تازه های فناوری نانو

[P O U R I A]

ساخت الیاف‌های منحصر به فرد پارچه یا پارچه‌ای با ساختار "نانو

ساخت الیاف‌های منحصر به فرد پارچه یا پارچه‌ای با ساختار "نانو

به کارگیری طیف سنجی خاص از الیاف تشکیل‌دهنده پارچه سبب تولید نوعی خاص از آن شد که دارای ویژگی‌های خاص ساختاری و پایداری زیاد می‌باشد.
پژوهشگران از ساخت الیاف‌های منحصر به فرد پارچه خبر دادند.


پژوهشگران دانشگاه ماساچوست به کمک روش‌ هسته‌ای به نام طیف‌سنجی فوتوالکترون اقدام به شناسایی دقیق الیاف پارچه کرده که با پویش سطوح موفق به دریافت اطلاعات الیاف یا مواد تشکیل دهنده آن کردند.


تکنیک جدید XPS به خاطر اندازه‌گیری با دقت هرچه بیشتر سبب آن شده پلیس برای شناسایی متهمان از این روش دقیق بهره گیرد.

 

[P O U R I A]

موفقیت محققان ایرانی درسنتز بهینه نانوذرات نیمه‌هادی در حسگرها

موفقیت محققان ایرانی درسنتز بهینه نانوذرات نیمه‌هادی در حسگرها

پژوهشگران ایرانی با استفاده از روش هیدروترمال موفق به سنتز نانوذرات روی سولفید با ابعاد nm 21 شدند که ترکیبی نیمه‌هادی است و قابلیت استفاده در اپتیک، فتوالکترونیک، حسگرها، کاتالیز و.... را دارد.


دکتر مریم محمدی کیش، استادیار شیمی معدنی دانشگاه خوارزمی تهران در این باره اظهار کرد: نانوبلورهای فلزات، اکسید فلزات و نیمه‌هادی‌ها به علت خصوصیات منحصربفرد مکانیکی، الکتریکی، اپتیکی، مغناطیسی و شیمیایی بسیار مورد توجه هستند. علت این امر اثرات کوانتومی است بطوریکه در ابعاد کوچک خصوصیات الکتریکی، اپتیکی و ... بسیار وابسته به اندازه ذره است.


وی افزود: با توجه به وابستگی خصوصیات جدید و کاربردهای بالقوه ترکیبات نانو به شکل و ساختار، مطالعات زیادی جهت کنترل سنتز نانوساختارها با مورفولوژی‌های متنوع صورت گرفته است. روی سولفید در قالب یک نیمه هادی با شکاف نوار وسیع بعنوان ماده‌ای کلیدی در دیودهای ساطع کننده نور فرابنفش، لیزرهای تزریقی، نمایشگرهای صفحه تخت، ابزارهای الکترولومینسانس و پنجره‌های زیرقرمز بکار می‌رود. در سال‌های اخیر خصوصیات متفاوت نانوبلورهای روی سولفید نسبت به حالت توده‌ای سبب افزایش کاربرد این ترکیب شده است. بنابراین، مطالعه نانوساختارهای روی سولفید اهمیت بسیاری دارد و تلاش‌های فراوانی جهت سنتز و بررسی خصوصیات فیزیکی آن در حال انجام است.


محمدی کیش درباره اهداف تحقیق انجام شده در این زمینه گفت: هدف اصلی از این تحقیقات سنتز روی سولفید در مقیاس نانو و بهینه کردن روش سنتز با مقایسه دماها و زمان‌های مختلف و در نهایت تعیین شکاف نوار ترکیبات حاصل بوده است. فاکتور مهم در سنتز نیمه هادی‌ها کنترل اندازه و مهمتر از آن توزیع اندازه ذرات است که در این پژوهش نانوذرات با ابعاد nm 21 و توزیع ذرات مناسب تهیه شده است.


وی افزود: به همین منظور ابتدا به سنتز پیش ماده Zn(sal)2 با استفاده از روی نیترات و سالیسیل آلدهید پرداختیم. سپس با استفاده از پیش ماده Zn (sal)2، تیواستامید و تیوگلیکولیک اسید به‌ ترتیب بعنوان منبع+Zn2، منبع گوگرد و عامل پوشاننده به‌ وسیله‌ تکنیک هیدروترمال در زمان‌ها و دماهای مختلف نانوذرات روی سولفید را سنتز کردیم. استراتژی مورد استفاده در این تحقیق بکار بردن تیوگلیکولیک اسید بعنوان عامل پوشاننده است.


استادیار شیمی معدنی دانشگاه خوارزمی تهران تصریح کرد: در بین روش‌های گوناگون، روش هیدروترمال با توجه به هزینه پایین، کارایی بالا و امکان ساخت در مقیاس وسیع راه مناسبی جهت سنتز نانو ذرات است. از جمله مزایای روش استفاده شده در این پژوهش استفاده از پیش ماده ساده، شرایط دمایی و زمانی مناسب و امکانات آزمایشگاهی ساده است. از نتایج این تحقیقات می‌توان به استفاده از روش هیدروترمال برای سنتز نانوذرات روی سولفید با ابعاد nm 21 اشاره کرد. همچنین این ترکیب نیمه‌هادی II-IV است که شکاف نوار مستقیم ev 65/3-87/3 دارد.


به نوشته سایت نانو، نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر مریم محمدی کیش، استادیار شیمی معدنی دانشگاه خوارزمی تهران، دکتر فاطمه داور، استادیار شیمی معدنی دانشگاه صنعتی اصفهان)، محمدرضا لقمان استرکی، دانشجوی دکترای مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان و زهره حمیدی، کارشناس ارشد شیمی آلی صورت گرفته، در مجله «Ceramics International» منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

نانوترانزیستوری برای بازیافت انرژی هدر رفته در الکترولیز

نانوترانزیستوری برای بازیافت انرژی هدر رفته در الکترولیز

محققان فرانسوی با استفاده از ترانزیستورهای 25 نانومتری موفق به تبدیل حباب‌ به جریان پالسی شدند.


زمانی که در فرآیند الکترولیز آب، هیدروژن تولید می‌شود بخشی از انرژی برای تشکیل حباب‌های بسیار کوچک هدر می‌رود. پژوهشگران نشان دادند که از یک ترانزیستور 25 نانومتری می‌توان برای تبدیل این انرژی هدر رفته به پالس‌های الکتریکی استفاده کرد. از تجمع میلیون‌ها عدد از این ترانزیستورها که به دلیل ابعاد بسیار کوچک‌شان به عنوان نانوساختار صفر بعدی شناخته می‌شوند، می‌توان ابزاری برای شناسایی حباب‌های منفرد ساخت و با استفاده از آنها پالس‌های الکتریکی تولید کرد. در واقع با این روش ابزاری ساخته می‌شود که انرژی هدر رفته در طول فرآیند الکترولیز را جمع‌آوری و برای مصارف دیگر قابل استفاده می‌کند.


به نوشته سایت نانو، این تیم تحقیقاتی به رهبری نیکولاس کلمنت از مرکز CNRS فرانسه نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان0D transistors to harvest energy from bubbles در نشریه Nano Letters به چاپ رسانده است.


کلمنت می‌گوید: تمام مکانیسم‌هایی که موجب هدر رفتن انرژی در فرآیند الکترولیز می‌شوند، برای ما شناخته شده نیستند. استفاده از دستگاه‌های تصویربرداری با دقت بالا می‌توانند برای بهبود دانش ما از این فرآیند کمک شایانی کنند. برخی از منابع هدر رفتن انرژی می‌تواند نفوذ گاز هیدروژن درون آب یا حرکت یون‌ها در اطراف الکترودها در طول تشکیل حباب‌ها باشد.


برای تولید هیدروژن به عنوان سوخت، الکترولیز یکی از روش‌های پیشنهادی است که در آن از اعمال جریان الکتریسیته برای جدا کردن اکسیژن و هیدروژن استفاده می‌شود. تشکیل حباب‌ها در این فرآیند موجب هدر رفتن بخشی از انرژی می‌شود.


این گروه تحقیقاتی برای اثبات عملکرد ترانزیستور در بازیافت انرژی، یک قطره 0.2 میکرولیتری از آب نمک را در یک حمام میکرومقیاس قرار دادند که در زیر آن یک ترانزیستور و دو الکترود وجود دارد. با اعمال یک ولتاژ کم، حباب‌های اندکی از هیدروژن در کاتد ایجاد می‌شود. افزایش ولتاژ موجب آزاد شدن حباب بیشتری خواهد شد.


این ترانزیستور با بررسی تغییرات جریان می‌تواند حباب‌ها را شناسایی کرده و اندازه آنها را مشخص کند. این ترانزیستور قادر است تا حباب‌ها را به پالس الکتریکی تبدیل کند. از نقطه نظر تئوری دو میلیون ترانزیستور را می‌توان زیر این حمام قرار داد تا با بهره 99 درصد حباب‌ها را به انرژی پالسی تبدیل کند.

 

[P O U R I A]

اصلاح سطح نانوذرات پلیمری با مواد زیست‌سازگار

اصلاح سطح نانوذرات پلیمری با مواد زیست‌سازگار

پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان با اصلاح سطح نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید بوسیله دی‌کربوکسیلیک اسیدهای فعال نوری و زیست‌سازگار حاوی آمینواسیدهای مختلف، خواص سطحی این نانوذرات را از حالت آبدوست به حالت آبگریز تغییر دادند.


اخیرا نانوذرات بعنوان یک پرکننده قوی در ساخت انواع مختلفی از نانوکامپوزیت‌ها پیشنهاد شده‌اند. اما تجمع نانوذرات در بستر پلیمر مهمترین چالش در تولید این نانوکامپوزیت‌هاست. نسبت سطح به حجم بالا در نانوذرات نیرو محرکه شدیدی برای برقراری پیوند و تشکیل تجمع ایجاد می‌کند. واضح است که این عیب موجب پخش غیر یکنواخت نانوذرات در بستر پلیمر و کاهش خواص مکانیکی می‌شود، در نتیجه گستره کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. بنابراین جستجو برای یافتن راهی برای اصلاح سطح نانوذرات موضوع بسیاری از کارهای تحقیقاتی شده است. هدف از اصلاح سطح نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید با کربوکسیلیک اسیدها جلوگیری از تجمع شدید نانوذرات و در نهایت تهیه نانوکامپوزیت‌هایی با خواص بهتر است.


دکتر شادپور ملک پور، عضو هیات علمی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان، در مورد نحوه انجام این تحقیقات گفت: در این کار تحقیقاتی سطح نانوذرات تیتانیوم ‌دی‌اکسید با دی‌اسیدهای N،´N-(پیروملیتوئیل)-بیس-L-والین ، N،´N-(پیروملیتوئیل)-بیس-L-متیونین، N،´N-(پیروملیتوئیل)-بیس-L-ایزولوسین و N،´N-(پیروملیتوئیل)-بیس-L-لوسین اصلاح شد. اصلاح سطح نانوذرات تیتانیوم‌ دی‌اکسید در حلال متانول در حضور دی‌اسیدها به مقدار 15 درصد وزنی نسبت به نانوذره تحت امواج فراصوت انجام شد. گروه O-H در اصلاح کننده با گروه هیدروکسیل روی سطح نانوذره واکنش می‌دهد و به این ترتیب دی اسید روی سطح نانوذره قرار می‌گیرد.


وی ادامه داد: در این تحقیق، ساختار نانوذرات اصلاح شده با استفاده از روش‌های طیف‌سنجی FT-IR، XRD، TGA، FE-SEM و TEM تایید شد. FT-IR و TGA نشان دادند که سطح نانوذرات به خوبی اصلاح شده است. نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید با اصلاح سطحشان از حالت آبدوست به آبگریز تغییر می‌کنند. دی‌اسید آلی روی سطح نانوذرات با کاهش انرژی سطح آنها و ایجاد ازدحام فضایی بین نانوذرات، تجمع آن‌ها را کم می‌کند. در نتیجه نانوذرات تیتانیم دی‌اکسید پوشیده شده با دی‌اسیدهای آلی پخش بهتری در پلیمرها خواهند داشت.


ملک پور خاطرنشان کرد: اصلاح سطح نانوذرات مختلف با معرف‌های اصلاح‌کننده دیگر مثل دی‌اسید از پیشنهادهایی است که در راستای این پروژه تحقیقاتی ارائه می‌شود و می‌تواند در دستور کار قرار گیرد. همچنین تهیه نانوکامپوزیت‌های جدید با استفاده از سایر نانوذرات اصلاح شده مانند Al2O3، ZrO2، SiO2، CuO به منظور تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری با خواص مکانیکی و حرارتی بهتر.


