نانو تکنولوژی

[kemeia]

محققان دانشگاه آريزونا با توسعه نانوموتورهاي موجود، موفق شدند نانوموتورهايي توليد كنند كه ده‌ها بار قوي تر از موتورهاي فعلي است.
به گزارش روز چهارشنبه پايگاه اينترنتي فناوري نانو، نانوموتورهاي فعلي كه به آنها نانوموتورهاي كاتاليتيك هم گفته مي‌شود ، از نانوسيم‌هاي پلاتينيوم و طلا ساخته شده‌اند و نيروي محركه آنها از هيدروژن پروكسيد تامين مي‌شود.

بازده موتورهاي موجود نسبتا پايين است و سرعت آنها حدود ‪ ۱۰‬ميكرومتر در هر ثانيه است ، اما محققان با وارد كردن نانو لوله در پلاتينيوم سرعت را ‪ ۶۰‬ميكرومتر بر ثانيه، سپس با جايگزيني هيدرازين(نوعي سوخت موشك) به جاي هيدروژن پراكسيد، توانستند سرعت اين موتورها را تا ‪ ۹۴‬الي‪ ۲۰۰‬ميكرومتر در هر ثانيه بالا ببرند.

دانشمندان معتقدند كه اين ابتكار،سيستم نقل و انتقال در مقياس نانو را متحول خواهد كرد.

منبع خبر : ایرنا

 

[kemeia]

بهره‌گيري از عبور غير عادي نور در نانو‌اپتيک​

نوري که از يک لايه‌ي فلزي سوراخدار (که قطر سوراخ‌ها کوچکتر از طول موج نور است) عبور مي‌کند، رفتار غير عادي از خود نشان مي‌دهد. ميزان نور عبوري بسيار بيشتر از مقدار مورد انتظار براي چنين سوراخ‌هاي کوچکي مي‌باشد. تاکنون دليل اين پديده ناشناخته مانده بود، اما به تازگي فيزيکدانان فرانسوي آن را توجيه کرده‌اند. نتايج حاصله، که نظريه‌هاي کنوني را به چالش مي‌کشد، مي‌تواند براي طراحي ابزارهاي نانو‌اپتيک جديد سودمند باشد.

فيليپ لالان و همکارنش از موسسه d'Optique in Palaiseau اعلام کرده‌اند که پولاريتون‌هاي پلاسمونِ سطحي (surface plasmon polaritons or SPPs) به همراه امواج شبه‌استوانه‌اي، باعث ايجاد پديده مذکور مي‌گردند. تاکنون محققان اعتقاد داشتند که SPPها به عبور نور از ميان سوراخ‌هاي مذکور کمک مي‌کنند، اما دليل قانع کننده‌اي براي اين امر نداشتند. از طرف ديگر، عبور غير عادي نور (EOT) در طول موج‌هاي بزرگتر که اثبات وجود SPPها بسيار دشوار بود، نيز مشاهده مي‌شد.

هم‌اکنون، لالان و همکارانش به اين نتيجه رسيده‌اند که امواج شبه استوانه‌اي نيز بايد در EOT نقش مهمي ايفا نمايند. آنها نشان داده‌اند که همانند SPPها، امواج استوانه‌اي نيز، در فرکانس‌هاي نوري، در ايجاد EOT موثرند (هم در طول موج‌هاي کوچک و هم بزرگ). فيزيکدانان مذکور در تحليل خود، به جاي استفاده از روش کلاسيکي «بسط مدي» که از دهه ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار مي‌گيرد، رخداد‌هاي پراکندگي‌ِ SPPاي که در رديفي از حفره‌هاي دوبعدي رخ مي‌دهند را بررسي کردند.

لالان در اين زمينه مي‌گويد: «ما اين رخداد‌هاي پايه‌اي را در يک مدلِ SPP از نوعِ «مدِ جفت‌شده» با يکديگر ادغام کرديم تا يک عبور نور در دو بعد را تحليل کنيم و از طريق مقايسه پيش بيني‌هاي مدل SPP با نتايج محاسباتي، توانستيم نشان دهيم که در ايجاد EOT، سهم SPP و همچنين ساير امواج چه مقدار است.»

نتايج حاصله به دانشمندان در شناختِ بيشترِ EOT، به ويژه شناختِ رفتار تشديدي نور روي سطوح فلزي با فواصل کوچکتر از طول موج، کمک شاياني خواهد کرد. لالان در اين باره گفت: «اين کشف، اهميت ساير امواج (به غير از SPPها) را در بسياري از پديده‌هاي نوري، روشن مي‌سازد»

هم‌اکنون محققان مذکور اميدوارند تا نتايج نظري خود را با انجام آزمايشات يک‌بعدي (زنجيره‌هايي از حفره‌هاي يک‌بعدي) ارزشيابي کنند. همچنين، آنها تمايل دارند تا از نتايج به دست آمده در طراحي متاموادِ متالو-دي‌الکتريک براي ابزار‌هاي نانو‌اپتيکي جديد، بهره بگيرند.

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4428
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33730

 

[kemeia]

ساخت کاتاليست بسيار فعال براي پيل‌هاي سوختي پربازده توسط شرکتِ هيتاچي ماکسل​

شرکت هيتاچي ماکسل اعلام کرد که يک کاتاليست جديد ساخته است که در واکنش‌هاي اکسيژن-کاهش در کاتدِ يک پيل سوختي داراي الکتروليتِ پوليمري (PEFC) مورد استفاده قرار مي‌گيرد. کاتاليست جديد، نانوذره طلا-پلاتين (AuPt) با ابعاد ۲ تا ۳ نانومتر است و قادر است تا جريانِ اکسيژن-کاهش بر واحد سطح را نسبت به کاتاليست‌هاي پلاتيني تجاري، تقريباً 4.8 برابر، بيشتر کند.

PEFCها از منابعِ نوظهورِ انرژي پاک براي استفاده در اتومبيل‌ها، منازل و ابزارهاي همراه مي‌باشند. در اين سلول‌ها، معمولاً از پلاتين به عنوان کاتاليست براي واکنش اکسيژن-کاهش استفاده مي‌شود، اما پلاتين فلز بسيار گراني است و به همين دليل براي کاهش قيمتِ PEFCها بايد ميزان پلاتين مورد استفاده را حداقل کرد. در چنين شرايطي، ارتقاي اثر کاتاليستي پيل يکي از موضوعات تحقيقاتي مهم مي‌باشد.

يکي از روش‌هاي ارتقاي فعاليت کاتاليستي، افزايش مساحت سطحي کاتاليست از طريق کوچکتر کردن اندازه ذره است. همچنين گفته شده است که اضافه نمودن فلزات پايه مانند آهن، کبالت و نيکل به پلاتين، سرعت واکنش اکسيژن-کاهش را بهبود مي‌دهد اما چنين فلزاتي به آساني در محيط اسيدي يک PEFC که محل فعاليت کاتاليست است، حل مي‌شوند.

به تازگي شرکت ماکسل با ساخت يک کاتاليستِ طلا-پلاتين جديد که در محيط اسيدي پايدار است، اين مشکل را حل کرده است. به دليل نقطه ذوب نسبتاً پايين، ساخت ذرات طلايي با ابعاد کوچکتر از ۵ نانومتر دشوار است اما شرکت ماکسل با به کارگيري يک فناوري نانويي که اختصاص به اين شرکت دارد موفق شده است يک ساختار بسيار فعال توليد کند که در آن طلا و پلاتين کاملاً با يکديگر ترکيب نمي‌شوند. اين شرکت توانست با استفاده از اسيد سيتريک به عنوان يک عامل کاهنده، ذرات کاتاليستي AuPt را با ابعاد ۲ تا ۳ نانومتر در دماي ۳۷۳ درجه کلوين توليد کند. انتظار مي‌رود که اين ساختار علاوه بر افزايش جريانِ اکسيژن-کاهش، شدت واکنش اکسيژن-کاهش را نيز ارتقا دهد.

شرکت ماکسل فناوري جديد خود را در صد و يکمين کنفرانس کاتاليز که در ۲۹ مارس در Tower Hall Funabori (توکيو) برگزار شد، ارايه نمود. اين فناوري گامي بزرگ به سمت ساخت پيل‌هاي سوختي مورد استفاده براي کاربردهاي داراي جريان بالا مانند اتومبيل‌ها و منازل مي‌باشد. در آينده، شرکت ماکسل تحقيقاتِ فناوري نانوي خود را به کاربردهاي عملي سلول‌هاي سوختي داراي الکتروليت پوليمري و متانولِ مستقيم (direct-methanol) متمرکز خواهد نمود.

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4434
http://www.nanotechwire.com/news.asp?ni ... ntid=&pg=4

 

[kemeia]

ساخت پشم و ابريشم خودتميزکننده با فناوري‌نانو ​

در نتيجة تحقيقات پژوهشگران استراليايي و چيني، بزودي جوراب‌هاي پشمي، لباس‌ها و دستمال‌هاي ابريشمي اين قابليت را پيدا مي‌کنند که در اثر تابش نور خورشيد خودبه‌خود تميز شده و چين و چروک و بوي آنها برطرف گردد.

راز اين مطلب اينست که پوششي از نانوذرات که پيش از اين براي پاک نگه‌داشتن پنجره‌ها استفاده مي‌شد، مي‌تواند براي ايجاد خاصيت "خودتميزکنندگي" در منسوجات پشمي و ابريشمي نيز مورد استفاده واقع شود.

پشم و ابريشم که از پروتئين‌هاي طبيعي به نام کراتين تشکيل شده‌اند، از با ارزشترين و پرمصرف‌ترين مواد اولية صنايع پوشاک مي‌باشد. اما تميز نگه‌داشتن آنها مشکل است و به راحتي توسط مواد شوينده رايج تخريب مي‌شوند.

دکتر واليد دائود از دانشگاه موناش، واقع در ويکترويا در استراليا، و همکارانش، منسوجاتي از پشم را با و بدون يک پوشش نانوذه‌اي تهيه کرده‌اند. اين نانوذرات از فاز آناتاز دي‌اکسيد تيتانيوم و با ابعادي در حدود پنج نانومتر مي‌باشند. در حال حاضر از دي‌اکسيد تيتانيوم براي تخريب و از بين بردن آلودگي‌ها در اثر تابش نور خورشيد استفاده مي‌شود.

دکتر دائود مي‌گويد: "در اين فناوري خودتميزکنندگي که ما مورد استفاده قرار داده‌ايم، از نانوکاتاليست‌هاي نوري دي‌اکسيد تيتانيوم که در اثر نور فعال شده و آلودگي، لکه، ميکروب‌هاي خطرناک، و مانند اينها را نابود مي‌کنند، استفاده شده‌است."

اين پوشش غيرسمي، بنا به گفتة اين پژوهشگران مي‌تواند به‌طور پايدار و دائم به الياف متصل شود، بدون اينکه بافت يا حالت آنرا تغيير دهد، به‌طوريکه احساسي که در لمس پارچة ابريشمي به‌وجود مي‌آيد؛ همچنان وجود خواهد داشت.

دکتر دائود مي‌گويد نکتة جالب اين پژوهش اينست که روشي را براي متصل کردن کراتين به دي‌اکسيد تيتانيوم ايجاد نموده‌است. "اتصال مواد سراميکي معدني به بعضي از الياف آلي مانند الياف پروتئيني کراتيني مثل چوب، ابريشم، کنف و تار عنکبوت يک چالش باقي‌مانده‌ بود."

اين گروه پس از انجام واکنش شيميايي که براي فعال کردن سطح الياف انجام مي‌شود، دريافتند که اين واکنش مي‌تواند براي توليد چسب کريستالي دي‌اکسيد تيتانيوم استفاده شود.

