X
تبلیغات
آخرین اخبار شیمی

آخرین اخبار شیمی

اخبار جدید در رابطه با شیمی

دانشمندان در ایالات متحده حسگر فلورسانس ارزان قیمتی را برای غذاهای فاسد ایجاد کردن که می تواند به آسانی یک کاغذ لیتموس مورد استفاده قرار گیرد.( کاغذ لیتموس: کاغذی است که به صورت نوارهای باریک در بازار موجود است و برای تشخیص باز و اسید به کار برده می شود.)

تاریخ مصرف درج شده بر روی مواد غذایی می تواند بهترین راهنما برای مصرف کننده باشد که آیا این غذا هنوز هم قابل خوردن است یا خیر. هر چند که سختگیری برای این تاریخها ناصحیح می باشد و این امر موجب می شود تا مقادیر هنگفتی از غذا به صورت زباله درآید. همانطور که در سوپر مارکتها ( و تعدادی از اتلاف کننده ها) هر آنچه که تاریخ مصرفش گذشته باشد، دور ریخته می شود. بدون توجه به آنکه آیا در حقیقت این غذا فاسد شده است یا خیر.

حسگرهای دقیقی برای شناسایی غذاهای فاسد بکار برده شده اند. مانند آنهایی که به بینی های الکترونیک معروفند ویا دیگر حسگرهای فلورسانس که آنها اغلب شامل دستورالعملهای طاقت فرسا و پیچیده ای می باشند. و در نتیجه آنها برای کاربردهای وسیع و جهانی مناسب نیستند.

اریک کول و گروهش در دانشگاه استنفورد کالیفرنیا، حسگر ساده و ارزان قیمتی ایجاد کرده اند. که می تواند مقدار این زباله های غذایی ناشی از در نظر گرفتن پا فشارانه ی تاریخ مصرف را کاهش دهد. آنها بارها  الیگو دواکسی فلورسایدهایی (ODF : فلوروفورهای متصل شده به یک رشته بلند DNA ) را بکار بردند و آنها در اثر تهییج نور فرابنفش و در حضور ماده گازی مورد تجزیه که توسط باکتری یا کپک ایجاد می شود، تغییر رنگ می دهند. و این پاسخی فلورسانی می باشد که نشان می دهد ماده غذایی مورد نظر فاسد شده است.

بعلاوه، این رنگینه ها را می توان با استفاده از پرینترهای جوهر افشان تجاری بر روی کاغذ چاپ کرد و در نتیجه می توان به راحتی از آنها در حجم گسترده ای همانند کاغذهای لیتموس استفاده کرد.

هایوکین کاون که یکی از محققان پروژه می باشد، می گوید: " اقسام مختلفی از محلولهای جوهری ODF را می توان ایجاد کرد که بطور مثال یکی از آنها به گوشت فاسد حساس باشد، دیگری به کپک حساسیت داشته باشد و غیره ... . و آنها را در کارتریج (مخزن جوهر) پرینتر جوهر افشان تجاری ریخت و پس از آن بر روی کاغذ چاپ کرد و داخل ظرف غذا و یا محصولات قرار داد و از فساد آن باخبر شد." " این حسگرها می تواند پرینت شود و به صورت نوارهای باریک تست غذا فروخته شود."

اینگ لیو، که فردی با تجربه در شیمی زیست تجزیه ای (شیمی بیوآنالیتیکی) می باشد این روش جدید را می ستاید، مخصوصا استفاده از پرینترهای جوهر افشان را مورد توجه قرار می دهد. و او می گوید : " افراد دیگری که حسگرهای غذایی را ایجاد کرده وتوسعه می دهند هنوز در این سطح نیستند." همچنین اشاره می کند که "این روش منجر به تولید حسگرهای ارزانتر از انواع دیگر آن می شود." با وجود این او اشاره می کند که هنوز این حسگرها نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری دارند که از آن جمله می توان زیاد کردن حساسیت آنها را نام برد. و او می گوید: " آنچه به عنوان حسگر غذا استفاده می شود باید واقعاً حساس و مشخص نما باشد و اینکه ما بگوییم غذا دارای سولفور یا نیتروژن متابولیت است، مشخص نمایی کافی را ندارد و تعیین نمی کند که کدام یک موجود است. "

کول و گروهش پذیرفتند که این مورد زمینه ای است برا ی کاربیشتر بر روی این حسگر و آنها تحقیق برای بدست آوردن الیگومرهای مناسبتر از زنجیره بزرگ الیگودواکسی فلورساید را مورد نظر قرار دادند. تا بتوانند بخوبی تشخیص دهند که چه ماده خاصی بر روی تغییر فلورسانس اثر می گذارد.

بعلاوه، آنها به فکر پایدار تر کردن جوهر ایجاد شده و همچنین پایدارتر کردن پاسخهای این حسگر می باشند.

منبع: 1. H Kwon, F Samain and E T Kool, Chem. Sci., 2012, DOI: 10.1039/c2sc20461d

+ نوشته شده در  شنبه پانزدهم مهر 1391ساعت 11:56  توسط هادی عفیفی نیا  | 

 

محققان نانو ابزارهایی ساخته اند که می تواند نجوای سلولها را استراق سمع کند و آنها ادعا می کنند که این وسیله می تواند طوری سازگار شود تا مکالمات سلولها را بشنود. تشدید کننده نانو پلاسمونیک که توسط یک تیم تحقیقاتی ایجاد شده است. می تواند سیگنالهای شیمیایی را قابل رویت کرده و آنها را تشدید نماید. سیگنالهای شیمیایی توسط یک سلول به محققان اجازه می دهد تا غلظتها را با جزئیات زیر- میکرومتری ببینند.

یکی از همکاران شنگ وانگ از دانشگاه کالیفرنیا می گوید: سلولهای T پیغامهای شیمیایی را برای با خبر کردن یکدیگر و کنترل سیستم ایمنی بکار می گیرند. وقتیکه سلولهای T سیستم ایمنی، یک پادگن (آنتی ژن) را ملاقات می کنند، پادگنها را با IL-2 محاصره می نمایند و  این امر سلولهای T را یاد آوری می کند تا خودشان را آماده نمایند. این عمل شبیه به صدا در آوردن زنگ اخبار می باشد.