به نوشته سایت نانو، به دلیل حضور دی‌اسیدهای زیست سازگار نانوذرات TiO2 اصلاح شده می‌توانند دوستدار محیط زیست باشند. نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید اصلاح شده به صورت مستقیم در تهیه نانوکامپوزیت‌های پلیمری و زمینه غیرقطبی استفاده می‌شوند. نانوکامپوزیت‌های پلیمری بعنوان مواد پوششی، ساختمانی و بسته بندی در حوزه وسیع از کاربردهای مهندسی الکتریکی، هوایی، ساختمانی و خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند.


نتایج این کار تحقیقاتی که توسط پروفسور شادپور ملک پور، عضو هیات علمی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان و رقیه عالی زاده فارغ التحصیل کارشناسی ارشد شیمی آلی از دانشگاه صنعتی اصفهان صورت گرفته، در مجله Progress in Organic Coatings منتشر شده است.

 

[P O U R I A]

تولید صنعتی "نانو" پوشش های آبگریز جهت تمیز کاری سطوح مختلف

تولید صنعتی "نانو" پوشش های آبگریز جهت تمیز کاری سطوح مختلف

شرکت آکولون (Aculon) اعلام کرد که جدیدترین سیستم تمیزکاری سطحی نانومقیاس خود را به بازار عرضه کرده است. در این دستگاه که به Aculon E شهرت دارد از فناوری TMC (کمپلکس فلز انتقالی) استفاده شده‌است، این فناوری بخشی از نوآوری شرکت آکولون است. با استفاده از این فناوری می‌توان سطوح آبگریز و روغن‌گریز ایجاد کرد. این دستگاه می‌تواند با یک فرآیند بسیار ساده روی سطوح مختلف نظیر فلزات، پلاستیک‌ها، شیشه، اپوکسی‌ها و سطوح چاپ شده خواص آبگریزی و روغن‌گریزی ایجاد کند.


ادوارد هوگز مدیر شرکت آکولون می‌گوید: ایجاد سطوح آبگریز و روغن‌گریز با دوام بالا برای برخی صنایع بسیار مهم است. ما سطوح آبگریز را پردازش کرده و با اعمال برخی اصلاحات در سطح آن، خواص روغن‌گریزی در آن ایجاد کردیم. بعد از یک سال تست و آزمایش در شرایط مختلف، الان می‌توانیم محصول خود را به بازار عرضه کنیم.


برخلاف فناوری‌های رایج برای تولید سطوح آبگریز، این فناوری تنها در یک مرحله می‌تواند پوشش مورد نظر را روی سطوح ایجاد کند. پوشش نهایی یک لایه بسیار نازک بوده که کاملا بی‌رنگ است و برای ایجاد آن نیاز به ابزار و تجهیزات پیچیده نیست. استفاده از این پوشش آبگریز و روغن‌گریز بسیار ساده است بنابراین برای استفاده در حوزه‌های مختلف بسیار ایده‌آل است. از این پوشش می‌توان در الکترونیک، اپتیک و کالاهای مصرفی استفاده کرد.


شرکت آکولون در سال 2004 تاسیس شد که هدف اصلی آن نوآوری و تجاری‌سازی سطوح نانومقیاس با ویژگی‌های منحصر به فرد است. بخشی از فناوری مورد استفاده این شرکت، از یافته‌های پژوهشگران دانشگاه پرینستون به‌دست آمده است. این شرکت روی سطوح آبگریز، روغن‌گریز و چسبنده کار می‌کند.


برخی فناوری‌ها و مزیت آنها که توسط شرکت آکولون ارائه شده‌است:
• سطوح سیال گریز: این سطوح می‌توانند آب، روغن و سیالات مختلف را از خود دور کند.
• اصلاح ذرات: این شرکت فرآیندی را برای عامل‌دار کردن نانوذرات ارائه می‌دهد با این کار ویژگی‌هایی نظیر آبگریزی، روغن‌گریزی و چسبندگی نانوذرات بهبود می‌یابد.
• چسبندگی: این شرکت علمیات تکمیلی ارائه می‌دهد که با استفاده از آن می‌توان چسبندگی سطوح را بهبود داد.

 

[P O U R I A]

شیوه جدید برای تصویربرداری نانوی کمی در محیط سیلیکون

شیوه جدید برای تصویربرداری نانوی کمی در محیط سیلیکون

تیمی از دانشمندان دانشگاه تگزاس در آرلینگتون با همکاری محققانی از دانشگاه MIT موفق به مشاهده کمی فرایندهای سلولی شده‌اند که بر روی یک تراشه در یک محیط سیلیکونی رخ می‌دهند.
این شیوه جدید، در توسعه دارویی و تشخیص بیماری‌ها، کارآمد است.
به گفته تیم تحقیقاتی، این موفقیت بر محدودیت‌های میکروسکوپی کمی در محیط‌های غیرشفاف غلبه می‌کند.
این امر از طریق ترکیب جدیدی از نور مادون‌قرمز نزدیک و تکنیکی موسوم به تصویربرداری فازی کمی صورت گرفت.
تصویربرداری فازی کمی حدود یک دهه قدمت دارد و از تغییر در فازهای نور و نه تکنیک‌های رنگ‌آمیزی، برای کمک به تصویربرداری از نمونه‌ آزمایش موسوم به «برچسب آزاد» استفاده می‌کند.
به گفته سامارندرا موهانتی، رئیس آزمایشگاه بیوفیزیک و فیزیولوژی دانشگاه تگزاس و یکی از حاضرین در این مطالعه، این نخستین نمایش تصویربرداری فازی کمی از سازه‌سلولی و عملکرد در محیط سیلیکونی است.
تیم علمی موفق به تحلیل نمونه‌های آزمایش از طریق ویفر سیلیکونی در دو حالت شد.
در یکی از این حالت‌ها، آن‌ها تصویربرداری با میدان کامل از ویژگی‌های گلبول‌های قرمز خون را با دقت ضخامت نانومتری را انجام دادند.
در حالت دیگر، محققان تنوع دینامیکی از سلول‌های کلیه جنینی انسان را در واکنش به تغییر در تراکم نمک مشاهده کردند.
موهانتی معتقد است موفقیت در تصویربرداری فاز کمی به نظارت غیرتهاجمی بر فعالیت‌های نورونی خواهد انجامید.
ابزار میکروی سیلیکون‌محور موسوم به «آزمایشگاه بر روی تراشه» تحلیل کامل و پیشرفته سلول‌ها و مولکول‌ها را برای تشخیص بیماری و غربالگری اثرات دارو دستخوش انقلاب می‌کند.
با این حال، فرایند‌های معدودی در مشخصه‌بندی نوری نمونه‌موردی‌ها در چنین سیستم‌هایی صورت گرفته‌اند و فناوری ابداعی امکان برآوردن این نیاز را فراهم می‌کند.
دانشمندان امیدوارند این موفقیت تجسم‌بخشی ممکن در ابزار میکروالکترونیکی سیلیکون‌محور و ابزار میکرومکانیکی را متحول کند.
جزئیات این مقاله در مجله Scientific Reports منتشر شد.

 

[P O U R I A]

تولید "نانو‌ الکترودهایی" با ظرفیت بالا برای باتری‌هایی پرتوان

تولید "نانو‌ الکترودهایی" با ظرفیت بالا برای باتری‌هایی پرتوان

محققان یک تیم تحقیقات بین‌المللی موفق شدند تا با استفاده از نانوذرات آهن، الکترود جدیدی با ظرفیت بالاتر برای باتری‌های یون لیتیم تولید کنند. روش مورد استفاده آنها امکان تولید انبوه این الکترودها را می‌دهد.
خودروهای برقی برای حفظ محیط‌زیست دارای مزایای بیشتری نسبت به خودروهای بنزین‌سوز هستند، اما در حال حاضر خودروهای بنزین‌سوز با یک باک پر مسافت بیشتری نسبت به خودروهای برقی طی می‌کنند. برای حل این مشکل، محققان با استفاده از نانوذرات آهن الکترود جدیدی را برای باتری‌های یون لیتیم ساختند که به این خودروها کمک می‌کند تا مسافت بیشتری را طی کنند.


ژاولین لیو از موسسه آاستار با همکاری یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه فودان چین اقدام به ساخت این الکترود ارزان قیمت کردند که می‌توان آن را به تولید انبوه رساند. باتری‌های تولید شده توسط این الکترودها قادراند دانسیته بار بیشتری نسبت به الکترودهای رایج یون لیتیم در خود ذخیره کنند.
باتری‌های یون لیتیم با نقل و انتقال یون لیتیم میان دو الکترود، انرژی را ذخیره و رهاسازی می‌کنند. در حین شارژ کردن، یون‌های لیتیم از کاتد رها می‌شوند. کاتدها معمولا از جنس اکسید کبالت لیتیم هستند. یون‌ها از میان الکترولیت مایع عبور کرده و به آن می‌‌رسند. آندها معمولا از جنس گرافیت بوده که حاوی حفره‌های متعددی است. در هنگام شارژ شدن، تمام این فرآیند برعکس شده و جریان الکتریکی میان دو الکترود ایجاد می‌شود.


اکسید آهن ظرفیت بالاتری نسبت به گرافیت دارد اما فرآیند آن بسیار کند است. از سوی دیگر وارد شدن یون لیتیم به درون الکترود اکسید آهن موجب متورم شدن آن شده و در نهایت بعد از چند مرتبه شارژ و دشارژ شدن ساختار الکترود دچار مشکل می‌شود.


لیو و همکارانش نشان دادند که الکترود ساخته شده از نانوذرات آهن عمر بیشتری دارد زیرا حفره‌های موجود در آن دسترسی بیشتری به یون‌های لیتیم می‌دهد. با خارج شدن یون‌ها، ساختار الکترود به حالت اولیه باز می‌گردد. این گروه تحقیقاتی از نانوذرات آهن با ساختار α-Fe2O3 به قطر 5 نانومتر استفاده کردند. این نانوذرات با حرارت دادن نیترات آهن در آب به‌دست می‌آیند. محققان از کربن بلک و پلی‌وینیلیدین فلوراید برای چسباندن نانوذرات به هم استفاده کردند. این نانوذرات روی فویل مس نشانده شد تا آند ساخته شود.


نتایج نشان داد که پس از 230 بار شارژ/دشارژ این الکترود هنوز 97 درصد ظرفیت 1009 میلی‌آمپر بر ساعت خود را داراست.

 

[P O U R I A]

تولید "نانو" سیم هایی با قابلیت تغییر ابعاد برای حسگرها

تولید "نانو" سیم هایی با قابلیت تغییر ابعاد برای حسگرها

یکی از موانع تجاری‌سازی نانوسیم‌ها، عدم وجود روشی برای تولید انبوه نانوسیم‌ها است؛ از سوی دیگر نانوسیم‌های تولید شده با روش‌های فعلی دارای ابعاد مختلفی هستند که نمی‌توان به سادگی روی طول آنها کنترل داشت.
محققان کره‌ای فناوری جدیدی را برای تولید نانوسیم‌ها به صورت انبوه ارائه کردند. طول نانوسیم‌ها با این روش قابل کنترل است.


یک تیم تحقیقات کره‌ای متشکل از محققانی از دانشگاه و صنعت، موفق به ارائه فناوری برای تجاری‌سازی نانوسیم‌ها شدند. انتظار می‌رود با این روش جدید تولید انبوه، نانوسیم‌ها در حوزه‌های مختلف نظیر نیمه‌هادی و حسگری مورد استفاده قرار گیرند. محققان شرکت LG و مرکز ملی نانوفب در کره‌جنوبی روشی را برای تولید انبوه نانوسیم‌ها ارائه کردند. با این فناوری جدید می‌توان نانوسیم‌هایی با ترکیب شیمیایی مختلف و ابعاد متفاوت تولید کرد. نتایج این پروژه در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.


