نانو بتن‌های سبک، محصولی ایرانی جهت افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله
@nanotech1
شرکت مهندسی طرح وندیداد، با به کارگیری نانوذرات در ساخت بتن‌های سبک موفق به تولید صنعتی محصولی با وزن مخصوص بسیار سبک‌تر و مقاوم‌تر از بتن‌های معمول در بازار شده است. استفاده از این محصول می‌تواند باعث افزایش مقاومت سازه‌های ساختمانی در برابر زلزله و آسیب‌های ناشی از آن گردد.
مقاوم سازی بناها در برابر زلزله به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد و کاهش وزن سازه‌ی ساختمانی یکی از راهکارهای مناسب در این زمینه به شمار می‌رود. با توجه به اینکه بتن بخش عمده‌ای از بار مرده‌ی ساختمان را دربر دارد، لذا استفاده از بتن‌های سبک سازه‌ای و مهندسی شده، راهکار مناسبی برای دستیابی به کاهش وزن بنا و مقاوم سازی آن در برابر آسیب‌های ناشی از زلزله خواهد بود.
به گفته‌ی مهندس بهمن حاجی سامی، رییس هیأت مدیره‌ی شرکت مهندسی طرح وندیداد، این شرکت با به کارگیری نانوذرات سیلیس، اقدام به تولید بتن‌های فوق سبک با خواص بهبود یافته نموده است.
مهندس حاجی سامی در ادامه برخی از مزایا و ویژگی‌های این محصول را عنوان کرد و افزود: «استفاده از این محصول می‌تواند وزن سازه را تا یک تن به ازای هر متر مکعب بتن ریزی نسبت به بتن‌های معمولی، کاهش دهد. این بدان معنی است که به ازای هر متر مربع، وزن سازه بین 110 تا 140 کیلو گرم کاهش می‌یابد. به این ترتیب برای یک سازه با زیربنای 1000 متر مربع، وزن سازه بین 110 تا 140 تن سبک‌تر خواهد شد. از آنجا که نیروی ناشی از زلزله، ارتباط مستقیم با وزن ساختمان دارد، لذا با کاهش چشم‌گیر آن، مقاومت بنا به هنگام وقوع زلزله افزایش می‌یابد. این مزیت علاوه بر افزایش ایمنی ساختمان‌ها، منجر به افزایش سرعت ساخت بنا نیز می‌شود. علاوه بر این با به کارگیری بتن‌های سبک و کاهش وزن ساختمان، میزان استفاده از آهن آلات و آرماتورها کاهش می‌یابد. این ویژگی نیز کاهش هزینه‌‌ی مصالح مصرفی را در پی دارد که استفاده از این محصول را مقرون به صرفه‌تر می‌نماید.»
این محصول موفق به کسب تأییدیه نانو مقیاس از ستاد توسعه‌ی فناوری نانو شده و همچنین اختراعی از آن با شماره‌ی 008653 و تحت عنوان «تولید بتن سبک با مقاومت زیاد با استفاده از فناوری نانو» ثبت شده است.
به گفته‌ی رییس هیأت مدیره‌ی شرکت مهندسی طرح وندیداد، این شرکت محصولات تولیدی خود را به دو صورت، خشک و بسته‌بندی شده و نیز بتن تر عرضه ‌می‌کند.
وی در توضیح اثرگذاری نانوذرات بر ویژگی نهایی این محصول عنوان کرد: «عمل گیرش بتن ناشی از تشکیل کریستال‌هایی است که از ترکیب آب و سیمان بوجود می‌آید. در تولید بتن‌های سبک‌ سازه‌ای برای کاهش وزن مخصوص بتن، از سنگدانه‌های سبک و مقاوم استفاده می‌شود، اما این سنگدانه‌ها نسبت به ملات بتن از مقاومت کمتری برخوردار هستند. به همین دلیل در بتن‌های سبک سازه‌ای بر خلاف بتن‌های عادی مشکل شکست و ایجاد ترک از سنگدانه آغاز می‌شود. این در حالی است که در محصول تولیدی شرکت وندیداد، با به کارگیری نانوذرات سیلیکا، تشکیل بلورها به جای سطح سنگدانه از خلل و فرج داخلی آن آغاز شده و یک لایه‌ی کریستالی بر روی سنگدانه ایجاد می‌شود. این مسأله در نهایت منجر به افزایش چشمگیر مقاومت فشاری بتن می‌گردد.»
مهندس حاجی سامی در پایان در خصوص صادرات این محصول توضیح داد: «در حال حاضر به منظور توسعه‌ی تولید و عرضه‌ی محصول خود مشغول انجام رایزنی‌هایی با توزیع کنندگانی از کشور‌های هند و اندونزی هستیم، ولی هنوز به مرحله‌ی نهایی نرسیده‌ایم.» @nanotech1

