افزایش عمر و کارایی پیل خورشیدی با لایه نازک محافظ
@nanotech1

پژوهشگران با استفاده از یک لایه نازک از جنس اکسید فلزی موفق به افزایش عمر و کارایی پیل‌های خورشیدی پرووسکیتی شدند. این لایه، پیل را از گزند رطوبت و هوا مصون می‌دارد.
محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به بهبود فناوری پیل‌های خورشیدی شدند. پژوهشگران مؤسسه نانوسیستم این دانشگاه که در حوزه توسعه پیل‌های خورشیدی پیشرو هستند، اقدام به ارائه ساختاری ساندویچی از جنس اکسید فلزی کردند که قادر است با کارایی بالا انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند.
برخلاف ویژگی‌های منحصر به فرد و جالب توجه پرووسکیت‌ها که بسیار سبک و انعطاف‌پذیر هستند، هنوز تجاری‌سازی پیل‌خورشیدی پرووسکیتی با چالش‌های جدی روبرو است. این ترکیب با قرار گرفتن در معرض هوا، دچار زوال ساختاری می‌شود و زمانی که در معرض رطوبت قرار می‌گیرد سرعت زوال آن بیشتر می‌شود. دلیل این امر، طبیعت میکروسکوپی پرووسکیت‌هاست.
اخیراً یانگ و همکارانش با محافظت این ترکیب میان دو لایه اکسید فلزی موفق به بهبود کارایی پیل‌های خورشیدی شدند. یافته‌های این پروژه می‌تواند طول عمر این پیل‌ها را بهبود دهد به طوری که در معرض هوا، این پیل‌ها 10 برابر عمر بیشتری خواهند داشت، در حالی که کارایی آن‌ها اندکی کاهش می‌یابد.
لی منگ از محققان این پروژه می‌گوید: «در حال حاضر، دستاوردهای قابل توجهی در حوزه پیل‌های خورشیدی پرووسکیتی به‌دست آمده است، اما طول عمر این ادوات هنوز کوتاه بوده و باید روی بهبود آن کار کرد.»
طی دو سال اخیر، محققان این پروژه موفق به افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی پرووسکیتی از یک درصد به 20 درصد شده‌اند.
یانگ می‌افزاید: «عوامل مختلفی بر زوال ساختار این پیل‌ها مؤثر است. مهمترین عامل زوال این پیل‌ها، لایه بافر آلی فوقانی است که هدایت الکتریکی کمی دارد. این لایه قادر به حافظت پیل از رطوبت و هوا نیست. این لایه بافری، نقش مهمی در ساخت یک پیل دارد.»
این گروه تحقیقاتی با استفاده از لایه نازکی از جنس اکسید فلزی که به‌صورت ساندویچی است، موفق به حافظت پیل‌های پرووسکیتی از گزند رطوبت و هوا شدند. این پیل‌ها در معرض هوا تا 60 روز مقاوم بوده و 90 درصد کارایی اولیه خود را حفظ کرده است.
مرحله بعدی کار این گروه، افزایش کارایی پیل با استفاده از متراکم‌تر کردن لایه محافظ است.
نتایج این پروژه در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده‌است. @nanotech1

استفاده از نانوساختارها، راهکاری جهت افزایش بازده و کاهش هزینه‌ی سلول‌های خورشیدی. @nanotech1

پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران: استفاده از نانوساختارها، راهکاری جهت افزایش بازده و کاهش هزینه‌ی سلول‌های خورشیدی
@nanotech1

محققان پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، با بهره‌گیری از نانوساختارهایی مشخص، موفق به افزایش بازدهی سلول‌های خورشیدی حساس به رنگدانه در کنار کاهش هزینه‌ی ساخت این تجهیزات شدند. در این تحقیقات که در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است، نانوساختارهای مورد استفاده به روشی ساده و کم هزینه و با قابلیت تولید انبوه ساخته شده‌اند.
امروزه استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی نو، سازگار با محیط زیست، ارزان و فراوان مورد توجه جوامع بشری قرار گرفته است. در حال حاضر استفاده از سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه، به دلیل بازدهی بالا و روش ساخت مناسب و مقرون به صرفه، نسبت به نسل‌های قبل سلول‌های خورشیدی اهمیت بیشتری یافته است. با این حال، با بهره‌مندی از ساختارهای مختلف مواد همچنان می‌توان کمک شایانی به افزایش بازدهی این دسته از سلول‌های خورشیدی نمود.
هدف این کار، تولید سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه بر پایه‌ی نانومیله‌های یک بعدی به منظور بهینه سازی و افزایش کارایی تولید انرژی الکتریسیته از انرژی خورشیدی بوده است.
به گفته‌ی دکتر هانی صیاحی، با کاربرد نانوساختارهای یک بعدی در سل خورشیدی، مسیر انتقال الکترون‌ها راحت‌تر و در نتیجه تولید جریان الکتریسیته بهتر می‌شود. اما ساخت و جهت دهی این نانوساختارهای یک بعدی یکی از موانع کاربرد انبوه آن‌ها در سلول‌های خورشیدی است.
وی در ادامه افزود: «در این طرح، ساخت نانومیله‌های دی اکساید تیتانیوم به روشی ساده صورت گرفته است. استفاده از روش پیشنهادی باعث کاهش هزینه، تولید توده‌ای و انبوه نانومیله‌ها شده و چنانچه این مواد در مقیاس صنعتی تولید شود، بالا بردن سرعت ساخت و مقرون به صرفه‌ی سلول‌های خورشیدی را سبب خواهد شد. در این صورت امکان استفاده از سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه، با قیمت مناسب‌ و کارایی بالا و نهایتاً کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و آلاینده‌ی محیط زیست امکان پذیر می‌گردد.» لذا از نتایج این طرح می‌توان در تمامی صنایعی که نیازمند تولید انرژی الکتریسیته از انرژی خورشید هستند، استفاده کرد.
صیاحی روش سنتز نانومیله‌ها و مطالعه‌ی عملکرد آن‌ها را بدین شرح بیان کرد:«در این تحقیقات نانومیله‌های دی اکسید تیتانیوم به شکل انبوه به روش هیدروترمال سنتز شد. در واقع در این روش عوامل متعددی می‌تواند بر ساختار و عملکرد نانومیله‌های سنتز شده تأثیر بگذارد. یکی از این عوامل دمای بازپخت نانومیله‌هاست که در نهایت بر کارایی سلول خورشیدی نیز تأثیرگذار است. لذا اثر دمای بازپخت بر روی ساختار نانومیله‌ها و عملکرد سلول خورشیدی ساخته شده از این نانومیله‌ها به طور جزئی مورد بررسی قرار گرفت.»
این کار تحقیقاتی حاصل تلاش‌های دکتر هانی صیاحی- عضو هیأت علمی پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران- و همکارانش است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of the Chinese Chemical Society (جلد 62، شماره 9، سال 2015، صفحات 811 تا 816) به چاپ رسیده است. @nanotech1