نانوسیم‌ها رشته‌هایی با قطر کمتر از 100 نانومتر هستند. این مواد را می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد، نانوسیم‌ها دارای ویژگی‌های الکتریکی، گرمایی و مکانیکی منحصر به فردی هستند. روش‌هایی که تاکنون برای تولید نانوسیم‌ها ارائه شده، از نرخ تولید بسیار پایینی برخوردار است به طوری که سه تا چهار روز زمان نیاز است تا چند میلیمتر نانوسیم رشد کند. بنابراین تولید ادوات مبتنی بر نانوسیم بسیار دشوار است. از سوی دیگر برای استفاده از نانوسیم‌ها در محصولات مختلف، طول نانوسیم‌ها باید یکنواخت باشد اما با روش‌های رایج نمی‌توان چنین ساختارهایی ایجاد کرد و باید مراحل تکمیلی متعدد و پیچیده‌ای روی نانوسیم‌ها انجام شود تا طول آنها یکسان شود. بنابراین روش‌های رایج نمی‌تواند برای تجاری‌سازی نانوسیم‌ها مورد استفاده قرار گیرد.


برای حل این مشکل محققان به جای استفاده از روش سنتز شیمیایی از فرآیندی رایج در صنعت نیمه‌هادی استفاده کردند. این گروه از روش کندوپاش برای تولید انبوه نانوسیم‌هایی به طول 20 سانتیمتر و قطر 50 نانومتر استفاده کردند. در این روش نه نیاز به فرآیند سنتز طولانی است و نه به فرآیندهای تکمیلی پیچیده نیاز است.


پژوهشگران از این پروژه به‌عنوان یک روش صنعتی برای تولید انبوه و تجاری‌سازی نانوسیم نام می‌برند. یون یکی از محققان این پروژه می‌گوید: اهمیت روش جدیدی که ما ارائه کردیم این است که بسیاری از مشکلات فعلی را در صنعت حل می‌کند برای مثال بازده پایین و زمان طولانی فرآیند تولید در این روش جدید کاملا حل شده‌است. تاکنون نانوسیم‌ها به صورت جدی وارد صنعت نشده‌اند اما با این فناوری جدید می‌توان انتظار داشت که نانوسیم‌ها در ادوات مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

 

[P O U R I A]

ایجاد محلول های متفاوت غنی شده به کمک نانو ذرات سیال

ایجاد محلول های متفاوت غنی شده به کمک نانو ذرات سیال

پژوهشگران ایرانی چهار ترکیب زیست فعال مدل را با استفاده از برهمکنش‌های جاذب بین بتالاکتوگلوبولین و چهار پلی‌ساکارید آنیونی نانوپوشانی کرده و به منظور کاهش اندازه‌ی نانوذرات تولید شده از برهمکنش بین بتالاکتوگلوبولین و پلی‌ساکارید آلژینات سدیم، این پلی‌ساکارید را تحت تأثیر تیمار ماوراء صوت استفاده کردند. نتایج این طرح در صنایع نوشیدنی‌ها و صنایع داروئی دارای کاربرد است.

بسیاری از ترکیبات فراویژه‌ی سودمند همانند کاروتنوئیدها، ویتامین‌های محلول در چربی و اغلب ترکیبات فنولی چربی‌دوست هستند. ماهیت آب‌گریز این ترکیبات افزودن آنها را به درون غذاها و نوشیدنی‌های مایع فاقد چربی (به ویژه انواع شفاف) تقریباً غیرممکن می‌سازد. در این رساله چهار ترکیب زیست فعال مدل شامل کورکومین، ویتأمین D، اسید فولیک و بتاکاروتن با استفاده از برهمکنش‌های جاذب بین بتالاکتوگلوبولین و چهار پلی‌ساکارید آنیونی شامل آلژینات سدیم، صمغ عربی، کربوکسی متیل سلولز و کاپاکاراگینان نانوپوشانی شدند. در این تحقیقات به منظور کاهش اندازه‌ی نانوذرات تولید شده از برهمکنش بین بتالاکتوگلوبولین و پلی‌ساکارید آلژینات سدیم، این پلی‌ساکارید تحت تأثیر تیمار ماوراء صوت قرار گرفت. سپس برهمکنش‌های پروتئین با این پلی‌ساکارید (قبل و بعد از تیمار ماوراء صوت) با استفاده از روش‌های گرماسنجی عیارسنجی هم‌دما، آشکارساز جریان پیوسته، اندازه‌گیری کدورت، تفرق نور پویا و تحرک الکتروفورزی مورد بررسی قرار گرفتند.

سید محمد هاشم حسینی فارغ التحصیل مقطع دکتری با مدرک مشترک در رشته‌ی علوم و مهندسی صنایع غذایی و همچنین علوم زیستی کاربردی به ترتیب از دانشگاه تهران و دانشگاه گِنت بلژیک، در مورد این تحقیقات توضیح داد: «مراحل انجام این رساله به ترتیب شامل آماده‌سازی محلول‌ها، تیمار ماوراء صوت محلول آلژینات سدیم و کاپاکاراگینان، اندازه‌گیری گرانروی ذاتی و ظاهری، کدورت‌سنجی در مقادیر مختلف pH، گرماسنجی عیارسنجی هم‌دما (ITC)، آشکارساز جریان پیوسته (SCD)، تشکیل کمپلکس بین پروتئین و پلی‌ساکارید (تولید نانوذرات)، توصیف کمپلکس‌ها شامل اندازه‌گیری کدورت، آنالیز توزیع اندازه و بار سطحی ذرات، ریخت‌شناسی ذرات با استفاده از میکروسکوپ نوری تمایز فاز، بررسی میزان اتصال ترکیبات زیست فعال به پروتئین، بررسی اتصال لیگاندها به پروتئین با استفاده از NMR، نانوپوشانی ترکیبات فراویژه و تجزیه و تحلیل آماری بودند.»

در این مطالعه از ویژگی ترابری ذاتی بتالاکتوگلوبولین در انتقال مواد مغذی برای ایجاد سیستم‌های تحویل سبز (بی‌خطر) با ابعاد نانومتر بهره گرفته شد. سیستم‌های تحویل ایجاد شده با ابعاد نانومتر امکان غنی‌سازی نوشیدنی‌های شفاف را با ترکیبات آب‌گریز و بدون نیاز به امولسیفایر فراهم نمودند.

در این رساله از مکانیزم «از پائین به بالا» یا "bottom up” برای تولید نانوذرات محلولِ حاصل از برهمکنش جاذب بین بتالاکتوگلوبولین و پلی‌ساکارید آنیونی بهره گرفته شد. هسته پروتئینی ترکیب زیست فعال را در برگرفته و حضور یک لایه پلی ساکارید در اطراف هسته پروتئینی سبب محافظت بیشتر از ترکیب زیست فعال و ایجاد یک ساختار هسته – پوسته پایدار در برابر ترسیب می‌شد.


حسینی در مورد نتایج این تحقیقات گفت: « تیمار ماوراء صوت با شدت بالا به طور مؤثری گرانروی دیسپرسیون پلی‌ساکارید را کاهش داد. زمان و شدت تیمار ماوراء صوت بر روی کاهش گرانروی اثر مثبت داشتند، اما دمای تیمار ماوراء صوت دارای اثر معکوس بود. اندازه‌گیری‌های گرماسنجی عیارسنجی هم‌دما نشان دادند که تیمار ماوراء صوت قدرت برهمکنش و یا میزان گرایش به اتصال بین پروتئین و پلی‌ساکارید را کاهش می‌دهد. بار سطحی نانوذرات تولید شده از برهمکنش پلی‌ساکارید تیمار شده - بتالاکتوگلوبولین کمتر از بار سطحی نانوذرات حاصل از برهمکنش پلی‌ساکارید تیمار نشده - پروتئین بود. این اختلافات به چگالی بار کمتر پلی‌ساکارید تیمار شده در نتیجه‌ی برهمکنش‌های صوت- شیمیائی نسبت داده شدند. اندازه‌گیری توزیع اندازه‌ی ذرات نشان داد که تأثیر تیمار ماوراء صوت همگن نمودن نانوذرات در دیسپرسیون ترکیبی بوده است. نتایج آنالیزهای بار سطحی و تفرق نور پویا همچنین ثابت نمودند که ویژگی‌های نانوذرات بیوپلیمری تشکیل شده به شدت وابسته به نوع پلی‌ساکارید و غلظت آن بودند. نانو‌کمپلکس‌های محلول تشکیل شده پایداری مناسبی در برابر انبوهه شدن داشتند

وی ادامه داد: « در ادامه‌ی این رساله آنالیز اتصال نشان داد که تشکیل کمپلکس بین پروتئین و ترکیبات زیست فعال در تمام شرایط مورد بررسی روی داده اما میزان آن تابعی از pH و نوع ماده‌ی فراویژه بوده است. آزمایشات اسپکتروسکوپی فلورسانس و رزونانس مغناطیسی هسته‌ی اتم هیدروژن نتایجی مکمل یکدیگر در برهمکنش‌های پروتئین - لیگاند ارائه نمودند. این یافته‌ها به طراحی سیستم‌های تحویل با مقیاس نانومتر برای درون‌پوشانی ترکیبات زیست فعال آب‌دوست و آب‌گریز در محصولات غذایی شفاف مایع با pH اسیدی منتهی شد. نتایج آزمایشات پایداری نشان دادند که ترکیبات فراویژه‌ی با حلالیت کم در آب به طور موفقیت‌آمیزی درون نانوکمپلکس‌های پایدار الکترواستاتیکی حاصل از برهمکنش‌های پروتئین – پلی‌ساکارید به دام افتاده بودند.

سرانجام نتایج این مطالعه نشان دادند که سیستم‌های تحویل تشکیل شده با ابعاد نانومتر می‌توانند برای اهداف غنی‌سازی نوشیدنی‌های اسیدی شفاف با ترکیبات زیست فعال انحلال‌ناپذیر بدون کوچکترین نیازی به استفاده از امولسیفایر مورد استفاده قرار گیرند. این طرح در صنایع نوشیدنی‌ها و صنایع داروئی دارای کاربرد است.

نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر سید محمد هاشم حسینی و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Food Hydrocolloids (جلد 32، شماره 2، آگوست سال2013، صفحات 235–244) منتشرشده است.

 

[P O U R I A]

استفاده از نانوحفره‌های زیستی برای ژن‌ درمانی

استفاده از نانوحفره‌های زیستی برای ژن‌ درمانی

اطراف سلول زنده یک لایه محافظ وجود دارد که فضای داخل سلول را از گزند عوامل خارجی مصون می‌دارد. پژوهشگران مدت‌ها است که به دنبال ترفندهایی هستند تا بتوانند برخی مولکول‌ها را به درون سلول زنده بفرستند.
جیوانی ماگلیا، استاد رشته بیوشیمی دانشگاه کی‌یو لون بلژیک و همکارانش موفق به طراحی و ساخت نانوحفره‌ای شدند که می‌تواند با قرار گرفتن در غشاء لیپیدی به‌عنوان یک دروازه برای حمل و نقل مولکول‌های دلخواه عمل کند. در سطح این نانوحفره رشته‌های دی‌ان‌ای قرار داده شده که می‌تواند به صورت انتخابی ترکیبات مورد نظر را وارد سلول کند.


تمام سلول‌های زنده حاوی یک غشاء لیپیدی بوده که محتویات سلول‌ها را از محیط بیرون جدا می‌کند. کنترل ورود و خروج مواد از میان غشاء سلولی توسط پروتئین‌های غشاء انجام می‌شود. حفره‌هایی در این غشاء وجود دارد که یون و مواد غذایی از میان آن وارد سلول می‌شود. از سوی دیگر پروتئین‌های غشاء می‌توانند به عنوان سلاح مورد استفاده قرار گیرد، به طوریکه در صورت نیاز، این پروتئین‌ها می‌توانند روی دیواره سلول هدف نانوحفره‌هایی را ایجاد می‌کنند. یون‌ها و مولکول‌ها از این نانوحفره به بیرون تراوش کرده و سلول از بین می‌رود.


پژوهشگران در تلاش هستند تا از نانوحفره‌های سنتز شده توسط آنها برای وارد کردن DNA و پروتئین به درون سلول استفاده کنند. در صورت وارد شدن DNA، می‌توان سلول را وادار کرد تا تغییر کاربری دهد. ماگلیا می‌گوید: ما می‌توانیم نانوحفره‌های زیستی را به شکل دلخواه طراحی کنیم، مشکل اصلی این است که بتوان عبور مولکول‌ها و یون‌ها را از میان این نانوحفره‌ها با دقت کنترل کرد. ما دوست نداریم که همه ترکیبات بتوانند از میان این نانوحفره عبور کنند، به همین دلیل به دنبال محدود کردن نقل و انتقال ترکیبات از میان نانوحفره هستیم.


