'ساعت آخرالزمان': پنج دقیقه مانده به 'قیامت'

دانشمندان با هشدار نسبت به خطراتی که بشر را تهدید می کند، عقربه های ساعت نمادین موسوم به ساعت آخرالزمان را دو دقیقه دیگر به جلو کشیده اند تا ساعت پنج دقیقه به دوازده را نشان بدهد.

عقربه های ساعت آخرالزمان از سال 2002 روی هفت دقیقه به دوازده ثابت مانده بود و اینک دو دقیقه دیگر به جلو کشیده شده است

ساعت سمبلیک آخرالزمان در سال 1947 میلادی به ابتکار گروهی از دانشمندان به عنوان سنجه ای برای فاصله بشر تا نابودی، پدید آمد و شمارش معکوس خود را تا نیمه شب (12) که نماد پایان بشر فرض شده، آغاز کرد.

در طی شصت سال گذشته، این ساعت در مقاطع مختلف تاریخی با توجه به شرایط جهانی به جلو یا عقب کشیده شده تا فاصله با 'قیامت' را نشان دهد.

روز پنجشنبه (18 ژانویه) بولتن دانشمندان اتمی (BAS) که متولی این ساعت نمادین است، با توجه به پدیده گرم شدن جهانی، تخریب محیط زیست بشر، و مهمتر از همه نگرانی از گسترش سلاح های هسته ای و بحران های موجود در رابطه با کره شمالی و ایران، عقربه های ساعت را که روز هفت دقیقه به دوازده تنظیم شده بود، دو دقیقه جلوتر بردند.

از زمان [بمباران اتمی] هیروشیما و ناکازاکی [توسط آمریکا] در هیچ جنگی سلاح اتمی به کار نرفته، اگر چه جهان در بیش از یک مورد به طرز نگران کننده ای به آن نزدیک شده ... و اگر به خاطر خوش شانسی نبود، تا کنون همه ما مرده بودیم.   استیون هاوکینگ، دانشمند انگلیسی

استیون هاوکینگ، دانشمند پرآوازه انگلیسی، همزمان با جلو کشیدن عقربه های ساعت آخرالزمان گفت: "از زمان [بمباران اتمی] هیروشیما و ناکازاکی [توسط آمریکا] در هیچ جنگی سلاح اتمی به کار نرفته، اگر چه جهان در بیش از یک مورد به طرز نگران کننده ای به آن نزدیک شده ... و اگر به خاطر خوش شانسی نبود، تا کنون همه ما مرده بودیم."

از سال 1947 میلادی تا کنون، ساعت آخرالزمان هفده بار تغییر داده شده که آخرین آن در سال 2002 میلادی پس از وقوع حملات یازده سپتامبر و خروج ایالات متحده از پیمان موشک های ضد بالستیک بود.

این ساعت یک بار در سال 1962 میلادی تا دو دقیقه به نیمه شب جلو کشیده شد. این زمانی بود که رویارویی آمریکا و شوروی بر سر استقرار موشک های با کلاهک اتمی در خاک کوبا - که بعهدها به بحران موشکی کوبا مشهور شد - دو ابرقدرت جهانی را تا آستانه جنگ اتمی کشاند.

آقای هاوکینگ در مراسم تنظیم تازه ساعت آخرالزمان گفت: "در حالی که ما در آستانه عصر دوم اتمی و تغییرات بی سابقه شرایط زیست محیطی قرار گرفته ایم، این مسئولیت ویژه بار دیگر بر دوش دانشمندان است که مردم و رهبران جهان را از خطراتی که نوع بشر را تهدید می کند، اگاه کنند."

دارورسانی به مغز با كمك نانوذرات

محققان در دانشگاه میشیگان و مرکز سرطان آن، از نانوذرات برای رساندن حجم زیادی از ذرات حساس به نور، به تومورهای مغزی استفاده کرده‌اند. به علاوه، این ذرات می‌توانند برای تصویربرداری و ردیابی تومورها در حین درمان نیز به کار روند.