غلظت IL-2 مجاور یک سلول T فعال بسیار زیاد می باشد، این امر باعث می شود تا سلولهای T که از محل مبارزه بسیار دور هستند. انرژی مهیا شده خود را برای مبارزه از دست ندهند. اکنون، وانگ و همکارانش این موضوع جدید را دیده اند. آنها نشان دادند که IL-2 در سطح سلول T ، 100000 تا یک میلیون بار فراوانتر از یک میکرومتری سلول می باشد

 

اینترلیوکین-2 (IL-2) یک نوع مولکول علامتدهی در سیستم ایمنی می باشد. یک هورمون سیتوتروفیک است که پاسخ طبیعی فرد به آلودگی میکروبی می باشد. و عوامل خارجی و خودی را از یکدیگر تفکیک می کند. این میانجیها (IL-2) با پیوند شدن به گیرنده های خود که بر روی لمفوسیتها قرار دارند، باعث پاسخ ایمنی سلولهای T می شوند.

 

 

این تیم تحقیقاتی با استفاده از یک نانو کواتز کاور اسلیپ صدای سلولها را می شنوند. آنها این کاور اسلیپ را توسط  سیلندر هایی ایجاد می کنند. که شامل یک دیسک سیلیکون دی اکساید با ضخامت 5 نانو متر می باشد که توسط دو دیسک دیگر از جنس طلا با ضخامت 20 نانو متر ساندویچ شده است. این سیلندرها، 100 نانومتری می باشند و با فاصله 500 نانو متر از یکدیگر قرار می گیرند تا تراشه توری مانندی را بسازند.

محققان سلولهای T را به پادتنها (آنتی بادیها) می چسبانند تا IL-2 را برای کاور اسلیپ به دام اندازند، و پس از آن سلولهای T را طوری القاء می کنند تا IL-2 ترشح نمایند. برای دیدن IL-2 آنرا به پادتنها (آنتی بادیها) پیوند می کنند، و سپس آنتی بادی دیگری را به مجموعه پیشین اضافه می نمایند، که این آنتی بادی به یک مولکول فلورسانس کننده به نام آلوفیکوسیانین متصل شده است.

وقتی لامپ جیوه بر روی کاور اسلیپ روشن شود. نانو سیلندرها نور را همانند یک نورافکن جمع می کنند. و منجر به درخشان شدن آلوفیکوسیانین می شوند. همچنین، طول موج قرمز نور نشر شده که توسط فلورسانس آلوفیکوسیانین ایجاد می شود با فرکانس رزونانسی وسیله، جفت می شود. با تشدید کردن سیگنالها، سیگنال بدست آمده از بخش مهندسی شده کاور اسلیپ 100 برابر قوی تر از هنگامی است که این اقدامات صورت نگرفته است. و این موضوع به دانشمندان اجازه می دهد تا طرحی از ارتباطات شیمیایی سلولها، بدست آورند.

مایکل داستین، که فرد ماهری در زمینه فعالیت سلول T می باشد، می گوید: افزایش حساسیتی که توسط این تشدید کننده بوجود آمده است. می تواند ابزارهایی ایجاد کند که پاسخهای ایمنی انسان را به سرعت و با هزینه کمتر نشان دهد. حساسیت ایجاد شده از این نظر بسیار مهم است. زیرا وقتیکه سلولهای  T توسط آلودگی یا عفونت فعال می شوند، در مقایسه با زمانیکه با روشهای تصنعی فعال می شوند، غلظتهای کمتری از پروتئینهایی نظیر IL-2 را ترشح می کنند.

وانگ می گوید: روش سیگنال دهی سلول T می تواند پاسخ بزرگترین سئوالها باشد. از آن جمله می توان این سئوال را مطرح کرد، که چگونه سلولها فعال می شوند؟ تعدادی از مولکولهای پیغام بر که در فعال کردن

 

سلولها به آنها کمک می کنند. مانند آنچه که در فضای بین نورونهای عصبی اتفاق می افتد، ملزم به ماندن در مجاور سلول هدف می باشند. تا از آشفته کردن سلولهای دیگر جلوگیری بعمل آید. برای آنکه این بر همکنشها را بفهمیم، " پچ پچ کردن سلولها را استراق سمع می کنیم".

  http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/August/02081102.asp

+ نوشته شده در  جمعه نهم تیر 1391ساعت 11:22  توسط هادی عفیفی نیا  | 

یک دانشمند اسرائیلی جایزه نوبل شیمی امسال را برای تحقیق در زمینه شبه بلورها (شبه کریستالها) برنده شد. شبه بلورها موادی هستند که در آنها اتمها در یک ساختار منظم قرار گرفته اند و این ساختارها هرگز تکرار نمی شوند.

جوایز نوبل اخیر معمولا بین دو یا سه نفر تقسیم می شد، ولی امسال جایزه شیمی بهمراه 10 میلیون کورون سوئدی ( 1.4 میلیون دلار) را به دانشمندی بنام دانیال شتچمن که استاد علم مواد می باشد، تخصیص دادند؟!!! دکتر شتچمن استاد دانشگاه ایالت آیوا و نیز محققی در دپارتمان انرژی آزمایشگاه آمز ایالت متحده می باشد.

این اشکال مجتمع و غیر تکرار شونده، با قوانین دقیقی تعریف می شوند. که از روزگاران باستان و قرون وسطی در ریاضیات شناخته شده اند. و توسط هنرمندان اسلامی در ایران بصورت زینتی با کاشیهای غیر تکراری بکار برده شده اند. اما این پدیده در زمینه قرار گیری اتمها در کنار یکدیگر فرض ناممکنی بود.

