شکل دادن به فلزات در مقیاس نانو

ریزسازى ‌مشکلات فراوانى‌ را براى‌ صنعت‌ به ‌وجود آورده‌ است.‌ دانشمندان‌ نیز همچون صنعتگران‌ معضلات‌ بسیاری در پیش‌برد ایده‌هاى‌ خود براى‌ کاهش‌ ابعاد یا ریزسازى‌ دارند. در این  مقاله، به بررسی ایده‌ای می‌پردازیم که در نانوشکل‌دهی فلزات کاربرد دارد.نانو شکل‌دهی نانوفناوری، با کنار هم‌ قرار دادن‌ اتم‌ها یا مولکول‌ها، محصولاتی‌ با کیفیت‌های دلخواه به دست می‌دهد. این‌‌ اصلى‌ترین‌ هدف‌ فناوری و علوم نانو است. اما مشکلات‌ ــ یا به‌ بیان‌ بهتر، فاصلة ــ زیادی تا رسیدن به این هدف وجود دارد. در واقع، همواره می‌توان بهترین نظرات را ارائه کرد، اما وقتی به مرحلة عمل می‌رسیم، مشکلات رخ می‌نمایند. این مطلب شبیه به آن است که بگوییم انسان‌ها سوار بر مرکب خیال از کهکشان‌ها می‌گذرند و به بیگ‌بنگ هم می‌رسند، اما در عمل هنوز هیچ انسانی پا در یکی از سیارات دمِ دست منظومه شمسی نگذاشته است.

نمایشگرهای کاغذی الکترونیکی با کمک فناوری نانو

متخصصان فناوری‌نانو در کره جنوبی نشان داده‌اند که با کمک جوهر نانوذرات آلی می‌توان فناوری ساخت جوهر الکترونیکی اصلاح‌شده‌ای توسعه داد که منجر به کاغذ‌های الکترونیکی با روشنایی بالا، نسبت کنتراست خوب و هزینه ساخت کم، می‌شود.

شمایی از تشکیل این نانوذرات الکتروفورتیک.

برخلاف یک نمایشگر پَنِل تخت که برای درخشان کردن پیکسل‌هایش از یک بک‌لایت (backlight) مصرف‌کننده توان استفاده می‌کند، یک کاغذ الکترونیکی نور را شبیه یک کاغذ معمولی منعکس می‌کند و این قابلیت را دارد که تصاویر و متن را بصورت نامحدود بدون اتلاف الکتریسیته نگه دارد؛ در حالی که اجازه تغییر تصویر را نیز می‌دهد. نمایشگرهای الکتروفورتیک (electrophoret IC ) بواسطه ظاهر شبه‌کاغذشان اولین مثال‌های این کاغذهای الکترونیکی محسوب می‌شوند. نمایشگرهای الکتروفورتیک قبلاً به صورت تجاری استفاده شده‌اند، ولی تاکنون این نمایشگرها سیاه و سفید بوده‌اند. یانگ‌سوکانگ، استاد دانشگاه سوگانگ و یکی از این محققان می‌گوید: کار ما اولین گزارش در زمینه فناوری نمایشگری الکتروفورتیک رنگی با جوهر نانوذرات باردار کاملاً آلی رنگی، می‌باشد. ما با یک روش پلیمریزاسیون پخشی، به صورت موفقیت‌آمیزی رنگ‌دانه‌های آلی از قبیل مولکول‌های قرمز، آبی و زرد را کپسوله کرده و یک جوهر نانوذرات الکتروفورتیک تهیه کرده‌ایم. بار سطحی مثبت یا منفی این نانوذرات در طول سنتز می‌تواند با استفاده از مواد فعال سطحی SDS و CTAB القاء شود. این محققان با فناوری جدید خود می‌توانند اندازه و چگالی بار سطحی این نانوذرات جوهری را با تغییر غلظت این مواد فعال سطحی کنترل کنند. قابلیت بارگذاری (شارژ) این نانوذرات جوهری یک عامل کلیدی در تعیین سرعت یا راندمان این نمایشگرهای تصویری الکتروفورتیک است. کانگ اشاره می‌کند که برای ساخت نمایشگرهای کاملاً رنگی با این روش و با استفاده از جوهر الکترونیکی رنگی تمام آلی محدودیت وجود دارد. آنها در مرحله بعدی تلاش خواهند کرد که با روکش‌دهی سطح این مولکول‌های رنگ‌دانه‌ای با نانوذرات مغناطیسی این محدودیت را رفع کنند. نتایج این تحقیق در مجله‌ی Advanced Materials منتشر شده است. http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=14546.php

تشخیص عوامل تروریستی زیستی با فیبر نوری نانومقیاس

در حال حاضر که احتمال حملات تروریستی میکروبی در دنیا وجود دارد، نیاز زیادی به توسعه روش‌های تشخیصی سریع احساس می‌شود که به منابع و نیروی انسانی کمی احتیاج داشته باشند. توماس اینزانا از موسسه فناوری جرجیا برنده جایزه موسسه ملی استاندارد و فناوری برای توسعه چنین روش‌هایی شده است.

او و همکارانش روی توسعه زیست‌حسگرهای نانومقیاس فیبر نوری برای شناسایی Francisella tularensis، Burkholderia mallei و B. pseudomallei کار می‌کنند. در حال حاضر برای انجام این بررسی‌ها یا از کِشت در آزمایشگاه‌های زیست‌امنیتی سطح 3 (BSL-3) استفاده می‌کنند و یا از تست‌های مبتنی بر سرم‌شناسی یا پادتن‌ها بهره می‌برند (به دلیل نداشتن قابلیت BSL-3 در مراکز آزمایشگاهی). هر دو روش نیاز به مواد و آموزش‌های فراوان داشته و برای رسیدن به نتیجه، روزها یا هفته‌ها زمان لازم دارند.

