-
نانوذرات به جنگ بوي بد مي روند
دانشمندان دانشگاه فلوريدا توانسته‌اند با استفاده از فناوري نانو بوي بد را از بين ببرند!
فناوري نانو باعث پيشرفت‌هاي بزرگي در حوزه‌هاي مختلف علمي و همچنين غير علمي شده و اخيرا دانشمندان با انجام آزمايشاتي متوجه شده‌اند كه نانو ذرات سيليس با پوشش مسي تاثير بيشتري از كربن فعال شده براي خنثي كردن ماده اتيل مركاپتال (يكي از مواد بدبوي موجود در گاز طبيعي) دارد.
در اين آزمايشات از مس به دليل خواص آنتي باكتريال و از بين برندگي بوي بد شناخته شده آن استفاده شد. با پوشش‌دهي ذرات سيليس با مس، سطح فعال آن به حداكثر رسيد. هر ذره سيليس يك پنجاه هزارم عرض موي انسان است.
مولكول‌هاي اتيل مركاپتال با قرار گرفتن در معرض نانوذرات توسط مس جذب شدند؛ اين موضوع بدين معني است كه آنها در سطح مس گرفتار شدند. رنگ‌نگاري گاز نشان داد كه اتيل مركاپتال متعاقبا از لحاظ كاتاليزوري به دي‌اتيل دي‌سولفيد نسبتا بي‌ضرر تبديل شده بود.
عملكرد اين نانوذرات بسيار بهتر از كربن فعال شده بود و حتي تاثير بسيار بيشتري از اكثر بوگيرهاي اتاق دارد كه فقط بوي بد را با بوي خود پوشش مي‌دهد.
دانشمندان دانشگاه فلوريدا معتقدند كه مي‌توان از نانوذرات براي رفع آلاينده‌هاي سولفوري از نفت خام و همچنين در مبارزه با باكتري‌هاي مضر استفاده كرد.
-
يافتن عاملي موثر در رشد هم‌راستاي نانوميله‌هاي اکسيد روي
محققان دانشگاه علم و صنعت ايران و دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهرضا، نانوميله‌هاي اکسيد روي را براي استفاده در سطوح فوق آبگريز و پيل‌هاي خورشيدي سنتز کردند، همچنين بذر لايه را به‌عنوان عاملي موثر در رشد هم‌راستاي اين نانوميله‌ها و کاهش قطر آنها عنوان کردند.
دکتر اميرعباس نوربخش، عضو هيئت علمي دانشگاه آزاد اسلامي واحد شهرضا و همکارانش با به‌کارگيري روش رشد هيدروترمال و بهينه‌سازي فاکتورهاي سنتز آن، نانوميله‌هاي اکسيد روي را با قطري کمتر از 50 نانومتر براي استفاده در سطوح فوق آبگريز و پيل‌هاي خورشيدي توليد کردند.
اکثر روش‌هاي سنتز نانوميله‌هاي اکسيد روي که بر پايه‌ي رسوب فاز بخار هستند، به دليل نياز به تجهيزات خلا بالا و دماي زياد سنتز، روش‌هايي گران محسوب مي‌شوند.
دکتر نوربخش در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو هدف از اين پژوهش را «سنتز نانوميله‌هاي اکسيد روي و بررسي اثر عواملي همچون بذر لايه و ترکيب شيميايي محلول رشد بر مورفولوژي نانوميله‌ها عنوان کرد».
وي ابتدا نانوميله‌هاي اکسيد روي(تک‌کريستال‌هاي هگزاگونال ورتزيت) را روي زيرلايه‌ي شيشه‌ي بروسيليکات (فرآيند بدون بذر لايه) و با ترکيب متن آمين و نيترات روي به روش هيدروترمال رشد داده‌است. در مرحله‌ي بعدي، يک محلول کلوئيدي حاوي نانوذرات اکسيد روي را به روش سل- ژل، سنتز کرده و يک فيلم لايه نازک اکسيد روي (بذر لايه) را با پوشش‌دهي چرخشي روي زيرلايه‌ي شيشه‌ي بروسيليکات نشانده‌است. در پايان نيز، نانوميله‌هاي اکسيد روي، را روي بذر لايه و به روش هيدروترمال رشد داده است.
