تبلیغات
تبلیغات متنی
محبوبترینها
معرفی و فروش بوته گرافیتی ریخته گری
بهترین بروکر برای معاملات فارکس در سال 2024
تجربه رانندگی با لندکروز در جزیره قشم؛ لوکس‌ترین انتخاب
اکسپرتاپ: 10 شغل پردرآمد برای مهاجران کاری در کانادا
بهترین سایتهای خرید تیک آبی رسمی اینستاگرام در ایران
کدام رنگ کاغذ دیواری مناسب فضای شماست؟
چه چیزهایی دیگر در دکوراسیون مد نیست؟!
بررسی قیمت تیرچه + قیمت تیرچه کرومیت + قیمت یونولیت
خرید و قیمت ورق در مشاوران آهن + [مشاوره رایگان]
تی‌وی وال: ایده‌ای نوین برای دکوراسیون داخلی
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1813029539
نانو، گهواره تمدن
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
نانو، گهواره تمدن نويسنده: مریم عصارزاده کاربرد نانوتکنولوژی در مهندسی پزشکی اصطلاح قراردادی "نانوتكنولوژی" به طور معمول برای تركیبات مصنوعی استفاده میشود، كه از نیمه رساناها، فلزات، پلاستیك‌ها یا شیشه ساخته شده‌اند. نانوتكنولوژی از ساختارهایی غیرآلی بهره می‌گیرد، كه از بلورهای بسیار ریزی در حد نانومتر تشكیل شده‌اند و كاربردهای وسیعی در زمینه تحقیقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخیص بیماری‌ها و شاید درمان آنها پیدا كرده‌اند.
بدن همه جانداران از سلولهای ریزی تشكیل شده، كه خود آنها نیز از واحدهای ساختمانی كوچك تر در حد نانومتر نظیر پروتئین ها، لیپیدها و اسیدهای نوكلئیك تشكیل شده‌اند. از این رو، شاید بتوان گفت، كه نانوتكنولوژی به نحوی در عرصه‌های مختلف زیست شناسی حضور دارد. اما اصطلاح قراردادی "نانوتكنولوژی" به طور معمول برای تركیبات مصنوعی استفاده میشود، كه از نیمه رساناها، فلزات، پلاستیك‌ها یا شیشه ساخته شده‌اند. نانوتكنولوژی از ساختارهایی غیرآلی بهره می‌گیرد، كه از بلورهای بسیار ریزی در حد نانومتر تشكیل شده‌اند و كاربردهای وسیعی در زمینه تحقیقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخیص بیماری‌ها و شاید درمان آنها پیدا كرده‌اند.میتوان با بهره گیری از نانوتكنولوژی وسایل آزمایشگاهی جدیدی ساخت و از آنها در كشف داروهای جدید و تشخیص ژن‌های فعال تحت شرایط گوناگون در سلول ها، استفاده كرد. به علاوه، نانوابزارها می‌توانند در تشخیص سریع بیماری‌ها و نقص‌های ژنتیكی نقش ایفا كنند.تشخیص بیماری با نانوذرات مغناطیسیمحققان در تلاش هستند، تا از ذرات مغناطیسی در مقیاس نانو برای تشخیص عوامل بیماری زا استفاده كنند. روش این محققان نیز مانند بسیاری از مهارت هایی كه امروزه به كار می‌روند، به آنتی بادی‌های مناسبی نیاز دارد، كه به این عوامل متصل می‌شوند. ذرات مغناطیسی مانند برچسب به مولكولهای آنتی بادی متصل می‌شوند. اگر در یك نمونه، عامل بیماری زای خاصی مانند ویروس مولد ایدز مد نظر باشد، آنتی بادی‌های ویژه این ویروس كه خود به ذرات مغناطیسی متصل هستند، به آنها می‌چسبند. برای جدا كردن آنتی بادی‌های متصل نشده، نمونه را شست وشو می‌دهند. اگر ویروس ایدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطیسی آنتی بادی‌های متصل شده به ویروس، میدان‌های مغناطیسی تولید می‌كنند، كه توسط دستگاه حساسی تشخیص داده میشود. حساسیت این مهارت آزمایشگاهی از روش‌های استاندارد موجود بهتر است و به زودی اصلاحات پیش بینی شده، حساسیت را تا چند صد برابر تقویت خواهد كرد.