اخبار و مقالات چهارشنبه ۳۰/۰۵/۸۷
X
Nano management
شرکت EFP، نانوماسکهايي توليد کردهاست که ميتوان در هنگام عمل جراحي يا شرايط حاد قرار گرفتن در معرض بيماريهاي مسري همهگير؛ مانند آنفلونزاي پرندگان يا عاملهاي زيستي، اتاقهاي اورژانس، بخشهاي مراقبت ويژه (آيسييو)، بخشهاي مراقبتهاي قلبي و عروقي (سيسييو) از آن استفاده كرد. اين نانوماسک در واقع يک ماسک جراحي است که فيلترهاي ضد آبي در آن تعيبه شدهاست که داراي روکشي از جنس NanoFense(ترکيب ضد ميکروبي نانونقرهاي منحصربه فردي که به وسيلة شرکت ANI ساخته شده) است.
استفاده از اين ماسک با توجه به داشتن فيلترهاي مکانيکي معمولي خطر تنفس ذرات و ترشحات آلوده و ميکروبهاي موجود در هوا را کاهش ميدهد و روکش نانوفنس آن هم موجب کاهش قابل توجه ورود ذرات زيستي خطرناک به دستگاه تنفسي ميشود. موفقيت اين فيلترهاي نانوفنسدار در جلوگيري از ورود ويروس آنفلونزاي پرندگان و ديگر بيماريهاي خطرناک و مسري، در آزمايشهاي جداگانهاي به اثبات رسيدهاست. هماکنون اين شرکت براي کسب مجوز توليد، درخواستي را به سازمان غذا و داروي آمريکا(FDA) دادهاست كه به محض تصويب، توليد تجاري و فروش اين محصول را در سطح داخلي و بينالمللي آغاز خواهد کرد. پيشبيني ميشود اين محصول بهويژه در مناطق جغرافيايي ـ که بيشتر در معرض خطر آنفلونزاي پرندگان قرار دارند ـ فروش قابل توجهي داشته باشد، همچنين مسئولان اين شرکت در برنامة آيندة خود قصد دارند تا شرکت خود را با شرکت Applied Nanoscience(دارندة فناوري روکشNanoFense) ادغام كنند.
هيات دولت روسيه پيشنهاد برگزاري اولين فروم (FORUM) بينالمللي فناورينانو در دسامبر سال جاري ميلادي را در شهر مسکو تصويب کرد.
انتظار ميرود که اين فروم در محل نمايشگاه مرکزي (Expocentre) برگزار شود.در اين فروم؛ جلسات، سخنرانيها و همايشهايي با حضور پيشگامان جهاني صنعت فناورينانو برنامهريزي شده است.
هدف اصلي اين فروم که بر فناورينانو و صنعت فناورينانو با تاکيد بر کاربدهاي آن در شاخههاي صنعتي و کسب وکارهاي مختلف تمرکز دارد، بهبود تحقيقات فناورينانو در سطح جهاني است.
اين فروم که به صورت سالانه برگزار خواهد شد، توسط آندري فورسنکو، وزير علوم و آموزش روسيه، پيشنهاد شده است.
همچنين دولتمردان روسيه قصد دارند از طريق چنين برنامههايي، به پيشگامي روسيه در بازار جهاني فناورينانو کمک کند.
اين کنگره را ستاد توسعه فناورينانو روسيه(Rosnanotech) سازماندهي خواهد کرد.
لئونيد ملامبد، رييس ستاد فناورينانوي روسيه در همايش بينالمللي انرژي تجديدپذير نانو که در کلورادوي آمريکا برگزار شده بود، اظهار کرده است که روسيه در طي 4 سال آينده مبلغ 4 ميليارد دلار در حوزه تحقيقات فناورينانو سرمايهگذاري خواهد کرد.
درک ساز وكار انتقال الکترونها و اندازهگيري مشخصههاي جريان – ولتاژ اين مولکولها، از اهميت زيادي در الکترونيک مولکولي برخوردار است؛ اما تاکنون رابطة مقاومت سيمهاي مولکولي با طول آنها ـ که به از و كار انتقال بار در اين سيمها بستگي دارد ـ مشخص نشده بود.
اخيراً گروهي از محققان در آمريکا براي نخستين بار موفق به مشاهدة اين پديده شدند؛ آنها با رشد دادن نانوسيمهاي مولکولي طلا به طول تقريبي يک تا هفت نانومتر و استفاده از روشهاي مختلفي؛ از قبيل طيفنگاري فروسرخ توانستند پيوندهاي شيميايي جديد ايجادشده طي فرايند رشد سيم را دنبال كنند. آنها در اين روش براي تعيين مشخصة جريان – ولتاژ اين سيمها با استفاده از نوک رساناي AFM، ولتاژي را به قسمت بين نوک و مادة پاية طلا اعمال كرده، مقاومت سيم را در هر مرحله از رشد اندازهگيري کردند و به اين ترتيب مشخص شد که مقاومت اين سيمها با افزايش طول آنها مرتبط است، ضمن اينكه با رسيدن طول آنها به يک حد مشخص(حدود چهار نانومتر)، ساز و كار انتقال الکترون از تونلزني به پرش از روي نانوسيم تغيير ميکند.
اين مشاهده تأييدي است بر آنچه که قبلاً بهطور نظري در خصوص تغيير ساز و كار انتقال الکترون با افزايش طول نانوسيمها پيشبيني شده بود. با توجه به اين يافتهها امکان بررسي تأثير ساختار شيميايي بر انتقال پرشي الکترونها نيز فراهم ميشود؛ البته درک بيشتر اين پديده همچنان نيازمند انجام آزمايشهاي بيشتر است.
اين محققان همچنين در نظر دارند تا با تغيير ساختار شيميايي اين سيمها تأثير آن بر پرش الکترونها را بررسي نمايند و قصد دارند تا در مراحل بعد، براي بررسي ديگر تأثيرات افزايش طول نانوسيمها، اين پديده را در سيمهاي بلندتر هم مورد مطالعه قرار دهند. اين يافته نقش زيادي در طراحي ابزارهاي الکترونيکي مولکولي آينده خواهد داشت و ميتواند به درک چگونگي انتقال الکترون در سيستمهاي مولکولي نانومقياس بينجامد. گفتني است گزارشي از اين تحقيق در نشرية ساينس منتشر شدهاست.
اخيراً شرکت يونيديم ـ يکي از شرکتهاي تابعة شرکت تحقيقاتي آروهيد ـ نخستين LCD ماتريسِ فعالِ تمامرنگي خود را ـ که در ساختمان آن از نانولولههاي کربني استفاده شدهاست ـ عرضه کردهاست. اين نمونة آزمايشي هماکنون در نمايشگاه بينالمللي انجمن نمايش اطلاعاتي(SID) در مرکز همايش لسآنجلس به نمايش گذاشته شدهاست.
محصول مذکور با همکاري با شرکت کرهايSilicon Display Technology ساخته شدهاست. سيليکون-ديسپلي-تکنولوژي، يک شرکت کرهاي است که در سال 2000 پروفسور جين جانگ، مديرعامل شرکت و عضو هيأت علمي دانشگاه (Kyunghee)، آن را تأسيس كرد. تمرکز اين شرکت بر روي ارائة خدمات گسترده به شرکتهاي فعال در زمينة فناوريها و ساخت صفحات نمايش است.
آرت اسويف، مديرعامل يونيديم، در اين باره ميگويد:«مهندسان و دانشمندان يونيديم براي توليد اين صفحهنمايش ماتريس فعال پيشرفته ـ که بر روي فيلتر رنگ خود از الکترودهاي شفاف نانولولهاي ما بهره ميگيرد ـ با شرکتِ سيليکون-ديسپلي-تکنولوژي همکاري نزديکي داشتهاند. اين صفحهنمايش تمامرنگي بهوضوح نشان ميدهد که ميتوان از نانولولههاي کربني در ابزارهاي ماتريس فعال باکيفيت استفاده کرد. نمونة اولية ساختهشده علاوه بر اينکه نشاندهندة کيفيت بسيار بالاي فناوري نانولولة کربني در مقايسه با ITO سنتي بود، نشان ميدهد که ما يک فناوري جايگزين کمهزينه را به فرايند ساخت LCD اضافه کردهايم.»
همچنين پروفسور جانگ گفت:«الکترودهاي شفاف نانولولهاي يونيديم، نسبت به الکترودهاي ITO بسيار باکيفيتتر و پردوامتر هستند. الکترودهاي يونيديم بسيار انعطافپذيرند و بهدليل شفافبودن در برابر تمام طول موجهاي نور مرئي و يکنواختي بسيار بالا براي استفاده بهعنوان اجزاي نمايشي بسيار مناسبند، همچنين ميتوان از آنها در کاربردهاي ديگري چون سلولهاي خورشيدي، OLEDها و صفحات نمايش الکتروفورتيک بهره گرفت».
دکتر پاول درزايک، مدير فني يونيديم و رئيس کنوني SID، گفت:«مواد نانولولهاي يونيديم بهآساني با LCD ماتريس فعال يونيديم همراه شدهاند. ذکر اين نکته ضروري است که ما از تجهيزات سنتي براي ساخت اين صفحهنمايش استفاده کرديم. اين نکته نشان ميدهد که مسيري مستقيم براي ادغام فناوري نانولوله با فرايندهاي توليد انبوه کنوني در زمينة صفحات نمايش کريستال مايع وجود دارد. با توجه به صرفهجويي در هزينه ـ که پيامد بهکارگيري يک فرايند نانولولهاي است ـ پيشبيني ميشود در آينده گرايش شديدي بهسمت فناوري ابداعي ما وجود داشته باشد».
SID يک انجمن حرفهاي بينالمللي در سطح اول جهاني بوده و بيش از ۶۰۰۰ عضو دارد. فعاليتهاي اين انجمن منحصراً به پيشرفت فناوري الکترونيک-نمايش و ساخت و کاربردهاي اين بخش اختصاص دارد.
منبع: http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=6004&ntid=&pg=1
|
چکيده | |||
|---|---|---|---|
|
به دليل كاربرد فراگير فناوري نانو تقريباً در تمام بخشها، اين فناوري تأثير عميقي بر اقتصاد جهاني خواهد داشت. دانشمندان، محققان، مديران، سرمايهگذاران و سياستمداران جهان به اين پتانسيل عظيم پي برده و خود را براي مسابقة نانو آماده كردهاند. در حال حاضر هزاران محصول مبتنی برفناورینانو در بازار وجود دارند و محصولات زیادی نیز در حال توسعه هستند. حدود65 کشور درحال حاضر در حوزه فناورینانو سرمایهگذاری میکنند. با استفاده از کاربردهای فناورینانو میتوان بسیاری از مسائل مربوط به فقر را در کشورهای مختلف دنیا حل کرد. در این مقاله ضمن بررسی پتانسیل فناورینانو برای حل مشکلات مختلف کشورهای در حال توسعه و فقیر، برخی از راهکارهای ارائه شده توسط این فناوری نیز بررسی شده است. | |||
|
متن کامل مقاله را می توانید در اینجا دریافت نمایید |
ظهور ابرشارگي در هليوم چهار ـ که در شبکهاي از حفرههاي نانوسکوپيک جذب شدهاست ـ به ابعاد و شکل حفرهها بستگي دارد. اين پديده را گروهي از محققان ژاپني با بررسي رفتار هليوم ۴ در دو مادة نانومتخلخل مختلف، کشف کردهاند.
معمولاً در مدلهاي نظري براي توصيف گذار يک سيستم حجيم سهبعدي از فازي به فاز ديگر، بهدليل تأثير کم، از نوسانات حرارتي و کوانتومي صرف نظر ميشود، اما با کوچک شدن ابعاد سيستم، اهميت نوسانات مذکور بيشتر ميشود.
براي درک بهتر چنين اثراتي، گروه مذکور ـ که شامل هيروکي ايکگامي از مؤسسة تحقيقاتي اکتشافي RIKEN در واکو(Wako) است ـ رفتار هليوم ۴ را در دو مادة نانومتخلخل مختلف(که يکي از آنها شامل آرايهاي از کانالهاي تکبعدي با عرض 2.8 نانومتر و ديگري يک شبکة تناوبي از حفرههاي بههمپيوسته در سه بعد با عرض 2.7 نانومتر بودند) بررسي کردهاند. اين محققان توانستند تا اندازهاي حفرههاي مذکور را از طول موج مشخصة نوسانات حرارتي ـ که بهعنوان فونونها شناخته ميشوند ـ در مايع کوچکتر کنند.
گذار يک مايع سهبعدي به رفتار ابرشارگي از طريق سردسازي تا پايينتر از دماي بحراني مايع، معمولاً با پيدايش چگالش ابرشاره و يک تغيير ناگهاني در ظرفيت گرمايي آن همراه است؛ اما گروه مذکور دريافتند که براي هليوم چهاري که در درون شبکهاي يکبعدي از حفرههاي نانوسکوپيک جذب شدهاست، چگالش ابرشاره نسبت به تغيير در ظرفيت گرمايي آن، در دماي بسيار پايينتري ظاهر ميشود.
ايکگامي در اين باره ميگويد:«اتمهاي هليومي که به روي ديوارههاي نانوحفرههاي ما جذب ميشوند، همانند يک سيستم استوانهاي دوبعدي رفتار ميکنند. در يک ابرشارة دوبعدي، نوسانات، قابلتوجه هستند و ترتيب ماکروسکوپيک را از بين ميبرند؛ به همين دليل، دمايي که در آن، ترتيب ماکروسکوپيک ظاهر ميشود ـ اين دما از طريق پيدايش چگالش ابرشاره تعيين ميشود ـ بسيار پايينتر از دمايي است که در آن، ترتيب موضعي به وجود ميآيد ـ اين دما از طريق ظهور تغيير ناگهاني در ظرفيت گرمايي تعيين ميشود».
اين گروه دريافتند که در شبکة نانوحفرهاي سهبعدي، تغيير ناگهاني در چگالي و ظرفيت گرمايي ابرشاره، همانند يک مايع سهبعدي حجيم، در يک دماي واحد رخ ميدهد. محققان حدس ميزنند که دليل اين امر، مانع شدن شبکه در برابر فونونهايي باشد که ميتوانند ترتيبِ بلندبرد را بر هم بزنند؛ با اين حال ايکگامي ميگويد:«گرچه نتايج ما با استفاده از نظرية سهبعدي ايدهآل، بسيار خوب توصيف ميشود؛ اما هماکنون ما نميتوانيم دليل اين تطابق را توضيح دهيم».
نتايج اين تحقيق در نشرية Physical Review Letters به چاپ رسيدهاست.
محققاني از زلاندنو نشان دادهاند که افزودن نانوذراتي از طلا و نقرة خالص به پارچههاي ابريشمي، ترکيب متنوعي از رنگهاي مختلف در آنها ايجاد ميكند که بهويژه ميتواند براي خياطان لباسهاي گرانقيمت زنانه و مطابق مد روز، جالب توجه باشد؛ در واقع کسي که چنين لباسي را بپوشد مانند آن است که لباسي از طلا يا نقره خالص به تن کردهاست.
آنها موفق شدهاند براي نخستين بار يک شال زنانه از اين نوع بسازند.
رنگ کردن پارچه با نانوذرات طلا، هر رنگي از بنفش گرفته تا زرد و يا رنگهاي ديگري در اين بين را به پارچه ميدهد و نقره هم رنگهاي زرد روشن، سبز و پرتقالي توليد ميکند. به باور اين محققان ميتوان به اين شکل از تركيب اين رنگهاي مختلف با هم، رنگ جديدي را به دست آورد و در اين بين تغيير مقدار نانوذرات نقره يا طلا تعيينکنندة شدت تيرگي رنگ خواهد بود.
به نظر آنها اين رنگ به نوع فلز گرانقيمت به کاررفته، اندازة نانوذرات و در برخي موارد به شکل آنها هم بستگي دارد؛ مثلاً نانوذرات طلاي کروي به قطر ده نانومتر، رنگ قرمز شرابي توليد ميکند که با افزايش اين اندازه تا مرز صد نانومتر اين رنگ به قرمز، ارغواني، آبي تغيير رنگ ميدهد و يا مقداري خاکستري ميشود.
پرتوهاي EUV بهدليل داشتن طول موج کوتاه(در حد پنج و 50 نانومتر يا چيزي بين يک دهم تا يک صدم طول موج نور مرئي)، کاربرد فراواني در حکاکي الگوهاي ريز نانومقياس و طيفنگاري دارند. ابزارهايي که تاکنون براي توليد اين پرتوها مورد استفاده قرار ميگرفت با توجه به تقويتکنندههاي حجيم و گراني که داشتند، بسيار جاگير بوده، اندازة آنها به دو الي سه متر ميرسيد.
اخيراًٌ محققان کرهاي موفق شدند تا با استفاده از نانوساختارهاي آنتني پاپيونيشکل طلا ـ که روي زير لايههايي از جنس ياقوت کبود قرار ميگرفتند ـ سيستم جديد کوچکتر و ارزانتري براي توليد EUV بسازند. اين ابزار جديد 20 نانومتري ـ که بر اساس تشديد پلاسمونهاي سطحي طراحي شدهاست ـ ميتواند بدون نياز به تقويتکننده، مستقيماً از يک پالس کوچک با انرژي 2 W/cm 10نور، EUVاي را با طول موج کمتر از 50 نانومتر و شدتي دو برابر روشهاي کنوني، توليد کند.
اين ابزار جديد در تصويربرداريهاي دقيق زيستي، ايجاد الگوهاي نانومقياس با ليتوگرافي پيشرفته و طيفنگاري نانومقياس کاربرد خواهد داشت و موارد متعدد ديگري؛ از قبيل غربالگري براي يافتن نقص مواد، آشکارسازي مقادير بسيار کم مواد پرتوزا ـ که به امنيت عمومي و کاربردهاي دفاعي مربوط ميشود ـ کاربرد داشته و جايگزيني آن به جاي ساعتهاي اتمي سزيومي فعلي براي دستيابي به دقت بيشتر هم در دست بررسي است.
همينک تحقيقات براي يافتن روشهايي، مثل استفاده از ساختارهاي مخروطي سه بعدي و نوک تيز در حال انجام است تا بتوانند به کمک آن بازدهي اين ابزار را بهبود دهند.
نیاز اقتصادی و رو به افزایش سوخت در عرصه های مختلف، تقاضا برای استفاده از مواد جدید سبک وزن مانند پلیمرها را افزایش داده است. اما از طرفی با توجه به پایین تر بودن میزان استحکام پلیمرها در مقایسه با فلزات، تقویت آن ها ضروری به نظر می رسد. تقویت پلیمرها با مواد رایج سبب لطمه خوردن به دو ویژگی اصلی پلیمرها یعنی سبکی و سهولت فرآیند پذیری می شود. از این رو در تحقیقات اخیر از مقادیر کمی (کمتر از 10% وزنی) نانوذرات به عنوان تقویت کننده در پلیمرها استفاده می شود.
نایلون 6 اولین پلیمری بود که توسط شرکت تویوتا در سال 1990 برای تهیه نانوکامپوزیت ها به کار گرفته شد، اما امروزه از پلیمرهای ترموست نظیر اپوکسی ، پلی ایمید و پلیمرهای ترموپلاست نظیر پلی پروپیلن ، پلی استایرن عنوان ماده ی زمینه این کامپوزیت ها استفاده می گردد.
فاز تقویت کننده که در نانوکامپوزیت ها استفاده می شود شامل نانوذرات، نانوصفحات ، نانوالیاف و همچنین نانولوله ها می باشد. نانوذرات بیشترین کاربرد را به عنوان ماده تقویت کننده در نانوکامپوزیت ها دارند. نانوذره ای که در تهیه اغلب نانوکامپوزیت ها استفاده می شود خاک رس (Nanoclay) است. اما اخیرا ً نانوذرات دیگری همچون سیلیکا، نانوذرات فلزی و ذرات آلی و غیرآلی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
در توسعه مواد چند جزئی چه در مقیاس نانو و یا میکرو سه موضوع مستقل باید مورد توجه قرار گیرد: انتخاب اجزاء، تولید، فرآوری و کارآیی. در مورد نانوکامپوزیت های پلیمری هنوز در اول راه می باشیم و با توجه به کاربرد نهایی آن ها زمینه های بسیاری برای توسعه وجود خواهد داشت.
به طور کلی سه روش برای تولید نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری وجود دارد. این روش ها شامل مخلوط سازی مستقیم ، فرآوری محلول و پلیمریزاسیون درجا می باشد. در ادامه این روش ها شرح داده خواهد شد.
در این روش ابتدا نانوذرات تهیه شده به صورت سوسپانسیون در یک حلال حل شده و سپس به محلول پلیمری اضافه می شود و مخلوط حاصله توسط یک پرس هیدرولیک در یک قالب اکسترود می شود و در نهایت صفحات نازک به دست می آیند. در این روش انتخاب بستر پلیمری، انتخاب نوع ذارت و سازگاری این دو گونه با یکدیگر و نحوه ی توزیع ذرات از نکات حائز اهمیتی است که بایستی بر آن فائق آییم.
معمولا ً برای تولید نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری حاوی نانوالیاف کربنی از این روش استفاده می شود. محدودیت این روش میزان فاز تقویت کننده یا همان مواد پرکننده است. به عنوان مثال برای تولید نانوکامپوزیت سیلیکا/پلی پروپیلن حداکثر میزان نانوذرات سیلیکا 20 درصد وزنی می تواند باشد. البته به نظر می رسد آگلومره شدن (به هم چسبیدن) ذرات نیز از دیگر محدودیت های این روش باشد.
با استفاده از این روش می توان بر بعضی از محدودیت های روش مخلوط سازی مستقیم غلبه کرد، ضمن آنکه می توان میزان آگلومراسیون و کلوخه ای شدن نانوذرات در ماده پلیمری را کاهش داد. در این روش به دو صورت می توان نانوکامپوزیت های پلیمری را تولید کرد. اگر مادهء زمینه پلیمری و نانوذرات تقویت کنندهء آن در یکدیگر قابل حل شدن باشند، محلول حاصل را می توان در یک قالب؛ ریخته گری کرده و نانوکامپوزیت تولید نمود. در غیر این صورت مخلوط مواد نانوکامپوزیت در یک حلال حل شده و در نهایت با تبخیر حلال، نانوکامپوزیت مورد نظر به دست می آید.
در این روش پلیمریزاسیون بستر پلیمری در حضور نانوذرات انجام می شود و منومر در حین رشد، ذرات پر کننده را در بر می گیرد. نکتهء کلیدی در این روش نحوهء توزیع ذرات نانو در منومر است. با کنترل پیوند بین ذرات نانو و ماده زمینه، می توان توزیع مورد نظر را به دست آورد. بسیاری از نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری را می توان با این روش تولید کرد.
به طور مثال نانوکامپوزیت های حاوی نانولایه های گرافیت که دارای هدایت الکتریکی بالا و نفوذ پذیری کمی هستند، از این روش تولید می شوند. برای تولید این نانوکامپوزیت ها ابتدا با امواج مافوق صوت لایه های گرافیت در منومر به صورت یکنواخت توزیع می شوند و در نهایت با پلیمریزاسیون درجا نانوکامپوزیت به دست می آید.
نکته ای که در روش های تولید نانوکامپوزیت های پلیمری اهمیت دارد و آن را از یکدیگر متمایز می کند، توزیع مناسب مادهء پر کننده است. با اصلاح سطحی می توان این توزیع را به شکل یکنواخت به گونه ای انجام داد که از آگلومراسیون اجزای نانومتری مادهء پرکننده جلوگیری شود و توزیع مناسب فاز تقویت کننده فراهم گردد. در واقع نکته مهم در تمام این فرآیندها، اصلاح فصل مشترک بین پلیمر و نانوذره می باشد. استفاده از فرایندهای سطحی سبب توزیع یکنواخت فاز تقویت کننده در بستر پلیمری شده، افزایش مدول و استحکام نانوکامپوزیت را به دنبال خواهد داشت.
منابع:
1. M.Z.Rong, M.Q.Zhang, Y.X.Zhang, K.Friedrish, Polymer 42, (2001), 3301
2. G.Caroteuto, Y.S.Her, E.Matijevic, Ind. Eng. Chem. RES 35, (1996), 2929
حفاظت از جوامع شهري و روستايي در برابر آلاينده هاي زيست محيطي مستلزم انجام تحقيقاتي براي شناخت انواع آلاينده ها، منابع توليد آنها و همچنين در نظر گرفتن راهکارهاي مناسبي براي کنترل و مهار آلودگي ها در محيط است. با توجه به اين که رفع آلودگي هاي محيط زيست که مي تواند پيامدهاي نامطلوبي را در زندگي انسان ها و ديگر موجودات زنده ساکن اين کره خاکي به همراه داشته باشد، نيازمند تعليم و آموزش نيروهاي متخصص در اين زمينه است، بنابراين انجام تحقيقات پژوهشي که بتواند به روش هاي جديد و موثر براي مبارزه با آلودگي در محيط زيست دست يابد از اهميت و ضرورت بسيار زيادي برخوردار است و به همين علت تاکنون مطالعات بسياري در اين زمينه از سوي محققان کشور انجام شده که اجرايي شدن آن مي تواند نقش مهمي در سنجش، شناخت، کنترل و کاهش آلاينده هايي مانند آلودگي هاي نفتي، شيميايي و ميکروبي و همچنين بررسي اثرات مخرب آن بر محيط زيست داشته باشد.
آلودگي يکي از مهم ترين پيامدهاي ناشي از زندگي جوامع انساني است که محيط اطراف ما را تحت تاثير خود قرار داده و زمينه مناسبي براي تهديد زندگي انسان ها به وجود آورده است، اگر چه ممکن است مفهوم آلودگي از نظر افراد مختلف متفاوت باشد، اما به طور کلي مي توان گفت هر عاملي که وجود آن در محيط زيست به نحوي در چرخه طبيعي اختلال به وجود آورد و حيات انسان، حيوان يا گياه را در معرض تهديد قرار دهد، آلودگي به شمار مي آيد. آلودگي آب ها، آلودگي هوا، آلودگي صوتي، ديداري و نوري نوعي آلودگي محسوب مي شوند که به نوعي متفاوت محيط زيست را تهديد مي کنند. با توجه به اين که آلودگي هوا و آب ها آثار جبران ناپذيري در زندگي انسان ها داشته اند بيشتر تحقيقاتي که در اين زمينه انجام شده است منابع به وجود آورنده اين 2 نوع آلودگي را مورد بررسي قرار داده اند و ديگر انواع آلودگي ها کمتر مورد توجه قرار گرفته، در نتيجه افراد کمتر با آن آشنايي دارند.
بررسي هاي انجام شده درباره غلظت آلاينده ها در نقاط مختلف شهرهاي بزرگ نشان مي دهد که در بسياري از ساعات شبانه روز هوايي را تنفس مي کنيم که از نظر سطح مونواکسيد کربن و ديگر آلاينده هاي زيست محيطي آلوده است که اين آلودگي ارمغاني از صنعت و فناوري است که نقش مهمي در رشد اقتصادي کشورها دارد.
مونواکسيد کربن گازي بي رنگ، بي بو و بي مزه است که از احتراق ناقص مواد سوختني حاوي کربن به وجود مي آيد و وسايل نقليه موتوري، منبع اصلي توليد کننده اين گاز در شهرها هستند.
اگرچه فعاليت هاي صنعتي و احتراق ناقص سوخت در تاسيسات تجاري و حرارتي نيز مي توانند منجر به توليد گاز مونواکسيد کربن شوند، اما توليد آن در مقايسه با آلودگي ناشي از مونواکسيد کربن در نتيجه عبور وسايل نقليه موتوري در سطح شهرها چندان قابل توجه نخواهد بود. ميزان ترکيب مونواکسيد کربن با هموگلوبين خون که نقش مهمي در انتقال اکسيژن به بافت هاي بدن دارد، در مقايسه با اکسيژن 200 برابر است، بنابراين تنها وجود مقادير اندکي از اين گاز در هوا و ترکيب آن با هموگلوبين خون موجب ايجاد ترکيب پايداري در خون مي شود که مقدار هموگلوبيني که اکسيژن را به بافت هاي مختلف بدن مي رساند، کاهش مي دهد و مانع از جدا شدن اکسيژن و هموگلوبين از يکديگر مي شود.
وجود گاز آلاينده منواکسيد کربن در خون، فشار نسبي گاز اکسيژن را نيز کاهش مي دهد که اين عامل سبب کاهش نيروي محرکه انتشار در بافت هاي بدن خواهد شد. چنين تغييراتي، سبب ايجاد مسموميت ها و حساسيت هايي در بدن انسان مي شود که تضعيف اعصاب مرکزي، حساسيت به نور و کاهش بينايي، عدم تشخيص زمان و کاهش توانايي در کنترل حرکات ارادي بدن از پيامدهاي آن هستند.
به گفته مهندس سعيد جعفري، کارشناس ارشد بهداشت حرفه اي از دانشگاه تربيت مدرس و مجري اين طرح تحقيقاتي، مواد کاتاليتيکي از قديمي ترين مواد نانوساختاري هستند و امروزه کاربرد کاتاليست ها در حوزه هاي گوناگوني مورد توجه قرار گرفته است. يکي از مهم ترين کاربردهاي کاتاليست ها، استفاده از آنها در حذف آلاينده هاي زيست محيطي و صنعتي است که کاربرد موثر اين گروه از مواد در فرآيندهاي کاتاليستي به نوع، ماده کاتاليستي مورد استفاده بستگي دارد. فعاليت، گزينش و پايداري مجموعه عواملي هستند که در موثر بودن کاتاليست ها نقش بسيار مهمي دارند. کاتاليزور نوعي ترکيب شيميايي است که اثر تسريع کنندگي و جهت دهندگي بر پشرفت واکنش هايي دارد که از نظر ترمو ديناميکي انجام آنها امکان پذير است.
کاتاليزورهاي محلول در محيط واکنش را کاتاليزور همگن و کاتاليزورهاي فازي مجزا از فاز واکنش را کاتاليزور ناهمگن مي نامند. بيشتر کاتاليزورهاي ناهمگن، کاتاليزورهاي جامدي هستند که در نتيجه تماس آن با مواد مايع يا گازي واکنش دهنده، تغييراتي در آنها ايجاد مي شود. کاتاليزورهاي ناهمگن را کاتاليست مي نامند. کاتاليستهاي پيشرفته امروزي به صورت مواد کريستالي متشکل از منافذي در ابعاد نانو طراحي مي شوند. با کنترل دقيق اندازه کريستال ها، مساحت سطوح، مواد تشکيل دهنده و همچنين ساختار و اندازه منافذ مي توان فعاليت، گزينش و پايداري اين کاتاليست ها را مؤثر براي انجام واکنش هاي گوناگون تبديل کرد. انتخاب پذيري يا گزينش مواد، يکي از مهم ترين خواص و ويژگي هاي کاتاليست هاست. به عبارت ديگر، کاتاليست ها بايد بتوانند از ميان صدها واکنشي که ممکن است انجام شود، واکنش مورد نظر را تسريع کنند.
امروزه مشکلات ناشي از آلاينده هاي زيست محيطي که از منابع مختلف در هوا منتشر مي شوند، به يک نگراني عمومي در جوامع تبديل شده است و مسوولان در تلاشند به کمک محققان و متخصصان، راهکارهايي مناسب را در اين زمينه به مرحله اجرا درآورند. گاز منواکسيد کربن که پيش از اين درباره آن توضيحاتي داده شد، يکي از مهم ترين گازهاي آلاينده هوا در شهرها و محيط هاي صنعتي است. در شهرها عمده ترين منبع توليد کننده اين گاز، خروجي خودروهاست که حدود 85 تا 95 درصد کل منواکسيد کربن موجود در محيط را توليد مي کنند. موثرترين روش حذف اين گاز، اکسيداسيون کاتاليستي آن به گاز بي اثر دي اکسيد کربن است. مبدل هايي که هم اکنون براي حذف آلاينده هاي خروجي خودروها استفاده مي شوند، محدوديت هايي دارند که يکي از مهم ترين شان عدم کارآيي آن هنگام شروع فصل سرما و کاهش دماي هواست.
به گفته جعفري، يکي از روش هايي که براي از ميان برداشتن چنين موانعي مورد استفاده قرار مي گيرد به کار بردن کاتاليست هاي نانوساختاري است که حتي در دماي پايين نيز از کارآيي مناسبي برخوردارند.
يکي از کاتاليست هايي که با توجه به خاصيت انتخاب پذيري مناسب و فعاليت مطلوب براي حذف کار مونواکسيد کربن بتازگي مطرح شده، نانو ذرات طلاست. مهم ترين ويژگي نانو ذرات، بالا بودن نسبت سطح به حجم در اين گروه از مواد و ذرات است. با استفاده از اين خاصيت مي توان کاتاليزورهاي قدرتمندي در ابعاد نانو توليد کرد که مي توانند عملکرد واکنش هاي شيميايي را به ميزان قابل توجهي افزايش دهند و از توليد مواد زائد در واکنش هاي جلوگيري کنند.
تغيير خواص فيزيکي مواد با آرايش اتمي، اندازه جامد و ترکيب شيميايي آنها ارتباط مستقيم دارد. نانو ذرات طلا از محلول حاصل از اسيدشويي که در مرحله نهايي طلاسازي به دست آمده توليد مي شود و امروزه از اين ذرات در وسايل نوري، الکترونيک، بيوشيمي و همچنين در زمينه بيوتکنولوژي استفاده مي شود.
ويژگي مهم کاتاليست هاي با پايه طلا، اکسيداسيون مونواکسيد کربن در دماهاي پايين است و اين نوع کاتاليست ها حتي تا دماي منفي 70 درجه سانتي گراد نيز فعاليت دارند. عوامل زيادي فعاليت کاتاليست ها را تحت تأثير قرار مي دهند که از ميان آنها مي توان به اندازه نانوذرات طلا، خصوصيات پايه، روش هاي آماده سازي و شرايط پيش ازعمليات اشاره کرد، مهم ترين عامل تأثيرگذار بر فعاليت اين کاتاليست، اندازه ذرات طلاست، به طوري که نانوذرات طلا به اندازه 3 ميلي متر در واکنش اکسيداسيون مونواکسيد کربن داراي بيشترين فعاليت هستند.
خصوصيات پايه يکي از عوامل تعيين کننده ميزان فعاليت کاتاليست هاست، موارد گوناگوني به عنوان پايه نانو ذرات طلا مورد استفاده قرار مي گيرند. اکسيد تيتانيوم و اکسيد آهن از پايه هاي فعال و هيدرواکسيد منيزم، اکسيد آلومينيوم و سيليکا، فيبرهاي کربن فعال و زئوليت (مواد معدني حاوي سيليکات) از پايه هاي خنثي هستند که در ساخت نانوذرات طلا استفاده مي شوند. ويژگي متمايز زئوليت ها در مقايسه با ديگر موادي که به عنوان پايه مورد استفاده قرار مي گيرند اين است که اين نوع پايه خنثي به دليل داشتن مساحت سطح بالا از توانايي چشمگير و قابل توجهي در تبادل يوني و پايدار کردن ذرات کوچک طلا از طريق تثبيت آنها در قفس هاي کوچک ساختار زئوليت برخوردار است و در اين طرح تحقيقاتي نيز از انواع مختلف کاتاليست زئوليت براي اکسيداسيون منواکسيد کربن استفاده شده است که هر کدام به طور جداگانه مورد بررسي قرار گرفته اند.
نتايج حاصل از ارزيابي فعاليت کاتاليست ها نشان مي دهد که وجود يون سديم سبب مي شود نانو ذرات طلا با اندازه اي بهينه و مناسب روي سطوح و همچنين درون منافذ ساختاري زئوليت ها تشکيل شوند. در صورتي که مقدار سديم مناسب باشد کاتاليست مورد نظر بدون انجام هيچ گونه مراحلي فعال شده و تنها افزايش دما سبب خواهد شد فعاليت کاتاليست تا حدودي کاهش يابد.
جعفري در پايان خاطرنشان کرد که براي فعال سازي کاتاليست هاي نانو ذرات طلا بر بعضي مواد پايه از جريان هيدروژن در دماي بالا به عنوان پيش عمليات استفاده مي شود که مي تواند نقش مهمي در بهبود عملکرد اجراي طرح براي کاهش آلودگي ناشي از انتشار گاز مونواکسيد کربن در محيط داشته باشد. اين طرح تحقيقاتي با راهنمايي دکتر حسن اصيليان و دکتر حسين کاظميان در دانشگاه تربيت مدرس انجام شده است و شايد راه جديدي را در حل مشکلات زيست محيطي باز کند.