نتايج بررسي‌ها حاکي از آن است که بذر لايه، نقش تعيين‌کننده‌اي در مورفولوژي نانوميله‌ها دارد، به‌طوري‌که وجود بذر لايه موجب هم‌راستا شدن نانوميله‌ها شدهاست.
همچنين مشخص شد که با اعمال بذر لايه، قطر نانوميله‌ها از 200 نانومتر به 50 نانومتر کاهش مي‌يابد و دانسيته‌ي نانوميله‌ها هم به‌طور چشمگيري افزايش پيدا مي‌کند.
دکتر نوربخش در پايان گفت: «گروه تحقيقاتي ما علاوه بر سنتز نانوميله‌ها، در حال پژوهش روي کاربرد آنها در نانوحسگرها و به ويژه سطوح خودتميزشونده است».
جزئيات اين پژوهش -که به‌عنوان بخشي از رساله‌ي دکتري دکتر حميد غيور و با راهنمايي دکتر اميرعباس نوربخش، دکتر حميدرضا رضايي و دکتر شمس‌الدين ميردامادي در حال انجام است- در مجله‌ي Journal of nanoscience and nanotechnology(JNN) (جلد 10، صفحات 7458 -7455، سال 2010) منتشر شدهاست.
-
استفاده از نانوآلياژ ضد آتش در واحد پتروشيمي خوزستان
محققان پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران، با استفاده از هيبريد تركيبات فسفاته و نانوذرات خاک رس موفق به توليد آلياژهاي PC/ABS با قابليت اشتعال‌پذيري پايين در مقياس نيمه صنعتي شدند.
آلياژهاي PC/ABS داراي مقاومت به ضربه‌ي بالا، حساسيت کم به ترک به خصوص در دماهاي پايين، خواص الکتريکي خوب، ويسکوزيته‌ي مذاب پايين و فرايندپذيري خوبي هستند. اين خواص، موجب مصرف آنها در صنايع الكترونيكي/الکتريکي، صنايع خودروسازي، لوازم خانگي و وسايل ورزشي شدهاست. در اکثر اين موارد، ضدآتش بودن آلياژ از اهميت بالايي برخوردار است.
در اين پروژه با افزودن هم‌زمان تركيبات فسفره و نانورس به آلياژهاي PC/ABS، مقاومت در برابر شعله اين آلياژ بهبود قابل توجهي يافته است.
دکتر يوسف جهاني، عضو هيئت علمي پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «تركيبات نانورس، هر چند سرعت ايجاد حرارت(Peak Heat Release R ATE ) را كاهش مي‌دهند اما به تنهايي بازدارنده‌ي آتش خوبي نيستند و در به تاخير انداختن اشتعال، تاثير مثبتي ندارند».
وي در ادامه اظهار داشت: «هدف ما در اين پروژه، به دست آوردن شرايط لازم براي توليد يك محصول صنعتي با قابليت اشتعال‌پذيري پايين به کمک فناوري‌هاي نوين بود، بدين منظور آلياژ PC/ABS را ابتدا در مقياس پايلوت که قابل تبديل به مقياس صنعتي باشد بدون استفاده از سازگارکننده، با خواصي همانند نمونه‌هاي مرجع از شرکت باير توليد کرديم، در مرحله‌ي بعد، با استفاده از هيبريد تركيبات فسفاته و نانورس، بدون از دست دادن خواص مكانيكي مطلوب، شاهد مقاومت قابل توجه آلياژ در برابر شعله بوديم».
دکتر جهاني با بيان اين مطلب که «اين پروژه بر اساس قراردادي با شرکت ملي صنايع پتروشيمي ايران، براي استفاده در واحدهاي پتروشيميايي، مانند پتروشيمي خوزستان انجام شدهاست»، اظهار داشت: «با توجه به مصرف بيش از نيمي از PC/ABS در توليد لوازم الكترونيكي و صنعت خودرو، تقاضاي تبديل به ضد آتش كردن اين آلياژ در صنايع مورد نظر وجود دارد».
