانو سیم‌های نخ مانندی ایجاد شدند؛ سپس یک ماده کاغذی- حوله‌ای درون این نانوسیم غوطه‌ور شده و رشته‌های طلا بصورت خودکار در کاغذ جذب شدند.


مواد کاغذ- حوله بین دو ورق لاستیکی مصنوعی و نازک فشرده‌سازی شدند که ضخامت نهایی آن را به 0.5 میلی‌متر رساند؛ با قرار گرفتن در معرض فشار، نانو سیم‌ها تغییر حالت پیدا می‌کنند.


حسگر جدید از حساسیت مشابه بهترین حسگرهای فشار موجود برخوردار است و مقاومت بالایی در برابر پیچش و خمش بدون ایجاد ترک دارد.


به گفته محققان، می‌توان از این حسگر بعنوان پوست مصنوعی برای نظارت بر خواص مکانیکی خون از جمله ضربان قلب استفاده کرد؛ حسگر با قرار گرفتن روی پوست، تغییرات صوتی و فشار در جریان خون را حس می‌کند.

 

[P O U R I A]

ساخت نانوالکترود پیل سوختی میکروبی از میوه گرمسیری

ساخت نانوالکترود پیل سوختی میکروبی از میوه گرمسیری

پژوهشگران چینی موفق شدند با تقویت ساختار نوعی اسفنج طبیعی با نانوذرات کربنی، از آن به‌عنوان آند در پیل سوختی میکروبی استفاده کنند. این اسفنج از لوفا که نوعی خیار محلی است به‌دست می‌آید.


انواع مختلفی از پیل‌های سوختی وجود دارند که برحسب نوع سوخت و اکسیدان، موارد مصرفی متفاوتی دارند. در پیل‌های سوختی هیدروژنی، از هیدروژن به‌عنوان سوخت و از اکسیژن به‌ عنوان اکسیدان و در پیل‌های میکروبی از باکتری‌ها برای تجزیه پساب‌ها استفاده می‌شود.


به نوشته سایت نانو، در پیل‌های میکروبی، آند موجب انتقال الکترون شده و نقش مهمی در کارایی پیل دارد. افزایش مساحت سطحی آند می‌تواند منجر به افزایش کارایی پیل شود. اخیرا آند اسفنجی جدیدی ساخته شده‌است که کارایی این پیل‌ها را افزایش می‌دهد.


این آند اسفنجی دارای حفره‌های میکرومقیاس بوده بنابراین باکتری‌ها به راحتی می‌توانند از میان آن عبور کنند به همین دلیل طول عمر آن بالاتر از آندهای معمولی است. در این آند سطوح نانومقیاس به یکدیگر متصل شده و ساختار حفره‌دار سه بعدی ایجاد می‌کند.


این گروه تحقیقاتی از لوفا (گونه‌ای خیار درختی که در مناطق گرمسیری رشد می‌کند) ساختار اسفنجی شکل طبیعی به‌دست آوردند که می‌تواند نقش آند را در پیل‌های سوختی میکروبی ایفا کند. این ساختار اسفنجی به‌صورت رایج برای تمیز کردن آشپزخانه‌ و حمام استفاده می‌شود اما این گروه تحقیقاتی، از آن برای ساخت آند استفاده کردند. مزیت این کار آن است که می‌توان با هزینه بسیار کم، آند با کارایی بالا تولید کرد.

 

[P O U R I A]

تولید نانوداربست‌های سه‌بعدی برای ترمیم بافت استخوانی

تولید نانوداربست‌های سه‌بعدی برای ترمیم بافت استخوانی

به گزارش سرویس علمی ایسنا، با استفاده از این روش امکان طراحی داربست‌هایی با ابعاد خارجی و نیز حفره‌های داخلی مطابق با محل شکستگی فراهم آمده و پیشرفت عظیمی در صنایع تولید تجهیزات پزشکی ایجاد خواهد شد.


به نوشته سایت نانو، سلول‌ها به صورت طبیعی توسط ماتریس خارج سلولی (ECM) احاطه شده‌اند. این ماتریس رفتار سلولی و عملکردهای ضروری آن مانند مهاجرت، چسبندگی، تکثیر و تمایز را به کمک علائم شیمیایی و فیزیکی، پشتیبانی و هدایت می‌کند.


بنابراین، طراحی حفره‌های داخلی و کنترل ابعاد خارجی داربست با ساختار کنترل شده برای هدایت رفتار سلول در تعامل با ECM یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر کارآیی داربست‌های مهندسی بافت مورد استفاده در ترمیم ضایعات استخوانی است.


در دهه اخیر استفاده از روش چاپ سه بعدی به دلیل قابلیت کنترل طراحی داربست مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با این وجود به دلیل محدودیت در انتخاب مواد، این روش در مراحل ساخت همواره با چالش مواجه بوده است.