منبع: روزنامه جام جم
با توجه به محدوديت تعداد ترانزيستورهاي مدار، و محدوديتي که به لحاظ قوانين فيزيک کلاسيک در ابعاد کوچک وجود دارد، دانشمندان بهدنبال استفاده از سوئيچهاي تکمولکولي بهجاي ترانزيستورها هستند که در صورت احقاق آن، تحولي در الکترونيک ديجيتال ايجاد ميشود و ميتوان تريليونها سوئيچ از اين دست را تنها روي تراشهاي به اندازة يک سانتيمتر مربع جاي داد.
اخيراً گروهي از محققان ژاپني و آمريکايي، مدلي براي توصيف ساز و كار پيچيدة سوئيچ تکمولکولي يافتهاند؛ آنها در بررسي خود مدلي رايانهاي براي مولکول فلزي آلي ـ که محکم بين دو الکترود طلا نگه داشته شده بود ـ به دست آوردند و مشاهده نمودند که در اين حالت بهطور عادي و مطابق قوانين فيزيکي جريان به همراه ولتاژ افزايش مييابد تا به مقدار 142 ميکروآمپر برسد، سپس بهطور ناگهاني و بر خلاف انتظار اين مقدار افت پيدا ميکند و اين همان پديدة اسرارآميزي است که مقاومت جزئي منفي يا NDR ناميده ميشود.
در ادامة بررسيها، اين دانشمندان پي بردند که ابرالکتروني اين مولکولها تا رسيدن به جريان بحراني 142 ميکروآمپري، در حالت تعادل بوده و دور هسته ميچرخند؛ اما تحت بمباران ولتاژهاي بالاتر، اين حالت پايدار از بين رفته، الکترونها به وضعيت تعادل ديگري درميآيندکه اين پديده در کوانتوم انتقال فاز يا گذار فاز ناميده ميشود. اهميت اين پديده اعجابآور در آن است که مولکول با قرار گرفتن در معرض ميدانهاي الکتريکي ميتواند دو فاز را مختلف از خود نشان دهد که اين همان نکتة کليدي در ساخت سوئيچ مولکولي است. اين دو فاز حالتهاي صفر و يک سوئيچ ـ که اساس الکترونيک ديجيتال است ـ را تشکيل خواهند داد. اين محققان هماکنون در تلاشند تا اين مدل را به لحاظ عملي هم مورد آزمايش قرار دهند.
آنها نتايج يافتههاي خود را طي مقالهاي در شمارة 16 ژوئن نشرية Physical Review Letters منتشر كردهاند. گفتني است اين کار تحقيقي، با حمايت مالي برنامة پنج سالة توسعة بنياد ملي علوم آمريکا انجام شدهاست.
متخصصان فناورينانو در انگلستان بهروشي ايدهآل و بسيار آسان براي کاهش مدت رشد نانوسيمهاي اکسيد روي دست يافتهاند که به کمک آن، زمان اين فرايند از چند ساعت به چند دقيقه ميرسد. اين متخصصان آهنگ متوسط رشد اين نانوسيمها را به صد نانومتر در دقيقه رساندند.
اين محققان براي رشد نانوسيمهاي اکسيد روي مادة پاية دانهداري را در محلول آبي هگزاهيدرات نيترات روي و هگزا متيلن اترامين قرار داده، اين مجموعه را به مدت سه دقيقه در يک اجاق خانگي ميکروموج 700 وات حرارت دادند و مشاهده كردند که آهنگ متوسط رشد اين نانوسيمها به صد نانومتر در دقيقه ميرسد. دانشمندان قبلاً از اين روش براي سنتز ميکروذرات اکسيد روي استفاده ميکردند و اکنون اين محققان توانستند با همين روش نانوسيمهاي اکسيد روي را روي مادة پايههاي سيليکوني، شيشهاي و PET رشد دهند.
بهعقيدة آنها اين فناوري کاربردهاي متنوعي؛ اعم از LEDها تا روکشهاي انعکاسي خواهد داشت. اين روش در مقايسه با ساير روشهاي رشد، معايب کمتري داشته، ميتوان در ابزارهاي نسل آينده از آن استفاده نمود. گزارش اين تحقيق در نشرية Nanotechnology منتشر شدهاست.
موسسه ملي سلامت با همکاري موسسه ملي سرطان ايالات متحده آمريکا براي انجام تحقيقات در زمينه درمان سرطان با استفاده از نانوذرات مبلغ 5/1 ميليون دلار به يکي از اساتيد مهندسي زيستپزشکي دانشگاه تگزاس اختصاص داده است.
اين ميزان سرمايهگذاري براي پروژه تحقيقاتي 5 سالهاي خواهد بود که با کمک مراکز تحقيقاتي دانشگاه M.D ، مرکز سرطان اندرسون در هوستون و دانشگاه کاليفرنيا در آروين انجام ميشود.
اين پروژه بهدنبال توسعه فناوريهاي تصويربرداري ملکولي براي بررسي، تشخيص و درمان سرطان اجرا ميشود. پيشرفتهاي اخير در فناورينانو مجموعهاي از ذرات فلزي فعال را توسعه داده است که با دارا بودن قابليتهاي نوري و ملکولي بسيار مطلوب، براي تشخيص و درمان سرطان بسيار مناسب است.
نقاط کوانتومي با داشتن رنگهاي فلورسنت متنوع و قابليت اتصال به پروتئينهاي معين، به ابزار تحقيقاتي مهمي در تحقيقات مربوط به سرطان، آشکارسازي و رديابي سلولها و علامتزنهاي زيستي مشخص، تبديل شدهاند. در روشهاي تجاري کنوني نقاط کوانتومي عمدتاً از مخلوط کادميوم و سلنيوم ساخته ميشوند و قابل حل شدن آنها در آب هم نيازمند ليگاندهاي واسطه و دماي بالا(حدود 300 درجه سانتيگراد) است. اين فرايندهاي واسطه و تغييرات ديگر تأثير منفي بسيار زيادي بر درخشندگي و پايداري نقاط کوانتومي ميگذارند.
دو ابداع جديد يک فيزيکدان جوان نخبه به نام پاول مارو، ميتواند به شکل چشمگيري روشهاي ذخيرهسازي مغناطيسي داده را ارتقا دهد، همچنين ميتوان از اين ابداعات در آشکارسازي ميدانهاي مغناطيسي بسيار ضعيف در محيطها و مواد مختلف؛ مانند جوهرهاي موجود بر روي پولهاي تقلبي و يا بافت مغز و قلب انسان استفاده كرد.
مارو آرايهاي از ستونهاي نانومقياس ساده ساختهاست که مشتمل بر لايههاي متناوبي از کبالت مغناطيسي و مس غير مغناطيسي است، چنين آرايش سهبعدياي از لايههاي مغناطيسي و غيرمغناطيسي، مادهاي ميسازد که داراي خصوصيات مغناطيسي اميدوارکنندهاي در زمينة ذخيرهسازي داده و آشکارسازي ميدان مغناطيسي در دماي اتاق است. هماکنون در ساخت ديسکهاي سخت در دنيا از فناوري مشابهي استفاده ميشود؛ اما در فناوري مذکور از يک طرح دوبعدي براي لايهها بهره گرفته ميشود.
مارو در اين باره گفت:«سهبعدي بودن اين نانوساختار آن را قادر ساخته تا در آينده به شکل چشمگيري قابليت ذخيرهسازي داده را بهبود دهد. استفاده از يک ديسک با چگالي ذخيرهسازي دادة بالاتر منجر به كاهش اندازه، هزينة تمامشده و مصرف انرژي ابزارهاي الکترونيکياي ميشود که از آن ديسک استفاده ميکنند، همچنين يک حسگرِ نوکِ خواندن که داراي تعداد کمي از اين نانوستونها باشد، ممکن است در آينده براي افزايش حساسيت فضايي استفاده شود و در صورت تحقق اين امر، بيتهايي که بهصورت فشردهتري بر روي ديسک قرار گرفتهاند قابل خواندن هستند».
همچنين مارو يک روش ميکروسکوپيک براي اندازهگيري خصوصيات مغناطيسي جزئي نانوستونهاي خود ابداع کردهاست. پيش از اين، روشي با قابليت تنظيم بالا که قادر به آشکارسازي خصوصيات مغناطيسي يک يا تعداد محدودي از نانوساختارهاي ساده باشد وجود نداشت.
در اين روش تنها از يک ميکروسکوپ تونلي روبشي(STM) خاص ـ که توسط مارو ساخته شدهاست ـ استفاده ميشود و هيچ گونه قطعة مغناطيسي دروني ديگري كاربرد ندارد. بنا به اظهارات مارو، اکثر STMهاي مورد استفادة امروزي، داراي ميدانهاي مغناطيسي داخلي هستند و اين امر، ضريب اطمينان را در کارکرد با ميدان مغناطيسي خارجي ميکاهد. مارو به کمک STM غير مغناطيسي خود توانست تا با استفاده از يک آهنرباي الکتريکي، رفتار مغناطيسي نانوستونهاي خود را کنترل کرده، در هر مرحله، خصوصيات مغناطيسي کمتر از ده نانوستون را اندازهگيري کند. هماکنون مارو در پي آن است تا با اصلاح ابزار خود خصوصيات يک نانوستون منفرد را اندازهگيري کند.
علاوه بر کاربردهاي مذکور، روش ابداعي مارو ميتواند در کاربردهايي چون حسگرهاي حرکت براي کاربردهاي صنعتي، آشکارسازي جوهر مغناطيسي در پول و ساير اسناد محافظتشده و حتي آشکارسازي ميدان مغناطيسي ضعيف توليدشده بهوسيلة بدن انسان به کار گرفته شود.
نتايج اين بررسي در نشرية Nanotechnology به چاپ رسيدهاست.
دانشمندان فرانسوي مادة ضد سرطان جديدي ساختهاند كه بهنظر ميرسد باعث توقف تکثير و رشد سلولي تومورها شود. اين ماده، نانوذرهاي است که از قسمتي از سلول تومور حاصل ميشود. اين اولين باري است که از نانوذرات حاصل از تومور براي تحريک مرگ سلولهاي توموري استفاده ميشود.
محققان ابتدا قسمتي از غشاي سلولهاي توموري را که از سلولهاي سرطان لوزالمعده جوانه زده بود، جدا کردند. اين اگزوزومها ـ که به نانوذرات ليپيدي تشبيه ميشوند ـ ليپوزوم نام دارند. اين اگزوزومها پروتئينهاي مختلفي از غشاي سلولهاي توموري بر روي خود دارند. بعد از خالص کردن نانوذرات، محققان آنها را با سلولهاي توموري مواجه کردند که به نسبت ميزان نانوذرات اضافهشده، مرگ سلولي تحريک ميشد. زمانيکه اين نانوذرات به سلولهاي عادي اضافه ميشدند، اثري روي آنها نميگذاشتند.
مطالعات بيشتر نشان داد که اين نانوذرات آپاپتوز را تحريک ميکند، ولي اين تحريک با مسير تحريکي که بيشتر داروهاي ضد سرطان از آن استفاده ميکنند، متفاوت است. ساز و كار دقيقي که نانوذرات عمل سلولکشي خود را از طريق آن اعمال ميکنند، نامعلوم است.
گاز کلر کاربردهاي صنعتي متعددي دارد؛ اما در عين حال اگر در محيط زيست رها شود بسيار خطرناک خواهد بود. مقدار 15 ppmموجب سوزش گلو و مقدار 1000 ppmآن کشنده است. همينك براي تشخيص وجود کلر در محيط، از حسگرهاي گازي مقاومتي استفاده ميشود. اگر چه هزينة توليد اين حسگرها بسيار پايين است، اما در دماهاي معمولي زمان پاسخ کندي دارند.
اخيراً جمعي از محققان در آمريکا دريافتهاند که نانوفيلمهاي اکسيد قلع(SnO2) که مقداري ناخالصي آنتيموان(Sb) دارند، حتي در دماي اتاق هم ميتوانند ظرف مدت بسيار کوتاهي وجود اين گاز را تشخيص دهند. مقدار تنها 1/0 درصد ناخالصي آنتيموان نه تنها حساسيت بالايي نسبت به گاز کلر ايجاد ميکند؛ بلکه ميتوان گازهاي برم، هيدروژن، آمونياک، مونوکسيد نيتروژن، اکسيد نيتروژن، HCl و CHCl3 را هم به کمک آن آشکار کرد.
آنها براي ساخت اين فيلم دو گرم اکسيد قلع را ـ كه داراي ناخالصي آنتي موان بود ـ با 5/0 ميليليتر اتيل سيليکات 42، درصد در اتانول اسيديشده مخلوط کرده، با قرار دادن آن تحت فشار5463 کيلوگرم بر سانتيمتر مربع ، تکهاي به قطر 13 ميليمتر و ضخامت800 µm به دست آمد، سپس آن را تا دماي450°C ، به مدت سي دقيقه حرارت دادند و محصول نهايي را روي يک قطعه شيشه قرار دادند و در نهايت با استفاده از رنگ رساناي نقرهاي يک اتصال مسي روي آن ايجاد کردند.
با اين کار حساسيت نمونة اولية اين حسگرهاي گازي ـ که قبلا 2 ppm بود ـ به 500 ppb افزايش يافت و با فرآوريهاي الکترونيکي بيشتر ميتوان آن را حتي تا 100 ppbهم رساند.
نتيجة يافتههاي اين محققان در نشرية Nanotechnology منتشر شدهاست .
پژوهشگران ايراني با حمايت شرکت پژوهش و فنآوري پتروشيمي موفق به سنتز نانوکامپوزيتهاي ABS در مقياس آزمايشگاهي، در دانشگاه تهران شدند.
امروزه بدنهي وسايل الکتريکي چون تلويزيون، تلفن، موبايل و همچنين بخش عمدهاي از قطعات داخلي هواپيما از پليمر ABS ساخته ميشود. در وسايلي که در معرض نوسانات برق هستند، به لحاظ وجود احتمال آتش سوزي، لازم است مقاومت حرارتي بدنه بالا باشد. در چنين مواردي استفاده از خاک رس در پليمر ABS، مقاومت آنرا تا30°C بالاتر ميبرد. نانوکامپوزيت ABS (آکريلونيتريل- بوتادي ان-استايرين) شکل نانومقياس پليمر ABS- خاک رس است که نسبت به حالت عادي خواص بهتري دارد.
دکتر عزيز الله نودهي با دو روش مختلف نانوکامپوزيت ABS را سنتز نموده است. در روش اول که اختلاط در حالت مذاب نام دارد، پليمري که از قبل در راکتور توليد شده با خاک رس اصلاح شده در حالت مذاب، مخلوط ميشود تا نانو کامپوزيت مورد نظر به دست آيد. در روش دوم پليمر در سيستم آبکي توليد و خاک رس اصلاح نشده در همان محيط به پليمر اضافه ميشود و نانوکامپوزيت تشکيل ميگردد. خواص نانوکامپوزيتهاي حاصل از روشهاي مختلف با يکديگر متفاوت ميباشد. بهعنوان مثال، محصول حاصل از روش اول، حالت لانهادگي (Intercalated) دارد و عايق بهتري در مقابل حرارت است. در مقابل محصول حاصل از روش دوم خاصيت تورق دارد و خواص نانويي را بهتر مشهود ميسازد.
پژوهش در اين زمينه از سه سال پيش و به حمايت شرکت پژوهش و فن آوري پتروشيمي آغاز شده است. مجري اين طرح از جمله موانع و محدوديتهاي کار را نبود دستگاههاي مناسب برش لايه نازک در دماي پايين ميداند. وي در اين خصوص خواستار همکاري بيشتر مراکز دارنده امکانات آزمايشگاهي با محققين شد.
نودهي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، ضمن ناکافي دانستن تعداد مقالات بينالمللي، براي محک رشد سطح علمي کشور، افزود: "اگر سياستهايي تدوين شود که ارزشگذاريها به سمت ثبت اختراع و ارائه پتنت پيش رود، نتيجه کار محققين کاربرديتر ميشود."
دکتر نودهي در اين پژوهش از راهنمايي دکتر موسويان، دکتر نکومنش و مهندس صدر از اساتيد دانشگاه تهران بهرهمند بوده است. جزئيات اين طرح که از حمايتهاي تشويقي ستاد بهرهمند شده، در مجله Iranian Polymer Journal (IPG)، (جلد 16، شماره 3 ، سال 2007، صفحات 193-185) منتشر شده است.
محققان موسسه اپتيك غيرخطي و طيف سنجي پالس كوتاه مكس بورن ((MBI دوربين الكتروني جديد براي فيلمبرداري از فرايندهاي دنياي نانو توليد كردهاند.
به گزارش روز جمعه ايرنا از پايگاه اينترنتي فناوري نانو، اين منبع الكتروني يا همان دوربين از يك نوك فلزي فوقالعاده باريك تشكيل شده است كه توسط پالسهاي كوتاه ليزري مورد تابش قرار ميگيرد.
تلاش وسيع محققان در سراسر دنيا به توسعه روشهايي اختصاص دارد كه بتوانند از فرايندهاي دنياي نانو به صورت تصاوير متوالي فيلمبرداري كنند.
"كلاوس رپرز" يكي از محققان اين مركز توضيح ميدهد: "با اين پالسهاي الكتروني امكان مشاهده مستقيم فرآيندهاي سريع در دنياي نانو به وجود ميآيد."اين تيم تحقيقاتي اين نوك فلزي (دوربين) راباقطر ۴۰نانومتر ساختهاند كه تحت تابش پالسهاي نور ليزر با مدت زمان ۰/۰۰۷پيكوثانيه قرار ميگيرد.
شدت نور تابشي در نوك فلز تا حدي افزايش مييابد كه منجر به تابش قوي الكتروني ميگردد، از اين ذرات باردار ميتوان براي بررسي نمونههايي كه نزديك نوك فلزي قرار دارند، استفاده كرد.
"نانوفناوري در يك تعريف ساده، به فناوريهاي كه در ابعاد نانومتر عمل ميكنند، گفته ميشود و نانو متر واحد اندازهگيري و برابر با يك ميلياردم متر است.
اندازه اتمها و مولكولها در اين محدوده قرار دارد ، بنابراين با ورود بهاين فضاي كوچك ميتوان اميدوار بود كه بشر بتواند درنحوه آرايش و چيدمان اتمها و مولكولها دخالت كند و به ساخت مواد جديد و ساختارهايي متفاوت با آنچه تاكنون وجود داشته بپردازد."
منبع: ایرنا
گروهي از محققان "دانشگاه كلمبيا" موفق شدند با ابداع روش جديدي و با استفاده از دانه سويا، مقداري آب و نمكهاي طلا، نانوذرات طلا بسازند.
پايگاه اينترنتي فناوري نانو در گزارشي اعلام كرد، نانوذرات طلا در تشخيص و درمان سرطان و توليد ابزارهاي الكترونيكي هوشمند در صنعت رايانه و ارتباطات راه دور كاربرد دارند.
در اين گزارش آمده است، ساخت نانو ذرات طلا معمولا نيازمند روشها و مواد شيميايي مصنوعي مختلفي است كه بعضا اثرات سوئي را بر محيط زيست دارند و توليد انبوه آنها نگرانيهاي زيست محيطي را به دنبال دارد.
طبق اين گزارش، اما در اين روش جديد نانو ذرات طلا بدون نياز به هيچ گونه ماده شيميايي اضافي و تنها با استفاده از مواد طبيعي ساخته ميشوند.
در اين روش محققان با غوطهور كردن نمكهاي طلا در آب و افزودن دانههاي سويا به آن موفق به توليد نانوذرات طلا شدند.
آب موجب خارج شدن تركيبات شيميايي موجود در اين بافت گياهي شده، به اين ترتيب موجب تبديل طلا به نانوذرات طلا ميشود.
بر اساس اين گزارش، همچنين تركيبات شيميايي ديگر دانه سويا هم باعث تثبيت و پايدار شدن اين نانوذرات ميگردد.
اين فرايند موجب توليد نانوذراتي يكنواخت شده كه ۱۰۰درصد با محيط زيست سازگار هستند.
در اين روش تمام مواد مورد استفاده طبيعي و زيستي تجزيهپذير هستند.
پايگاه اينترنتي فناوري نانو در اين گزارش ذكر كرده است كه اين كشف جديد توجه محافل علمي را به خود جلب كردهاست و همگي بر اهميت آن تاكيد كردهاند.
در اين گزارش آمده است، با توجه به اينكه سويا در تمامي نقاط جهان كشت ميشود و با توجه به كاربرد ويژه نانوذرات طلا در پزشكي، ميتوان مطمئن بود كه اين روشها در همه جا حتي مناطق كمتر توسعه يافته هم قابل اجرا خواهند بود.
محمدرضا فروغی
كايزن تركيبي دو كلمه اي از يك مفهوم ژاپني است كه تعريف آن تغيير به سمت بهتر شدن يا بهبود مستمر و تدريجي است. در واقع كايزن بر اين فلسفه استوار است كه براي ايجاد بهبود در سازمان ها لازم نيست به دنبال تغييرات انفجاري يا ناگهاني باشيم ، بلكه هر نوع بهبود يا اصلاح به شرط آنكه پيوسته و مداوم باشد، ارتقاي بهره وري را در سازمان ها به ارمغان خواهد آورد.
در نگاه كايزني براي تحقق بهبود تدريجي و مستمر در سازمان ها بايد سه اقدام اساسي زير صورت بگيرد :
1- كليه فعاليت هايي كه هزينه زا هستند ولي ارزشي توليد نمي كنند (Muda ) بايد حذف شوند .
2- فعاليت هايي كه به شكلي در جاي ديگري به صورت موازي انجام مي شوند ( Muri ) با يكديگر تلفيق شوند.
3- آن دسته از فعاليت هايي كه براي تكميل و بهبود سطح كيفي خدمات لازمند (Mura ) به فعاليت هاي سازمان افزوده شوند. اين حركت يا نهضت 3Mu اساس اقدامات كايزن عملي را تشكيل مي دهد.
مديريت و كايزن
اگر بخواهيم وظايف مديران را برشمريم، به فهرست بلند بالايي از اقدامات ريز و درشت ميرسيم كه بسياري از آنها در چارچوبهايي قابل دسته بندي است . دانشمندان علوم مديريت بر همين اساس نظرياتي را خلق كرده اند كه مهمترين كاربرد آنها، دسته بندي يا طبقه بندي اين وظايف است. يكي از اين نظريات پذيرفته شده نظريه فايول است كه اهم وظايف مديران را اين گونه بر مي شمارد:
1 - هدايت و رهبري
2 - سازماندهي
3 - برنامه ريزي
4 - نظارت و كنترل
5 - هماهنگي
گرچه نظريات ديگري نيز در اين حوزه وجود دارد ، اما نظريه فايول با توجه به لحاظ كردن و در عين حال نقد اصولي ديدگاههاي تيلور ، تا كنون به عنوان يكي از معتبرترين اصول در علم مديريت و حوزه وظايف مديران پذيرفته شده است. چنانچه فارغ از ساير ديدگاههايي كه در اين زمينه وجود دارد، اصول فايول را به عنوان مهمترين وظايف مديران بپذيريم، مي خواهيم از ديدگاه كايزني اين اصول را بازبيني كنيم. از نگاه كايزن وظايف مديريت به دو دسته اصلي ایجاد بهبود و حفظ بهبود ایجاد شده تقسیم میشود که در اولی سهم عمده بعهده مدبربت است و در دومی بعهده یرپرستان و سطوح پائین تر لازم به يادآوري است كه در اين جا منظور از مدير تنها جايگاه رسمي و سازماني وي مورد نظر نيست و هر فردي كه در سازمان مسئوليت انجام كاري را دارد، مدير يا به تعبيري ديگر اداره كننده آن كار فرض مي شود.
مدل مديريت كايزنی
هر چه از سطوح بالاي مديريت به سطوح پايين تر سازمان مي آييم از وظايف دسته ايجاد بهبود كاسته و در عوض بر وظايفي كه جنبه حفظ و نگهداري بهبود ايجاد دارند، افزوده مي شود. مديران سطوح بالاتر سازمان بايد همواره بخش اعظم وقت خود را صرف بهبود سازمان نمايند و امور جاري را كه جنبه نگهداري دارند به سطوح پايين تر واگذار كنند. آيا به راستي در سازمانهاي ما اين گونه عمل مي شود؟ مديري كه بيشتر وقت خود را صرف پاراف نامه بازبيني مطالبي كه قبلا مي بايست توسط كارشناسان انجام شود مي گذرد، هيچ وقت فرصت آن را نخواهد داشت كه به بهبود سازمان بيانديشد.
مديريت تيلوري بر سازماندهي سلسله مراتبي و وحدت فرماندهي بيشترين تاكيد را دارد. در اين نظام مديريت، معمولا ارتباط سازماني به صورت صدور دستور از بالا و عرضه گزارش از پايين تعريف مي شود. در سازمان سطوح مديريتي عمودي و تقسيم كار افقي وجود دارد
مراحل اجراي كايزن عملي
براي اجراي بهبود بهره وري با رويكرد كايزن عملي مراحل زير پيش بيني شده است
1- ناحيه نمونه را انتخاب كنيد .
2- گروه بهبود ( تيم كايزن ) را ايجاد و سازمان دهي كنيد .
3- داده هاي آماري مورد نياز را در ناحيه نمونه با كمك اعضاي گروه گرد آوري كنيد .
4- اعضاي شركت كننده را با مفاهيم و ابزارهاي بهبود آشنا كنيد .
5- نظام آراستگي ( 5 ت ) را آغاز كنيد .
6- مودا ( اتلاف ) ها را شناسايي و فهرستي از آنها تهيه كنيد .
7- تحليل علل رويداد اتلاف را در ناحيه نمونه انجام دهيد و راه حلهايي را با استفاده از كار گروهي بدست آوريد .
8- راه حل هايي را كه عملي ترند انتخاب كنيد .
9- هر نوع تغيير فيزيكي در آرايش ناحيه نمونه را بدون فوت وقت انجام دهيد .
10- بهبود انجام گرفته را به صورت استاندارد درآوريد .
11- موفقيت حاصله را به اطلاع ساير همكارانتان برسانيد .
12- نتايج به دست آمده را ارزيابي كنيد تا در مراحل بعدي مورد استفاده قرار گيرند .
13- به سراغ مشكل بعدي برويد.
اصول بيست گانه مديريت در كايزن
1- نگوييد چرا اين كار انجام نمي شود. فكر كنيد چگونه مي توانيد آن را انجام دهيد.
2- در مورد مشكل به وجود آمده نگراني به خود راه ندهيد. همين الان براي رفع آن اقدام نماييد.
3- از وضعيت موجود راضي نباشيد. باور داشته باشيد كه هميشه راه بهتري هم وجود دارد.
4- اگر مرتكب اشتباه شديد ، بلافاصله در صدد رفع اشتباه برآييد.
5- براي تحقق هدف به دنبال كمال مطلوب نگرديد. اگر 60% از تحقق هدف اطمينان داريد دست بكار شويد.
6- براي پي بردن به ريشه مشكلات 5 بار بپرسيد چرا؟
7- گمبا محل واقعي رويداد خطاست . سعي نكنيد از دفتر كار خود مشكلات محيط را حل كنيد.
8- هميشه براي حل مشكل از داده و اطلاعات كمي و به روز استفاده كنيد.
9- براي حل مشكل بلافاصله به دنبال هزينه كردن نباشيد. بلكه از خرد خود استفاده كنيد. اگر عقلتان به جايي نمي رسد، آن را در همكارانتان بجوييد و از خرد جمعي استفاده كنيد.
10- هيچ وقت جزئيات و نكات ريز مسئله را فراموش نكنيد. ريشه بسياري از مشكلات بزرگ همين نكات ريز است.
11- حمايت مديريت ارشد منحصر به قول و كلام نيست. مديريت بايد حضور مشهود و ملموس داشته باشد.
12- براي حل مسائل هر جا كه امكان آن وجود دارد از واگذاري اختيار به زيردستان ابا نكنيد.
13- هيچ وقت به دنبال مقصر نگرديد. هيچ گاه عجولانه قضاوت نكنيد.
14- مديريت ديداري و انتقال اطلاعات بهترين ابزار براي حل مسئله به صورت گروهي است.
15- ارتباط يك طرفه دستوري از بالا به پايين مشكلات سازمان را پيچيده تر ميكند. مديريت ارشد بايد با لايه هاي پايين تر سازمان ارتباط دو جانبه داشته باشد.
16- انسانها توانايي هاي فراواني دارند. از الگوهاي چند مهارتي و غني سازي شغلي براي شكوفا شدن آنها استفاده كنيد.
17- تنها فعاليت هايي را انجام دهيد كه براي سازمان شما ارزش افزوده ايجاد مي كنند.
18- فراموش نكنيد كه 5 ت (تشخیص -ترتیب -تنظیف-تنظیم- تکلیف)، پايه و بنيان ايجاد محصولي با كيفيت است.
19- بر اساس الگوهاي كار گروهي ، مسائل محيط كارتان را حل كنيد.
20- حذف مودا ( اتلاف) فرآيندي پايان ناپذير است. هيچ وقت از اين كار خسته نشويد.
محمدرضا فروغی
تعاريف مديريت دانش بسيار است اما به زبان ساده، مديريت دانش سازمان دادن برای دانستن است. کوششی هماهنگ برای تصرف دانش حياتی سازمان، اشتراک دانش ميان يک سازمان و برجسته کردن در حافظه جمعی سازمانی برای بهبود تصميم گيري، افزايش بهره وری و نوآوری است. مديريت دانش شامل تصرف دانش، خرد، تجربيات با ارزش افزوده کارکنان، آسان کردن بازيابی دوباره و نگهداری آن بعنوان دارايی سازماني است. مديريت دانش کوششی برای تبديل دانش کارکنان (سرمايه انسانی) به دارايی مشترک سازمانی (سرمايه فکری ساختاری) است.
دو جزء عبارت مدیریت دانش یعنی مدیریت و دانش با کمک دو عنصر تواناساز تکنولوژی و فرهنگ سازمانی برای تحت کنترل درآوردن حافظه جمعی سازمانها با هم مختلط شده اند. بيشتر افراد و سازمانها مديريت دانش را به دلايل ذيل به کار مي گيرند:
· افزايش همکاری
· بهبود بهره وری
· تشويق و قادر ساختن نوآوری
· غلبه بر اطلاعات زيادی و تحويل فقط آنچه که مورد نياز است
· تسهيل جريان دانش مناسب از تامين کنندگان به دريافت کنندگان بدون محدوديت زمان و فضا
· تسهيل اشتراک دانش ميان کارکنان و بازداشتن آنان از نوآوری دوباره
· تصرف و ثبت دانش کارکنان، قبل از اين که آنان سازمان را ترک نمايند
· افزايش آگاهی سازمانی از خلاءهای دانش سازمان
· کمک به سازمانها، که سبقت جو باقی بمانند
· بهبود خدمات مشتری
بخشهای مدیریت دانش
نخست مدیریت داده و اطلاعات و دوم مدیریت افرادی که واجد نظر، دانش و توانائی های خاص هستند. این دو قسمت (محتوا و افراد) برای تسهیل مدیریت دانش با کمک فرایندها و تکنولوژی خاصی به هم متصل شده اند.
دانشمندان از ساخت نانويخچالها با قابليت سرد كردن ماشينآلات نانومقياس ميگويند.
Broeck از دانشگاه Hasselt بلژيك و Kawai از دانشگاه Alabama بيرمنگام در نظريهاي اعلام كردند، امكان ساخت يخچالهاي كوچك كه با حركت براوني كار كنند وجود دارد.
در اين سيستم حركت تصادفي ذرات بسيار كوچك، باعث تماس و برخورد آنها با مولكولهاي اطراف ميشود.
مفهوم اين تئوري مخالف منطق علم ميباشد، زيرا جنبش معمولاً باعث گرم شدن ميشود.
اين ابزار ميتواند به عنوان يخچالهاي كوچك عمل كرده و به عنوان ادوات سردكننده ماشينهاي نانومقياس مورد استفاده قرار گيرد.
اين محققان اخيراً موفق به ساخت يك موتور ميكروسكوپي شدهاند كه داراي يك مولكول كايرال، منفرد يا نامتقارن است. زماني كه اين مولكول بين دو منبع با دماهاي متفاوت قرار ميگيرد براي تعديل دما، شروع به حركت ميكند و باعث انتقال دما از منبع گرم به منبع سرد ميشود.
آنها تصميم دارند، با اعمال يك نيروي خارجي موتور را وادار به حركت در خلاف جهت معمول كنند، در نتيجه، گرما از منبع سرد به منبع گرم منتقل ميشود و مانند يك يخچال به عنوان خنككننده به كار رود.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فنآوري نانو، در اين مدل تئوري از يك ميله كايرال استفاده شده است كه يك سمت آن داراي بالشتك صاف (همانند پرههاي قايق موتوري) و يك سمت ديگر آن بالشتكهاي گوه مانند كه غشائي عايق، سطح آن را پوشانده است. اگر انرژي سينتيكي در مولكولهاي قسمت گوه مانند بيشتر از سمت ديگر باشد ميله شروع به چرخش ميكند و گرما از سمت گرم به سمت سرد منتقل ميشود، حال با اعمال انرژي به ميله، موتور شروع به چرخش در جهت عكس ميكند و گرما از قسمت سرد به گرم منتقل ميشود.
اين يخچال ميتواند به عنوان سيستم خنك كننده در تراشههاي نيمههادي براي انتقال انرژي گرمايي از مراكز تراشه به قسمتهاي خارجي به كار گرفته شود؛ همچنين ميتوان در خنك كردن ماشينهاي نانومقياس از آنها استفاده كرد.
اين محققان نتايج كار خود را در Applied Physic Letters به چاپ رساندهاند.
دكتر اميد فرخزاد، استاد ايراني دانشگاه «هاروارد» با همكاري يكي از استادان دانشگاه MIT آمريكا با ابداع نوعي نانوبمب ضد سرطاني هوشمند به روشي جديد براي درمان سرطان دست يافته كه ضمن نابودي موثر و هدفمند سلولهاي سرطاني عوارض روشهاي متداول شيمي درماني را نيز در پي نخواهد داشت.
اين گروه پژوهشي به سرپرستي اميد فرخزاد و رابرت لانگر در مرکز همکاري مشترک مؤسسه فنآوري ماساچوست(MIT) و دانشگاه هاروارد براي مطالعه در زمينه کاربردهاي آينده فنآورينانو در سرطان با اضافه کردن يک ذرة کوانتومي و يک آپتامر RNA به داروي ضد سرطاني «دوکسوروبيسين» يک نانوذرة چندمنظوره را طراحي کردهاند که نه تنها در درمان سرطان کارايي دارد؛ بلکه، موجب ميشود تا بتوانيم از تومورهاي شيميدرمانيشده نيز عکسبرداري كنيم .
نتايج اين مطالعه در قالب مقالهاي در تازهترين شماره مجله علمي Nano Letters منتشر شده است.