ساخت موتورهای چرخان مبتنی بر DNA. @nanotech1

ساخت موتورهای چرخان مبتنی بر DNA
@nanotech1

سایت NBIC-پژوهشگران موتور مبتنی بر DNA ایجاد کرده‌اند که به‌جای راه‌رفتن می‌چرخد و سرعت آن هزاران برابر بیشتر از موتورهای متعارف می‌باشد. این ماشین‌ها می‌توانند در دارورسانی یا حسگرهای تشخیص بیماری و آلاینده‌ها استفاده شوند.
به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC) یکی از محققان دانشگاه پردو( Purdue) در پروژه اخیر خود یک موتور مبتنی بر DNA ایجاد کرده است که به‌جای راه‌فتن، می‌چرخد و هزار بار سریع‌تر از موتورهای مبتنی بر DNA متعارف است. آندریو ماگلر استادیار فیزیک در بخش فیزیک و نجوم دانشگاه پردو، بینشی نسبت به چارچوب نظری فیزیک مرتبط با موتورها ارائه کرده است و مدل‌های رایانه‌ای و شبیه‌سازی‌هایی را ایجاد کرده است که در تحقیقات استفاده می‌شود.
موتورهای DNA توانایی تبدیل‌شدن به نانوماشین‌هایی را که به آسانی قابل برنامه‌ریزی هستند، دارا می‌باشند. بر اساس گفته‌های ماگلر این ماشین‌ها می‌توانند در دارورسانی یا حسگرهای تشخیص نشانگرهای بیماری یا آلاینده‌ها استفاده شوند، ولی در ابتدا باید سرعت و دقت این ماشین‌ها بهبود یابد.
مقاله‌ای که حاوی جزئیات این پژوهش می‌باشد و توسط خالد سالایتا هدایت شده است، در مجله Nature Nanotechnology منتشر خواهد شد.
موتور ساخته‌شده توسط این تیم در مرکز خود یک مهره پلاستیکی ریز دارد که توسط هزاران رشته DNA دارای برآمدگی پوشانده شده است و به آن اجازه می‌دهد تا به محض اتصال DNA به سطح RNA مکمل بچرخد. توان این موتور توسط آنزیمی تامین می‌شود که RNA را پس از این‌که موتور DNA بچرخد و به آن بچسبد، خرد می‌کند. بر اساس اظهارات ماگلر این کار از حرکت به عقب موتور چرخان یا تکرار گام‌ها در یک مسیر جلوگیری می‌کند. این همان مشکلی است که باعث کندی موتورهای DNA متعارف شده است.
این موتورها روش ساده‌ای برای بررسی جهش‌های DNA فراهم می‌کند. در واقع تغییر سرعت DNA نمودی از جهش DNA است که توسط یک دوربین با لنز تقویت‌شده تشخیص داده می‌شود. سالایتا در مورد ویژگی‌های این روش این‌گونه توضیح می‌دهد:« کار ما یک روش تشخیصی بر پایه فناوری سطح پایین و کم‌هزینه در ترکیب با منابع محدود ارائه می‌دهد.»
ماگلر در رابطه با نحوه کارکرد موتور می‌گوید:« موتورها به صورت منحنی‌وار به اطراف می‌چرخند، ولی در کل مسیر خودشان را قطع نمی‌کنند، چرا که RNA قبلا در آنجا بریده شده است. در ابتدا و در مقیاس‌های زمانی و طولی کوتاه، رفتار موتورها معادل یک راه‌رفتن کاملا تصادفی می‌باشد، ولی در یک مقیاس طولی و زمانی بلندتر، رفتار موتورها مشابه راه‌رفتن تصادفی خودبازدارنده خواهد بود. این برای من به عنوان یک فیزیکدان نظری بسیار هیجان‌انگیز بود، چرا که بر اساس دانسته‌های ما این نخستین سیستم آزمایشگاهی نانومقیاس است که واقعا به صورت تصادفی خودبازدارنده عمل می‌کند. این سیستم آزمایش‌های شدید احتمالات مسیر و آمارهای مرتبط را ممکن می‌سازد، چیزی که اخیرا تنها به صورت نظری بر روی آن کار شده است.»
این مطالعه توسط موسسه ملی سلامت و بنیاد ملی علوم حمایت مالی شده است. @nanotech1

بهبود ویژگی‌ها و کیفیت روغن‌های خوراکی به کمک نانوکپسول‌های حاوی ترکیبات آنتی اکسیدان طبیعی. @nanotech1

گرگان: بهبود ویژگی‌ها و کیفیت روغن‌های خوراکی به کمک نانوکپسول‌های حاوی ترکیبات آنتی اکسیدان طبیعی
@nanotech1