برنامه تجاری‌سازی کاربردهای فناوری‌ نانو در حوزه سرطان
@nanotech1

این طرح به هر تیم نوپای برنده، حق لیسانس یکی از ابداعات فناوری‌ نانوی مؤسسه ملی سرطان را داده و همچنین با پشتیبانی و آموزش، به افزایش منابع مالی مرحله ایده آن‌ها کمک می‌کند.
رقابت شرکت‌های نوپای فناوری‌ نانو برای درمان سرطان (NSC2) با استفاده از مجموعه راهبردهای ابداعی، به دنبال ارائه ابداعات فناوری‌ نانو در حوزه سرطان به بازار است. اداره سیاست‌گذاری علم و فناوری کاخ سفید (OSTP) در روز 29 اکتبر 2015 میلادی، رقابت شرکت‌های نوپای فناوری‌ نانو برای سرطان را ارائه کرد. این موضوع که یک رقابت نوآوری باز بود، توسط مؤسسه ملی سرطان (NCI) و با همکاری مرکز غیرانتفاعی ارتقای نوآوری (CAI) طراحی شده بوده تا از طریق آن، ابداعات خوش‌آتیه فناوری‌ نانو در حوزه سرطان را به بازار ارائه نماید.
طبق نظر OSTP، این رقابت به طور خلاقانه، برخی از قدرتمندترین ابزارهای مجموعه موارد نوآوری را گردهم می‌آورد و در عین اینکه اولویت‌های علمی و اقتصادی را برای اجرا شروع می‌کند، آن‌ها را در مسیر موفقیت قرار می‌دهد.
• طی 15 سال گذشته، دولت فدرال آمریکا از طریق پیشگامی ملی فناوری‌ نانو، بالغ بر 22 میلیارد دلار در زمینه تحقیق و توسعه‌ی شناخت و کنترل مواد در فناوری ‌نانومقیاس سرمایه‌گذاری کرده و کاربردهایی را توسعه داده است که جامعه از آن‌ها منتفع شود.
• پیشگامی پزشکی دقیق، به دنبال توسعه رویکردهای ابداعی برای پیشگیری و درمان بیماری‌ها با درنظر گرفتن تفاوت‌های فردی در ژن‌های افراد، محیط زیست و سبک‌های زندگی است تا بتواند درمان‌های اثربخش‌تر را پیش‌بینی کند.
• اداره سیاست‌گذاری علم و فناوری متعهد به تسریع انتقال تحقیقات با اعتبارات دولتی از آزمایشگاه‌ها به بازار و تجاری‌سازی آن‌ها به عنوان یک عامل بسیار مهم برای رشد اقتصادی است. براساس نظر اداره سیاست‌گذاری علم و فناوری، NSC2 «به رفع 2 مانع مهم آزمایشگاه به بازار شامل: آشنا شدن کارآفرینان با ابداعات، و کسب اطمینان از اینکه کارآفرینان، مهارتها و منابع لازم برای موفقیت در این مسیر را دارند، کمک می‌کند».
• رقابت NSC2 شامل جوایز تشویقی است که به دنبال تحقق «راهکارهای استثنایی» برای افزایش تعداد راه‌حل‌های شهروندان و کارآفرینان در مواجه با مشکلات است. این طرح به هر تیم نوپای برنده، حق لیسانس یکی از ابداعات فناوری‌ نانوی NCI را داده و همچنین با پشتیبانی و آموزش، به افزایش منابع مالی مرحله ایده آن‌ها کمک می‌کند. با توجه به اینکه ایجاد یک شرکت نوپای موفق، به افرادی با دانش و استعدادهای مختلف نیاز دارد که بتوانند به طور مناسب این مهارت‌ها را با هم ترکیب نمایند، رقابت NSC2 ابزاری را ارائه می‌کند که رقبای جویای نام بتوانند با استفاده از آن‌ها، سایر اعضای تیم را شناسایی کرده و یا یک تیم تشکیل شده را برای پیوستن به آن‌ها شناسایی کنند.
• رویکرهای مشارکتی بین سازمان‌های دولتی و غیرانتفاعی، کسب و کارها و افراد در بخش‌های خصوصی، عنصر اساسی برنامه نوآوری OSTP است. در مورد رقابت NSC2 نیز مؤسسه ملی سرطان با همکاری CAI، یک همکاری موفقیت‌آمیزی بین دو موسسه ایجاد کرده است. @nanotech1