به تازگی محققان تلاش قابل توجهی در توسعه سه بعدی داربست در مقیاس نانو برای کاربردهای مهندسی بافت انجام داده‌اند. در این پژوهش محققان کشورمان با استفاده از روش چاپ سه بعدی غیرمستقیم به بررسی امکان ساخت داربست‌های سه بعدی با حفرات کنترل شده پرداختند.


دکتر الناز تمجید، دانش‌آموخته پژوهشکده علوم و فناوری نانو دانشگاه صنعتی شریف و محقق این طرح، در رابطه با نحوه انجام این کار تحقیقاتی گفت: در این پژوهش سعی شد با استفاده از روش چاپ سه بعدی غیر مستقیم داربست‌های نانوکامپوزیتی با ساختار حفرات کنترل شده حاوی نانوذرات مختلف دی اکسید تیتانیم و بیوگلاس با اندازه ذرات میکرونی و نانومتری تولید شود و با استفاده از آزمون‌های برون تنی، سینتیک رشد بافت استخوانی بر روی آن مورد بررسی قرار گیرد.


وی افزود: برای این منظور ابتدا قالب فداشونده با ساختار سه بعدی تهیه شد و سپس سطح آن توسط پارافین پوشش داده شد. پس از خشکاندن انجمادی، حذف قالب فداشونده با استفاده از آب و حلال‌های شیمیایی صورت گرفت. به منظور مطالعه قابلیت اتصال، تکثیر و تمایز سلولی سلول‌های پیش‌استخوان‌ساز موش (MC3T3-E1) از مشاهدات میکروسکوپ کنتراست فازی و آنالیز (ALP) استفاده شد.


محقق طرح ادامه داد: مشاهدات میکروسکوپ لیزر کانفوکال و مشاهدات بافت‌شناسی ضمن تأیید رشد سه بعدی بافت در عمق حفره‌ها نشان داد که ماتریس خارج سلولی نیز تشکیل شده است. همچنین یک سینتیک چهار مرحله‌ای برای رشد بافت بر روی داربست‌های نانوکامپوزیتی سه بعدی پیشنهاد شد و ضمن مقایسه اثر جنس داربست، اثر هندسه دوبعدی و سه بعدی نیز بر روی تکثیر و تمایز سلولی مورد مطالعه قرار گرفت.


تمجید تصریح کرد: نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که افزودن نانوذرات به زمینه پلیمری به دلیل تمایل بیشتر نانوذرات به تجمع در سطح، سطح مؤثر تماس ذرات با سلول‌ها را افزایش می‌دهد. به علاوه این نانوذرات با ایجاد نانوتوپوگرافی، افزایش زبری و سفتی سطح، بر چسبندگی (Cell adhesion) و تکثیر (Cell proliferation) و تمایز سلولی (Cell Differentiation) اثرگذارند.


وی افزود: به این ترتیب با وجود آن که عموماً دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک ماده زیست‌خنثی شناخته می‌شود، نانوکامپوزیت‌های حاوی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در مقایسه با پلیمر خالص، رشد بافت و تمایز سلولی بیشتری از خود نشان می‌دهند. همچنین نشان داده شد که به دلیل سطح مؤثر بیشتر، نرخ انحلال نانوذرات بیوگلاس در محیط کشت در مقایسه با ذرات بیوگلاس میکرومتری بیشتر است.


محقق طرح خاطرنشان کرد: به طور کلی می‌توان گفت این داربست‌های نانوکامپوزیتی با قابلیت اتصال، تکثیر و تمایز سلولی (در کمتر از یک ماه) در شرایط برون‌تنی قابلیت ترمیم و جایگزینی بافت استخوانی را داراست و خواص مکانیکی توده‌ای و نانومتری آن‌ها نیز در محدوده قابل قبولی قرار دارد.


تمجید با بیان اینکه در حال حاضر با همکاری آزمایشگاه‌های علوم پزشکی کشور به دنبال انجام آزمون‌های درون‌تنی روی مدل‌های حیوانی (موش) هستند، ابراز امیدواری کرد که استفاده از چنین فرایندی امکان تولید صنعتی با شرایط کاملاً تکرارپذیر را فراهم کند.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر الناز تمجید و دکتر عبدالرضا سیم‌چی، دکتر رضا باقری و دکتر منوچهر وثوقی از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف و نیز با همکاری دکتر جان دبلیو سی دانلوپ و دکتر پیتر فرتزل از مرکز تحقیقات ماکس پلانک آلمان صورت گرفته، درJournal of Biomedical Materials Research A به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

ابداع بتن نانوکامپوزیت هوشمند توسط محقق ایرانی

ابداع بتن نانوکامپوزیت هوشمند توسط محقق ایرانی

بهزاد هاشم پور گاوگانی از بنیاد نخبگان استان اردبیل ومحقق این پروژه روز سه شنبه در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا گفت: این بتن از ترکیبات مواد تغییر فاز دهنده میکروکپسوله پلیمری با نانو ذرات معدنی ساخته شده است و یکی از جدیدترین مواد در بخش انرژی های نو است.