محققان دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در یک پژوهش آزمایشگاهی، موفق به جایگزینی افزودنی‌های آنتی اکسیدان مصنوعی مضر با ترکیبات طبیعی استخراج شده از عصاره‌ی برگ درخت زیتون در روغن‌های خوراکی شدند. در این روش، به دلیل قرارگیری عصاره‌ی برگ درخت زیتون درون نانوکپسول‌های طراحی شده، میزان اثربخشی این ترکیبات آنتی اکسیدان افزایش یافته و در نتیجه کیفیت روغن خوراکی بهبود یافته است.
اکسایش، عامل اصلی فساد چربی‌ها و روغن‌ها محسوب می‌شود. به همین دلیل، عموماً ترکیبات آنتی‌اکسیدان برای جلوگیری از بدطعمی و فساد ناشی از اکسایش به این محصولات اضافه می‌شوند که البته برخی از آن‌ها برای سلامتی مضرند. از این رو، اخیراً توجه‌ها به سوی کاربرد آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی و بی‌ضرر از جمله ترکیبات حاصل از عصاره‌ی هسته‌ی انگور، بلوط، رزماری، چای سبز و برگ درخت زیتون جلب شده است.
دکتر سید مهدی جعفری، در توضیح اهداف دنبال شده در طرح بیان کرد: «ترکیبات فنولی یکی از مهم‌ترین آنتی اکسیدان‌های طبیعی هستند که موجب نگهداری غذاهای فراوری شده در برابر اکسایش می‌شوند. برگ درخت زیتون به عنوان یک منبع غنی از ترکیبات فنولی است؛ با این حال ترکیبات فنولی استخراج شده از آن هنگام قرارگیری در معرض نور و اکسیژن، خواص خود را از دست می‌دهد. نانوریزپوشانی یا همان قرارگیری مواد در نانوکپسول‌ها، یکی از بهترین روش‌های نوین حفظ ترکیبات حساس و زیست فعال غذایی است. از این رو هدف کلی این پژوهش، ارزیابی نانوریزپوشانی عصاره‌ی برگ درخت زیتون و کاربرد آن در روغن سویا است. برای این منظور از نانوامولسیون‌های دوگانه به عنوان نانوکپسول استفاده شده است.»
وی در ادامه افزود: «طبق نتایج آزمایش‌های انجام شده، این آنتی‌اکسیدان طبیعی می‌تواند جایگزین بسیار مناسبی برای آنتی‌اکسیدان‌های متداول سنتزی باشد که با استفاده از روش نانوریزپوشانی، خواص آن نیز بهتر حفظ خواهد شد. از دیگر مزایای نانوریزپوشانی می‌توان به افزایش ماندگاری مواد غذایی، رهایش کنترل شده، بالارفتن راندمان تولید، کاهش ضایعات و همچنین ایجاد ارزش افزوده در صنایع غذایی و تولید محصولات فراسودمند در کنار امکان نوآوری و تنوع در تولید محصولات غذایی اشاره کرد.»
به گفته‌ی این پژوهشگر، کاربردهای دیگر نانوکپسول‌های حاوی ترکیبات طبیعی در صنایع غذایی را می‌توان در تولید محصولات غذایی کم‌‌کالری و کم چرب، پوشاندن طعم‌ها و بهبود ویژگی‌های حسی غذاها برشمرد. از طرفی به کمک روش نانوریزپوشانی، نانوکپسول محتویات خود را، با سرعتی کنترل شده و در یک زمان مشخص و با ایجاد یک تحریک خاص آزاد می‌کند.
از نتایج این طرح می‌توان افزون بر صنایع غذایی در صنایع داروسازی، و نیز تولید لوازم بهداشتی-آرایشی بهره برد. درحال حاضر نیز، مراحل نیمه صنعتی تولید این محصول در مرکز رشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان درحال اجراست.
جعفری مراحل انجام این پژوهش را بدین صورت عنوان کرد: «در ابتدا برگ درخت زیتون تهیه و آماده‌سازی شد و ترکیبات فنولی موجود در آن استخراج گردید. سپس نانوریزپوشانی از طریق تولید انواع نانوامولسیون‌ها صورت گرفت. پس از بررسی ویژگی‌های کیفی نانوکپسول‌ها، این ترکیبات در نهایت به روغن خوراکی افزوده شده و ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی و کیفی روغن مطالعه شد.»
این تحقیقات حاصل همکاری دکتر سید مهدی جعفری- دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، عادله محمدی و افشین فریدی-کارشناس ارشد مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ی Food Chemistry (جلد 190، سال 2016، صفحات 513 تا 519) منتشر شده است. @nanotech1

ساخت نانوکاتالیستی برای بهبود عملکرد پیل‌های سوختی پلیمری. @nanotech1

ساخت نانوکاتالیستی برای بهبود عملکرد پیل‌های سوختی پلیمری
@nanotech1

یک تیم تحقیقات ژاپنی از چند دانشگاه مختلف موفق به ساخت نانوکاتالیست با کارایی بالا برای پیل‌های سوختی شدند. این کاتالیست دارای ساختار پیچیده‌ای بوده به طوری که با لایه‌نشانی انتخابی نانوجزایر اکسید قلع روی سطح بستر پلاتین کبالت قرار داده شده‌است.
محققان ژاپنی نشان دادند لایه‌نشانی انتخابی نانوذرات آلیاژی اکسید قلع روی پلاتین منجر به تولید کاتالیست موثری برای الکترولیت‌های پیل‌های سوختی می‌شود. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Surface-Regulated Nano-SnO2/Pt3Co/C Cathode Catalysts for Polymer Electrolyte Fuel Cells Fabricated by a Selective Electrochemical Sn Deposition Method منتشر شده‌است.
پیل‌های سوختی الکترولیت پلیمری (PEFC) جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی هستند. اخیرا محققان دانشگاه توکوشیما با همکاری چند دانشگاه و موسسه تحقیقاتی مختلف اقدام به سنتز نوعی نانوذرات کبالت پالادیم روی بستر کربنی کردند که این بستر خود حاوی نانوذرات اکسید قلع است. این ساختار جدید بهتر از تمام مواد پیشین در پیل‌های سوختی کار می‌کند.
تحقیقات پیرامون پیل‌های سوختی روی آلیاژهای پلاتین و اکسید فلزات واسطه متمرکز است. محققان به دنبال افزایش دوام و عملکرد کاتالیستی پلاتین روی کربن هستند. پیش از این جزایر اکسید قلع روی آلیاژ قلع پلاتین رشد داده شده بود. البته رشد این جزایر روی ترکیبات دیگر با دشواری‌هایی روبرو بوده است.
اخیرا این گروه تحقیقاتی موفق به رشد جزایر اکسید قلع روی نانوذرات کبالت پلاتین و کربن شدند که این کار با استفاده از لایه‌نشانی انتخابی الکتروشیمیایی فلز قلع انجام شد که بعد از لایه‌نشانی فرآیند اکسید شدن این ماده نیز انجام گردید.
افزودن نانوجزایر اکسید قلع موجب دو برابر شدن عملکرد کاتالیستی کاتالیست Pt3Co/C می‌شود. این کاتالیست جدید بعد از 5000 بار شارژ/دشارژ هنوز آسیب ندیده و فعالیت خود را ادامه می‌دهد.
در این کاتالیست، ساختار نانوذرات کبالت پلاتین به‌صورت هسته‌ای بوده که با یک لایه پلاتین پوشیده شده‌است. چسبیدن اکسید فلز انتقاالی روی کربن موجب محدود شدن هدایت الکتریکی در کربن می‌شود. بنابراین، تقویت انتخابی این ساختار با اکسید قلع می‌تواند مزایای زیادی برای این کاتالیست به همراه داشته باشد.
محققان این پروژه اختلاف پتانسیل مورد نیاز برای واکنش انجام شده در این پیل سوختی را اندازه‌گیری کردند. مشاهدات آنها نشان داد که وجود نانوجزایر موجود در نانوذرات کبالت پلاتین موجب بهبود ساختار الکترونیکی کاتالیست می‌شود. @nanotech1