کاربرد نانوذرات طلا در ژنتیک نقاط كوانتومی قابلیتهای زیادی دارند و در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یكی از كاربردهای این نقاط نیمه رسانا در تشخیص تركیبات ژنتیكی نمونه‌های زیستی است. اخیراً برخی محققان روش مبتكرانه‌ای را به كار بردند، تا وجود یك توالی ژنتیكی خاص را در یك نمونه تشخیص دهند. آنان در طرح خود از ذرات طلای 13 نانومتری استفاده كردند، كه با ( DNA ماده ژنتیكی) تزئین شده بود. این محققان در روش ابتكاری خود از دو دسته ذره طلا استفاده كردند. یك دسته، حامل DNA بود، كه به نصف توالی هدف متصل می‌شد و DNA متصل به دسته دیگر به نصف دیگر آن متصل می‌شد. DNA هدفی كه توالی آن كامل باشد، به راحتی به هر دو نوع ذره متصل میشود و به این ترتیب دو ذره به یكدیگر مربوط می‌شوند. از آنجا كه به هر ذره چندین DNA متصل است، ذرات حامل DNA هدف می‌توانند چندین ذره را به یكدیگر بچسبانند. وقتی این ذرات طلا تجمع می‌یابند خصوصیاتی كه باعث تشخیص آنها میشود، به مقدار چشم گیری تغییر می‌كند و رنگ نمونه از قرمز به آبی تبدیل میشود. چون كه نتیجه این آزمایش بدون هیچ وسیله‌ای قابل مشاهده است، میتوان آن را برای آزمایش DNA در خانه نیز به كار برد. جایگاه میکروسکپ اتمیهیچ بحثی از نانوتكنولوژی بدون توجه به یكی از ظریف ترین وسایل در علوم امروزی یعنی میكروسكوپ اتمی كامل نمی‌شود. نحوه كار این وسیله برای جست و جوی مواد مانند گرامافون است. گرامافون، سوزن نوك تیزی دارد، كه با كشیده شدن آن روی یك صفحه، شیارهای روی آن خوانده میشود. سوزن میكروسكوپ اتمی بسیار ظریف تر از سوزن گرامافون است، به نحوی كه می‌تواند ساختارهای بسیار كوچك تر را حس كند. متاسفانه، ساختن سوزن هایی كه هم ظریف باشند و هم محكم، بسیار مشكل است. محققان با استفاده از نانو لولههای باریك از جنس كربن كه به نوك میكروسكوپ متصل میشود، این مشكل را حل كرده‌اند. با این كار امكان ردیابی نمونه‌هایی با اندازه فقط چند نانومتر فراهم شد. به این ترتیب، برای كشف مولكولهای زنده پیچیده و برهم كنش هایشان وسیله‌ای با قدرت تفكیك بسیار بالا در اختیار محققان قرار گرفت. دندریمرهااین مثال و مثال‌های قبل نشان می‌دهند، كه ارتباط بین نانوتكنولوژی و پزشكی اغلب غیرمستقیم است، به نحوی كه بسیاری از كارهای انجام شده، در زمینه ساخت یا بهبود ابزارهای تحقیقاتی یا كمك به كارهای تشخیصی است. اما در برخی موارد، نانوتكنولوژی می‌تواند در درمان بیماری‌ها نیز مفید باشد. برای مثال میتوان داروها را درون بسته‌هایی در حد نانومتر قرار داد و آزاد شدن آنها را با روش‌های پیچیده تحت كنترل در آورد. یكی از نانوساختارهایی كه برای ارسال دارو یا مولكول هایی مانند DNA به بافت‌های هدف ساخته شده، "دندریمر"ها هستند. این مولكولهای آلی مصنوعی با ساختارهای پیچیده برای اولین بار توسط "دونالد تومالیا" ساخته شدند. اگر شاخه‌های