این گروه موفق به طراحی و ساخت نانوحفره‌ای شدند که دروازه آن مجهز به رشته‌های دی‌ان‌ای است. این دی‌ان‌ای‌ها به صورت انتخابی مولکول‌های مورد نظر را وارد سلول می‌کنند. در واقع محققان سیستمی ساختند که می‌تواند ترکیبات دلخواه آنها را وارد سلول کند. از این نانوحفره می‌توان برای ژن درمانی استفاده کرد به طوری که مواد ژنتیکی از طریق این نانوحفره وارد سلول شده و رفتار سلول را تغییر دهد.

 

[P O U R I A]

ارائه فناوری تولید نانوپوشش‌های آبگریز و روغن‌گریز

ارائه فناوری تولید نانوپوشش‌های آبگریز و روغن‌گریز

شرکت آکولون (Aculon) اعلام کرد که جدیدترین سیستم تمیزکاری سطحی نانو مقیاس خود را به بازار عرضه کرده است. در این دستگاه که به Aculon E شهرت دارد از فناوریTMC یا کمپلکس فلز انتقالی استفاده شده‌ است.
با استفاده از این فناوری که بخشی از نوآوری شرکت آکولون است، می‌توان سطوح آبگریز و روغن‌گریز ایجاد کرد. این دستگاه می‌تواند با یک فرآیند بسیار ساده روی سطوح مختلف نظیر فلزات، پلاستیک‌ها، شیشه، اپوکسی‌ها و سطوح چاپ شده خواص آبگریزی و روغن‌گریزی ایجاد کند.


برخلاف فناوری‌های رایج برای تولید سطوح آبگریز، این فناوری تنها در یک مرحله می‌تواند پوشش مورد نظر را روی سطوح ایجاد کند. پوشش نهایی یک لایه بسیار نازک بوده که کاملا بی‌رنگ است و برای ایجاد آن نیاز به ابزار و تجهیزات پیچیده نیست.


استفاده از این پوشش آبگریز و روغن‌گریز بسیار ساده است بنابراین برای استفاده در حوزه‌های مختلف بسیار ایده‌آل است. از این پوشش می‌توان در الکترونیک، اپتیک و کالاهای مصرفی استفاده کرد.

 

[P O U R I A]

نوشیدنی‌ها با فناوری نانو غنی‌سازی می شوند

نوشیدنی‌ها با فناوری نانو غنی‌سازی می شوند

بسیاری از ترکیبات فرا ویژه‌ سودمند همانند کاروتنوئیدها، ویتامین‌های محلول در چربی و اغلب ترکیبات فنولی چربی‌ دوست هستند. ماهیت آب‌ گریز این ترکیبات افزودن آنها را به درون غذاها و نوشیدنی‌های مایع فاقد چربی به ویژه انواع نوشیدنی‌های شفاف تقریبا غیرممکن می‌سازد.
در این راستا پژوهشگران دانشگاه تهران با همکاری دانشگاه گنت بلژیک مطالعاتی را در این زمینه انجام دادند. در این تحقیقات 4 ترکیب زیست فعال مدل شامل کورکومین، ویتامین D، اسید فولیک و بتاکاروتن با استفاده از برهمکنش‌های جاذب نانوپوشانی شدند.


در این مطالعه از ویژگی ترابری ذاتی بتالاکتوگلوبولین در انتقال مواد مغذی برای ایجاد سیستم‌های تحویل سبز (بی‌خطر) با ابعاد نانومتر بهره گرفته شد. سیستم‌های تحویل ایجاد شده با ابعاد نانومتر امکان غنی‌سازی نوشیدنی‌های شفاف را با ترکیبات آب‌گریز و بدون نیاز به امولسیفایر فراهم می‌کند.


نتایج این طرح در صنایع نوشیدنی‌ها و صنایع دارویی کاربرد دارد.

 

[P O U R I A]

آنتی‌بادی مصنوعی از نانولوله کربنی تولید شد

آنتی‌بادی مصنوعی از نانولوله کربنی تولید شد

پیش از این پژوهشگران دریافته بودند که اگر سطح نانولوله‌های کربنی را با استفاده از پلیمر ویژه‌ای پوشش دهند، ساختار ایجاد شده می‌تواند بعنوان حسگر عمل کرده و به ساختارهای دیگر متصل شود. از این روش برای ساخت حسگرها استفاده شده بود.


در این پروژه محققان سطح نانولوله‌ها را با پلیمر آمفی‌فیلیک (دارای دو سر آبدوست و آبگریز) پوشش دادند، این پلیمر دارای سایت‌های اتصال مختلفی بود که می‌توانست به مولکول‌های هدف مختلف متصل شود. محققان دریافتند که از این ویژگی می‌توان استفاده کرد تا پروتئین‌های مختلف نظیر پروتئین‌های بیماری سرطان یا دیابت را به دام انداخت. در واقع با استفاده از پلیمر ویژه‌ای می‌توان پروتئین‌های از پیش تعیین شده‌ای را به دام انداخت، چنین ساختاری آنتی‌بادی مصنوعی است.


مایکل استرانو از محققان این پروژه می‌گوید: این روش، راهبرد بسیار جالبی است که می‌توان با آن آنتی‌بادی‌های مختلفی را تولید کرد. از سوی دیگر، این راهبرد می‌تواند برای ساخت حسگرهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد، بطوری که به جای پوشش‌دهی نانولوله‌های کربنی با آنتی‌بادی‌های طبیعی، بتوان از آنتی‌بادی مصنوعی استفاده کرد. آنتی‌بادی‌های طبیعی گاهی درون سلول‌ها یا بافت‌ها می‌شکنند و از بین می‌روند در حالی که آنتی‌بادی‌های مصنوعی پایداری بالاتری دارند.


محققان این پروژه موفق شدند با استفاده از این راهبرد، آنتی‌بادی‌های مصنوعی مختلفی را برای برخی پروتئین‌ها نظیر استرادیول (یک نوع استروژن) و L تیروکسین (هورمون تیروئید) تولید کنند. در حال حاضر این گروه در حال تولید انواع مختلفی از آنتی‌بادی‌ها هستند.


برای ساخت این آنتی‌بادی‌ها از پلیمرهای آمفی‌فیلیک مختلفی استفاده می‌شود. این پلیمرها دارای یک بخش آبدوست و یک بخش آبگریز هستند که سر آبگریز آنها به نانولوله کربنی متصل شده و سر آبدوست آنها آزاد مانده که می‌تواند به مولکول‌های هدف (پروتئین‌ها) متصل شود.


چیزی که این راهبرد را منحصربه فرد می‌کند، آن است که به هیچ وجه نمی‌توان تنها با مشاهده ساختار پلیمر و پروتئین‌های هدف درباره اتصال یا عدم اتصال آنتی‌بادی به پروتئین قضاوت یا پیش‌بینی کرد. باید پلیمر روی نانولوله پوشش داده شود و سپس تست اتصال انجام شود. این گروه ابزار خودکاری را طراحی کردند که می‌تواند پلیمرهای مختلفی را با چیدمان‌های متفاوت روی نانولوله پوشش داده و نتیجه را گزارش کند.


از این آنتی‌بادی‌های مصنوعی می‌توان برای تشخیص بیماری‌های مختلف نظیر سرطان استفاده کرد.

 

[P O U R I A]

تولید نانوذرات الماس در محیط معمولی با هدف ساخت قطعات الکترون

تولید نانوذرات الماس در محیط معمولی با هدف ساخت قطعات الکترون

محققان موفق شدند تا با استفاده از یک فرآیند بسیار ساده، نانوذرات الماس را در دمای اتاق و فشار اتمسفری ایجاد کنند. در این روش از اتانول به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود.
پژوهشگران معتقداند که می‌توان نانوذرات الماس را به‌صورت مستقیم از فاز گاز تولید کرد و نیاز به زیرلایه برای رشد این نانوساختارها نیست. محققان دانشگاه کیس وسترن ریزرو می‌گویند دیگر نیازی به ده‌ها تن فشار و گرمای آتشفشانی برای تولید الماس نیست بلکه می‌توان با هزینه بسیار کم نانوذرات الماس تهیه کرد، این کار در دمای اتاق و فشار اتمسفری و روی میز آزمایشگاه قابل انجام است.
این یافته می‌تواند کاربردهای متعددی در صنعت داشته باشد برای مثال می‌توان برای تولید پوشش‌‌دهی پلاستیک‌ها با پودرهای بسیار ریز از آن استفاده کرد تا در تولید قطعات الکترونیکی، ادوات رهایش دارویی و محصولات دیگر از آن استفاده کرد. نتایج این پژوهش در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.
علاوه بر کاربردهای فوق‌الذکر، این کشف می‌تواند دیدگاه‌های تازه‌ای را در نحوه تشکیل جهان ‌هستی ایجاد کند: برای مثال می‌تواند درباره نحوه تشکیل نانوذرات الماس موجود در فضا و ستاره‌های دنباله‌دار توضیحاتی ارائه کند.
موهان سانکاران از محققان این پروژه می‌گوید: این یک فرآیند پیچیده نیست، اتانول در دمای اتاق و فشار اتمسفری تبخیر شده و به الماس تبدیل می‌شود. از یک سو ما گاز را از میان پلاسما عبور داده و از سوی دیگر به آن هیدروژن اضافه می‌کنیم که در نهایت نانوذرات الماس ایجاد می‌شود. این کار در یک آزمایشگاه به سادگی قابل انجام است.
در این فرآیند نیازی به گدازش پلاستیک نیست در نتیجه برای استفاده در حوزه فناوری بالا بسیار مناسب است. الماس به‌عنوان سخت‌ترین ماده طبیعت، دارای خواص نوری ویژه‌ای بوده و از هدایت گرمایی بالایی نیز برخوردار است. برخلاف دیگر آلوتروپ‌ کربن یعنی گرافیت، الماس یک نیمه‌هادی بوده و شباهت زیادی به سیلیکون دارد بنابراین برای استفاده در صنعت الکترونیک بسیار ایده‌آل است.
معمولا برای تولید الماس به دما و فشار بالا نیاز است اما در مقیاس نانو، انرژی سطحی موجب می‌شود تا الماس از گرافیت پایدارتر باشد. محققان این گروه به این نتیجه رسید‌ند که در صورت ایجاد هسته‌های بسیار کوچک، کمتراز 5 نانومتر، به جای گرافیت، الماس ایجاد می‌شود. برای این کار، پژوهشگران اتانول را به درون میکروپلاسما پمپ کرده که در اثر گرمای پلاسما اتم‌های کربن شکسته شده و ذرات 2 تا 3 نانومتری ایجاد می‌شود.

 

[P O U R I A]

تولید پیل های خورشیدی با روشی جدید در تولید برق

تولید پیل های خورشیدی با روشی جدید در تولید برق

شرکت هایپرسولار (HyperSolar) یکی از تولیدکنندگان ادوات تولیدکننده هیدروژن از آب و نور خورشید است. این شرکت اخیرا فناوری فتوسنتز مصنوعی خود با قابلیت تولید یک ولت برای استفاده مستقیم در تولید هیدروژن را رونمایی کرده است. این فناوری جدید مبتنی بر نانوذرات بوده و در راستای تحقیقات پیشین این شرکت است که 8 ماه قبل به رقم 0.2 ولت و 3 ماه قبل به 0.75 ولت رسیده بود.


از نقطه نظر تئوری، ولتاژ مورد نیاز برای شکستن آب و تولید هیدروژن و اکسیژن 1.23 ولت بوده و در سیستم‌های واقعی نزدیک 1.5 ولت است. این که بتوان با استفاده از پیل خورشیدی ارزان قیمت 1.5 ولت الکتریسیته تولید کرد، نتیجه جالب توجهی است.


پیل‌های خورشیدی سیلیکونی که ارزان قیمت هستند تنها 0.7 ولت الکتریسیته تولید می‌کنند که برای شکستن مولکول آب کافی نیست. پیل‌های خورشیدی تجاری فعلی که قادر به شکستن مولکول آب باشند بسیار گرانقیمت هستند.