تومورهای مغزی به دلیل وجود برخی موانع خونی مغز که از ورود مواد خارجی از طریق جریان خون به مغز جلوگیری می‌کنند، دشوار می‌باشند ولی متاسفانه این موانع‌ها از رسیدن مؤثر داروهای درمان فوتودینامیکی (PDT) و داروهای شیمی درمانی نیز جلوگیری می‌کنند. این داروها هنگامی که به روش‌های معمولی به سمت مغز فرستاده می‌شوند، به طور کامل به محل مورد نظر نمی‌رسند و همین امر می‌تواند بیانگر نوعی دیگر از ناتوانی روش‌‌های معمول در درمان تومورهای مغز ‌باشد. اما با استفاده از نانوذرات حاوی بار دارویی می‌توان بر این مشکل غلبه کرد. برای بررسی هر چه بیشتر این نظریات، این محققان فوتوفرین (photofrin) و اکسید آهن را به نانوذرات طراحی شده برای هدف‌یابی تومورها، اضافه کردند. فوتوفرین یک PDT محسوب می‌شود که به کمک این نانوذرات و از طریق جریان خون به سمت سلول‌های تومور حرکت کرده و در آنجا توسط نور فعال می‌شود تا بتواند تومور مورد نظر را از بین ببرد. این در حالیست که اکسید آهن نیز به منظور بهبود کیفیت تصاویر MRI مورد استفاده قرار گرفته است. محققان این نانوذرات را در کاشت‌های سلولی و مدل‌های حیوانی مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند که این نانوذرات به محل تومور مورد نظر رسیده و حجم بسیار کمی از آنها در بدن پراکنده می‌شوند. همین امر باعث شد تا داروهای مورد نظر در همان نقطه با نور فعال شده و در بقیه نقاط بدن حساسیت به نور وجود نداشته باشد (این مسئله یکی از عوارض و معایب PDT محسوب می‌شود). این مطالعات همچنین نشان داده که طول دوره درمان با photofrin در حالت معمولی حدود 13 روز است درحالی که این مدت برای photofrinهای همراه شده با نانوذرات حدوداً به 33 روز می‌رسد. در این درمان شش ماه بعد از انجام مراحل اولیه تنها 40 درصد از بیماری همچمنان باقی ماند. علاوه بر این به کمک افزودن ذرات اکسید آهن به نانوذرات، محققان موفق شدن تا از طریق تصویربرداری رسیدن کامل دارو به تومور را مشاهده کنند در این حالت عامل‌های کنتراست 2 برابر حالت معمولی به محل تومور می‌رسند. این روش پتانسیل تشخیص زود هنگام تومورهای مغزی را نیز ایجاد می‌کند. به علاوهن، این روش می‌تواند در تشخیص زمان مناسب مصرف دارو و یا تزریق دوز بعدی آن کمک شایانی داشته باشد. اگر بی‌خطر بودن دارورسانی به کمک نانوذارات، در بدن به اثبات برسد، دانشمندان قادر خواهند بود تا آزمایشات دوباره‌ای روی داروهایی که پیش از این به دلیل اثرات جانبی زیاد، استفاده نمی‌شدند؛ انجام دهند. به گفته یکی از این محققان این تحقیق، احتمال توانایی استفاده از داروهایی (این داروها هر دارویی می‌توانند باشند و فقط PDTها نیستند) که ممکن است برای بافت‌های معمولی بدن مضر باشند، را با دوزی بالاتر و در حد نیاز مطرح می‌سازد. این محققان نتایج کار خود را در مجله Clin. Cancer Res. منتشر کرده‌اند.

