|
علی اکبری - شاهد پژوهش و تحقیق درس حرفه و فن دوره راهنمایی
| ||
|
لینک دوستان
|
فناوری نانو
فناوری نانو یا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانو متر است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستمهایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی - عمدتا متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک - از خود نشان می‌دهند. نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود. نانو تکنولوژی می‌تواند به عنوان ادامهٔ دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ریزی دانش کنونی بر پایه‌هایی جدیدتر و امروزی‌تر باشد.
اصول بنیادی
یک نانومتر (nm) یک میلیاردیم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲ تا ۱۵ نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین طول یک جفتِ دی‌ان‌آ نزدیک به ۲ نانومتراست. و از سوی دیگر کوچکترین باکتری سلول‌دار ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم. یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد.فناوری نانو کاربردهای گسترده‌ای در دانش‌های گوناگون دارد که از موردهای مهم آن می‌توان به کاربردهایش در پزشکی برای ساخت داروهای بدون اثرهای جانبی اشاره کرد که تنها بر یک بافت ویژه تأثیر می‌گذارند. از انواع کاربرد ها می‌توان در ساخت نانو جوراب ها ، نانو لوله‌های کربنی و ... اشاره کرد.
یک نانومتر چقدر است؟
یک نانومتر یک میلیاردم متر است. این مقدار حدودا چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 2.5 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین آی سیهای امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر ، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است .امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman) ، برنده جایزه نوبل فیزیک مطرح شد. فاینمن طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال 1959 اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشینهای کوچک ماشینهایی به مراتب کوچکتر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد .
همین عبارتهای افسانه وار فاینمن راهگشای یکی از جذابترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روباتهایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانو ماشینهایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکــــزی هستند، هر دانشمندی را به وجد می‌آورد. در رویای دانشمـــــــندانی مثل جی استورس هال (J.Storrs Hall) و اریک درکسلر (E.Drexler) این روباتها یا ماشینهای مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی در می‌آیند . شاید در آینده‌ای نه چندان دور بتوانید به کمک اجرای برنامه ای در کامپیوتر ، تخت خوابتان را تبدیل به اتومبیل کنید و با آن به محل کارتان بروید.
چرا این مقــیاس طول اینقدر مهم است؟
خواص موجی شکل (مکانیک کوانتومی ) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر ، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب ، خواص مغناطیسی ، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهای جدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود .نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری ، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به ما اجازه می‌دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرار داده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاء نیازی نیست. این ترکیب پر قدرت علم مواد و بیوتکنولوژی به فرآیندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد .ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانو ذرات و نانولایه‌ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برای استفاده در مواد کامپوزیت ، واکنشهای شیمیایی ، تهیه دارو و ذخیره انرژی ایده‌ال می‌سازد. سرامیکهای نانوساختاری غالبا سخت‌تر و غیرشکننده‌تر از مشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می‌کنند .
وسایل الکترونیکی جدید ، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می‌توانند با کنترل واکنشها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندکی از فواید و مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است .
منافع نانوتکنولوژی چیست؟
مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیر بگذارد. محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها بدست آمده‌اند،
شیشه‌هایی که خودبه خود تمیز می‌شوند، مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده‌اند، ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مکنده و روان سازها ، هد دیسکهای لیزری و مغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه‌ها از کیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و . غیره
فناوری نانو در پزشکی
در سال 1966 فيلمی تخيلی با عنوان «سفر دريايی شگفت انگيز» اهالی سينما را به ديدن نمايشی جسورانه از كاربرد نانوتكنولوژی در پزشكی ميهمان كرد. گروهی از پزشكان جسور و زيردريايی پيشرفته شان با شيوه ای اسرارآميز به قدری كوچك شدند كه می توانستند در جريان خون بيمار سير كنند و لخته خونی را در مغزش از بين ببرند كه زندگی او را تهديد می كرد. با گذشت 36 سال از آن زمان، برای ساختن وسايل پيچيده حتی در مقياس های كوچك تر گام های بلندی برداشته شده است. اين امر باعث شده برخی افراد باور كنند كه چنين دخالت هايی در پزشكی امكان پذير است و روبات های بسيار ريز قادر خواهند بود در رگ های هر كسی سفر كنند.همه جانداران از سلول های ريزی تشكيل شده اند كه خود آنها نيز از واحدهای ساختمانی كوچك تر در حد نانومتر (يك ميلياردم متر) نظير پروتئين ها، ليپيدها و اسيدهای نوكلئيك تشكيل شده اند. از اين رو، شايد بتوان گفت كه نانوتكنولوژی به نحوی در عرصه های مختلف زيست شناسی حضور دارد.
