پژوهشگران دانشگاه لرستان، با اصلاح نانولوله‌هاي کربني، توانستند به نانومواد هيبريدي جديدي که شامل نانوذرات فلزي تثبيت شده روي نانولوله‌هاي کربني هستند، دست يابند.

نانولوله‌هاي كربني به علت اندازه کوچک، مساحت سطح بالا، وجود حفره توخالي و خصوصيات فيزيکي و شيميايي بي‌نظيرشان، به عنوان بسترهاي نانوذرات فلزي در تهيه کاتاليست‌هاي هتروژن مؤثر بوده و قابل استفاده مجدد براي تعدادي از واکنش‌هاي آلي مفيد هستند. بزرگترين عيب نانولوله‌هاي کربني پايين بودن حلاليت اين مواد است که باعث کاهش واکنش‌پذيري شيميايي آنها مي‌شود. بنابراين اصلاح سطح نانولوله‌ها‌ي کربني با مولکول‌ها يا ماکرومولکول‌هاي مختلف مانند پليمرها، نه تنها باعث کاهش تجمع آنها مي‌شود، بلکه مي‌تواند خواص و ساختار آنها را تا حد زيادي اصلاح نمايد.

دکتر محسن عادلي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «اصلاح نانولوله‌هاي کربني با استفاده از پلي‌‌سيتريک اسيد موجب توليد مواد هيبريدي جديد با خصوصيات جالب مي‌گردد. حضور مواد آب‌دوست پلي‌سيتريک نيز مي‌تواند باعث ايجاد حلاليت نانولوله‌هاي کربني و کاهش تجمع آنها شود و مي‌توان از آنها به عنوان پايه نانوذرات فلزي در واکنش هک استفاده کرد».

اصلاح نانولوله‌هاي کربني به دو روش اتصال غيرکووالانسي و کوالانسي انجام مي‌‌شود. اتصال غيرکوالانسي شامل برهمکنش فيزيکي بين نانولوله کربني و مولکول‌هاي مختلف است. در صورتي که، اتصال کووالانسي اصلاح سطح نانولوله در نتيجه پيوندهاي شيميايي بوده که اين اتصال به سطح نانولوله‌هاي کربني به دو روش grafting to و grafting from انجام مي‌شود.

عضو هيئت علمي دانشگاه لرستان ابراز داشت: «در اين کار، نانولوله‌هاي کربني با استفاده از اسيد، عامل‌دار شده و سپس سيتريک روي سطح آنها پليمريزه و ماده هيبريدي توليدي که شامل يک هسته نانولوله‌اي و لايه پلي‌سيتريک است، حاصل شده است. اين نانوماده‌هاي هيبريدي قادر به حمل نانوذرات فلزي مانند نانوذرات نقره و پالاديم هستند».

در اين پژوهش، نانومواد هيبريدي شامل يک هسته نانولوله‌اي و لايه پلي‌سيتريک شده است که در ادامه سيستم‌هاي MWCNT-COOH-PdCl2 , ,MWCNT-DPN MWCNT-g-PCA-PdCl2 و MWCNT-g-PCA-EPN تهيه و براي کاتاليزکردن واکنش اتيل‌آکريلات با يدوبنزن در حلال‌هاي آب و DMF استفاده شده است. گفتني است اين نانومواد هيبريدي کاربردهاي وسيعي از دارورساني گرفته تا نانوکاتاليست‌ها دارند. جزئيات اين پژوهش در مجله Polymer (جلد50، صفحات 3528–3536، سال 2009) منتشر شده است.

ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

محققان دانشگاه پوردو نانوستاره‌هاي مغناطيسي ساخته‌اند که شايد بتوانند راهکار جديدي براي تصويربرداري زيستي ارائه کنند. اين نانوستاره‌ها زماني که در معرض يک ميدان مغناطيسي دوار قرار مي‌گيرند، مي‌چرخند و مي‌توانند با نشر نور اثرات پالسي يا «چشمک‌زني» ايجاد کنند. اين چشمک‌زني آنها را از نويزهاي پس‌زمينه مانند نويزهاي منتشر شده از بافت‌هاي زيستي جدا مي‌کند. دکتر الکساندر وي و دکتر کنت ريچي رهبري تيم توسعه دهنده اين روش تصويربرداري ژيرومغناطيسي را بر عهده داشته‌اند.

دکتر «وي» مي‌گويد: «اين يک روش کاملاً متفاوت براي افزايش وضوح تصويربرداري نوري است. روشن‌تر بودن الزاماً براي تصويربرداري خوب نيست؛ مشکل اصلي نويز پس‌زمينه است و شما هميشه نمي‌توانيد با ايجاد ذرات روشن‌تر بر اين مشکل غلبه کنيد. در تصويربرداري ژيرومغناطيسي، ما مي‌توانيم با افزايش قدرت سيگنال در عين پايين نگهداشتن نويز پس‌زمينه، روي نانوستاره‌ها تمرکز نماييم».