دكتر فرخزاد، استاد ايراني دانشگاه «هاروارد» كه با همكاري استاد سابقش «استاد رابرت لنگر» در دانشگاه MIT (موسسه فنآوري ماساچوست) اين تحقيقات را رهبري ميكنند، چندي پيش از انتشار اين مقاله در گفتوگو با ايسنا با اشاره به اين كه اين طرح در حال حاضر در زمينه درمان سرطان پروستات دنبال ميشود، تاكيد كرد: در اين روش براي انتقال دارو به سلولهاي سرطاني از كرههايي به ابعاد حدود 150 نانومتر ــ كه حدود 500 تاي آنها قطري در حدود عرض يك تار مو دارند ــ استفاده ميشود. اين ريزكرهها كه ساختاري شبيه توپ فوتبال دارند با كنار هم قرار دادن چندين مولكول مختلف به وسيله يك پايه پليمري ايجاد شدهاند كه هر يك از اين مولكولها وظيفه خاصي بر عهده دارند
به گفته اين پژوهشگر ايراني، عملكرد اختصاصي و هوشمندانه ريزكرهها باعث ميشود سلولهاي سالم در معرض دارو قرار نگيرند و در نتيجه عوارض شيمي درماني در اين روش وجود ندارد
دكتر فرخزاد در عين حال تصريح كرد كه مزيت اين روش صرفا حذف عوارض شيمي درماني نيست بلكه آزمايشهاي انجام شده روي مدلهاي حيواني نشان ميدهد كه اين روش كه طي آن دارو به صورت كاملا هدفمند و طي چند هفته آزاد ميشود ميتواند به نحو كاملا موثري سرطان را نابود كند
پژوهشگران در اين طرح، ابتدا يک ذرة کوانتومي را در پوششي از جنس آپتامر RNA قرار دادند تا اين مجموعه بتواند آنتيژن سطحي اختصاصي پروستات(PMSA) را شناسايي كند و اتصال محکمي با آن برقرار کند، سپس داروي ضد سرطاني «دوکسوروبيسين» را به اين مجموعه اضافه کردند. اين دارو نيز خود را در ساختار پرپيچ و تاب آپتامر RNA جاي ميدهد؛ البته محققان نشان دادهاند که اين جايگيري و تداخل دوکسوروبيسين، هيچ اثري بر فعاليت آپتامر و توانايي اتصال آن به PMSA ندارد
يکي از ويژگيهاي شناختهشده ذرات کوانتومي، توانايي تابش نور در محدودة مشخص رنگي است. در اين مطالعه به عنوان نمونه، محققان از يک ذرة کوانتومي با توانايي تابش نور در محدودة 470 تا 530 نانومتر استفاده کردند. دوکسوروبيسين نيز جدا از خاصيت ضد سرطاني خود به نحو مؤثري نور آبي را جذب ميكند ـ که حداکثر اين جذب در طول موج 480 نانومتر قرار دارد ـ سپس نور را در محدودة سبز تا نارنجي طيف مرئي(460 تا 520 نانومتر) منتشر ميكند. اين در حالي است که هنگامي ذره کوانتومي و مولکول «دوکسوروبيسين» بهعنوان نمونه در اين مجموعه کنار هم قرار ميگيرند، فعاليت نوري اين دو با هم تداخل كرده، به ميزان زيادي هر گونه تابش نور از ديگري را مهار ميكند
در واقع هنگامي که محققان مجموعة ذرة کوانتومي و آپتامر RNA و دوکسوروبيسين را در معرض سلولهاي سرطاني پروستات بيانکنندة PMSA قرار دادند، در اثر بروز پديدة مذكور، آنان تنها قادر به تشخيص حداقلي از نور بودند. اگر چه 90 دقيقه بعد، محققان سيگنالهاي نوري واضحي را هم از ذرة کوانتومي و هم از مولکول دوکسوروبيسين دريافت کردند که اين خود نشانگر آن است که مولکول دوکسوروبيسين از داخل اين مجموعه به درون سلولهاي سرطاني آزاد شدهاست
به گفته استاد ايراني دانشگاه «هاروارد»، پيشبيني ميشود، طي سه، چهار سال آينده يا نهايتا تا هشت سال ديگر اين تكنيك به مرحله كاربرد برسد.
منبع : ايسنا
فناوري نانو در ماموريتهاي فضايي آينده نقش مهمي خواهد داشت. نانو حسگرها، موادي بسيار بهبود يافته با عملكرد بالا، يا سيستمهاي پيشران بسيار كارآمد، تنها نمونهاي از كاربرد فناوري نانو هستند.
به گزارش پايگاه اينترنتي فناوري نانو، حفاظت در برابر تابش از كاربردهاي اساسي فناوري نانو در سفرهاي فضايي است .
به گفته دانشمندان ناسا، خطر قرار گرفتن در معرض تابشهاي فضايي مهمترين عامل محدودكننده طول مدت سفرهاي فضايي است و لذا هم اكنون تحقيقات فراواني بهطور خاص در اين زمينه در حال انجام است.
طراحان سفينههاي فضايي به اين منظور و نيز رفع مشكلاتي مانند بيوزني و دوام ساختار، بهدنبال موادي هستند كه بتواند به آنها در توسعه و ساخت روكش چند كاره بدنه سفينههاي فضايي( نانو حسگرهايي كه بتواند حفاظت موثري در برابر تابشهاي فضايي ايجاد كرده و ذخيره انرژي خوبي هم داشته باشد) كمك كند.
به اعقتاد دانشمندان نانو مواد پيشرفتهاي مانند نانولولههاي ايزوتوپي غني شده با بور ميتواند براي اين منظور كاملا مناسب باشد.
تابشهاي فضايي به لحاظ كمي كاملا با آنچه بشر در روي زمين با آن مواجه است تفاوت دارد.
يك فضانورد به محض خروج از ميدان مغناطيسي و اتمسفر محافظ زمين، در معرض تابشهاي يونيزهكننده اي بهصورت ذرات اتمي باردار قرار ميگيرد كه با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت ميكنند.
اين ذرات پر انرژي (اچ ضد يي (HZEداراي بار زيادي بوده و بيشترين خطر را براي انسان در فضا دارند.
قرار گرفتن طولاني مدت در برابر اين تابشها موجب آسيب ديدن دي اناي DNA و بروز سرطان ميشود. بور ۱۰يكي از مواد محافظي است كه دانشمندان مشغول بررسي قابليت آن هستند.
در واقع دانشمندان از دهه ۱۹۳۰نسبت به توانايي اين ماده در به دام اندازي نوترونها آگاهي داشتند و در شمارشگر "گايگر" از آن به عنوان محافظ تابش و نيز لايه محافظ راكتورهاي هستهاي استفاده ميكردند.
نانولولههاي بور بهدليل داشتن ساختاري مشابه با نانولولههاي شناخته شده كربنيها بسياري از خواص عالي آنها را داشته و حتي نسبت به آنها از برخي خواص بهتري مانند پايداري شيميايي بالا، مقاوت اكسيداسيون بالا در دماهاي بالا برخوردارند و يك نيمه هادي پايدار با شكاف باندي پهن به شمار ميآيند.
به همين دليل ميتوان آنها را بهصورت روانكننده جامد در كاربردهاي دما بالا يا محيطهاي خورندهاي مانند باتري ها، پيلهاي سوختي، ابر خازنها و ماشينهاي پر سرعت به كار برد.
محققان براي اولين بار موفق شدند تركيبي با بازدهي بالا و به مقدار زياد از اين نانولولهها را با استفاده از روش آسياب توپي يا فرآيند گداخت توليد كنند.
آنها در مقاله خود با عنوان" غنيسازي نانولولهها با ايزوتوپ نيتريد بور "۱۰به نقش ويژه آسياب توپي پرانرژي در كاهش دماي نيتراسيون، كه در نهايت به رشد لولههاي نازك استوانهاي منجر ميشود، اشاره كردهاند.
از جمله كاربردهاي ويژه اين ماده ميتوان به حفاظت در برابر تابش، مواد چندكاره براي ذخيره انرژي، حفاظت محيط زيست، صنايع هستهاي، حسگرها و نيز بدنه خارجي سفينههاي فضايي، كاربردهاي نوترون در پزشكي و تشخيص و درمان سرطان اشاره كرد.
چندين سال قبل ناسا از محققان خواسته بود تا نمونه نانولولههايي را بسازند تا بهطور آزمايشي در ايستگاههاي فضايي مورد استفاده قرار گيرد و هماكنون محققان در حال مذاكره براي كاربردهاي احتمالي آنها در ماموريتهاي فضايي و نيز كاربردهاي احتمالي نانولولههاي بور ۱۰هستند.
در حال حاضر آزمايشهاي تابشي روي اين نانولولهها در حال انجام است. از نانولولههاي بور ۱۰ميتوان نه تنها درصنايع فضايي، بلكه در موارد متعدد ديگري مانند حفاظهاي تابشي محكم، ارزان و سبك استفاده كرد.
محققين موفق به كشف مادهاي شدهاند كه در كارگذاري موفقيت آميز مواد كاشتني در بدن كمك ميكند.
براي كارگذاري موفقيتآميز وسايل كاشتني در بدن، استخوان بايستي توانايي اتصال به فلزي كه وسيله كاشتني از آن ساخته شده است، داشته باشد.
محققين دانشگاه "براون" به سرپرستي توماس وبستر مادهاي راكشف كردهاند كه درصد موفقيت اين روش را افزايش ميدهد.
تيتانيوم آنوديزه و روكش شده با نانولولههاي كربني امكان ساخت مواد جديد را جهت توليد وسايل كاشتني جديد فراهم كرده است.
اين افراد فلز تيتانيوم را كه مرسومترين ماده در ساخت وسايل كاشتني است بعد از انجام برخي واكنشهاي شيميايي به جريان الكتريكي متصل كردند.
در طي اين روند كه آنوديزاسيون ناميده ميشود سطح تيتانيوم به صورت متخلخل در ميآيد.
در مرحله بعد اين منافذ بوسيله كاتاليست كبالت پرشده و اين نمونهها تا دماي ۷۰۰درجه گرم شده و نانولولههاي كربني درون منافذ رشد ميكنند.
سپس سلولهاي استخوان ساز (استئوبلاست) درون نمونههاي روكش شده با نانولولهها و همچنين نمونههاي ساده و آدونيزه تيتانيوم قرار داده ميشوند.
هر سه نمونه درون انكوباتور قرار گرفتند و بعد از سه هفته محققان دريافتند كه سلولهاي استخوانساز بر روي تيتانيوم روكش شده با نانولولهها دو برابر سريعتر رشد كردهاند.
علاوه بر آن اين سلولها مقادير بيشتري كلسيم كه براي تشكيل استخوان ضروري است، توليد كردهاند.
به گفته آقاي وبستر، در حال حاضر استخوانها به خوبي به وسايل كاشتني متصل نميشوند و سلولهاي استخواني نيز بر روي اين وسايل رشد نكرده و يا سرعت رشد كافي ندارند ولي به نظر ميرسد با افزودن نانولولههاي كربني امكان رشد سلولهاي مذكور فراهم شده است.
اين گروه تحقيقاتي هنوز ايدههاي جاهطلبانهاي را دنبال ميكنند. آنها اميدوارند دسته جديدي از وسايل كاشتني را بسازند كه ميتوانند رشد استخوانها را حس نموده و اين اطلاعات را به يك دستگاه بيروني بفرستند.
پزشكان با كنترل اين اطلاعات تصميم ميگيرند كه هورمونهاي رشد را تزريق كنند و يا از انجام جراحيهاي اضافه خودداري كنند.
در حال حاضر بيماران بايستي كه با استفاده از عكسبرداريهاي اشعه Xو يا اسكن استخواني روند رشد استخوان خود را بررسي نمايند.
نتايج اين مطالعه در مجله " "Nanotechnologyمنتشر شده است.
استفاده از لايههايي که به شيوة نانومهرزني توليد شدهاند و داراي ضريب شکست پاييني هستند، بازدهي نشر نور ديودهاي آلي را تا 40 درصد افزايش ميدهد.
اگر چه استفاده از OLEDها در نمايشگرها و چراغهاي روشنايي از بسياري جهات نسبت به LEDها بهتر است؛ اما بيشتر نور آنها در اثر بازتاب دروني کلي در زيرلاية شفاف و لايههاي آلي تشکيلدهندة اين ديودها به دام افتاده، در نتبجه نوردهي بسيار کمي(در حد 20 درصد) دارند. اخيراً جمعي از محققان ژاپني نوعي پليمر فلوئوردار با ضريب شکست پايين(34/1) کشف کرده و به ثبت رساندهاند که طيف وسيعي از طول موجهاي نوري(محدودة 200 نانومتر تا دو ميکرومتر) را بهخوبي از خود عبور ميدهد. آنها دريافتند که استفاده از اين ماده بهعنوان زيرلايهاي براي OLEDها، بازدهي نشر نور آنها را تا 40 درصد افزايش ميدهد، همچنين با توجه به پايين بودن دماي شکلگيري اين پليمر ميتوان آن را در زيرلايههاي آلي براي ساخت ابزارهاي انعطافپذيري که توانايي تحمل دماهاي بالاي فراوري را ندارند، بهکار برد.
تولید لایه پلیمری PPFVB
بار ديگر نانورباتهاي فوتباليست به ميادين بازگشتند. اين رويداد در کوچکترين رقابت ورزشي دنيا ـ که از سوي مؤسسة ملي استانداردها و فناوري برگزار گرديد ـ اتفاق افتاد. سه گروه دانشجويي در يک نمايش عمومي به نام «RoboCup Open» در پيتزبورگ ـ که در روزهاي ۲۵ تا ۲۷ ماه مي برگزار شد ـ شرکت داشتند و قابليتهاي فوتباليستهاي بسيار کوچک خود را به نمايش درآوردند.
اين فوتباليستها، رباتهاي رايانهاي هستند که شش بار کوچکتر از يک آميب ميباشند. گروههاي مذکور از دانشگاه کارنگي-ملون(Carnegie-Mellon) در پيتزبورگ، آکادمي دريايي ايالات متحده در آناپوليس و دانشگاه واترلو در اونتاريوي کانادا در مرکز علوم کارنگي در پيتزبورگ، براي نمايش قابليتهاي نانورباتهاي(رباتهاي نانومقياس) خود گرد هم آمدند.
اين نانورباتها، خصوصياتي چون چالاکي، تحرک بالا، پاسخ به کنترل رايانهاي و قابليت حمل اشيا را از خود نشان دادند. اين خصوصيات، تمام خصوصياتي هستند که عوامل مکانيزة بسيار کوچک براي وظايفي چون ميکروجراحي در درون بدن و يا ساخت اجزاي اتمي براي ميکروسکوپهاي الکتروني به آنها نياز دارند.
منبع: http://www.physorg.com/
در فراوري روغن زيتون، مايع زائدي بهنام آب سياه زيتون يا آب زائد سايش ِروغن زيتون (OMW) توليد ميشود. اين آب بهدليل نياز شيميايي به اکسيژن(COD) بالا و نياز بيوشيميايي به اکسيژن(BOD) بالا و فنولهاي خود، خصوصيات آلودهکنندگي قابل توجهي دارد. در کشورهاي مديترانهاي ـ که 95 درصد از روغن زيتون دنيا را توليد ميكنند ـ ميزان OMW سالانه بيش از سي ميليون متر مربع تخمين زده ميشود، در نتيجه با توجه به اينکه روشهاي عمل مرسوم براي خارج کردن گروهي از آلودگيهاي OMW بياثر است، دفع اين ماده مطلب بسيار مهمي تلقي ميشود.
از سويي ديگر OMW زيستتودهاي ارزان از ترکيبات آلي و غير آلي است. با استفاده از روشهاي جداسازي مناسب ميتوان اين ترکيبات را خارج کرده، به شکل ترکيبات مورد استفاده در کشاورزي، فرايندهاي زيست محيطي و صنعت درآورد.
تحقيقاتي که دانشمندان ايتاليايي در سال 2002 انجام دادند، نشان داد که يونهاي فلزي ـ كه بهطور طبيعي در OMW وجود دارند ـ به يک جزء پليمري در OMW، متصل ميشوند. قسمت اعظم اين يونها K+ بود، همچنين اين جزء در مقايسه با خود OMW داراي مقدار بسيار کمي از COD و BOD بود. محققان اين پروژه با هدف مطالعة بازيافت اين جزء در کشاورزي و فرايندهاي زيست محيطي اين زيستماده را به دست آورده، نام آن را پليمرين نهادند.
دکتر کاپاسو، محقق اين طرح، ميگويد:" پليمرين خصوصيات پليالکتروليتي و مقدار K+ قابل بازيافت فراواني دارد. پس ميتواند بهعنوان زيستفيلتر محلولهايي که با فلزات سنگين يا نامطلوب آلوده شدهاند، مفيد باشد. استفاده از اين زيستفيلتر براي آلودگيزدايي بسيار مهم و جالب است؛ زيرا علاوه بر مشکل آلودگي، مشکل دفع OMW را هم حل ميکند.
تحقيقات جديد انجام گرفته به وسيلة دكتر زينگ در دانشگاه ماساچوست، از برهمکنش اين ماده با نانوذرات اکسيد آلومينيوم خبر ميدهد. دکتر زينگ ميگويد:"مقايسه ميان رفتار کاتيونها در ابعاد نانوذرات و ميکروذرات، در رابطه با برهمکنش با يک مادة آلي، موضوع جديدي است، همچنين اين اولين باري است که يک کمپلکس پليمرين نانوذره براي کاربرد در يک فرايند زيستفناوري محيطي آزمايش ميشود."
اين پژوهشگران نشان دادند که ميتوان از پليمرين در جذب فنانترن از آبهاي آلوده استفاده کرد. اگر پليمرين را با نانوذرات اکسيد آلومينيوم مخلوط، سپس خشک کنيم و از آن در فرايند بالا استفاده کنيم، اثربخشي افزايش پيدا ميکند. فنانترن يکي از ترکيبات بسيار مضر در اکوسيستمهاي طبيعي است، که اغلب از سوختن سوختهاي کربني نظير ذغالسنگ، نفت، گاز و چوب حاصل ميشود.
دکتر زينگ ميگويد:"نتايج ما نشان داده که نانوذرات اکسيد آلمينيوم، صد برابر بيشتر از ميکروذرات، پليمرين را جذب ميکنند. بهعلاوه ما فهميدهايم که کمپلکس خشک پليمرين- نانوذرات نسبت به پليمرين تنها، فنانترن را دو برابر بيشتر جذب ميکند، همچنين اين کمپلکس نسبت به کمپلکس پليمرين- ميکروذرات 70 برابر بيشتر جذب دارد."
پليمرين يک شبکة قابل حل در آب با بار منفي است. پس زماني که فرايند اتصال صورت گرفت، جدا کردن آن کار مشکلي است. زينگ و کاپاسو ميخواستند پليمرين را روي يک تکيهگاه نامحلول ثابت نگه دارند، زيرا جاذب سيستمهاي biobed، بايد مادهاي جامد باشد. اکسيد آلومينيوم در pH خنثي و اسيدي بار مثبت دارد، پس براي اين مقصود مناسب است.
دکتر زينگ ميگويد:" پليمرين گزينة مناسبي براي يک سورفاکتانت مدرن است. استفاده از پليمرين به جاي سورفاکتانتهاي سنتزي کار سادهاي است، زيرا پليمرين از مواد ارزان به دست ميآيد و جداسازي راحتي دارد."
بر اين اساس ميتوان از اين مادة جديد براي تميز کردن آبهاي آلوده در زمينهاي کشاورزي بهره برد.
دکتر زينگ ميگويد:"بعضي از رآکتورها ـ که داراي سيستم همزن متوالي هستند ـ ممکن است داراي مادة جاذب باشند. پس از اينکه جذب سطحي اشباع شد، با سوزاندن جز، آلي ميتوان کمپلکس پليمرين- نانوذرات را بازيافت کرد که فرايند ارزاني است.
شرکت آسپن اِروژل،که از فرايندهاي مبتني بر فناورينانو براي مواد عايقبندي استفاده ميکند، در دور چهارم سرمايهگذاري خود، مبلغ 37 ميليون دلار براي توسعه کاربردهاي فناورينانو در زمينه عايقبندي اختصاص داده است.
پتنت ثبت شده اين شرکت با عنوان اِروژل در زمينه مواد مبتني بر سيليکا، کاربردهاي متعددي از ساختمان سازي گرفته تا انرژي و حمل و نقل را دارد.
اِروژل عايق بسيار اثربخشي است. اين عايق از خارج شدن انرژي گرمايي جلوگيري کرده و تلف شدن انرژي را به حداقل مي رساند.
اين ميزان سرمايهگذاري با همکاري شرکت آرکاپديا، گروه سرمايهگذاري ريزروير و شرکاي سرمايهگذاري راک پورت انجام شده است.
اين شرکت در حال حاضر با شرکتهاي بزرگي چون سامسونگ، اکسون مبيل، بويينگ و بريتيش گاز همکاري ميکند.
منبع: http://venturebeat.com/
|
پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت موفق به ارائه مدلی برای بررسی اثر ناخالصیها بر رفتار الکترونیکی نانولوله کربنی با طول محدود شدند. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر، پویا پرتوی آذر مجری طرح در این باره گفت: برای به دست آوردن تصحیح مرتبه اول رسانش در حضور یک تک ناخالصی و برهم کنش الکترونهای رسانش در نانولوله کربنی با ناخالصی از رهیافت اختلالی همراه با نمایش کوانتش دوم برای هامیلتونی کل استفاده شده است. در این روش برهم کنش الکترونها با ناخالصی اثر خود را در نرخ اتلاف انرژی الکترونهای رسانش نشان میدهد. پس از محاسبات نسبتاً ساده اما طولانی می توان به رابطه تصحیح مرتبه اول رسانش (G1) در حضور یک تک ناخالصی رسید. از آنجا که روند گفته شده در بالا قابل اجرا برای ساختارهای فلزی است از میان انواع مختلف نانولوله ها، نانولوله های دسته مبلی (armchair) انتخاب شدند. این نوع نانولوله ها کاندیداهای بسیار خوبی برای نانولولههای فلزی هستند. برای شبیهسازی رفتار نانولوله های کربنی تک دیواره دسته مبلی، ابتدا مدل ذره در جعبه در نظر گرفته و سپس برای نگهداشتن تناوب ساختاری در راستای محور لوله، تصحیحات ریز و دقیقی بر روی آن انجام شده است. نتایج بهدست آمده در این تحقیق، روشی نو برای "اسپکتروسکپی" ترازهای انرژی در نانولوله های کربنی دسته مبلی ارائه میدهد. جزئیات این پژوهش که از حمایت تشویقی ستاد بهرهمند گردیده، در مجله PHYSICS: CONDENSED MATTER در سال 2008 منتشر شده است. منبع: خبرگزاری مهر |
|
محققان کشورمان در پژوهشگاه صنعت نفت با استفاده از روش پیرولیز موفق به تهیه نانولولههای کربنی عمود بر پایه و هم جهت شدند. | |
|
به گزارش خیرگزاری مهر، دکتر زهرا صادقیان عضو هیئت علمی پژوهشگاه صنعت نفت با بیان این خبر افزود: با استفاده از روش "پیرولیز" موفق به تهیه نانوله های کربنی عمود بر پایه و هم جهت شدیم که از آن می توان در صنایع نانوالکترونیک، صنایع جداسازی و فیلتراسیون (جداسازی هیدروکربنها و یونها) و نیز به عنوان تقویت کننده در ساخت نانوکامپوزینها استفاده کرد. وی هدف از هم جهت سازی نانولوله های کربنی را بهبود عملکرد آنها در فرآیند فیلتراسیون و جداسازی غشائی دانست و افزود: خوراک مورد استفاده در فرایند تولید مخلوطی از مایع هیدروکربنی و کاتالیست شناور مورد نیاز بود که توسط نازل در راکتوری کوارتزی عمل پاشش انجام شد. پس از سنتز اولیه نانولوله ها، پارامترهای مختلف بهینه سازی در دو مرحله مورد ارزیابی قرار گرفتند. در مرحله اول پارامترهای بهینهسازی تولید مورد بررسی واقع شدند که از آن جمله میتوان به ژئومتری راکتور و نازل، دمای پیش گرم، دمای رشد، سرعت جریان و فشار گاز حامل و میزان کاتالیست اشاره کرد. با بهینهسازی شرایط موفق به تولید نانولوله کربنی چند دیواره با راندمان و خلوص بالا و قطر 15 تا 80 نانومتر شدیم. صادقیان ادامه داد: در مرحله دوم شرایط بهینه عملیاتی هم جهت سازی نانولولههای عمود بر ساختار را بررسی کردیم. با اعمال شرایط بهینه با راندمان و خلوص بالا موفق به سنتز نانولولههایی شدیم که مورفولوژی و ساختار آنها بسیار مطلوب بود. محصول به دست آمده در این پژوهش از جهت خلوص و هم جهت سازی نانولوله ها از کیفیت بالایی برخوردار است و با نمونه های خارجی قابل رقابت است. از روش به کار رفته در این تحقیق می توان برای تولید انبوه نانولولههای هم جهت عمود بر پایه استفاده کرد. این پژوهش که از حمایتهای تشویقی ستاد نیز بهرهمند شد در مجله Nanotechnology و در سال 2008 منتشر شده است. |
محققان ام آي تي به روش جديدي براي خم کردن پرتوهاي ايکس دست يافتند که حاصل آن بهبود قابل توجه تلسکوپهاي فضايي و پديد آمدن ابزار تازهاي براي انجام تحقيقات زيستشناسي و توليد تراشههاي نيمهرسانا خواهد بود.
اين محققان پنجره کرکرهاي ساختهاند که در هر ميليمتر هزاران قطعه آينة فوقالعاده هموار دارد و تأثير زيادي در بهبود کارايي نسل آيندة تلسکوپهاي پرتو ايکس خواهد داشت، همچنين بازدهي آنها را تا پنج برابر تلسکوپهاي توريدار قبلي افزايش ميدهد.
اين ساختار کرکرهاي ـ کهCAT(Critical-Angle Transmission)نام گرفتهاست ـ داراي آرايههاي سيليکوني دوبعدي و متراکمي به ضخامت 35 نانومتر است. اين آرايهها آزادانه و موازي با يکديگر و به فاصلة 150 نانومتر از هم به حالت معلق قرار گرفتهاند و همانند آينههايي قوي نورهايي با طول موج در حد نانومتر يا همان پرتوهاي ايکس را منعکس و يا دچار تفرق مينمايند.
اين روش جديد علاوه بر اختر فيزيک و فيزيک پلاسما در زمينههايي؛ از قبيل علوم زيستي، زيستمحيطي و ليتوگرافي، به کمک حد نهايي فرابنفش(EUV) مورد استفاده در صنعت نيمهرسانا، اپتيک نوتروني و پراش الکترونها، اتمها و مولکولها هم ميتواند راهگشا باشد. علت کارايي بالاي اين تلسکوپ، انعکاس مؤثر پرتوهاي ايکس با زاوية سطحي بسيار کم در فضاي بين قطعه آينهها، و نداشتن زير لاية نگهدارنده پلي ايميدي است که در تلسکوپهاي قبلي به کار ميرفت و درصد زيادي از پرتوهاي ايکس را جذب مينمود.
نتايج حاصل از آزمايشهاي انجامشده با نمونههاي اولية اين تلسکوپ، کاملاً با آنچه به لحاظ نظري پيشبيني ميشد، مطابقت دارد.
گفتني است نتايج اين طرح تحقيقاتي ـ که با حمايت مالي ناسا و همياري شرکت سامسونگ انجام شدهاست ـ در پنجاه و پنجمين همايش بينالمللي نانوتوليد و فناوري پرتوهاي الکتروني، يوني و فوتوني ماه مي سال جاري ارائه شده و در همايش ابزارآلات و تلسکوپهاي اخترشناسي SPIE ـ که در ژوئن همين سال در فرانسه برگزار شد ـ نيز مجدداً ارائه گرديد.
محققان آمريکايي در حال مطالعة روش جديدي براي از بين بردن انتخابي سلولهاي سرطان هستند. در اين روش آنتيباديهاي جستجوگر سرطان را به لولههاي کربني کوچکي وصل ميکنند. با قرار گرفتن اين لولهها در برابر اشعة نزديک به فروسرخ،گرم ميشوند، كه اين گرم شدن منجر به مرگ سلولي ميشود.
اين دانشمندان از مولکولهاي زيستي خاصي بهنام مونوکلونال آنتيباديها- که به سلولهاي سرطان وصل ميشوند- استفاده کردهاند. مونوکلونال آنتيباديها ميتوانند بهتنهايي عمل کرده، يا براي رساندن اين مواد به داروهاي ضد سرطان قدرتمند، به هستههاي راديواکتيو يا سموم متصل شوند. در اين مطالعه از اين مولکولها ـ که هدفشان قسمت خاصي از لنفوم بوده ـ براي روکش کردن نانولولههاي کربني استفاده شد. نانولولههاي کربني استوانههاي بسيار ريز، گرافيتي هستند که اگر در مقابل اشعة نزيک به فروسرخ قرار گيرند،گرم ميشوند. از اين نوع اشعه كه با چشم انسان قابل مشاهده است ميتوان در کنترل تلويزيونها استفاده كرد. اين اشعه ميتواند تا 5/1 اينچ در بافت انساني نفوذ کند.
در محيطهاي سلولهاي لنفوم سرطاني، نانولولههاي کربني ـ که روکش آنتيبادي داشتند ـ به سطح سلول وصل ميشدند. زماني که اين سلولها در معرض اشعة نزيک به فروسرخ قرار ميگرفتند، لولهها گرم شده، گرماي کافي براي "پختن" سلولها و مرگشان ايجاد ميکند.
دکتر الن ريتتا، رئيس اين گروه، ميگويد:"استفاده از اشعة نزديک به فروسرخ براي القاي عمل افزايش دما بسيار جذاب است، زيرا بافتهاي زنده جذب شديدي در اين محدوده از تشعشعات ندارند. با اتصال نانولولههاي کربني به سلولهاي تومور، ميتوان از منبع خارجي نوري استفاده کرد. اين اشعه بدون هيچ خطري در بافت زنده نفوذ کرده، سلولهاي تومور را ميکشد.آزمايش اين سيستم روي موشها در حال شروع است. ما خوشبين هستيم، اما نميتوان عملکرد سيستم را تضمين کرد.
محققان از بسياري از نانولولههاي کربن و گرما براي از بين بردن سلولهاي سرطاني استفاده کردهاند. اما اين اولين مطالعهاي است که نشان ميدهد آنتيباديها و نانولولههاي کربني با حفظ خصوصيات فيزيکي و تواناييهاي عملي، فقط به سلولهاي هدف متصل شده، آنها را ميکشند.
در راستاي تشويق نوآوري و سرمايهگذاري بخش خصوصي در حوزه فناورينانو، دو سناتور آمريکايي به نامهاي رون ويدن و اليمپيا اسنوو «قانون تشويق رقابت» در اين زمينه را به مجلس اين کشور ارائه کردهاند.
اين قانون به وزارت تجارت اين کشور اجازه ميدهد تا با اهداي جوايز مختلف، رقابت را در چهار حوزه فناورينانو تشويق نمايد. اين 4 حوزه عبارتند از:
• فناورينانو سبز
• انرژي
• سلامت انسان
• تجاريسازي محصولات مصرفي.
اين قانون با تشويق همکاري بين بخش دولت و بخش خصوصي، نتايج زير را به دنبال خواهد داشت:
• ارتقاي نوآوري در اين زمينهها
• اشتغال زايي
• ارتقاي رقابتپذيري ايالات متحده آمريکا در سطح جهان
جايزه تشويق رقابت در فناورينانو، دولت را قادر ميسازد تا با استفاده از منابع اندکي که در اختيار دارد باعث تشويق سرمايهگذاري بيشتر در اين حوزه شود که اين امر به نوبه خود نوآوري ايالات متحده آمريکا در اين حوزه را در سطح مقياس جهاني ارتقا ميدهد.
اين قانون به وزارت تجارت اختيار ميدهد تا کميتهاي با عضويت وزارتخانههاي مربوطه، دانشگاهها، کسب و کارها و سازمانهاي غيرانتفاعي متخصص در حوزه فناورينانو تشکيل دهد.
همچنين اين کميته اجازه دارد تا از طريق همکاري با سازمانهايي چون بنياد جايزه X، باعث تشويق نوآوري شود و منابع مالي لازم را از دولت و سازمانهاي خصوصي جمعآوري نمايد.
مارين بوجووالد، يکي از دانشمندان دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا ميگويد: «نسبيت عام نميتواند فيزيک کوانتوم را توضيح دهد». او همچنين ميگويد زماني که بخواهيم تکامل جهان را از انفجار بزرگ بفهميم، با اين نظريه به مشکل برميخوريم. «شما به زماني برميگرديد که تمام اين مقادير نامتناهي را از آن مشتق ميکنيد و در اين حالت، فيزيک کلاسيک ديگر به درد نميخورد».
باور کليدي بوجووالد يکپارچهسازي معادلات کوانتومي با نسبيت عام است تا تصويري از آنچه ممکن است در نخستين لحظات تکامل عالم اتفاق افتاده باشد، حاصل شود. او به بررسي اين موضوع پرداخته و معادلات خود را در Physical Review Letters با نام «انفجار بزرگ تا چه حد کوانتومي است؟» مطرح کرده است.
بوجووالد براي ايجاد تصويري از آنچه در انفجار بزرگ (و حتي قبل از آن) اتفاق افتاده است، به آرامي عبارتهاي مختلفي را به معادلات خود افزوده است تا ويژگيهاي کوانتومي مختلفي را دخيل نمايد. او توضيح ميدهد: «برخي اوقات به آنها «نيروهاي اضافي» ميگويند و چيزي که ما بررسي کرديم، پيامدي از توانايي کميتها براي نوسان در طول زمان ميباشد».
او ميافزايد: «رفتارهاي نوساني باعث ميشوند کميتها در طول زمان تغيير کنند. ما چيزي را دوبار در دو زمان مختلف اندازه گرفته و نتايج مختلفي به دست ميآوريم». معادلات پيچيدهاي که براي رسيدن به اين اطلاعات استفاده شدند، «منطقي بوده و ميتوانند به ما بگويند چه اتفاقي ميافتد. اما ما تئوري کامل را نميدانيم و تحليل اين معادلات هنوز بسيار مشکل است».
اما چيزي که اين رفتارهاي نوساني پيشنهاد ميکنند، تأييد برخي نظرات قبلي است. بوجووالد توضيح ميدهد: «ما با توجه به بالاترين چگالي انرژي ممکن، برخي از نظراتي را که قبلاً داشتيم، تأييد ميکنيم. در فيزيک کلاسيک شما عدد نامحدود داريد. با اثرات کوانتومي ميبينيم که بايد يک حد نهايي براي چگالي انرژي و دما وجود داشته باشد».
زماني که به اين مرزهايي نهايي ميرسيد، چه اتفاقي ميافتد؟ بوجووالد توضيح ميدهد: «يک امکان اين است که دنيا منبسط ميشود. در ابتدا يک دنياي جمعشونده داريم که چگالتر و چگالتر ميشود؛ زماني که اين دنيا به حد نهايي چگالي انرژي ميرسد، تبديل به دنياي منبسط شوندهاي ميشود که ميبينيم».
سوال بعدي اين است که چه مدت اين نوسانات کوانتومي بر دنيا تأثير گذاشته است. بوجووالد ميگويد: «ما غالباً فکر ميکنيم که اين مدت زمان، بسيار کوتاه بوده است و شايد همينگونه باشد. اما با نوسانات کوانتومي ميتواند طولانيتر باشد. اين فرايند هم ميتواند بسيار کوتاه باشد و هم دنيا ميتواند مدت زمان طولانيتري را در حالت کوانتومي گذرانده و سپس با رسيدن به حد نهايي چگالي انرژي، شروع به انبساط کرده باشد».تمام اينها بستگي به حالت کوانتومي عالم در آن زمان دارد. اينکه دنيا منقبض شده، نوسان کرده، و يا منبسط شود، به حالت کوانتومي آن وابسته است.
درک چگونگي تکامل عالم ميتواند به سوالات ديگري نيز پاسخ دهد. «با وجودي که مدلهاي دنياي اوليه پيچيده به نظر ميآيند، اما در مقايسه با واقعيت، سادهترين مدلهاي رياضي هستند که ميتوانند وجود داشته باشند. از يک جهت اين نظر ميتواند به ما کمک کند فيزيک بنيادي را درک کنيم».
پزشکی و بهداشت
محیط زیست
صنعت
مدیریتی
Nanotechnology's Papers
محققان کره جنوبي روشي براي آرايشدهي ميکروساختارها از قطعات پلاستيکي به نحوي موثر ابداع کردهاند؛ آنها اين قطعات را حجاري ميکنند تا به اندازه ريلهايي دربيايند که از طريق آنها و از مسير کانالهاي پر شده با سيال، کنار هم جمع شوند.
سان هون کوان و همکارانش از دانشگاه ملي سئول در کره جنوبي ميگويند ميتوان از اين «ميکروسيالات ريلي» براي ايجاد الگوهاي دوبعدي از سلولهاي زنده (وارد شده در پليمرها) جهت انجام مهندسي بافت بهره برد. اين محققان به عنوان مثالي از اين روش و با استفاده از قطعات پلاستيکي ميکرومتري، مدلهايي دوبعدي از برج ايفل، يک معبد يوناني، و صفحه کليد رايانه توليد کردند.
اين روش حد واسط آرايش رباتيک (بسيار گران و پراشتباه در مقياس ميکرومتري) و برداشتن قطعات مکمل براي خودآرايي در کانالهاي ميکروسيالي (مقدار بسيار اضافي از ماده اوليه نياز دارد) ميباشد.
با پمپ کردن سيال در هرکانال و با راهنمايي تعدادي ريل، ميتوان شکلهاي مختلف پليمري را با ترتيب مشخص در مکانهاي مورد نظر چيده و هر نوع ساختار مطلوبي را ايجاد کرد. زماني که قطعات در مکانهاي از پيشتعريفشده قرار گرفتند، ميتوان با استفاده از نور ماوراي بنفش آنها را به هم جوش داد.
هنري هس که در دانشگاه فلوريدا روي موتورهاي نانومقياس کار ميکند، ميگويد: «اين روش، انعطافپذيري را به آرايش سيالي ميافزايد. بسيار زود است که بگوييم اين روش دقيقاً چه کاربردهايي خواهد داشت، اما ابزار بسيار جالبي است».