این دانشجوی مهندسی نفت دانشگاه آزاد فیروزآباد فارس گفت: بتن جدید ضمن حفظ ارتقای استحکام و مقاومت ساختاری و کاهش وزن مخصوص سازه ای ، قابلیت تنظیم هوشمند دمای ساختمان و کاهش مصرف انرژی را با قیمت نهایی پایین تر دارد.


هاشم پور ادامه داد: از این بتن جدید می توان در بسترهای مختلف آلی و معدنی برای ریزکپسوله کردن مواد تغییر فاز دهنده استفاده کرد، همچنین این بتن قابلیت ذخیره یا آزاد سازی هوشمند انرژی را دارد .استفاده از نانو ذرات در این نوع از بتن برای افزایش کیفیت ذخیره سازی و آزاد سازی انرژی از روش های نوین برای کاهش مصرف انرژی است.


ششمین جشنواره ملی نوآوری و شکوفایی فجر انقلاب اسلامی از 14 بهمن ماه در محل دایمی نمایشگاه بین المللی تهران آغاز شده است . این جشنواره تا 17 بهمن ماه ادامه دارد.

 

[P O U R I A]

ساخت شیشه ای که خم می شود اما نمی شکند

ساخت شیشه ای که خم می شود اما نمی شکند

به گزارش ایرنا از یونایتدپرس، محققان این شیشه را که به اندازه لازم سخت و محکم است با الهام از صدف مروارید ساختند.


محققان دانشگاه ˈمک گیلˈ در کانادا روشی کشف کردند که با استفاده از آن می توان شیشه ای مستحکم تر و کمتر شکننده ساخت بطوریکه این شیشه زمانی که می افتد نمی شکند بلکه خم می شود.


لایه خارجی پوسته نرم تنان از 95 درصد گچ ساخته شده که شکننده است اما این لایه توسط یک لایه به شدت سخت و محکم به نام صدف پوشیده شده است.


پروفسور ˈفرانسوا براتلتˈ از بخش مهندسی مکانیک دانشگاه مک گیل، می گوید: صدف که لایه های داخلی را می پوشاند از قطعات میکروسکوپیک ساخته شده که کمی شبیه قطعات ساختمانی لگو است و به شدت سخت و محکم هستند.


در این مطالعه محققان با استفاده از لیزر بر روی اسلایدهای شیشه ای شبکه هایی از میکروترک های سه بعدی حکاکی کردند.


محققان متوجه شدند که این اسلایدهای شیشه ای که از نوعی هستند که در میکروسکوپ ها استفاده می شود، 200 برابر قویتر از اسلایدهای بدون حکاکی هستند.


محققان با ایجاد این الگو ها بر روی شیشه مه بیشتر شبیه یک پازل مبنت کاری هستند توانستند جلوی خرد شدن شیشه را بگیرند.


محققان قصد دارند که در آینده این خاصیت را بر روی سرامیک ها نیز اجرا کنند.

 

[P O U R I A]

تولید پرده‌های هوشمند با نانو لوله‌های کربنی

تولید پرده‌های هوشمند با نانو لوله‌های کربنی

آیا می‌دانید با کمک نانو لوله‌های کربنی می‌توان ماده جدیدی را ساخت که به صورت خودکار به نور پاسخ می‌دهد و می‌تواند در آینده برای تولید پرده‌های هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.
محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی موفق به اجرای چنین طرح جالبی شدند. در واقع این محققان با استفاده از نانو لوله‌های ساخته شده از اتم‌های کربن، ماده‌ای را تولید کرده‌اند که در زمان قرار گرفتن در معرض هر منبع نوری فعال می‌شود.
ماده حساس به نور از جنس پلی کربنات و نانو لوله‌های کربنی لایه‌بندی شده روی یک سطح قرار داده شوند که با تابش یک منبع نوری نانو لوله‌ها اقدام به جذب نور و آن را به گرما تبدیل کردند، گرما به ماده منتقل شد که این مسئله باعث منبسط شدن ماده و در نتیجه خمیدگی لایه‌های نانو لوله و خود ماده شد و با حذف منبع نور ماده به حالت اولیه بازگشت.


محققان این ماده را با طیف مختلفی از طول موج‌های نوری مورد آزمایش قرار داده و نتایج بهتری را کشف کردند. حتی مقادیر کم نور مانند نور چراغ قوه نیز باعث ایجاد حرکت در ماده می‌شود.
و این تغییر حالت نیازی به هیچ منبع انرژی ندارد با استفاده از این فناوری می‌توان نسل جدیدی را از برده‌های هوشمند را تولید کرد که با طلوع و غروب خورشید به طور کاملا خودکار باز و بسته می‌شوند، عملکرد این پرده‌ها بستگی به میزان تابش نور خورشید از طریق پنجره‌ها به داخل اتاق دارند. این ماده به راحتی قابل تولید بوده و کاربردهای تجاری دیگری مانند موتورهای حساس به نور یا استفاده در ربات‌ها را دارند.