اين نانوستاره‌هاي طلا که اندازه آنها از يک نوک تا نوک ديگر حدود 100 نانومتر است، داراي يک هسته از جنس اکسيد آهن مي‌باشند که باعث مي‌شود زمان قرار گرفتن در ميدان مغناطيسي دوار بچرخند. بازوهاي اين ستاره‌ها به نحوي طراحي شده‌اند که به نور پاسخ داده و زماني که جهت‌گيري مناسبي داشته باشند، نور يک منبع را به يک دوربين خاص انعکاس مي‌دهند. اين ويژگي باعث شده است که نانوستاره‌ها با سرعت قابل کنترل توسط سرعت چرخش ميدان مغناطيسي، چشمک بزنند. اين سرعت چشمک‌زني منحصر به فرد امکان شناسايي و تشخيص آنها را از ذرات درخشان و ثابت ديگري که ممکن است حتي از آنها روشن‌تر هم باشند، فراهم مي‌کند.

دکتر ريچي مي‌گويد هر سيگنالي که فرکانس آن با فرکانس ميدان مغناطيسي چرخنده مطابقت نداشته باشد، از تصوير حذف شده و بدين ترتيب نويز پس‌زمينه حذف مي‌شود. او مي‌افزايد: «باعث تعجب بود که اين روش چقدر خوب کيفيت تصويربرداري را بهبود بخشيد. با استفاده از اين روش تباين (کنتراست) نانوستاره‌ها نسبت به نويز پس‌زمينه تا بيش از 20 دسيبل افزايش يافت و اين ذرات چرخان به راحتي تشخيص داده شدند. در حالي که با روش‌هاي مستقيم تصويربرداري که در حال حاضر مورد استفاده قرار مي‌گيرند، در بيشتر موارد نمي‌توانيد يک ذره را با دقت پيدا کنيد».

اين گروه براي تصويربرداري ژيرومغناطيسي نمونه‌اي از سلول‌هاي حاوي نانوستاره‌ها را زير يک ميکروسکوپ استاندارد مجهز شده با يک منبع نور سفيد و يک مغناطيس چرخنده قرار دادند. سپس نور را از طريق يک شکافنده قطبي‌کننده نور به نمونه تاباندند. نور تابيده شده به نمونه، انعکاس يافته و از طريق شکافنده به دوربين مي‌رسد. دوربين ذکر شده سيگنال‌هاي ارسال شده از نانوستاره‌هايي را که با سرعت 5 دور در ثانيه مي‌چرخند، دريافت مي‌کند که نتيجه آن تصويربرداري با سرعت 120 فريم بر ثانيه است.

جزئيات اين کار در Journal of the American Chemical Society منتشر شده است.

http://nano.cancer.gov/action/news/2009/sep/nanotech_news_2009-09-23e.asp

سلول‌هاي سرطاني مي‌توانند همانند باکتري‌ها مقاومت خود را در برابر داروها افزايش داده و منجر به بازگشت بيماري سرطان شوند. يکي از راهکارهاي نويدبخش براي غلبه بر مقاومت تومورها در برابر داروهاي مختلف اين است که دو داروي ضدسرطان مختلف را در يک ساختار نانومقياس باهم ترکيب نموده و با اين کار دو ضربه پشت سرهم را به سلول‌هاي سرطاني مقاوم وارد کنيم. اين کار موجب مرگ اين سلول‌ها مي‌شود. نمونه‌اي از استفاده از اين راهکار در مجله Small منتشر شده است.

هويکسين هي و تامارا مينکو رهبري گروهي از محققان دانشگاهي و صنعتي را بر عهده داشتند که از نانوذرات سيليکاي متخلخل براي رساندن يک داروي ضدسرطان معمولي و يک مولکول RNA تداخلي درماني کوچک (siRNA) به سلول‌هاي سرطاني بهره برده‌اند. دوگزوروبيزين که يک داروي ضدسرطان است، با آغاز فرايند مرگ برنامه‌ريزي شده سلولي يا آپوپتوسيس تومورها را از بين مي‌برد و siRNA از توليد پروتئين Bcl-2 جلوگيري مي‌کند؛ اين پروتئين توسط سلول‌هاي بدخيم براي متوقف ساختن آپوپتوسيس توليد مي‌شود.