وي در پايان گفت: «مالکيت معنوي اين پروژه، متعلق به شرکت ملي صنايع پتروشيمي ايران است و زيرساخت‌هاي تجاري شدن اين کار در واحد پتروشيمي خوزستان و شرکت درخشان ساز وجود دارد».
بخشي از نتايج اين پژوهش که با سرپرستي دکتر جهاني و به وسيله‌ي خانم الهام فيض انجام شده، در مجله‌يJournal of Applied Polymer Science (جلد 118، صفحات 1804-1796، سال2010) منتشر شدهاست.
-
نانومتري کردن تمام ذرات تشکيل‌دهنده‌ي يک لايه نازک
لايه نازک اکسيد روي عاري از هرگونه ناخالصي و ترک‌هاي ريز با ابعاد نانومتري در دانشگاه اصفهان سنتز شد.
تهيه‌ي پوشش‌هاي لايه نازک اکسيد روي اصلاح شده با کبالت به روش‌هاي مختلف لايه‌نشاني مانند لايه‌نشاني چرخشي، غوطه وري و تبخير الكتروني و کاربرد آن در تصفيه‌ي آب‌هاي آلوده، در قالب پايان‌نامه‌ي کارشناسي ارشد آقاي ايمان اسدي فارساني، با راهنمايي دکتر محمدحسين حبيبي انجام شدهاست.
دکتر محمدحسين حبيبي، استاد شيمي معدني دانشگاه اصفهان، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «پوشش‌هاي لايه نازک اکسيد روي تهيه شده به روش لايه‌نشاني غوطه‌وري، مورفولوژي سطح کاملا متفاوتي با روش تبخير الکتروني دارند تا جايي که ذرات تشکيل‌دهنده به صورت کلاف‌هاي پارچه مانندي در هم تنيده شده‌اند».
دکتر حبيبي در مورد نتايج پژوهش گفت: «نتايج نشان مي‌دهد که با افزايش درصد کبالت در لايه نازک اکسيد روي، مورفولوژي سطح تغيير مي‌کند به طوري که تمامي ذرات تشکيل‌دهنده، ابعادي نانومتري پيدا مي‌کنند، اين نتيجه، بسيار جالب و قابل توجه است».
وي همچنين افزود: «تمامي ذرات حاصل از اين پژوهش، با نظم خاصي به طرف بيرون رشد کردهاند و سطحي عاري از هرگونه ناخالصي و ترک ريز را ايجاد کردهاند. ذرات تشکيل‌دهنده نيز داراي ابعادي بين 39-32 نانومتر هستند».
گفتني است که خواص طيفي و ساختاري نانوپوشش‌ها، با ميکروسکوپ الکتروني روبشي و طيفسنج پراش پرتوي ايکس شناسايي شده‌اند.
با توجه به اينکه زيرساخت‌هاي تجاري شدن اين کار پژوهشي در ايران وجود ندارد، دکتر حبيبي اميدوار است که بتواند در بلند مدت اين محصول را به صورت تجاري وارد بازار کند.
اين محققان همچنين فعاليت فوتوكاتاليستي نانوپوشش‌هاي تهيه شده را در تخريب آلاينده‌ها (مانند رنگينه‌ي سولفونيل قرمز) را مورد بررسي قرار داده و اثر برخي عوامل، مانند دماي عمليات حرارتي، ماهيت فيلم لايه نازک، تعداد لايه‌ها و خواص ساختاري (اندازه‌ي دانه) را بر سينتيک واکنش تخريب نوري، مطالعه کردهاند و نتايج آن را در مجله‌ي Desalination and Water Treatment(جلد22، صفحات210- 204، سال 2010) منتشر شدهاست.
-
همکاري محققان ايراني، مالزيايي و کانادايي در بهبود غشاهاي پليمري
محققان ايراني با همکاري پژوهشگراني از کشورهاي کانادا و مالزي، با افزودن نانولوله‌هاي کربني به ساختار غشاي پليمري در حين ساخت، کارايي اين نوع غشاها را در جداسازي گازها افزايش دادند.