 

[P O U R I A]

شستن پنجره‌های آسمان‌خراش‌ها به کمک نانوپوشش ابرآبگریز

شستن پنجره‌های آسمان‌خراش‌ها به کمک نانوپوشش ابرآبگریز

شرکت نلیوم ساینس (Nelum Sciences) موفق به ساخت نانو پوششی با قابلیت ابرآبگریزی شده‌است. مزیت این اسپری به محصولات مشابه، آن است که موجب مات شدن زیرلایه نشده و کاملا شفاف است .
شستن پنجره‌های آسمان‌خراش‌ها در ارتفاع چندصدمتری زمین کاری دشوار و پر هزینه است. انتقال آب به وسط صحرا برای شستن پنل‌های خورشیدی یا آیینه‌های منعکس کننده نور در نیروگاه‌های خورشیدی کاری هزینه‌بر و سخت است. این کارها علاوه‌بر مشکلات، پیامدهای اکولوژیکی هم دارند.


یک شرکت تازه ‌تاسیس که از دانشگاه پنسیلوانیا منشعب شده اخیرا برای حل این چالش، راه‌حلی ارائه کرده است که می‌توان با آن سطوح مختلف را شفاف و تمیز نگه‌ داشت.


نانوپوشش ساخته شده توسط نلیوم ساینس یک پوشش ابرآبگریز بوده که در قالب برنامه تحقیقاتی در مرکز انتقال فناوری دانشگاه پنسیلوانیا ساخته شده‌است. این پوشش که توسط اسپری روی سطح پاشیده می‌شود، حاوی نانوذرات مبتنی بر آب است که پس از اسپری شدن روی یک سطح موجب پدیدار شدن یک لایه بسیار نازک در سطح می‌شود. این لایه نامرئی می‌تواند زاویه تماس مواد روی سطح افزایش دهد.


زاویه تماس به زاویه میان لبه قطره موجود در یک سطح گفته می‌شود. وقتی این زاویه کم باشد قطره می‌تواند به‌صورت نیمکره در آمده و به نوعی سطح را خیس کند. اما با افزایش این زاویه، قطره شباهت زیادی به یک توپ پیدا کرده و حتی می‌تواند روی سطح به حرکت در آید. در این حالت سطح توسط قطره خیس نمی‌شود و قطره به جای جذب شدن به سطح روی آن می‌لغزد.


شو یانگ استاد رشته مهندسی مواد دانشگاه پنسیلوانیا بوده که در سال 2011 با کمک همکاران خود اقدام به تاسیس شرکت نلیوم ساینس کرده است. از آنجایی که در این پوشش از نانوذرات استفاده می‌شود بنابراین نسبت به نور مرئی غیرقابل مشاهده است. ایده اولیه ساخت این نانوپوشش از طبیعت الهام گرفته شده است.


یانگ می‌گوید: برخی گیاهان نظیر نیلوفر آبی و بال پروانه‌ها دارای نوعی زبری نانومقیاس بوده که موجب می‌شود این سطوح کاملا خشک و پاکیزه باقی بماند. به همین دلیل است که نام شرکت نلیوم گذاشته شده که از نام لاتین نلومبو به معنای نیلوفر آبی گرفته شده‌است.


پیش از این، محصولات ضدآب مختلفی به بازار عرضه شده بود که خواص ابرآبگریزی داشتند اما مشکل همه آنها این بود که بعد از اعمال روی سطح موجب مات شدن سطح می‌شدند؛ بنابراین برای سطوحی که نیاز به جلا دارند این اسپری‌ها چندان مناسب نیستند. همچنین نمی‌توان آنها را روی عینک‌ها، لنزها، پنجره‌ها و پنل‌های خورشیدی استفاده کرد.

 

[P O U R I A]

حذف آلاینده های صنعتی به کمک نانو ذرات

حذف آلاینده های صنعتی به کمک نانو ذرات

پژوهشگران شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج از ترکیب پروتئین کلاژن و نانوذرات خاک مونت موریلونیت در حضور برخی عوامل شیمیایی موفق به تولید نوعی ساختار سه بعُدی نانوکامپوزیتی شدند.


این محققان پس از ‌شناسایی مواد حاصل با استفاده از روش‌های دستگاهی، ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی آن‌ها را مورد مطالعه و بررسی قرار دادند که از مهم‌ترین آن‌ها قابلیت جذب برخی مواد شیمیایی به خصوص آلاینده‌های رنگی موجود در پساب برخی کارخانجات بوده است .

دکتر غلام باقری مرندی عضو هیئت علمی گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی - واحد کرج در باره اهداف این تحقیقات گفت: اهداف چند گانه‌ای از طراحی و انجام این طرح تحقیقاتی مورد نظر بوده است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به سنتز نانوکامپوزیت هیدروژلی بر پایه پروتئین که قابلیت حذف آلاینده‌های صنعتی به ویژه رنگدانه‌ها را از محیط‌های آلوده داشته باشد و نیز بررسی میزان تأثیر نانو ذرات خاک در این فرایند اشاره کرد.