وي مي‌افزايد: "من معتقدم خاصيت خودتميزکنندگي، در آينده به يکي از خصوصيات استاندارد منسوجات و ساير مواد رايج مورد مصرف تبديل خواهد شد تا در حفظ بهداشت و جلوگيري از انتشار و توسعة ميکروب‌هاي بيماري‌زا کمک نمايد. مخصوصاً به اين دليل که ميکروب‌ها و عوامل بيماري زا مي‌توانند تا سه ماه بر روي سطح پارچه باقي بمانند."

" فناوري خودتميزکنندگي همچنين مي‌تواند در کاهش مصرف مواد شيميايي مانند مواد شوينده و حلال‌هاي خشک‌شويي، آب و انرژي کمک نمايد."

نتايج اين تحقيق در مجلة Chemistry of Materials منتشر شده‌است.

http://www.telegraph.co.uk/earth/main.j ... ock111.xml
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4361

 

[kemeia]

استفاده از فناوري نانودر درمان سرطان​

محققان دانشگاه واشنگتن با استفاده از نانو فناوري درصددند تا دوز مصرفي داروهاي ضد سرطان را كاهش دهند. آن ها با استفاده از نانو ذرات روكش شده با دارو، ابزاري قوي جهت دارو رساني به تومورها در خرگوش ابداع كرده اند.

بسياري از داروهاي شيمي درماني داراي عوارض گسترده اي مي باشند. روش ابداعي اين محققان باعث كاهش چشمگير عوارض اين داروها ميشود و در عين حال اثر بخشي داروها را افزايش مي دهد.

نانوذرات ابداعي مهره هاي بسيار ريزي از ماده اي روغني و بي اثر مي‌باشند كه مي توان آن را با بسياري از تركيبات روكش كرد. اين ماده پرفلوروكربن است كه عمدتاً در ساخت خون مصنوعي كاربرد دارد.

در مطالعه اين افراد، كاهش چشمگير حجم تومور در خرگوشها كه بعد از استفاده از نانو ذرات روكش شده با فوماگيلين كه يك سم با منشاء قارچي است گزارش گرديده است.

مطالعات باليني در انسان نشان داده است كه فوماگيلين در تركيب با ساير داروهاي ضد سرطان دارويي موثر جهت درمان اين بيماري مي باشد. علاوه بر فوماگيلين، در سطوح نانو ذرات ملكولهايي نيز قرار داده شده است كه به پروتئين هاي سلولهاي عروقي در حال رشد متصل مي گردند. اين نانو ذرات به سلولهاي در حال تكثير متصل شده و داروي خود را به درون سلولهاي سرطاني رها مي سازند.

مطالعات انساني نشان داده است كه فوماگيلين عوارض عصبي بصورت سميت عصبي در دوزهاي مرسوم و لازم جهت درمان سرطان بروز مي دهد. اما نانوذرات فوماگيلين در دوزهاي بسيار كم موثر بوده‌اند چراكه آنها درون تومورهايي كه عروق جديد مي سازند تجمع مي يابند.

خرگوشهايي كه نانو ذرات فوماگيلين دريافت مي كردند هيچگونه عارضه اي نشان ندادند.

نتايج اين مطالعه در مجله FASEB Journal منتشر شده است.
http://www.physorg.com/news126418550.html
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4411

 

[kemeia]

بررسي لخته ها بوسيله تراشه ​

فناوري ميكروفلوئيد قادر خواهد بود روند پيچيده تشكيل لخته در اختلالات خونريزي دهنده را آشكار سازد از ابزار ميكروفلوئيديك جديدي كه بوسيله محققان دانشگاه پنسيلوانيا ساخته شده است مي توان براي ارزيابي نحوه تجمع و اتصال پلاكت ها و ايجاد لخته موقع خونريزي استفاده كرد.

اين ابزار از جهت اينكه فعال كننده هاي پلاكتي كه نقش مهمي در تشكيل لخته دارند را با سرعتي كنترل شده بدرون خون در خارج از بدن وارد مي كند بي نظير است. اين محققان درصدد توسعه روشهايي هستند كه با استفاده از سيستم هاي برون تني مبتني برجريان شرايط عروق درون تني را شبيه سازي كنند.

نتايج اين مطالعه در مجله Lab on a chip منتشر شده است.

http://www.rsc.org/Publishing/Journals/ ... n-chip.asp

 

[kemeia]

استفاده از فناوري‌نانو در درمان ديابت نوع1 ​

گروهي از محققان آمريکايي به روش جديدي براي اندازه گيري سريع مقادير اندک انسولين در بدن دست يافتند. نتايج اين تحقيق در درمان بيماري ديابت نوع 1 کاربرد خواهد داشت.

در اين روش سلول‌هاي سازنده انسولين به کبد بيماران ديابتي پيوند زده مي‌شود تا به تدريج جايگزين سلول‌هاي بيمار و تخريب شده گردند. اين محققان براي اين کار با استفاده از نانولوله‌هاي کربني تک جداره نوعي الکترود جديد به نام ميکروفيزومتر (microphysiometer) ساختند و به کمک آن تغييرات متابوليسم سلول‌هاي زنده‌اي که در اتاقک بسيار کوچکي محتوي محلولي از مواد غذايي قرار داده شده بودند را بررسي و مقدار اندک انسولين آزاد شده از هر سلول را اندازه‌گيري نمودند.

در اين روش اندازه‌گيري که در فواصل معين و با توجه به جريان بوجود آمده در الکترود انجام مي‌شود به طور پيوسته اطلاعاتي از سطح انسولين بدن بدست مي‌آيد. آزمايشهاي انجام شده حاکي از آن است که اين روش به مراتب از روش‌هاي موجود براي اندازه گيري انسولين موثرتر و دقيق تر است.

در اين روش براي آنکه جريانات ميکروسيالي مانع از کار الکترود و جداشدن نانولوله‌ها نشوند، دانشمندان از يک ترکيب شيميايي به نام دي هيدروپيران (dihydropyran) در ساخت الکترود استفاده کردند.

تنها ابهام اين روش نياز آن به دز بالايي از داروهاي بازدارنده دستگاه ايمني است که دانشمندان هنوزاز اثرات سوء احتمالي آن بر سلول‌هاي پانکراس اطلاعي ندارند. گفتني است نتايج اين بررسي علمي در شماره 18 فوريه نشريه Analytica chimica Acta منتشر شده است.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=5299.php

 

[kemeia]

استفاده از نانو ذرات براي امنيت غذايي ​

محققان درصددند با استفاده از قابليت هاي نانوذرات امنيت منابع غذايي را بهبود بخشند. در حال حاضر از نانوذرات نقره در بسته بندي غذاها جهت دفع هورمون رشد گياهي موسوم به اتيلن استفاده ميشود تا مدت زمان نگهداري ميوه ها افزايش يابد. محققان درصددند كه كاربردهاي نانوذرات در اين زمينه را افزايش دهند.

در همين راستا محصول QSI-Nano بخاطر داشتن خواص ضد ميكروبي مطرح شده است. اين محصول با تبديل يونهاي خالص نقره به گاز در حضور يك گاز بي اثر و فشرده سازي آن تحت شرايط كنترل شده جهت تشكيل نانوذرات كوچكتر از 100 نانومتر بدست مي آيد.

http://www.physorg.com/news127046067.html

 

[kemeia]

ابداع روش بسيار حساس شناسايي پروتئين ها به كمك نقاط كوانتومي​

محققان دانشگاه واندربيت توانسته اند با استفاده از نانو ذرات روشي سريع و آسان جهت شناسايي پروتئين‌هاي دلخواه ابداع كنند. اين واكنش يك مرحله اي با اتصال آنتي بادي- نانو ذره به ملكولهاي پروتئيني درصورت وجود و تشكيل توده هاي بزرگ آغاز ميگردد.

اين توده هاي بزرگ را بصورت منفرد ميتوان با روش هاي فلورسانس و پراكنش ليزر شناسايي كرد. به گفته يكي از محققان، در مقايسه با روش هاي مرسوم شناسايي پروتئين ها ايجاد توده با اتصال به آنتي‌بادي- نقاط كوانتومي و تشخيص بر اساس ميزان جريان در يك دستگاه ميكروفلوئيديك، داراي حساسيت و سرعت بيشتري است و ارزان تر ميباشد. او افزود ، ما روش تشخيصي آنتي ژن جديدي بر اساس پديده هاي پايه اي نانو ساخته ايم.

اين روش بخاطر استفاده از روش هاي زيست – عملكرد دار كردن نقاط كوانتومي و تشخيص مبتني بر ميكروفلوئيديكس نسبت به روش هاي مرسوم داراي مزيت هاي گسترده اي ميباشد.

اين روش در فاز مايع و بصورت يك مرحله اي با حداقل زمان انكوباسيون داراي حساسيت بالا مي باشد. در روش حاضر ، محققان با واكنش استرپتاويدين- آويدين نقاط كوانتومي را به آنتي باديهاي پلي كلونال متصل كردند. در صورت وجود آنتي ژن هاي مد نظر در محلول ها اين مجموعه هاي آنتي بادي – نقاط كوانتومي به سرعت به ساختارهاي كولوئيدي خود سامان با اندازه اي 2-1 برابر بزرگتر از اندازه اوليه تبديل مي شوند. اندازه، ساختار و خواص فلورسانس اين ساختارهاي خودسامان برآيندي از غلظت نسبي ملكول هاي آنتي ژن و مجموعه هاي خودسامان است . اين ساختارهاي كولوئيدي را به كمك چندين روش از جمله فلوسيتومتري ، پراكنش نوري فعال و كالتر كانتر مي توان شناسايي كرد. اتصال پروتئين هاي غير اختصاصي به نانو ذرات يكي از مشكلات مطرح است در صورتي كه تعداد زيادي پروتئين در نمونه وجود داشته باشند. اين مسئله در واكنش هاي بين نانو ذرات و مواد بيولوژيك بخوبي شناخته شده است محققان نشان دادند كه اين مشكل را مي‌توان با مهندس دقيق سطوح نانو ذرات جهت كاهش واكنش هاي غير اختصاصي كاهش داد.

آن ها درصددند كه به صورت مجزا دو نوع متفاوت پروتئين را با حساسيت و دقت بالا شناسايي كنند آن ها در حال حاضر مشغول بررسي تشخيص همزمان چندين پروتئين در نمونه هايي مخلوط و پيچيده همچون سرم مي باشند.

نتايج اين مطالعه در Longmuir منتشر شده است.

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=5182.php

 

[kemeia]

استفاده از نانولوله ها براي اندازه‌گيري تندي غذا ​

محققان دانشگاه اكسفورد لندن روش حساسي را ابداع كرده‌اند كه قادر است مقدار كاپسائيسينوئيدها كه ماده تند فلفل است در نمونه‌هاي سس فلفل اندازه گيري كند.در حال حاضر روش مورد استفاده برای اين منظور در صنعت، بكارگيري تعدادي افراد آزمايش گر است که بسيار وابسته به شخص است.

اين روش آشكارا مقدار دقيق كاپسائيسينوئيدها را اندازه‌گيري مي‌كند و نه تنها ارزان‌تر و سريع‌تر از افراد آزمايش گر است بلكه از لحاظ استانداردهاي غذايي دقيق‌تر و قابل اطمينان‌تر است و به راحتي مي توان آن را در خطوط توليد به كار گرفت.

محققان در ابتدا تعدادي از انواع سس‌هاي فلفل را مورد بررسي قرار دادند و اطلاعات مهمي در اين خصوص بدست آوردند. اساس اين روش مبتني بر رقيق كردن نمونه تا حدي است كه 5 نفر آزمايش گر ورزيده قادر به درك تندي آن نباشند. دفعات رقت نسبت اسكوويل ناميده مي‌شود اين نسبت براي سس‌هاي خفيف 8000 – 2500 و براي انواع تند درحد 100هزار است. در اين روش كاپسائيسينوئيدها به درون الكترودهاي نانو لوله‌اي چند ديواره كربني جذب مي شوند.