تیم یانگ مدیر این شرکت می‌گوید برنامه تحقیقاتی ما با دانشگاه کالیفرنیا به شکلی دنبال شد که در نهایت به نتایج جالب توجهی رسید. این که ما توانستیم به رقم یک ولت برسیم قدم بزرگی در این مسیر محسوب می‌شود، با تداوم رشد ما به رقم 1.5 ولت مورد نیاز برای شکستن مولکول آب خواهیم رسید. مواد نیمه‌هادی ارزان قیمت بوده و به ما اطمینان می‌دهد تا در صورت کار روی آنها به محصولات ارزان قیمت برسیم. فرآیند مورد استفاده برای ساخت این پیل‌ها بسیار جالب است زیرا از روش ساده شیمی مبتنی بر محلول استفاده شده است، در واقع نیازی به فرآیندهای گرانقیمت رایج برای ساخت آنها نیست، تمام فرآیند در یک بشر قابل انجام است.


اخیرا شرکت هوندا و جنرال موتورز اعلام کرده‌اند که تا سال 2020 خودروهای هیدروژنی به تولید انبوه خواهد رسید. اما هنوز چالش تولید ارزان قیمت هیدروژن به عنوان سوخت حل نشده است. از انجایی که آب و نور خورشید به وفور در همه جا یافت می‌شود می‌توان از آنها برای تامین نیاز خودروها استفاده کرد. فناوری که این شرکت ارائه کرده می‌تواند به حل این چالش کمک کند. هر چند یک ولت برای شکستن مولکول آب کافی نیست اما نتایج این پروژه بالاترین رقم برای تولید انرژی در این حوزه محسوب می‌شود. شرکت هایپرسولار امیدوار است با بهبود این فناوری به رقم 1.5 ولت برسد.

 

[P O U R I A]

موفقیت محققان در نابودی ترکیبات سمی خاک با نانوذرات آهن

موفقیت محققان در نابودی ترکیبات سمی خاک با نانوذرات آهن

پژوهشگران اسپانیایی روشی ساده برای از بین بردن آفت‌کش «لیندان» موجود در خاک کشاورزی ارائه کردند.


دو شرکت بیلبائو کمیکال و نکسانا مدت‌هاست که اقدام به تولید لیندان کرده و مصرف کنندگان نیز بدون هیچ کنترلی آنها را وارد محیط‌زیست می‌کنند.


اخیرا مشخص شده‌ است که این آفت‌کش روی خاک تاثیر منفی داشته و می‌تواند سلامت انسان را به خطر بیندازد.


پژوهش‌های اخیر در دانشگاه والنسیا نشان می‌دهد که نانوذرات آهن دارای پتانسیل بالایی در خنثی‌سازی لیندان دارند. نتایج این پژوهش در نشریه Chemosphere به چاپ رسیده است.


به نوشته سایت نانو، مدت‌هاست که لیندان به‌ عنوان یک حشره‌کش و آفت‌کش در میان مزرعه‌داران رواج دارد، هر چند در حال حاضر استفاده از آن ممنوع شده‌ است، با این حال این ماده در طبیعت رها شده و به وفور در مزارع وجود دارد. مشکلی که لیندان ایجاد می‌کند فقط به سمی بودن آن ختم نمی‌شود، بلکه می‌تواند در بدن موجودات زنده تجمع یابد. از نقطه نظر زیست محیطی، این ماده حلالیت کمی داشته، پایدار است و در مقابل زوال در محیط‌زیست مقاومت می‌کند.


در حال حاضر هیچ روش قابل اعتمادی برای از بین بردن این ماده وجود ندارد، بنابراین ایده استفاده از نانوذرات آهن بسیار خلاقانه و موثر است.


نتایج این پژوهش نشان داد که نانوذرات آهن به شکل موثری می‌توانند لیندان را از بین ببرند، البته مشکلاتی نیز در مسیر استفاده از نانوذرات آهن وجود دارد. برای مثال این نانوذرات در حضور هوا به سرعت اکسید می‌شوند و از سوی دیگر نانوذرات اکسید شده به سرعت متجمع شده و در محیط منزوی می‌شوند، در حالی که نانوذرات باید بتوانند حرکت کنند و در محیط پخش شوند. این گروه نانوذرات را با ترکیبات مختلفی نظیر کربوکسیل متیل سلولز و پلی‌آسپارتات پوشش‌دهی کردند.


برای از بین بردن لیندان، محققان از روش استخراج فاز جامد استفاده کردند. در این روش بعد از اعمال نانوذرات، لیندان باقی‌مانده در خاک استخراج شده و با روش کروماتوگرافی گازی و طیف‌سنجی جرمی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. از این روش می‌توان برای بررسی تاثیر نانوذرات مختلف روی لیندان استفاده کرد.


پژوهشگران نشان دادند که نانوذرات آهن می‌توانند در مدت زمان یک تا 72 ساعت لیندان موجود در خاک را از بین ببرند.

 

[P O U R I A]

ایجاد مرکز جدیدی برای مطالعه نانوساختارهای دو بعدی

ایجاد مرکز جدیدی برای مطالعه نانوساختارهای دو بعدی

اخیرا دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا مرکز جدیدی برای بررسی و شناسایی خواص و ویژگی‌های نانوساختارهای دو بعدی راه‌اندازی کرده است.


نانوساختارهای دو بعدی توجه بسیاری از محققان را در سراسر جهان به خود جلب کرده است. یکی از اهداف مرکز تاسیس شده توسط دانشگاه پنسیلوانیا یافتن کاربردهای جدیدی برای نانوساختارهای دو بعدی است.


به نوشته سایت نانو ماریسیو ترونس، مدیر این مرکز جدید و استاد رشته فیزیک و شیمی دانشگاه پنسیلوانیا می‌گوید: این مرکز جدید با برگزاری کارگاه آموزشی با حضور 70 محقق، پژوهشگر و صنعتگر افتتاح شد. ده‌ها نفر از استادان دانشگاه پنسیلوانیا در این مرکز جدید به تحقیق و مطالعه می‌پردازند، استادانی در حوزه‌های شیمی، مهندسی مواد، محاسبات، فیزیک کاربردی، سنتزهای دو بعدی، میکروسکوپیست‌های الکترونی و مهندسان اپتیک بسیار سریع در این مرکز فعالیت دارند. دایره استفاده از این مرکز جدید به استادان دانشگاه پنسیلوانیا محدود نشده است، به طوری که محققانی از دانشگاه رایس، دانشگاه ایالتی فلوریدا و دانشگاه ایلینویز نیز امکان دسترسی به تجهیزات این مرکز را دارا هستند.


سیستم‌های دو بعدی مبتنی بر کربن دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که به مدت دو دهه توجه دانشمندان را به خود معطوف کرده‌ است. در میان این سیستم‌های دو بعدی، گرافن از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. جایزه نوبل فیزیک سال 2010 به دلیل تحقیقات روی این ماده به دو محقق دانشگاه منچستر اعطا شد. جایزه نوبل شیمی سال 1996 به فولرین، از دیگر ساختارهای کربنی نانومقیاس، اعطا شد. بنابراین اهمیت مطالعه نانوساختارهای کربنی به حدی است که نیاز به تاسیس مرکز ویژه‌ای برای آنها احساس شده است. یکی از اهداف تاسیس این مرکز یافتن کاربردهای جدید نانوساختارهای دو بعدی کربنی است. این مرکز بخشی نیز برای آموزش به دانشجویان دارد.


برخی از اهداف تاسیس این مرکز عبارت است از «توسعه روش‌های تولید انبوه مواد دو بعدی نانومقیاس با ساختار بلوری، موادی که بتوان باندگپ آنها را کنترل کرد»، «ارائه روش‌های جدید، ارزان و مبتنی بر تقویت شیمیایی برای ایجاد خواص ساختاری، الکترونیکی و شیمیایی به مواد دو بعدی نانوساختار»، «درک بهتر اثر لبه‌ها و محل تماس مواد روی خواص شیمیایی و الکترونیکی مواد دو بعدی» و «ارائه روش‌های تعیین مشخصات جدید برای یافتن ارتباط میان خواص و ساختار نانوساختارهای دو بعدی».

 

[P O U R I A]

ساخت پنجره‌های بسیار هوشمند با نانوبلورهای معدنی

ساخت پنجره‌های بسیار هوشمند با نانوبلورهای معدنی

محققان با افزودن نانوبلورها به شیشه موفق به ساخت شیشه‌ای هوشمند شدند که مقدار امواج الکترومغناطیس عبوری از آن را کنترل می‌کند.


پژوهشگران آزمایشگاه ملی لورنس برکلی موفق به طراحی ماده جدیدی شدند که می‌تواند هوشمندی پنجره‌های هوشمند را افزایش دهد. این ماده پوششی از نانوبلورها بوده که درون شیشه قرار داده شده است، با این ماده می‌توان مقدار نور عبوری از شیشه را کنترل کرد. پنجره‌های ساخته شده با این ماده می‌تواند نور مرئی و مادون قرمز را که مسؤول ایجاد گرما هستند کنترل کند، با این کار مصرف انرژی بهینه می‌شود.


دلیا میلیرون از محققان این پروژه می‌گوید: در آمریکا یک چهارم از تمام انرژی صرف روشنایی، گرم و سرد کردن می‌شود. بنابراین در صورت استفاده از این پوشش جدید جهش قابل ملاحظه‌ای در کاهش مصرف انرژی ایجاد خواهد شد.


به نوشته سایت نانو، نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Tunable near-infrared and visible light transmittance in nanocrystal-in-glass composites در نشریه Nature به چاپ رسیده است. در این مقاله جزئیات ساخت پوششی که قادر به بلوک کردن بخش تولید کننده گرما در طیف نور خورشید است، آمده است. این پژوهش که موفق به کسب جایزه R&D 100 Award در سال 2013 شده، هنوز در مراحل ابتدایی تجاری‌سازی است.


این پوشش به صورت هوشمند بخشی از مادون قرمز نزدیک را جذب می‌کند، با این که نور به اندازه کافی داخل آپارتمان خواهد شد اما گرمای کمتری درون خانه ایجاد می‌شود. بنابراین انرژی کمتری صرف خنک کردن شده و نیاز به روشن کردن لامپ برای افزایش روشنایی داخلی نیست.


در این فناوری از نانوبلورهای اکسید قلع تیتانیم درون ماتریکس اکسید نیوبیوم استفاده شده است. این گروه تحقیقاتی دریافتند که کامپوزیت حاوی نانوبلورها می‌توانند به صورت لایه نازکی درآمده و اثرات امواج الکترومغناطیس را کنترل کنند، با این کار مصرف پوشش به حداقل رسیده بدون این که عملکرد فیلترکردن پرتوها مختل شود.


مساله مهم در این ساختار نحوه اتصال اتم‌ها به هم است، به طوری که نانوبلورها به شکلی آرایش یافته‌اند که فضایی درون این ساختار ایجاد می‌شود. این فضا به بارها اجازه ورود و خروج می‌دهد.


علاوه بر استفاده در پنجره‌های هوشمند، از این یافته می‌توان در باتری‌ها نیز استفاده کرد. محققان این پروژه می‌گویند ما نشان دادیم که با ترکیب دو ماده متفاوت می‌توان ماده‌ای جدید با کاربردهای کاملا منحصر به فرد تولید کرد.

 

[P O U R I A]

تولید "نانوکامپوزیت" زیست سازگار با قابلیت استفاده در بدن

تولید "نانوکامپوزیت" زیست سازگار با قابلیت استفاده در بدن

پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد با بهره‌گیری از روش مکانوشیمیایی موفق به تولید نانوکامپوزیت‌ فلوئورآپاتیت-زیرکونیا شدند. محصول حاصله از پایداری شیمیایی بالا‌تر و سرعت انحلال کمتری در محیط‌های زیستی برخودار است.


در میان محدوده وسیعی از مواد پیشرفته، بیوسرامیک‌ها و کامپوزیت‌های بر پایه آن به دلیل ارائه خواص مطلوب زیستی و عدم بروز اثرات نامطلوب در محیط فیزیولوژیک بدن، به عنوان بهترین مواد جایگزین در کاربردهای استخوانی شناخته شده‌اند. در این می‌ان، هیدروکسی آپاتیت به عنوان فاز اصلی معدنی استخوان در بسیاری از کاربردهای زیستی-پزشکی مورد توجه است. با این وجود نرخ انحلال بالا در محیط‌های فیزیولوژیک، مقاومت به خوردگی پایین در محیط‌های اسیدی و پایداری شیمیایی ضعیف در دماهای بالا کاربرد وسیع‌تر این ماده ارزشمند را با محدودیت مواجه نموده است. از اینرو در سال‌های اخیر پژوهش‌های زیادی به منظور بهبود مشخصات عملکردی هیدروکسی آپاتیت صورت گرفته است. در این میان فلوئور هیدروکسی آپاتیت و فلوئور آپاتیت که در این ساختار‌ها یون‌های فلوئور جایگزین یون‌های هیدروکسیل در ساختار آپاتیت شده‌اند، به دلیل بهبود خواص هیدروکسی آپاتیت بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. در حقیقت اینجایگزینی منجر به افزایش پایداری شیمیایی، کاهش سرعت انحلال در محیط‌های زیستی و افزایش تکثیر سلول‌های استخوانی می‌شود.