تركیب نانوذرات با آرسنیك جهت ساخت داروی ضدسرطان

تری‌اکسید آرسنیک، یکی از امید بخش‌‌ترین داروها برای درمان سرطان خون حاد پرومیلوسیتیک (promyelocytic) می‌باشد و می‌توان با کپسوله کردن این مواد درون نانوذرات مبتنی بر لیپیدها، کاربرد آنها را در این مورد تا حد زیادی افزایش داد.
این نانوذرات برای رهاسازی بار دارویی درون خود به سلول‌های تومور‌ مورد نظر، طراحی شده‌اند. این مسئله یکی از یافته‌های دکتر توماس اُهالوران (O'Halloran) و همکارانش در دانشگاه Northwestern می‌باشد. این گروه تحقیقاتی تنها گروهی نیست که در زمینه کپسوله کردن تری‌اکسید آرسنیک درون نانوذرات مبتنی بر لیپید فعالیت می‌کند، اما باید گفت آنها اولین گروهی هستند که روش جدیدی برای قرار دادن مقدار زیادی از این داروی ضد سرطان در این نانوذرات و همچنین حفظ آن در درون آنها تا رسیدن به محل تومور مورد نظر، ارائه داده‌اند.
کلید توسعه و تولید ترکیبی پایدار از این نانوذرات توسط این تیم یافت شد، آنها ابتدا نانوذرات را با نمک‌های فلزی از قبیل استات نیکل، استات کبالت، استات مس یا استات روی بارگذاری کرده و سپس تری‌اکسیدآرسنیک را به آنها اضافه می‌کردند. به محض ورود تری‌اکسید آرسنیک به این نانوذرات، ترکیب نامحلولی با یون‌های فلزی موجود در داخل نانوذره ایجاد می‌کنند. این فرآیند باعث ایجاد اسید استیک می‌شود که به بیرون نانوذره انتقال پیدا می‌کند.
خروج این مولکول‌ها نیز امکان ورود مقدار بیشتری تری‌اکسید آرسنیک را به داخل نانوذره، ایجاد می‌کند و در نتیجه مقدار داروهای فعال شده درون نانوذره هر چه بیشتر افزایش پیدا می‌کند. محققان قادرند تا به کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و آنالیزهای اشعه x، جمع شدن این عامل‌های فعال ضدسرطانی را در درون نانوذره مشاهده کنند.
محققان فهمیدند که این نانوذرات هنگامی که منجمد شده و در pH خنثی قرار می‌گیرند تا بیش از 6 ماه پایدار می‌باشند اما به محض اینکه در یک محیط اسیدی با pH پایین (شرایط درون سلول‌های تومور) قرار می‌گیرند، به سرعت ناپایدار شده و بار دارویی خود را رها می‌کنند. سرعت و مقدار رهاسازی دارو تا حد زیادی به فلز اولیه استفاده شده در کپسوله کردن تری‌اکسید آرسنیک وابسته است. محققان همچنین پی‌برده‌اند که هیچ یک از فلزات به کار رفته در این آزمایشات اثرات سمی از خود نشان نداده‌اند. اما فلزات خاصی ممکن است در حین ترکیب با تری‌اکسید آرسنیک اثرات سینرژیستیک (هم‌ نیروزادی) از خود نشان می‌دهند که برای بررسی این گونه اثرات به آزمایشات بیشتری احتیاج است.
در یکی از آزمایشات انجام شده برای تست کارایی این داروی کپسوله شده درون نانوذرات در از بین بردن سلول‌های سرطانی، محققان دریافتند كه برای كشتن همان میزان از سلول‌های سرطانی كه هنگام استفاده از تری‌اكسید آرسنیك آزاد از بین می‌روند؛ باید این داروی كپسوله شده زمان بیشتری در معرض سلول‌های قرار گیرد، كه در این مدت زمان طولانی هنوز اثرات سمیت تری‌اكسید آرسنیك وجود دارد.
نتایج این تحقیقات در مقاله‌ای با عنوان:
“Lipid encapsulation of arsenic trioxide attenuates cytotoxicity and allows for controlled anticancer drug release”.
در Journal of the American Chemical Society به چاپ رسیده است. چکیده‌ این مقاله در PubMed در دسترس می‌باشد.

بررسی رفتار اتم‌ دوپ‌كننده در سیلیكون‌

محققان TU Delft و FOM Foundation در هلند توانستند انتقال از میان یک اتم در یک ترانزیستور، را با موفقیت اندازه‌گیری کنند، این تحقیق توانسته دیدگاه‌های جدیدی درباره رفتارهای اتم‌های دوپ‌کننده در سیلیکون‌ها ایجاد کند.
در این کار محققان قادر به اندازه‌گیری و دستکاری یک اتم دوپ‌کننده در یک محیط نیمه‌‌رسانای واقعی، بودند. رفتار فردی اتم‌های دوپ‌کننده در واقع مانعی برای هر چه بیشتر کوچک‌سازی درصنعت الکترونیک می‌باشد. زیرا که در صنعت الکترونیک از نیمه‌‌رساناها (عموماً سیلیکون) که حاوی این اتم‌ها هستند، استفاده می‌شود.
البته وجود این اتم‌ها برای ایجاد خواص دلخواه در سیلیکون ضروری است. با توجه به روند رو به رشد کوچک‌سازی شرایطی ایجاد شده که علی‌رغم تولید تراشه‌‌ها در شرایط کاملاً یکسان باز هم خواص آنها با هم متفاوت می‌باشد.