با اندازه گيري ميزان تغيير جريان الكتريكي در طي روند اكسيداسيون كاپسائيسينوئيدها در اثر واكنش الكتروشيميايي، نسبت اسكوويل محاسبه و تعيين مي‌شود. اين روش كه به نامASV ناميده مي‌شود روشي ساده مبتني بر واكنش‌هاي الكتروشيميايي است و به راحتي تمام انواع ملكول‌هاي تند فلفل را اندازه گيري مي‌كند.

محققان آكسفورد درصددند تا علاوه بر ثبت اختراع خود، زمينه را براي تجاري سازي آن فراهم آورند.

نتايج اين مطالعه در مجله The Analyst منتشر شده است .

http://www.innovations-report.de/html/b ... 09397.html

 

[kemeia]

استفاده از سيستم توليدي انرژي سلولي براي موتورهاي ملكولي ​

اخيراً از ميتوكندري سلولها براي تامين انرژي موتورهاي كوچك در سيستم‌هاي ميكروفلوئيديكس استفاده شده است. ميتوكندري‌ها اندامك‌هاي درون سلولي هستند كه با استفاده از گلوكز ماده ATP كه ناقل انرژي شيميايي درون سلولي است مي‌سازند.

اخيراً محققان دانشگاه ادمونتون از ميتوكندري براي ساخت ATP جهت استفاده در موتورهاي ملكولي استفاده كرده‌اند . ابزارهاي ميكروفلوئيديكس جهت ارزيابي جريان مايع در ساختارها و كانالهايي با نظر كمتر از يك ميلي‌متر كاربرد دارند و بيشتر جهت تشخيص‌هاي از راه دور به‌كار مي‌روند. به‌كارگيري موتورها باعث مخلوط شدن مايعات و نقل و انتقال آنها در درون ابزارها مي گردد. از ATP براي تامين انرژي موتورهاي ميكروفلوئيديكس برمبناي پروتئين كاينزين استفاده شده است. اين پروتئين با مصرف ATP حركت مي‌كند.

در حال حاضر ATP درسيستم هاي ميكروفلوئيديكس بوسيله آنزيم پيروات كيناز توليد ميشود اما اين آنزيم داراي كارايي كمي مي باشد و وجود منبعي بهبود يافته جهت توليد ATP همواره مد نظر بوده است.

اين تيم تحقيقاتي دريافتند كه اين با استفاده از ميتوكندري مي توان نيروي مورد نياز براي كاينزين درون يك وسيله دو بخشي تامين كرد. آنها معتقدند كه براي موتورهاي ملكولي درآينده مشكلات زيادي بوجود خواهد آمد و اين كار گامي به سوي ساخت سيستم هاي داراي منبع انرژي گسترده است كه مواد توليدي را ميتوان دوباره به ATP تبديل كرد.

از طرفي سادگي اين سيستم موفقيت آن را در آزمايشگاه‌هايي كه در زمينه ميكروفلوئيديكس تخصص ندارند تضمين كرده است.

http://www.rsc.org/Publishing/ChemTech/ ... motors.asp

 

[kemeia]

تقليد از باكتري ها براي توليد نانوذرات مغناطيسي​

محققان آزمايشگاه ايمز متعلق به وزارت انرژي ايالات متحده امريکا، با تقليد از باكتري‌ها درصدد توليد نانوذرات مغناطيسي جهت استفاده در هدفمند ساختن داروها و دارورساني جوهرهاي مغناطيسي، حافظه‌هاي با گنجايش بالا و موتورهاي مغناطيسي مي‌باشند.

توليد صنعتي نانوذرات مغناطيسي در شرايط معمولي مشكل است چرا كه ذرات به سرعت تشكيل شده و خوشه‌هايي جمع شده از ذرات با خواص كريستالي و مغناطيسي نامطلوب ايجاد مي‌گردند.

اندازه نيز مهم است چراكه با كاهش اندازه ذره خواص مغناطيسي آن مخصوصاً با در نظر گرفتن دما، كاهش مي‌يابد. چندين گونه از باكتريها نانوذرات آهن ريز و يك دست با خواص مغناطيسي دلخواه توليد مي‌كنند.

اين باكتري‌ها از پروتئين ويژه‌اي جهت ساخت نانوذرات كريستالي 50 نانومتري بهره مي‌برند. اين كريستال‌ها به كمك غشاءهايي به يكديگر متصل شده تا زنجيره‌اي از ذرات بسازند تا باكتري آن را همچون عقربه قطب نما جهت چرخش خود به كمك ميدان مغناطيسي زمين به‌كار برد.

براي ارزيابي امكان اجراي اين قابليت باكتري محققان مختلفي در آزمايشگاه ايمز گرد هم‌ آمدند. براي شروع، آنها چندين نوع از باكتري هاي مولد نانوذرات مغناطيسي جداسازي نمودند. آنها چندين پروتئين كه به آهن متصل مي‌گردند از جمله Mms6 در اين باكتري‌ها يافتند. اين پروتئين ها بعد از كلون شدن در باكتري ها يافت گرديدند. پروتئين‌ها با غشاءهايي كه كريستال‌هاي مغناطيسي را احاطه كرده‌اند در ارتباط مي‌باشند.

به‌نظر مي‌رسد كه هر گونه از باكتري‌ها ساختار كريستالي مخصوص خود مي‌سازد آنها با به‌كارگيري اين پروتئين‌ها با غلظت‌هاي مختلف مواد واكنش دهنده در محلول آبي درصدد ساخت كريستال‌ها برآمدند اما كريستال‌ها به سرعت تشكيل گرديدند و كوچك بوده و شكل كريستالي خاصي نداشتند لذا آنها از ژل هاي پليمري براي كاهش سرعت واكنش‌ها و كنترل ساخت نانوكريستال‌ها و همچنين كاهش تجمع آنها استفاده كردند.

با رسوب كريستال‌ها ( همراه با تغيير رنگ از زرد به سبز و به سياه) به كمك آهن‌ربا ذرات در ته ظرف جمع‌آوري و جداسازي گرديدند. محققان با ميكروسكوپ الكتروني ساخت نانوذرات را مورد تائيد قرار دادند و مشخص گرديد كه پروتئين Mms6 كريستال‌هاي يكدست شبيه آن چه در طبيعت ساخته مي‌شود را ساخته‌اند و مطالعات پراكنش پودري اشعه X نيز ساختار كريستالي نانوذرات را مورد تائيد قرار داد.

نتايج اين مطالعه در مجلات Physical Review B , ACS Nano منتشر شده است.


http://www.physorg.com/news127391636.html

 

[kemeia]

ساخت نانوآنتن‌هايي براي نشرهدايت شده نور ​

آنتن‌هاي اپتيکي قابليت منحصر به فردي در کنترل نور در مقياس نانو دارند و به کمک آنها مي‌توان نور را به طور موضعي تقويت نموده و مجدداً جهت داد. اين آنتن‌ها ابزار عمده و اصلي توسعه نانوفوتونيک به شمار مي‌آيند. آنتن‌هاي اپتيکي مدهاي پلاسمونيکي دارند و اين مدها را مي‌توان طوري تنظيم نمود که نسبت به گذارهاي الکترونيکي در مولکولهاي مجاور حالت تشديد پيدا کنند. زاويه نشر نور به مد و طرح آنتن بستگي دارد. با انتخاب نوع مناسب آنتن و جهت درست براي آن، مي‌توان نور را در هرجهت دلخواهي هدايت نمود.

جمعي از محققان اسپانيايي براي نخستين بار و با ساخت آنتني که در محدوده اپتيکي کار مي‌کند، موفق به جهت دهي مجدد نور مرئي شدند. اين محققان اميدوارند کاربرد اين آنتن‌ها به ساخت حسگرهاي زيستي کارآمدتر و ساده‌تر منجر شده و بتوان بر اين مبنا چشمه‌هايي تک فوتوني براي ابزارهاي ارتباطي کوانتومي ايجاد نمود.

آنها يک آنتن اپتيکي ساده (از جنس آلومينيوم و ضخامت تنها 80 نانومتر) را نزديک يک مولکول فلورسنت نشردهنده نور قرار داده و دريافتند که با تغيير جفت شدگي نسبت به آنتن، نشرنور اين مولکول را مي‌توان مجدداً در يک زاويه 90 درجه کامل جهت دهي نمود. در اشکال پيچيده تر از اين آنتن‌ها امکان کنترل نور در فواصل بيشتر هم امکانپذير خواهد بود اما ايجاد چنين ساختارهاي نانومقياسي هنوز امکانپذير نشده است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33729

 

[kemeia]

سنتز آزمايشگاهي نانوذرات‌کاربيد تيتانيوم در پژوهشگاه مواد و انرژي ​

نانوذره کاربيد تيتانيوم (TiC) با شبکه مکعبي و پارامتر شبکه 4329/0 نانومتر، داراي خواص مطلوب و مورد توجهي است. اين ماده نسبت به ساير کاربيدها، بويژه کاربيد تنگستن که در حال حاضر بطور وسيعي در صنايع ريخته‌گري استفاده مي‌گردد، برتري‌هاي بسياري دارد که از آن جمله مي‌توان به سختي بيشتر‌، وزن کمتر، واکنش‌پذيري پايين‌تر، پايداري حرارتي بالاتر و قيمت مناسب‌تري اشاره کرد. شايان ذکر است که TiC به تنهايي از تافنس پاييني برخوردار بوده و لازم است آنرا با نانوذراتي همچون SiC،TiN ، NbC ، TiB2 ، WC تقويت نمود.

مهندس رضوي دانشجوي دکتري مهندسي مواد پژوهشگاه مواد و انرژي در راستاي پروژه کارشناسي ارشد خود به بررسي و سنتز نانوذرات کاربيد تيتانيوم به عنوان يک سراميک مفيد پرداخته است.

اين کار با استفاده از روش فعال‌سازي مکانيکي صورت گرفته است. ايشان در گفتگو با بخش خبري ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفتند: "در اين پژوهش ابتدا مواد اوليهTiO2 (خالص تجاري و دوده) در زمان‌هاي مختلف در يک آسيا پر انرژي مخلوط شده و به پودر تبديل شدند. پودرهاي بدست آمده پرس شده و در دماهاي مختلف تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. پيک‌هاي حاصل از XRD نشان مي‌دهند که اندازه کريستال‌هاي سنتز شده در حدود 80 نانومتر مي‌باشند. بعلاوه نتايج حاکي از تاثير زمان آسياب بر دماي تشکيل نانوپودر مي‌باشد، به نحويکه 50 ساعت آسياب‌کاري، سبب تشکيل نانوپودر کريستالي TiC در دمايي بين 1250 تا 1500 درجه سانتيگراد مي‌گردد، اما در مقابل اين اتفاق براي پودرهايي آسياب نشده تا دماي 1500 درجه سانتيگراد نيز رخ نمي‌دهد.

از اين نانوذره مي‌توان در صنايع مادر همانند ريخته‌گري (به عنوان فاز تقويت کننده و همچنين ريزتر کردن ساختار) و کاربري‌هاي صنعتي که نيازمند مقاومت سايشي بالايي مي‌باشند (همانند تيغه‌هاي برش ، نوک مته و ...)، استفاده نمود. با توجه به مواد اوليه و تجهيزات ارزان قيمت موردنياز براي توليد اين ماده مي‌توان گفت که قيمت نهايي آن در مقايسه با محصولات مشابه بسيار مقرون به صرفه مي‌باشد".

رضوي در پايان از همکاري و راهنمايي دکتر رحيمي‌پور و مهندس کابلي تشکر نمود. جزئيات اين پژوهش که از حمايت‌‌‌هاي تشويقي ستاد بهره‌مند شده در مجلة بين‌الملليAlloys and Compounds در سال 2007 منتشر شده است.