دولتمردان هند خود را براي انقلاب فناورينانو، که استانداردهاي زندگي مردم را بهبود ميبخشد و راهحلهايي در حوزه سلامت، کشاورزي، مديريت آب ارائه ميکند، آماده ميکند.
به اعتقاد کارشناسان هندي، انقلاب فناورينانو اثربخشتر و فراگيرتر از اثرات زيستفناوري و فناوري اطلاعات و ارتباطات خواهد بود. در حال حاضر کشورهاي کمي در دنيا وجود دارند که به دنبال استفاده کارآ از فناورينانو هستند که هند يکي از کشورهاي آيندهدار در بين آنها است.
کاتشکاتي، رييس بخش راديولوژي دانشگاه ميسوري در کلمبيا، که در سمينار دانشجويي «فناورينانو: راهي براي آينده درخشان» سخنراني ميکرد، خاطر نشان کرده است که وزارت فناوري هند با انتشار گزارشي اهميت فناورينانو را بيان نموده و تصميم گرفته است تا مبلغ يک ميليارد روپيه در طي 5 سال آينده براي تحقيق و توسعه در اين بخش اختصاص دهد.
تامرا مينکو و همکارانش از دانشگاه روتگرز، يک سيستم دارورساني چندکاره براي تقويت عملکرد داروهاي ضد سرطان طراحي کردند. اين سيستم شامل يک نانوذره با پاية چربي، يک داروي متداول ضد سرطان و يک نکلوئيک اسيد کوچک است که توانايي مقابله با سلولهاي توموري مقاوم به دارو را دارد.
اين گروه يک مسير سيگنالينگ را هدف قرار دادند که باعث تحريک رشد رگهاي خوني در تومورها و افزايش مقاومت به بسياري از داروهاي ضد سرطان ميشود. براي متوقف کردن اين مسير، يک اوليگونکلوتيد Antisense طراحي شد که به يک mRNA خاص متصل شده، آن را غير فعال ميکند. اين mRNA مسئول کد کردن پروتئيني بهنام hypoxia-inducible factor-1α است که وجودش مسير سيگنالينگ مورد نظر را فعال ميکند.
براي رساندن اين اوليگونکلوتيد Antisense به سلولهاي توموري، محققان يک نانوذره با پاية چربي(ليپوزوم) ساختند که اوليگونکلوتيد و داروي doxorubicin (ضد سرطان) را محکم به هم متصل ميکند. دو ليپوزوم ديگر بهعنوان کنترل ساخته شد که هر کدام فقط با يکي از اين عوامل درماني همراه شده بود. تستهاي انجامشده روي سلولهاي تومور و روي حيواناتي که حامل تومورهاي انساني بودند، نشان داد که تجويز اين نانوذرة چندکاره براي کشتن سلولهاي توموري موثرتر از تجويز ليپوزومهايي است که تنها يکي از عوامل را به همراه دارند، همچنين عوارض جانبي ذرات چندکاره نيز نسبت به ذرات کنترل کمتر بودهاست.
فرضية محققان اين است که سلول توانايي محدودي براي جذب ليپوزومها دارد. در نتيجه همراه کردن دو دارو در يک ليپوزوم باعث افزايش دريافت مواد تأثيرگذار بهوسيلة سلول ميشود. اين مسئله به ما در درمان تومورهاي مقاوم به دارو ـ که عامل مرگ در سرطان است ـ کمک ميکند.
انبرکهاي نوري يکي از مهمترين ابزارهاي مدرن کنوني در زيستشناسي، فيزيک و شيمي هستند و از آنها ميتوان براي بهدام انداختن و جابهجايي ذرات ميکروني استفاده كرد؛ با اين حال تاکنون امکان کاربرد آنها در مقياس نانو وجود نداشت. اخيراً گروهي از دانشمندان انگليسي براي نخستين بار نوعي انبرک نوري نانومقياس ستوني ساختند که با استفاده از آن امکان دستکاري سلولهاي زيستي شکننده و ايجاد ساختارهايي جديد با استفاده از نانوبلوکهاي سازنده فراهم ميشود.
در اين روش با استفاده از فوتونهاي مجازي حاصل از پلاسماي الکتروني، نانوذرات در شکافهاي يک زيرلاية نانوساختاري (متشکل از آراية منظمي از زوجهاي نانوستوني) بهدام ميافتند.
اين محققان در آزمايش خود موفق شدند مهرههاي پلي استيرني به قطر 200 نانومتر را با دقتي ده برابر روشهاي معمولي در نزديکي سطحي با دو لايه از اين نانوستونها قرار دهند.
از اين انبرکهاي نوري در رشتههايي؛ از قبيل نانومهندسي، نانوفيزيک و نانوزيستشناسي ميتوان استفاده كرد؛ مثلاً به کمک آن ميتوان زيستحسگري ساخت که بتواند نانوذرات موجود در يک محل را برداشته و همه را در يک جا جمعآوري نمايد، همچنين بهراحتي ميتوان از اين انبرکها در ساير روشهاي اندازهگيري، مثل اندازهگيريهاي افزايش سطحي رامان (SERS) نيز استفاده كرد.
اين محققان هماکنون در حال بهينهسازي ساختار نانوستوني اين انبرکها براي استفاده در کاربردهاي بيوفيزيکي هستند و در نظر دارند تا جنبههاي مختلف دستکاري ذرات متعدد را با اين شيوه مورد مطالعه قرار دهند.
گفتني است گزارش کامل اين تحقيق در نشرية نيچر فوتونيکز منتشر شدهاست.
Posted: August 8, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) Our title today refers to the 1960 article by Yuri Artsutanov in Pravda: "To the Cosmos by Electric Train" (pdf download, 132 KB). This article is the granddaddy of all 'space elevator' concepts and first to propose the idea that a cable-based transport system could become an alternative to rockets for launching people and payload into space. | |
|
Artsutanov wrote: "Take a little piece of string and attach to it a stone. Begin to rotate this primitive sling. Under the influence of centrifugal force the stone will try to pull itself away and tightly stretch the rope. Well, what will happen if one fastens such a 'rope' to the Earth's equator and, having flung it far into the cosmos, one hangs on it an appropriate load? Calculations show ... that if the 'rope' is sufficiently long, then centrifugal force will also pull it out, not letting it fall to Earth, just like the stone stretches out our string. Indeed, the Earth's force of attraction lessens in proportion to the square of the distance, and centrifugal force grows with the increase in distance. And already at a distance of about 42,000 kilometers centrifugal force turns out to be equal to the force of gravity." | |
|
If you are interested in learning more about the Space Elevator project, take a look at this video or visit the Spaceward Foundation's Elevator:2010 website. |
|
The single most difficult task in building the Space Elevator is achieving the required tether strength-to-weight ratio – in other words, developing a material that is both strong enough and light enough to support the up to 100,000 km long tether. Thanks to nanotechnology, this material has become available in the form of carbon nanotubes (CNTs). The challenge ahead is to weave these raw CNTs into a useful form – a space worthy climbable ribbon. Assembling carbon nanotubes into commercially usable fibers is still one of the many challenges that nanotechnology researchers are faced with when trying to exploit the amazing properties of many nanomaterials. | |
|
Before any physical construction of a cable can begin, and notwithstanding the huge technical hurdles of building a space elevator cable, researchers must develop models and perform simulations to identify the optimal size, shape and defect concentration for such a cable. | |
|
Scientists at the Politecnico di Torino in Italy have now developed a new multiscale numerical approach for simulating the mechanics of macroscopic cables composed of carbon nanotubes. | |
|
"We carried out thousands of multiscale stochastic simulations in order to perform the first in-silico tensile tests of CNT-based macroscopic cables with varying length" Dr. Nicola Pugno tells Nanowerk. "The longest treated cable is the space-elevator megacable but more realistic shorter cables are also considered in our bottom-up investigation." | |
|
Pugno, an Associate Professor of Structural Mechanics, together with colleagues Dr. Alberto Carpinteri and Dr. Federico Bosia, have demonstrated for the first time that a computer model can simulate a kilometers-long CNT cable. They reported their findings in a recent paper in Small ("Multiscale Stochastic Simulations for Tensile Testing of Nanotube-Based Macroscopic Cables"). | |
|
In their work, the Italian researchers simulate different sizes, shapes, and concentrations of defects, resulting in cable macro strengths not larger than ∼10 GPa, which is much smaller than the theoretical nanotube strength of ∼100 GPa. | |
 | |
| Schematic image of the adopted multiscale simulation procedure to determine the space elevator cable strength. Overall, the cable comprises a total number of nanotubes given by Ntot=(Nx Ny )k and, in order to obtain the correct number in the space-elevator cable, which can be estimated as Ntot= 1023, k=5, Nx= 40 and Ny= 1000 was chosen. (Reprinted with permission from Wiley) | |
|
Pugno explains that there are no best-fit parameters present in their multiscale simulations: the input at level 1 is directly estimated from nanotensile tests of CNTs, whereas its output is considered as the input for the level 2, and so on up to level 5, corresponding to the megacable. "Thus, five hierarchical levels are used to span lengths from that of a single nanotube of about 100 nanometers to that of the space-elevator megacable of about 100,000 kilometers." | |
|
To numerically evaluate the strength of the space-elevator cable, the authors adopted the SE3 code, formerly proposed by Pugno in a 2006 paper ("On the strength of the carbon nanotube-based space elevator cable: from nanomechanics to megamechanics"). With this model, stress–strain curves, Young’s modulus, number and location of fractured fibers, kinetic energy emitted, fracture energy absorbed, and so on, can be computed, in addition to the cable failure stress. | |
|
"In this paper, preliminary simulations were carried out on a small piece of the space-elevator cable – basically our level 1 results in the current paper – postponing a detailed and hierarchical investigation as the main topic of a subsequent, that is, the present, paper" says Pugno. | |
|
Multiscale simulations are necessary in order to tackle the size scales involved, spanning over 15 orders of magnitude from nanotube length to space-elevator cable length, and also to provide useful information about cable scaling properties with length. | |
|
With regard to the concept of the proposed space-elevator cable, the Politecnico team's results are sobering news. "Our simulations imply that the megacable strength is predicted to be much smaller than the theoretical nanotube strength (∼100 GPa), erroneously assumed previously in the space-elevator design," says Pugno. | |
|
"Accordingly" he continues, "the multiscale simulations suggest a taper ratio (the ratio between the maximum cross-sectional area, at the geosynchronous orbit, and the minimum, at the Earth’s surface) larger than 613, in spite of the current naïve proposal of 1.9." | |
|
The results attained by Pugno and his colleagues strongly confirm the previous theoretical predictions on the dramatic role expected to be played by even small defects in the megacable. | |
|
"Our predictions are conservative, since we have assumed perfect junctions between the nanotubes" Pugno points out. "The junctions are expected to be the weakest links, even if advanced nanotechnology – which doesn't exist yet – could lead to nearly perfect interconnects, i.e., junctions with a strength that is larger than that of the nanotubes themselves." | |
|
Rather than reaching for the stars with a space elevator cable, the Politecnico team is now focusing on the scaling of nominal properties such as strength, dissipated energy density, etc., which is is a major issue in developing realistic models for the behavior and attributes of nanofibers and nanotubes. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
Posted: August 6, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) More than half a century ago, Erwin Schrödinger, nobel laureate in physics, claimed that it is "impossible to carry out experiments on single molecules or atoms". Today, the detection, tracking and study of single molecules and atoms has become an omnipresent tool in biology, chemistry and physics alike. For example, sequencing DNA one base pair (or letter) at a time currently provides the most likely solution to fulfill the quest for a $1,000 human genome. | |
|
Nevertheless, observation of a single molecule, especially with standard light microscopes requires a good deal of laboratory skills. This is mostly due to the fact that a single molecule only gives a miniscule amount of detectable signal. In fact, people using light as a probe have relied exclusively on the use of fluorescence, the emission of lower energy light following absorption of radiation at a certain energy. In this scheme, the signal from the molecule of interest can be easily separated from residual excitation light or background fluorescence simply by filtering the detected light spectrally and only detecting the color that is emitted by the molecule. In this way, it is possible to suppress unwanted signals from the billions of other molecules that are in the vicinity of the molecule of interest. | |
|
As powerful as this approach has been, it also has one major limitation: it is only possible to study molecules that are highly fluorescent, i.e. emit lower energy light with high efficiency. Examples include mostly synthetic molecules such as dyes but also some natural ones like the green fluorescent protein (GFP). Unfortunately, only few hundreds of molecules are good enough emitters such that they can be detected at the single molecule level. | |
|
To avoid this limitation, many attempts have been made to detect the light absorbed rather than that emitted by molecules because a larger number of molecules absorb than emit efficiently. | |
|
Scientists from the ETH Zurich in the group of Vahid Sandoghdar have recently demonstrated a major step towards the detection and study of single molecules in absorption. In their proof-of-principle study ("Imaging a Single Quantum Dot When It Is Dark"), they report the extinction of laser light by single quantum dots, molecular-sized balls of semiconductor material. In addition, they were able to show how the magnitude of the absorption of the dots depends on their well-being, i.e. their so-called photophysical state giving insight into their basic photophysics. | |
|
The ETH group had shown in a series of experiments that it is possible to detect single nonfluorescent nanoparticles using light microscopy, whereas for years this was considered to belong to the realm of electron microscopy. | |
 | |
| Fluorescence (a) and extinction (b) images of two individual D2 quantum dots. The marked dot was the same as the one studied in Figure 2. (c) Difference between images (b) and (e). (d,e) Images obtained after illuminating the marked nanocrystal quantum dot with 20 kW/cm2 for several minutes. (f) Cross section of the quantum dot before (red) and after (blue) photobleaching. (Reprinted with permission from American Chemical Society) | |
|
In their earlier works, they showed that by interfering a laser beam with the tiny amount of light that is scattered (i.e. light scattered at the same wavelength/color as the incident laser) by a nano-object, it is possible to obtain a detectable contrast in case of single gold particles as small as 5 nm in diameter ("Detection and Spectroscopy of Gold Nanoparticles Using Supercontinuum White Light Confocal Microscopy"), individual microtubules ("Interferometric optical detection and tracking of very small gold nanoparticles at a water-glass interface"), and 45 nm large single viruses ("Label-Free Optical Detection and Tracking of Single Virions Bound to Their Receptors in Supported Membrane Bilayers ") without the need for any labeling. | |
|
Down deep, this interferometric technique turns out to be nothing but a way to detect the small amount of light that is extinguished from the incident laser beam due to absorption or scattering. | |
|
Aside from reducing the background scattering, the main trick used by the ETH team to reach the sensitivity required for seeing one quantum dot is to optimize the phase between the laser light and the light scattered by the dot. They have succeeded in detecting an absorption of the order of 0.01%. | |
|
In their recent report, the ETH scientists have also shown that they can interrogate and image a quantum even when it does not emit, e.g. after it has photobleached or during photoblinking off times. In other words, extinction imaging allows one to observe the system of interest "even when it is turned off". | |
|
The results of Sandoghdar and coworkers indicate that it should absolutely be possible to detect the absorption of light by single molecules, which provide signals only several times smaller than the studied dots, and thereby detect and study them irrespective of their abilities as emitters. | |
|
Many other fields may benefit hugely from this approach. To bring sensing and detection of (non-fluorescent) bio-molecules as well as trace substances at very small concentrations to the single molecule level has been a long standing task and appears more manageable given these results. In other words, the future is bright for seeing in the dark. |
Posted: August 5, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) The success of the semiconductor industry has been due in large part to its ability to continuously increase the complexity, and therefore the processing power, of integrated circuits at a given manufacturing cost. Moore’s Law observes that the number of transistors in a computer chip doubles every two years, whilst the cost of making the chip remains the same, due to miniaturization of the components. | |
|
In order to produce the next generation of computer chips it is necessary to continue to shrink the size of the components on the chip. The miniaturization upon which Moore’s Law rests has been achieved through advances in the photolithographic process used to pattern the components onto to the silicon wafer. A beam of light is projected through a shadow-casting reticule and the light pattern is then directed onto a silicon wafer coated with a photochemically sensitive material, known as a resist. The solubility of the resist is modified by exposure to the light, allowing specific areas of the resist film to be removed, whilst other areas remain as a mask, so that the silicon wafer can be selectively etched, metallized or doped. | |
|
For many years it has been predicted that the end of photolithography is approaching, and that further miniaturization will require next generation lithography techniques, such as EUV lithography. However, photolithography has proved remarkably resilient, and continues to improve. Unfortunately, whilst the ability of photolithography to pattern small features continues to improve, the industry is beginning to challenge the capabilities of the photosensitive resist. | |
|
The properties of the resist start to limit further miniaturization | |
|
There are several properties of resists that are important for commercial application. The three primary characteristics are the resolution, the line width roughness (LWR) and the sensitivity. The resolution dictates how small a feature you can pattern; the line width roughness is a measure of the deviation of the pattern from the ideal, and thus limits the yield of the devices you are trying to create by affecting their performance characteristics; and the sensitivity determines how quickly you can make the pattern (which in turn relates to the cost of making the pattern). | |
|
For commercially successful patterning it is necessary that you can pattern a small enough feature accurately and quickly. In the past the photolithography machine has limited this, but it is now becoming increasingly difficult to extend the resist. For a given resist material the resolution, the line width roughness and the sensitivity are interrelated, so that beyond a certain point it is only possible to increase the resolution at a cost to the sensitivity or the line width roughness or vice versa. This is called the “RLS trade-off” (or the Lithographer’s Uncertainty Principle). For a given resist: | |
| Resolution × Line Width Roughness × Sensitivity ≥ Constant | |
|
It has become increasingly apparent that current commercial resist systems based on chemically amplified polymers are limited to a resolution of around 25 to 30 nm for useful values of line width roughness and sensitivity. This means that current resist materials cannot simultaneously meet the sensitivity, resolution and line width roughness requirements set out by the International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) for the 32nm node and beyond. | |
|
To go to better resolutions with current resists it is necessary to sacrifice the sensitivity, or to suffer greater line width roughness, or both. | |
|
Typically photoresists are based on a polymeric material, due to the ease with which polymer films can be produced on semiconductor wafers by spin coating. However, polymers are generally very large molecules. The typical polymer in a resist may take up a volume of 10 nm diameter or more. This limits the size of the smallest feature that the resist can record. | |
|
Therefore in order to produce resists that can support the requirements of future lithography it has become necessary to move away from the typical polymeric resists. | |
|
The move away from polymeric resists | |
|
Whilst the smallest feature size is also impacted by the type of resist you're a using, in simplified terms you can say that the size of a polymer molecule sets the size of the 'pixel' you can use and thus limits the smallest feature you could write. Molecular resists typically use molecules with a diameter up to ten times smaller than a polymer – 1-2 nm versus 10 nm – which allows a smaller pixel size to write with. The problem with non-polymeric materials is that after spin coating they tend to crystallize as they dry, which roughens the film. Fullerene derivatives are one of a small number of nonpolymeric materials that can form smooth spin-coated films. | |
 | |
| Lines with a width of 15 nm defined in the resist. (Image: Dr. Robinson, Nanoscale Physics Research Laboratory) | |
|
"We have previously demonstrated that fullerene based molecular resists are capable of very high-resolution lithographic patterning with electron beam lithography," (Ultrathin Fullerene Films as High-Resolution Molecular Resists for Low-Voltage Electron-Beam Lithography) Dr Alex P G Robinson, a Senior Scientist at the Nanoscale Physics Research Laboratory (NPRL) at the University of Birmingham in the UK, tells Nanowerk. "Furthermore, by virtue of the high carbon content of the fullerene materials these resists are extremely resistant to the plasma etching procedure used to transfer resist patterns into the semiconductor, which allows us to use very thin films of the resist. When patterning feature sizes less than 100 nm in width, the surface tension of the solvent used to develop the resist pattern can cause closely spaced features to collapse if the film thickness is more than three times the feature size, and hence the ability to use thinner films is beneficial." | |
|
Fullerene-based molecular resists | |
|
Robinson explains that, while it has become apparent that molecular resists look like a promising way to shrink the constant in the RLS trade-off and thus push lithographic capabilities further, the main disadvantage of molecular resists such as the fullerene resists the NPRL team has previously demonstrated has been their sensitivity. Whilst these materials can record very dense patterns it has typically required a large dose of light or electrons to expose them. That makes these materials too slow for commercial use, where economic viability requires the patterning of a certain number of wafers per hour. | |
|
"In our new paper about (Fullerene Resist Materials for the 32nm Node and Beyond) we address that point" he says. "While we previously have demonstrated very high resolution with poor sensitivity in pure fullerene based resists, or alternatively good sensitivity but mediocre resolution in chemically amplified fullerene resists, this is the first time that we have managed to combine both properties into a single material." | |
|
"What we were able to demonstrate" he continues, "is that it is possible to apply the well-known photoresist sensitivity enhancement technique of chemical amplification to high resolution fullerene based molecular resists — without a degradation of the existing resolution and line width roughness, and whilst retaining a useful etch resistance." | |
|
In chemical amplification a sensitizing ingredient called a photoacid generator is added to the resist. When the resist is exposed to radiation the photoacid generator releases an acid. This acid then reacts catalytically with the resist molecules to change their solubility. In this way one exposure event can expose several resist molecules – increasing the sensitivity. | |
|
The particular advance described in the new paper, a collaboration of Robinson, Francis P. Gibbons and Prof. Richard E Palmer from NPRL, and Dr Sara Diegoli, Dr Mayandithevar Manickam and Prof. Jon A Preece from the University of Birmingham's School of Chemistry, is that they have shown for the first time a resist that combines the high resolution of pure fullerene materials and the sensitivity of the chemically amplified resists. | |
|
"We believe that this material has the best combination of resolution, line width roughness and sensitivity currently available" says Robinson. "It also retains good etch durability – comparable with high durability commercial resists – and shows LWR values approaching those specified by the ITRS." | |
|
Next steps | |
|
Robinson points out that, to date, their materials have mainly been characterized using electron beam lithography. "We are currently investigating the response of this materials using extreme ultraviolet lithography, and are also keen to investigate the use of our materials in current photolithography exposure tools. Additionally we are looking into ways in which we can replace the halogenated solvents currently used for our molecular resists, with more environmental friendly solvents." | |
|
For the field in general the main focus is on finding ways to minimize the RLS trade-off and therefore provide resists to meet the needs of next generation lithography. There has been a significant increase in interest in molecular resists to meet this challenge. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
Posted: August 4, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) The term biosensing relates to systems that include electronic, photonic, biologic, chemical and mechanical means for producing signals that can be used for the identification, monitoring or control of biological phenomena. The resulting biosensors are devices that employ biological components such as proteins to provide selectivity and/or amplification for the detection of biochemical materials for use in medical diagnostics, environmental analysis or chemical and biological warfare agent detection. | |
|
Surface plasmon resonance (SPR) has become the technology of choice for label-free detection of proteins and other biomolecules. SPR is based on the excitation of a surface plasmon at the interface between a dielectric and a thin layer of metal, typically gold. Once the sample is covered with the nanostructured gold layer (or another suitable metal), the surface absorbs light at certain wavelength. The absorption maximum is influenced by the refractive index of the fluid at the gold surface. This effect is called localized surface plasmon resonance (LSPR) and it is used for detection of presence of biomolecules, such as specific proteins. | |
|
Typical systems for LSPR use spectrometers – optical instruments used to measure properties of light over a specific portion of the electromagnetic spectrum. With advances in electronics and optics, spectrometers have become compact electronic devices that are easily plugged into a computer to perform the massive data processing that is required for analysis. | |
|
Researchers in Singapore have now developed a palm-sized and battery-operated bio-detection system based on LSPR which can operate on a single chip processor. | |
 | |
| Photograph of a complete system with its 4-in. LCD touch screen display. The optical head is electrically connected to the system by two 5-wire cables, one for the LEDs biasing and the other for the optical output. (Image: Dr. Neuzil) | |
|
"Both SPR and LSPR systems were recently introduced in portable forms and these solutions are very elegant and space efficient" Dr. Pavel Neuzil tells Nanowerk. "However, the spectrum analyzers on which they rely require complex data processing performed by a PC. Further simplification of the LSPR system would require replacement of the spectrum analyzer with another device giving a straightforward electrical output, such as voltage." | |
|
What Neuzil and his colleague Dr. Julien Reboud at the Institute of Microelectronics in Singapore developed is a way to measure the LSPR effect without a spectrum analyzer. Reporting their findings in the July 1, 2008 online edition of Analytical Chemistry ("Palm-Sized Biodetection System Based on Localized Surface Plasmon Resonance"), the two scientists' work resulted in a miniaturized system that does not require any external power supply or personal computer and it is therefore suitable for point-of-care and field applications. | |
|
Neuzil explains that the typical reflection spectra of an in-house-fabricated LSPR chip exhibits absorption peaks at 555 nm for water and 645 nm for ethanol. "Measuring only the intensity of the reflected light at a few selected wavelengths could lead to a calculation of the peak shift" he says. "In fact, a LSPR system with high reproducibility could even be based on the amplitude of the reflected light intensity at a selected wavelength. The consequence of this is significant as this would allow replacement of the spectrum analyzer and subsequent signal processing scheme by a single source of monochromatic light and a photodiode as detector. The resulting photocurrent output could then be converted into a voltage by an operational amplifier with a resistor in a feedback loop (I/V converter) and detected by a voltmeter." | |
|
The two researchers have started this work accidentally. They were conducting an advanced lithography experiment for researchers from a sister institute using a method called lift-off: silicon wafers with 200 mm diameters were covered with light sensitive material (photo resist) and exposed by deep UV light creating a regular pattern of 150 nm diameter holes in the photoresist. The next step was gold deposition over the photoresist and final step was supposed to be photoresist removal by dissolving in a suitable solvent such as acetone together with the gold above the photoresist. | |
|
Neuzil and Reboud found that the gold layer was not removed even though they tried different solvents. At that time they noticed that the nanostructured area of gold started to change color depending on the solvent it was soaked in. | |
|
"This was interesting indeed and we started to investigate where the color change was originating from" says Neuzil. "At that point we also started to think about how to measure this effect without using fancy instrumentation." | |
|
To be used as a biosensor, the gold surface is first covered by molecules that are antibody-specific to the target (antigen). Once the antigens are presented they bind to the surface and change the emission peak of the absorption. | |
|
Conventionally, this peak location is determined by the reflection of white light from the surface and its spectrum detection is performed by a spectrometer. What Neuzil and Reboud have proposed and tested is a simple method to detect the shift of the absorption peak that originated from the sample. | |
|
The reflected light originating from the multiple light sources, leading to one photocurrent output of a single detector, can be demultiplexed either by using sequential illumination and synchronized readout or by using a lock-in amplification technique. | |
|
"We have upgraded a previously reported single-channel optical system based on a lock-in amplification technique ("An integrated fluorescence detection system for lab-on-a-chip applications") into a four-channel system capable of simultaneous detection of the intensity of the reflected light from four individual light sources" explains Neuzil. "Each light source was modulated at a different frequency, and the composite signal detected by the photodiode was demodulated to provide four outputs corresponding to four individual signals each related to one light source. The optical system was also redesigned to accommodate four 5-mm-diameter LEDs, mounted around a photodiode detector. As the reflected light intensity from the LSPR chips is much greater than the previously detected fluorescence, the new optical system requires lower efficiency. That was achieved by the longer optical path between LEDs and the photodiode as well as using less sensitive photodiode than earlier." | |
|
After the demodulation and demultiplexing of the composite signal, the four output signals were converted into a digital format by A/D converters and displayed on the 4-in. LCD display. The data processing as well as the display was controlled by a single chip controller. The whole system is shown in the image above. | |
|
This novel device is based on a platform of a universal lab-on-a-chip system which is being developed at their Institute of Microelectronics. The institute has been working on molecular diagnostic technologies and devices for some time (for instance see our news item "Bird flu testing on the cheap ") and the scientists have been reporting their findings in several papers recently such as ("Clockwork PCR Including Sample Preparation") in Angewandte Chemie and ("Disposable real-time microPCR device: lab-on-a-chip at a low cost") in Molecular BioSystems. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
| IBM و ETH زوریخ، نخستین دانشگاه علوم و مهندسی اروپا، خبر مشارکت در زمینهی فناوری نانو را اعلام کردند. در چارچوب این همکاری، یک آزمایشگاه جدید فناوری نانو در محوطهی آزمایشگاهی دانشگاه IBM زوریخ ایجاد خواهد شد که بر زمینههای تحقیقاتی کلیدی فناوری نانو تمرکز داشته و شامل تحقیقات اکتشافی و پایه برای پروژههای کاربردی و کوتاه مدت میشود. |
|
|
|
در این برنامهی 90 میلیون دلاری که چند سال به طول میانجامد، محققین و مهندسین IBM و ETH زوریخ برای انجام تحقیق در زمینهي ساختارها و ابزارهای جدید اتمی و ملکولی، جهت ارتقای فناوریهای اطلاعات با یکدیگر همکاری خواهند کرد. |
|
|
|
[1] Dr. John E. Kelly منبع: سایت مدیریت فناوری نانو |
برنامه مدیریت فناورینانو، یک برنامه میان رشتهای است که در چارچوب آن اصول مدیریت اجرایی کسب و کارها و درجه فوق لیسانس در علم و مهندسی نانو به هم پیوند میخورند. این برنامه با همکاری مشترک دانشکده علم و مهندسی نانومقیاس و مدرسه عالی کسب وکار در دانشگاه آلبانی طراحی شده است.
| تجهیزات 4 میلیارد دلاری دانشگاه آلبانی در حوزه علم و فناورینانو، آن دانشگاه را به یکی از پیشگامان تحقیق و توسعه فناورینانو در جهان تبدیل کرده است. در راستای توسعه پایدار این فناوری مسوولین این دانشگاه به تازگی دوره مدیریت فناورینانو را ارائه کرده اند. برنامه مدیریت فناورینانو، یک برنامه میان رشتهای است که در چارچوب آن اصول مدیریت اجرایی کسب و کارها و درجه فوق لیسانس در علم و مهندسی نانو به هم پیوند میخورند. این برنامه با همکاری مشترک دانشکده علم و مهندسی نانومقیاس و مدرسه عالی کسب وکار در دانشگاه آلبانی طراحی شده است. |
|
|
|
هدف این برنامه تربیت فارغالتحصیلان آشنا با صنعت است تا بتوانند تغییرات مورد نظر را در صنعت ایجاد کرده و توانایی ایجاد همگرایی بین مهندسی، کسب و کار و مسائل انسانی را داشته باشند. به طور کلی اهداف این برنامه عبارتند از: منبع: سایت مدیریت نانو |
محققان سوئدي و ژاپني موفق به ساخت نوع جديدي كاغذ شده اند كه در صورت كشيده شدن مقاومتي در حد ورقهاي آهن دارد. اين ماده جديد كه نانو كاغذ سلولزي ناميده شده است از ذرات بسيار ريز سلولز ساخته ميشود و امكان افزايش كاربردهاي كاغذ بهعنوان مادهاي جهت ساخت و ساز و موارد ديگر را فراهم مي كند.
در اين مطالعه گزارش شده كه سلولز بهعنوان مادهاي كه بطور گسترده از منابع گياهي به دست ميآيد اين قابليت را دارا است كه جهت استفاده در كامپوزيتها و نيز ساير محصولات بهعنوان ماده اي سبك ومحكم استفاده شود. اگر چه كامپوزيتهاي مبتني بر سلولز داراي استحكام بالايي هستند اما محصولات موجود در صورت كشيدن، شكننده و قابل از هم گسيختن هستندكه با انجام اين مطالعه راه حل مناسبي جهت رفع اين شكل ارائه گرديده است.
جهت اين منظور خمير چوب بايستي در مجاورت مواد شيميايي خاصي قرار گيرد تا نانو كاغذهاي سلولزي توليد گردند. اين مطالعه نشان داد كه نيروي كشش اين محصول جديد يا بهعبارتي مقاومت آن در برابر پاره شدن از ورق آهن نيز بيشتر است. حتي امكان تنظيم قدرت كاغذ با تغيير ساختار دروني آن نيز وجود دارد.
نتايج اين مطالعه در مجله ACS Biomacromoleculs منتشر شده است.
در يك مطالعه كه توسط محققان MIT صورت گرفته است و ميتواند بر هدايت و انتقال داروها تاثير بگذارد، اولين نانوذرات مصنوعي ساخته شدهاند كه قادرند بدون ايجاد منفذ در غشاء محافظ سلولي و كشتن آنها به درون سلولها وارد شوند.
كليد انجام اين كار در روكش نانوذرات است. آنها دريافتند كه نانو ذرات طلاي روكش شده با دو نوع مختلف از ملكولها قادرند بدون آسيب رساندن به سلولها وارد آنها شوند در حالي كه ذرات روكش شده بصورت تصادفي با همان مواد قادر به ورود نبودند.
بهگفته يكي از محققان، آنها توانستهاند اولين ماده كاملاً مصنوعي كه قادر است از غشاء سلولها بدون آسيب رساندن به آنها عبور كند را بسازند و جهت اين منظور نظم در سطح اندازههاي نانو ضروري است. علاوه بر كاربرد اين نانو ذرات در دارورساني، محققان MIT از اين ذرات براي انتقال عوامل تصويربرداري به درون سلولها نيز استفاده كردند.
محققان در مولداوي روشي جديد و ساده براي توليد آرايههايي منظم از نانولولههاي فلزي توسعه دادهاند. اين روش با استفاده از آبکاري در نانوالگوهاي رسانا کار ميکند که به صورت معمول توسط حکاکي آندي بسترهاي نيمههادي در آب نمکي ساخته ميشوند. اين روش ميتواند در توليد ابزارهاي پلاسموني، بلورهاي فتونيکي، کاتاليزورهاي مورد استفاده در مبدلهاي انرژي، و حسگرهاي زيستي و شيميايي مفيد واقع شود.
ين تيگينيانو و همکارانش از مرکز ملي مطالعه و آزمايش مواد يک راهکار نانوساخت مقرون به صرفه و سازگار با محيط زيست براي توليد نانوالگوهاي نيمهرسانا توسعه دادهاند.
اين محققان نشان دادند که حکاکي آندي بسترهاي بلوري فسفيد اينديوم (ترکيب نيمهرساناي مورد استفاده در الکتروينک پيشرفته) در يک الکتروليت خنثي مبتني بر يک محلول آبي کلريد سديم منجر به نانوساختاردهي فضايي اين ماده ميشود. در عمل اين کار منجر به ايجاد آرايههاي دوبعدي خودسازمانيافته از حفرات با قطر مورب 70 نانومتر ميشود. تيگينيانو توضيح ميدهد: «در حقيقت ما موفق شديم با استفاده از حکاکي آندي بسترهاي فسفيد اينديوم در آب نمک درياي سياه، نانوالگوهايي با کيفيت بالا ايجاد نماييم».
در حال حاضر دو نوع نانوالگو به طور وسيعي براي نانوساخت مورد استفاده قرار ميگيرند: اکسيد آلومينيوم حفرهاي و غشاهاي مسير يوني حکاکي شده مبتني بر مواد معدني يا پليمرهاي آلي. با اين حال هر دوي اين الگوها مقاومت بالايي داشته و نقشي غيرفعال در فرايند نانوساخت ايفا ميکنند. تيگينيانو ميگويد: « مزيت بزرگ نانوالگوهاي نيمهرسانا که ما استفاده کردهايم، رسانايي الکتريکي آنهاست که ميتوان در طول فرايند ساخت اين رسانايي را توسط نور يا ميدان الکتريکي به ميزان زيادي کنترل کرد».
منبع: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34704
ايجاد نظم
اين گروه پژوهشي دريافتند که آبکاري پالسي تيتانيوم روي اين بسترهاي الگودهي شده منجر به توليد نانولولههاي فلزي منظم درون اين ساختارها ميگردد. تيگينيانو ادامه ميدهد: «اين امر نتيجه رسانايي بالاي اسکلت الگو ميباشد که شرايطي را براي رسوبدهي يکنواخت فلز روي سطح داخلي حفرات ايجاد ميکند. جالب اين است که اين کار بدون نياز به پيشپرداخت سطحي حفرات (همانند حساسسازي يا فعالسازي سطحي) که عموماً موجب ايجاد ناخالصيهايي در ساختار حاصل ميگردند، صورت ميپذيرد. در حقيقت نانوالگوي نيمهرسانا همراه با آرايهاي از نانولولههاي فلزي که در آن وارد شدهاند، همانند يک ماده لايهاي عمل ميکند؛ بدين ترتيب ميتوان با تراشيدن اين ماده، فيلمهاي نازکي به دست آورد که حاوي رديفهايي از نانوسيمهاي فلزي در «پاکتي» از فسفيد اينديوم هستند».
نتايج کار اين محققان در Electrochemistry Communications منتشر شده است.