چه عواملی روی چسبندگی بیشتر نانوذرات به یکدیگر مؤثر است؟. @nanotech1

چه عواملی روی چسبندگی بیشتر نانوذرات به یکدیگر مؤثر است؟
@nanotech1

پژوهشگران برزیلی با مطالعه روی رفتار نانوذرات، به بررسی دلایل پخش شدن یکنواخت این نانوذرات و عوامل مؤثر روی تجمع آن در دو محیط نمکی مختلف پرداختند. این گروه در نهایت شرایطی که موجب چسبندگی بیشتر ذرات می‌شود را شناسایی کردند.
کاربرد نانوذرات در صنعت در حال افزایش است به طوری که از این نانوساختارها در حوزه‌های مختلف، از دارورسانی گرفته تا تشخیص طبی می‌توان استفاده کرد. نانوذرات برای این که مؤثرتر عمل کنند باید در فاز سیال به‌صورت کامل پخش شوند.
در پروژه‌ای که اخیراً محققان برزیلی انجام داده‌اند، شرایطی که موجب ناپایداری و تجمع نانوذرات می‌شود را شناسایی کرده‌اند. این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که نیروی الکترونی موجود در سطح ذرات، حالت تعادل خود را از دست داده و برهم‌کنش میان نیروهای دافعه و جاذبه متعادل نیست.
این گروه تحقیقاتی روی نانوذرات سیلکا متمرکز شدند که با محیط اطراف خود واکنش نمی‌دادند. این نانوذرات در دو محیط مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند؛ محیط اول حاوی نمک کلرید سدیم بوده و محیط دوم دارای کلرید پتاسیم بود.
محققان این پروژه با عامل‌دار کردن نانوذرات توسط گروه‌های عاملی آبدوست و آبگریز موفق به بهبود شرایط این نانوذرات در محیط آبی شدند به طوری که این ذرات کاملاً معلق باقی می‌ماندند.
لارا و همکارانش به بررسی عوامل مؤثر روی پایداری این نانوذرات پرداختند. شبیه‌سازی‌های آن‌ها نشان داده بود که نانوذرات عامل‌دار بسته به عوامل مختلفی می‌توانند متراکم شوند. تشکیل دولایه الکتریکی در محیط دارای نمک کلرید کلسیم بیشتر از محیط حاوی نمک طعام است. تغییر این لایه موجب تغییر قدرت حرکت یون و ناپایداری آن می‌شود.
محققان این پروژه که از مرکز علوم انسانی و طبیعی در دانشگاه فدرال ABC هستند نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان The stability and interfacial properties of functionalized silica nanoparticles dispersed in brine studied by molecular dynamics در نشریه EPJ منتشر کردند. @nanotech1