درختی را در یك توپ اسفنجی فرو ببرید، به نحوی كه در جهت‌های مختلف قرار گیرند، میتوان شكلی شبیه یك مولكول دندریمر را ایجاد كرد. دندریمرها مولكول هایی كروی و شاخه شاخه هستند، كه‌اندازه‌ای در حدود یك مولكول پروتئین دارند. دندریمرها مانند درختان پرشاخه و برگ دارای فضاهای خالی هستند، یعنی تعداد زیادی حفرات سطحی دارند. دندریمرها را میتوان طوری ساخت، كه فضاهایی با اندازه‌های مختلف داشته باشند. این فضاها فقط برای نگه داشتن عوامل درمانی هستند. دندریمرها بسیار انعطاف‌پذیر و قابل تنظیم هستند. هم چنین میتوان آنها را طوری ساخت، كه فقط در حضور مولكولهای محرك مناسب، خود به خود باد كنند و محتویات خود را بیرون بریزند. این قابلیت اجازه می‌دهد، تا دندریمرهای اختصاصی بسازیم تا بار دارویی خود را فقط در بافت‌ها یا اندام هایی آزاد كنند، كه نیاز به درمان دارند. دندریمرها می‌توانند برای انتقال DNA به سلولها جهت ژن درمانی نیز ساخته شوند. این شیوه نسبت به روش اصلی ژن درمانی یعنی استفاده از ویروسهای تغییر ژنتیكی یافته بسیار ایمن تر هستند.نانوپوستههم چنین محققان ذراتی به نام نانوپوسته ساخته‌اند، كه از جنس شیشه پوشیده شده با طلا هستند. این نانوپوستهها می‌توانند به صورتی ساخته شوند، تا طول موج خاصی را جذب كنند. اما از آنجا كه طول موج‌های مادون قرمز به راحتی تا چند سانتی متر از بافت نفوذ می‌كنند، نانوپوسته‌هایی كه انرژی نورانی را در نزدیكی این طول موج جذب می‌كنند، بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. بنابراین، نانوپوسته‌هایی كه به بدن تزریق می‌شوند، می‌توانند از بیرون با استفاده از منبع مادون قرمز قوی گرما داده شوند. چنین نانوپوسته‌هایی را میتوان به كپسول هایی از جنس پلیمر حساس به گرما متصل كرد. این كپسول‌ها محتویات خود را فقط زمانی آزاد می‌كنند، كه گرمای نانوپوسته متصل به آن باعث تغییر شكلش شود. یكی از كاربردهای شگرف این نانوپوستهها در درمان سرطان است. میتوان نانوپوسته‌های پوشیده شده با طلا را به آنتی بادی هایی متصل كرد، كه به طور اختصاصی به سلولهای سرطانی متصل می‌شوند. از لحاظ نظری اگر نانوپوستهها به مقدار كافی گرم شوند، می‌توانند فقط سلولهای سرطانی را از بین ببرند و به بافت‌های سالم آسیب نرسانند. البته میتوان تشیخص داد آیا نانوپوستهها در نهایت به تعهد خود عمل می‌كنند یا خیر. این موضوع برای هزاران وسیله ریز دیگری نیز مطرح است، كه برای كاربرد در پزشكی ساخته شده‌اند. پایه مصنوعی برای استخوانی محققان از نانوتكنولوژی در ساخت پایه‌های مصنوعی برای ایجاد بافت‌ها و اندام‌های مختلف نیز استفاده كرده‌اند. محققی به نام "ساموئل استوپ" روش نوینی ابداع كرده، كه در آن سلولهای استخوانی را روی یك پایه مصنوعی رشد می‌دهد. این محقق از مولكولهای مصنوعی استفاده كرده است، كه با رشته‌هایی تركیب می‌شوند، این رشته‌ها برای چسباندن به سلولهای استخوانی تمایل بالایی دارند. این پایه‌های مصنوعی می‌توانند فعالیت سلولها را هدایت كنند و حتی می‌توانند رشد آنها را كنترل كنند. محققان امیدوارند سرانجام بتوانند روش هایی بیابند تا نه