در این کار ابتدا نمونه‌هایی از هیدروژل پایه (فاقد نانوذرات خاک مونت موریلونیت) و نانوکامپوزیت هیدروژل (حاوی مقادیر متفاوتی از مونت موریلونیت) با استفاده از پروتئین کلاژن و تکپارهای مالئیک انیدرید و آکریل آمید و در حضور آغازگر آمونیوم پرسولفات و شبکه ساز متیلن بیس آکریل آمید به شیوه گرمایی سنتز شدند. پس از جداسازی و خالص‌سازی نمونه‌ها، این ترکیبات با استفاده از روش‌های دستگاهی شامل طیف سنجی زیر قرمز (FTIR) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تجزیه گرماوزن سنجی (TGA) مورد‌شناسایی قرار گرفتند.

در مرحله بعد، مطالعات جذب رنگدانه‌های متیلن سبز (MG) و بلور بنفش (CV) به‌وسیله‌ی نمونه‌های سنتزی در غلظت‌های متفاوت رنگدانه، و نیز pH‌ های مختلف به انجام رسید .

بر اساس داده‌های طیف سنجی، نمونه‌های سنتز شده دارای ساختار پرمنفذی بوده و در نانوکامپوزیت‌ها لایه‌های خاک مونت موریلونیت کاملا ورقه ورقه شده‌اند. همچنین مقاومت گرمایی نانوکامپوزیت‌های سنتز شده نسبت به نمونه فاقد مونت موریلونیت بیشتر است.


باقری در تکمیل نتایج به‌دست آمده توضیح داد: «بیشترین میزان جذب رنگدانه‌ها به‌وسیله‌ی نمونه‌های سنتز شده در7 =pH حاصل شده است. در این محیط بیش از 93% جذب رنگدانه صورت می‌گیرد.


همچنین نتایج مشخص کرد که با افزایش مونت موریلونیت در پلیمر مقدار جذب رنگدانه‌ها نیز افزایش خواهد یافت به‌طوریکه همه نانوکامپوزیت‌ها در مقایسه با نمونه فاقد مونت موریلونیت دارای قدرت جذب بیشتر رنگدانه‌ها هستند. برای مشخص کردن تأثیر مقدار نانوذرات مونت موریلونیت در فرایند جذب رنگدانه‌ها سه مدل ایزوترم غیر خطی Langmuir ، Freundlich و Temkin برای آنالیز داده‌های تجربی (با استفاده از نرم افزار Origin 6.1) به‌کار رفت.


بیشترین همخوانی این داده‌ها با مدل Langmuir مشاهده شد. براین اساس نتیجه گرفته شد که تشکیل تک لایه‌های جذب برای نانوکامپوزیت‌ها صورت می‌گیرد. همچنین برهمکنش‌های فیزکی- شیمیایی رنگدانه MG با سایت‌های فعال نانوکامپوزیت‌ها قویتر از رنگدانه CV بوده است.


در مطالعه تأثیر غلظت اولیه رنگدانه در میزان جذب، نتایج مشخص کرد که بیشترین مقدار MG حذف شده از محلول در غلظت mg/L 500 برابر با mg/g 161 و برای CV در غلظت mg/L 800 برابر با mg/g 439 است، به‌طوریکه با افزایش غلظت رنگدانه در محلول، میزان جذب آن نیز به‌ وسیله‌ی نمونه‌های جاذب افزایش می‌یابد.


در مطالعه اثر زمان تماس نمونه‌ها با محلول رنگ مشخص شد که زمان جذب تعادلی برابر 60 دقیقه است و در ده دقیقه اول بیش از 90% آن حاصل خواهد شد. همچنین سرعت جذب MG بیشتر از CV است که ناشی از ساختار کوچکتر آن است. در مطالعات سینتیکی برای تعیین اثر زمان در جذب این رنگدانه‌ها به‌وسیله‌ی جاذب‌های تهیه شده از دو مدل Lagergren و Ho and McKay استفاده شد، نتایج مشخص نمود که جذب رنگدانه‌ها از سینتیک مرتبه دوم پیروی می‌نماید.

با توجه به اثرات سمی و زیانبار زیست‌محیطی رنگدانه‌های کاتیونی موجود در پساب برخی صنایع و نفوذ آن‌ها در آب‌های زیرسطحی و ضرورت حذف آن‌ها از محیط‌های مذکور، تهیه و استفاده از مواد جاذب مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است.

نتایج حاصل از این تحقیقات مشخص نموده است که نانوکامپوزیت‌های تهیه شده از قابلیت بالایی در حذف رنگدانه‌های کاتیونی برخوردارند و با توجه به سرعت مناسب این مواد در برداشتن این آلاینده‌ها از محلول‌های آبی می‌توان از آن‌ها در فرایند‌های پالایش محیط‌های آلوده استفاده کرد .