همکاری صنعت و دانشگاه برای استفاده از فیلم گرافنی در ساخت نمایشگر. @NANOTECH1

همکاری صنعت و دانشگاه برای استفاده از فیلم گرافنی در ساخت نمایشگر
@NANOTECH1

یک گروه تحقیقاتی از چند شرکت و دانشگاه در انگلستان اقدام به اجرای پروژه مشترکی در حوزه تولید فیلم‌های گرافنی کرده‌اند. هدف این گروه، تجاری‌سازی فیلم‌های گرافنی و استفاده از آن‌ها در نمایشگرها و ادوات الکترونیکی است.
مرکز نوآوری فرآیند (CPI) اعلام کرد که همکاری مشترکی را برای توسعه مواد سدی گرافنی به‌منظور استفاده در صنعت الکترونیک پلاستیک شفاف آغاز کرده است. این فناوری می‌تواند برای ساخت نمایشگر، تلفن هوشمند، تبلت و ادوات الکترونیکی پوشیدنی مورد استفاده قرار گیرد. در این پروژه، محققانی از دانشگاه کمبریج، آزمایشگاه ملی فیزیک و شرکت فلکس‌انیبل (FlexEnable) شرکت داشتند؛ رهبر این پروژه شرکت فلکس انیبیل است.
«گراویا» نام پروژه‌ای است که برای تحقق تجاری‌سازی گرافن توسط دولت انگلستان حمایت مالی شده‌است. هدف از این پروژه، تولید فیلم‌های سدی مبتنی بر گرافن است که برای نسل جدید ادوات روشنایی OLED و نمایشگرها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گراویا به دنبال تسریع توسعه محصولات و بهبود عملکرد مواد سدی فعلی است. چالش اصلی در این سیستم، توسعه فیلم‌های گرافنی چندبلوری بزرگ است که عملکرد بسیار بالایی دارند. باید روش‌هایی را برای تولید اقتصادی این مواد ارائه کرد.
جیمر جانستون، مدیر توسعه و کسب و کار شرکت CPI، می‌گوید: «این کار موجب همکاری زنجیره‌ای از متخصصان حوزه گرافن در انگلستان شده تا فاصله میان تحقیقات پایه در بخش گرافن و تولید تجاری نمایشگرهای انعطاف‌پذیر تجاری پر شود. گروه هافمن یکی از گروه‌های خلاق و نوآور در بخش فیلم‌های گرافنی است. آزمایشگاه ملی فیزیک نیز در بخش اندازه‌گیری قابل ردیابی متغییرهای انتقال آب تخصص دارد و شرکت فلکس انیبل موجب ارتباط این پروژه با صنعت می‌شود. نقش CPI در این پروژه، استفاده از فناوری‌های لایه‌نشانی لایه‌ای اتمی رول به رول است به‌گونه‌ای که این فناوری، قابل تولید انبوه باشد»
چاک میلیگان، مدیرعامل فلکس انیبیل، می‌گوید: «گرافن و مواد دو‌بعدی دیگر برای استفاده در صنعت الکترونیک انعطاف پذیر مناسب هستند. این مواد دارای پتانسیل بالایی در صنعت نیمه‌هادی، عایق و رسانا هستند. با توجه به پتانسیل‌ها و تجربیات قبلی ما، همکاری ما در این پروژه موجب تسریع وضعیت این فناوری شده و نسل جدیدی از ادوات انعطاف‌پذیر را وارد بازار می‌کند.» @NANOTECH1

نانوآنتن‌هایی با قابلیت ارسال اطلاعات در حین کشیده شدن. @NANOTECH1

نانوآنتن‌هایی با قابلیت ارسال اطلاعات در حین کشیده شدن
@NANOTECH1

محققان عربستانی با همکاری پژوهشگرانی از آمریکا موفق به ساخت آنتن انعطاف‌پذیری شدند که در شرایط فشار و کشیده شدن نیز قادر به ارسال اطلاعات است. در ساخت این آنتن از لایه نازک فلزی و پلیمری استفاده شده‌است.
با رشد بازار، محصولاتی نظیر ساعت‌های هوشمند و صنعت الکترونیک قابل پوشیدن وارد عصر تازه‌ای شده‌است. برای این که این ادوات دارای حسگر بتوانند به‌صورت کامل با سیستم‌های پیشرفته رصد عوامل سلامتی جفت شوند، باید بتوان قطعاتی بی‌سیم به آن‌ها افزود. برای این کار لازم است سیستم‌های مخابراتی میدان دور نظیر سیستم‌های حسگری بتوانند در شرایط سخت کاری روزانه عملکرد عادی خود را داشته باشند.
محمد مصطفی حسن از دانشگاه ملک عبدالله می‌گوید: «در حالی که ترانزیستورهای مورد استفاده در مدارهای فرکانس رادیویی می‌توانند انعطاف‌پذیر و قابل ارتجاع باقی بمانند، اما توسعه قطعه اصلی مدار مخابراتی، آنتن مخابراتی میدان دور، هنوز چالش برانگیز است.»
این گروه تحقیقاتی با همکاری محققانی از دانشگاه ایلینویز در آمریکا، موفق به ساخت آنتن انعطاف‌پذیری شدند که می‌تواند در حالت ارتجاع و کشیده شدن نیز فرکانس مشخصی را ایجاد کند.
این گروه تحقیقاتی آنتنی از جنس لایه نازک مس ساختند که می‌تواند تا 80 متر طول داشته باشد. این آنتن ترکیبی از پلیمر و فلز است که موجب افزایش هدایت الکتریکی ساختار و انعطاف‌پذیری آن شده‌است. دلیل استفاده از لایه نازک فلزی در این پروژه آن است که این لایه نازک قابلیت خم شدن و تغییر شکل دارد. وجود پلیمر در این ساختار موجب می‌شود تا آنتن بعد از کشیده شدن به حالت اولیه خود باز گردد. چنین آنتنی می‌تواند در حین خم شدن تبادل اطلاعات را به خوبی انجام دهد.
نتایج آزمون‌های انجام شده روی این آنتن نشان می‌دهد که خواص اصلی این محصول، نظیر فرکانس ارسال اطلاعات و الگوهای ارسال سیگنال در هنگام خمش تغییر نمی‌کند. محققان این پروژه قصد دارند این آنتن را به ادوات و محصولات مختلف جفت کرده و عملکرد آن را در تبادل اطلاعات در این ادوات مورد بررسی قرار دهند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان "Metal/Polymer Based Stretchable Antenna for Constant Frequency Far-Field Communication in Wearable Electronics" در نشریه Advanced Functional Materials منتشر شده‌است. @NANOTECH1