تصویر الکترون‌میکروسکوپیک ترانزیستور FinFET که برای این تحقیق استفاده شده بود.

تعداد اتم‌های دوپ‌کننده در ترانزیستورها به حدی کم است که به نظر گسسته می‌آیند مکان و اثر هر یک از این اتم‌های مجزا می‌تواند بر عملکرد کل ترانزیستور تأثیر بگذارد، و این امر باعث می‌شود که ترانزیستورهایی هم که در شرایط کاملاً یکسان ساخته شده‌اند رفتار یکسانی نداشته باشند. این مسئله هشداری جدی برای صنعت الکترونیک می‌باشد، که قبل از این نیز وجود داشته است.
محققانی همچون سِلیر، لانس برگن، کارو و روژ، از موسسه فناوری‌نانو TU Delft kavli وFOM Foundation توانستند یک تک اتم دوپ‌کننده را در یک محیط واقعی نیمه‌‌رسانا اندازه‌گیری کنند. این محققان موفق به انتقال بار از میان یک تک اتم شده‌اند. آنها همچنین موفق به اندازه‌گیری و دستکاری رفتارهای مکانیک کوانتومی یک تک اتم دوپ‌کننده نیز شده‌اند. به عنوان مثال آنها موفق شده‌اند یک یا دو الکترون را در یک تراز خاص از اتم‌ها قرار دهند. محققان دلف (Delft) از یک ترانیستور صنعتی پیشرفته (MOSFET) استفاده کرده‌اند. در این ترانزیستور که حاوی نانوسیم‌های سیلیکونی با طول تقریبی 35 نانومتر می‌باشد، جریان الکتریکی از میان یک تک اتم دوپ‌کننده عبور می‌کند. نانوسیم‌ها به گیت متصل می‌شوند؛ این محققان با اعمال یک ولتاژ به گیت، الکترون‌ها را قادر به عبور از میان این اتم آرسنیک می‌کنند (از سورس تا درین). با اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر رفتار جریان‌های الکتریکی محققان اثرات قابل توجهی را مشاهده نمودند.
این تحقیقات اگر چه نتوانست راه‌حل سریعی برای حل مشکلات موجود مربوط به کوچک‌سازی ارائه دهد اما توانست دیدگاه‌های وسیع‌تری را در مقیاس صنعتی نسبت به رفتار (مکانیک کوانتومی) ترانزیستورها در ابعاد نانومتری ایجاد کند. تحقیقات انجام شده از نقطه نظر فیزیک محض بسیار جالب می‌باشد.
این ترانزیستور نه تنها دیدگاه‌های جدیدی در مورد اتفاقات فیزیک اتمی در جامدات ایجاد کرد بلکه ساختار آن، بسیار شبیه به ساختاری است که برای ساخت نوع خاصی از رایانه‌های کوانتومی مورد نیاز است. این دسته از رایانه‌ها که توسط کان (Kane) طراحی شده‌اند هنوز در مرحله تئوری به سر می‌برند و اساس کار آنها نیز بر اتم‌های دوپ‌کننده موجود در سیلیکون‌ها استوار می‌باشد.
این محققان نتایج و یافته‌های خود را در Physical Review Letters به چاپ رسانیده‌اند.

موسسان سرویس تلفن اینترنتی اسکایپ، در حال راه اندازی سایتی هستند که می گویند اولین سرویس تلویزیون اینترنتی با کیفیت خوب در جهان است.

نرم افزاری به نام "ژوست" برای تلویزیون آن لاین عرضه شده است که شبکه های پخش کننده برنامه های تلویزیونی را قادر می سازد برنامه های خود را بر روی اینترنت نیز در اختیار کاربران قرار دهند.