 

از زمانی که دکتر شتچمن همین ساختار را در مخلوطی از آلومینیوم و منگنز مورد بررسی قرار داد. در طی یک دوره تحصیلی در مریلند و در انستیتو ملی استاندارد و تکنولوژی، او ذرات کوچک ذوب شده فلزات را به سرعت سرد کرد. وی توقع داشت که ساختار اتمها به صورت تصادفی و در هم آمیخته ای درآید و مانند ساختارهای شیشه ای شود. ولی وقتیکه او فلز مورد نظر را با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار داد، فهمید که ساختار اتمها به صورت تصادفی و در هم آمیخته در نیامده اند. این موضوع در یادداشتهای او در تاریخ هشتم آوریل 1982 ثبت شده است.

 

دانشمندان باور کردند که بلورها (کریستالها) در مواد همگی شامل ساختارهای تکرار شونده هستند. برای مثال، یک شبکه مربعی چهار مرتبه تقارن دارد. پس اگر این ساختار 90 درجه چرخش کند باز هم همان شکل ابتدایی خود را خواهد داشت. هر چند که غیر ممکن می باشد، در صبح آن روز در سال 1982 الکترونها به آلیاژ ساخته شده ای توسط دکتر شتچمن از آلومینیوم-منگنز برخورد کردند. که ساختاری با 10 مرتبه تقارن را روشن می ساخت. او نتوانست آنرا بسادگی باور کند. و در یادداشتهایش اینگونه نوشت، «10 بار»؟؟.

این در حالی است که یک شبکه تکرار شونده نمی تواند آن ساختار را بسازد، ولی یک شبه کریستال براحتی می تواند این ساختار را نمایان کند.

سالها طول کشید تا دکتر شتچمن توانست دیگران را متقاعد کند.

در طی اعلان این خبر، کمیته نوبل به این موضوع اشاره کرد که یکی از همکاران در ابتدا خطاب به دکتر شتچمن گفت: «این موضوع امکان پذیر نیست». زیرا او تصور می کرد توضیح ساده تری برای آنچه دکتر شتچمن مشاهده کرده بود، وجود دارد. تعدادی از دانشمندان از جمله لینوس پائولینگ که او نیز یکی از برندگان جایزه نوبل می باشد، به تندی این موضوع را مورد بحث قرار داد که داده های دکتر شتچمن را از آنجا که دو کریستال تناوبی منظم در یک زاویه به یکدیگر متصل شده اند، می توان با « دوقلوزایی» توضیح داد.

نانسی جکسون رئیس انجمن شیمی امریکا می گوید: « آنان باید مورد سرزنش قرار گیرند». و در ادامه می افزاید « وقتیکه او برای اولین بار این مواد را بررسی کرد، هیچکس تصور نمی کرد که این مواد امکان وجود داشته باشند. و آن یک داستان علمی بزرگی بود که دانشمندان همتراز او فکر می کردند غیر ممکن است. اما در طی زمان، مردم فهمیدند که او راست می گوید».

پس از این حتی تعریف کریستال باید تغییر کند. پیش از این، یک کریستال اینگونه تعریف می شد که هر آنچه یک ساختار منظمی داشته باشد و در سه بعد فضا تکرار شود را کریستال می گویند. این تعریف بر اساس پیشنهاد اتحادیه بین المللی کریستالوگرافی (بلورشناسی) عنوان شده بود. تعریف جدید که در سال 1992 پذیرفته شد، بیان می کند که یک کریستال جامدی  با یک « الگوی پراش تفکیک شده» است. و ساختاری شبیه به آنچه دکتر شتچمن گفت ارائه می کند.

 

این امر در آینده منجر به گشوده شدن درب جدیدی برای انواع مختلفی از کریستالها می شود. از آنجا که شبه کریستالها در تعداد دیگری از مواد پیدا شده بودند. و از آن جمله می توان نوع جدیدی از یک کانی طبیعی که در سال 2009  در رودخانه کاتریکا در شرق روسیه پیدا شد را مثال زد. دانشمندان علم مواد، شبه کریستالها را بدلیل خواص ممتازشان مورد بررسی قرار داده اند. شبه کریستالها که اغلب آنان کاملا از جنس فلزات می باشند، سخت، ترد، شکننده و لغزنده می باشند و شباهتی به فلزات دیگر ندارند. همچنین هدایت الکتریکی آنها بسیار ضعیف است.

شبه کریستالها تا کنون تاثیر نسبتا کمی در دنیا داشته اند. برای مثال می توان یک نوع استیل بسیار انعطاف پذیر را عنوان کرد که شامل استیل سخت شبه کریستالها می باشد که در درون استیل نرمتری تعبیه شده اند. و امروزه در تیغهای صورت تراشی و سوزنهای نازک جراحی چشم بکار می روند. همچنین شبه کریستالها می توانند منجر به بهتر شدن ماهی تابه ها، لامپهای LED و موتورهای دیزلی شوند.

پاتریشیا، یکی از همکاران دکتر شتچمن در ایالت آیوا و آزمایشگاه آمز که او نیز شبه کریستالها را مورد بررسی قرار می دهد، می گوید: « کاربردها هنوز توسعه داده نشده اند». و در ادامه می افزاید: « اما شبه کریستالها دانسته های ما را از چگونگی قرار گیری اتمها در جامدات متحول کردند، و آن یک انقلاب علمی بود».

دکتر شتچمن می گوید: « امروزه هزاران نفر از دانشمندان جهان در زمینه ای فعالیت می کنند که من آنرا توسعه داده ام و اطمینان دارم که آنان این جایزه را برتری خودشان می دانند و در حقیقت سزاوار آن هستند. بدون فعالیت این افراد، این علم نمی توانست در جایگاه فعلی خود قرار گیرد».

و او می افزاید:« اصلی ترین درسی که من در طول زمان آموخته ام آنست که یک دانشمند خوب، دانشمندی فروتن و بی ادعاست و نه کسی که 100 درصد به آنچه در کتابهای مرجع می خواند، اطمینان داشته باشد».