فقط استخوان، غضروف و پوست بلكه‌اندام‌های پیچیده تر را با استفاده از پایه‌های مصنوعی بازسازی كنند. نانولوله‌های كربنی در مطالعه و درمان اختلالات و آسیب‌های عصبی استفاده می‌شوند . مولكول DNA سرعت محاسبات پیچیده را افزایش می‌دهد. نانولوله‌های كربنی مورد استفاده در كاوشگرها، علاوه بر ایجاد حداقل بافت اضافه باعث رشد زواید عصبی به میزان 60 درصد می‌شوند، كه این زواید برای احیای فعالیت مغزی در نواحی آسیب دیده بسیار ضروری است. نوارهای زخم بندی هوشمندی با مواد نانو درست شده كه به محض مشاهده نخستین علائم عفونت در مقیاس مولكولی، پزشكان را مطلع می‌سازند.پوشش نانو یك گروه از محققان تا آنجا پیش رفته‌اند، كه درصدد هستند با مواد نانو پوششهای مناسبی تولید كنند، كه سلولهای حاوی ویروسهای خطرناك نظیر ویروس ایدز را در خود می‌پوشاند و مانع خروج آنها میشود. نانوفیبرنوری برای آزمایش های سلولی مهم‌ترین نكته درباره موقعیت كنونی فناوری نانو آن است، كه اكنون دانشمندان این توانایی را پیدا كرده‌اند، كه در تراز تك اتمها به بهره گیری از آنها بپردازند و این توانایی بالقوه می‌تواند زمینه ساز بسیاری از تحولات بعدی شود. یك گروه از برجسته ترین محققان در حوزه نانوتكنولوژی بر این اعتقادند، كه میتوان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی، در درون آنها به كاوش و تحقیق پرداخت. شیوه‌های كنونی برای بررسی سلولها بسیار خام و ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه كه در درون سلول اتفاق می‌افتد، ناگزیرند سلولها را از هم بشكافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانلهای موجود در آن از بین می‌رود.به عنوان نمونه یك گروه از محققان سرگرم تكمیل فیبرهای نوری در ابعاد نانو هستند، كه قادر خواهند بود مولكولهای مورد نظر را شناسایی كنند. گروهی نیز دستگاهی را دردست ساخت دارند، كه با استفاده از ذرات طلا می‌تواند پروتئین‌های معینی را فعال سازد، یا از كار بیندازد. به اعتقاد پژوهشگران برای آنكه بتوان از سلولها در حین فعالیت واقعی آنها اطلاعات مناسب به دست آورد، باید شیوه تنظیم آزمایشها را مورد تجدیدنظر اساسی قرار داد. سلولها در فعالیت طبیعی خود امور مختلفی را به انجام می‌رسانند: از جمله انتقال اطلاعات و علائم و داده‌ها میان خود، ردوبدل كردن مواد غذایی و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حیاتی. گروهی از محققان از روش تازه‌ای موسوم به الگوی انتقال ابر - شبكه استفاده كرده‌اند، كه ساخت نیمه‌هادی‌های نانومتری به قطر 8 نانومتر را امكان پذیر می‌سازد. هریك از این لولههای بسیار ریز بالقوه می‌توانند یك پادتن خاص یا یك اولیگو نوكلئو اسید و یا یك بخش كوچك از رشته دی ان ای بر روی خود جای دهند. با كمك هر تراشه میتوان 1000 آزمایش متفاوت بر روی یك سلول انجام داد. برای دستیابی به موفقیت كامل باید بر برخی از محدودیت‌ها غلبه شود، ازجمله آنكه درحال حاضر برای بررسی سلولها باید، آنها را در درون مایعی قرار داد، كه به طورمصنوعی محیط زیست طبیعی سلولها را بازسازی می‌كند، اما یون موجود در این مایع می‌تواند