در کاربردهای زیستی- پزشکی می‌توان از این مواد به عنوان پوشش‌های سطحی بر روی پروتزهای ارتوپدیک و کاشتنی‌های دندانی استفاده نمود. از سوی دیگر بهره‌مندی از تقویت کنندهای سرامیکی نظیر آلومینا، تیتانیا و زیرکونیا نیز می‌تواند در تقویت خواص مکانیکی بیوسرامیک‌های بر پایه آپاتیت بسیار موثر باشد. در مجموع توانایی‌های بالقوه محصول در کاربردهایی نظیر ارتوپدی، دندانی، رسانش دارو، کروماتوگرافی و... می‌بایست بررسی شود.


مهندس بهمن نصیری تبریزی، کار‌شناس ارشد مهندسی مواد و مدرس و پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد با اشاره به اهداف این تحقیقات گفت: «هدف اصلی در پژوهش حاضر سنتز و مشخصه‌یابی نانوپودر کامپوزیتی فلوئورآپاتیت-زیرکونیا به روش مکانوشیمیایی بود. بدین منظور با استفاده از مواد اولیه بر پایه کلسیم و فسفر و بهره‌مندی از دستگاه آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای نانو پودر کامپوزیتی فوق تولید شد. در مرحله مشخصه‌یابی نیز با استفاده از امکانات آزمایشگاهی ویژگی‌های نانوساختاری محصول بررسی گردید.»


مراحل اصلی در پژوهش حاضر شامل دو بخش تولید و مشخه‌یابی است. نصیری تبریزی با اشاره به این موضوع افزود: «در مرحله تولید با استفاده از مواد بر پایه کلسیم و فسفر و برقراری نسبت‌های مولی مناسب مخلوط اولیه تهیه شد. پس از آن مخلوط حاصله با استفاده از دستگاه آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای در محدوده زمانی ۳۰۰-۵ دقیقه فعال‌سازی شد. بدین منظور از محفظه‌های پلیمری و گلوله‌های زیرکونیایی استفاده شد. نتایج پژوهش‌های قبلی نشان می‌دهد که بهره‌مندی از محیط آسیاب کاری مذکور منجر به بهبود مشخصات ساختاری و ظاهری نانوساختارهای بیوسرامیکی حاصله از فرآیندهای مکانوشیمیایی می‌شود. فرآیند مکانوشیمیایی در دمای اتاق، بدون استفاده از هرگونه عامل کنترل‌کننده واکنش (PCA) و در اتمسفر هوا انجام شد. پس از فعالسازی و تولید محصول پودری به منظور ارزیابی پایداری و بازیابی بلورینگی حرارتی، آنیلینگ در دماهای ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتیگراد انجام گردید. در مجموع سادگی روش و قابلیت تولید مجدد از مزیت‌های برجسته فرآیند ارائه شده است که تولید انبوه این ماده کامپوزیتی نوین را امکان‌پذیر می‌سازد. لازم به ذکر است که مشخصات محصول بسته به نوع مواد اولیه مصرفی و پارامترهای فرآیند نظیر زمان، نوع محفظه، اتمسفر، عوامل کنترل‌کننده واکنش می‌تواند متغیر باشد. بنابراین به منظور تولید سایر ترکیبات مشابه، بررسی و تعیین اثر متغیر‌ها بر فرآیند سنتز بسیار حائز اهمیت است. به عنوان مثال با توجه به اینکه زمان‌های بالای فعالسازی موجب آلوده شدن محصول می‌شود، تعیین زمان مناسب برای تولید فرآورده‌ای با خلوص فازی-شیمیایی مطلوب بویژه در کاربردهای زیستی-پزشکی ضروری است.»


به گفته نصیری تبریزی، با توجه به اینکه نرخ انحلال بالا در محیط‌های فیزیولوژیک بدن، مقاومت به خوردگی پایین در محیط‌های اسیدی و پایداری شیمیایی ضعیف در دماهای بالا کاربرد وسیع‌تر هیدروکسی آپاتیت و مواد بر پایه آن را با محدودیت مواجه نموده است. بنابراین با توجه به اصلاحات ساختاری انجام شده در این پژوهش (جایگزینی یون‌های فلوئور و بهره‌مندی از تقویت‌کننده سرامیکی) خواص هیدروکسی آپاتیت تقویت شده است. در حقیقت انتظار می‌رود که محصول حاصله از پایداری شیمیایی بالاتری برخوردار بوده و سرعت انحلال کمتری در محیط‌های زیستی داشته باشد.


نتایج این کار تحقیقاتی که به دست مهندس بهمن نصیری تبریزی و مهندس عباس فهامی کار‌شناس ارشد مهندسی مواد و پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد صورت گرفته است، در مجله Ceramics International (جلد ۳۹، شماره ۴، ‌ماه می‌سال۲۰۱۳، صفحات ۴۳۲۹–۴۳۳۷) منتشرشده است.

 

[P O U R I A]

تعیین دمای سلول‌های زنده با نانودماسنج ساخت محققان

تعیین دمای سلول‌های زنده با نانودماسنج ساخت محققان

پژوهشگران دانشگاه هاروارد با استفاده از نانوبلورالماس و یک رشته نانوسیم، موفق به ساخت نانودماسنجی شدند که که از آن می‌توان برای تعیین دمای سلول‌های زنده استفاده کرد.


این دستگاه مجهز به یک نانوسیم است که به درون سلول زنده وارد می‌شود و در نهایت تغییر دما را تا 1.8 میلی کلوین شناسایی می‌کند. اگر این دستگاه بهبود پیدا کند قادر به اندازه‌گیری پدیده‌های حساس به دما در سلول زنده خواهد بود و حتی می‌توان از آن برای درمان سرطان استفاده کرد.


رهبر این پژوهش، میخائیل لوکین از دانشگاه هاروارد است که نتایج یافته‌های خود را در نشریه Nature به چاپ رسانده است. در این پروژه از مراکز حفره نیتروژنی در ساختار الماس استفاده شده است. این حفره‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که دو اتم کربن مجاور هم از ساختار الماس حذف شده و به جای آن اتم‌های نیتروژن قرار ‌گیرند.


به نوشته سایت نانو، حالت پایه مراکز حفره نیتروژنی دارای دو سطح انرژی است که اختلاف انرژی میان آنها به فرکانس انتقال شهرت دارد. زمانی که الماس گرم یا سرد می‌شود، فرکانس انتقال حفره تغییر می‌کند. با استفاده از طیف‌سنجی فلورسانس می‌توان این تغییر اندک در فرکانس را شناسایی کرد. از آنجایی که الماس هدایت گرمایی خوبی دارد، بنابراین می‌توان گفت که الماس هم‌دمای سلول مورد نظر است.


پیتر مایر از محققان این پروژه می‌گوید: از آنجایی که ابعاد مراکز حفره بسیار کوچک هستند، بنابراین می‌توان در الماسی با ضخامت چند ده اتمی این مراکز را ایجاد کرد و از آن برای اندازه‌گیری دما استفاده کرد. از آنجایی که ابعاد سلول در حدود چند میکرون است، این دماسنج می‌تواند برای اندازه‌گیری دمایِ بخش‌های مختلف سلول مورد استفاده قرار گیرد.


پژوهشگران از این دماسنج برای اندازه‌گیری دمای سلول استفاده کردند، نتایج نشان داد که در محدوده 200 نانومتری، این دماسنج دمایی در حد 1.8 میلی کلوین را رصد می‌کند.


در پژوهشی دیگر، محققان نانوذرات طلا را به نوک این دماسنج متصل کرده و وارد سلول کردند، سپس با تابش لیزر به نانوذرات طلا از آن به عنوان منبع ایجاد گرما استفاده کردند. با این گرما می‌توان سلول را از بین برد. این روش برای از بین بردن تومورهای سرطانی مناسب است.

 

[P O U R I A]

تولید جوهر الکترونیکی از نانولوله‌های کربنی

تولید جوهر الکترونیکی از نانولوله‌های کربنی

پژوهشگران انگلیسی موفق شدند با استفاده از نانولوله‌های کربنی جوهر الکترونیکی تولید کنند.


نانولوله‌های کربنی بسیار سبک بوده، استحکام بالایی داشته و رسانای الکتریکی هستند، بنابراین برای استفاده در ادوات الکترونیکی نظیر تبلت‌ها و نمایشگرهای لمسی تلفن همراه ایده‌آل هستند. مشکل اصلی این نانوساختارها این است که به شدت به یکدیگر می‌چسبند.


استفان هاج و میلو شافر از دپارتمان شیمی امپریال کالج لندن نشان دادند که چگونه می‌توان نانولوله‌ها را از یکدیگر جدا کرد و به عنوان جوهر مورد استفاده قرار داد.


نانولوله‌های کربنی دارای ساختار توخالی بوده و ظاهری شبیه رشته‌های اسپاگتی دارند. ضخامت دیواره آنها در حد چند نانومتر بوده و از نقطه نظر تئوری طول‌شان نامحدود است. طی سال‌های اخیر توجه بسیاری از محققان و صنایع به این ماده شگفت‌انگیز معطوف شده‌ است.


به نوشته سایت نانو، در صورتی که به نانولوله‌های کربنی بار الکتریکی اعمال شود، این نانوساختارها می‌توانند از هم جدا شوند. با این روش می‌توان نانولوله‌ها را مرتب کرد و سپس روی سطح مورد نظر آنها را نشست داد. این گروه تحقیقاتی با همکاری شرکت لیند الکترونیکز موفق به ساخت جوهرهایی از جنس نانولوله کربنی شدند. این جوهرها را می‌توان روی فیلم‌های بسیار نازک نشست داد و از آنها برای تولید نمایشگرها استفاده کرد.


نتایج این پژوهش در قالب دو مقاله در نشریات Nature Communications و ACS Nano به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

ساخت نانوحسگر شناسایی اشعه فرابنفش با روشی ساده و ارزان

ساخت نانوحسگر شناسایی اشعه فرابنفش با روشی ساده و ارزان

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، ساخت نانوحسگرها بسیار پرهزینه و زمان‌بر است، به همین دلیل کاربردهای این دستگاه‌ها به شدت محدود شده‌ است. در روش ارائه شده توسط پژوهشگران دانشگاه کیل، نمونه داخل کوره پخته می‌شود و به ترکیبات شیمیایی سمی و تجهیزات پیچیده و گرانقیمت نیازی ندارد. این روش برای شرکت‌های تولیدکننده حسگر که به دنبال کاهش هزینه‌های تولید هستند، بسیار ایده‌آل است.


به نوشته سایت نانو، زمانی که صحبت از ساخت نانوحسگر به میان می‌آید، بزرگترین چالش محققان، ارتباط دادن بخش‌های مختلف حسگر به نانوساختارها است؛ در واقع به دلیل کوچک بودن ابعاد نانوساختارها به سختی می‌توان آنها را به سیم‌ها متصل کرد.


تمام روش‌هایی که در حال حاضر برای ساخت نانوحسگرها استفاده می‌شوند، نظیر لایه‌نشانی از فاز بخار یا رشد جامد-مایع-گاز، دارای محدودیت‌هایی هستند. برای مثال تنها در شرایط ویژه‌ای می‌توان ساختار مورد نظر را تولید کرد. اما این شرایط ویژه نظیر استفاده از کاتالیست‌های ویژه، لزوم استفاده از زیرلایه‌ای خاص، دماهای متغیر و شرایط اتمسفری مختلف هر یک مانعی برای ایجاد نانوساختارها هستند. از سوی دیگر برای پیوند زدن این نانوساختارها با تراشه اصلی و تولید نانوحسگر باید مراحل دشوار متعدد دیگری پیموده شود.


در حال حاضر شناساگرهای اشعه فرابنفش مختلفی مبتنی بر گالیوم و سیلیکون در بازار وجود دارند که از حساسیت بالایی برخوردار نیستند و همچنین در محیط‌های خطرناک عملکرد خوبی ندارند. از آنجایی که تولید این حسگرها هزینه بالایی دارد و نیازمند مراحل ساخت متعددی است، بنابراین کاربرد آنها بسیار محدود است.