نتایج این کار تحقیقاتی توسط دکتر غلام باقری مرندی و همکاران درمجله Polymer-Plastics Technology and Engineering (جلد52، شماره3،سال 2013، صفحات318-310) منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

طراحی نانوکاتالیستی با مقاومت حرارتی بالا

طراحی نانوکاتالیستی با مقاومت حرارتی بالا

محققان آمریکایی نانوکاتالیست جدیدی طراحی کردند که برای استفاده در دماهای بالا بسیار مناسب است.


پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا موفق به ساخت کاتالیست سه فازی از جنس پلاتین، دی‌اکسید تیتانیوم و سیلیکا شدند که در دماهای بسیار بالا تا 700 درجه سانتیگراد مقاوم است و می‌توان از آن در شرایط دمایی سخت استفاده کرد.


به نوشته سایت نانو، یونان زای از محققان این پروژه می‌گوید: فرایند ساخت این کاتالیست در سه مرحله اتفاق می‌افتد. در قدم اول نانوذرات پلاتین سنتز می‌شوند، بعد روی این نانوذرات را با استفاده از پلاستیک، پلی وینیل پیرولیدین، پوشش‌دهی می‌کنند. سپس این نانوذرات را روی ساختارهای فیبری TiO2 قرار می‌دهند. در نهایت این ساختار فیبری با استفاده از Pt و SiO2 پوشش داده شد.


وی می‌افزاید: از آنجایی که سطح نانوذرات پلاتین با پلاستیک پوشش داده شده است، تماسی بین پلاتین و SiO2 وجود ندارد. در نتیجه ساختاری ایجاد می‌شود که خواص کاتالیستی داشته، به طوری که پلاتین کاملا در معرض مواد واکنش دهنده بوده و توسط SiO2 مهار نمی‌شود.


ساختارهای فیبری TiO2 به نوعی نقش حمایت کننده را برای نانوذرات پلاتین ایفا می‌کند. پلاتین به عنوان کاتالیست بوده و SiO2 نقش اکسید واکنش‌دهنده را به عهده دارد. جدا شدن نانوذرات پلاتین از SiO2 توسط پلاستیک موجب می‌شود تا در دماهای بالا این دو بخش کاتالیست با هم ترکیب نشوند. ترکیب شدن اجزای تشکیل دهنده کاتالیست به دلیل گرما، موجب غیرفعال شدن کاتالیست می‌شود.


زای می‌گوید: جدا شدن دو بخش این کاتالیست موجب می‌شود تا مواد واکنش دهنده به راحتی با آنها در تماس باشند و در نتیجه قدرت کاتالیست افزایش یابد. در صورتی که نانوذرات پلاتین توسط SiO2 پوشیده شوند، سایت‌های واکنش دهنده آنها مسدود شده و با این کار فعالیت کاتالیست مختل می‌شود.


پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا می‌گویند: این کاتالیست می‌تواند به عنوان مبدل در خودروها مورد استفاده قرار گیرد. با این کار سه آلاینده مختلف تولید شده توسط خودرو (منوکسید کربن، هیدروکربن‌های سوخته نشده و اکسید نیتروژن) تجزیه می‌شوند، در این فرایند دی‌اکسید کربن، آب و نیترژون تولید می‌شود.


این گروه تحقیقاتی معتقدند که با این فرایند می‌توان کاتالیست‌های مقاوم در برابر حرارت تولید کرد؛ کاتالیست‌هایی که ابعاد ذرات سازنده و ترکیب شیمیایی آنها قابل کنترل است.


نتایج این پژوهش در نشریه Nano Lett به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

افزایش سرعت سی‌پی‌یو با نانولوله‌های کربنی

افزایش سرعت سی‌پی‌یو با نانولوله‌های کربنی

محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی با استفاده از نانولوله‌های کربنی، نسل جدیدی از مبدل حرارتی را توسعه داده‌اند که از کارآیی بسیار بالاتری در مقایسه با نمونه‌های موجود برخوردار است.


کارآیی نانولوله‌های کربنی طیف بسیار گسترده‌ای را شامل شده و می‌توان از آنها برای ایمن‌تر کردن تصویربرداری اشعه ایکس، تولید هولوگرام‌های بهتر و حتی توسعه درمان های موثرتر سرطان استفاده کرد.


نانولوله‌های کربنی از رسانایی گرمایی بالایی برخوردار هستند، اما مشکلاتی در اتصال آنها به سطوح فلزی داغ مانند واحد پردازش مرکزی (CPU) وجود دارد.


محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی با همکاری شرکت اینتل نسل جدیدی از مبدل حرارتی را توسعه داده‌اند که از نانولوله کربنی ساخته شده و از کارآیی بسیار بالایی برخوردار است؛ مبدل حرارتی یا گرماخور (heat sink)‌ با اتصال به سی‌پی‌یو، برای خنک‌سازی دستگاه‌ مورد استفاده قرار می‌گیرد.