سنجنده‌های موئینه را از كار بیندازد. برای رفع مشكل، محققان سلولها را درون مایعی جای می‌دهند، كه چگالی یون آن كمتر است. گروههای دیگری از محققان نیز در تلاشند تا ابزارهای مناسب در مقیاس نانو برای بررسی جهان سلولها ابداع كنند. یكی از این ابزارها چنان كه اشاره شد، یك فیبر نوری است، كه ضخامت نوك آن 40 نانومتر است و بر روی نوك نوعی پادتن جا داده شده كه قادر است، خود را به مولكول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. این فیبر نوری با استفاده از فیبرهای معمولی و تراش آنها ساخته شده و بر روی فیبر پوششی از نقره‌اندود شده تا از فرار نور جلوگیری به عمل آورد. نحوه عمل این فیبر نوری درخور توجه است. از آنجاكه قطر نوك این فیبر نوری، از طول موج نوری كه برای روشن كردن سلول مورد استفاده قرار می‌گیرد، به مراتب بزرگتر است، فوتونهای نور نمی توانند خود را تا انتهای فیبر برسانند، درعوض در نزدیكی نوك فیبر مجتمع می‌شوند و یك میدان نوری بوجود می‌آورند كه تنها می‌تواند مولكولهایی را كه در تماس با نوك فیبر قرار می‌گیرند، تحریك كند. به نوك این فیبر نوری یك پادتن متصل است و محققان به این پادتن یك مولكول فلورسان می‌چسبانند و آنگاه نوك فیبر را به درون یك سلول فرو می‌كنند. در درون سلول، نمونه مشابه مولكول فلورسان نوك فیبر، این مولكول را كنار می‌زند و خود جای آن را می‌گیرد. به این ترتیب نوری كه از مولكول فلورسان ساطع میشود، از بین می‌رود و فضای درون سلول تنها با نوری كه به وسیله میدان موجود در فیبر نوری به وجود می‌آید، روشن میشود و درنتیجه محققان قادر می‌شوند، یك تك مولكول را در درون سلول مشاهده كنند.مزیت بزرگ این روش در آن است، كه باعث مرگ سلول نمی شود و به دانشمندان اجازه می‌دهد، درون سلول را در هنگام فعالیت آن مشاهده كنند. نانو تكنولوژی هم چنین به محققان امكان می‌دهد كه بتوانند رویدادهای بسیار نادر یا مولكولهای با چگالی بسیار كم را مشاهده كنند. نانو ابزار برای عرضه موثرتر دارواز ابزارهای در مقیاس نانو هم چنین میتوان برای عرضه مؤثرتر داروها در نقاط موردنظر استفاده به عمل آورد. در آزمایشی كه به تازگی به انجام رسیده نشان داده شده است، كه حمله به سلولهای سرطانی با استفاده از ذرات نانو 100برابر بازده عمل را افزایش می‌دهد. محققان امیدوارند، در آینده‌ای نه چندان دور با استفاده از نانو تكنولوژی موفق شوند، امور داخلی هر سلول را تحت كنترل خود درآورند. هم اكنون گامهای بلندی در این زمینه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان می‌توانند فعالیت پروتئینها و مولكول DNA را در درون سلول كنترل كنند. به این ترتیب نانو تكنولوژی به محققان امكان می‌دهد، تا اطلاعات خود را درباره سلولها یعنی اصلی ترین بخش سازنده بدن جانداران به بهترین وجه كامل سازند. دانشمندان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) نانولوله‌های پلیمری تولید كرده‌اند، كه بیش از نمونه‌های دیگر طویل بوده (cm 1) و می‌توانند شكل خود را تا مدت طولانی حفظ كنند. این نانولوله‌ها دارای كاربردهایی در زیست نانوفناوری هستند مثلاً به عنوان مجاری بسیار ریز انتقال مواد شیمیایی در راكتورهای نانوسیالی یا به عنوان كوچكترین سوزن‌های زیرپوستی برای تزریق مولكول‌ها .