اما اصطلاح قراردادی «نانوتكنولوژی» به طور معمول برای تركيبات مصنوعی استفاده می شود كه از نيمه رساناها، فلزات، پلاستيك ها يا شيشه ساخته شده اند. نانوتكنولوژی از ساختارهايی غيرآلی بهره می گيرد كه از بلورهای بسيار ريزی در حد نانومتر تشكيل شده اند و كاربردهای وسيعی در زمينه تحقيقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخيص بيماری ها و شايد هم درمان آنهاپيدا كرده اند.
در برخی محافل نگرانی های شديدی در مورد جنبه منفی اين فناوری به وجود آمده است؛ آيا اين نانوماشين ها نمی توانند از كنترل خارج شده و كل جهان زنده را نابود كنند؟
با وجود اين به نظر می رسد فوايد اين فناوری بيش از آن چيزی باشد كه تصور می رود. برای مثال، می توان با بهره گيری از نانوتكنولوژی وسايل آزمايشگاهی جديدی ساخت و از آنها در كشف داروهای جديد و تشخيص ژن های فعال تحت شرايط گوناگون در سلول ها، استفاده كرد. به علاوه، نانوابزارها می توانند در تشخيص سريع بيماری ها و نقص های ژنتيكی نقش ايفا كنند.طبيعت نمونه زيبايی از سودمندی بلورهای غيرآلی را در دنيای جانداران ارائه می كند. باكتری های مغناطيسی، جاندارانی هستند كه تحت تاثير ميدان مغناطيسی زمين قرار می گيرند.
اين باكتری ها فقط در عمق خاصی از آب يا گل ولای كف آن رشد می كنند. اكسيژن در بالای اين عمق بيش از حد مورد نياز و در پايين آن بيش از حد كم است. باكتری ای كه از اين سطح خارج می شود بايد توانايی شنا كردن و برگشت به اين سطح را داشته باشد. از اين رو، اين باكتری ها مانند بسياری از خويشاوندان خود برای جابه جا شدن از يك دم شلاق مانند استفاده می كنند. درون اين باكتری ها زنجيره ای با حدود 20 بلور مغناطيسی وجود دارد كه هر كدام بين 35 تا 120 نانومتر قطر دارند. اين بلورها در مجموع يك قطب نمای كوچك را تشكيل می دهند. يك باكتری مغناطيسی می تواند در امتداد ميدان مغناطيسی زمين قرارگيرد و مطابق باآن بالا يا پايين برودتا مقصد مورد نظرش راپيدا كند . اين قطب نما اعجاز مهندسی طبيعت در مقياس نانو است . اندازه بلورها نيز مهم است. هر چه ذره مغناطيسی بزرگ تر باشد، خاصيت مغناطيسی اش مدت بيشتری حفظ می شود. اما اگر اين ذره بيش از حد بزرگ شود خود به خود به دو بخش مغناطيسی مجزا تقسيم می شود كه خاصيت مغناطيسی آنها در جهت عكس يكديگرند. چنين بلوری خاصيت مغناطيسی كمی دارد و نمی تواند عقربه كارآمدی برای قطب نما باشد .
باكتری های مغناطيسی قطب نماهای خود را فقط از بلورهايی با اندازه مناسب می سازند تا از آنها برای بقای خود استفاده كنند. جالب است كه وقتی انسان برای ذخيره اطلاعات روی ديسك سخت محيط هايی را طراحی می كند دقيقا از اين راهكار باكتری ها پيروی می كند و از بلورهای مغناطيسی در حد نانو و با اندازه ای مناسب استفاده می كند تا هم پايدار باشند وهم كارآمد .
محققان در تلاش هستند تا از ذرات مغناطيسی در مقياس نانو برای تشخيص عوامل بيماری زا استفاده كنند. روش اين محققان نيز مانند بسياری از مهارت هايی كه امروزه به كار می رود به آنتی بادی های مناسبی نياز دارد كه به اين عوامل متصل می شوند. ذرات مغناطيسی مانند برچسب به مولكول های آنتی بادی متصل می شوند. اگر در يك نمونه، عامل بيماری زای خاصی مانند ويروس مولد ايدز مد نظر باشد، آنتی بادی های ويژه اين ويروس كه خود به ذرات مغناطيسی متصل هستند به آنها می چسبند. برای جدا كردن آنتی بادی های متصل نشده، نمونه را شست وشو می دهند. اگر ويروس ايدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطيسی آنتی بادی های متصل شده به ويروس، ميدان های مغناطيسی توليد می كنند كه توسط دستگاه حساسی تشخيص داده می شود . حساسيت اين مهارت آزمايشگاهی از روش های استاندارد موجود بهتر است و به زودی اصلاحات پيش بينی شده، حساسيت را تا چند صد برابر تقويت خواهد كرد .