به این ترتیب کاربران می توانند به انواع برنامه های تلویزیونی بر روی اینترنت دسترسی داشته باشند.

مرحله آزمایشی

فردریک دوال، مدیر اجرایی اسکایپ در دفتر "ژوست" در لندن مدعی شد که این سرویس تجربه ای متفاوت از سایر تلویزیون های اینترنتی موجود ارائه خواهد کرد.

وی گفت : "ما می خواهیم که یک بار دیگر کل تجربه تلویزیون دیدن را ایجاد کنیم." او درهنگام توضیحاتش، کانال های تلویزیونی را با استفاده از نرم افزار ژوست روی یک تلویزیون واید اسکرین (صفحه عریض ) به حضار نشان داد.

این سرویس هنوز درمرحله آزمایشی است، اما هزاران نفر دعوتنامه ای برای دانلود(پیاده کردن) و آزمایش آن را بر روی سایت اختصاصی اش پر کرده اند.

بازار رقابتی

برنامه های ورزشی، مستند و موسیقی را می توان با این نرم افزار دید اما هنوز چیزی که بسیاری از مردم را به چشم پوشی از عادات تلویزیونی موجود آنها وسوسه کند، دیده نمی شود.

با این حال آقای دوال می گوید این فقط مرحله آزمایشی است و وقتی این سرویس در ماههای آینده به طور کامل راه اندازی شود، چیزهای جالب بیشتری برای دیدن وجود خواهد داشت.

وی می گوید که با استفاده از فن آوری اشتراک فایل ها، می توان برنامه های تلویزیونی را بر حسب تقاضا مشاهده کرد.

اما سرویس های رقیب این ادعا که "ژوست" در زمینه تلویزیون اینترنتی پیشتاز است را رد می کنند.

در بریتانیا، "بی تی ویژن" که در دسامبر راه اندازی شد، فایل های ویدئو را بر حسب تقاضا از طریق اینترنت پرسرعت عرضه می کند و کانال چهار می گوید که با سرویس جدیدی برنامه هایی را با کیفیت دی وی دی برای دانلود روی کامپیوتر، در دسترس قرار می دهد.

كنترل مسیر نور با بلور‌های فوتونیكی

یکی از زمینه‌های کاربردی فناوری‌نانو که پیشرفت زیادی هم داشته، بحث بلور‌های فوتونیکی می‌باشد. پیش‌بینی می‌شود این بلور‌ها با قابلیت کنترل پراکندگی نور، جایگزین روش‌هایی دیگر در قطعاتی مثل لیزرهای نمایشی، مدارها و رایانه‌های کوانتومی ‌شوند. اما فرآیند ساخت پیچیده آنها باعث عدم توسعه هر چه بیشتر این بلور‌ها شده است. لئون والدرینگ (Leon Woldering) و تیم او از هلند اخیراً روش‌های جدیدی برای کنترل اندازه، شکل و انعطاف‌پذیری شیمیایی اُپال (شیشه‌های خاص) - یک نوع بلور فوتونیکی- در کوچکترین حد ممکن، ابداع کرده‌اند. والدرینگ می‌گوید: ”ماهیت کار ما در واقع ایجاد توانایی کنترل شکل نانوذرات مشخص درون این شیشه‌های مصنوعی می‌باشد. ما نانوحفره‌هایی را درون ذرات منفرد کلوئیدی ایجاد کردیم و توانستیم موقعیت آنها را تغییر دهیم و همچنین قطر آنها را با دقت نانومتری تنظیم کنیم، در واقع ما موفق به ساخت نوعی از نانودانه‌ها شدیم".

