RSS  

نانولوله‌هاي کربني و آينده روشن لومينسانس پليمري

هزينه و قابليت نگهداري، شاخص‌هايي هستند که باعث مي‌شوند تا افزاره‌هاي مبتني بر مواد آلي و قابل فراوري در محلول، براي کاربردهاي فوتوولتائيک و نوردهي مورد توجه قرار گيرند؛ اگرچه قبل از استفاده در بسياري از کاربردها، بهبود عمر مفيد و بازده افزاره لازم خواهد بود. هم‌اکنون يک گروه تحقيقاتي بين‌المللي يافته‌هايي را گزارش کرده‌اند که نشان مي‌دهند نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره(MWNT) مي‌توانند در بهبود عملکرد افزاره‌هاي فوتوولتائيک و پيل‌هاي خورشيدي آلي خيلي مؤثر باشند.

اين گروه تحقيقاتي که شامل محققاني از دانشگاه سوري از بريتانيا، دانشگاه شانگ‌هاي جيآوتانگ از چين، و دانشگاه ايالتي فلوريداست، بعد از اضافه کردن نانولوله‌هاي کربني چندديوارة عامل‌دارشده با اسيد، به نايلون 10، 10 يک افزايش صد برابري در خاصيت فوتولومينانس مرئي از کروموفورهاي فلورسانت آن را مشاهده کردند.

افزودن نانولوله‌هاي کربني به پليمرها براي تشکيل کامپوزيت‌هاي هيبريدي مواد معدني در آلي، در افزاره‌هاي الکترولومينسانس و فتوولتائيک مزيت‌هايي دارد، اما تاکنون با مشکلاتي روبه‌رو بوده‌‌است. نانولوله‌هاي کربني اثر حامل‌هاي بار را کم مي‌کنند و در نتيجه بازده کلي انتشار افزاره‌ها را کاهش مي‌دهند، در مقابل، اين محققان پيشنهاد مي‌کنند که نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره عامل‌دارشده با اسيد، تشعشع برخورد‌کننده را جذب مي‌کنند و در جاهايي که عمليات اسيدي نانولوله را تخريب مي‌كنند، حالت‌هاي سطح تحريک‌شده را تشکيل مي‌دهند. برگشت الکترون‌هاي تحريک‌شده به حالت اوليه منجر به ساطع‌‌ شدن تشعشع يا انتشار نور مي‌شود.

در اين حالت پيشنهاد اين محققان شبيه به سازوکار ديودهاي انتشاردهندة نور آلي آلاييده با رنگدانه آلي ‌است. حضور نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره، شستن نوري مراکز فلورسانت در کامپوزيت‌هاي نايلون را به تأخير مي‌اندازد.

راوي سيلوا از دانشگاه سوري مي‌گويد:" افزايش در خواص لومينسانت به‌خوبي نويددهندة توليد جديدي از افزاره‌هاي آلي است که مي‌توانند از نظر تجاري به توليد انبوه برسند." سيمون هنلي، يکي از اين محققان، اضافه مي‌کند:" اين نتايج دورنماي استفاده از نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره براي مديريت تشعشع خورشيدي در پيل‌هاي خورشيدي آلي و براي بهبود پايداري افزاره‌ها، را اميدوار‌کننده نشان مي‌دهند."

فاز ‌بعدي اين تحقيق شرح اين سازوکار در انواع مختلفي از سيستم‌ها و به‌کارگيري اين نانوکامپوزيت به‌عنوان مواد فعال پيل‌هاي خورشيدي، خواهد بود.

نتايج اين تحقيق در مجله Small منتشر شده‌است.

ابداع دو تکنيک جديد براي تشخيص سرطان با استفاده از نانوذرات

تشخيص زود هنگام تومورها يکي از اهداف ارزشمند در زمينه ي تحقيقات بر روي سرطان مي باشد که دست يابي به آن خواهد توانست روند درمان و تشخيص سرطان را به ميزان زيادي بهبود بخشد. به تازگي دو تکنيک با بهره گيري از فناوري نانو ابداع شده است که شايد بتواند محققان را در رسيدن به اين هدف ياري نمايد.

يک گروه تحقيقاتي به سرپرستي دکتر ويهونگ تان از دانشگاه فلوريدا، يکي از اين دو تکنيک را با استفاده از نانوذرات طلاي متصل شده به آپتامرهاي DNA ابداع نموده اند.( آپتامرها مولکول هاي مصنوعي کوچکي از جنس DNA مي باشند که مي توانند به صورت اختصاصي به اهدافي چون آنتي بادي ها متصل شوند).