دنيای پيشرفته الكترونيك پر از مواد پخش كننده نور است. برای نمونه هر CDخوان، CDرا با استفاده از نوری می خواند كه از يك ديود ليزری می آيد. اين ديود از يك نيمه رسانای غيرآلی ساخته شده است. هر تصوير، قسمت كوچكی از يك CDبه اندازه يك مولكول پروتئين را می كند. درنتيجه اين عمل يك نانو بلور نيمه رسانا يا به اصطلاح تجاری يك«نقطه كوانتومی»ايجادمی شود .
فيزيكدانانی كه برای اولين بار در دهه 1970 نقاط كوانتومی را مطالعه می كردند معتقد بودند كه اين نقاط در ساخت وسايل الكترونيكی جديد و وسايل ديد استفاده خواهند شد. تعداد انگشت شماری از اين محققان ابراز می كردند كه از اين يافته ها می توان برای تشخيص بيماری يا كشف داروهای جديد كمك گرفت و هيچ كدام از آنان حتی در خواب هم نمی ديدند كه اولين كاربردهای نقاط كوانتومی در زيست شناسی و پزشكی باشد .
نقاط كوانتومی قابليت های زيادی دارند و در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گيرند. يكی از كاربردهای اين نقاط نيمه رسانا در تشخيص تركيبات ژنتيكی نمونه های زيستی است. اخيرا برخی محققان روش مبتكرانه ای را به كار بردند تا وجود يك توالی ژنتيكی خاص را در يك نمونه تشخيص دهند. آنان در طرح خود از ذرات طلای 13 نانومتری استفاده كردند كه با DNAتزئين شده بود. اين محققان در روش ابتكاری خود از دو دسته ذره طلا استفاده كردند. يك دسته، حامل DNAبود كه به نصف توالی هدف متصل می شد و DNAمتصل به دسته ديگر به نصف ديگر آن متصل می شد . DNAهدفی كه توالی آن كامل باشد به راحتی به هر دو نوع ذره متصل می شود و به اين ترتيب دو ذره به يكديگر مربوط می شوند. از آنجا كه به هر ذره چندين DNAمتصل است، ذرات حامل DNAهدف می توانند چندين ذره را به يكديگر بچسبانند. وقتی اين ذرات طلا تجمع می يابند خصوصياتی كه باعث تشخيص آنها می شود به مقدار چشم گيری تغيير می كند و رنگ نمونه از قرمز به آبی تبديل می شود. چون كه نتيجه اين آزمايش بدون هيچ وسيله ای قابل مشاهده است می توان آن را برای آزمايش DNAدر خانه نيز به كار برد . هيچ بحثی از نانوتكنولوژی بدون توجه به يكی از ظريف ترين وسايل در علوم امروزی يعنی ميكروسكوپ اتمی كامل نمی شود. روش اين وسيله برای جست وجوی مواد مانند گرامافون است. گرامافون، سوزن نوك تيزی دارد كه با كشيده شدن آن روی يك صفحه، شيارهای روی آن خوانده می شود. سوزن ميكروسكوپ اتمی بسيار ظريف تر از سوزن گرامافون است به نحوی كه می تواند ساختارهای بسيار كوچك تر را حس كند . متاسفانه، ساختن سوزن هايی كه هم ظريف باشند و هم محكم، بسيار مشكل است. محققان با استفاده از نانو لوله های باريك از جنس كربن كه به نوك ميكروسكوپ متصل می شود اين مشكل را حل كردند. با اين كار امكان رديابی نمونه هايی با اندازه فقط چند نانومتر فراهم شد. به اين ترتيب، برای كشف مولكول های زنده پيچيده و برهم كنش هايشان وسيله ای با قدرت تفكيك بسيار بالا در اختيار محققان قرار گرفت.
اين مثال و مثال های قبل نشان می دهند كه ارتباط بين نانوتكنولوژی و پزشكی اغلب غيرمستقيم است به نحوی كه بسياری از كارهای انجام شده، در زمينه ساخت يا بهبود ابزارهای تحقيقاتی يا كمك به كارهای تشخيصی است. اما در برخی موارد، نانوتكنولوژی می تواند در درمان بيماری ها نيز مفيد باشد. برای مثال می توان داروها را درون بسته هايی در حد نانومتر قرار داد و آزاد شدن آنها را با روش های پيچيده تحت كنترل در آورد.
يكی از نانوساختارهايی كه برای ارسال دارو يا مولكول هايی مانند DNAبه بافت های هدف ساخته شده، «دندريمر»ها هستند. اين مولكول های آلی مصنوعی با ساختارهای پيچيده برای اولين بار توسط «دونالد توماليا» ساخته شدند. اگر شاخه های درختی را در يك توپ اسفنجی فرو ببريد به نحوی كه در جهت های مختلف قرار گيرند می توان شكلی شبيه يك مولكول دندريمر را ايجاد كرد. دندريمرها مولكول هايی كروی و شاخه شاخه هستند كه اندازه ای در حدود يك مولكول پروتئين دارند . دندريمرها مانند درخــتان پرشــاخه و برگ دارای فضــاهای خالی هستند، يعنی تعــداد زيادی حفــرات سطحی دارند .