اینزانا می‌گوید: «این آرایه‌ها محکم، قابل حمل، ارزان و سریع خواهند بود. تمام این ویژگی‌ها برای کم کردن اثرات سلاح‌های شیمیایی ضروری هستند». بنابر گفته اینزانا سرعت بالای تشخیص با این آرایه‌ها همچنین موجب افزایش سرعت درمان کسانی خواهد شد که مبتلا می‌شوند.

این فیبر نوری با پادتن‌ها یا DNA پوشانده شده و به پادزاها یا DNA نمونه متصل می‌شوند. زمانی که این اتفاق می‌افتد، نور عبوری از فیبر کاهش یافته و حضور عامل زیستی نمایان می‌‌شود.

بنابر گفته اینزانا استفاده از هر دو عامل مزایا و معایبی دارد. پادتن‌ها زیاد بوده و به سطح عامل بیماری‌زا نزدیک‌تر هستند، اما همیشه اختصاصی نمی‌باشند. از سوی دیگر DNA بسیار اختصاصی است، ولی کم بوده و در اعماق سلول‌ها قرار دارد.

اینزانا و همکارانش (با هدف افزایش حساسیت و اختصاصی بودن) در حال توسعه آرایه‌هایی با استفاده از هر دو عامل هستند تا ابزارهای مطمئنی برای تشخیص عوامل زیستی مختلف توسعه دهند. آنها قبلاً با استفاده از آرایه مشابهی حضور Staphylococcus aureus (MRSA) مقاوم در برابر متیسیلین را تشخیص داده‌اند.

اینزانا می‌گوید: «این یک پروژه کاملاً میان‌رشته‌ای است که به همکاری همه ما نیاز دارد».

تحقیقات اینزانا در حال حاضر روی درک نقش فاکتور زهرآگینی باکتری در بیماری‌زایی و پاسخ میزبان، و توسعه واکسن‌هایی برای جلوگیری از ابتلا به tularemia و glanders (به دلیل انتخاب عوامل بیماری‌زای Francisella tularensis و Burkholderia mall EI متمرکز است. گروه تحقیقاتی وی در حال تحقیق روی گسترش و عملکرد فیلم زیستی Histophilus somni درون بدن میزبان گاوی در طول ذات‌الریه، ورم عضله قلب، و عفونت‌های دیگر برای توسعه روش‌های جدید پیشگیری از تشکیل فیلم زیستی، و به‌عنوان مدلی برای مطالعه عفونت‌های فیلم زیستی انسانی هستند.

http://www.physorg.com/news182536311.html

ساخت رایانه‌های الهام‌گرفته از اعصاب با کمک نانوذرات

پژوهشگران فرانسوی برای اولین بار توانستند ترانزیستوری ابداع کنند که می‌تواند کارهای اصلی سیناپس (نقطه اتصال دو عصب) را تقلید کند. این ترانزیستور ، که از پنتاسن و نانوذرات طلا ساخته شده‌است و به NOMFET (ترانزیستور اثر میدانی برای حافظه آلی نانوذره‌ای) معروف است، راه را به سوی نسل‌های جدیدی از رایانه‌های الهام‌گرفته از اعصاب باز می‌کند که قادر به انجام رفتاری مشابه با سیستم عصبی هستند.

یک ترانزیستور آلی جدیداً توسعه یافته، راه را به سوی نسل‌های جدیدی از رایانه‌های عصبی گشوده است.

در توسعه راهبرد‌های جدید برای پردازش اطلاعات، یکی از رهیافت‌ها شامل تقلید از روشی می‌شود که سیستم‌های زیستی مانند شبکه‌های عصبی طبق آن عمل می‌کنند، تا مدارهای الکترونیکی با خواص تازه‌ای ساخته شود. در سیستم عصبی یک سیناپس باعث انتقال پیغام الکتریکی از یک عصب به عصب دیگر و نیز سازگاری پیغام بر حسب طبیعت سیگنال ورودی (خاصیت شکل‌پذیری) می‌شود. خاصیت شکل‌پذیری است که باعث شده است محققانی از CNRS (آژانس علوم ملی فرانسه) و CEA (کمسیون انرژی اتمی فرانسه) بتوانند با NOMFET به موفقیت برسند. یک ترانزیستور ، آجر بنیادی هر مدار الکترونیکی، می‌تواند به عنوان یک سوئیچ ساده مورد استفاده قرار گیرد- یعنی می‌تواند به یک سیگنال اجازه ورود بدهد یا ندهد- و یا اینکه کارهای بسیار دیگری انجام دهد (تقویت، مدولاسیون، رمزگذاری و غیره) . نوآوری NOMFET در ادغام ابتکاری یک ترانزیستور آلی با نانوذرات طلا است. این نانوذرات کپسوله شده، که در کانال ترانزیستور قرار گرفته و با پنتاسن پوشش داده شده‌اند، دارای خاصیت حافظه‌ای هستند و به گونه‌ای عمل می‌کنند که مشابه رفتار یک سیناپس در انتقال پتانسیل‌های کنشی بین دو عصب است. بنابراین، خاصیت مذکور به این مولفه الکترونیکی این توانایی را می‌دهد که به‌عنوان تابعی از سیستمی که در آن قرار می‌گیرد، نمود یابد. عملکرد آن قابل مقایسه با حداقل هفت ترانزیستور CMOS است که تاکنون برای ایجاد خاصیت شکل‌پذیری استفاده می‌شده است. نتایج این تحقیق در مجله‌ی Advanced Functional Materials منتشر شده‌است. http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100125122101.htm