محققان تگزاسي طراحي، ساخت و آرايش واحدهاي ساختماني نانومقياس را به اولين ساختارهاي عظيمي که ميتوانند تغييرات محيطي را حس کنند، گزارش کردهاند. در اين مطالعه که در شماره 9 جولاي مجله ACS's Nano Letters منتشر شده است، اين ساختارها عظيم خوانده شدهاند، زيرا اندازه اين ساختارها تقريباً به بزرگي يک دانه برنج است که ميليونها بار بزرگتر از هر ساختار موجود در دنياي نانومتري است.
پاليکل آجايان و همکارانش که اين مطالعه را انجام دادهاند، اشاره ميکنند که توليد چنين ساختارهايي گامي بهسوي توسعه نانوماشينهاي آينده است که ميتوانند در رسانش دارو به بيمار، آزمايشگاه روي تراشه، و محصولات ديگر مورد استفاده قرار بگيرند. دانشمندان تاکنون در استفاده از نانومواد براي ساخت اشياي پيچيده چندمنظوره که براي اين کاربردها مورد نياز است، با مشکلاتي مواجه بودهاند.
اين محققان يک نانوسيم هيبريدي را توسعه دادهاند که يک سر آن از نانولوله کربني آبگريز و سر ديگر آن از نانوسيم فلزي آبدوست تشکيل شده است. آنها در تستهاي آزمايشگاهي نشان دادند که وقتي اين نانوسيمها در آب قرار ميگيرند، خود را به صورت ساختارهاي بسيار بزرگ و پيچيده آرايش ميدهند. زماني که اين ساختارها در معرض مواد شيميايي، ميدان مغناطيسي يا نور قرار ميگيرند، از طريق حرکتهايي نسبت به اين تغييرات محيطي عکسالعمل نشان ميدهند. اين يافتهها ميتوانند منجر به توليد مواد هوشمندي گردند که براي توسعه کاربردهاي مبتني بر فناوري نانو ضروري هستند.
منبع: http://www.nanowerk.com/
چكيده
متدولوژي مديريت برمبناي فرايند، روشي است كه با محور قراردادن فرايندهاي يك سازمان، كسب و كار را دگرگون كرده و كــاستيهـــاي سازمانهاي امروزي را از ميان برمي دارد. فعاليتهايي كه ارزش آفرين نيستند در گوشه و كنار مرزهاي عمودي و افقي سازمان پنهانند و فرايند محوري با در نور ديدن اين مرزها، فعاليتهاي وقت گير را نابود مي كند. در آن صورت، انرژي سازمان روي كارهاي واقعي و ارزش آفرين متمركز مي شود و همه افراد بايستي درحد بالاي توانايي، بهينه و در سطح هدف مشترك كار كنند. كاركنان سازمانهاي فرايند محور را مي توان افراد خودكاري به حساب آورد كه داراي تركيبي از دانش حرفه اي و كارآفريني هستند. صاحبان حرفه به سمت سازماني و مقام اداري توجه ندارند، رويكرد آنها به افزايش دانش، توانمندي و نفوذ است.
فرايند محوري نگرش به واژه مديريت سنتي را تغيير داده و ديدگاهي نوين را در عرصه رهبري و مديريت به ارمغان مي آورد.
مقدمه
فرايند در ادبيات كسب و كار به معناي مجموعه گامها و فعاليتهايي است كه ارزش مشتري پسند را مي آفرينند. انقلاب صنعتي، به مفهوم فرايند پشت كرده و آن را به وظيفه هاي تخصصي بخش كرد و همه همتها بر بهسازي اين گونه وظيفه هاي جداگانه قرار گرفت. ولي دشواريهاي پيچيده و پايدار دهه هاي پاياني اين سده به گونه اي بودند كه بهسازي در انجام وظيفه ها ديگر چاره آنها نبود. دشواري از ناهماهنگي فرايندها ناشي مي شد و راه چاره آن رويكرد به فرايندها بود. مهندسي مجدد با فرايندگرايي، جهت حركت سازمانها را نود درجه تغيير داد، و مديران را واداشت تا به جاي ديد عمودي، به صورت افقي بدانها بنگرند. براي اداره سازمانهاي فرايند محور بايستي در همه زمينه ها بازانديشي كرد: آنچه كاركنان انجام مي دهند، شغل افراد، مهارتهاي موردنياز آنها، روش ارزيابي و پاداش دهي، مسير پيشرفت كاركنان، ساختار سازماني، نقش مديران و استراتژي هاي اصلي سازمان.
تفاوت ميان «وظيفه» و «فرايند» همانند تفاوت ميان جزء و كل است. وظيفه واحدي از كار است، فعــاليتي كه معمولاً يك نفر انجام مي دهد. در برابر، فرايندگروهي از وظيفه هاي به هم پيوسته است كه با همديگر، نتيجه اي باارزش از ديد مشتري را به بار مي آورند. براي مثال، انجام يك سفارش يك فرايند است، فعاليتهـــــــايي كه كالا را به دست مشتري مي رسانند. اين فرايند از وظيفه هاي گوناگوني درست مي شود، دريافت درخواست از مشتري، واردكردن آن به رايانه، بررسي اعتبار مشتري، بررسي موجودي كالا و يا توليد، گزينش و بسته بندي سفارش، برنامه ريزي حمل و روش ارسال كالا (زميني، دريايي، هوايي) و در پايان بارگيري و ارسال كالا به سوي مشتري. هيچ كدام از اين وظيفه ها به تنهايي ارزشي براي مشتري نمي آفرينند. حمل بدون بارگيري و يا بسته بندي بدون انتخاب كالاها از انبار، شدني نيست. بررسي اعتبار مشتري به خودي خود يك تجزيه و تحليل مالي است. تنها هنگامي كه اين فعاليتهاي مستقل و جداگانه با همديگر جمع شوند ارزشي به وجود مي آيد.
مشكل كندي سازمانهاي نوين، ريشه فرايندي دارد. دسترسي ديرهنگام به نتيجه هاي دلخواه، ناشي از كندي انجام وظيفه ها نيست. بيش از 50 سال است كه روشهاي زمان سنجي، حركت سنجي و خودكارسازي به بهسازي وظيفه ها مي پردازد. علت كندي كار اين است كه پاره اي از افراد وظيفه هايي غيرضروري انجام مي دهند و در فاصله ميان انجام اين دو وظيفه نيز وقت زيادي تلف مي شود. وجود اشتباه درنتيجه نهايي كار، به دليل بدكار كردن افراد نيست، بلكه مي تواند علتهاي بسياري داشته باشد. انعطاف ناپذيري سازمان به اين دليل نيست كه كاركنان در انجام وظيفه هاي خود روش ثابت و يكنواختي دارند، بلكه بدان علت است كه كسي نمي داند كه وظيفه هاي جداگانه چگونه بايستي تركيب شوند تا نتيجه دلخواه به دست آيد. هزينه سنگين سازمانها گوياي اين مطلب نيست كه انجام وظيفه هاي مستقل پرهزينه اند، زيرا علت واقعي آن است كه ما افراد گوناگوني را به كار مي گيريم تا از تركيب مناسب وظيفه هاي جداگانه اي كه نتيجه نهايي را به بار خواهندآورد، مطمئن شوند. كوتاه سخن اينكه مشكل نه در انجام وظيفه ها و فعاليتهاي مستقل، كه در چگونگي پيوند دادن آنها و ايجاد يك كل، نهفته است. سالهاست كـــه شركتها در زمينه بهسازي وظيفه هاي سازمــاني كوششهاي چشمگيري مي كنند ولي كمترين توجهي به فرايند كارها ندارند.
جاي شگفتي نيست كه چرا مديران اين چنيـــن دير به منبع مشكلات خود آگاهي يافته اند، فرايندها هيچ گاه بر صفحه رادار كسب و كار نمودي نداشته اند. دليل بي توجهي به فرايندها كه قلب فعاليتهاي سازماني هستند اين است كه ساختار همه سازمانها در دويست سال گذشته برپايه وظيفه شكل مي گرفته است. بنيان همه شركتها بر اداره وظيفه گرا، يعني گروهي از كاركنان كه فعاليتهاي همگوني را عهده دارند، بوده است. مديران به سرپرستي يك اداره و يـــا دسته اي از اداره ها برگزيده مي شدند و در اين ميان فرايندها، بي سرپرست در بخشهاي جداگانه سازمان سرگردان بودند.
از سوي ديگر، بايد پذيرفت كه كاميابي فرايند محوري به معناي نابودي ساختار سنتي سازمانهاست. بنابه ديدگاه آدام اسميت، بنيان سازماندهي بر تخصصي كردن كارها و بخش كردن فرايندها به وظيفه هاي ساده است.
حال سوالهايي مطرح مي شود، پايش (كنترل) فرايندهاي تازه شناخته شده به عهده كيست؟ گردآوردن وظيفه هاي گوناگون به زير چتر فرايند، مرزهاي حفاظت شده اداري را درنورديده و با منافع و اختيارات مديران برخورد مي كند. كارهاي فرايندي به تشكيل تيم هاي مناسب نيازمند است، جاي اين تيم ها در ساختار سنتي كجاست؟ در نظام فرايند محور، كاركنان خط مقدم بايد داراي اطلاعات و اختيار تصميم گيري گسترده باشند و اين ديدگاه در ساختار سنتي كه نياز به سرپرستي مستقيم را قانون طبيعت مي داند، گناهي نابخشودني است. كوتاه سخن اينكه به زودي آشكار شد كه ساختار سنتي، كاركنانش، روش مديريتي، فرهنگ سازماني و روشهاي ارزيابي و پاداش دهي آن، توان اجراي راهكارهاي سودمند نوين را ندارند.
فعاليتهاي موردنياز جهت فرايندگرايي
در تعريف فرايندگرايي (اصطلاح فرايندگرايي و فرايند محوري يكسان به كار برده شده است) چنين گفته مي شود كه روشي است كه با محور قراردادن فرايندهاي كسب و كار و حذف فعاليتهاي بدون ارزش افزوده، براي سازمان مزيت رقابتي به ارمغان مي آورد. براي اينكه يك سازمان در راه فرايندگرايي گام بردارد مي بايست تمامي تلاش خود را جهت پياده سازي موارد ذيل به كار گيرد:
الف - تشخيص فرايندها: ابتدا بايد فرايندها را شناسايي كرده و براي آنها نام و عنوان برگزيد. شناسايي و نامگذاري فرايندها گامي بسيار حساس و بنيادين است. پاره اي از سازمانها خود را گول زده و فعاليتهاي وظيفه اي كنوني را فرايند به حساب مي آورند. فرايندها از مرزهاي سازمانهاي موجود گذر مي كنند و يك راهنمايي سرانگشتي اين است كه اگر برگزيدن فرايندي دست كم سه نفر را خشمگين نكند، نبايد آن را فرايند دانست. در شناسايي فرايندها بايد كارهاي سازمان را به صورت افقي بررسي كرده و از نگرش بالا به پايين يا عمودي خودداري كرد.
ب - شناسانــــدن اهميت فرايندها به همه دست اندركاران: گام دوم شناساندن فرايندها و اهميت آنها به همه مديران، كاركنان و نمايندگان دور و نزديك است به نحوي كه بايد فرايندها، نام آنها، وروديها و خروجيها و ارتباطات آنها براي همه افراد ملموس باشد. روي آوردن به فــرايند محوري وظيفه افراد را بي درنگ تغيير نمي دهد، ولي ديد آنها را گسترده تر كرده و به كل كار توجه مي دهد و روحيه كار تيمي را تقويت مي سازد. با اين بينش واژه كـــــارگر با ديدگاه محدود و وظيفه گراي آن، جاي خود را به فـــرايندگر، مي دهد. فرايندگر كسي است كه مي داند با كار خود بــه نتيجه بخش شدن يك فرايند ياري مي رساند.
ج - انتخاب معيار ارزيابي: براي اطمينان از كاركرد درست فرايندها، بايد بتوان پيشرفت آنها را اندازه گرفت و در آن صورت به معيارهايي نيازمنديم. اين معيارها مي توانند بــرحسب ضرورت برپايه خواسته مشتري يا بر پايه نيازهاي خود سازمان مانند هزينه فرايند و به كارگيري درست منابع واقع شوند. معيارهاي همگون در كاركرد فرايندي، افراد را به صورت يك تيم منسجم درخواهد آورد.
د - به كارگيري مديريت فرايندگرا: سازمان فرايند محور بايستي همواره در بهسازي فرايندهاي خود بكوشد زيرا اين رويكرد كاري پيوسته و مداوم است. بنابراين، عمده فعاليت مديريتي اين گونه سازمانها اداره و پيشبرد درست فـــــرايندها در بالاترين توان آنها، بهره گيري از فرصتها در بهسازي فرايندها، و پيگيري در كاربرد فرصتها است. فرايند محوري يك طرح موقتي نبوده، بلكه راه و روشي دائمي و فراگير است.
مفهوم مسئوليت در سازمانهاي فرايند محور
در نظام فرايند محور، كسي نمي تواند به بهانه مسئوليت «رئيس» شانه از زير بار مسئوليت خود خالي كند. سرپرستي به معناي سنتي آن، ويژه سازمانهاي وظيفه گراست. تنها وظايف ساده و محدود، نيازمند سرپرستي است كه نظارت بر انجام كل كار را برعهده مي گيرد. هيچ سرپرست جداگانه و بيروني نمي تواند فعاليتهاي گسترده يك فرد و يا يك تيم را در راه اجراي يك فرايند نظارت كند. در سازمانهاي فرايند محور، دست به دست شدنهاي سنتي وجود ندارد كه نيازمند به گماشتن سرپرستاني براي پايش و نظارت بر آنها باشد. در اينجا جريان كار پيوسته است و به بخشهاي جداگانه تقسيم نمي شود. بنابراين، نقشي براي سرپرستان سنتي وجود ندارد و همراه با اين دگرگوني، اختيارات سرپرستان و مديران خط مقدم نيز به كاركنان عملياتي منتقل مي گردد.
مفهوم مسئوليت و اختيار در نظام فرايند محور، مكمل يكديگرند. نظامهاي سنتي كه كاركنان را تنها به كاركردن و مديران را به اداره وامي داشت، موجب پيدايش رده هاي فراوان سرپرستــي و مديريت مي شد كه هيچ كار ارزش افزايي انجام نمي دادند، از سوي ديگر، كاركنان از اختيار و آگاهيهاي لازم براي انجام كارهاي ارزش افزاي خود محروم بودند. چنين سازمانهايي بسيار پرهزينه، هدردهنده، منابع، و آماده براي بروز اشتباهات و برخوردهاي كاري هستند. همچنين بسيار خشك و انعطاف ناپذير مي شوند، زيرا اختيارها را از كاركنان واقعي سلب و مانع به كارگيري آفرينندگي و ابتكار عمل آنها مي گردند.
در سازمانهاي فرايند محور، كاركنان مسئول هر دو جنبه كار يعني انجام كار و نيز خوب انجام يافتن آن هستند و جدايي چشمگيري ميان انجام دادن و مديريت كردن وجود ندارد و به واقع مديريت بخشي از كار هر فرد است.
ويژگيهاي كار در محيط فرايندي
از آنجايي كه در فرايند بايد هرچه بيشتر از كارهاي ارزش نيفزا كاسته شود، كار فرد گسترده تر و پيچيده تر مي شود و وظيفه هاي گوناگوني را دربرمي گيرد. شاغل كارهاي فرايندي، بايد ديد گسترده اي از كار داشته و به هدف سازمان، نيازهاي مشتري و ساختار فرايند به خوبي آگاه باشد. همراه با اين ويژگيها مسئوليت به نتيجه رسيدن، اختيار تصميم گيري و استقلال فردي كاركنان نيز به وجود مي آيد. فرايند محور كردن سازمان را مي توان به حرفه اي كردن كارها تعبير كرد.
از ديـــد كلي، سه واژه ويژگيهاي كار حرفه اي را روشن و آشكار مي كنند: مشتري، فرايند، و نتيجه. فرد حرفه اي خود را در برابر «مشتري» مسئول مي داند و درپي دستيابي به ارزش موردنياز اوست. رسالت فرد حرفه اي، حل مشكل مشتري است. بنابراين، بايستي سراسر «فرايند كار» را اجرا كند و به «نتيجه» دلخواه مشتري برسد. درحالي كه در روش سنتي برعكس روند فرايند محوري، توجه كارگر به سه واژه رئيس، فعاليت، و وظيفه است. هدف نهايي كارگر، به دست آوردن خشنودي «رئيس» است زيرا كسب درآمد و آينده او دردست رئيس است. بنابراين، كوشش كارگر، «فعاليت» هر چه بيشتر در راه انجام «وظيفه اي» است كه رئيس محول كرده است.
تحول نقش مديريت در سازمانهاي فرايند محور
در شناخت طبيعت مديريت، دو پرسش اساسي بايد مطرح شود. يكي اينكه «مديران چه چيزي را مديريت مي كنند؟» و ديگري «چرا مديران به امر مديريت مي پردازند؟»
ديدگاه سنتي اين است كه مديران كارهايي را انجــــام مي دهند كه از عهده كاركنان برنمي آيد. در آن ديدگاه، كارگران افرادي ساده، غيرقابل اعتماد از لحاظ انجام درست كار، و به نسبت درخصوص دانش لازم درمـــورد كار كم سواد هستند و بايد توسط مديران رهبري شوند. چنانچه كاركنان را فاقد توانائيهاي ذهني لازم براي انجام كارهاي پيچيده بدانيم و وظيفه اصلي ايشان را پرداختن به كارهاي مشخص و يكنواخت به حساب آوريم، در آن صورت نقش سـرپرستان و مديران در سازمان آشكار مي شود. آنها تنها افرادي كليدي هستند كه كارهاي شركت را به سامان مي آورند و مسئول درست انجام يافتن فعاليتها هستند. بنابراين، بخشي از وظايف مدير، كنترل، بخشي سـرپرستي و بخشي نيز دايه گري بود. اين نسخه اي بود كــــــــه براي مديران سنتي مي پيچيدند و اداره ها، واحدهاي تشكيل دهنده سازمان بودند. همه نقشهاي مديريتي برپايه اين لايه هاي اداري پياده مي شد.
ولي در سازمانهاي فرايند محور، اين ديدگاه جايي ندارد. كارها ي ســــاده كه نيازمند به سر پرستي مستقيم هستند در سازمانهاي فرايند محـــــور حالت پيچيده و گسترده اي به خود مي گيرند كه تنهاسرپرستي درحدكلي وبنيادين را طلب مي كنند. كاركنان واحدهاي فرايند محور بايدتوان انجام كارهايي را داشته باشند كه نيازمند به درك، خودمختاري، پذيرش مسئوليت وتصميم گيري هستند . چنين كاركناني به سرپرست احتياج ندارند،بنابراين مفهوم سنتي سرپرست ومدير از بين مي رود.
سازمانهاي به گونه اي طراحي شوند كه توجه به مشتري وتامين ارزشهاي مورد نظر وي اساس كار باشد، چنين مفهومي بايد به هدف اصلي مديريت تبديل گردد. بنابراين،مديران سنتي بايدعهده دارنقش تازه اي شوند كه صاحب كار ياصاحب فرايند عنوان گرفته است. چنين فردي نه مسئول انجام وظايف يك اداره، بلكه در پي اجراي سراسري فعاليتهاي سازنده يك فرايند است. توجه داشته باشيد كه برخلاف مدير يك طرح يا پروژه كه به طور موقت زمينه اجراي يك فرايند را آماده مي كند، نقش صاحبكار وكار او پيوسته و دا ئمي است. در ضمن با گماشتن صاحبكار نبايد پنداشت كه همه مسئوليتها تنها متوجه اوست. درفعاليتهاي فرايند محور همه افراد خود را مسئول كل كارو فرايند مي دانند و بدان گونه عمل مي كنند.
روشن است كه در آغاز روي آوردن سازمان به فرايند محوري، مسئوليت صاحب فرايند بيشتر است. رفته رفته و با جا افتادن افراد در جريان امور، هركدام سهم بيشتري از صاحبكاري يا صاحب فرايندي را به خود اختصاص خواهند داد. توجه داشته باشيدكه مديريت در مفهوم تازه اش اداره واحدها، بودجه و افراد نيست، عمده كار، مديريت فرايندها است. به طوركلي مي توان مسئوليتهاي صاحب فرايند يا مدير جديد در يك سازمان فرايند محور را به سه حوزه بزرگ تقسيم كرد: «طراحي»، «مربيگري»، «تامين منابع و همراستايي».
الف - طراحي: فرض كنيد كه يك شركت گروهي از افراد را آماده كرده است تا فرايند توليد يك فرآورده را به عهده گيرند. هرچند بايد آنها از اختيار كامل برخوردار و به دور از بوروكراسي پيچيده و دست و پاگير باشند، ولي يك نفر بايد به آنها چگونگي آغاز كار، گامهاي ضروري و نظم اجرايي را نشان دهد. در روش فرايند محوري وجود اختيار به معنـــــاي هرج و مرج نيست و افـــــــــراد نمي توانند كارها را تنها بدان گونه كه خود مي انديشند انجام دهند. بنابراين، وظيفه مدير يا به عبارت بهتر صاحبكار است كه اعضاي تيم را در راه انجام دادن كار راهنمايي كند. او مسئول آماده كردن طرح نخستين، طراحي فرآورده، آماده كردن اسناد و آموزش كاركنان درخصوص اجراي فرايند است. توجه داشته باشيد كه براي طراحي مناسب فرايند، فرد بايد از زمينه هاي مهندسي و فنون آن برخوردار بوده و ابزار كار را نيز در اختيار داشته باشد. بدين ترتيب در اشغال سمتهــاي مديريتي، تحصيلات ويژه نقش عمده اي پيدا مي كند. ما نمي توانيم از هر فرد عادي انتظار داشته باشيم كه به طراحي يك فرايند بپردازد.
ب - مربيگري: پس از آنكه كاركنان برپايه طرح فرايند آموزش يافتند، صاحبكار يا مدير همواره براي دادن كمكها و راهنمائيها در موقعيتهاي دشوار در كنار آنها است. ممكن است هريك از كاركنان در بخشي از فرايند خبره باشند، ولي صاحبكار بر كل فرايند اشراف و آگاهي دارد. به عبارت ديگر، همه اعضا از فرايند تصويري دارند، ولي بزرگترين تصوير در نزد مدير يا صاحبكار است.
يكي از وظايف مهم مدير پيشگيري از شكست كارهاي تيمي است. تنها با نامگذاري، گروهـــي از افراد مستقل به يك تيم تبديل نمي شوند. اين كار به آموزش و يادگيري نياز دارد. هرچند كه اعضاي تيم بر اصول و هدفهاي تعيين شده فرايند توافق داشته باشند، بازهم بنا به علل مختلف از قبيل تفاوتهاي شخصيتي، ديدگاههاي گوناگون، درجهت حساسيت و نگراني افراد و... امكان بروز اختلاف وجود دارد. اينجا وظيفه مدير يا صاحبكار است كه پاپيش نهاده و اعضاي تيم را در راه رفع مشكل ياري برساند.
ج - تامين منابع و همراستايي: كاركنان عامل اجراي فرايند هستند و صاحبكار نماينده آن. وظيفه صاحبكار يا مدير تامين نيازهاي مالي و ديگر منابع ازجمله ابزار وتسهيلات لازم براي عمليات فرايند است.
گرچــه هركدام از صاحبكاران فرايندها مي كوشند تا پشتيباني و نظر ديگران را براي فرايند خود به دست آورند، ولي از سوي ديگر بايستي هدف، كل سازمان باشد. كاركرد خوب يك فرايند كافي نيست، آنها بايد با همديگر كارايي داشته باشند و با اهداف كلي سازمان همراستا باشند.
روشن است كه دست صاحبكاران در طراحي و طراحي دوباره فرايند باز است و مربيگري و ارشاد اعضاي تيم به عهده آنها است و نيز ايشانند كه نمايندگي و دفاع از كاركنان را انجام مي دهند. ولي صاحبكاران در انجام وظايف خود تنها نيستند و كاركنان بايد با ايشان همكاري كنند. صاحبكار از كليات فرايند آگاه است اما ريزه كاريها را نمي داند. بنابراين، بايد همواره در ارتباط تنگاتنگ با كاركنان باشد تا جريان پيشرفت امور اشكالهاي احتمالي را بشناسد و در موقع لزوم، دگرگونيهاي موردنياز را ايجاد كند.
ساختار سازماني
همان گونه كه ذكر شد كارهاي فرايندي به تشكيل تيم هاي مناسب نيازمند است ولي اين سوال مطرح مي شود كه جاي اين تيم ها در ساختار سنتي كجاست؟ در نظام فرايند محور، كاركنان مي بايست داراي اطلاعات و اختيار تصميم گيري گسترده باشند و اين ديدگاه در ساختار سنتي كه نياز به سرپرستي را قانون طبيعت مي داند، گناهي نابخشودني است. بنابراين، ساختار سنتي، كاركنانش، روش مديريتي، فرهنگ سازماني و روشهاي ارزيابي و پاداش دهي آن، توان اجراي فرايندگرايي را نخواهند داشت مگر اينكه شاهد تغييراتي در آنها باشيم. ساختار سازماني يكي ازمهمترين قسمتهايي است كه
در آن شاهد تغييرات اساسي خواهيم بود. در ساختار جديد به وظايف مديران و آنچه انجام مي دهند اشاره شد و اينك بايد به گروهها و كســـاني كه امر آموزش اصلي و پايه اي را به عهده دارند بپردازيم. توجه داريد كه اين گروهها تيم نيستند زيرا تيم گروهي است كه صاحبكار فرايند يا مدير، رهبري مي كنــــد. مي توان اين بخش را مركز خبرگي ناميد. مراد از مركز خبرگي دسته اي از كاركنان سازمان است كه مهارت و حرفه ويژه اي دارند. براي روشن شدن مطلب بايد به اين نكته اشاره داشت كه فرايند محوري اداره هاي وظيفه اي پيشين را به دو بخش تقسيم كرده است: تيم فرايندي يعني جايي كه كار انجام مي شود و مركز خبرگي يعني جايي كه افراد پرورش و مهارت كسب مي كنند و بازدهش مهندساني است كه خود طرحها و نقشه هاي مهندسي را مي آفرينند و در تيم هــاي فرايندي به كارهاي ابتكاري فراوان مي پردازند.
در مركز خبرگي كوشش مي شود تا مهارتها در بالاترين و بهترين حد ممكن گسترش يافته و تكميل شوند. يك يا چند مربي در مركز گماشته مي شود تا به گسترش مهارتهاي اعضا بپردازند و همواره مطمئن شوند كه آخرين
دستاوردهاي حوزه كار خود را موردتوجه قرار داده اند. مراكز خبرگي اغلب به صورت سازمانهاي مجازي با كمترين نمود ظاهري هستند يعني حتي ممكن است اتاق و يا محلي براي اين مراكز در كار نباشد. مجموعه افراد و مكانيسم پيوند آنها با يكديگر (مثلاً ارتباط الكترونيكي) همان مركز خبرگي است. با تجسم ساختاري كه شــرح داديم، به تيمهاي فرايندي مستقلي مي رسيم كه با راهنمايي مدير يا «صاحبكار» وپشتيباني مربي به كار سرگــــرم هستند. شكل (1) اين مطلب را بهتر بيان مي كند.
بي ترديد اين شكل هيچ شباهتي به نمودار سازماني سنتي ندارد و اصلاً يك نمودار سازماني نيست. جستجوي ارتباطات هرمي مسئوليت، قدرت و اختيار در اين تصوير ما را به جايي نمي رساند و تنها نشان مي دهد كه منابع چگــونه گردهم مي آيند تا ارزشي مشتــري پسند به بار آورند. بنابراين، خود كسب وكار را نمايش مي دهد و نه روش اداره آن را. بردارهاي افقي نشانگر فرايندهاي سازمان هستند كه ارزش آفريني را به عهده دارند و دواير نشان دهنده مراكز خبرگي هستند كه افراد در آنها توانمنديهاي خود را افزايش مي دهند و از همان راه پاداش و انگيزه مي گيرند. بردارهاي عمودي چگونگي ارتباط تيم هاي فراينـــــــدي با مراكز خبرگي را به نمايش مي گذارند.
هنگام پيوستن يك مهندس جديد به سازمـــان نام او در مركز خبرگي مهندسي ثبت مي شود. پس از آماده شدن، به فرايند يا فرايندها مامور مي شود و به صورت يكي از اعضاي تيم درمي آيد. توجه داريد كه عضويت فرد در مركز خبرگي تقريباً دائمي و در تيم ها موقتي است. حال سوال اينجاست كه اين نمودار چه فرقي با نمودار ماتريسي يا پروژه اي دارد؟ در نمودار پروژه اي ممكن است رؤسا ديدگاهها و برنامه هاي متناقضي داشته باشند ولــي در نمودار فرايندي همه به دنبال يك نتيجه اند و حصول به نتيجه نهايي و مسئوليت از آن كاركنان حرفه اي است و بقيه پشتيبانان (صاحبكار و مربي) در اين راه تنها به ايشان كمك مي كند.
چالشهاي فراروي سازمانهاي جديد
پايان كار نمودار سازماني و بدرود گفتن بدان به معناي واردشدن به بهشت موعود نيست. سازمانهاي فرايند محور به رغم امتيازهــاي فراوان آنها همچون پويايي، انعطاف پذيري، و مشتري گرايي، چالشهاي تازه اي را در برابر ما قرار مي دهند. نبود شكلي ثابت، نبود خطوط فرماندهي مستقيم و آشكار، و روشن نبــودن مسئوليتهاي فردي و جمعي، به كارگيري ســازمانهاي نوين را بس دشوار مي كند. اولويتها و راههاي رسيدن بدانها براي افراد متفاوت است. حتي كساني كه هدف مشتــركي دارند، راه دستيابي بدان را يكسان نمي دانند و در تيم هاي كاري امكان برخورد عقايد بسيار است. صاحبكاران فرايندها نيز براي دسترسي به منابع ارزشمند و افراد خبره، ممكن است با هم برخورد منافع پيدا كنند.
ميان صاحبكاران فرايندها و مربيان نيز ممكن است بر سر برنامه هاي آموزشي و توسعه اي افرد، برخورد ايجاد شود. صاحبكاران براي پيروزي فرايندهاي خود حاضر نيستند پاره اي از افراد خبره تيم را از دست بدهند. ازسوي ديگر، مربيان باتوجه به برنامه هاي درازمدت شركت و نيازهاي آينده، ممكن است ناچار باشند كه افرادي را براي شش ماه و يا بيشتر به دوره هاي آموزشي ويژه بفرستند. درچنين برخورد و اختلافي حق با كيست؟ صاحبكار كه درپي منافع كوتاه مدت فرايند خود است و يا مربي كه هدف گسترده تر و درازمدت تري را درنظر دارد؟
چنين ناهماهنگي ها و برخوردهايي در سازمانهاي سنتي نيز وجود دارند، ولي سادگي دروغين نمودار سازماني آنها را پوشانده است. در سازمانهاي فرايند محور اين برخوردها آشكار مي شوند، و اين به سود همه است. سازمانها روشهاي گوناگوني را براي رويارويي با برخوردها برمي گزينند كه از بحث و گفتگوهاي ساده تا پيروي از روش بده و بستان بازار و چانه زني را دربرمي گيرد. در مثال بالا، صاحبكاران و مربيان مي توانند درخصوص منابع و افراد ارزشمند با همديگر چانه بزنند و به نتيجه برسند. بايد درنظر داشت كه سازماندهي برپايه فرايند محوري، ايجاد آرمان شهر صلح و يكدلي نيست، بلكه محيطي است كه در آن برخوردهاي سالم و سازنده نشانه پويايي، سرزندگي، و تعهد است.
جمع بندي
جهت رقابتي شدن و رقابتي ماندن، روي آوردن به فرايندها امري ضروري است. كافي است به جاي ديدن سازمان از منظر عمودي و نمودارهاي عريض و طويل سازماني، سازمان را به صورت افقي نگريست. آن وقت است كه فرايندها پديدار شده و خود را نشان مي دهند. براي اينكه به سمت فرايند محوري برويم و مــــــديريت برمبناي فرايند را در سازمان پياده سازي كنيم، ابتدا مي بايست فرايندها را به طور دقيق و كامل موردشناسايي قرار دهيم. پس از آن مي بايست اهميت اين فرايندها به همه دست اندركاران تفهيم شود و ارتباطات، نام آنها و وروديها و خروجيهاي آنها براي همه افراد ملموس باشد. براي اطمينان از كاركرد درست فرايندها، مي بايست پيشرفت آنها توسط معيارهاي دقيق اندازه گيري شود و درنهايت اينكه مديريت فرايندگرا در تمامي سازمان جاري و ساري باشد. مديريت فرايندگرا تنها مسئوليت انجام وظايف يك اداره نيست بلكه درپي اجراي سراسري فعاليتهاي سازنده يك فرايند است كه ارزش را براي مشتري درپي خواهد داشت. در سازمانهاي فرايند محور، مدير با مفهوم منفي اداره كردن افراد و زير سلطه داشتن آنها، كنار گذاشته شده و رهبري صميمانه جانشين آن شده است. رهبر به افراد ديدگاه، انگيزه و زمينه پيشرفت مي دهد، از آن سو نيز همه افراد پذيراي مسئوليت هستند.
|
یک روزنامه انگلیسی معتقد است که اپل قصد دارد با هدف در اختیار گرفتن بازار جهانی تلفن همراه از کریسمس امسال نوع جدیدی از "آی- فن" نسل سوم را عرضه کند که اقتصادی تر از مدلهای فعلی است و "آی- فن نانو" نام دارد. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر، در روزهای اخیر در اینترنت شایعاتی منتشر شده است که براساس آنها اپل فصد دارد از کریسمس نسخه جدیدی از "آی- فن نسل سوم" با عنوان "آی- فن نانو" را عرضه کند. مهمترین ویژگی نسخه جدید تلفن همراه خانه استیو جابز ارزان و اتقصادی بودن آن است به طوری که این محصول می تواند تنها با قیمت 190 یورو به بازار جهانی تلفن همراه عرضه شود. براساس گزارش CNET News، اولین پخش کننده این شایعه روزنامه انگلیسی دیلی میل است که به نقل از منابع بخش صنعتی اپل این اطلاعات را منتشر کرده است. این "آی- فن" جدید مجهز به فناوری "لمس چرخشی" است که به نوعی می تواند شبیه به "کلیک چرخشی" باشد که روی نمایشگر لمسی این تلفن همراه عمل می کند. به اعتقاد این روزنامه انگلیسی، "آی- فن نانو" به قمیت 150 پوند در حدود 190 یورو از کریسمس عرضه می شود. منبع: خبرگزاری مهر |
بهتازگي محققان مرکز نانوساختِ سريع ( CHN) در دانشگاه نورثاسترن با همکاري دانشمنداني از UMass Lowell و دانشگاه نيوهامپشاير فناوري جديدي ابداع کردهاند که تاثيري شگرف بر روي صنعتِ فناوري نانو خواهد داشت. اين محققان تحت هدايت دکتر احمد بوسناينا نانوالگوهاي مدارياي ساختهاند که براي بالابردن مقياس توليد در مونتاژِ مستقيم شبکههاي نانولولهي کربني تکجداره، در اندازههاي ميکرون تا اينچ، قابل استفادهاند.
الگوي مداري مذکور ميتواند به منظور بهرهوري بهينه، از زيرلايهاي به زيرلايهي ديگر منتقل گردد. اين فناوري انقلابي ميتواند مسير ساخت لوازم الکترونيکي و ساير کاربردهاي مصرفکنندگان را تغيير دهد. ابزاري که توسط بوسناينا و همکارانش ساخته شده است در کنفرانس NSTI Nanotech 2008(که در ماه ژوئن در بوستون برگزار شد) به نمايش گذاشته شد.
يافتن راههايي براي ساخت نانوساختارها و توسعهي روشي براي توليد انبوه آنها بهشکل مقرون بهصرفه و مناسب، از اولويتهاي مهم در صنعت فناوري نانو ميباشند. اين روش جديد، عمل اضافهسازي نانواجزا (نانولولهها، نانوذرات و غيره) به نانوساختارها و ابزارها را تسهيل نموده و براي توليد انبوه ساختارهاي اتمي مناسب ميباشد. همچنين سرعت فرآيند ساخت ابزارهايي چون حسگرهاي زيستي، باتريها، ابزارهاي حافظه و الکترونيک انعطافپذير را افزايش داده و خطاهاي احتمالي را کمينه ميسازد.
بوسناينا در اين باره ميگويد: «اين فناوري در بسياري از کاربردها قابل استفاده است و خاصيت مقياسپذيري آن موجب شده است تا ورودش به بازار با سهولت بيشتري انجام پذيرد. هزينهي روشهاي نانوساخت کنوني بسيار بالاست و محصول ما ميتواند قابليت توليد را بدون کاهش قابليت اعتمادِ توليدات، به شکل چشمگيري افزايش دهد».