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4510

 

[kemeia]

توليد کوچک‌ترين کليد نوري توسط محققان آي‌بي‌ام​

محققان آي‌بي‌ام کوچک‌ترين کليد نانوفتونيکي را که تا به امروز ساخته شده است، توليد کردند. اين ابزار مبتني بر يک ساختار موجبر اُپتيکي نوسانگر مزدوج است که امکان اتصالات اُپتيکي روي تراشه را فراهم مي‌آورد. اين کار يک گام اصلي ديگر به سمت ايجاد ابزارهاي فوتونيکي اَبَرفشرده و محاسبات تمام‌نوري است.

فنگنيان ژيا يکي از اعضاي اين گزوه پژوهشي در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «بسياري از کليدهاي امروزي هنوز هم مسير الکترون‌ها را باز و بسته مي‌کنند. با در نشر گرفتن تقاضاي روزافزون حافظه‌هاي با چگالي بالا و پردازنده‌هاي سريع، ابزارهاي فتونيکي نانومقياس آينده بايد مسير فوتون‌ها را باز و بسته کنند».

اين ابزار جديد از سيم‌هاي فتونيکي سيليکوني نانومقياس ساخته شده‌اند (450 در 220 نانومتر) و مبتني بر يک موجبر نوسانگر کوپل شده (CROW) هستند. اين موجبر يک ساختار فتونيکي تناوبي است که از پنج نوسانگر مزدوج تشکيل شده است. چنين ساختاري يک شکاف فتونيکي دارد که نوري با طول موج مشخص از آن عبور کرده و نورهايي با طول موج‌هاي ديگر از آن منعکس مي‌شوند.

ژيا توضيح مي‌دهد: «اين کليد از طريق به زدن ويژگي‌هاي نوري يکي از نوسانگرها تغيير حالت مي‌دهد. در اين حالت باند عبوري در حالت «روشن» حذف شده و نور منعکس مي‌شود».

اين کليد همچنين نسبت به تغييرات دما تا مثبت يا منفي 15 درجه سانتي‌گراد حساسيت ندارد، زيرا ساختار CROW يک باند عبوري بزرگ و مسطح (در محدوده 350 گيگاهرتز) دارد. اين يعني تغييرات دمايي باند عبوري را تنها به ميزان کمي جابه‌جا کرده و زماني که کليد در حالت خاموش قرار دارد، سيگنال نوري دست نخورده باقي مي‌ماند. اين عدم حساسيت به تغييرات دمايي در محيط‌هاي واقعي روي تراشه بسيار مهم خواهد بود.

اين کليد در مدت زمان کمتر از 2 نانوثانيه عمل کرده و نرخ خطاي آن کمتر از 12- 10 مي‌باشد.

بنا بر گفته اين گروه پژوهشي يکي از کاربردهاي بالقوه اين ابزار، شبکه‌هاي نوري روي تراشه براي پردازنده‌هاي رايانه چندهسته‌اي است. ژيا توضيح مي‌دهد: «مي‌توان از اين کليد براي مسيردهي سيگنال‌هاي نوري بسيار سريع ميان هسته‌ها استفاده کرد.استفاده از فوتون به جاي الکترون براي ايجاد ارتباط ميان هسته‌هاي مختلف يک پردازنده رايانه‌اي، فرصت‌هاي زيادي ايجاد مي‌کند، اما چالش‌هاي زيادي را نيز شامل مي‌شود».

در حال حاضر گروه پژوهشي آي‌بي‌ام در حال توسعه ابزارهاي فتونيکي سيليکوني ديگري مي‌باشند که براي شبکه‌هاي نوري روي تراشه مورد نياز هستند. آنها همچنين در حال يکپارچه‌سازي اين ابزارها با مدارات CMOS مي‌باشند.

نتايج اين کار پژوهشي در مجله Nature Photonics منتشر شده است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33885

 

[kemeia]

غلبه بر مشکل نويز در نانوابزارها ​

نويزهاي با فرکانس پايين يک مشکل بزرگ در ابزارهاي نانومقياس هستند، اما محققان آي‌بي‌ام کشف کرده‌اند که مي‌توان با استفاده از ابزارهاي ساخته شده از گرافن دولايه، بر اين مشکل غلبه کرد. اين نتايج بدين معني هستند که اين مواد که کاملاً با گرافن يک لايه تفاوت دارند، براي کاربردهايي که بايد ميزان نويز پايين باشد (همانند حسگرها و ابزارهاي ارتباطي)، ايده‌آل هستند.

يومينگ لين و فادون آووريس در مرکز تحقيقاتي T J Watson آي‌بي‌ام با کشف خود يکي از مشکلات کليدي در زمينه نانوالکترونيک را با استفاده از گرافن حل کرده‌اند. اين محققان ثابت کرده‌اند که نوسانات الکتريکي اتفاقي يا نويز را مي‌توان در ابزارهاي گرافن دولايه‌اي از بين برد.

قانون هوگ

به طور ايده‌آل، نويز در يک ابزار (که توسط بارهاي الکتريکي که به روشي غيرقابل پيش‌بيني و غير قابل کنترل حرکت مي‌کنند، ايجاد مي‌شود) بايد در مقايسه با سيگنال جريان اصلي قابل چشم‌پوشي باشد. با اين حال در ابزارهاي نانومقياس اين نويز با کاهش اندازه ابزار به طور معکوس تغيير مي‌کند. اين روند که توسط قانون هوگ بيان شده است، بدين معناست که با کوچک‌تر شدن ابزار، نويز افزايش مي‌يابد. لين توضيح مي‌دهد: «بنابراين اين نويز در نانوابزارهاي حاوي تنها چند اتم، مي‌تواند بزرگ‌تر از سيگنال جريان بوده و عملاً ابزار را بدون استفاده سازد».

وي در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «کار ما نشان مي‌دهد که گرافن دولايه براي ساخت ابزارها و مدارات نانومقياس مفيد است.به علاوه مي‌توان از اين نتايج براي درک چگونگي کاهش نويز در ابزارهاي نانومقياس ديگر بهره برده و در نتيجه کارايي آنها را گسترش داد». لين و آووريس اين نتايج را با استفاده از گرافن تک‌لايه و ‌دولايه‌اي که ساخته بودند، به دست آوردند. ورقه‌هاي گرافن با استفاده از تورق مکانيکي گرافيت بسيار منظم (ماده مورد استفاده در مداد) به دست آمدند.

«عايق نويز»

يک ابزار اثر زمينه ساخته شده از يک تک‌ورقه گرافن از قانون هوگ پيروي مي‌کند. اين رفتار در ترانزيستوريهاي سيليکوني و نانولوله‌هاي کربني نيز ديده مي‌شود. با اين حال نويز در ابزار مشابهي از دو لايه گرافن ساخته شده بود، وجود نداشت. بنا بر گفته لين و آووريس، به دليل جفت شدن الکتريکي قوي ميان دو لايه گرافن از بروز نويز جلوگيري مي‌شود. لين مي‌گويد: «اين جفت شدن دخالت منابع نويز را خنثي کرده و اين سيستم به عنوان يک «عايق نويز» عمل مي‌کند».


http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33510

 

[kemeia]

رکورد جديد براي نانوکليدهاي فعال‌شونده با نور ​

به تازگي دانشمندان چيني نانوکليد‌هاي نوري‌اي ساخته‌اند که نسبت روشن/خاموش آنها بسيار بالا مي‌باشد. اين ابزارها که با استفاده از پرتو فوق‌بنفش کليد‌زني مي‌شوند، در آينده براي کاربردهاي مربوط به محاسبات و پردازشِ داده‌ي نوري، بسيار سودمند خواهند بود.

با توجه به ظهور مشکلات فزاينده در ميکروالکترونيک سيليکوني، اميد مي‌رود تا ابزارهاي الکترونيکي نانومقياس جايگزيني مناسب براي اين فناوري باشند. البته هنوز اکثر کليدهاي نانومقياس با استفاده از يک ميدان الکتريکي کليد‌زني مي‌شوند، اما با تقاضاي موجود در زمينه چگالي‌ ذخيره‌ي اطلاعاتِ بالا و همچنين پردازش داده‌ي سريع، ابزارهاي نانومقياسِ آينده بايد در کليد‌زني خود از نور بهره بگيرند.

اخيراً ليدونگ لي از دانشگاه علم و فناوري پکن به همراه همکارانش نانوکليدي ساخته‌ است که در ساختمان آن از يک عايق آلي (پولي‌استيرن يا پولي‌متيلمتاکريلات) که در حد فاصل بين اکسيدِ ايندوم قلع (indium tin oxide) و طلا قرار گرفته است، استفاده مي‌شود. نسبت کليدزني روشن/خاموشِ اين ابزار حتي در چگالي توانِ پايين (۵-۱۰ وات بر سانتيمتر مربع، زماني که تحت تابش UV قرار مي‌گيرد)، ۱۰۶ مي‌باشد، درحاليکه اين مقدار براي کليدهاي نوري پيشين که نياز به چگالي تواني بيش از ۳-۱۰ وات بر سانتيمتر مربع دارند، کمتر از۱۰۳ مي‌باشد. اين مزيت براي کاربردهاي محاسبات و پردازش داده‌ي نوري بسيار مهم مي‌باشد.

محققان مذکور، کليد نوري خود را از طريق پوشش‌دهي چرخشي لايه آلي ذکر شده در بين دو لايه‌ي ديگر توليد نمودند. سپس، آنها ابزار مزبور را به منظور شکل‌گيري رشته‌هاي فلزي در لايه‌ي عايقِ آلي، تحت ميدان الکتريکي «فعال‌سازي» کردند. رشته‌هاي مذکور مانند يک ماده‌ي حساس به UV عمل مي‌کنند و به اين شکل، تحت تابش UV، جريان از ابزار عبور نکرده (حالت خاموش) و با حذف تابش، جريان مي‌تواند از آن عبور کند (حالت روشن).

لي در اين باره مي‌گويد: «به دليل کليدزني دودويي اين نانوکليدهاي نوري، مي‌توان از آنها در مدارهاي منطقي کنترل شونده با نور بهره گرفت. علاوه بر اين، از آنجايي که ترانزيستورهاي اثر-ميداني آلي (OFETs) و خازن‌هاي آلي نيز در ساختار خود از لايه‌هاي الکترودِ فلزي و همچنين لايه‌هاي عايق آلي استفاده مي‌کنند، مي‌توان اين راهکار را براي توسعه‌ي قابليت کليدزني نوري OFETها و يا براي ساخت حافظه‌هاي داراي کنترلِ دوگانه (نوري و الکتريکي) به کار گرفت.»

هم‌اکنون لي و همکارانش قصد دارند تا زمان پاسخ اين نانوکليدها به پرتو UV را کاهش دهند.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33716

 

[kemeia]

استفاده از نانوتوپ‌هاي پفکي در پيلهاي خورشيدي​

جمعي از محققاني که در دانشگاه واشنگتن آمريکا فعاليت دارند، با ابداع روشي جديد و استفاده از کره‌هاي پفکي توانستند بازدهي تبديل نور به الکتريسيته در پيل‌هاي خورشيدي را تا دوبرابر افزايش دهند. اين در حالي است که نمونه‌هاي آزمايشگاهي موجود تنها مي‌توانند يک دهم نور فرودي را به برق تبديل کنند که معادل نصف بازدهي پيل‌هاي خورشيدي سيليکوني تجاري است.