منبع:

http://www.nytimes.com/2011/10/06/science/06nobel.html

 

+ نوشته شده در  دوشنبه سوم بهمن 1390ساعت 20:48  توسط هادی عفیفی نیا  | 

تحقیقات جدید نشان می دهند که افزایش نانوذرات در طبیعت می تواند منجر به تجمع آنها در زنجیره غذایی شود. مطالعاتی که توسط گروههای تحقیقاتی بر روی نانو ذرات طلا Au و نانو ذرات کادمیم سلناید CdSe صورت گرفته است. نشان می دهد که این نانو ذرات از قسمتهای زیرین زنجیره غذایی به قسمتهای بالای زنجیره منتقل می شوند. واین مشاهده به این دلیل است که موجودات بالای زنجیره از موجودات زیرین تغذیه می کنند. تعدادی از این دست آلودگی، توسط گیاهان و باکتریها در قسمتهای زیرین زنجیره غذایی رو به افزایش است. اما موضوع نگران کننده اینست که افزایش غلظت، بیشتردر قسمتهای بالاتر زنجیره دیده می شود. بدین معنا که این مواد در زنجیره غذایی و در موجودات زنده بالاتر زنجیره با غلظتهای بیشتری انباشته می شوند. می توان حشره کش DDT را به صورت یک مثال قدیمی عنوان کرد.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کالیفرنیا و تیم تحقیقاتی دیگری از دانشگاه کنتاکی سعی دارند بفهمند که آیا نانوذرات نیز می توانند بدینصورت رفتار کنند. آنها به اتفاق در یافته اند که میزان نانوذرات به مقدار کمی در طبیعت رو به افزایش است. و این نتیجه بر اساس آشکار سازی مستقیم افزایش غلظت آلوده کننده ها به دست آمده است.

افزایش میزان نانوذرات در زنجیره غذایی.

«نقاط بسیار کوچک و سفید رنگ نشان دهنده نانو ذرات می باشند.»

گروه تحقیقاتی دانشگاه کنتاکی، کرمهایی را که از گیاه تنباکو تغذیه کرده بودند مورد بررسی قرار دادند. محلولهای بدست آمده از این کرمها حاوی غلظتهای متفاوتی از نانو ذرات طلا بودند. بزرگی این غلظتها 6-12 مرتبه از غلظت موجود در بافت خود گیاه بیشتر می باشد.

گروه تحقیقاتی دانشگاه کالیفرنیا نیز نشان دادند که میزان این مواد آلوده کننده، در تک یاخته ها 5 مرتبه بیشتر از باکتری پزودوموناس می باشد.

یافته های این دو گروه بسیارشبیه به یکدیگر است. و نکته قابل توجه آنکه، این اطلاعات از دو نوع محیط زیست به دست آمده است. کار تحقیقاتی بر روی کرمها که یک زنجیره غذایی خاکی و ساده را نشان می دهد. و کار بر روی تک یاخته ها که به محیطهای آبی مربوط می شود. نتایج به دست آمده از تحقیقات بر روی طلا بسیار حیرت آور است، چون غلظت فلزات (به استثناء تعداد کمی از آنها) در محیط زیست افزایش نمی یابد. برتش می گوید: « نکته حیرت آور اینست که حذف نانو ذرات فلزی در فرایندهای صنعتی کافی نیست و بنابراین فلزات در محیط باقی مانده و در بافتها انباشته می شوند.»

 

آیا می توان این نتیجه را تعمیم داد؟

جیمز لید که آسیبهای محیطی نانوذرات را در دانشگاه بیرمنگام انگلستان بررسی می کند، می گوید: « یافته ها پتانسیل مهم مکانیسمهای انتقال را برای بشر نشان می دهد و از آنجا که افراد بشر در راس زنجیره غذایی قرار دارند. در صورتی که افزایش غلظت نانوذرات ادامه پیدا کند، می تواند خطرناک باشد. و او می افزاید: به سختی می توان این نتیجه را بین تمام نانوذرات تعمیم داد. زیرا آنها دارای متغییرهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی می باشند». برتش ضمن اعلام موافقت می گوید:« تعمیم دادن این نتیجه بسیار سخت و دشوار است. آنچه ما سعی بر انجام آن داریم، کار بر روی مواد گوناگون است که در ضمن آن نگاهی به تفاوتهای آنها داشته باشیم. او اشاره می کند که: طلا نقطه آغاز خوبی است چون آن پایدار و بی اثر(واکنش نا پذیر) است. در حالیکه مطالعه بر روی نانوذرات نقره با چالشهای بیشتری مواجه می شود. زیرا دارای گونه های متفاوت شیمیایی است.»

بر اساس اظهارات ریچارد هولبروک که یک مهندس شیمی در انستیتوی ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا می باشد. بیشتر نوشته های موجود در مورد افزایش غلظت مواد در طبیعت، فاقد اطلاعات تعیین کننده ای در مورد خصوصیات نانوذرات می باشد و می بایست این یافته ها برای مواد دیگری آشکار شوند. او می گوید گروههای تحقیقاتی کالیفرنیا و کنتاکی در این مورد کار مفیدی انجام داده اند.

چون مطالعات بر روی گونه های خاصی صورت گرفته است. نمی توان نتیجه را برای دیگر گیاهان و باکتریها تعمیم داد. هلدن می گوید: « می توان گستره متفاوتی از جذب نانو ذرات را در بین موجودات انتظار داشت.» ولی او گمان نمی کند که همیشه یک رویکرد مورد به مورد در بین موجودات لازم باشد. او می گوید: «ما هنوز در مرحله اول جمع آوری اطلاعات هستیم و امیدوارم بتوانیم به سرعت به یک مدل کلی دست یابیم.»

طراحی نانوذرات ایمن تر:

هولبروک می پرسد. اگر شما گزارشاتی ازاین قبیل را برای افزایش غلظت نانوذرات منتشر کنید چه اتفاقی می افتد؟ آنها می گویند امیدواریم که کارخانجات بتوانند روشی طراحی کنند و خصوصیات خطرناک نانوذرات را اصلاح نمایند. برای مثال در این مورد با پوشاندن نانوذره این کار صورت می گیرد.در آخرین کاری که توسط تیم تحقیقاتی هلدن صورت گرفت. عنوان شده است که برهمکنش نانوذره منجر به آسیب رساندن به غشاء ( این عمل توسط تشکیل رادیکال آزاد صورت می گیرد) سلول می شود. و باعث وارد شدن این نانوذره به درون سلول می شود. بنابراین هلدن می گوید: « پوشاندن نانوذرات تشکیل رادیکال آزاد را کاهش می دهد و نانوذرات را ایمن تر می سازد.»