🔴 خلق رنگ بال پروانه و طاووس با فناوری نانو

یک هنرمند خلاق با ترکیب فناوری نانو و هنر، موفق به خلق رنگ آبی – نقره ای موجود روی بال پروانه رنگین کمان و پرطاووس شده است.
رنگ آبی نقره ای موجود روی بال پروانه در طیف رنگی وجود ندارد. یک نقاش سانفرانسیسکویی به نام کیت نیکولز با تلفیق علم و هنر موفق به خلق این رنگ شده است. این نقاش زبر دست تجربه بیش از یک دهه کار با رنگ ها را دارد و معمولا با استفاده از روغن بذرکتان، اکسید سرب و رزین، رنگدانه های موردنظر را خلق می کند.
بیشتر رنگ ها از رنگدانه ها تولید می شوند. رنگدانه ها با توجه به ترکیباتشان، طول موج های خاصی از نور را جذب می کنند و طول موج هایی که جذب نمی شود، را منعکس می کنند. برای ساخت رنگ آبی – نقره ای، از نانوذراتی استفاده شده است که کوچکتر از طول موج نور مرئی هستند. این ذرات، طول موج نور را کوچکتر می کنند و نور را به اطراف پراکنده می کنند. نور منعکس شده با توجه به شکل، اندازه، موقعیت و زاویه ناظر و منبع نور، متفاوت می شود.
این هنرمند برای تکمیل کار خود با یک تیم از فیزیکدانان دانشگاه برکلی همکاری کرد و پس از چند مرحله طولانی آزمون و خطا، نانوذراتی به شکل توپ فوتبال طراحی کرد که در یک حلال آلی به صورت معلق قرار می گیرند. این روش سبب می شود که بتوان این پوشش را روی شیشه قرار داد. نیکولز از شیشه های مثلثی شکلی استفاده کرد که از یک طرف لولا می شوند و مانند بال پروانه هستند. این مثلث شیشه ای در برابر نور خورشید مانند بال پروانه مورفو (رنگین کمان) می درخشد.
@nanochamran
#خبر

واکسن نانو‌امولسیون، امیدی برای درمان کلامیدیا. @nanotech1

واکسن نانو‌امولسیون، امیدی برای درمان کلامیدیا

@nanotech1

کلامیدیا بیماری خاموشی است که سالانه افراد زیادی را مبتلا می‌سازد و عواقب جبران‌ناپذیری برای آن‌ها در بر دارد. پژوهشگران برای مقابله با این بیماری، در تلاش برای تولید نوعی واکسن هستند که به صورت مُخاطی از طریق بینی به بدن بیمار وارد شده و باعث ترشح پادتن مناسب می‌گردد. به این ‌ترتیب، سیستم ایمنی بدن می‌تواند به مبارزه با این بیماری و سایر بیماری‌های نظیر آن بپردازد.
شرکت نانو‌بایو (NanoBio Corporation) که یک شرکت زیست‌دارویی می‌باشد، اخیراً اعلام کرده است که واکسن نانو‌امولسیون کلامیدیا (chlamydia – نوعی باکتری شبیه ویروس است که برای تکثیر به یک فرآیند زیست‌شیمیایی نیاز دارد.) در یک آزمایش چالش‌‌بر‌انگیز بر روی موش‌ها مؤثر واقع شده است. این واکسن که به صورت کمکی در کنار واکسن اصلی کلامیدیا مصرف شده و روش استعمال آن نیز از طریق بینی است، به مقاومت بیشتر بدن در برابر بیماری می‌انجامد. این آزمایش توسط محققان برتر واکسن کلامیدیا در دانشگاه کوئینز‌لند استرالیا(Queensland University of Technology) به سرپرستی دکتر کِنِت بیگلی انجام شده است.