اين محققان براي توليد اين عامل درماني دوگانه ابتدا دوگزوروبيزين را درون حفرات سيليکا بارگذاري کرده و سپس نانوذرات سيليکا را با نانوذرات پليمري کروي ديگري به نام درخت‌سان‌ها روکش‌دهي کردند. اين نانوذرات روکش‌دهي شده با درخت‌سان‌ها، محکم به siRNA متصل شده و عامل درماني جديد را به وجود مي‌آورند. زماني که از اين عامل درماني جديد براي از بين بردن سلول‌هاي سرطان تخمدانِ مقاوم به داروها استفاده شد، مشاهده گرديد که اثر کشندگي اين عامل درماني جديد نسبت به دوگزوروبيزين آزاد بيش از 130 برابر بالاتر است. بيشترين مقدار اين افزايش فعاليت ضدسرطاني حاصل از حضور siRNA است. همچنين اين محققان دريافتند که جذب اين نانوذرات به درون سلول‌هاي سرطاني از طريق اندوسيتوز صورت مي‌گيرد و دوگزوروبيزين جذب شده در هسته و محيط اطراف آن رها مي‌شود؛ در نتيجه اين احتمال وجود دارد که اين راهکار درماني قادر به غلبه بر مکانيسم پمپي سلول‌هاي سرطاني باشد که توسط اين سلول‌ها براي حذف داروهايي که از طريق انتشار وارد سلول مي‌شوند، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. به‌علاوه اين پژوهشگران مشاهده کردند که مقدار بسيار کمي از دوگزوروبيزين در خارج از سلول رها مي‌شود که اين امر منجر به کاهش اثرات جانبي ناشي از درمان با اين دارو مي‌شود.

بخشي از هزينه اين پژوهش توسط موسسه ملي سرطان (آمريکا) تأمين شده است. محققاني از Carl Zeiss SMT و Merck & Co. نيز در اين تحقيق مشارکت داشته‌اند.

http://nano.cancer.gov/action/news/2009/oct/nanotech_news_2009-10-29d.asp

• گذري بر فناوري نانو در ايران
• کُريدور خدمات فناوري چيست؟
• راهکارهاي ايجاد و توسعه همکاري هاي داخلي و بين المللي بنگاه ها
• جشنواره فناوري نانو

دريافت فايل : 2.63 مگا بايت

نانوذرات الماسي فلورسنت خواص فوتوفيزيکي بسيار شگفت‌انگيزي دارند؛ اين ذرات ضمن درخشندگي بالا، قادرند مدت طولاني به‌طور پيوسته و بدون آثار مخرب در محدوده‌ي قرمز/ NIR تابش کنند. پيش‌بيني مي‌شود اين ذرات به‌دليل همين خواص منحصربه‌فرد، کاربردهاي متنوعي را در فيزيک، علم مواد، زيست شيمي و بيولوژي بيابند.

روشي که تاکنون غالباً براي ساخت اين مواد استفاده مي‌شد، عبارت بود از تابش پرتوهاي الکتروني يا يوني به نانوبلورهاي الماسي نيتروژن‌دار صنعتي و فراوري حرارتي به‌‌منظور ايجاد ظرفيت‌هاي خالي در شبکه‌ي بلوري و شکل‌گيري مراکز فلورسنت NV؛ اما اين روش متأسفانه به‌دليل به هم خوردن نظم بلوري و نبود ظرفيت‌هاي متحرک در سطح بلورها، کارايي و بازدهي چنداني ندارد؛ لذا تاکنون امکان توليد چنين بلورهايي تنها به آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي محدود بود. براي رفع اين مشکل دانشمندان استفاده از روش بالا به پايين در فراوري ميکروبلورهاي الماسي را پيشنهاد دادند که آن هم در مقياس انبوه با دو مشکل سختي تابش نور به مقدار زيادي از ماده و تبديل ميکروالماس‌ها به نانوبلورهاي الماسي بدون تغيير در خواص آن همراه بود.

اخيراً محققان آلماني و فرانسوي با انجام تحقيقي مشترک به روشي جايگزين براي توليد نمونه‌هاي يکنواخت، خالص و بسيار کوچک از نانوبلورهاي الماسي فلورسنت دست يافتند که از بازدهي و کارايي بالايي هم برخوردار بود. آنها برخلاف روش‌هاي قبلي ابتدا پرتوهاي الکتروني پرانرژي را به ميکروالماس‌هاي نيتروژن‌دار تابانده و سپس آن را تا دماي بالا 800 درجه سانتيگراد حرارت دادند تا به اين ترتيب نقاط نوري درخشان مورد نظر در شبکه‌ي بلوري دست‌نخورده‌ي الماسي شکل بگيرند. در مرحله‌ي بعد با طراحي يک روش دومرحله‌اي خاص، ميکروبلورهاي حاصله را خرد و تصفيه کرده، نانوذرات الماسي3sp گرد، بسيار کوچک (با ابعاد کمتر از ده نانومتر) و با خلوص بالايي را به دست آوردند که داراي نقاط تابشي بسيار درخشان و پايداري بود.