در این روش، نانولوله‌های کربنی با استفاده از یک لایه نازک از ترکیبات ارگانیک به تراشه پیوند زده می‌شوند.


نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد، نانولوله‌های کربنی در طول آزمایش به هیچ عنوان با لایه فلزی تراشه در تماس نبودند؛ بعلاوه کارآیی گرماخور ساخته شده با نانولوله‌های کربنی در جذب گرما شش برابر بیشتر از گرماخورهای استاندارد است.


با کمک نانولوله‌های کربنی بر روی گرماخور، سرعت سی‌پی‌یو بطور قابل ملاحظه‌ای افزایش پیدا می‌کند.

 

[P O U R I A]

ارائه نانوجاذبی جدید برای جمع‌آوری نفت از محیط زیست

ارائه نانوجاذبی جدید برای جمع‌آوری نفت از محیط زیست

یک پژوهشگر ایتالیایی موفق به ساخت نانوجاذبی با قابلیت استفاده مجدد برای جمع‌آوری نفت از محیط زیست شده است که قادر به جذب نفت تا 150 برابر وزن خود است.


نشت نفت به محیط زیست همانند اتفاقی که در خلیج مکزیک رخ داد، یک فاجعه زیست محیطی محسوب می‌شود که عواقب بسیاری در پی دارد، برای مثال می‌تواند تعداد بسیار زیادی از آبزیان را از بین ببرد و یا به زندگی کسانی که در نواحی ساحلی زندگی می‌کنند، صدمات جبران ناپذیری وارد کند.


به نوشته سایت نانو، وارد شدن نفت به دریا یا محیط‌ زیست می‌تواند آب آشامیدنی موجود در محیط زیست را آلوده کند. بنابراین باید برای مدیریت چنین بحرانی از قبل آماده بود، به طوری که راهکارهای زیست سازگاری برای بروز چنین بحران‌هایی بدست آورد.


در حال حاضر فناوری‌های بسیار گرانقیمت و کم بازده‌ای برای پاک کردن نفت و فرآورده‌های نفتی از آب وجود دارد که از آن جمله می‌توان به آتش زدن نفت و تجزیه طبیعی نفت اشاره کرد.


اخیرا محصولی به نام NAIMOR® برای مقابله با مشکلات نشت نفت در طبیعت ارائه شده که در آن از نانوساختارهای سه بعدی کربنی استفاده شده است. این محصول که نام آن از ابتدای کلمات «NAnostructure Innovative Material for Oil Recovery» گرفته شده، می‌تواند از ذراتی با ابعاد و اشکال مختلف تهیه شده باشد.


این محصول بسیار آبگریز بوده و قادر به جذب نفت تا 150 برابر وزن خود است. این ماده بسیار سبک، مقاوم و انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن را چندین بار مورد استفاده قرار داد، بدون این که ظرفیت جذبش کاهش یابد.


این محصول توسط یک مهندس ایتالیایی به نام «ایوانو آگلیتو» طراحی و ساخته شده است. «آگلیتو» استاد رشته مهندسی محیط زیست در دانشگاه اینسوبریا است که بر روی استفاده از نانوساختارهای کربنی در جذب آلودگی‌ها فعالیت دارد.


اولین اختراع آگلیتو، ریکام (RECAM®) نام داشت؛ این محصول برای جذب آلودگی‌های نفتی بسیار مناسب بود و نتایج جالب توجهی داشت. با این حال این محصول دارای محدودیت‌هایی بود.


ریکام که مخفف کلمه (REactive Carbon Material) است، خنثی، غیرسمی، زیست‌سازگار با قابلیت استفاده مجدد است. این ماده فرومغناطیس است و می‌توان آن را با استفاده از میدان مغناطیسی جمع‌آوری کرد. در صورتی که این ریکام در خلاء قرار داده شود، می‌توان نفت موجود در آن را بیرون کشید و دوباره از آن استفاده کرد. NAIMOR® بعنوان جایگزین ریکام برای رفع محدودیت‌های آن توسط این محقق ارائه شده است.

 

[P O U R I A]

موفقیت محققان کشور در تأمین غذای طیور با منبع جدید روی

موفقیت محققان کشور در تأمین غذای طیور با منبع جدید روی

محقق دانشگاه آزاد سنندج به بررسی استفاده از نانوذرات اکسیدروی بعنوان منبعی جدید جهت تأمین عنصر «روی» مورد نیاز طیور و معرفی میزان مصرفی مطلوب و بهینه این ماده پرداخت.


با استفاده از نتایج این پژوهش می‌توان یک محصول جدید نانوبیوتکنولوژی به بازار عرضه کرد و در مزارع پرورش دام و طیور مورد استفاده قرار داد.


به نوشته سایت نانو، «روی» یکی از عناصر ضروری در رشد و فرآیندهای فیزیولوژیکی متفاوت بدن موجودات زنده است که در آنزیم‌های کبدی و متالوآنزیم‌ها یافت می‌شود. کاهش سطح «روی» در پلاسما، سبب ایجاد اختلال در وظایف فیزیولوژیکی سیستم بدن می‌شود.