دندريمرها را می توان طوری ساخت كه فضاهايی با اندازه های مختلف داشته باشند. اين فضاها فقط برای نگه داشتن عوامل درمانی هستند . دندريمرها بسيار انعطاف پذير و قابل تنظيم اند. همچنين آنها را می توان طوری ساخت كه فقط در حضور مولكول های محرك مناسب، خود به خود باد كنند و محتويات خود را بيرون بريزند. اين قابليت اجازه می دهد تا دندريمرهای اختصاصی بسازيم تا بار دارويی خود را فقط در بافت ها يا اندام هايی آزاد كنند كه نياز به درمان دارند. دندريمرها می توانند برای انتقال DNAبه سلول ها جهت ژن درمانی نيز ساخته شوند. اين شيوه نسبت به روش اصلی ژن درمانی يعنی استفاده از ويروس های تغيير ژنتيكی يافته بسيار ايمن تر هستند . همچنين محققان ذراتی به نام نانوپوسته ساخته اند كه از جنس شيشه پوشيده شده با طلا هستند. اين نانوپوسته ها می توانند به صورتی ساخته شوند تا طول موج خاصی را جذب كنند. اما از آنجا كه طول موج های مادون قرمز به راحتی تا چند سانتی متر از بافت نفوذ می كنند، نانوپوسته هايی كه انرژی نورانی را در نزديكی اين طول موج جذب می كنند بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراين، نانوپوسته هايی كه به بدن تزريق می شوند می توانند از بيرون با استفاده از منبع مادون قرمز قوی گرما داده شوند. چنين نانوپوسته هايی را می توان به كپسول هايی از جنس پليمر حساس به گرما متصل كرد. اين كپسول ها محتويات خود را فقط زمانی آزاد می كنند كه گرمای نانوپوسته متصل به آن باعث تغيير شكلش شود . يكی از كاربردهای شگرف اين نانوپوسته ها در درمان سرطان است. می توان نانوپوسته های پوشيده شده با طلا را به آنتی بادی هايی متصل كرد كه به طور اختصاصی به سلول های سرطانی متصل می شوند. از لحاظ نظری اگر نانوپوسته ها به مقدار كافی گرم شوند می توانند فقط سلول های سرطانی را از بين ببرند و به بافت های سالم آسيب نرسانند. البته مشكل است بدانيم آيا نانوپوسته ها در نهايت به تعهد خود عمل می كنند يا نه.
اين موضوع برای هزاران وسيله ريز ديگری نيز مطرح است كه برای كاربرد در پزشكی ساخته شده اند. محققان از نانوتكنولوژی در ساخت پايه های مصنوعی برای ايجاد بافت ها و اندام های مختلف نيز استفاده كرده اند. محققی به نام «ساموئل استوپ» روش نوينی ابداع كرده است كه در آن سلول های استخوانی را روی يك پايه مصنوعی رشد می دهد. اين محقق از مولكول های مصنوعی استفاده كرده است كه با رشته هايی تركيب می شوند كه اين رشته ها برای چسباندن به سلول های استخوانی تمايل بالايی دارند.
اين پايه های مصنوعی می توانند فعاليت سلول ها را هدايت كنند و حتی می توانند رشد آنها را كنترل كنند. محققان اميدوارند سرانجام بتوانند روش هايی بيابند تا نه فقط استخوان، غضروف و پوست بلكه اندام های پيچيده تر را با استفاده از پايه های مصنوعی بازسازی كنند . به نظر می رسد برخی از اهدافی كه امروزه در حال تحقق هستند در آينده ای نزديك توسط پزشكان به كار گرفته شوند. جايگزينی قلب، كليه يا كبد با استفاده از پايه های مصنوعی شايد با فناوری كه در فيلم سفر دريايی شگفت انگيز نشان داده شد، متناسب نباشد اما اين تصور كه چنين درمان هايی در آينده ای نه چندان دور به واقعيت بپيوندند بسيار هيجان انگيز است. حتی هيجان انگيزتر اينكه اميد است محققان بتوانند با تقليد از فرآيندهای طبيعی زيست شناختی، واحدهايی در مقياس نانو توليد كنند و از آنها در ساخت ساختارهای بزرگ تر بهره گيرند. چنين ساختارهايی در نهايت می توانند برای ترميم بافت های آسيب ديده و درمان بسياری از بيماری ها به كار روند .