نانولوله های کربنی نانولوله‌های كربنی از جمله موضوعات بسیار مورد توجه محققان فعال در حوزه فناوری نانو مخصوصاً در ساخت الیاف و دیگر ساختارهای فوق‌العاده محكم هستند. نانولوله‌های ساخته شده از مواد دیگر برای انتقال مواد در كاربردهای بیوشیمیایی به‌كار می‌روند و معمولاً در چند ساعت اول شكسته شده و از بین می‌روند. گروه تحقیقاتی NIST فرآیندهایی را برای توسعه طول عمر نانولوله‌هایی كه دارای كاربردهای تجاری قابل توجهی هستند و شكل دادن ساختارهای شبكه‌ای مستحكم از نانولوله‌ها ارائه كردند. تصاویر گرفته شده با پالس‌های لیزری ماوراء بنفش با تمركز بالا بر روی غشای پلیمری كه با رنگ‌های فلوئورسانت رنگ‌آمیزی شده‌اند.این محققان ابتدا ظروف كروی بسیار ریز پر شده از یك سیال را ساختند. این ظروف دارای یك غشای دو لایه پلیمری هستند، كه یك سر آن آبدوست و سر دیگر آن آب‌گریز است. محققان با افزودن یك سیال صابونی شكل به پلیمر مذكور سبب تغییر خواص مكانیكی غشا شده و خاصیت كشسانی به آن داده‌اند. سپس با استفاده از موچین‌های نوری (لیزرهای مادون قرمز با تمركز بسیار بالا) یا قطره چكان‌های ریز به نام میكروپیپت این غشای الاستیك را می‌كشند، تا نانولوله‌های دولایه طویل با قطر كمتر از 100 نانومتر تشكیل شوند. یك ماده شیمیایی برای شكستن پیوند بین اتمها در بخشی از پلیمرها و ایجاد اتصالات جدید بین بخش‌های متفاوت افزوده و منجر به تشكیل غشایی با اتصالات عرضی شد. سپس نانولوله‌ها با یك چاقوی جراحی نوری (پالس‌های لیزری ماوراء بنفش با تمركز بالا) از سلول اصلی بریده شدند. این نانولوله‌ها حتی پس از چندین هفته شكل لوله خود را حفظ می‌كنند. موچین‌های نوری می‌توانند برای ساخت ساختارهای شبكه‌ای نانولوله‌ای به‌كار روند. محققان دانشگاه میشیگان با روش رشد لایه به لایه كپسول‌های پلیمری؛ فرآیندی برای به‌دام انداختن داروهای نانوبلوری كه حلالیت ناچیز دارند، به دست آورده‌اند. فناوری لایه به لایه اجازه می‌دهد، تا با دقت، خصوصیات فیزیكی و شیمیایی ویژه كپسول را برای انتقال دارو به مكان‌های مشخص و بهینه كنترل شوند. افزایش رسانایی نانولوله‌های كربنی در خلاء محققان به تازگی دریافته‌اند كه رسانایی الكتریكی نانولوله‌های كربنی تك جداره هنگامی كه در خلاء مقابل نور قرار می‌گیرند، بسیار بیشتر میشود، از این اثر میتوان در حسگرهای نانولوله‌ای مادون قرمز برای تصویربرداری گرمایی، طیف‌سنجی و ستاره‌شناسی مادون قرمز استفاده كرد.نانولوله‌های كربنی تك جداره قابلیت هدایت فوتون در شرایط عادی آن‌گونه كه نور منجر به ایجاد حالت تحریك و تولید حامل‌های آزاد و در نتیجه رسانایی الكتریكی خوب میشود، را ندارند، اما در عوض همین حالت‌های تحریك ایجاد شده توسط نور، در فیلم‌های از جنس نانو لوله كربنی تك جداره شد و به سرعت از بین می‌روند و این فیلم را گرم می‌كنند. منبع: www.iranbmemag.com/خ
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 616]
-
گوناگون
پربازدیدترینها