ساخت حسگر آزمایشگاهی تشخیص ترکیبات آروماتیک. @NANOTECH1

دانشگاه تربیت مدرس: ساخت حسگر آزمایشگاهی تشخیص ترکیبات آروماتیک
@NANOTECH1

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس موفق به ساخت آزمایشگاهی نانوساختارهایی شده‌اند که قادر است به عنوان حسگر تشخیص ترکیبات آروماتیک آلاینده‌ی محیط زیست به کار رود. حسگرهای ساخته شده از این نانوساختار دقت و سرعت تشخیص بالایی داشته و هزینه‌های تشخیصی را کاهش خواهد داد.
در دهه‌ی گذشته مطالعات بسیاری در زمینه‌ی ساخت و بررسی چارچوب‌های فلز- آلی صورت گرفته است. این ساختارها پتانسیل بالایی برای کاربردهای مختلف از جمله کاتالیست، ذخیره‌ی گاز و حسگرها دارند. البته جهت دستیابی به مزایا و ویژگی‌های برجسته‌ی این مواد، باید آن‌ها را با ساختارهای ویژه سنتز نمود. به همین دلیل مطالعه‌ی ارتباط ساختار چارچوب‌های فلز- آلی با نحوه‌ی عملکرد آن‌ها یک موضوع تحقیقاتی با اهمیت و به روز است.
دکتر علیرضا اژدری طهرانی در خصوص مطالعات صورت گرفته در این طرح عنوان کرد: «در این تحقیق چارچوب فلز- آلی مشخصی با حفرات نانومتری سنتز شده است که قادر است به عنوان حسگر در تشخیص ترکیب‌های آلاینده‌ی محیط زیست به کار گرفته شود.»
وی در ادامه افزود: «یکی از توانایی‌های مهم چارچوب‌های فلز- آلی تشخیص مولکول‌های کوچک است. در این میان کاربرد آن‌ها به منظور تشخیص و حذف مواد سمی نظیر ترکیبات آروماتیک توجه بیشتری را به خود اختصاص داده است. در این طرح که در ادامه‌ی پژوهشی است که پیشتر در گروه تحقیقاتی دکتر علی مرسلی در دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفته است، چارچوب فلز- آلی سنتز شده که نسبت به چارچوب فلز- آلی قبلی حسگر فلوئورسانس بهتری برای ترکیب‌های آلاینده‌ی آروماتیک نظیر نیتروبنزن و ترکیب‌های هیدروکربنی آروماتیک چند حلقه‌ای است.»
نانوساختار پیشنهادی نسبت به نمونه‌ی آزمایشگاهی قبلی خاصیت آبگریزی بهتری داشته و به همین دلیل می‌تواند به صورت گزینشی با ترکیبات آروماتیک واکنش دهد. از این رو کاربرد آن در ساخت حسگرها منجر به افزایش سرعت و دقت عملکرد حسگر در تشخیص مواد آلاینده‌ی آلی خواهد شد. لذا دستیابی به تولید انبوه چنین حسگری، گام مهمی در حذف آلاینده‌های زیست محیطی آروماتیک به شمار می‌آید.
به گفته‌ی اژدری طهرانی، در روند این مطالعات پس از طراحی، ساختار مورد نظر نمونه‌ی اولیه به روش سولوترمال سنتز شد. ساختار بلوری این ترکیب به کمک آزمون اشعه‌ی ایکس تک بلور تعیین شد و به کمک روش‌های طیف سنجی، مورد شناسایی کاملتری قرار گرفت. در نهایت نحوه‌ی عملکرد این نانوساختار به عنوان حسگر برای ترکیب‌های آروماتیک تک حلقه‌ای و چند حلقه‌ای مطالعه و با نمونه‌ی قبل مورد مقایسه قرار گرفت.
این مطالعات حاصل تلاش‌های دکتر علیرضا اژدری طهرانی- محقق پسا دکترای دانشگاه تربیت مدرس- دکتر علی مرسلی- عضو هیأت علمی این دانشگاه- حسین قاسم پور- دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس- و محققانی از دانشگاه دوسلدورف آلمان است. نتایج این کار در مجله‌ی Crystal Growth and Design (جلد 15، شماره 11، سال 2015، صفحات 5543 تا 5547) منتشر شده است.@NANOTECH1