تولید نانو دارو ضذ ایدز
محققان نانو داروی ضد ویروس تولید کردند، بر اساس دانشمندان یک شرکت دارو سازی در بوستون این نانو دارو در مطالعات حیوانانی بسیار کار آمد و موفق بوده است.مححقان شرکت NanoViricidesمی گویند این دارو از نسل داروهایی است که قادرند به ویروس های دارای پوشش حمله و آنها را خنثی کنند. محققان امیدوارند با ساخت این دارو جدید بتوانند روشی تازه و موثر برای کنترل جهانی ایدز ابداع کنند.به گفته یكی از محققان نتایج آزمایشات صورت گرفته بر روی موش‌های كوچك كارایی داروی Hivcide-Iبه عنوان یك داروی ضد ویروس ایدز جدید نشان داده است. او افزود در طی چند هفته آینده قرار است كه اطلاعات بیشتری در این زمینه ارائه گردد.محققان در حال برنامه ریزی جهت اجراء یك برنامه مطالعاتی ضد ایدز در یكی از مراكز بزرگ تحقیقاتی دولتی آمریكا می‌باشند.
علاوه‌بر آن، آنها در صددند كه اثرات این داروها را بر روی نمونه‌های حیوانی حاوی ویروس آنفلوانزای پرندگان نیز ارزیابی كنند. مطالعاتی نیز در خصوص ارزیابی اثر این داروها بر روی ویروس خطرناك ابولا در حال انجام است. این شركت در حال حاضر از فرم‌های تزریقی داروها در مطالعات خود استفاده می كند اما در آینده قصد دارد كه بر چسب‌های جلدی طولانی اثر ضد ایدز بسازد و از این رو سطح تحمل بیماران و پذیرش دارو توسط آنها افزایش خواهد یافت.شركت NanoViricidesیك شركت در حال توسعه است كه در حال توسعه داروهای ضد ویروس است. نسل جدید داروهای ضد ویروس این شركت به‌‌گونه ای طراحی شده اندتا بتوانند بطور اختصاصی به ویروسهای دارای پوشش حمله كرده وآن ها را خنثی سازند. این شركت در حال ساخت داروهایی علیه ویروسهای آنفلوانزای پرندگان، آنفلوانزای فصلی، ایدز، هپاتیت C، هاری و ابولا می باشد.
دانشمندان نگران همه گیری ایدز در جهان هستند و معتقدند باید در روش های جلوگیری و کنترل این بیماری ، تغییر حاصل شود. در کشورهای آفریقایی به علت وجود کمبودهای غذایی به خصوص کمبود ویتامین A، بالا بودن تعداد حاملگی، وجود عفونت های مختلف مقاربتی و نبود دارو درمانی احتمال انتقال آلودگی از مادر به نوزاد بیشتر است.آخرین راه انتقال، انتقال از طریق مادر به فرزند است که می تواند در دوران بارداری بر اثر عبور ویروس از جفت آسیب دیده، در حین زایمان به علت تماس مخاط بدن نوزاد با خون مادر در کانال زایمانی و یا در هنگام شیردهی صورت بگیرد.
شایع ترین مرحله آلودگی هنگام تولد است که نوزاد با ترشحات و خون آلوده در تماس نزدیک قرار می گیرد. درمیان معتادان تزریقی به علت مصرف مواد مخدر، سیستم ایمنی تضعیف می شود و همچنین به علت ورود مستقیم مقداری ازخون استفاده کننده قبلی سرنگ به درون سیستم عروقی فرد معتاد ، خطر ابتلا در این افراد به شدت افزایش پیدا می کند. ابزار پزشکی و دندان پزشکی، لوازم خال کوبی، سوزاندن مو، سوراخ کردن گوش، حجامت، تیغ سلمانی و مسواک ممکن است باعث انتقال آلودگی شود.
تولید نانو دارو برای درمان سرطان مغز
ICTPRESS - گروهی از متخصصان در دانشگاه ایلی نویز آمریکا به تازگی موفق به ساخت نانو داروهایی شده اند که می تواند سلولهای سرطاني مغز را بدون آنکه آسیبب به بافت های سالم مغز وارد شود از بین ببرد .