کلامیدیا یکی از بیماری‌هایی است که از طریق جنسی منتقل می‌شود. طبق آمار موجود، سالیانه حدود 2.86 میلیون مورد سرایت این بیماری گزارش می‌شود. همچنین آمار نشان داده است که حدوداً 90 درصد از زنان مبتلا به کلامیدیا هیچ‌گونه علامتی مشاهده نمی‌کنند و به ‌همین دلیل به دنبال درمان نیستند. چنانچه این بیماری درمان نشود، درصد قابل‌توجهی از زنان دچار بیماری التهابی لگن می‌شوند که می‌تواند منجر به مشکلات دراز‌ مدتی نظیر ناباروری، حاملگی خارج از رحِم و درد مزمن لگنی گردد. همچنین عدم درمان کلامیدیا احتمال ابتلا یا انتقال ویروس ایدز را افزایش می‌دهد.
در مرحله‌ای قبل از انجام مطالعات، واکسن نانو‌امولسیون در سه نوبت به موش‌ها تزریق شد. محققان سپس موش‌ها را در معرض کلامیدیا قرار دادند. هدف نهایی این آزمایش تعیین میزان آسیب لوله‌ رحِمی به‌عنوان نشانه‌ای از بیماری التهابی لگن بود. در این مطالعه، 100 درصد از موش‌هایی که هیچ درمانی دریافت نکرده بودند دچار آسیب لوله‌ رحِمی شدند در حالیکه موش‌هایی که واکسن نانو‌امولسیون دریافت کرده بودند، مقادیر زیادی سِرُم و پادتن‌های واژنی،IL-17 قوی و پاسخ گامای اینترفرونی(interferon – نوعی پروتئین است که توسط سلول‌های حیوانی در مواقع ورود ویروس تولید می‌شود) تولید کردند.
دکتر بیگلی اظهار داشت: «یافته‌های ما نشان می‌دهند که استفاده از واکسیناسیون مُخاطی، بهترین امید برای تولید واکسنی است که از افراد در برابر کلامیدیا محافظت کند.»
دیوید پِرالتا ، مدیر اجرایی نانوبایو می‌گوید: «مطالعات اولیه نتایج هیجان‌انگیزی از یک واکسن داخل بینی نانو‌امولسیونی در ترکیب با یک پروتئین کلامیدیای جنسی نشان داده است. با در دست داشتن این نتایج، هم‌اکنون می‌خواهیم به آزمایش مواد بیشتری بپردازیم که در موش و جانوران بزرگ‌تر، در ترکیب با واکسن داخل بینی نانو‌امولسیونی تولید پادتن می‌کنند.» پِرالتا می‌افزاید: «ما در حال‌ حاضر نتایج مثبتی از مطالعه‌ 3 نوع بیماری جنسی تب‌خال تناسلی، ایدز و کلامیدیا روی حیوانات مشاهده کرده‌ایم. تحقیقات ما نشان داده است که استفاده از ایمنی مُخاطی و بدنی برای مقابله با برخی از بیماری‌های مُهلک که از طریق سطوح مُخاطی وارد بدن می‌شوند، اهمیت دارد.» @nanotech1

نانومهندسی تراشه‌ها: تولید تراشه‌ای با قدرت پردازش 1000 برابر بیشتر. @nanotech1

نانومهندسی تراشه‌ها: تولید تراشه‌ای با قدرت پردازش 1000 برابر بیشتر

@nanotech1

محققان دانشگاه استنفورد موفق شدند با ارائه یک روش نانومهندسی در ساخت تراشه‌ها، فناوری جدیدی ارائه کنند. این گروه موفق به ساخت تراشه‌ای شدند که با سرعت 1000 برابر بیشتر سخت افزارهای فعلی قادر به محاسبه است. این فناوری ترکیبی از فناوری‌نانو و صنعت الکترونیک در افزایش کارایی کامپیوترهای رایج است.
پژوهشگران موفق به ارائه فناوری سیستم‌های محاسباتی نانومهندسی شده‌ای شدند که می‌تواند سرعت پردازشی 1000 برابر بیشتر از سخت افزارهای فعلی داشته باشد. این گروه، این فناوری را در قالب یک تراشه ارائه کردند. نتایج این پژوهش در نشریه Rebooting Computing منتشر شده‌است.
این تراشه جدید با ادغام پردازشگرهای مختلف و قرار دادن حافظه‌ها روی هم و ساخت یک آسمان‌خراش الکترونیکی ساخته شده‌است. این گروه تحقیقاتی قطعات مختلف این میلیون‌ها مسیر محاسباتی را به هم متصل کرده و در نهایت این تراشه را تولید کردند.
سوبهاسیش میترا از محققان این پروژه می‌گوید: « ما گروه‌های مختلف پردازنده‌ها را روی هم قرار دادیم و با استفاده از فناوری‌های پیشرفته موفق به ساخت تراشه‌ای بسیار جدید شدیم.»
فیلیپ وانگ از دیگر محققان این پروژه می‌گوید: « وقتی شما سرعت بالا را با انرژی کم ترکیب می‌کنید سیستم N3XT به‌دست می‌آید که عملکرد بسیار بهتری نسبت به سیستم‌های رایج دارد به طوری که سرعت پردازش آن 1000 برابر بیشتر است.»
این فناوری به نوعی استفاده از توانمندی فناوری‌نانو در مهندسی ساختارهایی با ابعاد کوچک و تولید قطعات الکترونیکی با کارایی بالا است.
کریس ری از دانشگاه استفورد می‌گوید: « حجم زیادی از اطلاعات در اطراف ما وجود دارد که باید مورد پردازش قرار گیرد. این اطلاعات در مورد مسائل مختلف از سلامت جامعه گرفته تا تغییرات آب و هوایی است. اما تاکنون مشکل قدرت کامپیوترها در آنالیز و پردازش این اطلاعات مانع از استفاده این اطلاعات شده‌است. همه ما در این پروژه امیدوار بودیم که بتوانیم ابزاری برای افزایش قدرت و توانایی کامپیوترها در حل چالش‌ها ارائه دهیم.»
ری می افزاید: « البته این نوع دانش محاسباتی برای من عجیب بوده است و در حال حاضر چیز زیادی برای گفتن ندارم. به نظرم بهتر است مقاله‌ای را که در این باره نوشته شده مطالعه کنید تا مطالب بیشتر را از آن بیاموزید.» @nanotech1