دکتر محمدعلي آرون، استاديار دانشکده‌ي مهندسي شيمي دانشکده‌هاي فني دانشگاه تهران، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «اگرچه نانولوله‌هاي کربني، گزينه‌ي خوبي براي افزايش کارايي غشاهاي پليمري هستند، ولي اين مواد پس از توليد، سرشار از ناخالصي هستند، سر و ته بسته دارند و توزيع آنها در شبکه‌ي پليمري، سخت است. بنابراين ما در اين پژوهش سعي کرده‌ايم محدوديت‌هاي استفاده از نانولوله‌هاي کربني در توليد غشاهاي آميخته را کاهش داده، سبب افزايش بازده جداسازي غشاهاي پليمري شويم».
دکتر آرون و همکارانش، از نانولوله‌هاي کربني براي افزايش تراوايي (بدون کاهش انتخاب‌پذيري) غشاهاي پليمري استفاده کردهاند. آنها سعي کردهاند با افزودن نانولوله‌هاي کربني به ساختار غشاي پليمري در حين ساخت آن، کارايي غشا را در جداسازي گازها بالا ببرند.
وي در رابطه با مزيت اين تحقيق اذعان داشت: «در پژوهش‌هاي اخير، محققان نشان دادند که با افزودن نانولوله‌هاي کربني تصفيه شده به محلول‌هاي پليمري، مي‌توان غشاهاي آميخته‌اي توليد کرد که تراوايي بالاتري نسبت به غشاهاي پليمري خالص دارند، ولي افزايش تراوايي در اين تحقيقات با کاهش انتخاب‌پذيري همراه بود. ولي در اين پژوهش، غشايي توليد شدهاست که نه تنها تراوايي بالاتري نسبت به غشاهاي پليمري خالص دارد بلکه انتخاب‌پذيري آن نيز بالاتر است».
دکتر آرون مراحل انجام اين پژوهش را اينگونه شرح داد: «به منظور توزيع مناسب نانولوله‌هاي کربني در ساختار پليمري غشا و نيز براي باز کردن سر و ته نانولوله‌هاي کربني و شکستن آنها به طول‌هاي کوتاه‌تر، ابتدا نانولوله‌ها را به کمک يک پليمر با جرم مولکولي کم (کيتوسان) به روش برش نرم، عامل‌دار کرديم، به‌طوري‌که کيتوسان به سطح خارجي نانولوله‌ها چسبيد و نانولوله‌ها هم‌زمان، شکسته و به طول‌هاي کوتاه‌تري تبديل شدند».
وي در مورد نتيجه‌ي اين روش گفت: «با توجه به اينکه پليمر چسبيده به سطح نانولوله‌هاي کربني، نزديکي بيشتري با پليمر پايه (پليمري که براي توليد غشا به کار مي‌رود) دارد و نانولوله‌ها کوتاه‌تر شده‌اند، راحت‌تر به پليمر پايه مي‌چسبند و توزيع بهتري هم خواهند داشت. از سوي ديگر، چون سر و ته آنها باز است، مي‌توانند مثل يک لوله سبب بهبود عبور گازهايي مانند متان و دي‌اکسيد کربن و افزايش تراوايي شوند».
گفتني است که بخش آزمايشگاهي اين پروژه در مرکز پيشرفته‌ي تحقيقات فناوري غشايي (AMTEC) دانشگاه UTM مالزي انجام شدهاست.
جزئيات اين پژوهش -که بخشي از نتايج رساله‌ي دکتري آقاي محمدعلي آرون است و با همکاري پروفسور احمد فاوزي اسماعيل، استاد دانشگاه UTM مالزي، پروفسور محمدمهدي منتظر رحمتي، استاد دانشگاه تهران و پروفسور تاکشي ماتسوورا، استاد دانشگاه اوتاواي کانادا انجام شدهاست- در مجله‌يJournal of Membrane Science (جلد 364، صفحات 317-309، سال 2010) منتشر شدهاست.
-
روشي جايگزين کروماتوگرافي براي اندازه‌گيري مقادير دارويي
گروهي از محققان دانشگاه کاشان، از الکترود خمير کربن اصلاح شده با نانوذرات طلا براي اندازه‌گيري داروي آتنولول استفاده کردند. اين روش مي‌تواند جايگزين روش‌هاي پيچيده و گران‌قيمت کروماتوگرافي شود.