این گروه تحقیقاتی با استفاده از اکسید روی موفق به ساخت نانوحسگری برای شناسایی اشعه فرابنفش شدند. اکسید روی یک ماده ارزان قیمت بوده و سنتز آن ساده است. از آنجایی که فلز روی برای بدن مضر نیست و بدن انسان به مقدار محدودی از این فلز نیاز دارد، بنابراین برای استفاده در مهندسی بافت بسیار ایده‌آل است.


این گروه تحقیقاتی نانوساختارهای چهارپایه اکسید روی را بعنوان رابط میان الکترودهای موجود در تراشه مورد استفاده قرار دادند و از عملیات حرارتی برای پختن آنها کمک گرفتند. محققان از دمیدن هوا به درون کوره برای تبدیل میکرو و نانوذرات اکسید روی به ساختارهای چهارپایه استفاده کردند. در این فرآیند از هوای محیط استفاده شده و نیاز به اتمسفر خاصی نیست. کل فرآیند در حد چند ثانیه زمان نیاز دارد. نانوحسگر ساخته شده حساسیت بالایی داشته و می‌تواند در محیط‌های خشن نیز عملکرد قابل قبولی داشته باشد.

 

[P O U R I A]

عرضه دستگاه نانولیتوگرافی با امکان الگودهی در حجم بالا

عرضه دستگاه نانولیتوگرافی با امکان الگودهی در حجم بالا

گروه صنعتی EVG دستگاه لیتوگرافی جدیدی به بازار عرضه کرده است که با استفاده از آن می‌توان الگوهای میکرو و نانومقیاس ایجاد کرد.


گروه صنعتی EVG یکی از تولیدکنندگان ادوات لیتوگرافی، MEMS و فناوری‌ نانو است. این گروه اخیرا محصول جدیدی موسوم به EVG®PHABLE™ را ارائه کرده است که ویژه تولید قطعات فتونیک است. این دستگاه ابزاری برای فتولیتوگرافی غیرتماسی مبتنی بر ماسک کردن سطح بوده که در نهایت می‌تواند با قدرت تفکیک بالا و با هزینه کم، میکرو و نانوالگوهایی در سطح ایجاد کند. از این دستگاه می‌توان برای الگودهی در ساختار ویفرها و LEDها استفاده کرد؛ مزیت این روش آن است که حجم تولید با آن بسیار بالا و در حد مقیاس صنعتی است.


EVG®PHABLE™ یک دستگاه خودکار است که با همکاری شرکت «Eulitha» ساخته شده‌ است. کار با این دستگاه بسیار ساده است و بدون تماس با سطح می‌تواند لیتوگرافی با قدرت تفکیک بالا انجام دهد. این مزایا موجب شده تا بتوان از این دستگاه برای الگودهی زیرلایه‌های یاقوت کبود و در نهایت بالا بردن کارایی LEDها استفاده کرد. فناوری به کار رفته در این دستگاه به شکلی است که می‌توان الگوهایی از چند میکرون تا 200 نانومتر روی سطح ایجاد کرد.


مکانیسم کار این دستگاه به نحوی است که محدودیت عمق نفوذ نداشته، در نتیجه اختلاف ضخامت زیر لایه روی کیفیت کار تاثیری ندارد. بنابراین با استفاده از این دستگاه می‌توان زیرلایه‌هایی به قطر 6 اینچ را تنها در یک مرحله الگودهی کرد. از سوی دیگر حجم الگودهی کاملا مستقل از اندازه ویفر مورد استفاده است. یکی از ویژگی‌های این دستگاه آن است که فاصله میان زیرلایه و ماسک در حد چند صد میکرون است، در نتیجه آلودگی ماسک به زیرلایه وارد نمی‌شود.


هرمان والتل از مدیران این گروه صنعتی می‌گوید: از این که این دستگاه به مرحله تجاری‌سازی رسیده، بسیار خوشحال هستیم. این کار با همکاری شرکت «Eulitha» انجام شده‌است. این دستگاه ابزاری مفید برای مشتریان ما در حوزه اپتیک، LED و فتونیک است.


با استفاده از این دستگاه می‌توان الگوهای تک بعدی نظیر خط و فضا، الگوهای دو بعدی نظیر شبکه‌های شش وجهی و مربعی ایجاد کرد. بنابراین با استفاده از آن می‌توان سطح LEDها و ادوات نشر نوری را به دلخواه الگودهی کرد.

 

[P O U R I A]

ساخت "نانو باتری" انعطاف‌پذیر با امکان شارژ خورشیدی

ساخت "نانو باتری" انعطاف‌پذیر با امکان شارژ خورشیدی

پژوهشگران موسسه نانوسنچری کره جنوبی موفق به ساخت باتری انعطاف‌پذیری شدند که می‌توان آن را با انرژی خورشیدی شارژ کرد. برای ساخت این باتری از "نانوکامپوزیت" حاوی فیبرهای پلیمری استفاده شده‌است .


امروزه مردم به شدت به تلفن‌های همراه خود وابسته هستند به طوری‌که حتی یک لحظه هم نمی‌توانند از تلفن‌های هوشمند خود جدا شوند. ادوات الکترونیکی قابل پوشیدن که با نور خورشید شارژ می‌شوند در آینده نزدیک وارد بازار می‌شوند. اخیرا مقاله‌ای در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده که به مقوله ادوات الکترونیکی قابل پوشیدن پرداخته است .


تک سو کیم و همکارانش در این مقاله نشان دادند که چگونه می‌توان منسوجات الکترونیکی را به تلفن‌های هوشمند ارتباط داد. در صورت تجاری‌سازی چنین فناوری می‌توان البسه ویژه‌ای برای ورزشکاران تهیه کرد تا علائم حیاتی ورزشکاران را رصد کند. یکی از مشکلات تجاری‌سازی این فناوری‌ها آن است که باید باتری آنها را به‌صورت متناوب شارژ کرد.


البسه و ادوات پوشیدنی فعلی نظیر ساعت‌های هوشمند و عینک گوگل باید توسط یک کابل به برق شهر متصل شده و شارژ شوند. چنین مشکلی موجب افزایش هزینه تولید البسه می‌شود. برای این که این منسوجات از برق شهر و شارژ شدن توسط کابل بی‌نیاز شوند، این گروه تحقیقاتی به فکر استفاده از ماده‌ای افتادند، ماده‌ای که برای تولید باتری‌های قابل شارژ و انعطاف‌پذیر مناسب بوده و هزینه تولید آن اندک باشد .


این گروه تحقیقاتی سطح فیبرهای پلی‌استایرن را با نیکل پوشش داده و سپس کربن را روی آن قرار دادند. در نهایت از پلی‌اورتان به‌عنوان متصل کننده این ترکیبات استفاده کرده تا باتری انعطاف‌ پذیر ساخته شود. این باتری در صورتی که چندین بار تا شده و دوباره به حالت اول بازگردد حالت خود را حفظ می‌کند. این گروه موفق شدند پیل خورشیدی را به این ساختار متصل کرده و انرژی مورد نیاز آن را تامین کنند. در نتیجه می‌توان بدون کابل و برق شهر این باتری‌ها را شارژ کرد .

 

[P O U R I A]

ساخت دستگاه "نانولیتوگرافی" جهت بالابردن کارایی LED ها

ساخت دستگاه "نانولیتوگرافی" جهت بالابردن کارایی LED ها

کار با این دستگاه بسیار ساده بوده و بدون تماس با سطح می‌تواند لیتوگرافی با قدرت تفکیک بالا انجام دهد. این مزایا موجب شده تا بتوان از این دستگاه برای الگودهی زیرلایه‌های یاقوت کبود و در نهایت بالا بردن کارایی LED ها استفاده کرد.
گروه صنعتی ای وی جی (EVG) دستگاه لیتوگرافی جدیدی به بازار عرضه کرده است که با استفاده از آن می‌توان الگوهای میکرو و نانومقیاس ایجاد کرد. مزیت این دستگاه در قدرت تفکیک بالا، حجم بالای الگودهی و عدم آلودگی سطح توسط ماسک است.


EVG®PHABLE™ یک دستگاه خودکار بوده که با همکاری شرکت یولیتا (Eulitha) ساخته شده‌است. کار با این دستگاه بسیار ساده بوده و بدون تماس با سطح می‌تواند لیتوگرافی با قدرت تفکیک بالا انجام دهد. این مزایا موجب شده تا بتوان از این دستگاه برای الگودهی زیرلایه‌های یاقوت کبود و در نهایت بالا بردن کارایی LED ها استفاده کرد. فناوری به کار رفته در این دستگاه به شکلی است که می‌توان الگوهایی از چند میکرون تا 200 نانومتر روی سطح ایجاد کرد. مکانیسم کار این دستگاه به نحوی است که محدودیت عمق نفوذ نداشته، در نتیجه اختلاف ضخامت زیر لایه روی کیفیت کار تاثیری ندارد. بنابراین با استفاده از این دستگاه می‌توان زیرلایه‌هایی به قطر 6 اینچ را تنها در یک مرحله الگودهی کرد. از سوی دیگر حجم الگودهی کاملا مستقل از اندازه ویفر مورد استفاده است.
یکی از ویژگی‌های این دستگاه آن است که فاصله میان زیرلایه و ماسک در حد چند صد میکرون بوده در نتیجه آلودگی ماسک به زیرلایه وارد نمی‌شود .


گروه صنعتی ای وی جی (EVG) یک از تولیدکنندگان ادوات لیتوگرافی، MEMS و فناوری‌نانو است. این گروه اخیرا محصول جدیدی موسوم به EVG®PHABLE™ را ارائه کرده است که ویژه تولید قطعات فتونیک است. این دستگاه ابزاری برای فتولیتوگرافی غیرتماسی مبتنی بر ماسک کردن سطح بوده که در نهایت می‌تواند با قدرت تفکیک بالا و با هزینه کم، میکرو و نانوالگوهایی در سطح ایجاد کند. از این دستگاه می‌توان برای الگودهی در ساختار ویفرها و LED ها استفاده کرد؛ مزیت این روش آن است که حجم تولید با آن بسیار بالا و در حد مقیاس صنعتی است .


هرمان والتل از مدیران این گروه صنعتی می‌گوید: از این که این دستگاه به مرحله تجاری‌سازی رسیده بسیار خوشحال هستیم. این کار با همکاری شرکت یولیتا انجام شده‌است. این دستگاه ابزاری مفید برای مشتریان ما در حوزه اپتیک، LED و فتونیک است .


با استفاده از این دستگاه می‌توان الگوهای تک بعدی نظیر خط و فضا، الگوهای دو بعدی نظیر شبکه‌های شش وجهی و مربعی ایجاد کرد. بنابراین با استفاده از آن می‌توان سطح LED ها و ادوات نشر نوری را به دلخواه الگودهی کرد .

 

[P O U R I A]

روشی ارزان و ساده برای ساخت نانوحسگر پرتو فرابنفش

روشی ارزان و ساده برای ساخت نانوحسگر پرتو فرابنفش

به گزارش گروه علمی«خبرگزاری دانشجو»، ساخت نانوحسگرها بسیار پرهزینه و زمان‌بر است به همین دلیل کاربردهای این دستگاه‌ها به شدت محدود شده‌است، پژوهشگران آلمانی روشی ساده و ارزان برای ساخت نانوحسگر ویژه شناسایی پرتو فرابنفش ارائه کردند، در این روش با عملیات حرارتی روی میکرو و نانوساختارهای اکسید روی نانوحسگر ساخته می‌شود.


پژوهشگران دانشگاه کیل روشی ساده و ایمنی برای ساخت نانوحسگرها ارائه کردند، در این روش، نمونه داخل کوره پخته شده و نیاز به ترکیبات شیمیایی سمی و تجهیزات پیچیده و گرانقیمت ندارد.

این روش برای شرکت‌های تولیدکننده حسگر که به دنبال کاهش هزینه‌های تولید هستند بسیار ایده‌آل است، محققان نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای درنشریه Advanced Materials به چاپ رساندند.


زمانی که صحبت از ساخت نانوحسگر می‌شود بزرگترین مشکل محققان، ارتباط دادن بخش‌های مختلف حسگر به نانوساختارها است؛ در واقع به دلیل کوچک بودن ابعاد نانوساختارها به سختی می‌توان آنها را به سیم‌ها متصل کرد.