اين محققان ابتدا دانه‌هاي بسيار ريزي از اکسيد روي به ابعاد 15 نانومتر تهيه نمودند و از کنار هم قرار دادن آنها توده‌هاي بزرگتر رنگ شده اي (با چگالي سطح داخلي هزار فيت مربع در هر گرم) به ابعاد 300 نانومتر ساختند که موجب پراکنده شدن نور نور فرودي وطي مسافت بيشتري درون پيل خورشيدي مي‌شد. در نهايت بازدهي کل فرآيند از 4,2 به 2,6 (چيزي بيش از دو برابر روشهاي مرسوم) رسيد که بسيار فراتر از حد انتظار بود. در حال حاضر با توجه به پايداري شيميايي کمتر اکسيد روي دانشمندان سعي دارند تا اين روش را در پيل‌هاي خورشيدي اکسيد تيتانيوم به کار برند و به اين ترتيب بازدهي آنها را به چيزي به مراتب بيش از مقدار 11درصد کنوني افزايش دهند.

http://www.physorg.com/news127054956.html

 

[kemeia]

استفاده از نانوکامپوزيت در بهبود سيستمهاي ميکروالکترومکانيکي​

دانشمندان تايواني دريافتند که استفاده از ميکرولرزانک‌هاي ساخته شده از کامپوزيت‌هاي پليمري نانولوله کربني براي تحريک، سيستم‌هاي ميکروالکترومکانيکي موجب بهبود قابل توجه عملکرد آنها مي‌شود.

اين محققان راه ساده اي براي تحريک موادي که به دليل داشتن ضريب کيفيت پائين نوسانات ناخواسته را به سرعت خنثي مي‌کنند، يافته اند.

کامپوزيت‌هاي نانولوله کربني سبک و بسيار انعطاف پذيربوده و با انرژي بسيار کمي، قادرند تحريک الکتروگرمايي سريعي ايجاد کنند. با حرکت اين محرک دو حالت مختلف صفر و يک يا خاموش/روشن ايجاد مي‌شود که کاربرد‌هاي زيادي در ارتباطات و نمايشگرها دارد.

درابزاري که اين محققان ساخته‌اند ولتاژ لازم براي جابجا نمودن اين دسته‌ها به مقدار 560 ميکرو متر، تنها 50 ولت است که اين مقدار در مقايسه با ميکرولرزانک‌هاي موجود (که براي انجام جابجايي مشابه به حداقل 500 ولت نياز دارند) بسيار پائين مي‌باشد. به باور محققان تقويت ميدان ايجاد شده به‌وسيلة نانولوله‌هاي کربني عامل اين ولتاژ پائين است.

در مرحله بعد اين محققان به خواص ميرايي محرک پرداختند. تصاوير بدست آمده حاکي از آن است که نانولوله‌هاي هم راستا به صورت ساختارهاي شبه فلزي در مي‌آيند و با جذب انرژي به کاهش نوسانات پرتو کمک مي‌کند.

آنها براي ساخت ماده کامپوزيتي خود، ابتدا، نانولوله‌هاي کربني چند جداره را روي ماده پايه پلي سيليکوني آهن دار رشد داده و سپس آن را در معرض بخار پليمر قرار دادند. اين محرک‌هاي پليمري نانولوله کربني، با حذف پلي سيليکون زيرين به‌وسيلة فاز بخارXeF2 شکل مي‌گيرند.

گفتني است که گزارشي از اين تحقيق در نشريه Nanotechnology منتشر شده است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33667

 

[kemeia]

استفاده ازنانوسيم‌هاي مسي در توليد نمايشگرهاي با عمر طولاني​

محققان دانشگاه ايلينويز روش جديدي براي رشد نانوسيم‌هاي مسي توسعه داده‌اند که در دماي پايين کار کرده و از کاتاليزور بهره نمي‌برند. نانوسيم‌هاي مسي مي‌توانند به عنوان اتصالات در ساخت ابزارهاي الکترونيکي و همچنين به عنوان نشرکننده‌هاي الکتروني در نمايشگرهاي شبه‌تلويزيون مسطح نازک که نمايشگرهاي نشر زمينه ناميده مي‌شوند، مورد استفاده قرار بگيرند. کيکون کيم استاد مهندسي برق و رايانه مي‌گويد: «ما مي‌توانيم جنگلي از نانوسيم‌هاي مستقل ايستاده با قطر و طول کنترل شده را که مناسب استفاده در ابزارهاي الکترونيکي هستند، توليد نماييم».

هيونگ سو چوئي استاد پژوهشي در آزمايشگاه ميکرو و نانوفناوري و در دانشکده مهندسي برق و رايانه مي‌گويد: «نانوسيم‌هاي مسي روي محدوده وسيعي از بسترها شامل شيشه، فلز، و پلاستيک به وسيله روش رسوب‌دهي شيميايي بخار توليد مي شوند. روشي که ما ابداع نموده و آن را به صورت يک اختراع ثبت کرده‌ايم، با پروتکل‌هاي فراوري سيليکون امرزوي سازگار مي‌باشد».

اين محققان نتايج کار خود را در مقاله‌اي که براي انتشار در مجله Advanced Materials پذيرفته شده است، توضيح داده‌اند.

معمولاًً نانوسيم‌هايي با قطر 70 تا 250 نانومتر بدون نياز به استفاده از دانه‌هاي کاتاليزور در دماي 200 تا 300 درجه سيلسيوس روي بستر سيليکوني رشد داده مي‌شوند. اندزاه نانوسيم‌ها توسط شرايط فرايند همانند بستر، دماي بستر، زمان رسوب‌دهي و سرعت تزريق مواد اوليه کنترل مي‌شود. با استفاده از اين روش نانوسيم‌هاي پنج‌وجهي ستوني با نوک پنج‌وجهي توليد مي‌شوند که براي نشر الکترون مناسب هستند.

محققان براي اثبات کارايي اين روش ابتدا آرايه‌اي از نانوسيم‌هاي مسي را روي يک بستر سيليکوني الگودهي شده رشد دادند. سپس با استفاده از خوشه‌هايي از اين آرايه، يک نمايشگر نشر زمينه را ساختند.

در يک نمايشگر نشر زمينه، الکترون‌هاي منتشر شده از نوک نانوسيم به يک روکش فسفري برخورد نموده و ايجاد تصوير مي‌کنند. چون محققان از خوشه‌اي از نانوسيم‌ها براي هر پيکسل استفاده کردند، کار نکردن تعدادي از اين نانوسيم‌ها کل ابزار را خراب نمي‌کند.

کيم مي‌گويد: «ويژگي‌هاي نشر الکترون نانوسيم‌هاي مسي که ما در نمايشگر ساخته شده استفاده کرديم، بسيار خوب بود. نتايج تجربي ما نشان مي‌دهند که نانوسيم‌هاي خوشه‌اي مي‌توانند در توليد نمايشگرهاي نشر زمينه با عمر طولاني مورد استفاده قرار بگيرند».

اين محققان علاوه بر کار روي نمايشگرهاي انعطاف‌پذير ساخته شده از نانوسيم‌هاي مسي رشديافته روي پلاستيک قابل خم‌شدن، روي نانوسيم‌هاي نقره‌اي نيز کار مي‌کنند.


http://www.physorg.com/news128611296.html

 

[kemeia]

افزايش مقاومت در برابر خوردگي با نانولوله‌هاي کربني ​

محققان ژاپني با افزودن نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره به آلياژهاي منيزيم، توانستند خواص خوردگي آنها را به مقدار قابل ملاحظه‌اي بهبود بخشند. ويژگي‌هاي مکانيکي آنها نيز بهتر و باعث شده‌است که جايگزين پرآتيه‌اي براي آلياژهاي آلومينيومي و پلاستيک‌هاي مهندسي در بسياري از کاربردها باشند.
آلياژهاي منيزيمي به‌دليل سبکي وزن به‌طور مرسوم در ادوات اتومبيل، اسباب الکترونيکي و وسايل ورزشي مورد استفاده هستند؛ با اين حال، براي بهبود خواص خوردگي لازم است که اين آلياژها در حين فراوري پوشش داده شوند كه همين امر باعث محدود کردن کاربردهاي آنان مي‌شود.
ظاهراً مورينوبو اِندو از دانشگاه شينشو واقع در ناگانو به همراه همکارانش، راه حلي براي اين مشکل يافته‌اند. اين محققان دريافته‌اند که افزودن حدود 5 درصد وزني از نانولوله‌هاي کربني چند‌ديوارة کوتاه هم‌‌جهتِ بسيار منظم، مي‌تواند مقاومت خوردگي اين آلياژها را بهبود بخشد، همچنين علاوه ‌بر اين نتيجه خيلي مهم، خواص مکانيکي نيز بهبود يافته‌اند(افزايش 25 درصد و 11 درصد به‌ترتيب در مدول کشساني و استحکام کششي).



(تصاوير FE-SEM که نشان‌دهنده ريخت‌شناسي سطوح ترکيبات آلياژي منيزيم به ترتيب در حالت معمولي و حالتي که داراي 5% وزني از MWNT مي‌باشد. آلياژ معمولي منيزيم نسبت به آلياژ حاوي 5% وزني MWNT، داراي ترک‌هاي بيشتري مي‌باشد. همان طور که در تصوير سمت راست مشخص است، ما مي‌توانيم خاصيت MWNT را در حفظ لايه‌هاي اکسيدي مشاهده کنيم. )

اِندو و همکارانش با استفاده از روش ترکيب پودر– پودر و استفاده از فرايندهاي قالب‌گيري تحت فشار در خلأ، توانستند ترکيبات آلياژ منيزيمي حاوي نانولوله‌هاي کربني چندجداره را تهيه‌کنند. آنها با فرو بردن آلياژهاي مذکور به داخل آب شور و اندازه‌گيري جرم از دست‌رفته، موفق به تعيين خوردگي آنها شدند.
اين دانشمندان پي بردند که اين ترکيبات جديد بعد از حدود 20 ساعت قرار گرفتن در داخل حمام نمک هيچ جرمي را از دست نمي‌دهد، و اين در حالي است که آلياژهاي منيزيمي مرسوم حدود 13 درصد جرم خود را از دست مي‌دهند.
طبق اظهارات اين گروه، خواص خوردگي اين آلياژها به‌دليل شکل‌گيري لايه‌هاي اکسيدي پايدار در مرز دانه‌هاي منيزيم بهبود مي‌يابد. اندو گفت:«علاوه ‌بر اين، با به‌كارگيري نانولوله‌ها در داخل آلياژ منيزيم، مي‌توان از جدا ‌‌‌شدن لايه‌هاي اکسيدي جلوگيري كرد که اين عمل باعث کند ‌‌‌شدن تشکيل لايه‌هاي اکسيدي ‌بعدي مي‌شود.»
اندو افزود:«به نظر ما اين ترکيبات جديد، يکي از بهترين کانديداهاي ممکن براي ساخت مواد سبک وزن اتومبيل‌هاست و حتي عقيدة ما اين است که آنها مي‌توانند جايگزين آلياژهاي آلومينيومي و پلاستيک‌هاي مهندسي شوند که داراي کاربردهاي تجاري در وسايل کم وزن، محکم و بادوام هستند.» اين گروه هم‌اکنون مشغول توسعة روش‌هايي براي کنترل خواص الکتريکي و گرمايي اين آلياژها است.
اين محققان نتايج کار خود را در مجلة Applied Physics Letters منتشر کرده‌اند.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33849

 

[kemeia]

انتشار يکنواخت نانوذرات در الياف پليمري ​

محققان آمريکايي يک فرايند منفرد و پيوسته را توسعه داده‌اند که با استفاده از آن مي‌توان نانومواد جامد را به شکل کاملاً يکنواخت و کنترل شده (موقعيت فضايي) درون الياف الکتروريسيده قرار داد. اين روش هيبريدي از مزاياي فراوري اکستروژن دومارپيچي بهره برده و براي توسعه داربست‌هاي موثرتر براي توليد مجدد بافت به کار مي‌رود. کاربردهاي ديگر اين فرايند شامل ساخت حسگرها، ف_ * ل*_ ت رها، و حتي الياف هوشمند است.