فرآيند انقلابي مذکور، مونتاژ نانوساختارها بر روي سطح ويفر در انواع مختلفي از زيرلايههاي سخت و نرم مانند سيليکون و پوليمرها را در مقياسي بزرگتر ممکن ميسازد. علاوه بر اين، ميتوان ساختارهاي مونتاژ شده را در قالب فرآيندهاي پيوسته يا دستهاي به زيرلايههاي ديگر منتقل نمود. نانوالگوهايي که در اين راستا توسط CHN ساخته شدهاند فرآيند ساخت محصولات تجاري گرانقيمت را تسريع کرده و نسل کاملاً جديدي از کاربردها را به وجود خواهند آورد.
محققان مذکور، همزمان با توسعهي روشها و ابزارهاي خود، به دنبال کشف مشکلات محيطي و زيستي آنها نيز هستند تا بهاين شکل مطمئن شوند که اين روشها و ابزارها براي افراد و همچنين براي محيط بيخطر هستند. دستهاي از اين خطرات در سالهاي دور، انسانها و محيط را تهديد ميکنند و دستهاي ديگر به زودي متوجه جامعه و محيط خواهند شد.
محققان CHN علاوه بر اين پروژه تحقيقاتي، مشغول تحقيق بر روي پروژههايي چون تراشههاي نانويي زيستي و ابزارهاي حافظهي بسيار ريز ميباشند.
منبع: http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=6008&ntid=&pg=1
هدايت ملكولها از غشاء سلولها براي بسياري از فرآيندهاي حياتي سلولها ضروري است. در سيستمهاي زيستي، غشاءها غالباً داراي سطح داخلي لغزنده همراه با فيلترهاي ويژه ساخته شده از پروتئينهاي اختصاصي در اندازههاي نانومتري هستند. اين منافذ ورود خروج مواد به درون سلولها را كنترل ميكنند و بدينگونه اجازه عبور برخي ملكولهاي كوچك را به سرعت ميدهند و از عبور برخي ديگر جلوگيري ميكنند.
محققان آزمايشگاه ملي ليورمور درصددند تا اين فرايند طبيعي را تقليد كنند. جهت اين منظور آنها از نانولولههاي كربني بهره گرفتند. بهگفته يكي از محققان، نانولولههاي كربني با قطر كم مدل سادهاي از كانالهاي غشايي با ويژگيهاي مشابه در عين سادگي هستند و در عين حال تعداد زيادي از آنها در دسترس است.
در اولين اكتشاف اين گروه تحقيقاتي، آنها دريافتند كه ملكولهاي آب در درون نانولولههاي كربني بدون چسبيدن به سطح بسيار صاف آن با سرعت زيادي شبيه حركت آب در درون كانالهاي زيستي حركت ميكنند. ملكولهاي آب بهصورت زنجيره وار حركت ميكنند چرا كه از طريق نيروهاي هيدروژني با يكديگر در حال كنش هستند.
به عقيده محققان يكي از كاربردهاي اين روش در آب، نمك زدايي از آب دريا خواهد بود و از اين روش بهجاي استفاده از غشاءها با صرف انرژي كمتري جهت نمك زدايي استفاده خواهد شد. در اين مطالعه محققان درصدد بودند كه بفهمند آيا ممكن است غشاءهايي با قطر 6/1 نانومتر يونهاي نمكي را عبور ندهند که خوشبختانه اين اتفاق نيز افتاد و آنها مكانيسم رد يونها را دريافتند. آنها دريافتند كه منافذ با قطر متوسط 6/1 نانومتر يونها را به دليل بار انتهاي نانولولههاي كربني رد مي كنند حركت سريع از درون نانولولههاي كربني باعث افزايش نفوذپذپري يونها در مقايسه با ساير غشاءها با همان اندازه ذرهاي ميشود.
در مطالعه اين محققان نيز مشخص گرديد كه منافذ با قطر كمتر از 6/1 نانومتر يونهاي نمكي را از خود عبور نميدهند. عبور سريع جريان از نانولولههاي كربني باعث افزايش نفوذ پذيري غشاءها در مقايسه با غشاءهاي فاقد نانولولهها ولي با منافذي با همان اندازه ميگردد.
محققان معتقدند كه با تغيير قطر نانولولهها و تغيير موادي كه فضاي بين نانولولهها را پر ميكنند امكان ساخت غشاءهاي بهتر فراهم خواهد شد.
نتايج اين مطالعه در شماره ژوئن مجله PNAS منتشر گرديده است .
منبع: http://www.physorg.com/news132247437.html
اخبار مرتبط: همکاري عربستان با ژاپن در زمينه تصفيه آب با استفاده از فناورينانو (17/04/87)
استفاده از نانولولههاي كربني براي از بين بردن باكتريها و ويروسها در آب (12/04/87)
مطالعه جديدي نشان داده است كه با اينكه نانو مواد مهندسي شده قادر به نفوذ به پائينترين سطوح زنجيره غذايي از ميكروارگانيسمهاي تك سلولي تا انواع چند سلولي هستند اما مقادير نفوذ يافته كم بوده و مدركي مبني بر تجمع اين مواد در ارگانيسمهاي پيشرفته وجود ندارد. نتايج اوليه اين مطالعه كه توسط محققان موسسه ملي استانداردها و فناوري (NIST) آمريكا بدست آمده است نشان مي دهد كه امكان تجمع نانو مواد مطالعه شده در زنجيره غذايي بيمهرگان وجود ندارد. همان خواصي از نانو ذرات كه آنها را جهت كابردهاي مختلف جذاب ساخته است باعث شده كه نگرانيهايي را نيز در خصوص اثرات طولاني مدت آنها بر محيط زيست ايجاد كند.
اين محققان تجمع مواد تغذيهاي، حذف و سميت دو نوع از نقاط كوانتومي را با استفاده از يك زنجيره غذايي ساده و آزمايشگاهي در دو موجود ميكروسكوپي بنام هاي تتراهايمناپيريفورميس و براكيونوس كلسيفلوروس مورد بررسي قرار دادند. آنها دريافتند كه هر دو نوع نقاط كوانتومي بهراحتي بوسيله پيروفورمها جذب شدند و تابش فلورسانت آنها حتي بعد از خورده شدن آنها توسط موجودات بالاتر مانند براكيوس ادامه پيدا كرد. اين بررسي نشان داد كه نقاط كوانتومي در طول زنجيره غذايي بدون اينكه تغييري پيدا كنند جابجا ميشوند و تغذيه يكي از راههاي انتقال آنها است. البته محققان متذكر شدند كه در صورت تعميم نتايج آزمايشگاهي به محيط زيست بايستي احتياط بيشتري اعمال كرد.
علاوه بر آن، اين مطالعه نشان داد كه اگر چه انتقال نقاط كوانتومي در اين زنجيره ساده غذايي اتفاق افتاده است اما در بدن موجودات بالاتر تجمع نيافتند. با اين حال اگر چه اين مطالعه نشان دهنده عدم تجمع نقاط كوانتومي در زنجيره غذايي موجودات آبي بي مهره است محققان پيشنهاد داده اند كه بايستي مطالعات بيشتري در اين خصوص صورت گيرد.
نتايج اين مطالعه درشماره ژوئن مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.
در پروژهاي تحقيقاتي، مهندسين برق دانشگاه کاليفرنيا در پيآنند تا با استفاده از نانوساختارهايي که نور را پراکنده و کانالبندي ميکنند، پيلهاي خورشيدي لايهنازک بسازند. بازده تبديل نور به الکتريسيتهي چنين پيلهايي حدود ۴۵ درصد خواهد بود. چندي پيش، اين پروژه که بهمنظور حذف محدوديت نظري موجود در خصوص ارتقاي بازده ۳۱ درصد براي پيلهاي تکاتصالهي معمولي اجرا ميگردد، حمايت مالي بزرگي از سوي وزارت انرژي امريکا (در قالب برنامهي حمايتي «امريکاي خورشيدي») دريافت کرده است.
در نوامبر ۲۰۰۷ گروهي از مهندسين برق آموزشگاه ژاکوبس (Jacobs School) که توسط پروفسور ادوارد يو ون هدايت ميشدند ۸۸۵۰۰۰ دلار از سوي وزارت انرژي ايالات متحده دريافت کردند.
اين گرنت بهمنظور توسعهي بيشتر ابزارهاي داراي پيلهاي خورشيدي لايهنازک و نانوسيمي که داراي نانوساختارهايي چون چشمههاي کوانتومي نيمهرسانا هستند اعطا شد. بازده پيلهاي خورشيدي لايهنازک جديد از طريق افزايش تعداد فوتونهاي جذبشده توسط پيل و همچنين بالا بردن تعداد الکترونهاي برانگيخته، ارتقا مييابد.
يو ميگويد: «آخرين تخميني که از بيشترين بازده تبديل پيل خورشيدي لايهنازک جديد زده شده است (در روشنايي معمولي) تقريباً ۴۵ درصد است. اين بازده در مقايسه با بيشينه مقدار بازده نظري پيلهاي خورشيدي کنوني که داراي اتصالات p-n قديمي هستند (۳۱ درصد) يک پيشرفت بزرگ محسوب ميگردد».
ابزارهاي اصلاحشدهي مذکور از نظر شکل بيروني کاملا شبيه پيلهاي خورشيدي لايهنازک معمولي هستند اما از ديدگاه دروني، استفاده از نانوساختارها و موفقيتهاي کسبشده توسط آنها موجب شده است تا تمام تلاشهاي پيشين در زمينهي افزودن چشمههاي کوانتومي به پيلهاي خورشيدي لايهنازک که به منظور ارتقاي بازده ابزار انجام ميشدند متوقف گردند. چشمههاي کوانتومي ميتوانند بازده پيل خورشيدي را از طريق افزايش جذب فوتون (که از طريق پايين آوردن باندگپِ انرژي رخ ميدهد) ارتقا دهند.
اين محققين براي پراکنده ساختن نور ورودي و هدايت آن به مسيرهايي در درون ناحيهي چشمهي کوانتومي (مسيرهايي به موازات اتصال p-n ) از نانوذرات استفاده ميکنند. با چنين طرحي تعداد بيشتري از فوتونها قابل جذب هستند و براي اين کار نيازي به انباشتهساختن چشمههاي کوانتومي تا ضخامتي که فرار الکترونها و حفرهها را دشوار سازد وجود ندارد.
يو در اين باره ميگويد: «ابزارهاي ما تودههاي بسيار نازکتري از چشمههاي کوانتومي دارند و اين بهمعناي آن است که فوتونهاي اضافي جذبشده با احتمال بيشتري ميتوانند از چشمههاي کوانتومي خارج شده و جريان توليد کنند. بهاينترتيب، بازده جذب فوتون و بازده جمعآوري الکترون و حفره به طور همزمان ارتقا مييابد».
وي افزود: «ما هماکنون به اشکال اوليهاي از ابزارهاي لايهنازک دست يافتهايم. من اعتقاد دارم که چند سال طول ميکشد تا ميزان کارآيي اين روش در رسيدن به بازدههاي بالا روشن شود، زيرا هنوز بخشهاي فراواني وجود دارند که بايد بهينه گردند».
بر اساس بيانيه مشترک شوراي همکاري تحقيقاتي ميان اتحاديه اروپا و روسيه، به نظر ميرسد همکاريهاي علمي ميان اين دو مجموعه در سالهاي آينده افزايش يابد.
در اين بيانيه مشترک، هر دو طرف با ايجاد همکاريهاي علمي ميان خود موافق بوده و به عقيدهي آنها همکاري ميان اتحاديه اروپا و روسيه در زمينهي تحقيقات يکي از مهمترين زمينههاي همکاري بوده و نقش اين همکاري نزديک، از لحاظ روند اجتماعي-اقتصادي، توسعه اقتصادي و مديريت اثربخش منابع از اهميت فزايندهاي برخوردار خواهد بود.
مشارکت فعالانه دانشمندان روسي در طي چندين دهه با همتايان خود در اتحاديه اروپا اکثرا در قالب برنامههاي تحقيقات و فناوري جامعه اروپا بوده است.
علاوه بر توافقنامه همکاري که در سال 2000 بسته شد، اتحاديه اروپا و روسيه در سال 2003 تصميم گرفتند يک فضاي مشترکي ايجاد کنند که از اين طريق جوامع تحقيقاتي هر دو طرف، بتوانند در زمينههاي راهبردي کليدي از قبيل تحقيقات فضايي، هوانوردي، منابع تجديدپذير انرژي و فناورينانو با يکديگر همکاري کنند.
با پايان اين توافقنامهي همکاري علمي در سال 2009، اتحاديه اروپا و روسيه تصميم دارند اين توافقنامه را توسعه دهند.
علاوه بر اين، اتحاديه اروپا قصد دارد جهت مشارکت در "سطح جديد کيفي"، درخواست روسيه را مبني بر مشارکت در برنامهي هفتم تحقيقات و فناوري اروپا (FP7) و ساير موضوعات مرتبط از قبيل ملزومات اداري، حقوقي، سازماني و رويهاي، ارزيابي کند.
چنين موقعيتي به محققان روسي اين فرصت را ميدهد که در تمامي فراخوانهاي FP7 شرکت کرده و با ساير دانشمندان اروپا به رقابت بپردازند.
رسوبهاي آميلوئيدي در بافتها و اعضاء بدن مرتبط با بروز بيماريهايي همچون آلزايمر، پاركينسون، ديابت نوع دو و بيماريهاي پريونها مرتبط دانسته شده است. با اين حال آميلوئيدها فقط مواد بيماريزا محسوب نميشوند و بهعنوان نانومواد، داراي قابليتهايي هستند و كاربردهاي احتمالي آنها از پليمرهاي مصنوعي بيشتر است.
بهگفته يكي از محققان از دانشگاه تلآويو حتي در طبيعت آميلوئيدها بندرت غير عادي فرض ميشوند و بهعنوان بخشي فيزيولوژيك از موجودات محسوب ميگردند. بهعنوان مثال آنها مواد محافظ مهمي در پوشش تخم حشرات و ماهيها هستند و در ساخت زيست لايههاي بسياري از باكتريها كه نقش محافظتي در سطح باكتريها دارند و آنها را از اثرات تركيبات ضدباكتري مصون ميدارند، نيز دخالت ميکنند.
فيبرهاي آميلوئيدي دستههايي از رشتههاي پروتئيني بسيار منظم هستند كه از رشتههاي شبه نردباني ساخته شده و چند ميكرومتر طول دارند. در برشهاي عرضي، رشتههاي آميلوئيدي پروتئيني هستند، اما بيشتر شبيه پليمرهاي مصنوعي هستند تا شبيه پروتئينهاي معمولي. اين تركيبات خواص مكانيكي ويژهاي همچون تار عنكبوت دارند.
تار عنكبوت از لحاظ وزني از استيل قويتر است و آن را بدون پاره شدن تا چندين برابر طول آن ميتوان كشيد چيزي كه در فيبرهاي مصنوعي وجود ندارد. خاصيت خود ساماني آميلوئيدي، همراه با خاصيت انعطاف پذيري آنها است كه آنها را بهعنوان ساختارهاي طبيعي جذابي براي طراحي نانو ساختارها و نانو مواد جديد مطرح ساخته است.
اين ساختارهاي بنيادي را بهراحتي با روشهاي ساده زيستي ميتوان تغيير داد. سطوح آنها را ميتوان بهدلخواه تغيير داده و روكشهاي زيست سازگار ساخت. مثلاً ميتوان در ساخت ابزارهاي ارزيابي جريان در فناوريهاي پزشكي، ساخت هيدروژلهاي آميلوئيدي جهت كپسوله كردن و رها سازي كنترل شده داروها و همچنين بهعنوان چهارچوبي در كشت سلولهاي سه بعدي استفاده كرد. پروتئينهاي داراي عملكرد مانند آنزيمها را ميتوان به تواليهاي ايجاد شده آميلوئيدي جهت تقليد از طبيعت متصل ساخت فيبرهاي آميلوئيدي ماتريسهاي مناسبي جهت نانوساختارها محسوب ميشوند بهعنوان مثال امكان توليد كابلهاي نانو با پر كردن نانولولههاي آميلوئيدي با نقره و روكش كردن آنها با طلا ممكن شده است.
محققان آمريکايي روشي براي مطالعه نواقص سطح نانوذرات يافتهاند؛ تصور بر اين است که اين نواقص براي فعاليت کاتاليزوري بسيار مهم هستند.
نانوذرات فلزي در بسياري از فعاليتهاي کاتاليزوري، از جمله مبدلهاي مورد استفاده در خودرو اهميت به سزايي دارند. براي توسعه اين کاتاليزورها بايد بدانيم در سطح اتمي آنها چه اتفاقي ميافتد. ميگل خوزه ياکامن و همکارانش در دانشگاه تگزاس در اوستين دريافتهاند که با استفاده از روشهاي ميکروسکوپي و مدلسازي رايانهاي ميتوانند نسبت به قبل، جزئيات بسيار بيشتري از نواقص سطح نانوذرات به دست آورند.
بار ديگر توجه همگان به سوي الکتروريسندگي جلب شده شده است. اين بار از اين فرآيند در ساخت نانوکانالهاي يکنواخت با عرض ۴۵ نانومتر و طولي در حدود ۱ ميليمتر (در هر مرحله) استفاده شده است. گفته ميشود که اين روش کاربردهايي چون الگودهي حسگرهاي زيستي و نانوسيالات خواهد داشت.
سونگ جونگ کيم و گروهش از دانشگاه هانيانگ در کره اعلام کردهاند که اين فرآيند سريعتر از ليتوگرافي يا روشهاي پرتو يوني متمرکز ميباشد. آنها برخي از کاربردهاي اين روش را به شکل فهرستوار ذکر نمودهاند.
به منظور ساخت کانال مذکور، محققان دو الکترود فلزي را در دو طرف ناحيهي مورد نظر قرار داده و يک سرنگِ پرشده با پوليمر را بر روي زيرلايه قرار دادند. با اعمال يک ولتاژ بالا(13 kV) بين نوک سرنگ و الکترودهاي نمونه، محلول پوليمري به سمت زيرلايه کشيده ميشود. به اين ترتيب، يک جتِ مواد از سرنگ به سمت زيرلايه شليک ميشود و در حضور ميدان الکتريکي دوبخشي، يک کانالِ Uشکل در سطح ايجاد ميگردد. اين ساختار به راحتي توسط يک نوک AFM بريده ميشود. بهکمک اين قابليت ميتوان نانوکانال مذکور را پس از ساخت، متناسب با کاربردِ مطلوب، شکل داد.
فرآيند الکتروريسندگي، کيم و همکارانش را يک گام به هدفشان در توسعهي ماهيچهي زيستي مصنوعي براي کاشت در درون بدن، نزديکتر ساخته است.
کيم در اين باره ميگويد: «ما قصد داريم تا از اين کانالها براي ساخت يک آرايهي فشرده از نانوذرات فريتين استفاده کنيم. مولکولهاي زيستي فريتين بهعنوان يک منبع انرژي براي نانوباتريهاي زيستي و يا بهعنوان يک واسط براي سلولهاي سوختي زيستي قابل استفاده هستند. ما معتقديم که ساختار آرايهاي مذکور ميتواند به منظور تامين انرژي ماهيچهي مصنوعي به کار گرفته شود.»
منبع: http://nanotechweb.org/
|
تقاضا براي روكشهاي جديد ضد ميكروبي بهسرعت در حال رشد است تنها در ايالات متحده پيشبيني ميشود بازار اين محصولات از 175 ميليون دلار در سال 2005 به 550 ميليون دلار در سال 2012 افزايش يابد. اين تقاضا بهخاطر نياز شديد بيمارستانها به كاهش عفونتها، تشديد شده است. با افزايش نگرانيها در خصوص نقش سطوح آلوده در گسترش عفونتهايي مانند SARS و MRSA ، استفاده از سطوح با خاصيت ضد ميكروبي در مكانهايي مانند محلهاي عمومي ، مدارس و حمل و نقل عمومي رايج شده است. از آن جا كه بسياري از روكشهاي ضدباكتري مواد ضد باكتري خود را در طي زمان آزاد مي سازند از اين رو خاصيت ضد باكتري خود را به تدريج از دست ميدهند.
محققان دانشگاه آلاباما اين كار را از طريق روند رسوب لايه به لايه انجام دادند اين كار امكان كنترل ضخامت و قرارگيري فضايي نانولولهها را بهدقت ممكن مي سازد. اين افراد خاصيت ضد ميكروبي روكش را از طريق دو روش استاندارد ارزيابي بر ميكروكوكوس ليزوديكتيكوس و استافيلوكوك طلايي بررسي كردند. بررسيها به كمك ميكروسكوپ SEM نشان داد كه تعداد بسيار بيشتري باكتري به سطوح بدون روكش در مقايسه با سطوح روكش دار متصل گرديدهاند. علاوه بر آن مشخص گرديد كه خواص ضد باكتري مربوط به حضور ليزوزيمها و نه نانولولههاي كربني است. منبع: http://www.nanowerk.com/ |
براي حدود 5000 سال، تنها راه شکل داده فلزات حرارت دادن و ضربه زدن بوده است؛ حتي در فناوري پيشرفته نانو نيز کار کردن با فلزات شامل کندهکاري با استفاده از تابش الکتروني يا حکاکي با اسيد است.
حال محققان دانشگاه کرنل روشي براي خودآرايي فلزات براي ايجاد نانوساختارهاي پيچيده توسعه دادهاند. کاربردهاي اين روش شامل توليد کاتاليزورهاي ارزانتر و موثرتر براي پيلهاي سوختي و فرايندهاي صنعتي، و ايجاد سطوح ميکروساختاري براي توليد نوع جديدي از مواد رساناست که در مقايسه با سيمهاي معمولي، اطلاعات بيشتري را روي ميکروتراشهها منتقل ميکنند.
اين روش شامل روکشدهي نانوذرات فلزي با قطر حدود 2 نانومتر با يک ماده آلي است که به عنوان ليگاندي شناخته ميشود که امکان حل شدن ذرات را در يک مايع ميدهد. سپس اين مخلوطبا يک کوپليمر آميخته ميشود. زماني که پليمر و ليگاند حذف ميشوند، ذرات فلزي در يک ساختار فلزي جامد بههم گداخته ميشوند.
اولريچ ويسنر، استاد علوم و مهندسي مواد در دانشگاه کرنل ميگويد: «جامعه پليمري 20 سال تلاش کرده است تا اين کار را انجام دهد. اما فلزات تمايل دارند در يک ساختار غيرقابل کنترل به صورت خوشه درآيند. چيز جديدي که ما اضافه کردهايم، يک ليگاند است؛ اين ليگاند امکان حل شدن يکنواخت ذرات فلزي را حتي در غلظتهاي بالا ايجاد ميکند».
او ميافزايد عامل کليدي ديگر، ايجاد لايهاي نازک از اين ماده اطراف هر ذره است؛ اين لايه بايد آنقدر نازک باشد که پس از حذف مواد آلي در آخر کار، حجم ذرات فلزي براي نگهداشتن شکل کل ساختار کافي باشد.
وينستر ميگويد: «اين کار بسيار هيجانانگيز است، زيرا عرصه کاملاً جديدي ايجاد ميکند؛ تاکنون هيچکس نتوانسته بود فلزات را به صورت تودهاي ساختاردهي کند. در تئوري اگر شما بتوانيد اين کار را با يک فلز انجام دهيد، با مخلوطي از فلزات هم مي توانيد».
وينستر و همکارانش در مجله Science گزارش کردهاند که چگونه از اين روش براي ايجاد يک ساختار پلاتينيومي با حفرات ششضلعي در مقياس ده نانومتر استفاده کردهاند. پلاتينيوم بهترين کاتاليزوري است که تاکنون براي پيلهاي سوختي شناخته شده است و ساختار حفرهاي امکان جريان سوخت در اين ساختار و واکنش دادن آن روي سطحي بزرگ را ايجاد ميکند.
اين محققان ميگويند که از اين روش علاوه بر ايجاد مواد حفرهاي، ميتوان در توليد سطوح ساختاردهي شده دقيق استفاده کرد؛ ايجاد چنين سطوحي براي زمينه جديد پلاسمونيک بسيار کليدي است. در پلاسمونيک امواج الکتروني که ظرفيت انتقال داده آنها به اندازه الياف نوري است، روي سطح يک رسانا حرکت ميکنند.
منبع: http://www.physorg.com
اخيراً دانشمندي از آزمايشگاه جتپروپالشن (Jet Propulsion) در کاليفرنيا روش جديدي براي بررسي ساختارهاي نانومقياس ابداع کرده است. در اين روش، نانوذرات به صورت موضعي، پراکندگي رامان يا جذب زيرقرمز را بهبود ميدهند. ميتوان از اين مواد در تحليل فسيلهاي متعلق به ساختارهاي آلي زيرميکروني و حتي تحليل نمونههايي از ساير سيارات مانند مريخ استفاده کرد.
مارک اندرسون که اين روش را ابداع کرده است در اينباره ميگويد: «من اين روش جديد را «طيفنمايي ارتقا يافته با سطحِ هدفدار» يا TSES مينامم.» وي از يک AFM براي نشاندنِ مستقيم نانوذرات (يا مواد متشکلهي آنها) بر روي يک نمونهي نانومقياس استفاده کرده است. سپس، نانوذرات مذکور تحت تابش يک پرتو اسپکتروفوتومتر قرار ميگيرند. اين نانوذرات اين پرتو را به صورت موضعي هدايت کرده و بر روي نواحي کوچکي از سطح متمرکز ميکنند.
اندرسون در اين باره گفت: «به اين ترتيب ميتوان تجهيزاتي براي هدايت ميدانهاي ارتقا يافته طراحي کرده و اثر «پلاسمونيک» را به شکل موضعي ايجاد کرد».
وي عنوان کرد که TSES شکل توسعهيافتهاي از طيفنمايي رامان با نوکِ ارتقا يافته (TERS) است که در آن از نوک AFM، براي ارتقاي موضعيِ يک سيگنال رامان استفاده ميشود و افزود: «روش جديد، يکپارچهسازي AFM و سيستمهاي طيفسنجي را تسهيل ميکند. در TSES هر دو تکنيکِ طيفنمايي رامان با سطح ارتقا يافته (SERS) و طيفنمايي جذبي زيرقرمز با سطح ارتقا يافته (SEIRA) به کار گرفته ميشوند. علاوهبراين، ميتوان از TSES در طيفنمايي فلورسانس نيز بهره گرفت ».
اندرسون اظهار داشت که وي و گروهش قصد دارند تا راهي براي تحليل فسيلهاي باستاني متعلق به ساختارهاي زيرميکروني بيابند و گفت: «ميتوان در آينده از اين روش براي خصوصيتسنجي نمونههاي آورده شده از ماموريتهاي مريخي بهره گرفت. هماکنون ناسا قصد دارد تا براي سالهاي ۲۰۱۴ و ۲۰۱۶ ماموريتهاي مريخياي براي جمعآوري نمونهها پيريزي نمايد. در اين ماموريتها نمونههاي مريخي توسط رباتها جمعآوري شده و براي انجام تحليلهاي دقيق و گسترده به زمين آورده خواهند شد».
اين تحقيق که از طريق يکي از برنامههاي حمايتي ناسا به نام «برنامهي توسعهي تجهيزات سيارهاي» حمايت ميشده است، يکي از نتايج تحقيقات پيشين در زمينهي بکارگيري از AFM براي مريخ است. اندرسون دراينباره گفت: اين موضوع در ۲۵ ماه مي امسال که فضاپيماي فونيکس بر روي مريخ خواهد نشست به طور کامل روشن خواهد شد. در اين ماموريت يک AFM براي تحليل خاک و غبار مريخي وجود دارد. اين براي نخستين بار است که يکي از تجهيزات فناوري نانو در يک سيارهي ديگر به کار گرفته ميشود.»
جداسازي و استخلاص زيست ملكولهايي همچون پروتئينها و ويروسها از فرآيندهاي مهم در صنايع بيوتكنولوژي است. كاهش خطر آلودگي با ويروسهاي شناخته شده و يا شناخته نشده در فرآورده هاي زيستي يا درماني، نيازمند وجود روندهاي توليدي است كه در آن خطر آلودگي با ويروسها بطوركامل برطرف شده باشد. از آنجا كه وجود مقادير بسيار كم ويروس منجر به از بين رفتن كل فرآيند ميگردد انجام فيلتراسيون داراي جايگاه ويژهاي جهت اين منظور است.
غشاءهاي فيلتراسيون كنوني امكان ورود ويروسهاي كوچكتر به برخي از منافذ بزرگ غير عادي را فراهم ساختهاند. از اينرو امكان استفاده عملي از اين فيلترها كاهش يافته است.
محققان دانشگاه فناوري علوم پوهانگ در كره جنوبي موفق به ساخت غشاءهاي نانو متخلخلي با پايداري بالا در فشارهاي زياد شدهاند كه در عين حال انتخابي بودن خود را حفظ مي كنند. به گفته محققان ، آنها قبلاً توانستهاند لايه هاي نانومتخلخلي براي فيلتراسيون ويروس سرماخوردگي بسازند. اين غشاءها منافذي با اندازه هاي يكنواخت ايجاد ميكنند كه بهخاطر نحوه ساخت خود ساماني ذاتي آنها است. اما آنها محدوديتهايي همچون خاصيت مكانيكي و پايداري شيميايي كم، جهت كاربرد گسترده جهت فيلتراسيون موفق ويروس ها دارا هستند. بهعنوان مثال در اين فيلترها بعد از انجام فيلتراسيون در فشارهاي بالا ترك هاي زيادي ايجاد ميشود ولي وجود فشار بالا نيز براي انجام فيلتراسيون ضروري است.
اين محققان غشاء نانو متخلخل جديدي با پايداري بالا در فشار فيلتراسيون زياد ساختهاند كه در عين حال همچنان انتخابي بودن عملكرد آن براي فيلتراسيون ويروس ها حفظ ميگردد. آنها نشان دادند كه فيلتر جديد قادر است در فشار 2 بار موفق به جداسازي رينوويروس 14 كه قطري در حد 30 نانومتر دارد، بشود. اين ويروس، ويروس اصلي سرماخوردگي در انسان است. حتي يك ويروس هم بعد از اين فيلتراسيون مشاهده نگرديد كه اين نشان دهندهي كارايي بالاي اين روش در تصفيه و فيلتراسيون است.
به عقيده محققان از فيلترها در شرايط نامساعدي چون دماي بالا و يا حلال هاي اسيدي نيز ميتوان استفاده كرد.
در سالهاي اخير پيشرفتهاي زيادي در زمينه سنتز سيستمهاي نانومادهاي هيبريدي (از جمله نانولولههاي کربني) و کاربرد آنها صورت گرفته است. يکي از کارهاي صورت گرفته، تغيير ويژگيهاي فيزيکي نانولولهها با استفاده از اجزاي آلي، معدني، زيستي، و توليد نانولولههاي عاملدار براي کاربردهاي بيشتر است. در يکي از اين سيستم هاي هيبريدي، بسترهاي نانولولهاي نظميافته (جنگل نانولولهاي) بهعنوان يک داربست سهبعدي طبيعي عمل ميکند. آرايش مطلوب نانوذرات روي محلهاي هدفگيري شده در اين داربست سهبعدي، سيستمهاي نانومادهاي هيبريدي جديدي با معماري منحصربه فرد ايجاد ميکند که از گروههاي عملي مختلفي تشکيل شدهاند.
مثلاً اين جنگل نانولولهاي کربني ميتواند بهعنوان بستري براي آرايش کنترلشده نانوذرات نيمههادي مختلف، همانند نقاط کوانتومي عمل کند. نانوماده هيبريدي حاصل ويژگيهاي نوري و الکترونيکي متفاوتي نسبت به نانولوله کربني دارد.
دکتر کرنگ هارسو استاديار دانشکده فيزيک دانشگاه ملي سنگاپور (NUS) ميگويد: «نقاط کوانتومي ويژگيهاي قابل تنظيم اپتيکي و الکترونيکي وابسته بهاندازه دارند که از خاصيت محدوديت کوانتومي ناشي ميشود. اين ويژگي آنها را به کانديداهاي مناسبي براي استفاده در پيلهاي خورشيدي و ابزارهاي نورافشان تبديل ميکند».
دکتر سو و همکارانش از دانشکده شيمي و موسسه نانوعلم و نانوفناوري NUS روشي براي ايجاد آرايههاي الگودهي شده از نانولولههاي کربني چندديواره آرايش شده با نقاط کوانتومي ارائه دادهاند.
در اين روش، آرايهاي منظم از نانولولههاي کربني چندديواره بههمپيچيده بهعنوان بستري براي خشک کردن يک قطره حاوي نقاط کوانتومي مورد استفاده قرار گرفت. پس از تبخير قطره، نقاط کوانتومي روي اين بستر باقي ماندند. سپس با استفاده از روش هرس ليزري متمرکز focused laser pruning که براي ايجاد ميکروقطعات تراشدهي شده سهبعدي از نانولولههاي کربني مورد استفاده قرار ميگيرد، ميکروساختارهاي نانولوله کربني/نقطه کوانتومي مختلفي ساخته شدند.
دکتر سو ميگويد: «ما با استفاده از روش هرس ليزري متمرکز نه تنها بر مشکل به هم خوردن الگوي نانولولههاي کربني که توسط قطره حاوي نقاط کوانتمي اتفاق ميافتد، غلبه کرديم، بلکه از طريق کنترل قدرت ليزر، توانستيم يک ماده کارکردي هيبريدي چندرنگي/چندجزئي ايجاد نماييم».
جالب اين است که نانولولههاي کربني چندديواره ميتوانند بهعنوان يک نانوغربال موثر براي جداسازي نقاط کوانتومي برمبناي اندازه آنها مورد استفاده قرار بگيرند. در نتيجه نقاط کوانتومي مختلف که در مخلوط وجود دارند، جدا شده و روي بخشهاي متفاوتي از جنگل نانولولهاي کربني آرايش مييابند. اين يعني نانولولههاي کربني چندديواره بهعنوان يک غربال عمل ميکنند که نقاط کوانتومي بزرگ را در خود نگه داشته و اجازه عبور نقاط کوانتومي کوچک را از خود ميدهند.