تصویر SEM آرایه‌ای از کره‌های کلوئیدی آسیاب‌شده روی سطح یک اُپال مصنوعی

این محققان از روشی با نام Focused Ion Beam milling(FIB) برای سوراخ کردن و ایجاد حفره‌هایی با عرض 80 نانومتر در تک کلوئیدها روی شیشه‌های مصنوعی استفاده کردند. این کلوئیدهای‌ منفرد، با شعاعی حدود 100 نانومتر توسط یک فرآیند خودآرایی از کره‌های کلوئیدی دی‌اکسید سیلیکون ایجاد شده‌اند. در ساخت آنها، محققان این حفره‌ها را برای مدت 5 تا 30 ثانیه آسیاب کردند و متوجه تناسب زمان آسیاب و اندازه حفرات شدند (زمان بیشتر آسیاب حفره‌های بزرگتر را نتیجه می‌دهد) . به گفته والدرینگ "نه تنها این نانوحفره‌ها برای حوزه فناوری‌نانو بسیار جذاب می‌باشند، بلکه روش آسیاب کردن این حفره‌ها روی سطوح غیررسانا امری کاملاً جدید بوده و امکان FIB را در حالت کلی افزایش می‌دهد". همیشه روش FIB اعتبار کافی در کاربردهای دقیق و با کیفیت بالا مثل ایجاد نانودانه‌ها، ندارد. در گذشته برای این منظور از باریکه‌های الکترونی و لیزری استفاده می‌شده تا بتوانند اصطلاحاتی روی سطح لایه‌های نازک اُپال (البته نه با این دقت) ایجاد کنند. اگر چه والدرینگ با مسائلی روبرو شد که ناشی از کوچک بودن اُپال‌های غیررسانا بود اما او با این وجود در ساخت و ایجاد اصلاحات کوچکتر نسبت به روش‌‌های قبلی موفق‌تر بود. او توضیح می‌دهد: "FIB روی بستر عایق یک چالش عمومی می‌باشد. در موردی که ما انجام دادیم، به دلیل آسیاب روی بستر مورد نظر، کلوئیدهای کره‌ای مجزا باردار شده و یکدیگر را دفع می‌کند و خارج می‌شوند و بدین ترتیب بلور از بین می‌رود. اما ما قادریم تا دیفیوژن بار را از منطقه آسیاب شده، به وسیله رسوب‌دهی یک لایه کربنی رسانا بر روی بستر و به کمک یک فرآیند آسیاب متناوب، کنترل کنیم. این روش از تجزیه بلور‌های فوتونیکی جلوگیری کرده و نانوحفره‌ها را ایجاد می‌کند". همان‌طور که دانشمندان در مطالعاتشان توضیح می‌دهند، اغلب حوزه نانو شامل نانوذرات کروی می‌باشد. که از نظر شکل با هم متفاوت می‌باشند و می‌توان از طریق ایجاد انعطاف‌پذیری در ساختار آنها، مسیر تازه‌ای را در نانو ایجاد نمود. به عنوان مثال در مورد یک بلور فوتونیکی یک تک ذره کلوئیدی اصلاح شده می‌تواند شبیه یک کاواک نوری برای کنترل نور عمل کند. والدرینگ می‌گوید:" انگیزه ما، در استفاده از این نانوذرات، ساخت یک کاواک نوری در بلور‌های فوتونیکی سه بعدی می‌باشد. این کار با اضافه کردن لایه‌های اُپال اضافی به ساختارهای اولیه به صورت معکوس انجام می‌گیرد". او همچنین اضافه می‌کند: "این اُپال‌های معکوس می‌توانند ساختارهای دی‌اکسید تیتانیوم یا سیلیکون باشند. به منظور مطالعه محبوس‌سازی نور، ما تابش‌های یک نقطهکوانتومی که درون یک کاواک نوری قرار گرفته را مورد بررسی قرار دادیم. اگر محیط اطراف بلوری که کاواک نوری در آن واقع شده دارای ضریب شکست متناوب باشد، این احتمال وجود دارد که رهاسازی فوتون‌های محدود شده در آن کاواک امکان‌پذیر باشد. این مسئله ما را قادر به ساخت منابع نوری فوتونی می‌سازد. و یک کاواک نیز می‌تواند به عنوان یک حسگر حساس عمل کند (در کارهای شیمیایی، بیولوژیکی). اما کاربردهای دیگر آنها طبق گفته والدرینگ می‌تواند مربوط به کاربرد آنها در توسعه سلول‌های خورشیدی با راندمان بالا در انتقال نور باشد. علاوه‌ بر این، اُپال‌ها می‌توانند عنوان یک منبع برای قطعات پلاسمونی‌ای از قبیل تراشه‌‌های رایانه‌ای و یا حتی میکروسکوپ‌های نوری که توانایی متمرکز شدن روی اجسامی کوچکتر از طول موج نور را دارند، به کار بروند. نتایج این تحقیق در مجله Nanotechnology منتشر شده است.