ديلهان کاليون از موسسه فناوري استيونز آمريکا در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «اين روش به ما اجازه مي‌دهد غلظت نانوذرات را در بخش‌هاي مختلف شبکه کنترل کنيم. در نتيجه مي‌توانيم گراديان‌هاي پيوسته‌اي توليد نماييم که امکان تقليد بهتر از ويژگي‌هاي بافت محلي را ايجاد مي‌کند».

اين فرايند امکان ترکيب نمودن افزودني‌هاي مختلفي را با درجه آزادي بالا فراهم مي‌آورد که به نوبه خود کنترل بيشتري را روي عملکردهايي همچون دارورساني ايجاد مي‌کند.

در قسمت مرکزي اين سيستم، دو مارپيچ قرار دارند که به صورت کامل باهم درگير بوده و باهم مي‌چرخند؛ اين مارپيچ‌ها به يک گردنده هيدروليک متصل مي‌باشند. اين مارپيچ‌ها داراي بلوک‌هاي به‌هم‌زني هستند که به صورت وارونه مرتب شده‌اند و براي شکستن توده‌هاي نانوذرات ايده‌ال مي‌باشند.

محققان براي ايجاد ساختار مشبک ابتدا يک پليمر زيست‌تخريب‌پذير و رساناي الکتريسيته را درون اکسترودر وارد کردند. در اين مرحله ماده مورد نظر با غلظت‌هاي مختلفي از نانوذرات و ساير اجزا به شکلي کنترل شده مورد استفاده قرار مي‌گيرد؛ سپس فرايند به نحوي ادامه مي‌يابد که نانوذرات منتشر شده و سپس از يک قالب نخ‌ريسي به بيرون رانده شده و براي الکتروريسندگي استفاده مي‌شود. اختلاف پتانسيل بالايي که ميان خروجي اکسترودر و يک صفحه جمع‌کننده وجود دارد، موجب تشکيل الياف پليمري حاوي نانوذرات روي بستر گرديده و ساختار شبکه‌اي را ايجاد مي‌کند.

اين گروه براي آزمايش فرايند خود، از نانوذرات بتا تري کلسيم فسفات و پليمر پلي کاپرولاکتون حل شده در دي کلرو متان استفاده کردند؛ آنها توانستند بدين ترتيب اليافي با قطر 200 تا 2000 نانومتر به دست آورند. تصاوير نشان دادند که نانوذرات درون الياف پخش شده‌اند.

آنگونه که کاليون توضيح مي‌دهد اين گروه مي‌تواند اندازه حفرات شبکه بافته نشده خود را در محدوده 5 تا 50 ميکرومتر نگه دارد. اين اندازه براي کاربردهاي مربوط به مهندسي غضروق و پوست کاملاً مناسب مي‌باشد.

اين محققان نتايج کار خود را در مجله Nanotechnology منتشر کردند.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33877

 

[kemeia]

ايجاد مواد مالتي‌فروئيک نانومقياس ​

مواد مالتي‌فروئيک مي‌توانند در محدوده وسيعي از کاربردها همچون ابزارهاي ارتعاشي فرومغناطيس، حسگرهاي ميدان مغناطيسي با پهناي باند وسيع، و سل‌هاي حافظه مگنتوالکتريک مورد استفاده قرار بگيرند. حال گروهي از پژوهشگران در چين و آمريکا دريافته‌اند که مي‌توان در مقياس نانو به خاصيت مالتي‌فروئيک بهبوديافته درست پيدا کرد؛ بنابرگفته اين گروه پژوهشي، اين يافته‌ها مي‌توانند تأثيرات فناورانه زيادي داشته باشند.

مالتي‌فروئيک‌ها هم فروالکتريک و هم مغناطيسي هستند؛ اين خاصيت باعث مي‌شوند بتوان از آنها در کاربردهاي جديدي استفاده کرد. اين کاربردها شامل ابزارهاي ميکروالکترونيکي همانند ابزارهاي ذخيره‌سازي سريع اطلاعات و حسگرهاي مگنتوالکتريک بسيار حساس، فعال کننده‌ها، و گيرنده‌هاي انرژي است.

ژيانگيو لي از دانشگاه واشنگتن و همکارانش از دانشگاه ژيانگتان نانوالياف هيبريدي متشکل از CoFe2O4 و Pb(ZrTi)O3 توليد کرده‌اند که داراي خاصيت مالتي‌فروئيک مي‌باشد. اين محققان مي‌گويند اين الياف مي‌توانند نسبت به مواد مالتي‌فروئيک توده‌اي معمول، کوپل شدن مگنتوالکتريک بالاتري داشته باشند.

لي در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «اين قابليت استراتژي غيرعادي براي مالتي‌فروئيک بودن ارائه مي‌دهد که نه تنها از نظر علمي جالب است، بلکه پتانسيل‌هاي فناورانه بزرگي دارد».

اين گروه نانوالياف مالتي‌فروئيک را با روشي به نام الکتروريسندگي توليد کرد. ابتدا يک سل‌ژل حاوي CoFe2O4 و Pb(ZrTi)O3 باهم مخلوط شدند تا يک محلول کامپوزيتي توليد کنند. سپس اين محلول داخل يک سرنگ وارد شده و در يک ميدان الکتريکي بسيار قوي از طريق يک سوزن فلزي روي يک جمع‌کننده ريسيده شد.

لي و همکارانش با استفاده از پراش اشعه ايکس و ميکروسکوپ الکتروني عبوري با تفکيک‌پذيري بالا، ساختار ياقوتي CoFe2O4 و ساختار پروسکيتي Pb(ZrTi)O3 را به اثبات رساندند. ويژگي‌هاي مالتي‌فروئيک اين کامپوزيت با استفاده از ميکروسکوپ نيروي پاسخ پيزو (piezoresponse) اندازه‌گيري‌هاي پس‌ماند مغناطيسي به تأييد رسيد.

لي مي‌گويد: «نانوالياف مالتي‌فروئيک امکان توليد برخي از ابزارها و ساختارهاي مگنتوالکتريک جديد را ايجاد مي‌کند. به عنوان مثال روبشگرهاي مگنتوالکتريک يک‌بعدي با تفکيک‌پذيري نانومتري، امکان ايجاد حساسيت ميدان بالا و تفکيک‌پذيري نانومتري فضايي را به طور همزمان به وجود مي‌آورند».

گروه پژوهشي چين-آمريکا در حال حاضر روي بهينه‌سازي شرايط فرايند تمرکز دارند تا بتوانند اندازه و جهت‌گيري نانوالياف را بهتر کنترل کنند؛ فعاليت فعلي ديگر آنها يکپارچه‌سازي اين الياف در ابزارهاي مختلف مي‌باشد. لي مي‌افزايد: «ما همچنين در حال کار روي محدوده وسيعي از نانوالياف مالتي‌فروئيک با ساختار و ويژگي‌هاي بهبوديافته هستيم».

نتايج اين کار پژوهشي در مجله Applied Physics Letters منتشر شده است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33908

 

[kemeia]

محققان مؤسسه ملي استاندارد و فن‌آوري (NIST) آمريكا موفق به ساخت نانولوله آزمايش‌هايي شدند كه به كمك آن مي‌توان مولكول‌هاي پروتئيني را در شرايطي مشابه با محيط سلول زنده مورد مطالعه قرار داد.

به گزارش ايسنا، اين محققان با محدود كردن مولكول پروتئين در يك نانو قطره آب، توانستند مستقيماً ديناميك و تغييرات ساختاري اين زيست مولكولها را مورد مطالعه قرار دهند.

اين نانوقطره‌ها مشابه محيط واقعي سلول و محل رشد پروتئين‌ها طراحي شده‌اند و به كمك آن مي‌توان به بررسي مبناي مولكولي بيماري‌ها پرداخته و اطلاعاتي براي توسعه روشهاي درماني جديد بدست آورد.

به عنوان مثال پروتئين‌هاي آسيب ديده در بسياري از بيماري‌ها و از جمله ديابت نوع 2، آلزايمر و پاركينسون نقش دارند. محققان با مشاهده چگونگي نقص پروتئين‌هايي كه در اين نانوقطره‌هاي قرار گرفته‌اند، اطلاعات تازه اي درباره بيماري‌ها پيدا كرده و مي‌توانند روش‌هاي درماني جديدي بيابند.

اين نانوقطره‌ها با استفاده از ميكروپيپت‌هاي ريز شيشه‌يي در سيال روغني زير ميكروسكوپ غوطه ور شده و مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. براي نگهداشتن اين قطره‌هاي كوچك (با قطر معمولاً كمتر از يك ميكرون) در زير ميكروسكوپ، از يك پرتو ليزري استفاده شد. پرتو ليزر ديگري هم به ايجاد تحريك فلورسانس در مولكول يا مولكولهاي داخل اين قطره مي‌پردازد.

به اين ترتيب تعداد مولكولهاي داخل نانو قطره‌ها مشخص شده و حركت و يا تغييرات ساختاري مولكول يا مولكولهاي محدود شده آشكار مي‌شود.

به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، با اين روش محققان مي‌توانند چگونگي برهم كنش دو پروتئين يا بيشتر را مورد مطالعه قرار دهند.

اين آزمايش با استفاده از تنها چند مولكول و مقدار كمي معرف قابل انجام است و ديگر نياز چنداني به مواد شيميايي سمي يا گران نخواهد بود. مزيت ديگر اين روش آن است كه عملكرد اين مولكولها تحت تأثير محدوديت ايجاد شده قرار نگرفته و به جداره‌ها نمي‌چسبند

گفتني است گزارشي از اين تحقيق در نشريه لانگموئر و با عنوان «پروتئين داراي فلورسانس سبز واقع در نانوقطره‌هاي آبي» به چاپ رسيده است.

 

[kemeia]

تغيير ويسکوزيته مايعات در فضاهاي نانومتري ​

محققان در آمريکا نشان داده‌اند، هنگامي که سيال‌هايي مانند آب و روغن سيليکوني در فضاي نانومتري محبوس شوند، رفتاري مشابه سس گوجه‌فرنگي يا خمير دندان از خود نشان مي‌دهند، سپس اگر اين مايعات محبوس شده، تکان داده شوند، سيال مي‌شوند و همان خواص مکانيکي و ساختاري خود را ـ هنگامي که به‌صورت لايه‌هاي ضخيم‌تر هستند ـ نشان مي‌دهند.
اين مطالعه ـ که در آن براي اولين بار از ميکروسکوپ نيروي اتمي(AFM) براي اندازه‌گيري ويسکوزيتة سيال‌هاي محبوس‌شده ‌استفاده شده‌است ـ نشان مي‌دهد که اين مايعات مي‌توانند بر اساس تغييرات محيطي از خود عکس‌العمل نشان داده، ويسکوزيته خود را اصلاح کنند.
اليزا ريدو، از گروه فيزيک مؤسسة فناوري جرجيا و يکي از اين محققان، گفت:«دانستن اين مطلب خيلي مهم است. اگر يک روان‌کنندة ‌استفاده‌شده‌ در قطعه‌اي از ماشين‌آلات ـ هنگامي که بين دو سطح جامد فشرده مي‌شود ـ ضخيم و ژلاتيني شود، مي‌تواند مشکلاتي را ايجاد کند و اگر اين قطعه ماشين‌آلات تکان بخورد، اين مايع سيال مي‌شود.»



يک سل مايع حاوي آب که همراه با يک ميکروسکوپ نيروي اتمي، اجازة اندازه‌گيري ويسکوزيته آب را مي‌دهد.