آتنولول، از جمله داروهايي است که در درمان فشار خون، آنژين صدري، حملات و اختلالات قلبي موثر است. مصرف بيش از اندازه‌ي آتنولول در بيمار، ايجاد سميت مي‌نمايد، بنابراين مطالعه و اندازه‌گيري آتنولول در تحقيقات كلينيكي و پزشكي از اهميت فوق‌العاده‌اي برخوردار است.
دکتر محسن بهپور، عضو هيئت علمي دانشگاه کاشان، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو اذعان داشت: «از مزاياي الکترود تهيه شده در اين پژوهش، مي‌توان به قيمت نسبتا کم آن در مقايسه با ساير الکترودها، غير سمي بودن، سهولت تهيه، وسيع بودن محدوده‌ي پتانسيلي قابل کاربرد، جريان زمينه‌ي کم، پاسخ‌دهي سريع، عدم آسيب مکانيکي، قابليت اصلاح بسيار خوب و سطح تجديدپذير آن اشاره کرد».
دکتر بهپور با بيان اين مطلب که «از اين الکترودها براي اندازه‌گيري آتنولول در قرص‌هاي ضد فشار خون و مايعات بيولوژيکي(نمونه‌ي ادرار و سرم خون) استفاده مي‌شود»، افزود: «براي تهيه‌ي الکترود خمير کربن اصلاح شده، ابتدا مقداري پودر گرافيت را با محلول کلوييدي نانوذرات طلاي تهيه شده مخلوط کرده و آن را خشک نموديم. سپس مقداري روغن پارافين به آن اضافه کرده، در ادامه خمير حاصل را داخل سرنگ پلي‌اتيلن قرار داديم. در نهايت، با قرار دادن سيم مسي در سرنگ، يک ارتباط الکتريکي با خمير برقرار کرديم».
گفتني است که الکترودهاي غيراصلاح شده‌ي توليد شده با اين روش، حساسيت به مراتب پايين‌تري دارند.
محقق طرح در رابطه تهيه‌ي نانوذرات طلا گفت: «به منظور تهيه‌ي نانوذرات طلا، از HAuCl4 استفاده کرديم. از سديم سيترات هم به عنوان احياءکننده و پايدارکننده استفاده نموديم، سپس جذب نانوذرات طلاي سنتز شده را با اسپکتروفوتومتر UV/Visible اندازه‌گيري کرديم. شايان ذکر است که بيشترين طول موج جذب نانوذرات تهيه شده برابر با 528 نانومتر به‌دست آمد».
دکتر بهپور در پايان گفتگو، اظهار داشت:«نتايج اين پژوهش مي‌تواند، روشي ساده و ارزان قيمت را در اختيار آزمايشگاه‌ها قرار داده، جايگزين روش‌هاي پيچيده و گران‌قيمت کروماتوگرافي شود».
اين پژوهش، بخشي از نتايج رساله‌ي دکتري آقاي ابراهيم هنرمند است که با راهنمايي دکتر محسن بهپور و همکاري دکتر سيدمهدي قريشي انجام شدهاست. پژوهشگران، جزئيات اين تحقيق را در مجله‌ي Bulletin of the Korean Chemical Society (جلد 31، صفحات 849- 845، سال 2010) منتشر کردهاند.
-
افزايش سرعت اکسايش متانول در پيل سوختي
محققان دانشگاه مازندران، توانستند سرعت فرايند اکسايش الکتروکاتاليزي متانول را در پيل‌هاي سوختي تا 12 برابر افزايش دهند.
متانول از جمله سوخت‌هاي متداول در پيل‌هاي سوختي است. فرايند اکسايش الکتروشيميايي اين ماده در سطح الکترودهاي معمولي کند است، از اين‌رو براي افزايش سرعت فرايند مبادله‌ي الکترون اين ماده از واسطه‌گرهاي مختلفي استفاده مي‌کنند.