هولبروک اشاره می کند که می بایست تعادل خوبی بین ایمنی و عملکرد ماده برقرار باشد. او می گوید: « شما می توانید یک نانوذره نوعی بی خطر برای محیط زیست طراحی کنید. که آن از نظر تجاری هیچ ارزشی نداشته باشد. طراحی چنین موردی که در آن هیچ جنبه نوآوری وجود ندارد، مفید نیست. ویا شما می توانید نانوذراتی نوعی تولید کنید که منجر به تولید محصولات بسیار بی نظیری می شوند ولی بسیار سمی و خطرناک هستند که این برای محیط زیست امری غیر عقلانی است. سئوال من اینست که آیا شما می توانید نانوذره ای تولید کنید که از هر دو نظر ( از نظر ایمنی و تجاری) بهترین باشد؟»

 

05 January 2011

منبع:  http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/January/05011101.asp

By  Hayley Birch

+ نوشته شده در  سه شنبه ششم اردیبهشت 1390ساعت 3:47  توسط هادی عفیفی نیا  | 

دانشمندان آلمانی نانو آهن رباها را در درون ساختارهای آلی فلزی (MOFs) قراردادند. این ساختارهای آلی فلزی آهنربایی را می توان با یک دارو پر کرد و در نتیجه هر گاه یک میدان مغناطیسی ایجاد شود این دارو در محل میدان رها می شود.

استفان کسکل از دانشگاه صنعتی درزدن و همکارانش ساختارهای آلی فلزی آهنربایی را با جمع کردن ذرات فوق پارامغناطیس اکسید آهن در ساختارهای آلی فلزی کربوکسیلات ساخته اند. مولکولهای کربوکسیلات نانوذراتی پایدار و فعال می باشند.

این گروه ساختارهای آلی فلزی را با ایبوپروفن پر می کنند و عمل حمل آن را شروع می نمایند و پس از آن با یک میدان مغناطیسی خارجی به سادگی عمل رها سازی دارو(ایبوپروفن) را انجام می دهند. میدان مغناطیسی خارجی موجب گرم شدن ساختارهای آلی فلزی آهنربایی می شود و در نتیجه موجب رها شدن دارو از ساختمان آلی فلزی می شود.

عملکرد فوق پارا مغناطیسی ساختارهای آلی فلزی با گرمادهی مغناطیسی موجب شروع تحویل دارو می شود.

پیش از این ساختارهای آلی فلزی مغناطیسی نیز درست شده اند ولی دستکاری آنها ( تحت اختیار در آوردن آنها) امکان پذیر نبود. اما ساختارهای آلی فلزی آهنربایی که توسط کسکل تعبیه شده اند را می توان به آسانی از بیرون دستکاری کرد. و این به دلیل قدرت نفوذ میدانهای مغناطیسی از پوست انسان می باشد. مولدهای میدان مغناطیسی که می توانند برای رهاسازی داروها مورد استفاده قرار گیرند به صورت تجاری در دسترس می باشند. هر چند پیش از این ساختارهای آلی فلزی آهنربایی در بدن انسان استفاده شده است ولی آزمون سمیت این محصول نیز بطور مجزا صورت خواهد گرفت.

لوهی می گوید:«نگهداری و حفاظت مناسب در فرایندهای صنعتی و دارویی در آینده بسیار سخت و دشوار است. عملکرد ساختارهای آلی فلزی آهنربایی می تواند سازه های کوچکی را در این راه فراهم سازد.»

کریستین سر که متخصص جامدات منفذ دار از دانشگاه ورسیلز فرانسه می باشد ضمن اعلام موافقت خود می گوید:« این ذرات در آینده نزدیکی، توانایی استفاده از نانوساختارهای آلی فلزی را در عملکرد تحویل دارو افزایش می دهند و آنها ابزار جدیدی را در حوزه  ساختارهای آلی فلزی زیست داروها معرفی خواهند کرد.»

 

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/February/04021102.asp منبع

By Ruth Doherty

+ نوشته شده در  سه شنبه ششم اردیبهشت 1390ساعت 3:37  توسط هادی عفیفی نیا  | 

دانشمندان چینی می گویند: تار عنکبوتی شفاف که فیلمی تشکیل شده از نانولوله های کربنی بهم متصل شده(CNTs) می باشد، کار آیی بالایی در گیر اندازی انرژی خورشید دارد.

CNT ها چون خواص الکتریکی بسیار خوبی دارند، توانایی دارند تا در گستره وسیعی از تکنولوژیهای مدرن بکار برده شوند. که از این دسته می توان از حسگرها تا صفحات نمایشگر انعطاف پذیر را نام برد. با این وجود، روش مناسبی برای تولید فیلمهای CNT که هم رسانایی و هم شفافیت خوبی نشان دهند بطور مطلق بدست نیامده است و کاربردهای این صفحات را محدود می کند.

آنیوان کائو و همکارانش در دانشگاه پکینگ و سینگوا روش سنتز مستقیم را برای دستیابی به CNT تار عنکبوتی که شفاف و بسیار رسانا می باشد، بکار برده اند. آنها از ترسیب بخارات شیمیایی برای رشد دادن CNT های بسیار بلند استفاده می کنند. و با اضافه کردن اتانول، CNT ها را به صورت مجموعه هایی فشرده در می آورند.

کائو توضیح می دهد که: ما جریان خوراکدهی پیش ماده شیمیایی را بسیار آرام کردیم تا بتوانیم بخوبی تشکیل فیلمهای CNT را به صورت نازک و هم شکل کنترل کنیم. فیلم نازک منجر به شفافیت بیشتر می شود. و این مشخصه اصلی برای استفاده موثر بصورت یک الکترود در پیلهای خورشیدی به حساب می آید. کائو مطمئن است که با تنظیم شفافیت، اکثر پرتوهای فرودی خورشید می تواند به زیر لایه سیلیکون برسد و به الکتریسیته تبدیل شود. البته بدون آنکه رسانایی فیلم تحت تاثیر شفافیت قرار گیرد.