به گزارش ICTPRESSبه نقل از " نیو ساینتیست" ، طبق مقاله ای که در نشریه Nano Lettersبه چاپ رسیده " النا روژکوا " یکی از محققان این دانشگاه به همراه همکارانش در تلاش برای پیدا کردن راه حلی است که بیماری glioblastoma multiformeرا که نوعی سرطان مغز است درمان کند .بررسی های اخیر نشان می دهد که نانوذرات تیتانیوم دی اکسید که نوعی ماده حساس در برابر نور است و امروزه در کرم های ضد آفتاب و لوازم آرایشی مورد استفاده قرار می گیرد ، می تواند زمانی که در معرض نور فرابنفش قرار می گیرد سلولهای سرطانی را از بین ببرد.طبق گفته متخصصان وارد کردن این نانو داروها که هر کدام به اندازه یک پنجاه هزارم موی انسان هستند به داخل سلولهای سرطانی بسیار مشکل است اما غیر ممکن نیست . برای حل این مشکل می توان نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم را به آنتی بادی هایی که می توانند سلولهای سرطانی را تشخیص دهند متصل کرد متخصصان معتقدند پس از اتصال این نانوذرات به سلولهای سرطانی ، این نانوداروها می توانند 80 درصد سلولهای سرطانی را تنها ظرف مدت زمان 5 دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش از بین ببرند.
اولـیـن کـنـگـره نـانـو داروهـا
07 تا 08 اسفند ماه 1389
اكنون كه در دوره انفجار علمي، فناوري نانو يكي از مهمترين دستاوردهاي بشــري محســـوب مي شود و كاربردهاي متعــددي در زندگي انسان پيدا كرده است، شناخت هرچه بيشتر تلاش هاي علمي و پژوهش هاي محققين در زمينه نانوذرات مي تواند در بهــــتـــر استفاده كردن از اين پديده علمي ياري كننده باشد. با توجه به پيشرفت هاي علـــــمي در زمينه هاي نانوتكنولوژي بخصوص از جنبه هــاي تـوليد و عرضه نانوداروها، اولين كنگره نانوداروها به همت ستــاد فناوري نانو در دانشــــگاه شهيد چمران اهواز برگزار خواهد شد تا زميــنـــه تبادل اطلاعات و پژوهش هاي انجـــــام شـده در مـورد تـوليد، كــاربرد، سـميت و عوارض نانوداروهــــا را در بين محــققـيـن كـشـور فـــراهـــــم آورد و دانش پژوهان پرتلاش ايراني در اين گردهمــايي با فعاليت هاي يكديگر در اين زمينه بيشــتـر آشنا شوند. دانـشگـاه شهيـد چمــران اهواز افتخار دارد كه ميزبان محققين ايران اسلامي باشد.
جلبک ها درخدمت نانوگیاه پزشکی
جلبک ها با قدمتي بالغ بر ۴۰ ميليون قرن در مقايسه با ديگر رستني ها توانسته اند مقام نخست را از نظر توليد انرژي و همچنين مواد تجديدشونده بويژه در دنياي نانو، کسب کنند. بنابراين با توجه به اهميت جلبک ها در اين زمينه ، شايسته است کشاورزي سنتي و صنعتي براي توسعه پايدار فناوري هاي جديد، نهادينه شوند. جايگاه مناسب براي چنين تحقيقاتي ، کشاورزي پيشرفته بويژه در زيربخش هاي گياه شناسي با تخصص گياه شناسي الکترونيک است. بسياري از موضوعات مهم در گياه پزشکي مانند تشخيص و شناسايي ، پيش آگاهي ، مبارزه و مهار، قرنطينه و تا حدودي ترويج ، بي شباهت به مفاهيم پليسي نيستند. از اين رو شناخت و همچنين بهره مندي از قابليت هاي کم نظير نانوپليس هاي جلبکي براي گياه پزشکي ، امروز از اهميت ويژه اي برخوردار است. از سوي ديگر مي دانيم که بسياري از الگوهاي فني در نانوفناوري ، مرهون ساختار ظريف ، ولي توانمند انواع ميليوني جلبک ها هستند. طراحي ، ساخت و توليد ابزار و قطعاتي با دقت مقياس نانو به طور مصنوعي ، فوق العاده دشوار و پرهزينه است ، ولي با استفاده از اين موجودات که اغلب دياتوم ها و نانوفيتوپلانکتون ها هستند، ساخت و توليد انواع رايانه ها، ربات ها، ريزتراشه هاي سيليکوني در دنياي نانوالکترونيک و زيست حسگرهاي هوشمند، متداول است.
مفاهيم بنيادين
با پيدايش و پيشرفت علوم و فنون نوين نظير نانوفناوري ، دانش گياه پزشکي نيز تحول چشمگيري پيدا کرده است و استفاده فراگير از انواع نانوکپسول ها، نانوفيلترها، نانوذرات ، نانوکريستال ها و بسياري موارد ديگر، فقط گوشه اي ناچيز از کاربردهاي علوم و فنون نانو در مديريت تلفيقي آفات است. کاظم دادخواهي پور، پژوهشگر و عضو هيات علمي موسسه تحقيقات گياه پزشکي کشور که تحقيقات گسترده اي را در اين زمينه انجام داده است ، در اين باره گفت: تقريبا همه مي دانيم که جلبک ها در مقايسه با پيکر سبز تمامي گياهان موجود در جنگل ها، مراتع و حتي اراضي کشاورزي بيش از ۸۵ درصد کل فرآيند فتوسنتز را به عهده دارند. وي افزود: بنابراين جلبک ها در اين زيست کره از نظر توليد مواد اوليه و در نتيجه ذخيره و تبديل انرژي خورشيدي ، مقام نخست را به خود اختصاص مي دهند. به نظر مي رسد که ميزان جلبک هاي خشک زي بسيار ناچيز باشد، ولي با يک محاسبه ساده نتيجه بسيار شگفت آور خواهد بود.