يافتههاي اين تحقيق به صورت آنلاين در مجله ACS Nano منتشر شده است. (11 ژوئن 2008)
Posted: August 1, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) One of the best ways to gain control over synthesis of nanoparticles is to watch it happen. Take carbon nanotubes (CNTs): Synthesis of CNTs is a field that is growing explosively – but there is a lot that nanotechnology researchers don't know about how nanotubes form and grow. While there are a number of in situ characterization methods for nanotube synthesis under development worldwide, each with different strengths and weaknesses, much of the information about the nanotube structure is indirect. | |
|
Historically, in situ characterization tools have accelerated progress in synthesis for many advanced materials, and there is widespread recognition that in situ tools have the potential to improve CNT synthesis as well. Ideally one would like to detect individual nanotubes and ensembles as they grow and measure their physical properties while imposing minimal constraints on the synthesis method. In other words, with a good understanding of the synthesis process we would be better able to control the product. | |
|
Dr. Kazutomo Suenaga, who heads the Nanoscale Characterization Team at the AIST Carbon Center in Japan, explains to Nanowerk that soon after the discovery of single-walled CNTs (SWCNTs), a few possible pathways were proposed for the closed-cap growth of a SWCNT without any catalyst, where carbon clusters could be continuously incorporated into the carbon network of the tubes. | |
|
"This growth model has never been experimentally observed because the whole reaction might be highly energetically unfavorable" says Suenaga. "One of the most important approaches is the inner growth of SWCNTs, which has been realized based on so-called peapod structures. By energetic irradiation or heating treatment, the fullerene molecules encapsulated inside the inner hollow cavity of a carbon nanotube could coalesce to form a new SWCNT, which is completed through the initial polymerization and the following series of Stone Wales (SW) transformations." | |
|
He points out that, strictly speaking, this process is 'transformation' not real 'growth': "The fullerene cages are incorporated in whole, not in isolated carbon atoms and clusters. Besides this, it is rather difficult to investigate the dynamical transformation process since this experiment is hard to monitor, partially due to the short time-scale for SW transformations (in the range of nanoseconds or even faster)." | |
|
To solve this drawback, Suenaga and JSPS Fellow Chuanhong Jin introduce an aboratively designed in situ high resolution (HR)-TEM method for the noncatalytic inner growth of SWCNTs. | |
 | |
| A time sequential TEM images for the catalyst-free growth of SWCNT inside a DWNT. (a) Originally, two SWCNts are separated with a head-to-head distance of 8.3 nm. There is a local kink across the nanotube walls. No voltage is applied. The distance between two electrodes is about 52 nm. (b, c) Under 1.40 V and 42 µA, the top SWCNT starts to continuously shrink on the cap, and simultaneously, the bottom one grows in its cap. (d) A cone-shaped local protrusion with a height of about 5.5 nm (marked as the filled white triangle) is formed on the cap of the bottom SWCNT, while the cap of the top SWCNT stays round. (e) About 42 s later, a new and solely one SWCNT is formed and the top SWCNT completely disappears. (f) With the voltage further increased to 1.42 V (a current of 44 µA), the newly formed SWCNT further grows, while the kinks across the nanotube walls migrate downward (marked as the unfilled white triangle). Scale bar = 5 nm. (Reprinted with permission from American Chemical Society) | |
|
"By well controlling the supply of carbon feedstock through a thermally activated evaporation process, we were able to observe the evolution of a growing SWCNT, with particular attention paid to the following question: How does the cap of a carbon nanotube evolve during the growing process?" Jin explains to Nanowerk. | |
|
Jin is first author of a recent paper in ACS Nano where the AIST scientists present their in situ HR-TEM studies on the noncatalytic inner growth of SWCNTs, especially the evolution of the cap ("How Does A Carbon Nanotube Grow? An In Situ Investigation on the Cap Evolution"). | |
|
"The cap of a SWCNT is surprisingly found to be kept closed during the growing process, because it was long believed that the cap should be open during the growth of SWCNT" says Jin. "The closed cap should be specific for non-catalytic growth of SWCNT. We also found the cap shape evolves inhomogeneously with a few particular sites growing faster during the growth." | |
|
Suenaga and Jin explain that there has been a long-lasting discussion as to whether SWCNTs could grow with a closed cap through continuous carbon incorporation into the carbon network. While a few groups had proposed theoretical models for the closed growth, until now this has never been experimentally verified. | |
|
"In our recent work, in the case of catalyst-free inner growth, our results clearly indicate that SWCNTs prefer to grow with a closed cap, especially for those with small diameters" says Suenaga. | |
|
Besides the fundamental importance of understanding the formation mechanism of SWCNTs, which would improve the controllable production of SWCNTs and other related carbon nanostructures, the method presented by Suenaga and Jin should also be of importance for engineering the structure of inner shells of CNTs, such as 'defects repair' and 'cap modification', and this may be of great interest for electronic and optic applications. | |
|
Suenaga and his team believe that it won't be long before scientists will be able to fully reveal – with atomic resolution – the elementary steps for the catalyst-free growth of SWCNTs through carbon incorporation into the carbon network of a CNT. | |
|
In parallel, the group also shows a big interest in the catalyst-assisted growth of SWCNTs by addressing questions which will be of great importance on understanding the formation mechanism like how catalyst and carbon interact; which is the carbon diffusion path; and what is the nucleation process. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
فيليپس از معدود شركتهاي جهان است كه سابقه فعاليت بيش از يك سده را در پرونده خود دارد. شايد اين پايداري و ماندگاري از آن رو بوده است كه شركت با تدبير مناسب بنيانگذار خود، جرالد فيليپس و آينده نگري افراد خانواده فيليپس كه بعدها هدايت شركت را عهده دار شدند، بخوبي توانست از دنياي برقي قرن 19 به عصر الكترونيك منتقل شود. از اين رو است كه شركت علاوه بر حفظ جايگاه برترين شركت جهاني در زمينه صنعت روشنايي، در حوزه صنايع و محصولات الكترونيك نيز توانسته است، مقام دهم جهاني را حفظ كند. گرچه طوفان حوادث جنگهاي جهاني تاثير بسياري در وضعيت و جايگاه شركت داشت، اما پس از فروخفتن آن، تدبير رهبران شركت بخوبي كارگر افتاد و توانست فيليپس را جايگاهي درخور در صحنه رقابت اروپا و جهان ببخشد. هم اكنون شركت حوزه هاي فناوري، سلامتي و شيوه هاي زندگي را هدف قرار داده و با ترسيم چشم انداز 2010 با تمركز بر استعداد كاركنان و كيفيت زندگي آنان، ساده سازي فرايندها و ساختار سازماني را وجهه همت قرار داده است تا بتواند تمايز رقابتي خود را در نشان شركت و قابليت نوآوري آن حفظ كند.
تاريخچه
جرالد فيليپس در سال 1891 شركت فيليپس را با هدف توليد لامپ در كشور هلند تأسيس كرد و به مرور، ساير تجهيزات و وسايل برقي را به آن افزود. در سال 1914 اولين آزمايشگاه تحقيقاتي مجهز در زمينه هاي فيزيكي و شيميايي راه اندازي و چهار سال بعد، لامپ پرتو X توسط شركت به دنياي الكترونيك و پزشكي معرفي شد. در سال 1925 اولين تجربه شركت در عرصه توليد تلويزيون و دو سال بعد در توليد راديو صورت گرفت. در فاصله دهه 1930، شركت توانست يك ميليون محصول خود را به فروش برساند. در سال 1939 زماني كه كاركنان شركت به 45 هزار نفر رسيده بود، اولين دستگاه اصلاح صورت به بازار عرضه شد. در سال 1951 دستگاه دوكله آن نيز توليد شد. در سال 1963 نوار كاست فشرده صوتي توسط شركت ارائه شد، اما عملا در مواجهه با استانداردهاي بتاماكس و VHS به موفقيت تجاري نرسيد. دو سال بعد اولين مدار مجتمع (IC) توسط شركت توليد شد. درسال 1978 وسايل صوتي با ديسك ليزري به بازار عرضه شد. 25 سال پيش در سال 1982 لوح فشرده (CD) با همكاري شركت سوني توليد و به بازار وارد شد. دهه 1990 براي شركت، دوران تجديد ساختار و بازسازي محدوده فعاليت تجاري بود. در سال 2001 مركزيت شركت كه تا آن زمان در شهر ايندهون هلند بود به آمستردام منتقل شد.
حوزه هاي كسب و كار
شركت فيليپس كه فعاليت خود را در حوزه روشنايي و توليد لامپهاي مختلف شروع كرده بود، امروز در حوزه هاي ديگر نظير لوازم خانگي و شخصي، سيستمهاي پزشكي و محصولات و وسايل الكترونيك نيز در بازار حضور دارد. فيليپس از سال 1953 درزمينه نيمه هاديها نيز فعاليت مي كرد، به گونه اي كه در سال 2006 مقام دهم برترين شركتهاي فروشنده نيمه هادي در جهان را دارا بود. اما در آن سال، بخش نيمه هادي فروخته شد و به نام شركت مستقل نيمه هادي NXP به فعاليت ادامه داد. 53 درصد بخش لوازم خانگي و شخصي نيز با 10 هزار نفر پرسنل كه در بيش از 60 كشور جهان فعال است به ويرپول فروخته شد. حوزه روشنايي با 47800 پرسنل در زمينه توليد انواع مختلف لامپ و نورافكن، سيستمهاي پزشكي با 33 هزار پرسنل درزمينه سيستمهاي عكسبرداري عارضه يابي پزشكي و خدمات باليني و حوزه وسايل و محصولات الكترونيك با 14500 پرسنل در زمينه توليد نمايشگرها، وسايل صوتي و چندرسانه اي، ويدئو و شبكه هاي خانگي و كسب و كار فعال است. درحال حاضر، باتوجه به سياست شركت مبني بر روان سازي كارها و ساده سازي ساختار سازماني، تمامي فعاليتها در سه حوزه اصلي فناوري، سلامتي بهداشتي و شيوه هاي زندگي متمركز شده است.
چشم انداز ومأموريت
چشم انداز شركت عبارت است از: ما در دنيايي كه فناوري بشدت زمينه هاي مختلف زندگي را تحت تاثير قرار داده است، محصولاتي در حوزه هاي فناوري، شيوه زندگي و سلامتي فراهم مي آوريم تا در نگاه سهامداران، تحسين برانگيزترين شركت در صنعت خود باشيم.
مأموريت شركت عبارت است از: ما كيفيت زندگي مردم را ازطريق نوآوريهاي بموقع فني معنادار بهبود مي بخشيم.
استراتژيها
استراتژيهاي اصلي شركت فيليپس عبارت است از:
- افزايش سودآوري ازطريق تخصيص منابع سرمايه اي به فرصتهايي كه بيشترين و پايدارترين برگشت سرمايه را دارد؛
- تحكيم نشان فيليپس و شايستگيهاي اصلي در حوزه هاي فناوري، سلامتي و شيوه زندگي؛
- مشاركت با مشتريان و تامين كنندگان در حوزه هاي مختلف كسب وكار؛
- دامه سرمايه گذاري در نوآوري و تثبيت موقعيت سرمايه هاي فكري شركت؛
- تقويت شايستگيهاي رهبري؛
- بهبود بهره وري ازطريق تحول كسب وكار و تعالي عملياتي.
ارزشها و فرهنگ سازماني
ارزشهاي شركت چنين تعريف شده است: مشعوف ساختن مشتريان، اداي بموقع تعهدات، توسعه افراد و حمايت ازيكديگر. شركت اين ارزشها را در قالب اصول كسب و كار خود تعريف كرده و ارائه داده است. اصول كسب وكار تعيين كننده اخلاق سازماني و رفتار كاركنان در سراسر دنياست و عمليات و تصميم گيريها را تحت تاثير قرار مي دهد. عامل محرك و پشتيبان اين اصول، بنيانها و كدهاي اخلاقي است. اين اصول، كمترين الزامات رفتاري را اعلام مي دارد و تعهد و مسئوليت پذيري شركت را براي نيل به آينده پايدار اقتصادي، اجتماعي و زيست محيطي معين مي سازد. اين اصول شامل تعهدهايي درزمينه حقوق انساني، ايمني محصول، حريم شخصي، حفاظت محيط زيست و نيز تعهدات به مشتريان، سهامداران، كاركنان، تامين كنندگان و شركاي كسب و كار است. براساس اين اصول، همه كاركنان شركت، در هر رده اي بايد صادقانه و اخلاقي عمل كنند، از تعارضها بپرهيزند، طبق قواعد و قوانين حكومتي كار كنند، از داراييها و منابع شركت حفاظت كنند، در مسايل مالي شفاف و دقيق عمل كنند و گزارش دهند و از كنترل دروني فعاليتها اطمينان يابند.
كيفيت و تعالي سازماني
شركت فيليپس برنامه اي تدارك ديده است كه به سطح بالاتر كيفيت در محصول و خدمات دست يابد. اين برنامه ارتقاي كيفيت بر همه كاركنان و همه فرايندها اثر مي گذارد. شركت نام اين برنامه را BEST نهاده كه مخفف «تعالي كسب و كار ازطريق سرعت و كار تيمي» است. اين برنامه، راهي است كه شركت براي دستيابي به تعالي كسب و كار برگزيده است و روشها و ابزار برنامه هاي بهبود را در آن مشخص ساخته است. به باور شركت، توانمندسازها عبارت است از: شعار شركت يعني عشق به كار و سادگي، ايده فيليپس واحد كه با همافزايي و تجميع شايستگيها مي تواند ارزشي بيش از مجموع قسمتهاي مختلف آن خلق كند، استعداد انساني كه همان كيفيت كاركنان براي دستيابي به مأموريت است، نوآوري و طراحي.
تحقيق و توسعه
فعاليتهاي تحقيق و توسعه شركت را مي توان به سه مرحله زماني تقسيم بندي كرد. از سال 1914 تا 1945 دوره رشد و تنوع سازي است. در سال 1914 تحت هدايت اولين محقق شركت، سازمان تحقيقات به مركز اصلي رقابت و نوآوري فني تبديل شد. در اين دوره عمدتا در حوزه لامپ كار مي شد و راه براي توليد محصولات جديد مانند لامپ پرتو X باز شد. درسال 1923 فيليپس تصميم گرفت به جاي اينكه يك شركت قطعهساز باشد به تامين كننده سيستمها تبديل شود. مرحله 1945 تا 1970 مرحله توسعه و گسترش است. در اين دوره، فيليپس طي همكاري با AT&T به ثبت اختراعات مربوط به ترانزيستور پرداخت. تعداد ثبت اختراعات، امروزه به 80 هزار رسيده است و به ازاي هر محقق 55/1 اختراع ثبت شده وجود دارد. مرحله سوم از 1970 تاكنون است كه در آن فعاليتهاي تحقيقاتي با فعاليتهاي صنعتي گره خورده است. تحقيقات بر سيستمها متمركز شده است و در زمينه هاي طراحي و فناوري مدارهاي مجتمع، CD، DVD و سيستمهاي پزشكي كار زيادي صورت ميگيرد.
فروش
هم اكنون شركت فيليپس با فروش 7/38 ميليارد دلاري، رتبه 161 را در بين 500 شركت برتر جهاني داراست. در حوزه صنايع و تجهيزات الكترونيك، پس از زيمنس، سامسونگ، هيتاچي، ماتسوشيتا، سوني، LG، توشيبا، تيكو و هونهاي مقام دهم را درجهان داراست، گرچه در حوزه روشنايي، شركت شماره يك درجهان است. فروش چهار حوزه اصلي فعاليت شركت يعني سيستمهاي پزشكي، لوازم خانگي، تجهيزات الكترونيك و روشنايي به ترتيب 25، 10، 39، 20 درصد كل فروش شركت است و بقيه بخشها درمجموع 6 درصد فروش شركت را تشكيل مي دهند. فروش به تفكيك منطقه نيز عبارت است از: اروپا و آفريقا (45 درصد)، آمريكاي شمالي (29 درصد)، آسيا و پاسفيك (19 درصد) و آمريكاي لاتين (7 درصد).
مديرعامل
بنيانگذار شركت، جرالد فيليپس، خاله زاده كارل ماركس فيلسوف مشهور است. پس از او كه 31 سال سكان رهبري شركت را دردست داشت، افراد مختلف خانواده فيليپس به اداره شركت پرداختند. در سال 2001، يازدهمين مديرعامل شركت، جرالد كلايشترلي زمام رهبري شركت فيليپس را برعهده گرفت. او از 1974 به بخش پزشكي فيليپس پيوسته بود و سپس سمتهاي مديريتي مختلفي را در داخل وخارج از هلند برعهده داشت. كلايشترلي؛ آلماني الاصل و مهندس الكترونيك است. كلايشترلي ميگويد: ما كوشش مي كنيم چشماندازي براي فيليپس ترسيم كنيم كه مشاركتجويي، نوآوري و شور و اشتياق لازم براي موفقيت سازمان را دربر داشته باشد.
او به سادهسازي ساختار همت گماشته است و معتقد است: فيليپس اكنون شركتي است بس سادهتر كه عامل محرك آن نوآوري است. او براين باور است كه سادهسازي وسيلهاي است كه كاركنان از طريق آن مي توانند به منافع فناوري دست يابند و زندگي را راحتتر و سهلتر كنند و كارها را با شيوههاي روانتر انجام دهند. اين يك نحوه تفكر است. او ميگويد: ما به مرور پيچيدگيها را نهتنها در محصولات و خدمات بلكه در طرز كار خود كاهش ميدهيم. كلايشترلي مشتريان را بزرگترين منبع الهام شركت ميداند و معتقد است: اتفاقات در خط مقدم كار و در تعامل با مشتريان در سازمان فروش رخ ميدهد، جايي كه عمليات ما انجام مي شود. ما دوست داريم وقت خود را آنجا بگذرانيم تا ارتباط ما با آنها حفظ شود. او كليد رشد سودآور را به دستآوردن و نگهداشت مشتريان شاد، بيشتر ميداند. در نگاه مديرعامل، داشتن كاركنان مستعد و مشاركتجو در جاهاي مختلف و مناسب در شركت، شرط حياتي دستيابي به موفقيت است. كلايشترلي در زمينه رهبري ميگويد: مهمترين چيزي كه من در رهبري يافتهام آن است كه رهبران بايد فروتني آن را داشته باشند كه بدانند همه چيز را نميدانند و بايد مستمرا از ديگران ياد بگيرند و از مهارت و دانش ديگران براي اينكه رهبر بهتري شوند بهرهبرداري كنند.
آينده
شركت فيليپس در نظر دارد از ابتداي ژانويه 2008 ساختار سازماني خود را به سه بخش سلامتي/ بهداشتي، روشنايي و شيوه زندگي سادهسازي كند. بدين منظور تمايز رقابتي خود را در نشان شركت و قابليت نوآوري آن ميجويد. اين مواضع در چشمانداز 2010 فيليپس نيز آمده است.
منابع
1 - www. Philips. com
2 - www. Wikipedia. Com
3 - www. Fortune. com
|
محققان دانشگاه علوم پزشکی تهران با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن موفق به تصویر برداری از سلولها به منظور تشخیص زودهنگام بیماری سرطان شدند. این روش همچنین قادر است از سلولهایی که در برخی بیماریهای مغزی دچار تغییر میشوند تصویر برداری کند. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر، دکتر محمدعلی عقابیان عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران و مجری طرح گفت: روشهای تصویربرداری فعلی که برای تشخیص بیماریها به ویژه سرطان استفاده میشوند، توانایی تشخیص بیماری را در مراحل ابتدایی ندارند. از این رو با استفاده از نانوذرات مغناطیسی توانستیم با تصویربرداری از سلولهای سرطانی، زمینه تشخیص زودهنگام برخی بیماریها به ویژه سرطان را فراهم کنیم. این روش همچنین میتواند برای تصویربرداری سلولهایی که در برخی بیماریهای مغزی دچار تغییر میشوند مورد استفاده قرار گیرد. وی افزود: در مراحل اولیه بیماری معمولاً در سلولها تغییرات مولکولی ایجاد میشود که در مواردی نیز با تغییرات ژنتیکی همراه است. این تغییرات با استفاده از نانوذرات مغناطیسی به عنوان عوامل ایجاد کنتراست تصویربرداری، قابل تشخیص است. اگر این نانوذرات با مولکولهای حیاتی ترکیب شوند میتوان آنها را به محل دقیق تومور یا بافت ضایعه دیده رساند. این امر موجب میشود که بتوان در مراحل ابتدایی بیماری از بافتهای هدف که درگیر بیماری هستند، تصویربرداری کرد. عقابیان با بیان اینکه مرحله شناسایی با حساسیت بسیار بالا و با مقدار کم مواد تزریقی صورت میگیرد اظهار داشت: ذرات مورد استفاده در این پروژه، نانوذرات اکسید آهن با قطر زیر 10 نانومتر و با پوشش سازگار با بدن انسان هستند که در دستگاههای MRI مورد استفاده قرار میگیرند. مجری طرح ادامه داد: این ذرات "سوپر پارامغناطیس" هستند و با مقادیر بسیار اندک میتوانند تصاویر بسیار شفاف و مناسبی از تغییرات ایجاد کنند. با توجه به اینکه این نانوذرات قابلیت اتصال به بیومولکول های اختصاصی برخی بیماریها (بویژه تومورها) را دارند، میتوانند به صورت هدف دار به سلولهای صدمه دیده برسند. وی با بیان اینکه این نانوذرات بر روی حیوانات بدون سیستم ایمنی در حال بررسی و آزمایش است، خاطرنشان کرد: این پژوهش با همکاری 5 مرکز تحقیقاتی شامل مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی، مرکز تحقیقات مونوکلونال آنتی بادی پژوهشگران ابن سینا، مرکز تحقیقات سرطان، مرکز تحقیقات شیمی و مهندسی شیمی و دانشکده مواد دانشگاه علم و صنعت اجرا شده و جزء پروژه های اولویت دار ستاد در بخش دارورسانی و سرطان است. جزئیات این تحقیق در مجله بین المللی Pakistan Biological Sciences در سال 2008 منتشر شده است. منبع: خبرگزاري مهر |
Posted: July 24, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) The use of design concepts adapted from nature is a promising new route to the development of advanced materials. There are quite a number of terms such as biomimetics, biognosis, biomimicry, or even 'bionical creativity engineering' that refer to more or less the same thing: the application of methods and systems found in nature to the study and design of engineering systems and modern technology. And increasingly, nanotechnology researchers find naturally occurring nanostructures a useful inspiration for overcoming their design and fabrication challenges. Because biological structures are the result of millennia of evolution, their designs possess many unique merits that would be difficult to achieve by a completely artificial simulation. | |
|
We have written a number of Nanowerk Spotlights on this fascinating topic of nanotechnologists playing catch-up with nature: "Nature's bottom-up nanofabrication of armor ", "Nanotechnology inspired by mussels and seashells" or "Algae shells: one example how nanotechnology is trying to copy Mother Nature", to name just a few. | |
|
By replicating the eye of a fruit fly, researchers have now demonstrated a highly reliable and low-cost technique for making inorganic replicas of biotemplates for fabricating complex nanostructures with biologically inspired functionality. | |
|
"The exact imitation of biological structures by using equivalent processes to those used in nature is extremely difficult, since the mechanisms of formation of biological structures are tremendously complex,"" Dr. Akhlesh Lakhtakia explained to Nanowerk. "An alternative approach to fabricate replicas of biological shapes is based on 'converting' templates harvested from a particular species to inorganic materials. This approach could result in a highly reproducible and inexpensive process for the fabrication of complex nanostructures with unique functionalities. This way, structures can be made out of more stable, harder and high-temperature-tolerable inorganic materials." | |
|
Lakhtakia, the Charles G. Binder Professor of Engineering Science and Mechanics at Pennsylvania State University, cautions however that two major problems can arise with this approach: First, there may be no technique available to grow high-fidelity replicas, particularly at the nanoscale; second, most physical or chemical techniques will result in damage or destruction of the original biotemplate. | |
|
Reporting their work in the July 18, 2008 online edition of Nanotechnology, Lakhtakia together with Penn State colleagues Dr. Carlo Pantano and first author Dr. Raul Jose Martin-Palma, replicated the eye of a fruit fly at the micro- and nanoscales by implementing a novel technique, which allows the replication of even curved biotemplates ("Replication of fly eyes by the conformal-evaporated-film-by-rotation technique"). Pantano is Distinguished Professor of Materials Science and Engineering at Penn State. Martin-Palma is a Professor of Physics at the Autonomous University of Madrid. He was visiting Penn State while this work was being done. | |
  | |
| Left: Structure of the eye of a tephritid fly (common fruit fly). Right: Scanning-electron microscope image of the coated biotemplate. (Reprinted with permission from IOP Publishing) | |
|
"We were motivated by a very simple fact," said the authors: "Many structures have evolved in nature to display interesting and useful properties. The most appealing of these properties are optical, imparting either coloration and/or camouflage to the organism. Optical imaging structures such as compound eyes or polarization-sensitive eyes are also attractive. Some of these structures may have properties in the infrared regime, and therefore may not be easily appreciated by casual human observers. If we could replicate easily these and other attractive features – eg. superhydrophobicity of ciliated objects such as lotus leaves – we could exploit them for various technical or scientific purposes." | |
|
Martin-Palma suggested: "For instance, the development of compound-eye-based miniature cameras and optical sensors could lead to their integration into tight spaces in automobile engineering, credit cards, displays, security and surveillance, and medical technology." | |
|
Since the compound eyes of flies are very efficient collectors of light, their replicas could also be used to fabricate solar cell covers and other energy-harvesting structures as well as lenses offering good spatial resolution. | |
|
Known methods for replication of biological structures include thin-film deposition methods such as thermal evaporation, electron-beam evaporation and sputtering, as well as other chemical methods. Atomic layer deposition (ALD) also has been used to replicate templates. ALD, however, produces replicas that lack spatial precision with increasing thickness. ALD, moreover, is limited to use with a limited number of materials and suffers from slow growth rate of film and extremely small film thickness (if you want to find out more about ALD, read our Spotlight "Atomic Layer Deposition - a true and tested nanotechnology"). | |
|
The three authors point out, though, that nanoscale and non-planar features of these structures cannot be replicated by most of these known methods. Additionally, the use of biological templates is limited by the use of chemical and/or high temperatures. Furthermore, the fidelity of replication of these structures is enormously reduced as the thickness of the deposited film increases. | |
|
"These known methods therefore are limited to deposition of films that are extremely thin, i.e., on the order of a few nanometers and/or to use with a limited selection of materials, thus limiting any practical application" stated the authors. "Furthermore, features oriented close to the normal of the growth direction of the film cannot be precisely replicated by these methods. These known methods therefore are not suited for use with biological templates that have curved surfaces." | |
|
Lakhtakia, Martin-Palma and Pantano therefore saw a need for a method of replicating intricate features of templates – such as biotemplates – that address the deficiencies of the known methods. A need also existed for a method of manufacture of replicas having three-dimensionally embedded surfaces, such as the top surface of a microelectronics circuit. | |
|
Their recent work addresses these needs. | |
|
In a technique that they call 'conformal-evaporated-film-by-rotation' (CEFR), the three researchers successfully replicated a biotemplate – the compound eye of a common fruit fly – by rapidly rotating it and implementing the 'oblique angle deposition' (OAD) technique. OAD basically combines a typical deposition system with a tilted substrate. | |
|
"Our method is particularly suited for use with curved templates including micro- and nanostructured templates," said Martin-Palma. "Our method creates an actual replica of the template rather than an inverted structure of it. Our method, moreover, achieves high growth rates, typically about 0.5 micron per minute." | |
|
The researchers mention that CEFR also may be used to produce replicas from insulating materials, metals, semiconductors, semimetals, polymers and organic materials. "For example, infrared transparent materials such as chalcogenide glasses to produce infrared micro lenses and visible laser-hardened infrared sensors, as well as photodiodes, solar sensors, solar concentrators, photonic crystals, optical bioprobes and the like," Pantano said. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
Posted: July 25, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) Modern pharmaceutics is a very imprecise, wasteful and sometimes even dangerous discipline. Not only do most drugs fail even before they make it to market (about 80% of drugs never make it through clinical trials) but even the efficacy of many drugs that are being prescribed for certain diseases is questionable. The most important challenge, though, is to deliver the correct dose of a particular therapeutic (small molecules, proteins, or nuclei acids) to a specific disease site. Since this is generally unachievable, therapeutics have to be administered in excessively high doses, thereby increasing the odds of toxic side effects. | |
|
Nanotechnology offers great visions of improved, personalized treatment of disease. The hope is that personalized medicine will make it possible to develop and administer for each individual patient the appropriate drug, at the appropriate dose, at the appropriate time. The benefits of this approach are accuracy, efficacy, safety and speed. | |
|
Large pharmaceutical companies have yet to come to terms with the emerging nanomedicine landscape (see our Spotlight "Nanotechnology patents and the future of the pharma industry"). While nanomedicine potentially offers promising new value propositions and revenue streams, for instance in diagnostics, it also could completely displace certain classes of drugs such as current chemotherapy agents with novel nanoparticle reformulations. In addition, nanoparticle-based drugs may pose an entirely new level of development challenges: The number of potential combinatorial variations that can be developed by choosing different nanoparticle core materials, targeting moieties, and payload molecules is very large which renders the problem of selecting the candidates for biological testing astronomically more complex (see "Mathematical engines of nanomedicine"). | |
|
Today, commercial nanomedicine is at a nascent stage of development and the full potential of nanomedicine is years or decades away. Currently the most advanced area of nanomedicine is the development and use of nanoparticles for drug delivery. | |
|
The last few years saw tremendous progress in the use of nanoparticles to enhance the in vivo efficacy of many drugs. Currently used pharmaceutical nanocarriers – liposomes, micelles, nanoemulsions, polymeric nanoparticles and many others – demonstrate a broad variety of useful properties, such as for instance increased longevity in the blood, specific targeting to certain disease sites, or enhanced intracellular penetration. | |
|
Some of these pharmaceutical carriers have already made their way into clinics, while others are still under preclinical development. There are two types of nanoparticle-based therapeutic formulations: those where the therapeutic molecules are the nanoparticles (therapeutic functions as its own carrier); and those where the therapeutic molecules are directly coupled (functionalized, entrapped or coated) to a carrier. | |
|
A newly published survey by Dr. Raj Bawa takes a look at the current state of nanoparticle-based therapeutics with regard to actual products on the market or in various phases of clinical trials ("Nanoparticle-based Therapeutics in Humans: A Survey"). | |
|
"All nanoparticulate nanomedicines currently on the market have been approved by the FDA (the U.S. Food and Drug Administration) according to pre-existing laws," Bawa tells Nanowerk. "Although the FDA has not required any special testing of nanoparticle-based therapeutics (e.g., with respect to their pharmacokinetic profiles), there are not many marketed nanoparticle-based therapeutics. This is an obvious consequence of the extremely complex and demanding requirements of clinical trials by the FDA. There are, however, numerous nanoparticle-based therapeutics under development." | |
|
In his survey, Bawa gives several specific examples of companies and their nanoparticulate drug products. The following descriptions are quoted from Bawa's survey: | |
|
Elan Corporation – NanoCrystal Technology | |
|
Because consumers prefer oral drugs over implantables or injectables, nano-engineering traditional or shelved compounds could greatly enhance oral bioavailability in some cases, says Bawa. A classic example of improving the bioavailability of poorly soluble drugs is Ireland-based Elan Corporation’s NanoCrystal technology. This technology is: (a) an enabling technology for evaluating new molecular entities that exhibit poor water solubility and/or (b) a valuable tool for optimizing the performance of current drugs. | |
|
Abraxis BioScience, Inc. – Paclitaxel-Albumin Nanoparticles | |
|
The company's Abraxane is an albumin-bound nanoparticle formulation of the widely used anticancer drug, Paclitaxel (Taxol). Bawa describes it as the only albumin-bound solvent-free taxane nanoparticulate formulation (∼130 nm) that takes advantage of albumin to transport Paclitaxel into tumor cells. It was approved by the FDA in 2005 for use in patients with metastatic breast cancer who have failed combination therapy. Because Abraxane is free of toxic solvents typically associated with other approved Paclitaxel preparations, there is no need for pre-medication with steroids or antihistamines often needed to prevent these side effects. Another advantage is that it is administered in 30 minutes, as compared to three hours for solvent-based Paclitaxel. | |
|
Nanospectra Biosciences – AuroShell Particles | |
|
AuroShell particles (previously known as Nanoshells) were developed by Drs. Naomi Halas and Jennifer West of Rice University in the 1990s which eventually led to the formation of Nanospectra Biosciences. Formal operations began in 2002 to commercialize applications using AuroShell particles. Nanospectra has obtained FDA approval to commence human trial for the treatment of head and neck cancers. According to Nanospectra, AuroShell particles are a new type of optically tunable particles composed of a dielectric core coated with an ultra-thin metallic layer. For their oncology applications a silica core is surrounded by an ultra-thin gold shell (gold-coated glass nanoparticles). | |
|
Calando Pharmaceuticals, Inc. – RONDEL Technology | |
|
Calando Pharmaceuticals, Inc. is a privately held biopharmaceutical company funded by Arrowhead Research Corporation. The company has developed proprietary therapeutic cyclodextrin-containing polymer RNA interference (RNAi) delivery technology and demonstrated the first clear in vivo sequence-specific gene inhibition in tumors. Calando’s technology for RNAi is called RONDEL. Specifically, it employs small interfering RNA (siRNA) as the therapeutic RNA. Calando’s nanoparticle delivery system is designed for IV injection. According to the company, upon delivery of the RNA-containing nanoparticles, the targeting ligand binds to membrane receptors on the targeted cell surface enabling the nanoparticles to be taken up into the cell via endocytosis. | |
|
Starpharma Holdings, Ltd. – Dendrimer-based VivaGel | |
|
Starpharma Holdings Limited, a leader in the development of dendrimer nanotechnology products, is principally composed of two operating companies, Starpharma Pty. Ltd. and Dendritic Nanotechnologies, Inc. Products based on Starpharma’s dendrimer technology are already on the market in the form of diagnostic elements and laboratory reagents. Starpharma’s lead nanopharmaceutical development product is VivaGel (SPL7013 Gel) which is based on a dendrimer. | |
|
Mersana—Fleximer – Camptothecin Conjugate | |
|
Mersana Therapeutics, Inc. (formerly Nanopharma Corp.) is a privately held, venture backed company that utilizes its proprietary nanotechnology platform to transform existing and experimental anti-cancer agents into new, patentable drugs with superior pharmaceutical properties. Mersana’s key component of this platform is a “stealth” material derived from dextran called Fleximer. Fleximer is a biodegradable, hydrophilic and multivalent polymer that can be chemically linked to small molecules and biologics to enhance their pharmacokinetics and safety. | |
|
"So far, the process of converting basic research in nanomedicine into commercially viable products has been difficult," Bawa sums up the current status. "In the future, several variables will determine whether advances in the laboratory will translate into commercial products available in the clinic. Presently, multiple challenges and risks beset the commercialization of nanoparticle-based therapeutics." Among the risks that he lists are: | |
|
nanoparticle separation from undesired nanostructures like byproducts, catalysts, and starting materials; scalability issues and enhancing the production rate; reproducibility from batch to batch with respect to particle size distribution, charge, porosity, and mass; high fabrication costs; lack of knowledge regarding the interaction between therapeutic nanoparticles and living cells (the issue of biocompatibility and toxicity); big pharma’s reluctance to seriously invest in nanomedicine. | |
|
Nevertheless, it appears to be just a question of time when nanoparticle-based therapeutics will become an integral part of mainstream medicine and a standard in the drug industry. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
Posted: July 28, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) Transparent conductive coatings pervade modern technology and they are a critical component of optoelectronic devices. Today, the most widely used standard coating in nearly all flat panel displays and microdisplays is indium tin oxide (ITO). As indium becomes increasingly scarce and expensive, the search for novel transparent electrode materials with good stability, high transparency and excellent conductivity has become a crucial goal for optoelectronic researchers. | |
|
There are strong and successful efforts from several research groups around the world to develop optoelectronic devices on the basis of individual single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). This development is of great scientific interest, although there are major challenges in finding technologically feasible ways to assemble the individual nanotube devices into functioning electronic circuits with a high level of integration. | |
|
One possible solution is to use networks of entangled SWCNTs that have been grown into continuous, semi-transparent thin film. Such SWCNT thin films are easy to cast from SWCNT solution, they can be lithographically patterned, and the preparation of such films requires only micrograms of SWCNT material, thus this is a low cost technology. | |
|
"We use the suspended SWCNT thin film technology to demonstrate the first prototype of an integrated optoelectronic SWCNT device, a SWCNT optocoupler in which a SWCNT emitter and a SWCNT detector couple two electrical circuits by the transmission of a signal through the optical channel," Dr. Robert Haddon tells Nanowerk. | |
|
Haddon, Distinguished Professor, Chemical and Environmental Engineering, and Director of the Center for Nanoscale Science and Engineering at the University of California, Riverside, has just published a new paper that reflects his group's continuing efforts to develop optoelectronics on the basis of single-walled carbon nanotube (SWCNT) thin film technology ("Single-Walled Carbon Nanotube Thin Film Emitter-Detector Integrated Optoelectronic Device"). | |
|
In previous work, Haddon's team had demonstrated that the photoresponse of SWCNT thin film is enhanced by many orders of magnitude when it is suspended in vacuum between electrical contacts ("Bolometric Infrared Photoresponse of Suspended Single-Walled Carbon Nanotube Films"). | |
|
"This enhancement originates from the ability of SWCNTs to absorb infrared light more strongly than conventional semiconductors and to efficiently convert the absorbed energy into an electrical signal through the bolometric effect – the heating of the SWCNT film under infrared radiation changes its electrical resistance, which strongly depends on temperature," Haddon explains. "This strong photoresponse can be utilized to manufacture a new type of infrared bolometric detector." | |
|
In their recent Nano Letters publication, Haddon's team demonstrated the first prototype of a SWCNT integrated optoelectronic device in which they introduced a SWCNT thin film emitter which operates together with a SWCNT thin film detector to transfer a signal between two electrical circuits through the optical channel without electrical coupling thus making an optocoupler; a device widely utilized in conventional semiconductor-based optoelectronics. | |
|
To prepare their optocoupler device, the UC Riverside team utilized free-standing SWCNT films of electric arc produced and purified SWCNTs prepared by vacuum filtration. | |
|
"We made the detector by suspending a narrow ribbon of SWCNT film across the opening of a sapphire ring; a second sapphire ring was used to support a SWCNT thin film emitter in a similar way" Haddon explains the procedure. "The two sapphire rings were attached by thermally conducting adhesive paste back to back so the SWCNT emitter and detector were facing each other at a separation of 2.0 mm. The dimensions (length × width × thickness) of the SWCNT detector and emitter were 1 mm long x 0.24 mm wide x 100 nm thick and 2.2 mm x 0.64 mm x 150 nm, respectively. The sapphire rings were mechanically and thermally attached to the coldfinger of a continuous flow optical cryostat with the sample space maintained in vacuum." | |
 | |
| (a) Schematic of the SWCNT optocoupler: SWCNT thin film emitter and detector are mounted face-to-face on two sapphire rings so the radiation from SWCNT emitter can be sensed by the detector. (b) Optical microscope image of the SWCNT optocoupler. Both SWCNT emitter and detector films are ultrathin and semitransparent, so the narrow strip of SWCNT detector (on the back) can be seen through the SWCNT emitter film (in front). Inset: SEM image of the SWCNT film. (Reprinted with permission from American Chemical Society) | |
|
Applications based on SWCNT thin film technology are now recognized as a near term alternative to the development of nanoelectronics based on individual SWCNTs. | |
|
Haddon says that he envisions that SWCNT thin films will become a new advanced optoelectronic material which can be applied to the manufacture of high density focal plane arrays of infrared detectors for thermal imaging, infrared astronomy and medical imaging. "The SWCNT-based integrated optoelectronic devices such as optocoupler potentially may find application when a higher level of integration is required as in the development of 3D-electronics where optical communication between different 2D-layers is needed," he adds. | |
|
Among research groups around the world, SWCNT thin film technology is utilized to substitute ITO as a highly transparent conducting coating for large area optoelectronics. Additional projects in Haddon's lab include development of gas sensors and a new type of fuel cells on the basis of SWCNT thin films. | |
|
Haddon points out that SWCNT thin film technology still requires significant efforts in order to bring it to practice. He lists reducing the size of individual elements by utilizing lithography, optimizing SWCNT device performance, and especially increasing the speed of operations as the Important issues that need to be tackled. | |
|
"Further development of the SWCNT thin film optocoupler will incorporate thin film photolithography which would allow the manufacture of multichannel arrays of SWCNT-based optocouplers with pixel size of 30-20 µm, which is comparable to current focal plane array technology," he says. "Such size decrease would permit a significant reduction of the power per individual optocoupler and a significantly faster response time which is an important characteristic of the optocoupler performance." | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
Posted: July 29, 2008
|
(Nanowerk Spotlight) Remember the movie blockbuster Erin Brockovich? The film is based on a real world legal case that revolves around hexavalent chromium, also known as chromium (VI), used by the Pacific Gas and Electric Company (PG&E) to control corrosion in cooling towers in its Hinkley, CA compressor station. Chromium (VI), a natural metal, is known to be toxic and is recognized as a human carcinogen via inhalation. It also is widely used by industry in the manufacture of stainless steel, welding, painting and pigment application, electroplating, and other surface coating processes. PG&E for instance would periodically treat the surface of the cooling coils in its Hinkley station with anti-corrosion paint and release the chromium-containing wastewater into the environment. | |
|
The huge economic impact of the corrosion of metallic structures is a very important issue for all modern societies. Estimates for the cost of corrosion degradation run to about €200 billion a year in Europe and over $270 billion a year in the U.S. The annual cost of corrosion consists of both direct costs and indirect costs. The direct costs are related to the costs of design, manufacturing, and construction in order to provide corrosion protection, and the indirect costs are concerned with corrosion-related inspection, maintenance and repairs. | |
|
In spite of its toxicity, chromium (VI) has remained an essential ingredient in the metal finishing industry for corrosion control. But combine the economic impact of corrosion damage, the environmental and health problems cause by chromium (VI), and the increasing regulatory restrictions, scientists have a huge incentive to develop a new generation of protective coating systems. | |
|
The advanced materials that are being developed and used in modern industries require increasingly sophisticated coatings for improved performance and durability. With a degrading environment due to industrial factors, environmental compatibility is an aspect that gains in importance during the design phase of novel materials – and chromium (VI) compounds certainly wouldn't make the list. Furthermore, while conventional anticorrosion coatings are just passive barriers that prevent the interaction of corrosive species with a metal, future nanotechnology based protective coatings will be 'smart', i.e. they will provide several functionalities that will in effect result in self-healing capabilities. | |
|
The whole concept of 'smart' materials that react on external impact (pH, humidity changes, or distortion of the coating integrity) and repair themselves has experienced a tremendous boost with the advent of nanotechnology. The nanoscale multilayer structure of a coating, in which the components are integrated and mutually reactive, is a main point in sophisticated and strong corrosion protection. | |
|
Researchers in Germany now have developed a novel method of multilayer anticorrosion protection including the surface pre-treatment by sonication and deposition of polyelectrolytes and inhibitors. This method results in the formation of a smart polymer nanonetwork for environmentally friendly organic inhibitors. | |
|
"Our novel coating exhibits very high resistance to corrosion attack, long term stability in aggressive media and an environmentally friendly, easy and economical preparation procedure," Dr. Daria Andreeva tells Nanowerk. "We have demonstrated the general procedure for a surface important for the aircraft industry but it is similarly applicable for many types of surfaces, thus enabling many applications in advanced technologies." | |
|
Andreeva is a researcher at the Max Planck Institute of Colloids and Interfaces in Potsdam, Germany. Together with her colleagues Dmitri Fix, Dr. Dmitry Shchukin and Dr. Helmuth Möhwald, she published a paper on the design of the group's novel anticorrosion system in Advanced Materials ("Self-Healing Anticorrosion Coatings Based on pH-Sensitive Polyelectrolyte/Inhibitor Sandwichlike Nanostructures"). | |
 | |
| 21-day-corrosion test in 0.1M NaCl solution: scanning electron microscopy image and photograph of uncovered aluminum plate with corrosion degradation (above) and corrosion resistant aluminum plate covered by polyelectrolyte coating (below). (Image: Dr. Andreeva, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces) | |
|
The main novelty of the proposed system is the multi-level protection approach, where the protective systems – the 'smart' multilayers – will not only be a barrier to external impacts, but also respond to changes in their internal structure, and combine in the same system different damage prevention and reparation mechanisms. | |
|
The Max-Planck scientists started with the assumption that the layer-by-layer (LbL) deposition procedure would be a very effective solution for the preparation of self-healing anticorrosion coatings. The LbL process involves the stepwise electrostatic assembly of oppositely charged species (e.g., polyelectrolytes and inhibitors or nanoparticles) on a substrate surface with nanometer-scale precision, and allows the formation of a coating with multiple functionality. | |
|
A novel step in this anticorrosion system is the surface pretreatment of aluminum alloy by intensive sonication in water with an ultrasonic horn. Although the typical aluminum surface is covered by a 3-7 nm thick natural oxide film, this thin layer is not sufficient to protect against corrosion agents and does not yield good adhesion to subsequent layers of the coating. | |
|
"The ultrasonic pretreatment is crucial for formation of a uniform film" says Andreeva. "The surface of ultrasonically pretreated samples exhibits better wettability, adhesion, and chemical bonding with the polymer layers of the subsequent LbL coating. It results in a homogeneous distribution of the polymer film on the aluminum surface." | |
|
After pretreatment, 5-10 nm thick layers of polyelectrolytes and inhibitor were formed by LbL deposition on the freshly sonicated aluminum alloys. | |
|
The scientists were amazed that even the nanometer-thick polyelectrolyte/ inhibitor coating provides effective corrosion protection for the aluminum alloy. They explain that the nature and properties of their novel anticorrosion coating simultaneously provide three mechanisms of corrosion protection: 1) passivation of the metal degradation by controlled release of inhibitor; 2) buffering of pH changes at the corrosive area by polyelectrolyte layers; and 3) self-curing of the film defects owing to the mobility of the polyelectrolyte constituents in the layer-by-layer assembly. | |
 | |
| Schematic mechanism of corrosion protection. (Reprinted with permission from Wiley) | |
|
Since the release of the inhibitor is stimulated by corrosive species and corrosion products, this 'smart' coating enables prolongated self-healing activity. | |
|
This anticorrosion protection method has a very broad range of potential applications due to its versatility. All components (polyelectrolytes and inhibitors) could be adjusted for a particular surface. The novel coating could be applied in aerospace, automotive and maritime industry and all other areas that suffer from corrosion damage, such as for instance oil and gas pipelines. | |
|
"Although we concentrated on corrosion, our method could also be more generally applied for self-repairing coatings like antifungal or antifriction applications" Andreeva points out. | |
|
One of the practical problems the Max-Planck team is still working on is the automation of the layer formation procedure in order to allow the scaling up of their technique for industrial applications. Beyond that, they are already looking to introducing other components with other mechanisms of corrosion protection into the system such as the combination of several inhibitors or self-polymerized compounds. | |
|
By Michael Berger. Copyright 2008 Nanowerk LLC |
هر چند زمستان با تمام سردي و سرمايش در دي و بهمن تا استخوان مان نفوذ کرده بود و تاب زيستن را از تن مان ربوده بود، اما بهار نورس در اسفندماه آفتابي بود که چه زود سرما را به وادي فراموشي برد. در همين حال و هوا، شايد بتوان گفت آخرين برنامه خانه مديران سازمان مديريت صنعتي، به سخنراني دکتر جمشيد عدالتيان اختصاص پيدا کرد.