براساس اظهارات یانکویی زو از دانشگاه ناتینگهام انگلستان که تجربه فراوانی در ساخت مواد نانو و CNT ها دارد. CNT ها نقشهای متفاوتی را در پیلهای خورشیدی بعهده دارند که از آن جمله می توان گیر اندازی انرژی خورشید، تشکیل اتصال، جمع کننده نور و انتقال دهنده آن و همچنین الکترودهای شفاف را نام برد. او بر این باور است که ساخت موفقیت آمیز فیلمهای 100 cm2 ، CNT ها را یک گام به کاربردهای عملی نزدیکتر می سازد و راه را حتی برای تولید مقیاسهای بزرگتری آز آنها هموار می سازد.

این تارعنکبوتها چسبنده اند و از استحکام و انعطاف پذیری کافی برای انتقال آسان آنها بر روی سوبستراهای گوناگونی مثل فلز، کاغذ و رشته های میکروکربنی برخوردارند. کائو توانایی کاربردهای بسیاری را برای تار عنکبوتهای CNT اش پیش بینی می کند و بدنبال آن است تا آنها را در ابزارهای انعطاف پذیر و روکش پنجره ها با عملکردهای خود تمیز شونده (self-cleaning) ، حس کننده، ضد پرتوفرابنفش و ایجاد کننده گرما بکار گیرد.

www.rsc.org/publishing/chemtech/volume/2010/09/spiderweb_catches_the_rays.asp

 

 

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و نهم دی 1389ساعت 0:22  توسط هادی عفیفی نیا  | 

به گفته دانشمندان ایتالیایی:

پوشاندن نانوذرات تیتان (TiO2 ) باکربن باعث ایجادشدن فیلترهای ضد تابش UV سالم تربرای استفاده در کرم های ضدآفتاب می شود.

قرارگرفتن طولانی مد ت درمعرض تابش UVA (400-350nm)وUVB (350-280nm) خورشید می تواند منجربه چروک شدن پوست وآسیب های پوستی شود وحتی دربعضی موارد موجب سرطان پوست می شود. تیتان (TiO2 ) یکی از اجزای اصلی کرم های ضدآفتاب می باشد که پرتوUVA وUVB را جذب کرده وآن ها را پراکنده می کند. البته تیتان تحت تابش UV واکنش پذیرشده ودربرخورد باآب تولید رادیکال های آزاد می نماید که این رادیکال ها منجربه آسیب ها ی پوستی می شوند.

اکنون تیمی از دانشگاه تورینو با همکاری انستیتوی سلامتی مصرف کنندگان در صدد اصلاح سطح نانوذرات تیتان بر آمده اند تا واکنش پذیری این ذرات را تحت تابش UV کاهش دهند. این گروه از دانشمندان نانوذرات تیتان را با اتیلن گلیکول می پوشانند و ترکیب حاصل را تا 300 درجه سانتیگراد حرارت می دهند تا سطح نانو ذرات کربنیزه شود. آنها پی برده اند که این امر موجب کاهش توان اکسایشی نانو ذرات و متعاقب آن کاهش تشکیل رادیکال آزاد می شود. فنوگلیو می گوید « این موضوع بسیار جالب است که با استفاده از اتیلن گلیکول بعنوان یک پیش ماده، تشکیل رادیکال آزاد کاهش می یابد واین نتیجه متفاوت از نتایج بدست آمده از مطالعات انجام شده در مورد ذرات اصلاح شده تیتان توسط کربن می باشد.»

سفیک سوزر از دانشگاه بیلکنت آنکارا که تجربه زیادی در زمینه نانوذرات معدنی دارد می گوید.« برای استفاده از ذرات تیتان در مراقبت پوست توازن ظریفی لازم است تا از تشکیل گونه های فعال اکسیژن دار جلوگیری شود. چون این گونه ها برای آسیب رساندن به پوست مورد ظن قرار دارند. بدون شک این تحقیق به پیشرفت تولید محصولات آرایشی جدید تر کمک می کند و منجر به فرموله کردن مسیرهای تازه ای در به کار گیری تیتان می شود».

فنوگلیو می گوید: « این تحقیق می تواند نقطه آغازی برای ایجاد کردن پروتوکلهایی در زمینه تولید فیلترهای UV باشد این فیلترها می توانند در زمینه های مختلف کاربرد پیدا کنند که از آن جمله می توان صنعت محصولات آرایشی را نام برد».

http://www.rsc.org/publishing/ChemScience/Volume/2010/12/safer_sunscreens.asp

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و دوم دی 1389ساعت 0:57  توسط هادی عفیفی نیا  | 

دانشمندان توانستند حسگر شیمیایی پایدار و کارآمدی را برای هیدرازین ، بااستفاده از کربن اصلاح شده با میله های نانو اکسید روی ایجاد کنند.

هیدرازین،H2N2 تخریب کننده اعصاب و سرطان زا می باشد. همچنین می تواند منجر به آسیبهای کبدی ، ریوی و کلیوی شود. این ماده بطور وسیعی در صنعت، بکار برده می شود. بعنوان مثال می تواند عامل تشکیل فوم در کارخانه تولید فومهای پلیمری ، یک پیش ماده در سنتز کاتالیستها، در شیمی وابسته به کشاورزی و در داروسازی بکاربرده شود.

بنابراین برای مراقبتهای ایمنی، یک حسگر قابل اطمینان هیدرازین بسیار مطلوب به نظر می رسد.

در گستره وسیعی از روشها که برای تشخیص هیدرازین گزارش شده است، وسایل الکتروشیمیایی بیشتر مورد نظر می باشند. علت آنست که این وسایل هزینه کمی دارند و نیز قابل حمل هستند. همچنین زمان پاسخ سریعتر و حساسیت خوبی نشان می دهند. الکترودهای نانو ذره اصلاح شده با ساختارهای نانو اکسید روی بسیار پر فایده هستند. چون سطح تماس الکترود را به خوبی افزایش داده و در نتیجه مقاومت کاهش می یابد و نسبت سیگنال به نویز افزایش می یابد. البته حساسیت بالای این الکترودها در زمینه کاربردهای عملی پایداری کمتری  در الکترولیتهای گوناگون دارند.