تمام روش‌هایی که در حال حاضر برای ساخت نانوحسگرها استفاده می‌شوند، نظیر لایه‌نشانی از فاز بخار یا رشد جامد-مایع-گاز، دارای محدودیت‌هایی هستند، برای مثال تنها در شرایط ویژه‌ای می‌توان ساختار مورد نظر را تولید کرد. اما این شرایط ویژه نظیر استفاده از کاتالیست‌های ویژه، لزوم استفاده از زیرلایه‌ای خاص، دماهای متغیر و شرایط اتمسفری مختلف هر یک مانعی برای ایجاد نانوساختارها هستند.

از سوی دیگر برای پیوند زدن این نانوساختارها با تراشه اصلی و تولید نانوحسگر باید مراحل دشوار متعدد دیگری پیموده شود.


در حال حاضر شناساگرهای پرتو ماورابنفش مختلفی مبتنی برگالیم و سیلیکون در بازار وجود دارد که از حساسیت بالایی برخوردار نبوده و همچنین در محیط‌های خطرناک عملکرد خوبی ندارند، از آنجایی که تولید این حسگرها هزینه بالایی داشته و نیازمند مراحل ساخت متعددی است، بنابراین کاربرد آنها بسیار محدود است.


این گروه تحقیقاتی با استفاده از اکسید روی موفق به ساخت نانوحسگری برای شناسایی پرتو فرابنفش شدند، اکسید روی یک ماده ارزان قیمت بوده و سنتز آن ساده است، از آنجایی که فلز روی برای بدن مضر نیست و بدن انسان به مقدار محدودی از این فلز نیاز دارد، بنابراین برای استفاده در مهندسی بافت بسیار ایده‌آل است.


این گروه تحقیقاتی نانوساختارهای چهارپایه اکسید روی را به‌عنوان رابط میان الکترودهای موجود در تراشه مورد استفاده قرار دادند و از عملیات حرارتی برای پختن آنها کمک گرفتند.

محققان از دمیدن هوا به درون کوره برای تبدیل میکرو و نانوذرات اکسید روی به ساختارهای چهارپایه استفاده کردند، در این فرآیند از هوای محیط استفاده شده و نیاز به اتمسفر خاصی نیست.

کل فرآیند در حد چند ثانیه زمان نیاز دارد. نانوحسگر ساخته شده حساسیت بالایی داشته و می‌تواند در محیط‌های خشن نیز عملکرد قابل قبولی داشته باشد.

 

[P O U R I A]

تولید "نانو‌جوهر" مغناطیسی برای چاپ اسکناس‌های غیر قابل جعل

تولید "نانو‌جوهر" مغناطیسی برای چاپ اسکناس‌های غیر قابل جعل

شرکت نانوم نانوتکنولوژیا (Nanum Nanotecnologia) اخیرا اعلام کرده که موفق به ساخت جوهر پایه‌آبی شده‌است که برای چاپ الگوهای امنیتی بسیار مناسب است. این جوهر به سفارش شرکت اچ پی (HP) تولید شده‌است .


شرکت اچ پی، شرکت نانوم نانوتکنولوژیا را برای توسعه محصولات خود انتخاب کرده است تا با استفاده از نانومواد بتواند سطح کیفی محصولات خود را افزایش دهد. همکاری این دو شرکت نشان داده است که می‌توان با استفاده از فناوری‌نانو بر مشکلات فعلی موجود در صنعت غلبه کرد و محصولات بهتری را برای مشتریان فراهم نمود .


محصول جدیدی که نانوم نانوتکنولوژیا اخیرا تولید کرده یک محلول آبی بوده که حاوی مقادیر زیادی از ترکیبات آهن است. این ذرات آهن دارای ابعادی در حدود 50 نانومتر هستند. این محلول غلیظ فرومغناطیس، می‌تواند در سیستم‌های جوهرافشان گرمایی برای چاپ اسناد مالی مورد استفاده قرار گیرد، مطالب چاپ شده با این سیستم تنها توسط فناوری MICR قابل خواندن است .


از آنجایی که ذرات مغناطیسی مورد استفاده در این جوهرها جامد بوده و در آب نامحلول‌ هستند؛ باید ابعاد آنها بسیار کوچک باشد تا کانال‌ها و منافذ کوچک چاپگر را مسدود نکند. از سوی دیگر غلظت این نانوذرات باید بالا باشد تا بتواند سیگنال‌های مغناطیسی خوبی ایجاد کند. این دقیقا کاری است که شرکت نانوم با خلاقیت توانسته آن را انجام دهد، به طوری که با استفاده از یک فرآیند ویژه که مالکیت آن در اختیار این شرکت است، محلولی غلیظ با ذرات نانومقیاس ایجاد کند. به این محلول ترکیبات شیمیایی مختلف افزوده می‌شود تا محلول آب حاوی 50درصد نانوذرات ایجاد شده و از پایداری مطلوبی نیز برخوردار باشد.

 

[P O U R I A]

شیشه‌های بازتاب دهنده‌ی تابش گرمایی

شیشه‌های بازتاب دهنده‌ی تابش گرمایی

دانش آموخته‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی نانو مواد در پژوهشگاه مواد و انرژی برای نخستین بار در کشور موفق به طراحی و ساخت شیشه های بازتاب دهنده‌ی تابش گرمایی شد .
سعید نیک بین مجری طرح گفت: صرفه جویی در هزینه‌ی تهویه‌ی منازل، خودروها، گلخانه ها و مجتمع‌ها از جمله کاربردهای مهم این طرح است که با استفاده از این شیشه ها که جلوی انتقال گرمای ناخواسته از یک محیط به محیط دیگر را می‌گیرند، میتوان هزینه‌ی تهویه‌ی هر محیطی به مقدار چشم گیری ( حدود 30 درصد) را کاهش دهد.

نیک بین تصریح کرد: این نوع از شیشه های ساخته شده کاربرد دوگانه‌ای دارد که هم در مناطق سرد و هم در مناطق گرم می‌توان از آن استفاده کرد.

وی در خصوص روند ساخت این نوع شیشه اظهار داشت: ما در مرحله‌ی ساخت به پارامترهای جدیدی نظیر تعیین دقیق ضخامت لایه‌ها، دمای حین لایه نشانی، دما و زمان عملیات حرارتی، استفاده از مواد مختلف و بررسی دقیق سطح دست پیدا کردیم که باعث بازدهی بیشتر می‌شود.

وی خاطر نشان کرد: این طرح پس از ثبت اختراع در جشنواره اختراعات منطقه‌ای مورد تایید بنیاد ملی نخبگان توانست حد نصاب سطح 3 این بنیاد را کسب کند.

 

[P O U R I A]

وجود ابرروان‌سازی میان دو جداره نانولوله کربنی

وجود ابرروان‌سازی میان دو جداره نانولوله کربنی

محققان چینی با بررسی اصطکاک میان جداره‌های نانولوله کربنی دو جداره دریافتند میان این دو جداره اصطکاک بسیار اندکی وجود دارد و این نتایج برای ساخت ابرروان‌ساز‌ها بسیار مفید است.


پژوهش‌های اخیر محققان دانشگاه پکینگ و سینگوها در چین نشان می‌دهد که ابرروان‌سازی در میان نانولوله‌های دوجداره با طول چند سانتیمتر وجود دارد. نتایج این پژوهش می‌تواند دانش محققان را در حوزه اصطکاک و روان‌سازی افزایش داده و در نهایت در ساخت ادوات میکرو و نانومقیاس به آنها کمک کند.


به نوشته سایت نانو، ابرروان‌سازی پدیده‌ای است که در آن اصطکاک میان دو سطح تقریبا به صفر می‌رسد. این پدیده معمولا در مقیاس میکرو و نانو و در شرایط خلاء بسیار بالا مشاهده می‌شود. برخی پژوهشگران بر این عقیده هستند که در مقیاس ماکرو این پدیده مشاهده نمی‌شود زیرا در چنین مقیاسی مواد، زبر هستند. «وی فی» و همکارانش نشان دادند که این نظریه صحیح نیست.


نانولوله‌های کربنی دو جداره طویل دارای ساختار بلوری کاملی هستند بنابراین، این ترکیبات برای مطالعه ابررسانایی بسیار ایده‌آل هستند. در بسیاری از نانولوله‌های کربنی دو جداره، دو دیواره داخلی و خارجی با هم متناسب نیستند به این معنا که دو سطح در مقابل هم از نظر انرژی متفاوت هستند. بنابراین، این دو سطح می‌تواند روی هم به راحتی لیز بخورند. چنین شرایطی برای ساخت نانوماشین‌ها ایده‌آل است. از آنجایی که نیروی واندروالس میان دو جداره داخلی و خارجی به‌ صورت متناوب شکسته شده و دوباره تشکیل می‌شود، فشار برشی دو سطح تقریبا از بین می‌رود.


«وی فی» می‌گوید: از آنجایی که فقدان اصطکاک میان دو جداره در نانولوله‌های کربنی ارتباطی با طول نانولوله‌ها ندارد، بنابراین می‌تواند برای نانوله‌هایی که چند سانتیمتر طول دارند نیز صادق باشد؛ به عبارت دیگر، ابرروان‌سازی در ابعاد ماکرومقیاس نیز وجود دارد.


این گروه تحقیقاتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم دستکاری نانومقیاس، نانولوله‌ها را به شکل دلخواه حرکت داده و اصطکاک میان آنها را مورد بررسی قرار دادند. این گروه دریافتند که نیروی اصطکاک میان دیواره داخلی و خارجی نانولوله‌ها به طول آنها وابسته نیست و می‌تواند در حدود یک نانونیوتون باشد. این نیرو می‌تواند در حدود دو نانونیوتن تغییر کند.


وی می‌افزاید: ما معتقدیم که این نتایج برای مطالعات بنیادین در حوزه اصطکاک بسیار مهم است. ما می‌توانیم از این نتایج برای ساخت ابرروان‌سازی‌ها استفاده کنیم. این گروه قصد دارند بر روی نانولوله‌های کربنی چند جداره تحقیق کنند.


نتایج این پژوهش در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.

 

[P O U R I A]

تولید فولاد حاوی نانوساختار برای اولین بار در جهان

تولید فولاد حاوی نانوساختار برای اولین بار در جهان

یکی از محققان دانشگاه کمبریج برای اولین بار در جهان موفق شده‌ است روشی مقرون به صرفه را برای تولید صنعتی فولاد حاوی نانوساختار ارائه کند.


زمانی که صحبت از مواد ساختاری می‌شود، همگان تصور توده‌ای بزرگ از مواد با استحکام بالا همانند تیرآهن‌های مورد استفاده در ساختمان‌ها و پل‌ها خواهند داشت. با استفاده از نانوفیبرها و نانولوله‌های کربنی می‌توان ساختار مواد توده‌ای را تقویت کرد؛ در واقع ساختار فلزات همجنس توده‌ای را می‌توان با افزودن نانوساختارها کنترل کرد.


به نوشته سایت نانو، در مقاله‌ای که هادشیا، محقق این طرح اخیرا به چاپ رسانده، برای اولین بار در جهان چگونگی تولید صنعتی فولاد توده‌ای حاوی نانوساختار را نشان داده است. در این محصول از ذرات باینایتی آهن به ابعاد 20 و 50 نانومتر استفاده شده‌ است؛ باینایت به ساختارهای سوزنی شکل درون فولاد گفته می‌شود که در دماهای بین 220 تا 550 درجه سانتیگراد تشکیل می‌شود.


هادیشا، در این مقاله‌ که آن را با عنوان The first bulk nanostructured metal در نشریه Science and Technology of Advanced Materials به چاپ رسانده است، دلیل اهمیت و نقش نانوساختارها را در تقویت ساختار فلز توضیح داده و در ادامه، شرایط مورد نیاز برای طراحی و ساخت مواد حاوی نانوساختار را تشریح کرده است. یکی از چالش‌های اصلی در تولید انبوه، کاهش هزینه است که در این مقاله نویسنده به آن پرداخته است.


اما واقعا چه راهکاری برای کاهش هزینه تولید صنعتی فولاد توده‌ای حاوی نانوساختار توسط هادیشا ارائه شده‌است؟ پاسخ بسیار ساده‌ است؛ باید این فلز را به مدت 10 روز در دمای 200 درجه سانتیگراد گرما داد؛ با این کار درون فولاد ساختارهای منفرد باینایتی ایجاد می‌شود. البته فلزی که با این روش ساخته می‌شود را به سختی می‌توان برای جوشکاری استفاده کرد، هادیشا برای رفع این مشکل نیز راهکارهایی را پیشنهاد داده است.