وي ادامه داد: به طور کلي در يک هکتار زمين زراعي به عمق ۳۰ سانتي متر که از لحاظ مواد آلي و کاني ها در سطح متوسطي قرار دارد به ميزان يک هزارم وزن حجمي خاک ، جلبک وجود دارد، به اين ترتيب به ازاي هر هکتار زمين زراعي ، حداقل ۲۰۰۰ کيلوگرم جلبک يافت مي شود. چنين توان توليدي در مقايسه با برخي از محصولات ديم ، قابل تامل خواهد بود. اين پژوهشگر مي افزايد: بعلاوه تنوع زيستي جلبک ها در چنين اراضي اي نيز قابل ملاحظه است به طوري که براساس مطالعات انجام شده در پاکستان بيش از ۳۵ گونه انواع جلبک ها در يک هکتار از سطح زير کشت ذرت شيرين ثبت شده است.
افزار و شيوه گزيني
جلبک ها به عنوان نوعي افزار، زمينه هاي بسيار مساعدي را براي تحقيقات فناوري نانو فراهم کرده اند. محصولات متنوعي مانند پوشاک ، وسايل ورزشي و حتي برخي از ابزار پزشکي و قطعات سخت افزاري در رايانه ها و ريزتراشه ها، مرهون چنين فناوري اي هستند.عضو هيات علمي موسسه تحقيقات گياه پزشکي کشور در اين رابطه گفت: از بين انواع جلبک هاي تک ياخته اي ، دياتوم ها يا جلبک هاي قاب سيليسي مهم ترين گروهي هستند که در اين فناوري کاربرد زيادي دارند. دادخواهي پور افزود: دياتوم ها داراي ساختار پوسته اي از جنس دي اکسيدسيليس (SiO۲) و با خلوصي بالغ بر ۹۹ درصد در طبيعت اعم از آب هاي شور، شيرين و انواع خاک ها انتشار وسيعي دارند. دياتوم ها بسيار متنوعند و تاکنون يکصد هزار گونه از آنها شناسايي شده اند و تنوع زيستي آنها را تا حدود يک ميليون گونه برآورد کرده اند. وي ادامه داد: يکي از عوامل ساختاري مهم در اين گروه از جلبک ها که مسير پيشرفت نانوفناوري را فراهم کرده اند، وجود تزيينات فوق العاده متنوع و همچنين دانه بندي بسيار دقيق و ظريف در پيکر آنهاست.
بي شک ساختن اشکال هندسي با چنين دقتي در مقياس نانو، بسيار دشوار است ، بنابراين تنوع ميليوني و همچنين وفور دياتوم ها چنين موضوعي را براي متخصصان به طور قابل ملاحظه اي تسهيل کرده است. با توجه به ويژگي هاي فيزيکي دياتوم ها، از آنها مي توان به عنوان اجزاي يک ماشين مجهز استفاده کرد، البته با اين تفاوت که توليد چنين افزاري از لحاظ کميت و کيفيت بسيار فراتر از فناوري متداول است.
از سوي ديگر، صرفه جويي اقتصادي با تاکيد بر مصرف بهينه از مواد اوليه دليل ديگري براي رشد و توسعه چنين فناوري اي خواهد بود. هم اکنون استفاده از پودر خالص پوسته هاي سيليکاتي دياتوم هاي ويژه اي براي مبارزه غيرشيميايي با برخي آفات انباري بويژه در مراکزي نظير بيمارستان ها و آسايشگاه ها که به هيچ وجه نمي توان از روش هاي شيميايي يا بيولوژيکي استفاده کرد، توصيه مي شود.
چنين آفت کشي با تزيينات بسيار ظريف همچون تيغه هاي شيشه اي به طور فيزيکي پوست سخت و کيتيني آفات را خراش مي دهند و با افزايش گرماي ناشي از تنفس زياد در نهايت موجب انهدام آنها مي شوند. عضو هيات علمي موسسه تحقيقات گياه پزشکي کشور مي گويد: نانوکپسول ها، کاربردهاي ارزشمندي را براي گياه پزشکي نوين به ارمغان آورده اند. دياتوم ها همچون جعبه هاي بسيار کوچک و با ساختاري بسيار مقاوم و در عين حال خنثي ، مي توانند بهترين حامل سموم شيميايي قوي باشند. به اين طريق هنگام سم پاشي ، علاوه بر آن که ميزان مصرفي سموم به حداقل ممکن مي رسد بلکه به دليل موضعي و متمرکز بودن تماس با آفات ، بسيار موثرتر خواهد بود. چنين موضوعي با توجه به پارامترهاي زيست محيطي اعم از محيطهاي طبيعي و انساني نيز از اهميت خاصي برخوردار است.