ترکیب زهر افعی با هیدروژل: داروی ضد انعقاد خون. @nanotech1

ترکیب زهر افعی با هیدروژل: داروی ضد انعقاد خون
@nanotech1

سایت NBIC- محققان با استفاده از زهر نوعی افعی و ترکیب آن با هیدروژل دارای نانوالیاف، موفق به ساخت داروی ضدانعقاد خون شدند که در مدت زمان کمتر از 6 ثانیه خونریزی را متوقف می‌کند. این دارو برای جراحی‌ها بسیار ایده آل است. محققان این زهر را به جای افعی، از باکتری‌های مهندسی شده تولید کرده و در این پروژه استفاده کردند.
به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC) پژوهشگران در تحقیقات اخیر خود موفق شدند با استفاده از ترکیب زهر مار و نوعی هیدروژل موفق به تولید دارویی به نام SB50 تولید کنند. این هیدروژل که دارای نوعی نانوالیاف است برای ممانعت از خونریزی بسیار مناسب است. نتایج تحقیقات روی این ماده نشان داده که این دارو حتی اگر با مواد ضدانعقاد ترکیب شود بازهم قادر به جلوگیری از خونریزی خواهد بود.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Biomaterials Science and Engineering منتشر شده است.
جفری هارتگرنیک از محققان این پروژه می‌گوید: « این موضوع بسیار جالب است که می‌توان از ماده‌ای که بسیار کشنده و مرگبار است برای نجات جان انسان‌ها استفاده کرد.»
SB50 هیدروژلی است که حاوی نوعی ماده زهراگین است که به باتروکسوبین شهرت دارد. این زهر توسط نوعی افعی در آمریکای جنوبی تولید می‌شود. باتروکسوبین که در این آزمایش‌ها مورد استفاده قرار گرفته از باکتری‌های اصلاح شده و خالص‌سازی شده تولید شده است. در واقع این ماده مستقیما از مار گرفته نشده بلکه برای تولید آن از باکتری‌های مهندسی شده استفاده شده است.
باتروکسوبین به دلیل خواص انعقادی شهرت دارد. زمانی که این ماده با هیدروژل سنتز شده از مواد نانوالیاف ترکیب می‌شود، خواص انعقادی آن بهبود می‌یابد. زمانی که این ماده به صورت سیال به زخم تزریق می‌شود، تبدیل به ژل شده و در مدت زمان 6 ثانیه موجب انعقاد می‌شود. این ماده از ترکیبات انعقادی رایج نظیر هرپین عملکرد بهتری دارد.
جفری هارتگرنیک می‌گوید: « از نقطه نظر کلینیکی، این یافته اهمیت بسیاری دارد. مواد زیادی وجود دارد که موجب انعقاد خون می‌شود. زمانی که شما از هرپین استفاده می‌کنید بخش اعظمی از این ماده در فرآیند انعقاد استفاده نمی‌شود و فرآیند به کندی پیش می‌رود. این موضوع هنگام خونریزی‌های شدید بسیار مهم است. هنگام جراحی‌ها، انعقاد سریع اهمیت زیادی پیدا می‌کند. استفاده از باتروکسوبین به ما اجازه می‌دهد که با این مشکل به سادگی روبرو شویم. فرآیند انعقاد با این روش به سرعت آغاز می‌شود بدون این که نیاز به هرپین باشد.» @nanotech1

همکاری دانشگاه شهرکرد و شرکتی داخلی جهت بهبود مقاومت به خوردگی قطعات فولادی. @nanotech1

همکاری دانشگاه شهرکرد و شرکتی داخلی جهت بهبود مقاومت به خوردگی قطعات فولادی
@nanotech1

پژوهشگران دانشگاه شهرکرد در طرحی تحقیقاتی به بررسی اثر استفاده از نانوپوشش‌های سرامیکی بر بهبود مقاومت به خوردگی قطعات فولادی پرداخته‌اند. در این کار تلاش می‌شود تا بهترین شرایط عملیاتی جهت دستیابی به پوششی بهینه حاصل گردد. این طرح با همکاری شرکت گاز استان چهارمحال و بختیاری در حال اجراست و نتایج آن می‌تواند در بخش خطوط لوله‌ی انتقال در صنایع نفت،گاز و یا خطوط تولید کارخانه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
یکی از عوامل اصلی عملکرد نامطلوب واحدهای صنعتی پدیده‌ی خوردگی است که موجب کوتاه شدن عمر مفید آن‌ها می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که بیش از 20 درصد خوردگی‌های یک کشور در واحدهای صنعتی مربوط به صنایع نفت است. بر اساس گزارشات ارائه شده در انجمن خوردگی ایران نیز، به رغم امکان مدیریت 30 درصد خوردگی‌ها، این پدیده سالیانه حدود 10 میلیارد دلار به اقتصاد کشور ضرر می‌رساند. لذا در این کار تحقیقاتی، پوشش دهی نانوذرات سرامیکی بر روی زیرلایه‌های فولادی (فلزی) و بررسی رفتار خوردگی این پوشش‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.
به گفته‌ی بهنام مبینی دهکردی، مجری طرح، در صورت دستیابی به نتایج مطلوب و امکان توسعه‌ی کار در مقیاس صنعتی می‌توان مقاومت به خوردگی خطوط لوله، ادوات فلزی و فولادی را در صنایع نفت و گاز بهبود بخشید. علاوه بر این در کارخانه‌ها و صنایعی که از چرخدنده‌ها استفاده می‌شود، به خصوص در مکان‌هایی که چرخدنده‌ها بر یکدیگر سوار هستند، می‌توان مقاومت سایشی نقاط درگیر را به کمک این پوشش‌ها افزایش داد.
همانگونه که اشاره شد، در این تحقیق امکان ایجاد پوشش سرامیکی تهیه شده از نانوذرات آلومینا- تیتانیا( Al2O3-TiO2) بر روی زیرلایه‌های فولادی به روش الکتروشیمیایی مدنظر قرار گرفته است. بدین منظور سعی می‌شود پارامترهای مؤثر و بهینه در عملیات پوشش دهی بررسی و تعیین شود.
مبینی دهکردی مزیت‌های استفاده از روش پوشش دهی انتخاب شده را بدین شرح بیان کرد: «روش‌های الکتروشیمیایی لایه نشانی از جمله رسوب دادن به روش الکتروفورتیک(EPD)، ساده و سریع است و نیاز به تجهیزات گران قیمتی ندارد. قابلیت بالا در کنترل مورفولوژی(ریخت) سطح پوشش، کنترل سرعت پوشش دهی، تنوع در شکل زیرلایه و عدم نیاز به چسب از دیگر ویژگی‌های برجسته‌ی این روش به شمار می‌رود.»
وی در ادامه افزود: «با استفاده از فناوری نانو و مواد نانوساختار نیز می‌توان پوشش‌های یکنواخت‌تری را بر روی زیرلایه‌های فولادی ایجاد کرد که نتیجه‌ی آن افزایش مقاومت در برابر خوردگی فولادهای موجود در صنعت می‌شود.»
به طور کلی با توجه به مزیت‌های ذکر شده‌ی روش الکتروشیمیایی و همچنین با توجه به قیمت مناسب ذرات سرامیکی، می‌توان گفت که این طرح از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود؛ البته جهت تأیید این مطلب باید مطالعات کامل‌تری صورت پذیرد.
این طرح به همت بهنام مبینی دهکردی و در قالب پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد وی، با همکاری دکتر بهروز شایق بروجنی، دکتر محمدرضا سائری از دانشگاه شهرکرد و شهرام شریفیان از شرکت گاز استان چهارمحال و بختیاری در حال اجراست. این پایان نامه تحت عنوان پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت نیز به تأیید ستاد ویژه‌ی توسعه فناوری نانو رسیده است. آیین نامه‌ی حمایت از پایان نامه‌های مورد نیاز صنعت در سایت www.nano.ir/hrdc موجود است. @nanotech1