خانم سيما مومني، کارشناس ارشد شيمي تجزيه، در خصوص تهيه و پخش ذرات نيکل در بستر پليمري پلي (اورتو-آنيزيدين) تثبيت شده بر سطوح الکترود کربن شيشه‌اي و الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده با نانولوله‌هاي کربني چندديواره مطالعه نموده‌است. وي همچنين، توانايي الکتروکاتاليزي ذرات نيکل و نانولوله‌هاي کربني چندديواره‌ي موجود در پيکره‌ي الکترود کربن شيشه‌اي اصلاح شده را در فرايند اکسايش متانول بررسي کرده‌است.
خانم مومني، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «با توجه به نتايج اين بررسي، فيلم پلي(اورتو- آنيزيدين) مي‌تواند به عنوان يک پيکره‌ي مناسب براي پيش تغليظ يون‌هاي نيکل(II) و تثبيت آنها در سطح الكترود اصلاح شده عمل کند. همچنين جريان اکسايش الکتروکاتاليزي متانول در حضور نانولوله‌هاي کربني چندديواره، حدود 12 مرتبه سريع‌تر از غياب آنها صورت مي‌گيرد».
خانم مومني در پايان با بيان اين مطلب که «نتايج اين تحقيق مي‌تواند در صنايع مختلف نظامي و غيرنظامي، توليد انرژي‌هاي نو و در پيل‌هاي سوختي براي توليد انرژي الکتريکي استفاده گردد»، افزود: «اين پژوهش، زيرساخت‌هاي لازم را براي ارايه‌ي فناوري در ايران دارد و مي‌تواند در دراز مدت به عنوان طرحي عملي مطرح گردد».
اين کار بخشي از پايان‌نامه‌ي کارشناسي ارشد سيما مومني است که با راهنمايي دکتر جهانبخش رئوف و مشاوره‌ي دکتر محسن جهانشاهي انجام شده و نتايج آن در مجله‌ي International Journal of Electrochemical Science (جلد 5، صفحات 530-517 ، سال2010) به چاپ رسيده‌است.
-
استفاده از يک نانوذره‌ي پروتئيني براي ژن‌درماني
پژوهشگران اسپانيايي موفق شدند با استفاده از يک حامل مصنوعي، مواد ژنتيکي را سريع‌تر به درون هسته وارد کنند. اين حامل از اسيد آمينه‌ي آرژنين ساخته شده که با در برگرفتن مواد ژنتيکي به شکل نانوذره در مي‌آيد. افزايش سرعت و کاهش اثرات جانبي از مزاياي اين روش است.
ژن‌درماني علمي است که در آن به درمان بيماري‌هاي مربوط به اسيدهاي نوکلئيک (DNA و RNA) پرداخته مي‌شود. يکي از چالش‌هاي موجود در ژن‌درماني حصول اطمينان درباره‌ي اين است که مواد مستقيماً به درون هسته وارد مي‌شوند و در طول مسير وارد شدن به درون هسته نبايد مواد به جاي ديگر نفوذ کنند و همچنين اين مواد اثرات جانبي نداشته باشند. براي رسيدن به اين هدف، دانشمندان در آزمايش‌هاي خود از حامل‌هاي مختلفي استفاده مي‌کنند. حامل‌ها مولکول‌هايي هستند که قادرند مواد ژنتيکي را به محل مناسب انتقال دهند. ويروس‌هاي طبيعي غير فعال، از عمومي‌ترين حامل‌هايي هستند که در آزمايش‌هاي باليني از آنها استفاده مي‌شود. اين ويروس‌ها داراي اثرات جانبي‌اي هستند که استفاده آنها را محدود مي‌کند.
يکي از مهم‌ترين جايگزين‌ها در اين بخش، استفاده از ويروس‌هاي مصنوعي است. اين ويروس‌ها را مهندسان ژنتيک مي‌توانند با استفاده از پپتيدها، که واحدهاي سازنده‌ي پروتئين هستند، بسازند. يک گروه تحقيقاتي به رهبري آنتونيو ويلاورد از گروه ژنتيک و ميکروبيولوژوي مرکز CIBER-BBN، نشان دادند که پپتيد R9، که از يک نوع آمينو اسيد ويژه به نام آرژنين ساخته مي‌شود، مي‌تواند مواد ژنتيکي را در خود کپسوله کرده و سپس با يک مولکول مشابه خود ترکيب شده، تشکيل يک نانوذره دهد. اين نانوذره مستقيماً وارد هسته‌ي سلول شده و مواد ژنتيکي را درون هسته آزاد مي‌کند. اين نانوذره به شکل دايره‌اي به قطر 20 نانومتر و ضخامت 3 نانومتر است.