اين محققان براي اندازه‌گيري رفتار لايه‌هاي ضخيم و نازک مايعات ـ هنگامي که در حال نوسان يا تکان خوردن بودند ـ از ميکروسکوپ نيروي اتمي استفاده کردند. يک نوک سيليکوني کروي براي نزديک‌‌ ‌شدن به يک سطح ميکاي غوطه‌ور در آب يا روغن سيليکوني استفاده شد و در همان حال نوسان‌هاي کوچک افقي به پاية لرزانک اعمال شد. ريدو گفت:«ما اولين گروه تحقيقاتي هستيم که براي مطالعة ويسکوزيته سيال‌هاي محبوس‌شده از ميکروسکوپ نيروي اتمي ـ به‌واسطة ‌اندازه‌گيري نيروي افقي مستقيم با دقت بالا ـ استفاده كرديم.
اين نيروهاي افقي و نرمال عمل‌کننده روي نوک مستقيماً و هم‌زمان به‌عنوان تابعي از ضخامت فيلم مايع اندازه‌گيري ‌‌شدند و نسبت تنش به کشش تحت شرايط نوساني ـ که معروف به مدول ويسکوالاستيک است ـ در بسامدها و کشش‌هاي مختلف اندازه‌گيري شد. اين محققان زمان سست‌سازي(relaxation) دو مايع مرطوب‌کننده(آب و روغن سيليکوني يا اُکتامتيل سايلوتتراسيلوکسان) را نيز اندازه‌گيري کردند.
تاي لي، از مؤسسة فناوري جرجيا و يکي ديگر از اين محققان، گفت:«زمان سست‌سازي ميزان فعال بودن اين مولکول‌ها را نشان مي‌دهد. يک زمان سست‌سازي بزرگ‌تر بدين معني است که زمان بيشتري طول مي‌کشد تا اين مولکول‌ها بعد از تکان خوردن، دوباره خود را مرتب کنند و شکل اوليه و قبلي خود را پيدا کنند. مايعات زمان سست‌سازي خيلي کمي دارند؛ مثلاً به محض توقف تکان ‌دادن يک بطري آب، آن به پيکربندي اولية خود برمي‌گردد.»
نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهند که زمان سست‌سازي آب و روغن سيليکوني ـ هنگامي که محبوس شوند ـ چندين درجه بزرگي، بيشتر مي‌شود و اين بدين معني است که آنها مانند ژل‌ها و شيشه عمل مي‌کنند. اين محققان نشان داده‌اند که زمان‌هاي سست‌سازي، هنگامي که اين مايعات محبوس شوند، به‌سرعت تکان ‌دادن بستگي دارند؛ اين در حالي است كه در لايه‌هاي ضخيمي که محدود نشده‌اند، اين مولکول‌ها هيچ وابستگي‌اي به‌سرعت تکان دادن از خود نشان نداده‌اند و هميشه زمان سست‌سازي خيلي کمي داشته‌اند و مانند يک مايع نرمال عمل کرده‌اند.
هنگامي که ضخامت فيلم آب کمتر از يک نانومتر باشد(يعني از حدود سه مولکول آب چيده‌شده‌ پشت‌سر هم تشکيل شده باشد) زمان‌هاي سست‌سازي نيز کم‌تر است و در غير اين صورت خواص آن همانند خواصش در يک بطري آب است، همچنين خواص روغن سيليکوني در ضخامت کمتر از چهار نانومتر تغيير مي‌كند.
نتايج اين تحقيق در مجلة Physical Review Letters منتشر شده‌است.

http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=29163

 

[kemeia]

توليد تک‌مرحله‌اي نانوذرات مغناطيسي با کيفيت عالي ​

محققان دانشگاه مينسوتا يک روش تک‌مرحله‌اي براي توليد يک طبقه از نانوذرات مغناطيسي توسعه داده‌اند که مي‌توانند در کاربردهاي متنوعي ـ از کاربردهاي زيست‌پزشکي گرفته تا ذخيرة داده ـ استفاده شوند. اين نانوذرات مغناطيسي بي‌نظير، از يک هستة کبالتي و آهني و يک پوستة طلايي تشکيل شده‌اند و به‌طور بالقوه خواص مغناطيسي خيلي مفيدي دارند.
نانوذرات مغناطيسي داراي کاربردهاي گسترده‌اي هستند. در حوزة پزشکي، دانشمندان اميد دارند که نانوذرات مغناطيسي منفرد را براي تحويل داروهاي ضد سرطاني به يک ناحية مشخص از بدن، يا براي افزايش کنتراست در تصويربرداري تشديد مغناطيسي(MRI) استفاده کنند. اين نانوذرات مي‌توانند به توسعة ذخيره دادة ظرفيت ‌بالا نيز کمک کنند. به‌طور کلي هر چه مومنت(moment) مغناطيسي( ميزان استحکام مغناطيسي يک ماده) اين نانوذرات بالاتر باشد، توان بالقوة آنها براي اين کاربردها نيز بيشتر است.
جيانگ پينگ وانگ، يکي از اين محققان، گفت:« همينك تحقيقات زيادي براي يافتن نانوذرات مغناطيسي که عملکرد بهتري دارند، انجام مي‌شود. نانوذرات با مومنت‌هاي مغناطيسي بالا به‌ويژه براي کاربردهاي زيست‌پزشکي بسيار مفيدند؛ زيرا آنها هر چه قوي‌تر باشند، استفادة كمتري در بدن دارند. کميت اين نانوذرات براي آزمايش‌هاي باليني خيلي مهم است.


ساختار نانوبلورهاي (FeCo-Au. (c شرح اپيتاکسي بين bcc FeCo (خط نقطه‌چين) و fcc Au (خط توپر) (اتم کوچک‌تر Fe يا Co؛ اتم بزرگ‌تر (Au). (d) رابطه عمودي بين دو Au(110) (نشان داده شده با پيکان‌ها) در دو وجوه همساية FeCo{100}، با يک جفت در اين کناره. (e) يک شرح سه‌بعدي از يک گوشه از نانوبلور(FeCo-Au. (f تصوير HRTEM از يک گوشه از يک نانوبلور

اين نانوذرات ساخته‌شده ‌از آهن– کبالت(هسته) و طلا(پوسته)، يک مومنت مغناطيسي سه تا چهار برابر بزرگ‌تر از نانوذرات اکسيد آهن مرسوم، دارند. به علاوه، سطح طلاي اين ذره زيست‌سازگار است و به‌آساني به مولکول‌هاي بزرگ‌تر متصل مي‌شود و اين ويژگي آنها را براي کاربردهاي زيست‌پزشکي جذاب‌تر مي‌کند.
اگر چه مزاياي اين نانوذرات هنوز کاملاً شناخته‌شده ‌نيست، اين محققان براي اولين بار نشان داده‌اند که چگونه مي‌توان آنها را با يک روش مؤثرتر و ساده‌تر از روش‌هاي مرسوم توليد کرد. روش‌هاي شيميايي مرسوم، به‌واسطة دماي جوش حلال ـ که براي ايجاد واکنش بايد بسيار زياد باشد ـ و خطرِ در معرض هوا قرار گرفتن ـ که باعث خوردگي اين ذرات حساس مي‌شود ـ محدود شده‌اند. اين محققان در روش چگالش– گاز خود، از يک تفنگ يوني براي بمباران يک هدف فلزي جامد ساخته‌شده ‌از آهن- کبالت، و طلا با يون‌هاي پرانرژي، استفاده کردند. همة اين عمليات داخل يک حمام گرم از گاز پرفشار که اتم‌هاي پرانرژي را به نانوذرات خواسته‌شده‌ تبديل مي‌کرد، اتفاق افتاد.
اين محققان سپس نانوبلورهاي به دست‌آمده را با ميکروسکوپ الکتروني عبوري با وضوح بالا، طيف‌بيني اشعة x متفرق‌کنندة انرژي و دورنگ‌نمايي مدور مغناطيسي اشعة x، آناليز کردند. يافته‌هاي آنها نشان دادند که اين نانوبلورهاي مکعبي تشکيل‌شده با اين روش فيزيکي، بسيار خالص هستند و فصل مشترک‌هاي بين هسته و پوسته در آنها تيز و بدون نقص است، همچنين پوستة اين نانوذرات براي جلوگيري از اکسيداسيون هستة آهن– کبالت(منبع خواص مغناطيسي بي‌نظير اين نانوذرات) براي بيش از چهار ماه که در معرض هوا باشد، به ‌اندازة کافي ضخيم است. مومنت‌هاي مغناطيسي اين نانوذرات نزديک به مقادير مومنت‌هاي آلياژهاي کبالت– آهن توده‌اي هستند.
وانگ گفت:«يافته‌هاي ما نشان مي‌دهند که اين نانوذرات مغناطيسي براي کابردهاي زيست‌پزشکي بسيار نويدبخش هستند. اين روش به‌آساني مي‌تواند براي توليد ديگر نانوذرات مناسب براي استفاده در زمينه‌ها و فناوري‌هاي مختلف از قبيل کاتاليست‌ها و ذخيره هيدروژن؛ به کار رود.
نتايج اين تحقيق در مجله Applied Physics Letters منتشر شده‌است.

http://www.physorg.com/news128961471.html

 

[kemeia]

روش ساده تک‌مرحله‌ای براي رشد نانولوله‌های هم‌‌جهت ​

يک روش تک‌مرحله‌اي براي توليد آرايه‌هايي از نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره(MWCNTs)، به‌دليل سادگي و قابليت‌هايش، مي‌تواند به‌زودي با روش‌هايي عمومي؛ از قبيل CVD و PECVD رقابت کند. اين روشِ مبتني بر پيروليز ـ که به‌وسيلة محققان هندي توسعه داده شده‌است ـ بسياري از ادوات گران و پيچيده‌اي را که‌امروزه ‌استفاده مي‌شوند، حذف مي‌کند و در عوض فقط يک لولة کوارتز، يک کورة تک‌مرحله‌اي و يک کيسة لاستيکي نياز دارد.
کارونا کارنادا، از مرکز تحقيقاتي مواد در مؤسسه علوم هند و يکي از اين محققان، گفت:«ما باور داريم که روشمان هزينة توليد نانولوله‌هاي کربني را شديداً کاهش خواهد داد. اين روش نياز به هيچ جريان گاز يا تهية بستر ندارد و زمان توليد را نيز بهبود مي‌بخشد.»
اين محققان براي توليد آرايه‌هاي نانولوله‌اي خود، 18 گرم از کاتاليست(فروسين) و دو ميلي‌ليتر از مادة منبع کربني(هر کدام از زايلن، سايکلوهگزان، کافور، هگزان، بنزن يا تولوئن) را در يک لوله کوارتز قرار دادند. قطر اين لولة واکنش ـ که يک انتهاي آن بسته ‌شده ‌بود ـ ده ميلي‌متر و طول آن 700 ميلي‌متر بود. در مرحلة بعد، اين لولة کوارتز داخل يک کورة تک‌مرحله‌اي در دماي700oc ، و به مدّت 30 دقيقه قرار داده شد و پس از آن به اندازة دماي اتاق سرد شد. يک کيسة لاستيکي در انتهاي باز اين لوله کوارتز گازهاي توليدشده را جمع‌آوري مي‌کرد.




تصاوير SEM از آرايه‌هاي هم‌راستاي نانولوله‌هاي کربني تهية شده بوسيلة کاتاليست‌هاي فروسِن از (a) زايلن، (b) کافور، (c) هگزان، (d) سايکلوهگزان، (c) تولوئن، (f) پيريدين و (g) بنزن. (h) تصوير SEM از نانولوله‌هاي کربني تهية شده از بنزن

اين گروه با پيروليز چنين مواد منبع کربني، مي‌تواند نانولوله‌هاي کربني ني‌شکلي را به همان خوبي روش‌هاي مرسوم توليد نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره، توليد کند. اين نانولوله‌ها شامل تعداد زيادي قسمت‌هاي توخالي مجزا هستند که در کاربردهايي؛ از قبيل نانوالکترونيک، حسگرهاي زيستي، ذخيرة گاز و ارتباطات نوري مناسب هستند. ظاهراً حضور نيتروژن در مادة منبع کربن، علت شکل غير معمول اين ساختار است.