سی‌وهشتمین استاندارد ملی ایران در حوزه فناوری نانو به چاپ رسید
@nanotech1

یک استاندارد ملی با عنوان «فناوری نانو- شناسایی نشتی در تجهیزات اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون – روش‌های آزمون» به چاپ رسید.
یک استاندارد ملی دیگر در حوزه فناوری نانو با شماره استاندارد 19852 و با عنوان «فناوری نانو- شناسایی نشتی در تجهیزات اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون – روش‌های آزمون» به چاپ رسید. با تدوین این استاندارد تعداد استانداردهای ملی در حوزه فناوری نانو به ۳۸ عدد ارتقا یافت.

هدف از تدوین این استاندارد شناسایی نشتی در تجهیزاتی است که در ارتباط مستقیم بین جریان‌های خوراک یا تغلیظ شده، یا هر دو با جریان تراوش یافته است. احتمال وقوع چندین نوع نشت در مدل‌های مختلف اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) وجود دارد.

گفتنی است در ایزو روال تدوین استانداردها به این صورت است که استانداردها توسط کشورهای عضو فعال در کمیتۀ فنی مربوطه پیشنهاد داده می‌شوند و برای همه کشورهای عضو جهت رأی‌گیری ارسال می‌شوند. روند تدوین استانداردها دارای چندین مرحله است که درهر مرحله سند استاندارد مربوطه توسط کشور پیشنهاد دهنده تکمیل‌تر شده و برای رأی‌گیری به کشورها ارسال می‌شود و کشورها نظرات تخصصی در مورد استاندارد مربوطه ارائه می‌کنند و در صورتی که نظرات داده شده مورد قبول واقع شود در سند استاندارد مربوطه اعمال می‌شود و در نهایت استاندارد نهایی با اجماع نظرکشورها منتشر می‌شود. تدوین یک استاندارد در ایزو از زمان پیشنهاد آن تا زمان نشر به طور متوسط به ۳ سال زمان نیاز دارد. @nanotech1