جین پینگ لیوو و همکارانش در دانشگاه نرمال هاوزونگ  چین با پوشاندن یک لایه از کربن که ضخامتی در حد نانو دارد با نانومیله های اکسید روی از طریق روش کلسینه شدن با شناورسازی  بر این مشکل فائق آمده اند. رسانایی الکتریکی زیاد کربن حساسیت حسگر را با تسهیل انتقال الکترون برای اکسایش هیدرازین افزایش می دهد. بعلاوه خنثی بودن شیمیایی کربن برای افزایش پایداری حسگر کاربرد دارد. زیرا این خاصیت کربن سبب می شود که از خوردگی نانو میله های ZnO  توسط الکترولیتها جلوگیری شود.

لیوو می افزاید:« در حالیکه حساسیت و پایداری حسگر افزایش داده شده است. اما در ساخت این حسگر از فرایندهایی که در تولید الکترودهای رایج بکار برده می شود دوری شده است. زیرا این فرایندها نوعاً پر زحمت و پر هزینه می باشند».

گری گوری ویلد گووزاز دانشگاه ایست آنجلیا، که تجربه فراوانی در زمینه سطوح نانولوله های کربنی برای افزایش کاربردهای حسگری و کاتالیتیکی آنها دارد. اینگونه توضیح می دهد: «عمل مشترکی که بین لایه گرافیتی آمورف و لایه ZnO که برروی آن قرار گرفته است و موجب افزایش کارآیی الکتروتجزیه ای می شود، وقتی با آرایه های نانولوله کربنی که در جهت عمودی قرار دارند مقایسه شود، منجر به یک زمینه سازی جدیدی می شود. در اینجا واضح است که بر همکنشهای جالبی در مقیاس نانو اتفاق می افتد. و به نظر می رسد که این سیستم درخور تحقیقات بیشتری باشد».

الکترود ساخته شده می تواند در ابزارهای دیگری مانند باتریها و سلولهای فوتوالکتروشیمیایی  بکار برده شود. لیوو می گوید: « در مرحله بعد به بهینه کردن تکنیکهای سنتزی در مقیاسهای بزرگتر ورشد نانومیله های هم شکل و تکرار پذیر برای تولید آرایه های نانومیله ای بر روی کربنی که بطور مستقیم بر روی جمع کننده جریان قرار دارد، خواهیم پرداخت».

 

 

http://www.rsc.org/

13 August 2010

By Jacob Bush

+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و پنجم آبان 1389ساعت 0:11  توسط هادی عفیفی نیا  | 

نوع جدیدی از رنگدانه فتوسنتزی برای اولین بار در 60 سال اخیر کشف شده است.

نوع جدیدی از کلروفیل که نور خورشید را فقط از انتهای فوق قرمز طیف نور مرئی، می گیرد کشف شده است. رنگدانه جدید به گستره شناخته شده ای از نور مربوط می شود که توسط بیشتر موجودات فتوسنتز کننده بکار برده می شود. قدرت این رنگدانه می تواند منجر به تولید سوخت زیستی شود که این امر بخاطر کارآیی بالای جلبکهای ساخته شده انجام می گیرد. یعنی جلبکهای مهندسی شده ای که گستره پهن تری از نور خورشید را جذب کنند.

روبرت بلانکن شیپ یک شیمیدان بیولوژیکی از دانشگاه واشنگتن می گوید:« این پیشرفت جدید بسیار مهم است و اولین نوع کلروفیل کشف شده در موجودات اکسیژنیک (اکسیژن تولید می کنند) در 60 سال اخیر به حساب می آید».محققان در 19 آگوست در science گزارش دادند: رنگدانه ای که تازه یافته شده است و کلروفیل f لقب گرفته است، نور را با کارآیی  بالایی در نواحی طول موج 706 نانومتراز انتهای فوق قرمز طیف مرئی جذب می کند. به نظر می رسد این جذب بی نظیر بعلت ساختار شناخته شده شیمیایی گروه فرمیل بر روی کربن شماره دو کلروفیل باشد. محتمل است که یک تغییر شیمیایی باعث شود که موجوداتی نظیر جلبک، کلروفیل f را برای برقراری فتوسنتز ایجاد کنند در حالیکه فتوسنتز کننده هایی موجودند که قسمتهای دیگری از نور را جذب می کنند.

مین چن بیولوژیست مولکولی از دانشگاه سیدنی استرالیا می گوید:« در طبیعت بدینگونه اصلاح رنگدانه اتفاق می افتد و سپس موجود زنده می تواند نور بی نظیری را بکار گیرد».

چن و همکارانش رنگدانه جدیدی را در حین استخراج استروماتولیتها ( تکه های برجسته از سنگ و جلبکها که می تواند در آبهای کم عمق تشکیل شود) شناسایی کردند. نمونه ها در استخر هاملین در غرب استرالیا جمع آوری شده اند. این استخر گنجینه بسیار خوبی از استروماتولیت است.

پیش از این چهار نوع کلروفیل ساخته شده توسط گیاهان و دیگر موجودات فتوسنتز کننده اکسیژنیک شناسایی شده اند. که عبارتند از a ،b ،c وd . کلروفیل a یا نوع سبز استاندارد که در فتوسنتز کننده ها از جلبکها گرفته تا گیاهان عالی تر یافت می شود. این نوع بیشتر نور آبی را در نواحی 465 نانومتر و نور قرمز را در نواحی 665 نانومتر جذب می کند( به همین دلیل گیاهان سبز به نظر می رسند). کلروفیل b وc در موجودات کمتری یافت می شوند. ایندو کلروفیل نور را در گستره ای شبیه به کلروفیل a جذب می نمایند و البته این جذب نور با جابجایی کمی نسبت به کلروفیل a رخ می دهد. کلروفیل d در گروه خاصی از سیانوباکتریا یافت شده است. بیشترین جذب را در 697 نانومتر دارد. طول موج جذب این نوع کلروفیل اندکی کوتاهتر از طول موج جذبی کلروفیل جدید می باشد.