کاربرد انواع نانوفيتوپلانکتون ها بويژه در طراحي و ساخت نانوحسگرها، روند صعودي دارد، زيرا تسهيلات قابل ملاحظه اي را در جهت تدوين الگوهاي نانوزيستي براي رديابي ناهنجاري ها در اکوسيستم هاي زراعي و ديگر مناطق انسان ساخت فراهم کرده است. اکنون بيش از ۱۴ مرکز تحقيقات بين المللي در زمينه دياتوم نانوفناوري فعاليت دارند. آشکارسازي و مهار جلبک هاي مزاحم در منابع آب و آبياري با استفاده از سامانه هايي معروف به نانوچک ، فقط يکي از موارد کوچک در چنين مراکزي است.
رهيافت ها و رويکردها
شايد شگفت آفرين باشد، آن هم وقتي که بدانيم برخي محصولات رايانه اي جديد مانند صفحات نمايشگر انعطاف پذير يا وسيله جيبي اي بسيار کوچک براي ذخيره اطلاعات با ظرفيت هاي فوق العاده زياد به نام کول ديسک و بسياري ديگر از اختراعات جديد، از طريق فرآيند نانوفناوري روي همين جلبک هاي تک ياخته يعني دياتوم ها به وجود آمده اند. اين پژوهشگر موسسه تحقيقات گياه پزشکي مي گويد: بنابراين با توجه به اهميت جلبک ها در اين زمينه ،
شايسته است که کشاورزي سنتي و صنعتي براي توسعه پايدار فناوري هاي جديد نهادينه شود؛ زيرا مناسب ترين جايگاه براي چنين تحقيقاتي ، کشاورزي پيشرفته بويژه در زيربخش هاي گياه شناسي و با تخصص الکتروبتاني است. اگرچه ممکن است براي برخي علاقه مندان به کشاورزي نوين ، همچنان هويت جلبک ها بويژه دياتوم ها مبهم باشد، اما کافي است يادآوري شود که تمامي شيشه هاي مرغوب براي عينک ، عدسي ها، ظروف کريستالي و انواع رنگ هاي متاليک و صدها محصول صنعتي ديگر، برگرفته از خواص فيزيکي شيميايي همين پوسته سيليسي دياتوم هاست.
دادخواهي پور، يادآوري مي کند که سيليس پس از اکسيژن ، بيشترين عنصر کره زمين است و به لحاظ اهميت منابع طبيعي تجديدشونده و همچنين افزايش تقاضا به انواع محصولات کشاورزي ، کشت و پرورش خالص انواع جلبک ها، اجتناب ناپذير است.
عضو هيات علمي موسسه تحقيقات گياه پزشکي کشور مي گويد: رسوبات گوناگون بويژه در پشت سدهاي آبي ، نظير سد اميرکبير در کرج سرشار از انواع دياتوم هاست. بهره مندي از چنين منابع ارزشمندي علاوه بر اقتصادي بودن ، رعايت استانداردهاي محيط زيست را نيز در سطوح ممتازي به همراه خواهد داشت.
از سوي ديگر، دانش پايه در پيشبرد چنين نگرشي بسيار اهميت دارد و به نظر مي رسد که در اين خصوص ، گياه شناسي الکترونيک (Electrobotany) نقش کليدي را به عهده داشته باشد، زيرا مباني الکترونيک در مقياس پيکو يا کسري از آن است و به همين دليل دنياي نانو را حداقل ۱۰۰۰ برابر دقيق تر و واضح تر مي بيند.
در آينده اي نه چندان دور، دستگاه هاي خيلي پيشرفته اي همچون نانوبيوراکتورها در کشت و پرورش خالص بسياري از اين جلبک هاي مفيد، نقش حياتي خواهند داشت و در حقيقت مي توانند نويدي براي کشاورزي پويا و پايا باشند.
|
درباره وبلاگ  سلام این یک وبلاگ علمی ،پژوهشی مخصوص دبیران و دانش آموزان می باشد .بسیار خوشحال می شوم تا مطالب ارزنده شما را با نام و مشخصات خودتان در این وبلاگ ثبت کنم . منتظر شما هستم . |
| [ طراحی : ایران اسکین ] [ Weblog Themes By : iran skin ] | ||
تبادل
لینک هوشمند