نانوذرات طلا در محدوده اي از طيف هاي نوري قابل تشخيص هستند و خواص جذب نوريشان به ميزان زيادي به اندازه شان بستگي دارد. نانوذرات طلاي متصل شده به آپتامر DNA که در اين تکنيک مورد استفاده قرار مي گيرند، در طول موج nm 500 بيشترين جذب نوري را دارند ولي هنگامي که همين نانوذرات به سلول هاي هدف متصل مي گردند، طيف جذبيشان به ميزان زيادي تفاوت مي کند و تغيير رنگ واضحي نيز در طيف آنها از رنگ سبز به قرمز مشاهده مي گردد که سلول هاي هدف را قابل تشخيص مي سازد.

اگرچه اين تغيير در طيف جذبي به وسيله ي چشم انسان قابل مشاهده مي باشد، محققان تلاش کرده اند تا با استفاده از يک اسپکتروفوتومتر ميکروپليت حساسيت اين روش را تا حد تشخيص 90 سلول سرطاني افزايش دهند. آنان مقاله ي خود را در رابطه با اين تکنيک در ژورنال Analytical Chemistry چاپ کرده اند.

تکنيک دوم به وسيله ي دکترگري مکي و همکارا نش در دانشگاه آيداهو ابداع شده است. در اين تکنيک آنان ترانزيستوري متشکل از نانوسيم ها طراحي کرده اند که مي تواند ميزان بسيار کمي از DNA متيله شده را تشخيص دهد. اين ترانزيستور با استفاده از مدارهاي الکتريکي حساس به نور ساخته شده است و بر روي آن پوششي از جنس يک آنتي بادي قرار دارد که مي تواند به باز سيتوزين متيله شده (يکي از چهار باز اساسي تشکيل دهنده ي DNA ( متصل گردد. متيلاسيون DNA نقش کليدي در خاموش کردن ژن هاي مهارکننده تومور ايفا مي کند و از اين روي تشخيص آن مي تواند يک نشانه ي زود هنگام بروز سرطان باشد. هنگامي که مولکول DNA حاوي سيتوزين متيله شده از اين نانوسيم ها عبور نمايد، آنتي بادي مذکور به DNA متصل مي گردد و يک سيگنال الکتريکي قابل محاسبه توليد مي شود که از روي آن مولکول DNA و در نتيجه بروز سرطان تشخيص داده مي شود.

توليد نانوکاتاليزورهايي با مساحت سطح يک زمين فوتبال

اخيرا ً شرکت QuantumSphere (پيشگام توليد نانو فلزات و نانو آلياژها) از دستاورد تازه خود در زمينه توليد تميز هيدروژن به‌وسيلة الکتروليز آب خبر داده است.

به گفته مسئولان شرکت، اين کار با بهره گيري از يک فرمول کاتاليزوري خاص به نام QSI-Nano NiFe™ (حاوي نانوذرات نيکل و آهن) انجام شده است. استفاده از اين کاتاليزور مساحت سطح الکترودهاي تجاري را براي انجام واکنشهاي کاتاليزوري تقريبا ً هزار برابر مي‌کند، به‌طوريکه مساحت سطح يک گرم از اين ماده به اندازه يک زمين فوتبال مي‌رسد. همچنين الکترودهاي پوشيده شده با اين کاتاليزورها توانسته‌اند آزمايشات استحکام را تا هزار ساعت با موفقيت پشت سر بگذارند.

بررسيها حاکي از بازدهي حدود 84 درصدي اين روش است که به مراتب بيشتر از روشهاي قديمي الکتروليز و حتي بيش از مقدار تعيين شده وزارت انرژي آمريکا مي‌باشد و لذا از قابليت بسيار خوبي براي تجاري شدن برخوردار است و شرکت QuantumSphere قادر است تا در صورت نياز به سرعت مقادير زيادي هيدروژن را با استفاده از آن توليد کند.

اين روش همچنين موجب تسريع روند تجاري شدن پيلهاي سوختي شده و کار با تجهيزات هيدروژني را آسان مي‌کند. به باور محققان مي‌توان اميدوار بود که در آينده نه چندان دور دارندگان خودروهاي هيدروژني بتوانند به راحتي با استفاده از دستگاه الکتروليز کم مصرف نصب شده در پارکينگ منزل خود اقدام به سوختگيري نمايند.