امکان ایجاد نانوماشین‌های الکترونیکی روی کاغذ. @nanotech1

امکان ایجاد نانوماشین‌های الکترونیکی روی کاغذ

@nanotech1

محققان بر روی روشی کار می‌کنند که در صورت موفقیت قادر خواهد بود ادوات الکترونیکی را بر روی یک ورقه کاغذ پیاده‌سازی کند. نکته کلیدی این فناوری استفاده از دماهای پایین است تا بتوان بر روی کاغذ و پلاستیک نیز از آن استفاده نمود.
کاهش ابعاد فناوری، کاری است که ما توانسته‌ایم در سال‌های اخیر انجام دهیم. هدف بعدی تا حدودی با این مسئله گره خورده است. بسیاری از شرکت‌ها اخیرا بر روی این‌که چگونه می‌توانیم پردازشگرها را بر روی اجزای زندگی خودمان، نظیر لباس‌هایمان، قرار دهیم تا اینترنت اشیاء تحقق پیدا کند، تحقیق می‌کنند. این کاری است که پژوهشگران دانشگاه ایالتی ارگون در مورد آن تلاش می‌کنند.
اخیرا تیمی از مهندسانِ دانشگاه ایالتی ارگون (Oregon) موفق به کشف روشی شده‌اند که نانوذرات را با هم ترکیب کرده تا یک ابزار کاربردی کوچک به نام" سینترینگ یا پخت" ایجاد شود. روش فعلی که از دمای بالا برای این فرآیند استفاده می‌کند، می‌تواند در صورت استفاده از مواد بادوام، مناسب باشد. روش دانشگاه ایالتی ارگون که پخت فوتونی نامیده می‌شود، از یک لامپ زنون دمای پایین استفاده می‌کند که در ناحیه وسیعی پخش می‌شود، تا یک لایه نازک نانوماشینی ایجاد شود. از آن‌جایی که فرآیند جدید در دمایی حداقل 2 برابر کمتر انجام می‌شود، می‌تواند برای چاپ یک لایه نازک نانومقیاس حتی بر روی کاغذ نیز استفاده شود. علاوه بر این، این روش 2 برابر سریع‌تر است و نزدیک به 10 مرتبه بازده انرژی بالاتری دارد که این موضوع موجب می‌شود فرآیند تولید سریع‌تر و ارزان‌تر انجام گیرد.
این فناوری در صورتی که بتواند با موفقیت برای موقعیت‌های تولیدی استفاده شود، باعث حیرت صنعت خواهد شد. راجیو مالهوترا استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه ایالتی ارگون در مورد این فناوری می‌گوید :«دمای پایین‌تر نکته کلیدی است. ما می‌خواهیم با هزینه‌های کمتر این محصولات نانوفناوری را بر روی موادی نظیر کاغذ و پلاستیک چاپ کنیم، که در دماهای بالاتر ممکن است بسوزند یا ذوب شوند. ما در حال حاضر می‌دانیم که این کار ممکن است و چگونه باید آن را انجام دهیم. ما باید قادر باشیم فرآیندهای تولیدی را خلق کنیم که بدون ازدست‌دادن کیفیت هم سریع و هم ارزان باشند.»
کاربردهای این فناوری می‌توانند تغییر کنند: از الکترونیک انعطاف‌پذیر تا حسگرهای زیست‌پزشکی پوشیدنی و سلول‌های خورشیدی بهبودیافته. محققان دانشگاه ایالتی ارگون با 2 تولیدکننده خصوصی همکاری خواهند کرد تا تجهیزات اثبات‌کننده این مفهوم را در آزمایشگاه خود ایجاد کنند. اگر این پروژه مطابق با برنامه پیشرفت کند، قدم بعدی تولید تجاری خواهد بود. شاید چند سال دیگر شما این خبر را به عنوان یک داستان دیجیتال در یک روزنامه فیزیکی مطالعه کنید. @nanotech1

امکان تشخیص سریع بیماری‌ها با نانوابزار صوتی. @nanotech1

امکان تشخیص سریع بیماری‌ها با نانوابزار صوتی

@nanotech1

امروزه، بسیاری از مردم در مناطق محروم جهان به امکانات پزشکی مناسبی دسترسی ندارند یا پرداخت هزینه‌های درمان از توان مالی آن‌ها خارج است. به همین دلیل محققان درصدد ساخت دستگاهی ارزان قیمت و و چندبار مصرف هستند که قادر است امکان تشخیص بیماری‌های مُهلک را فراهم سازد. این دستگاه میکروسیالی بر اساس امواج صوتی عمل می‌کند و نقش مؤثری در سلامت جامعه ایفا خواهد کرد.
توسعه‌ یک دستگاه میکروسیالی که قابلیت استفاده مجدد داشته باشد، تشخیص ‌پزشکی بیماری‌هایی نظیر ایدز و سِل را ساده‌تر و آسان‌تر می‌سازد؛ به‌ویژه در مناطقی که امکانات پزشکی در دسترس نبوده و یا هزینه‌های درمان بسیار زیاد می‌باشد. علاوه بر کاربرد در تشخیص بیماری‌هایی نظیر ایدز و سِل، این دستگاه می‌تواند استفاده‌ گسترده‌ای در بیمارستان‌ها، درمانگاه‌ها، آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی و خانه‌ها داشته باشد زیرا هزینه‌ کم و روش استفاده‌ آسانی دارد.