در حالیکه بعضی از باکتریها کلروفیلی مانند رنگدانه می سازند که جذب نور آن درطول موج بلندتر نور اتفاق می افتد. این موجودات در مرحله ای از فتوسنتز که اکسیژن تولید می شود، در لابلای آب نمی توانند از نور بهره برداری کنند. چن می گوید: دانشمندان فکر نمی کنند که طول موجهایی که توسط کلروفیل f جذب می شوند قدرت کافی را برای عبور از آب دارا باشند، ولی این امر صورت می گیرد. او می گوید:« این چالشها فرضیه ما را در فتوسنتز اکسیژنی محدود می سازد».

کریشنا نیوگی از دانشگاه کالیفرنیا می گوید:« این یافته می تواند دانشمندان را برای مهندسی جلبکی که بتواند روغن بیشتری را برای سوختهای زیستی تولید کند، توانا می سازد». میکروبهایی که حاوی کلروفیل جدید می باشند می توانند پرتوها را جذب کنند. ذکر این نکته حائز اهمیت است که بیشتر میکروبها نمی توانند این کلروفیل را تولید کنند وآن را بکار گیرند.

نیوگی می گوید: مطالب زیادی برای آموختن در مورد نوع جدید کلروفیل و موجوداتی که آنرا می سازند، وجود دارد. کلروفیل f بهمراه مقدار زیادی کلروفیل a از استروماتولیتها استخراج شده است. هنوز معلوم نیست که چه موجوداتی کلروفیل f را می سازند ولی نقاط روشنی برای یک سیانوباکتریوم فیلامنتوس وجود دارد. این سیانوباکتریوم ممکن است هر دو کلروفیل را بکار گیرد، یا شاید فقط نوع f را بکار گیرد.

  August 2010

By Rachel Ehrenberg

http://www.sciencenews.org/view/generic/id/62400/title/Chlorophyll_gets_an_‘f

+ نوشته شده در  سه شنبه نهم شهریور 1389ساعت 0:44  توسط هادی عفیفی نیا  | 

محققان آلمانی برای اولین بار عکسهای واضحی از پیوندهای بین مولکولی گرفتند. که در این روش از شکل اصلاح شده میکروسکوپ تونل زنی پویشی(STM) استفاده شد. این روش می تواند دانشمندان را در مطالعات  بکارگیری سطوح پوشانده شده با مولکولها برای توسعه مواد جدیدی از قبیل نیم رساناها و سلهای سوختی کمک نماید.

استفان تاوتز و همکارانش در مرکز تحقیقات جلیچ آلمان برای اولین بار در سال 2008 روشی را در حال عکسبرداری از فازهای مختلف مولکول هیدروکربن آروماتیک 2و4و 9و10-پریلن، تترا کربوکسیلیک- دی انیدرید (PTCDA) بر روی سطح طلا ابداع کردند. با خنک کردن سر میکروسکوپ تونل زنی پویشی (STM) توسط هیدروژن مایع، تصاویری مربوط به ساختار درونی مولکولها ایجاد شدند و آنچه دیده شد بطور فوق العاده ای همان چیزی بود که از این ساختارهای اتمی انتظار می رفت.

اکنون این تیم گام بعدی را برداشته اند و تکنیک میکروسکوپ هیدروژنی تونل زنی پویشی (STHM) را برای تصویر برداری از انواع برهمکنشهای اتفاق افتاده بین مولکولهای PTCDA بر روی سطح طلا بهینه سازی می کنند.

تاوتز می گوید:«تا جایی که من اطلاع دارم این کار تا کنون غیر ممکن بوده است».

در آزمایشات اخیر این گروه دوتریم را در دمای بین 5 تا 10 کلوین در نوک میکروسکوپ منقبض می کنند و به سطح طلا مقدار بسیار ناچیزی پتاسیم اضافه (dope) می نمایند.

تصاویر بدست آمده وضوح بسیار بیشتری را نسبت به تصاویر بدست آمده ازمیکروسکوپ STM با نوک برهنه برای آشکارسازی  محل برهمکنشهای بین مولکولی غیر کووالانسی در لایه مولکولی PTCDA ایجاد می نماید.

این تیم مدیریت می شود تا دو پیوند(O - - K, O - - H-C) را که به صورت خطوط باریک یا خطوط مرزی بسیار ظریفی بین محلهایی با درجه روشنی متفاوت ایجاد شده اند را آشکار کند.

تاوتز می گوید:« هر چند این مکانیسم هنوز بطور کامل آشکار نشده است. به نظر می رسد امروزه بتوان ترتیبی داد تا این برهمکنشها بصورت مستقیم دیده شوند». « اگر بتوان آنرا در سیستمهای دیگری سوق داد، این امر می تواند در مطالعه بکارگیری سطوح با مولکولها متفاوت تر عمل کند».

لئو گراس در مرکز تحقیقات IBM زوریخ سوئیس که در اوایل این ماه روش جدیدی را برای تصویر برداری ساختار مولکولی با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی صورت داده است، بر این باور است که تحقیقات جدید پیشرفت مهمی به حساب می آیند. تصاویری که توسط روش STHM بدست آمده اند از وضوح بین مولکولی فوق العاده ای برخوردارند و پیشرفت شایانی را در بررسی ساختار تک لایه مولکولی نشان می دهند. او نظر خود را اینگونه بیان می کند:« من فکر می کنم این روش قابلیت برتری را نسبت به روشSTM معمولی برخوردار باشد و چون می توان آنرا بر روی همان دستگاه توسعه داد، یک مزیت عمده ای برای این روش محسوب می شود».

تاوتز می افزاید که:« اگر شما دستگاه اصلی  (STM)را در آزمایشگاه داشته باشید، این روش بسیار ارزان و ساده می تواند صورت گیرد».

۱۳ آگوست ۲۰۱۰

منبع: http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/August/13081001.asp

By James Urquhart

 

+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و ششم مرداد 1389ساعت 16:50  توسط هادی عفیفی نیا  |