تصوير TEM از نانولوله‌هاي شبيه ‌ني، تهيه شده از پيريدين.

با استفاده از روش توليد اين گروه تحقيقاتي، و پس از آن استفاده از عمليات خالص‌سازي استاندارد براي حذف مواد کربني بي‌شکل و ذرات کاتاليستي، مي‌توان حدود 54 ميلي‌گرم نانولولة کربني چند‌جداره توليد کرد.
پيتامبر ماهانانديا، يکي ديگر از اين محققان، گفت:«هم‌اکنون ما در حال افزايش مقياس فرايندمان براي توليد مقادير زيادي از نانوساختارهاي کربني کم‌هزينه هستيم. ما علاقه‌مند به همکاري با گروه‌هاي صنعتي هستيم و قصد داريم تا فرايند خود را براي کاربردهاي صنعتي توسعه دهيم.»
اين محققان نتايج کار خود را تحت عنوان " روشي تک‌مرحله‌اي براي تهية آرايه‌هاي هم‌‌جهتي از نانولوله‌هاي کربني" در مجلة Nanotechnology منتشر کرده‌اند.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33725

 

[kemeia]

يافتن راه حلي براي رفع مشکل شارژ باتريهاي ليتيومي ​

اگرچه باتريهاي ليتيوم- يوني کاربرد فراواني در دستگاه‌هاي الکترونيکي قابل حمل از قبيل لب تاپ، دستگاه‌هاي پخش صدا و تلفن‌هاي همراه دارند، اما عيب آنها اين است که به به‌دليل تشکيل يک فيلم ميان فاز الکتروليتي جامد و افزايش مقاومت دروني باتري، طور کامل قابل شارژ نمي‌باشند.

گروهي از دانشمندان چيني سعي کرده‌اند تا با استفاده از نانولوله‌هاي کربني اين مشکل را برطرف کرده و ظرفيت شارژ اين باتريها را بهبود بخشند. آنها با استفاده از روشVCP (رسوب دهي بخار شيميايي) نانولوله‌هاي کربني را روي سطح سيليکون قرار داده و سپس اين ذرات را با کربن حاصل از شکر روکش نمودند.

آند Si-CNT بدست آمده با اين روش کارايي بسيار خوبي در نمونه اوليه باتريهاي ليتيوم يوني داشته است. اين محققان دريافتند که پس از بيست چرخه، ظرفيت تخليه کامپوزيت Si-CNT به 727 ميلي آمپرساعت در هر گرم مي‌رسد. که در مقايسه با 363 ميلي آمپرساعت در هر گرم مربوط به ذراتي که تنها با شکر روکش شده‌اند، بسيار بيشتر است.

گفتني است گزارش کامل اين تحقيق در نشريه International Journal of manufacturing منتشر شده است.

www.physorg.com/news127043619.html

 

[kemeia]

کانال‌هاي نانوسياليت و توليد جريان الکتريسيته ​

کانال‌هاي نانوسياليت ابزار مناسبي براي توليد انرژي الکتريکي از منابع غير معمول؛ از قبيل تکان‌هاي ناگهاني ماشين هنگام افزايش يا کاهش سرعت، يا حتي چين‌ خوردن و صاف ‌‌‌شدن کفش‌ها هنگام راه رفتن است. محققان دانشگاه براون افزاره‌اي طراحي کرده‌اند که براي توليد الکتريسيته از يک اختلاف فشار بهره مي‌برد. اين افزاره شامل دو مخزن سيال است که با يک غشاي نانومتخلخل نازک از همديگر جدا شده‌اند.
هنگامي که اختلاف فشار بين اين مخازن باعث حرکت آب در سرتاسر اين غشا مي‌شود، بار الکتريکي نيز با آن حمل مي‌شود. اين اثر ـ که معروف به جاري ‌‌‌شدن جريان الکتريکي است ـ بدين دليل است که جريان سيال يون‌هاي باردار مقابل را ـ که نزديک سطوح داخلي باردار جمع شده‌اند ـ انتقال مي‌دهد. الکترودهايي که در هر کدام از اين مخازن هستند، به‌آساني مي‌توانند اين الکتريسيته را جمع‌آوري کنند. دِرِک استين، يکي از اين محققان، گفت:«ما باور داريم که در صورت استفاده از نانولوله‌هاي کربني به‌عنوان خلل و فرج در اين غشاي نانومتخلخل، لغزندگي هيدروديناميکي بيشتر خواهد شد و در نتيجه بازده و جريان الکتريکي خروجي نيز افزايش خواهد يافت.»


سطح مقطع يک افزارة نانوسياليت براي تبديل انرژي الکتروجنبشي. يک نانوکانال نازکِ پرشده با محلول آبي، دو مخزن ِ داراي فشارهاي P1 و P2، را به هم‌متصل مي‌کند. اختلاف فشار P1 و P2 يک جريان جاري (I) و يک پتانسيل جاري‌کننده (V1-V2) ايجاد مي‌کند که يک بار الکتريکي خارجي (RL) توليد مي‌کند.

سيالي که در امتداد سطح يک کانال مي‌لغزد، اتلاف انرژي و اصطکاک را کاهش مي‌دهد. اين امر شايد اجازه بدهد که بازده اين فرايند تبديل انرژي، متناسب با ميزان لغزندگي، به بيش از 50 تا 90 درصد يا حتي 95 درصد، برسد. براي رسيدن به لغزندگي مناسب، سطوح داخلي اين افزارة نانوسياليت بايد بي‌نهايت نرم و آب‌گريز باشد. تعداد کمي مواد وجود دارد که مي‌توانند جوابگوي اين نيازها باشند. به عقيدة اين محققان، سطح داخلي يک نانولولة کربني شايد بهترين انتخاب براي اين کار باشد.
اين محققان براي اين افزاره چگالي‌هاي توان 72/0 و 1/2Wm-2 را گزارش کرده‌اند. استين در اين‌باره گفت:«اين چگالي‌هاي توان، چگال‌هايي هستند که ما براي دو ف_ * ل*_ ت ر نانولوله‌اي ويژه ـ که اخيراً گزارش شده‌اند ـ تخمين زده‌ايم(با فرض اينکه فشار يک اتمسفر اعمال شود). اين مقادير احتمالاً براي بعضي از کاربردهاي الکتريکي کم‌توان؛ مانند يک اجرا‌کنندة فايل‌هاي صوتي(MP3 Player) مناسب باشند.»
اگرچه اين ف_ * ل*_ ت رها تراکم‌‌هاي نسبتاً کمي از نانولوله‌هايي ـ که به‌عنوان خلل و فرج بودند ـ داشتند؛ با توجه به اينکه توان خروجي متناسب با تعداد اين نانولوله‌هاست، بايد تلاش شود که تعداد آنها در يک افزارة عملي به حداکثر برسد. اگر تراکم اين نانولوله‌ها افزايش يابد تا به چند درصد مساحت اين غشاء برسد(که غير معقول به نظر نمي‌رسد)، چگالي توان خروجي مي‌تواند به بيش از چندين کيلووات بر مترمربع برسد، كه اين ميزان تقريباً با چگالي توان خروجي يک سد هيدروالکتريکي قابل مقايسه‌ است.
اما براي اين افزاره مي‌توان کاربردهايي که در مقياس کوچک‌تر هستند را تصور کرد. يک غشاي نانومتخلخل مي‌تواند براي جمع‌آوري انرژي، تقريباً از هر مکاني ـ که در آنجا کار مکانيکي مفيد به طريق ديگري هدر مي‌رود؛ مثلاً در تکان‌هاي يک ماشين يا حتي تخت‌هاي کفش‌ها ـ پيکربندي شود.
استين گفت:«در ادامة کار، اولويت‌مان تست تأثير لغزندگي هيدروديناميکي بر جريان جاري‌شده، است. قبل از اينکه بتوانيم کاربردهاي اين افزاره را پيگري کنيم، بايد اساس علمي آن فهميده شود.» براي اين کار، اين محققان به دنبال همکاري با يک متخصص لغزندگي در سيال و يک متخصص رشد نانولوله‌هاي کربني هستند.
نتايج اين تحقيق در مجله Nanotechnology منتشر شده‌است.


http://www.nano.ir/newstext.php?Code=4534

 

[kemeia]

نوشتن نانوکانال‌ها با استفاده از مداد نيروي اتمي ​

محققان آلماني و آمريکايي روش جديدي براي ايجاد برگشت‌پذير مسيرهاي رساناي نانومقياس در سطح تماس بين دو ماده عايق توسعه داده‌اند. عرض اين خطوط رسانا تنها 3 نانومتر بوده و مي‌توان از آنها در ابزارهاي چگال ذخيره‌سازي اطلاعات و پردازش داده‌ها استفاده کرد.

جرمي لوي از دانشگاه پيتزبورگ در مصاحبه با nanotechweb.org بيان داشت: «ما توانسته‌ايم ساختارهاي رساناي نانومقياس برگشت‌پذير توليد نماييم. با وجودي که چندين روش براي ايجاد چنين ساختارهايي در مقياس 10 نانومتر و کمتر وجود دارد، اما طبيعت برگشت‌پذيري فرايند ما موجب مي‌شود که اين روش براي ساخت ابزارهاي منطقي و حافظه‌اي مفيد باشد».

گروه لوي از اين حقيقت که سطح تماس ميان دو لايه عايق از بلورهاي پروسکيت تحت شرايط خاصي رسانا هستند، بهره بردند. اين محققان کار را با رشد سه واحد اتمي از آلومينات لانتانيوم روي بلورهاي تيتانات استرانسيوم آغاز کردند. سپس يک اختلاف پتانسيل به نوک يک ميکروسکوپ نيروي اتمي (AFM) اعمال کرده و از آن به عنوان يک «مداد» براي نوشتن مسيرهاي رسانا در سطح تماس ميان دو ماده استفاده کردند. اين کانال‌هاي رسانا مي‌توانند اطلاعات الکتريکي را حمل کنند.

لوي توضيح مي‌دهد ولتاژهاي مثبت اعمال شده به روبشگر AFM سطوح تماس رسانا را ايجاد مي‌کند، در حالي که ولتاژهاي منفي آنها را پاک مي‌کند. اين يعني سطوح تماس را مي‌توان به صورت برگشت‌پذير بين دو حالت رسانا و عايق تغيير داد.

اين دانشمندان همانند نوشتن کانال‌هاي رسانا به عرض تنها 3 نانومتر، توانستند آرايه‌اي از جزيره‌هاي رسانا با چگالي بيش از 1014 بر اينچ مربع ايجاد کنند. اين ساختارهاي الگودهي شده در دماي اتاق بيش از 24 ساعت پايدار بودند.

لوي مي‌گويد: «از اين کار مي‌توان در توليد ابزارهاي منطقي و حافظه‌هاي چگال استفاده کرد. بر خلاف سيليکون که در آن امکان يکپارچه سازي ابزارهاي منطقي با حافظه‌هاي مغناطيسي يا حافظه‌هاي فلش وجود ندارد، با استفاده از اين روش مي‌توان هر دوي اين سيستم‌ها را در يک سيستم ماده منفرد ادغام کرد».

در حال حاضر اين گروه تحقيقاتي با استفاده ازروش خود در حال ساخت ترانزيستورها و احتمالاً عناصر واقعي ديگري هستند که الکترون‌هاي منفرد را ذخيره کرده و دستکاري مي‌کنند.

نتايج اين کار تحقيقاتي در مجله Nature Materials منتشر شده است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33490