سمپوزیومی با عنوان - فناوری‌نانو در تشخیص و درمان سرطان

سمپوزیومی با عنوان - فناوری‌نانو در تشخیص و درمان سرطان

سمپوزیومی در زمینه تشخیص و درمان سرطان با استفاده از فناوری‌نانو، سه شنبه هفدهم بهمن ماه سال جاری در تالار رازی واقع در ساختمان جدید دانشكده داروسازی دانشگاه علوم پزشكی تهران از ساعت 8:30 صبح تا 14 بعد از ظهر، توسط مركز تحقیقات نانوفناوری پزشكی دانشگاه علوم پزشكی تهران و با همکاری شبكه‌های ملی تحقیقات علوم داروئی و تحقیقات سرطان برگزار خواهد شد.

تشخیص كوكائین با حسگرهای نانوذره‌ای

محققان دانشگاه ایلینویز نمونه اولیه‌ای از یک نوار تست کوکائین را تولید کردند، این نوار تست در نمونه‌های بیولوژیکی از قبیل بزاق دهان و یا سرم‌های خونی قابل استفاده می‌باشد. این نوار که با نانوذرات طلا و آپتامرها ترکیب شده، در حضور کوکائین تغییر رنگ می‌دهد. دانشمندان معتقدند که با توجه به عدم احتیاج این روش به تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته می‌توان از آن در موارد اورژانسی مثل مواقعی که احتمال مسمومیت کوکائینی وجود دارد، استفاده کرد. آپتامرها مولکول‌های تک رشته‌ای اسید نوکلئوئیک هستند، که دانشمندان برای داشتن یک نوع خاص آن که توانایی پیوند قوی با مولکول‌های مورد نظر را نیز داشته‌ باشد، می‌بایست آنها را از یک مجموعه استخراج کنند. اما کاربردهای وسیع این آپتامرها در موارد تشخیصی، آینده روشنی را متصور نیستند، زیرا انجام تست‌های مربوط به آنها احتیاج به آموزش در مورد کارهای آزمایشگاهی دارد و به همین دلیل چندان قابل کاربرد نیستند. برای غلبه بر این مشکل Yi Lu و همکارانش در دانشگاه ایلینویز، از روش جریان جانبی برای ایجاد تغییر رنگ قابل رؤیت با چشم غیرمسلح هنگام ورود این دارو(کوکائین)، استفاده کردند. روش جریان جانبی در کیت‌های تست بارداری نیز استفاده می‌شود، هرچند این کیت‌ها بر اساس پادتن‌‌های قویتر از آپتامرها، عمل می‌کنند. ابزار جریان جانبی این گروه شامل یک صفحه جذب، یک غشای جریان، یک صفحه پیوسته و یک صفحه فیتیله‌سازی می‌باشد. نانوذرات طلا متصل به آپتامر که کلوخه شده‌اند، به صفحه پیوسته اضافه می‌گردند. این کلوخه‌ها شامل دو نوع نانوذره عامل‌دار شده با DNA می‌باشند که برخی از آنها حاوی مولکول‌های بیوتین بوده و برخی دیگر عاری از مولکول‌های بیوتین می‌باشند. DNA مکمل دو ناحیه از آپتامر خاص-کوکائین می‌باشد. افزودن مایع حاوی کوکائین به نوار تست‌کننده باعث تجزیه نانوذرات کلوخه شده و آپتامر بجای DNA مکمل به مولکول‌های کوکائین متصل می‌گردد. نانوذرات طلای آزاد شده به اندازه کافی کوچک هستند تا بتوانند از غشای بالایی این ابزار جریان بگذرند، این غشا از عبور ذرات بزرگتر طلا، که به هم چسبیده‌اند، جلوگیری می‌کند. سپس نانوذرات طلای آزاد شده به حرکت درآورده تا اینکه مولکول‌های بیوتین روی سطحشان، به نوار مولکول‌های استریپتاویدین (streptavidin) متصل شوند. این کار باعث متراکم شدن نانوذرات و ایجاد رنگ قرمز قابل رؤیت با چشم غیرمسلح می‌شود. بر این اساس می‌توان تست‌های سریعی برای تشخیص‌های اورژانسی تعداد زیادی از مسمومیت‌ها و داروها، توسعه داد.