همایش تخصصی نانو- مشهد- یکم دی ماه @nanotech1

ایلام: تشخیص سریع هورمون hCG به کمک زیست حسگر آزمایشگاهی. @nanotech1

ایلام: تشخیص سریع هورمون hCG به کمک زیست حسگر آزمایشگاهی
@nanotech1

محققان دانشگاه ایلام با کاربرد نانوذرات، زیست حسگری طراحی کرده‌اند که دقت و سرعت بالایی در تعیین هورمون hCG دارد. این حسگر از موادی زیست سازگار، پایدار و کم هزینه ساخته شده و در صورت دستیابی به تولید انبوه می‌تواند در مراکز و کلینیک‌های تشخیص پزشکی به کار گرفته شود. این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است.
hCG اولین هورمونی است که در طی دوران بارداری توسط جفت و همچنین در بعضی بیماری‌ها توسط انواع تومورها تولید می‌شود. افزایش سریع میزان این هورمون در خون یا ادرار بلافاصله پس از لقاح، شاخص ایده‌آلی برای تشخیص و تأیید بارداری است. به همین دلیل اندازه‌گیری آن توسط مراکز بهداشتی درمانی و کلینیک‌های تشخیصی طبی بسیار حائز اهمیت است.
دکتر محمود روشنی با اشاره به اهمیت اندازه‌گیری این هورمون، عنوان کرد: «یکی از ابزارهای مورد استفاده در آزمایش‌ها که اخیراً توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده، زیست حسگرهایی است که در روند تشخیصی، اثر دیگر ترکیبات موجود در مایعات بیولوژیکی را به حداقل برساند. در این تحقیق نیز تلاش شد تا با به کارگیری نانوذرات، زیست حسگری طراحی شود که قادر به شناسایی دقیق و گزینش پذیر هورمون مدنظر شود. مهم‌ترین هدف این کار عدم نیاز به تجهیزات و دستگاه‌های پیشرفته‌ی گران قیمت جهت اندازه‌گیری این هورمون بود.»
نتایج نشان داده که اندازه‌گیری hCG به کمک این حسگر به سادگی انجام می‌شود. از طرفی به دلیل استفاده از مواد ساده، ارزان و زیست سازگار حسگر طراحی شده مقرون به صرفه خواهد بود. بنابراین کاربرد آن جهت تأیید مثبت بودن بارداری و پارگی کیسه آب طی دوران بارداری و حتی تشخیص زود هنگام برخی بیماری‌های سرطانی بسیار مناسب خواهد بود. لذا نتایج حاصل از این روش می‌تواند در مراکز بهداشتی درمانی به کار گرفته شود. افزون بر آن با این روش می‌توان دریچه‌ای جدید برای ساخت سایر ایمونوحسگرها گشود.
روشنی در پایان به مقایسه‌ی مواد به کار رفته در ساخت این حسگر با نمونه‌های متداول پرداخت و گفت: «کاوشگرهایی که تا کنون در طراحی زیست حسگرها معرفی شده‌اند، شامل ترکیبات شیمیایی آهن و برخی مولکول‌هاست. اما در این طرح یک نوع ویتامین به عنوان گونه‌ی کاوشگر استفاده شده است. همچنین در کیت تشخیصی پیشنهادی از یک نانوکامپوزیت زیست سازگار، پایدار و غیر سمی استفاده شده است که به همراه نانوذرات، سطح وسیع و پایداری را ایجاد کرده که منجر به حد تشخیص بسیار پائین می‌شود.»
نتایج این کار در مجله‌ی Sensors and Actuators B Chemical (جلد 222، سال 2016، صفحات 1103 تا 1111) چاپ شده و دکتر محمود روشنی- عضو هیأت علمی دانشگاه ایلام- و اکرم ولی پور- دانشجوی دکترای شیمی تجزیه این دانشگاه- در انجام آن همکاری داشته‌اند. @nanotech1

راهبرد جدیدی برای رفع مشکل رایانه‌های کوانتومی
@nanotech1

محققان فیزیک نظری در اتریش اقدام به ارائه راهکاری برای حل چالش بنیادی در ساخت رایانه‌های کوانتومی کردند. مشکل لزوم برهمکنش میان تمام کیوبیت‌ها مانع از تولید تجاری این سیستم‌ها است.
در طول چند سال گذشته پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه رایانه‌های کوانتومی انجام شده است به طوری که امیدهای زیادی برای حل مشکل رایانه‌های کلاسیک بوجود آمده است. فیزیک‌دانان در حال حاضر روی تحقق ساخت واحدهای سازنده این رایانه‌ها، بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) متمرکز شده‌اند تا این واحدها را در آزمایشگاه تولید کرده و برای محاسبه آنها را تحت کنترل داشته باشند.
اخیرا یک نوع رایانه‌ کوانتومی موسوم به آدیاباتیک ساخته شده است که توجه دانشگاه و صنعت را به خود جلب کرده است. در صورت تولید این نوع رایانه‌ها، مشکل رایج در رایانه‌های کلاسیک رفع خواهد شد، مشکلاتی که تاکنون راهکاری برای آن ارائه نشده است.
رایانه‌های کوانتومی آدیاباتیک یک مشکل عمومی دارند: مشکل در برهمکنش میان کیوبیت‌ها است به طوری که برای کارکرد صحیح سیستم باید میان تمام کیوبیت‌ها ارتباط وجود داشته باشد. ولفگانگ لچنر از موسسه اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی (IQQQI) وابسته به آکادمی علوم اتریش، می‌گوید: «زبان قابل برنامه‌ریزی این سیستم براساس برهمکنس میان کیوبیت‌های فیزیکی منفرد است. بنابراین یک چالش بنیادی در ساخت رایانه‌های کوانتومی وجود دارد.»
این گروه تحقیقاتی برای حل این مشکل اقدام به ارائه راهکاری کاملا متفاوت کردند. آنها پیشنهاد جداکردن کیوبیت‌ها منطقی را از فضای فیزیکی دستگاه مطرح کردند. هر کیوبیت فیزیکی می‌تواند مربوط به یک جفت کیوبیت منطقی بوده که با اعمال میدان منطقه‌ای قابل تنظیم است. با این کار در صورتی که از یون یا اتم استفاده می‌شود میدان الکتریکی قابل اعمال خواهد بود و در صورت استفاده از کیوبیت‌ها می‌توان میدان مغناطیسی اعمال کرد.
فیلیپ هوک از محققان این پروژه می‌گوید: « با این کار هر مشکل ژنریکی را می‌توان از طریق اعمال میدان رفع کرد. با این راهبرد جدید ما نه تنها می‌توانیم محدودیت موجود را که ناشی از سخت افزار است رفع کنیم بلکه امکان تولید انبوه این نسل از رایانه‌ها نیز وجود دارد.»
از آنجایی که درجه آزادی در این سیستم‌ها در حال افزایش است، بنابراین باید از راهکارهای غیرفیزیکی استفاده کرد. این راهبرد جدید در برابر بروز خطا بسیار مقاوم است و امکان ارائه مدارهای ابررسانا یا شیشه‌های بسیار سرد در این فناوری وجود دارد. @nanotech1