محققان در ایالت پِنسیلوانیا اخیراً مجوز ساخت چنین دستگاهی را دریافت نموده‌اند. این دستگاه که «انبُرک صوتی» نامیده می‌شود، بر‌اساس ارتعاشات ملایم صوتی عمل می‌کند و محصول کار پروفسور تونی هوانگ در دانشگاه ایالت پِنسیلوانیا (Pennsylvania State University) می‌باشد. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه Lab on a Chip منتشر شده است.
هوانگ اظهار داشته است: «انبُرک صوتی قدرت فوق‌العاده‌ای در زمینه تشخیص داشته و همچنین دارای کاربرد‌هایی در زمینه‌ درمان می‌باشد. دستگاه کنونی به خوبی کار می‌کند اما برای استفاده در تشخیص بیماری‌ها، کل دستگاه پس از یک‌ بار استفاده باید دور انداخته شود. در حال حاضر، راهی یافته‌ایم تا بخش محتوی سیال دستگاه را از بخش گران‌قیمتی که امواج مافوق صوتی را در زیرلایه فیزوالکتریک تولید می‌کند، جدا سازیم. بدین ترتیب، ساخت انبُرک صوتی یک ‌بار مصرف ممکن خواهد شد.»
هوانگ باور دارد که بخش پلاستیکی یک ‌بار مصرف دستگاه می‌تواند با هزینه‌ اندکی به مقدار 25 سِنت به ازای هر واحد تولید گردد. حتی با وجود افزودن ابزارهای الکترونیکی برای تشخیص بیماری، او پیش‌بینی می‌کند که هزینه‌ تولید یک سیستم دائمی کامل تنها چند دلار خواهد بود و می‌توان با تعویض کانال‌های پلاستیکی میکروسیال، از دستگاه به‌طور مکرر استفاده کرد.
در دستگاه سابق، کانال میکروسیال به‌طور دائمی به زیرلایه متصل شده بود و امواج مافوق صوتی به‌صورت مستقیم درون سیال تابانده می‌شدند. در دستگاه جدید، یک لایه‌ مداخله‌کننده وجود دارد اما امواج مافوق صوتی به اندازه‌ کافی قوی هستند که بتوانند سلول‌ها را کنترل کرده و آن‌ها را منظم سازند. این منظم‌سازی سلول‌ها اهمیت ویژه‌ای در مطالعه‌ ارتباطات سلولی در آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی یا در آزمایش‌های دارویی دارد.
فِنگ گوا ، دانشجوی دکترا در گروه هوانگ، اظهار داشت: «هدف از آزمایش دارویی، بررسی پاسخ سلول‌ها به دارو‌‌های مختلف است. با استفاده از انبُرک‌های صوتی، می‌توانیم قدرت انتقال مواد داخل تک سلول‌ها را افزایش دهیم و ببینیم که آن‌ها چگونه به دارو‌ها پاسخ می‌دهند. یا اینکه با ساخت همه‌ انواع گرو‌ه‌های سلولی، می‌توان واکنش آن‌ها را به دارو‌های مختلف بررسی کرد. چنین حالتی بسیار شبیه به حالتی است که درون بدن اتفاق می‌افتد.» @nanotech1

مراغه: ساخت نانوصفحات اکسید گرافن جهت اقتصادی نمودن پیل‌های سوختی. @nanotech1

مراغه: ساخت نانوصفحات اکسید گرافن جهت اقتصادی نمودن پیل‌های سوختی
@nanotech1

پژوهشگران دانشگاه مراغه طی تحقیقات خود موفق به ساخت کنترل شده‌ی نانو صفحاتی از جنس گرافن و اکسید گرافن در مقیاس آزمایشگاهی شده‌اند که می‌تواند باعث اقتصادی شدن پیل‌های سوختی و ذخیره سازهای انرژی شود. همچنین با استفاده از این نانوصفحات سنتز شده، امکان کاهش میزان استفاده از مواد پر هزینه و گران قیمت متداول در پیل‌های سوختی نیز میسر شده است.
اگرچه پیل‌های سوختی به عنوان مبدل‌های سوخت پاک نقش بسیار مهمی را در زندگی آینده ایفا خواهند کرد؛ اما هزینه‌های گزاف آن‌ها مانع از کاربرد گسترده‌‌ی آن‌ها در زندگی روزمره شده است. بنابراین، در صورت دستیابی به مواد کم هزینه جهت ساخت این تجهیزات از جمله غشاها و کاتالیزورها به عنوان اصلی‌ترین اجزای پیل‌های سوختی، به طور طبیعی روند بکارگیری آن‌ها در زندگی مردم مشهودتر خواهد شد.
دکتر کریم کاکایی، هدف از اجرای این پژوهش را سعی در ساخت نانوساختارهایی به عنوان نگهدارنده‌ی کاتالیست‌های مورد استفاده در پیل‌های سوختی غشایی پروتونی جهت کاهش قیمت تمام شده‌ی این تجهیزات عنوان کرد.
وی در خصوص اهمیت اجرای این طرح گفت: «همانگونه که اشاره شد هزینه‌های بالای پیل‌های سوختی از جمله نگهدارنده‌های کاتالیست و به کارگیری فلزات گران بهایی نظیر پلاتین در ناحیه‌ی آند و کاتد، منجر به افزایش قیمت این تجهیزات شده که عملاً تجاری سازی و تولید انبوه آن‌ها را مشکل نموده است. در کشور ما نیز تمامی مواد به کار رفته در پیل سوختی وارداتی است که هزینه‌های بالایی را بر اقتصاد کشور وارد می‌نماید. بنابراین در این طرح تلاش شده تا با ساخت و بکارگیری نانوصفحات اکسید گرافن به عنوان نگهدارنده‌ی الکتروکاتالیست و نیز استفاده از آلیاژ پلاتین و قلع به عنوان جایگزین فلز خالص پلاتین از قیمت الکتروکاتالیست نهایی مورد استفاده در پیل سوختی کاسته شود.»
مطابق با نتایج حاصل شده، بکارگیری نانوصفحات اکسید گرافن و گرافن در پیل سوختی، افزون بر کاهش قیمت کاتد و آند مورد استفاده در آن‌ها، منجر به افزایش عملکرد پیل‌های مذکور نیز شده است. لذا تولید آن‌ها صرفه‌ی اقتصادی بیشتری ایجاد خواهد کرد.
با توجه به این مطالب، استفاده از نتایج این طرح در حوزه‌ی تولید انرژی‌های پاک بسیار مفید خواهد بود.
به گفته‌ی محقق این طرح، جهت سنتز گرافن و اکسید گرافن عموماً از روش هامر و یا روش اصلاح شده‌ی هامر استفاده می‌شود که قابلیت تولید در مقیاس صنعتی را ندارد. از طرفی در این روش مواد شیمیایی و آلوده کننده‌ی بسیار زیادی بکار گرفته می‌شود که خطرات زیادی برای افراد و محیط زیست به دنبال خواهد داشت. این در حالی است که در این طرح از روش بالا به پائین، نانو صفحات گرافن اکساید به طریقه الکتروشیمیایی سنتز شده است که مشکلات روش هامر را به دنبال ندارد. کاهش هزینه‌ی تولید از دیگر مزایت‌های این روش است.
کاکایی در ادامه به روند ساخت و بررسی عملکرد پیل‌های سوختی متشکل از این نانوصفحات پرداخت و افزود: «در این راستا اکسید گرافن به طریقه‌ی الکتروشیمیایی سنتز شده است و سپس نسبت‌های مختلف آلیاژ پلاتین و قلع بر روی گرافن اکساید احیا شده است. البته در این مرحله تلاش شد تا از احیای کامل تمام اکسیدگرافن به گرافن جلوگیری شود. به این ترتیب همزمان اکسید گرافن هم نقش پایه‌ی کاتالیست و هم نقش ناقل پروتون را دارا خواهد بود. از طرفی با این کار مصرف محلول نفیون وارداتی گران‌بها نیز به نصف تقلیل یافت.»
وی در پایان عنوان کرد: «در طرح‌های آتی نانوصفحات اکسید گرافن به وسیله گروه‌های عاملی مختلف مانند هالوژن‌ها، سولفونه‌ها و نیتروژن ناخالص( دوپه) می‌شوند تا در واکنش‌های احیای اکسیژن در سمت کاتد پیل سوختی مورد استفاده قرار گیرد.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر کریم کاکایی کریم کاکائی عضو هیات علمی دانشگاه مراغه دانشیار گروه شیمی فیزیک است. نتایج این کار در مجله‌ی Electrochemica Acta (جلد 165، سال 2015، صفحات 330 تا 337) به چاپ رسیده است. @nanotech1