چگونگی تغییر قطر نانولوله‌های كربنی

یک گروه تحقیقاتی روشی را برای کنترل قطر نانولوله‌های کربنی کاهش قطر تا نزدیک صفر نانومتر ابداع کرده‌اند. این توانایی جدید و مفید توسط دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و آزمایشگاه ملی Lawrence Berkeley طراحی شده و نانولوله‌های کربنی را قادر می‌سازد که در فناوری‌های جدید به راحتی مورد استفاده قرار گیرند. Tom Yuzvinsky فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: "یکی از بزرگترین موانع در به کارگیری نانولوله‌های کربنی، فقدان کنترل اندازه آنها بوده است". ایشان اضافه می‌كند: "اکنون ما می‌توانیم قطر نانولوله‌های کربنی را با دقت تنظیم كنیم و در نتیجه ادوات نانومقیاسی را برای حل مشکلات خود بسازیم". خواص فیزیکی و الکتریکی استثنایی نانولوله‌های کربنی، مانند استحکام عالی و هدایت بسیار خوب آنها، باعث شده این مواد به عنوان اساس برخی ادوات نانومقیاس مانند ترانزیستورها و حسگرها مورد استفاده قرار گیرند. از آنجایی که این خواص وابسته به اندازه نانولوله‌ها هستند و روش‌های کنترل دقیق اندازه آنها قابل اطمینان نیستند، بهره‌گیری کامل از نانولوله‌های کربنی، آن طوری که مدنظر محققان است، در فناوری‌های جدید امکان‌پذیر نبوده است.

كاهش تدریجی قطر نانولوله‌های كربنی از طریق فرآیند ابداعی yuzvinsky و همكارانش.

yuzvinsky و همکارانش گام مهمی به سوی تغییر این شرایط برداشته‌اند. آنها کار را با نانولوله کربنی چندلایه (چهار دیواره) آغاز کردند. این گروه ولتاژ مشخصی را با دقت بر نانولوله وارد کردند که باعث شد، دو دیوارة بیرونی به صورت الكتریكی تجزیة شده و از بین بروند. سپس این نانولوله‌ نازک شده در معرض بمباران پرتوهای الکترونی پرانرژی قرار می‌گیرد، و این بمباران موجب خارج شدن اتم‌های کربن از دیواره نانولوله می‌گردد که در نهایت موجب ایجاد فضای خالی و نقص در ساختار اتمی آن می‌گردد. هم زمان با این کار این گروه جریانی را از میان نانولوله عبور دادند که موجب گرم شدن نانولوله می‌شود تا حدی که فضای خالی و نقص ساختار آن به واسطه تغییر شکل خودبه‌خودی آن به شکل نازک‌تر و به ساختاری تقریباً عاری از نقص ترمیم می‌گردد. تکرار این فرآیند باعث چروکیده شدن تدریجی و کنترل شده نانولوله در چند دقیقه می‌شود. هنگام کاهش قطر آن، yuzvinsky و همکارانش با دقت جریان عبوری از میان نانولوله را تنظیم می‌کردند تا افزایش مقاومت الکتریکی آن را ره‌گیری کنند. در این جا دومین نتیجه مهم و جالب توجه این کار به دست ‌آمد: هدایت (رسانایی) نانولوله‌ کربنی چند دیواره مستقیماً متناسب با قطر آن است. این موضوع برخی از نتایج غیرمنتظره در مطالعات رسانایی الکتریکی نانولوله‌های کربنی را توجیه می‌کند. این محققان با استفاده از میکروسکوپ TEM که تصاویری با جزئیات کامل از نانولوله ارائه می‌دهد، این تغییرات را دنبال کردند و بالاخره دریافتند که نانولوله کربنی کم عرض می‌شود (کمتر از یک نانومتر) به حدی که دیواره داخلی شکسته شده و دو قطعة نانولوله كه با پل‌ ناپایداری از اتم‌های کربن به هم متصل‌اند، ازهم جدا می‌شوند.

New Proxy

http://www.mr7.org/