با اين روش اکنون مي‌توان نانوبلورهاي الماسي فلورسنت را حتي به‌صورت انبوه و صنعتي توليد نمود. حتي مي‌توان با تغيير ترکيبات ماده‌ي اوليه، نانوبلورهاي الماسي سفارشي و مطابق با کاربردهاي مورد نياز توليد کرد. گفتني است گزارش کاملي از اين تحقيق در نشريه‌ي Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39222

به‌وسيله‌ي تزريق نانولوله‌‌هاي چندديواره کربني (MWCNTs) به درون تومورها و گرم کردن سريع آنها با ليزر در 30 ثانيه، يك گروه تحقيقاتي مرکب از محققاني از چندين موسسه، نوع جديد درمان را توسعه دادند که به‌طور مؤثري تومورهاي کليه را در80 درصد از موش‌‌هاي تيمارشده، نابود مي‌‌کند.محققان معتقدند که اين يافته‌‌ها ثابت مي‌‌کند که در آينده، قابليت درمان سرطان براي انسان نيز وجود دارد.

دکتر سوزي تورتي سرپرست گروه تحقيقاتي مذکور، مي‌گويد:«وقتي سرطان را بررسي مي‌کنيم، ادامه‌ي حيات، آخرين نقطه‌اي است که شما به دنبال آن هستيد. اين تحقيق در صورتي که بتوانيد مقدمات کوچک کردن تومور را فراهم کنيد، بسيار باارزش است، ولي استاندارد طلايي اين است که تومور، کوچک شده و يا ناپديد شود و مجدداً برنگردد. به نظر مي‌رسد که ما راهي را براي رسيدن به اين هدف يافتيم.»

محققان در اين پروژه از MWCNTs استفاده کردند که حاوي چندين نانولوله‌ي تودرتو بود. اين لوله‌ها هنگامي که در معرض تشعشع ليزر مادون قرمزِ نزديک قرار گيرند، لرزش پيدا کرده و بنابراين گرما توليد مي‌کنند. اگر گرما کافي باشد، سلول‌هاي توموري در مجاورت لوله‌ها کوچک شده، مي‌ميرند.

با استفاده از مدل موش، محققان مقادير مختلفي از MWCNTs را به سلول‌هاي توموري کليه در موش تزريق کردند و در معرض ليزر 3 وات به مدت 30 ثانيه قرار دادند. آنها دريافتند که موش‌هايي که هيچ‌گونه تيماري را دريافت نکرده بودند، ظرف مدت 30 روز مردند.

موش‌هايي که فقط نانولوله‌ها را دريافت کرده و يا فقط ليزر دريافت کرده بودند، مدت مشابهي زنده ماندند. موش‌هايي که MWCNTs دريافت کرده و با ليزر به مدت 30 ثانيه تيمار شده بودند، مدت بيشتري زنده مانده، تومورهاي بسيار کمتري در آنها رشد مجدد را نشان دادند. تومورهاي 80 درصد از موش‌هايي که بيشترين مقدار MWCNTs را دريافت کردند، نابود شدند. در بسياري از اين موش‌ها در حدود 9ماه بعد از آزمايش هيچگونه توموري ديده نشد.

دکتر تورتي مي‌گويد:«شما مي‌توانيد واقعاً کوچک شدن تومورها را حتي در طول يک روز ببينيد، نه تنها اين موش‌ها زنده ماندند، بلکه موش‌هاي ذکرشده، وزن خود را نيز حفظ کرده، هيچ رفتار غير نرمال قابل توجهي را نشان ندادند و هيچ مشکل بارزي نيز در بافت‌هاي دروني آنها ثبت نشد، تا آنجا که مي‌توان گفت به غير از سوختگي موقت در سطح پوست، به نظر نمي‌رسد تأثير ديگري بر حيوانات داشته باشد. در واقع هيچ تأثير سوء جانبي ديده نشده و اين موضوع بسيار دلگرم‌کننده است.»

علاوه بر استفاده از MWCNTs نانومواد ديگر مانند نانولوله‌هاي تک‌ديواره‌اي و نانوصفحات طلايي نيز در تحقيقات مربوط به درمان سرطان نيز در ديگر انستيتوها آزمايش مي‌شوند.

دکترتورتي ، معتقد است که نانولوله‌هاي MWCNTs نسبت به نانومواد ديگر، به‌طور بسيار مؤثرتري گرما توليد مي‌کنند. اين روش نوعي گرما درماني به شمار مي‌رود كه نسبت به روش‌هاي درماني زيستي، در تمام انواع تومورها قابل انجام است به شرطي که بتوان گرماي کافي توليد کرد. ما اميدواريم که اين روش را براي انسان نيز قابل اجرا کنيم.»

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/aug/nanotech_news_2009-08-27e.asp