برای شناسایی بیماری، با تلفن همراه از DNA خود عکس بگیرید. @nanotech1

برای شناسایی بیماری، با تلفن همراه از DNA خود عکس بگیرید
@nanotech1

محققان موفق به ساخت میکروسکوپ فلورسانس بسیار کوچکی شدند که می‌تواند به‌عنوان یک قطعه روی تلفن همراه نصب شده و به آنالیز رشته DNA بپردازد. این نانوابزار قادر است وجود برخی بیماری‌ها را از روی تصاویر گرفته شده از ماده وراثتی شناسایی کند.
اخیرا ابزار جانبی برای میکروسکوپ‌ها ساخته شده که به کاربر تلفن همراه اجازه می‌دهد تا نگاهی به DNA دارای برچسب فلورسانس بی‌اندازد.
filereader.php?p1=main_421d13c7ecd67604c
آیدوگان اوزجان از محققان رشته زیست‌مهندسی و الکترونیک دانشگاه کالیفرنیا و همکارانش ابزاری ساخته‌اند که می‌تواند طول مولکول‌های DNA را نشان دهد. این ابزار یک قطعه قابل نصب روی تلفن‌های هوشمند است. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Nano منتشر شده‌است. این ابزار 190 گرم وزن داشته، قیمت آن 400 دلار است‌ و با استفاده از باطری قلمی (AAA) کار می‌کند.
این ابزار به کاربر اجازه می‌دهد تا یک نسخه از تغییرات ژنتیکی و علائم بیماری را که روی DNA خود قرار دارد شناسایی کند. این ابزار برای شناسایی بیماری‌های مختلف ایده‌آل است.
این میکروسکوپ مبتنی بر تلفن همراه با استفاده از یک قطعه آنالیز کننده محلول حاوی DNA برچسب خورده کار می‌کند. برای استفاده از این ابزار باید محلول حاوی DNA که از قبل برچسب فلورسانس خورده است را روی سطح شیشه مخصوص میکروسکوپ قرار داد، سپس این ابزار رشته‌های DNA را می‌کشد و صاف می‌کند. در ادامه لیزر آبی رنگ میکروسکوپ به نمونه تابیده و این میکروسکوپ فلورسانس قادر به نمایش دادن DNA خواهد بود.
دوربین این تلفن همراه تصاویر متعددی از DNA گرفته و این تصاویر به یک سرور مرکزی ارسال می‌شود تا طول رشته‌ها ارزیابی شود. نتایج آزمون‌های اولیه انجام شده روی این میکروسکوپ نشان می‌دهد که امکان تصویربرداری از 10000 تا 48000 جفت باز در مولکول DNA با این روش وجود خواهد داشت. آزمون‌های بعدی ثابت کرد که این ابزار می‌تواند تا 1000 جفت باز را نمایش دهد که این عملکرد شبیه میکروسکوپ‌های فلورسانس رومیزی است.
بسیاری امیدوارند که این میکروسکوپ مبتنی بر تلفن همراه بتواند امکان تشخیص بیماری را در نواحی که امکانات و زیرساخت‌های مناسب ندارد فراهم کند.
اوزجان این فناوری را رشد کامپیوترها مقایسه می‌کند. کامپیوترهای اولیه بسیار سنگین و پرهزینه بودند که با رشد فناوری حجم آنها کوچک و قیمت این سیستم‌ها کاهش یافت. فناوری میکروسکوپ فلورسانس نیز به این شکل است که تاکنون به‌عنوان ابزارهای بسیار گرانقیمت شناخته می‌شدند اما از این پس با کوچک شدن، به‌عنوان ابزارهای میکرو و نانومقیاس شناخته می‌شوند. @nanotech1