نتايج اين پروژه که در نشريه‌ي Biomaterials and Nanomedicine به چاپ رسيده‌است، نشان مي‌دهد که چگونه دانشمندان با استفاده از روش ميکروسکوپي کانوني، عملکرد اين نانوديسک R9 را مطالعه مي‌کنند. تصاوير گرفته‌شده از اين فرايند نشان مي‌دهد که به محض عبور نانوذره از ميان غشاي سلولي، اين نانوذره مستقيماً به‌سوي هسته حرکت مي‌کند که سرعت حرکت آن 0.0044 ميکرومتر در ثانيه عنوان شدهاست. اين سرعت 10 برابر بيشتر از زماني است که اين مواد ژنتيکي بدون استفاده از حامل به درون سلول تزريق شدند. نانوذرات درون هسته متجمع شده و درون سيتوپلاسم اثري از اين نانوذرات باقي نماند. به همين دليل اثربخشي اين روش افزايش يافته‌است. سيتوپلاسم به مايع موجود ميان غشاي سلولي و هسته اطلاق مي‌شود. يکي از اين تصاوير به‌عنوان يکي از 12 عکس برگزيده‌ي سال 2010 انتخاب شدهاست.
اين کشف پنجره‌ي جديدي را در به‌کارگيري نانوذرات در بخش درمان گشوده‌است.
-
گامي در جهت کاهش آلودگي هوا
پژوهشگران دانشگاه اصفهان با همکاري شرکت پژوهش و فناوري پتروشيمي، با تهيه‌ي نانوکاتاليزوري براي هيدروژن‌زدايي از ايزوبوتان، گامي در جهت کمک به کاهش آلودگي هوا برداشتند.
خانم مهندس صديقه واعظي‌فر، دانشجوي دکتري مهندسي بيومواد دانشگاه صنعتي اصفهان، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «اين نانوکاتاليزور در هيدروژن‌زدايي از ايزوبوتان و توليد ايزوبوتن به‌کار مي‌رود. ايزوبوتن ماده‌ي اوليه‌ي توليد MTBE است که به‌عنوان يکي از افزودني‌هاي سوخت، جهت افزايش عدد اکتان آن، مورد استفاده قرار مي‌گيرد».
مهندس واعظي‌فر در رابطه با نحوه‌ي انجام پژوهش اذعان داشت: «در ابتدا کاتاليزور صنعتي DP803 مورد استفاده در پتروشيمي بندر امام را مورد مطالعه و ارزيابي قرار داديم، مشخص شد که اين کاتاليزور، با پايه‌ي گاما آلومينا و درصد مشخصي از Pt و Sn است. سپس به منظور بهبود رفتار کاتاليزور، در ساخت آن از پايه‌ي زئوليت Y استفاده کرديم و Pt و Sn را روي آن قرار داديم. در نهايت هم در سامانه‌ي آزمون راکتوري، از اين کاتاليزور براي هيدروژن‌زدايي ايزوبوتان استفاده کرديم».
نتايج حاکي از آن است که کاتاليزور تهيه شده با پايه‌ي زئوليت Y داراي بازدهي بيشتري نسبت به کاتاليزور صنعتي با پايه‌ي گاما آلومينا در فرايند هيدروژن‌زدايي ايزوبوتان است.
پژوهشگران همچنين در اين پژوهش، اثر استفاده از دو منبع قلع متفاوت را در تهيه‌ي کاتاليزور بررسي کردهاند. نتايج نشان مي‌دهد که کاتاليزور تهيه شده با منبع قلع کلريد تري بوتيل قلع منجر به نتايج بهتري نسبت به منبع قلع کلريد قلع مي‌شود.
خانم واعظي‌فر در پايان تاکيد کرد: «تجاري‌سازي اين محصول، در برنامه‌ي کاري دو شرکت دانش بنيان مجتمع فناوري‌هاي نوين فدک (با پايه‌ي زئوليت‌ها) و شرکت نانوپارس اسپادانا (با پايه‌ي گاما آلومينا) قرار دارد».