این عنصر همچنین برای فعالیت بیش از 250 تا 300 آنزیم کبدی مورد نیاز است و در بسیاری از عملکردهای سوخت و ساز بدن حیوانات شرکت می‌کند. همچنین «روی» بعنوان جزئی ضروری از سیستم دفاعی بدن (آنتی اکسیدان‌ها) عمل می‌کند.


پس از ممنوعیت استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها بعنوان محرک رشد در تغذیه طیور، محققان در تلاش برای یافتن جایگزین‌های غذایی مناسب با ویژگی‌های مثبت و بدون اثر جانبی منفی بوده‌اند. متخصصان تغذیه گزینه‌هایی با منشاء طبیعی نظیر گیاهان دارویی، پروبیوتیک‌های زیستی، اسیدهای آلی و غیره را پیشنهاد کرده‌اند.


در سال‌های اخیر نیز، محققان با بهره‌گیری از علم نانوفناوری به استفاده از محصولات آن همانند نانوذرات نقره، سلنیوم و اکسید روی بعنوان مواد افزودنی در تغذیه جوجه‌های گوشتی برای رسیدن به تولید بهتر و اقتصادی‌تر روی آورده‌اند.


با این حال مطالعات موجود در زمینه اثر نانوذرات اکسیدروی بر عملکرد اقتصادی و سایر پارامترهایی که در پرورش بهینه و مطلوب طیور دارای اهمیت هستند، محدود است. از این رو محقق، به بررسی اثر سطوح مختلف نانوذرات اکسیدروی بر صفات اقتصادی، عکس‌العمل سیستم ایمنی و اندام‌های مربوطه، آنزیم‌های گوارشی و ریخت شناسی روده کوچک جوجه‌های گوشتی پرداخته و امکان استفاده از این نانوذرات بعنوان یک افزودنی مغذی و منبعی جدید برای تأمین احتیاجات جوجه‌های گوشتی به عنصر «روی» را مورد مطالعه قرار داده است.


دکتر فرهاد احمدی، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج و محقق این طرح، با اشاره به اینکه این تحقیق بین جوجه‌های گوشتی در دو دوره سنی 1 تا 21 و 22 تا 42 روزگی پرورش انجام شده است، در مورد نحوه انجام آنالیزها گفت: در سن 21 و42 روزگی از جوجه‌های گوشتی دو نمونه خون (سیتراته و لخته) از ورید زیر بال تهیه شد که برای انجام آزمایش‌های مختلف مورد استفاده قرار گرفت.


وی افزود: همچنین در سن 42 روزگی غیر از تهیه نمونه خون و آزمایش مربوطه، نمونه‌هایی از قسمت‌های متفاوت روده (بر اساس درصدهای متفاوت از کل طول روده کوچک) جدا و پس از طی فرایندی دقیق آنزیم‌های دستگاه گوارش همانند آمیلاز و لیپاز، با کمک دستگاه‌های تخصصی موجود در آزمایشگاه دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستر اندازه‌گیری شد.


احمدی یادآور شد: جامعه آماری در این تحقیق، شامل 400 جوجه‌ گوشتی نر یک روزه هیبرید تجاری (308-Ross) بود که در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با پنج تیمار (سطوح مختلف نانوذرات اکسیدروی مصرفی) و چهار تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند.


به گفته احمدی از نتایج این تحقیق می‌توان به موارد «بهبود و افزایش عملکرد صفات اقتصادی»، «بهبود سیستم ایمنی و افزایش معنی‌دار تیتر آنتی بادی‌های سرم خون»، «افزایش نسبی و معنی‌دار آنزیم‌های دستگاه گوارش نسبت به گروه شاهد»، «افزایش شاخص‌های وزن نسبی اندام‌های سیستم ایمنی مثل بورس فابریسیون، طحال و تیموس نسبت به گروه شاهد» و «افزایش نسبی طول ویلی‌های (villi) روده کوچک به عمق کریپت‌ها (Crypt) که بنا به نتایج تحقیقات می‌توان از این خاصیت در بهبود زخم‌های ایجاد شده در پوست در زمان کمتر بهره گرفت» اشاره کرد.


محقق طرح تصریح کرد: مهم‌ترین دستاورد این پژوهش معرفی نانوذرات اکسیدروی به عنوان منبعی جدید و قابل مصرف در جیره‌های غذایی برای تأمین احتیاجات جوجه‌های گوشتی به عنصر «روی» است.


بخشی از نتایج این تحقیق که برگرفته از رساله دکتری دکتر فرهاد احمدی و با همکاری دکتر یحیی ابراهیم نژاد، دکتر ناصر ماهری سیس و دکتر جمشید قلعه کندی از اعضای هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستر صورت گرفته، در International Journal of Biosciences به چاپ رسیده است.