جزئيات اين پژوهش که در قالب پايان‌نامه‌ي کارشناسي‌ارشد خانم مهندس صديقه واعظي‌فر با راهنمايي دکتر حسين فقيهيان، استاد شيمي دانشگاه اصفهان و مشاوره‌ي مهندس مهدي کمالي، عضو هيئت علمي دانشگاه اصفهان، انجام شده، در مجله‌ي Iranian Journal of Chemical and Chemical Engineering (جلد 28، صفحات 30-23، سال 2009) منتشر شدهاست.
-
استفاده از دارچين در سنتز نانوذرات طلا
از نانوذرات طلا در الکترونيک، محصولات بهداشتي و درمان سرطان استفاده مي‌شود. بر خلاف کاربردهاي مثبت اين ماده، سنتز نانوذرات طلا به مواد شيميايي بسيار سمي و خطرناک نياز دارد. با وجودي که انتظار مي‌رود صنعت فناوري نانو بتواند در آينده نزديک مقادير زيادي از اين ذرات را توليد نمايد، محققان نگران اثرات زيست‌محيطي انقلاب نانوفناوري هستند.
حال گروهي از محققان دانشگاه ميسوري به رهبري دکتر کاتش کاتي، استاد راديولوژي و فيزيک در دانشکده پزشکي ماده‌اي يافته‌اند که مي‌تواند جايگزين تمام مواد سمي مورد استفاده در سنتز نانوذرات طلا شود. اين ماده مرموز را مي‌توان تقريباً در هر آشپزخانه‌اي پيدا کرد: دارچين.
در روش معمول سنتز نانوذرات طلا از مواد شيميايي و اسيدهايي استفاده مي‌شود که با محيط زيست سازگار نبوده و حاوي ناخالصي‌هاي سمي هستند. حال کاتي و همکارانش نمک طلا را با دارچين مخلوط کرده و آنها را در آب به هم زدند تا نانوذرات طلا را سنتز نمايند. در اين روش جديد از الکتريسيته يا مواد سمي استفاده نمي‌شود.
کانان يکي ديگر از محققان اين کار مي‌گويد: «فرايندي که ابداع کرده‌ايم، غيرسمي است. در اين روش به غير از نمک‌هاي طلا از هيچ ماده شيميايي ديگري استفاده نمي‌شود. اين يک فرايند واقعا سبز است».
کاتي مي‌گويد: «کار ما در زمينه نانوفناوري سبز نشان مي‌دهد که دارچين و اجزاي ديگري همچون گياهان، برگ‌ها و دانه‌ها مي‌توانند به عنوان مخازني براي مواد شيميايي گياهي عمل نموده و مواد را به نانوذرات تبديل کنند. بنابراين راهکار ما رنسانسي در زمينه نانوفناوري سبز ايجاد کرده و مي‌تواند حاکي از نقش غيرقابل‌انکار طبيعت در تمام پيشرفت‌هاي نانوفناوري در آينده باشد».
محققان در طول اين مطالعه دريافتند که مواد شيميايي فعال دارچين زمان تشکيل نانوذرات آزاد مي‌شوند. زماني که اين مواد فعال که مواد شيميايي گياهي يا phytochemicals ناميده مي‌شوند، با نانوذرات طلا ترکيب شوند، مي‌توانند در درمان سرطان به کار روند. کاتي مي‌گويد اين مواد گياهي وارد سلول‌هاي سرطاني شده و به تخريب يا تصويربرداري از آنها کمک مي‌کنند. او مي‌افزايد: «اين نانوذرات طلا نه تنها از نظر محيطي و زيستي بي‌اثر هستند، بلکه از نظر زيستي فعال بوده و مي‌توانند بر عليه سرطان به‌کار روند».
کانان مي‌گويد: «در يک سو شما تلاش مي‌کنيد يک فناوري جديد و مفيد خلق نماييد. با اين حال چشم‌پوشي مداوم از اثرات زيست‌محيطي مي‌تواند مانع پيشرفت شما گردد».
جزئيات اين تحقيق در مجله Pharmaceutical Research منتشر شده است.