در اين جلسه عدالتيان به بررسي شرايط اقتصادي ايران و راهکارهاي پيش رو پرداخت. گزارش اين سخنراني درپي تقديم خوانندگان ميشود:
عدالتيان سخنان خود را اين گونه آغاز کرد: مي دانم که موضوع جلسه امروز داراي جذابيت هاي زيادي است و مي تواند در پيش بيني آينده اقتصاد ايران موثر باشد، اما تا حدودي هم موضوعي جنجالي محسوب مي شود.
وي در همين ارتباط تاکيد کرد: هم اکنون ما با چند سوال جدي روبرو هستيم، نخست اينکه آيا ساختار اقتصادي كشور كارآمد هست ياخير؟ درصورتيكه كارآمد نيست، چه بايد كرد؟ وچگونه ميتوان به جايگاهي كه شايسته مردم و بنگاههاي اقتصادي كشور است، دستيافت؟
سخنران افزود: براي حرکت کردن به سمت شرايط بهينه، گزينه هاي متعددي مطرح مي شود. برخي معتقد به اصلاح اقتصادي هستند، برخي ديگر جراحي اقتصادي را توصيه مي کنند و برخي نيز موضوع انقلاب اقتصادي را مطرح مي کنند و البته مفهوم ديگري نيز به نام خودسازماندهي وجود دارد، بنابراين ما با بايد از بين اين چهار مولفه انتخاب کنيم.
عدالتيان به تشريح هر يک از اين ابعاد پرداخت و گفت: خودسازماندهي (Self Organization) مدلي است که هم اکنون به صورت گسترده در بسياري از کشورهاي دنيا مورد استفاده قرار مي گيرد. اگر بخواهيم اين مدل را در يک قالب کوچک تبيين کنيم، مي توانيم مثال يک خانواده را مطرح کنيم. به عنوان نمونه اگر يک خانواده با دو گزينه خريد خودرو يا رفتن به مسافرت روبرو باشد، اگر مسافرت را برگزيند، به معني اين است که هزينه آن برابر با خريد ماشين است و بالعکس. در اين شرايط هر خانواده اي متناسب با اطلاعاتي که دريافت مي کند تصميم گيري مي کند، حال اين اطلاعات مجموعه اي از فرهنگ، ايده هاي بشري و مباحث تئوريک است.
وي در ارتباط با تشريح شرايط کنوني جامعه گفت: برخلاف عصر کشاورزي که گزينه هاي زيادي براي انتخاب وجود نداشت، اما هم اکنون گزينه هاي متعددي براي انتخاب پيش روي بشر قرار دارد و بنگاهها حق انتخاب گسترده اي را براي افراد ايجاد کرده اند؛ از سوي ديگر اين تعاملات و ارتباطات گسترده در يک بستر حقوقي که پيرامون ما را دربرگرفته است، شکل مي گيرد، که بخشي از اين قوانين و مقررات، قوانين مکتوب هستند و برخي ديگر نيز به صورت عرف، فرهنگ و اخلاق در جامعه جريان دارند ولي در هر صورت اين عوامل از جمله متغيرهايي هستند که بر شکل گيري رفتار اقتصادي فرد و بنگاه تاثير مي گذارند.
سخنران در ارتباط با جايگاه خودسازماندهي گفت: معني خودسازماندهي رسيدن به نقطه تعادلي است که در اثر عملکرد و تعامل اين قوانين با يکديگر به وجود مي آيد و موجب رشد و توسعه اقتصادي کشور مي شود. به عنوان نمونه در ورزش پاتيناژ به کسي گفته نمي شود که همه ورزشکاران به سمت يک هدف خاص حرکت کنند، اما در عمل مشاهده مي کنيم که همه ورزشکاران به يک سمت حرکت مي کنند و اصلاً بقاي فرد در اين نکته نهفته مي شود، در غير اين صورت به زودي فردي که از اين شرايط تخطي کرده است، از گردونه رقابت خارج مي شود.
عضو هئيت نمايندگان اتاق بازرگاني در ارتباط با مفهوم اصلاح اقتصادي نيز گفت: اصلاح اقتصادي در شرايط تعادل و پايداري معنا دارد، در اين شرايط، سيستم اقتصادي وقتي در حالت تعادل قرار دارد، انحراف ها را شناسايي مي کند و آنها را در طول زمان برطرف مي کند و اين يک فرآيند بسيار آهسته و آرام است.
وي در ارتباط با تجربه دنيا در همين زمينه گفت: دركشورهاي پيشرفته شاهديم كه اصلاحات اقتصادي خيلي عميقي انجام نميشود و تغييراتي كه درهنگام انتخابات توسط كانديداها وعده داده ميشود مربوط به اصلاح بعضي ازساختارهاست بقيه شرايط باثبات و پايدار فرض مي شود.به عنوان نمونه، فقط روي اصلاح نظام مالياتي، بيمه اي يا برخي نظامهايي که کارآمدي شان با مشکل روبرو شده است، تاکيد مي شود. دركشورهاي جهانسوم وقتي از اصلاحات اقتصادي صحبت ميشود، بسيار عميق و اساسي اين اتفاق را مطرح ميكنند. مثلاً اگر سخن از اصلاح سيستم بانكي مطرح شود، موضوع به تغييرات اساسي درساختار اين نظام بازميگردد. درحاليكه دركشورهاي پيشرفته اين گونه نيست، اساس وپايههاي سيستم ثابت ميماند و تغييرات دربخشهاي پائيندستي و جزئيات صورت ميگيرد.
عدالتيان تاکيد کرد: به دليل اينکه فرآيند اصلاحات اقتصادي بسيار آرام است، بيشتر بنگاهداران و سرمايه داران که با تغييرات ناگهاني موافق نيستند، به اين رويکرد اقبال بيشتري نشان مي دهند، چون تداوم وضعيت موجود را تضمين مي کند، در غير اين صورت تغييرات ناگهاني منجر به خروج و فرار سرمايه از منطقه مي شود.
سخنران سپس به بررسي موضوع جراحي اقتصادي پرداخت و گفت: درجراحي اقتصادي نيز ساختار محكم و سالم اقتصاد بايد وجودداشتهباشد و صحبت از تغييرات ناگهاني و يكباره نيست، اما در اين سيستمها موانعي وجوددارد كه مانع اصلاحات اقتصادي ميشود، درچنين وضعيتي بحث جراحي اقتصادي پيشميآيد. يعني در اين شرايط يک اقتصاد سالم و پويا وجود دارد، اما نمي توان مشکلات را با اصلاح اقتصادي حل کرد، بنابراين موضوع جراحي اقتصادي پيش کشيده مي شود.
وي به عنوان نمونه گفت: براي مثال دركشور روسيه مفاسد اقتصادي مانع رشد وتوسعه شده است، درچنين شرايطي بحث جراحي اقتصادي مطرح شده است، چراكه ديگر اصلاحات نمي تواند پاسخگو باشد. دراين شرايط سيستم تشخيص مي دهد که با استفاده از قدرت سياسي و حتي با بهره گيري از قدرت قضائي مفاسد را اصلاح کند. اين حالت در کشور ما در ارتباط با مباحثي مانند فاچاق کالا و ارز و يا هرز رفتن يارانه ها، مصداق دارد.
عدالتيان در ارتباط با جراحي اقتصادي، دو مساله را مطرح كرد و گفت: درموضوع جراحي اقتصادي، دونكته اساسي مطرح است: نخست آنكه، فرديكه در راس قوه مجريه قرارگرفته جسارت لازم را دربرخورد با اشكالات داشته باشد وآماده جراحي اقتصادي باشد؛ چراكه دركشور ما ديده ميشود كه، گروهي كه منافع ايشان درتضاد با اصول صحيح اقتصادي قرارگرفته وبايد بايك جراحي از ساختار اقتصاد كشور حذف شوند، دربرابر آن مقاومت ميكنند وبا روشهاي مختلف اشكالتراشي مي کنند.
وي در ارتباط با نکته دوم نيز گفت: نكته ديگر وجود سيستم انتظامي و قضايي محكم است تا پشتيبان عمليات جراحي قوه مجريه و فردي كه در راس آن نشسته است، باشد. متاسفانه جراحي اقتصادي هميشه مثبت نيست. با شعارها شروع ميشود، اما بيشتر طبقه مولد جامعه را مورد عتاب قرارميدهد.
وي تشريح مفهوم انقلاب اقتصادي را با ارائه يک مثال آغاز کرد و گفت: درسال 1917 كه بلشويكها درروسيه به پيروزي رسيدند، انقلابي ساختاري درنظام اقتصادي روسيه بهوجودآوردند و شعارهايي چون تقسيم عادلانه ثروت و ازبين بردن نظام طبقاتي و... را مطرح کردند، بنابراين درانقلاب اقتصادي بيشتر تمركز روي كسب قدرت است و تغييرات از طبقات خردتر شروع ميشود و همه قوا درگير تغيير سيستم مي شوند.
عدالتيان با بررسي تجارب دنيا گفت: اگر انقلاب روسيه را مصداق انقلاب اقتصادي بدانيم، در نهايت شاهد بوديم که در سال 1990، پرونده اين نظام بسته شد، هر چند هنوز برخي کشورها مانند کوبا اقتصاد سوسياليستي را حفظ کرده اند؛ اما از سوي ديگر ما در چين شاهد نوعي جراحي و اصلاح اقتصادي هستيم و پيش بيني مي شود که تحت اين شرايط کل ساختار اقتصادي چين تغيير پيدا کند. هند نيز نظام بينابين را تجربه مي کند و توانسته است حتي رشد 10درصدي را نيز تجربه کند، بنابراين ما هيچوقت در چين و هند انقلاب اقتصادي نخواهيم ديد، بلکه بيشتر شاهد اصلاح اقتصادي و جراحي اقتصادي خواهيم بود.
وي تشريح شرايط ايران را با يک پرسش آغاز کرد و گفت: اما كشور ما دراين مدت چه كرده است؟ ما در اين سالها چند مقطع تعيين کننده را پشت سر گذاشته ايم، در دهه 40 انقلاب سپيد در کشور منجر به شکل گيري يک طبقه مالک سهامدار شد، پس از آن شوک نفتي 1973درآمد نفتي را به شدت افزايش داد و در همين دوران صنعت مونتاژ در کشور به شدت گسترش پيدا کرد. اين شرايط منجر به عدم توزيع نامناسب درآمد شد و عده اي از مردم به شدت پولدار شدند، اما روابط و ضوابط اقتصاد آزاد رعايت نمي شد و ذينفعان بنگاهها تحت فشار قرار داشتند.
وي در ارتباط با تشريح مسائل اقتصادي پس از انقلاب نيز گفت: بعد از انقلاب موضوع تصدي گري دولت به شدت مورد توجه قرار گرفت، بسياري از کارخانه ها دولتي شدند، فرهنگ رقابتي از ميان رفت و بيشتر حرکتهاي جهادي مورد توجه قرار گرفت و به اين ترتيب سيستم اقتصادي نيم بند فئودالي به يک سيستم بازار آزاد نيمه دولتي تبديل شد، و البته در همان سالهاي ابتدايي با آغاز جنگ تحميلي مسائل اقتصادي به حاشيه رفت و سيستم به سيستم جنگي تبديل شد و دولت تبديل به بزرگترين بنگاهدار کشور شد.
وي در تشريح شرايط موجود كشور گفت: قيمت نفت بالا ميرود و عدالت اجتماعي درانتخابات مطرح ميشود، اما آنچه كه هنوزهم باقي است اين است كه سيستم اقتصادي مطلوب كشور ماكدام است؟ و اينكه چارچوب اين سيستم و شاخههاي فرعي آن مانند رفاه، مهار تورم و بيکار چگونه به وجود ميآيد.
عدالتيان در ادامه تاکيد کرد: شكي نيست كه بايد نظام توليد فعال شود، حال اين نظام مي تواند به شکل «توليد» يا «خدمات» باشد. درمقايسه با تركيه، درآمد سرانه آنها به 8000 دلار رسيده و 20000 دلار را هدف قرارداده اند، مانيز بايد به همين رقم بينديشيم.
وي در تشريح برون رفت از شرايط موجود گفت: اتكا به درآمد نفت بايد كاهش يابد. سرانه صادرات غيرنفتي بايد به 10000دلار برسد ولازمه آن اين است كه اقتصاد ما جهاني شود وبراي آن لازم است كه همسايهها ازثبات برخوردار باشند، لازم است كه توزيع ثروت به نحو درستي صورت بگيرد، خانوادهها مصرفكننده كالاهاي برتر بشوند تا بنگاهها هم ازآن منتفع شوند. اگر روستائيان وارد چرخه مصرف نشوند اين رشد امكان پذير نيست، بايد افراد وارد چرخه بورس شوند و تعداد مردم حاضر در بورس بايد افزايش يابد، اين در حالي است که هم اکنون يك ميليون خانوار از تعدادكل 18 ميليون خانوار ايراني در بازار بورس مشارکت دارند و از آن سوي بورس ما بايد به سمت رويکردهاي جهاني گام بردارد.
اين استاد دانشگاه و تحليلگر در ارتباط با بخش خصوصي نيز تاکيد کرد: همه ما مي دانيم و مي گوييم که بخش خصوصي ما بايد به شکل فعال وارد شود، اما مشکل اينجاست که ما بخش خصوصي قوي و پولدار نداريم.
محمدرضا فروغی
جانسن اند جانسن از معدود شركتهايي است كه تجربه پرفراز و نشيب يكصدسال فعاليت اقتصادي را پشت سر گذاشته است. جيمز، ادوارد و رابرت جانسن برادران موفقي بودند كه در يك فضاي اجاره اي به كار توليد لباسهاي مخصوص جراحي پرداختند، اما خيلي زود با ابتكار عمل و ايده پردازيهاي بسيار، در حوزه هاي مختلف دارويي و بهداشتي وارد شدند و شركت را به يكي از موفقترين شركتهاي جهاني تبديل كردند. رابرت جانسن فرزند جيمز جانسن نيز در ادامه راه پدر و عموهاي خويش 52 سال در شركت به كار مشغول بود و از 1932 به مدت 30 سال نيز رهبري شركت را برعهده داشت. هم او بود كه شركت را از حالت خانوادگي و محدود خارج كرد و گامهاي اساسي را به سمت جهاني شدن برداشت. مهمترين كار او توجه به فلسفه مديريت و بويژه مسئوليت اجتماعي شركت بود. مرامنامه اي كه اودر سال 1943 منتشر كرد، با تغييرات اندكي، هنوز هم به عنوان راهنماي عمل اين شركت عظيم جهاني به كار گرفته ميشود. اين مرامنامه، قديميترين سند مكتوب بنگاههاي اقتصادي در زمينه تدوين منشور اخلاقي و مسئوليتهاي اجتماعي است كه مورد الهام و اقتباس بسياري شركتها بوده است. هزاران هزار محصول مختلف دارويي و بهداشتي در زمينه هاي گوناگون، دامنه فعاليت شركت را بسيار گسترده كرده است. رويكرد تمركززدايي كه توسط رابرت براي مواجهه با اين واقعيت به كار گرفته شد، هنوز نيز در شركت موردعمل قرار مي گيرد.
تاريخچه
در سال 1885، رابرت جانسن با همراهي برادرانش جيمز و ادوارد، در يك فضاي اجاره اي در نيوجرسي خط توليد لباسهاي آماده جراحي را راه اندازي كردند. اولين محصول شركت آنها در سال 1886 به بازار عرضه شد و سال بعد، شركت جانسن اند جانسن با سهام مشترك اين سه برادر به ثبت رسيد. رابرت جانسن، رئيس شركت، در سال 1910 درگذشت و برادرش جيمز تا سال 1932 رهبري شركت را برعهده گرفت. پس از او نيز پسرش، رابرت (دوم) هدايت شركت را عهده دار شد. تا سال 1994 شركت به صورت خانوادگي اداره شد، اما در اين سال، سهام آن در بورس نيويورك عرضه شد. در سال دوم تأسيس، بروشور محصولات شركت شامل اولين لباسهاي تميز ضدعفوني براي جراحي، گچهاي پزشكي و مانند آن منتشر شد. در اين سال تعداد كاركنان به 125 نفر رسيد. در سال 1890 فروش شركت به 350 هزار دلار رسيد و اولين جعبه كمكهاي اوليه عرضه شد. در اين سال، شركت وارد عرصه توليد محصولات بهداشتي نوزادان و كودكان، مانند پودربچه شد. دو سال بعد درحدوسيعي باندهاي استريل جراحي توليد و به بازار عرضه كرد. در ابتداي قرن بيستم، فروش شركت از مرز يك ميليون دلار گذشت. براي اولين بار در سال 1901، كتابچه دستورالعمل كمكهاي اوليه جانسن منتشر شد كه در آن به طرزي ساده، روشهاي عمليات بر روي مجروحان را در حالات اضطراري تشريح مي كرد.
در سال 1911 جشن 25 سالگي تأسيس شركت برپا شد. در اين سال، 90 درصد نخ بخيه، گاز پانسمان و بانداژ دنيا توسط شركت تأمين و توليد مي شد. در 1919 اولين شعبه شركت در كانادا دائر شد. در 1920 اولين چسب زخم طبي ابداع و به نام BAND AID به بازار عرضه شد و به سرعت به عنوان پرفروشترين محصول شركت درآمد. در 1928 نخهاي جديد بخيه به بازار عرضه شد. در اين دهه، بخش محصولات مصرفي در شركت ايجاد شد. در 1931، شركت با تأسيس شعبه هاي جديد در مكزيك و استراليا، گامهاي بلندتري در جهت جهاني شدن برداشت. قبل از آن در انگلستان و آفريقاي جنوبي نيز شعباتي دائر شده بود. در ابتداي دهه 1940 بخش محصولات جراحي ايجاد شد.
در سال 1953، دكتر پل جانسن در آزمايشگاه تحقيقاتي خود در بلژيك، داروهايي براي معالجه بيماران رواني اختراع كرد. كمتر از 10 سال بعد، شركت دارويي جانسن به شركت جانسن اند جانسن پيوست. در 1962 و در جشن 75 سالگي شركت، تعداد كارخانه هاي وابسته به شركت به 83 رسيد كه 53 كارخانه در خارج از آمريكا قرار داشت. در 1970 درآمد شركت از مرز يك ميليارد دلار گذشت. در 1978 اولين شخص خارجي و نيز اولين زن به عضويت هيئت مديره شركت درآمد. در 1982 شركت با يك بحران جدي مواجه شد. با مرگ چند نوزاد در اثر مصرف داروهاي محتوي سيانيد، شركت مجبور به فراخوان و بازپس گرفتن 264 هزار شيشه حاوي كپسول شد. در 1986 كه اين اشكال مجددا براي يك خانواده پديد آمد، شركت نوع كپسول را به صورت جامد تغيير داد. در 1987 براي اولين بار، شركت به عنوان يكي از 10 شركت برتر براي مادران شاغل برگزيده شد كه همه ساله تاكنون اين برتري را حفظ كرده است.
در 1989 فروش شركت از مرز 10 ميليارد دلار گذشت. سال 1989 كرمهاي مرطوب كننده و ضدآفتاب عرضه شد و كسب و كار مستقلي در زمينه محصولات مربوط به بهداشت و مراقبت پوست دائر شد. در 1990 اولين شركت زيرمجموعه درزمينه فناوري زيستي تأسيس شد كه در زمينه مقابل با بيماريهاي حاد فعاليت ميكند. فروش شركت در سال 2001 از مرز 30 ميليارد دلار گذشت. در سال 2006 بخش بهداشتي مصرفي شركت فيزر، دومين شركت بزرگ دارويي جهان توسط جانسن اند جانسن خريداري شد.
حوزه هاي فعاليت
مجموعه عظيم جانسن اند جانسن داراي بيش از 250 كارخانه و شركت عملياتي در 57 كشور دنياست كه محصولاتش در تمام جهان عرضه و فروخته مي شود. حوزه هاي اصلي فعاليت شركت عبارتاند از: مصرفي، دارويي و تجهيزات پزشكي. در حوزه كسب و كار محصولات مصرفي، طيف وسيعي از محصولات بهداشت پوست، مراقبت از كودكان و نوزادان، سلامت زنان، رشد و تغذيه و مانند آن وجود دارد. طيف گسترده محصولات شامل محصولات بهداشتي در زمينه هاي دهان و دندان، پوستي، چشمي، خانواده، زنان، كمكهاي اوليه، ارتوپدي، غدد، ديابت، قلب نگاري، سرماخوردگي، حساسيت و... است.
استراتژي
چهار استراتژي اصلي شركت عبارت است از:
1 – تمركز بر ارزشهاي مشترك. اين ارزشها در مرامنامه 64 ساله شركت آمده است؛
2 – گسترش بنياني سلامت انساني؛
3 – رويكرد تمركززدايي. اين رويكرد در سال 1934 توسط رابرت جانسن اعلام و ايده گروه شركتهاي جانسن اند جانسن معرفي شد. اين ايده تاكنون در شركت به اجرا درآمده است؛
4 – مديريت براساس ديدگاه بلندمدت.
مرامنامه
در سال 1935، رابرت جانسن به دليل ديدگاه و علاقه اي كه به انجام مسئوليتهاي اجتماعي شركت داشت، رسالهاي به عنوان TRY REALITY منتشر كرد و در آن، همه صنعتگران را به آنچه «فلسفه جديد صنعتي» مي خواند، دعوت كرد. كمتر از 10 سال بعد، در سال 1943، مرامنامه صنعتي شركت توسط او و به عنوان OUR CREDO منتشر شد.
در اين مرامنامه، مسئوليت شركت در برابر مشتريان، كاركنان، اجتماع و سهامداران تعريف و تشريح شده است. اين مدرك ساده يك صفحه اي به 36 زبان ترجمه شده است و بعداز 65 سال هنوز راهنماي عمل شركت محسوب ميشود. در اين مرامنامه، خدمت به مشتريان در رتبه اول، خدمت به كاركنان در رتبه دوم و خدمت به سهامداران در رتبه آخر قرار دارد. چند سال بعد، خدمت به مردم محل نيز در آن افزوده شد و قبل از خدمت به سهامداران قرار گرفت. در اين مرامنامه بر حق عادلانه سهامداران – و نه بازگشت حداكثر سود – تاكيد شده است. در 1989 نيز پدران در مسئوليت اجتماعي شركت به جمع مادران، دكترها، پرستارها و مريضها افزوده شد. يكي ازجنبه هاي تمايز شركت جانسن اند جانسن، اين مرامنامه و توجه به مسئوليت خطير اجتماعي شركت است كه در ميان شركتهاي صنعتي و اقتصادي معروف است. درحقيقت، اين اولين و قديمي ترين مرامنامه اخلاقي شركتها محسوب ميشود. بدين جهت متن مرامنامه را منعكس ميكنيم: ما معتقديم كه در وهله اول در برابر پزشكان، پرستاران، بيمارستانها، مادران و همه كساني كه فرآورده هاي ما را مصرف مي كنند، مسئول هستيم:
- فرآورده هاي ما همواره بايد مرغوبترين كيفيت را داشته باشند؛
- ما بايد همواره بكوشيم كه قيمت اين فرآورده ها را پايين بياوريم؛
- سفارشها بايد به فوريت و دقت آماده شود؛
- كارگران ما بايد از سود عادلانه بهره مند شوند.
در وهله دوم خود را در برابر كساني كه با ما كار مي كنند مسئول مي دانيم:
- مردان و زناني كه در كارخانه ها و دفاتر با ما همكاري مي كنند بايد ازنظر شغلي احساس امنيت كنند؛
- دستمزدها بايد عادلانه و كافي باشد؛
- مديران آنها بايد منصف باشند. ساعات كار آنها معقول و محيط كار آنها تميز و منظم باشد؛
- به شكايات و پيشنهادهاي كاركنان بايد به طور سازمان يافته رسيدگي شود؛
- سرپرستان و رؤساي دواير بايد ورزيده و بي غرض باشند؛
- براي هركس كه لياقت داشته باشد، بايد فرصت پيشرفت فراهم باشد؛
- با اشخاص بايد به صورت فردي رفتار شود؛
- شأن و شايستگي آنها رعايت شود.
در وهله سوم خود را در برابر مديرانمان مسئول مي دانيم:
- مديران ما بايد افرادي شايسته، مجرب و توانا باشند؛
- آنها بايد از شعور متعارف و درك كامل بهره مند باشند.
در مرحله بعد خود را در برابر جوامعي كه در آنها زندگي مي كنيم مسئول مي دانيم:
- ما بايد با حمايت از نيكوكاري و نوعدوستي، شهروندان خوب جامعه باشيم و سهم خود را از ماليات عادلانه بپردازيم؛
- بايد به شكرانه دراختيار داشتن اموال و ابزار، از آنها به خوبي مواظبت كنيم؛
- بايد در ارتقا و بهبود جامعه مدني، بهداشت، آموزش و دولت خوب، سهيم و شريك باشيم؛
- و جامعه را از فعاليتهاي خود آگاه كنيم.
پنجمين و آخرين مسئوليت ما نسبت به سهامداران شركت است:
- سود شركت بايد چشمگير باشد؛
- ما بايد اندوخته داشته باشيم و بايد كار پژوهش دنبال شود؛
- برنامههاي تكاپوجويانه تنظيم شود و تاوان خطاها پرداخت شود؛
- بايد فكر زمان مبادا باشيم، مالياتها را بپردازيم، دستگاههاي جديد را تهيه كنيم، كارخانههاي جديد بسازيم؛
- فرآوردههاي جديد توليد كنيم و برنامههاي جديد براي فروش تدارك ببينيم؛
- بايد افكار نو را به كمك تجربه بياموزيم.
وقتي اين كارها انجام شود، سهامداران نيز از حق عادلانه خود برخوردار خواهند شد. ما متكي به خداوند بزرگ هستيم تا به ياري او اين وظايف و تعهدات را به بهترين صورت انجام دهيم.
تحقيق و توسعه
سابقه شركت جانسن اند جانسن در امر تحقيق و توسعه بسيار است. در سال 2001 با ادغام مركز تحقيقات جانسن و انستيتو دارويي جانسن، بخش تحقيق و توسعه دارويي جانسن شكل گرفت و فعاليتهاي تحقيق و توسعه تمركز يافت. در سا ل2006، بيش از هفت ميليارد دلار در تحقيق و توسعه هزينه شد كه 4/13 درصد فروش سالانه شركت است. در سالهاي اخير، عمده تحقيقات به سمت حوزههاي دارويي زيستي، وسائل ارتوپدي و نشر اينترنتي رفته است.
منابع انساني
تعداد كاركنان شركت بيش از 120 هزار نفر است. از اين تعداد 50 هزار نفر در آمريكا مشغول كار هستند و بقيه در سراسر دنيا، در بيش از 250 شركت عملياتي در 57 كشور حضور دارند. شور و اشتياق تنها چيزي است كه كاركنان در آن مشترك و سهيم هستند. همين اشتياق كاركنان بوده كه هر نوآوري و اختراعي را براي شركت به ارمغان آورده است. شور و اشتياق جزئي از شخصيت كاركنان شركت است. به تعبير مديرعامل شركت، شور و اشتياق ژن آنها و الهام بخش اين اشتياق، مرامنامهاي است كه نسل در نسل باقي مانده است.
فروش
فروش شركت در سال 2006، 3/53 ميليارد دلار و سود آن 11 ميليارد دلار بوده است. با اين حجم فروش، رتبه شركت در جمع 500 شركت برتر جهاني، 36 است كه در حوزه شركتهاي دارويي و بهداشتي جهان رتبه اول را به خود اختصاص داده است. پس از جانسن اند جانسن، شركتهاي فيزر، مرك، آزمايشگاههاي آبوت، ويت، برستول ماير در مكانهاي بعد قرار گرفتهاند. 30 درصد درآمد شركت در داخل آمريكا به دست ميآيد. به تفكيك حوزه فعاليت، درصد فروش عبارت است از: دارويي 44 درصد، تجهيزات پزشكي 38 درصد و مصرفي 18 درصد.
بنيانگذاران
برادران جانسن يعني جيمز، ادوارد و رابرت شركت را در 1886 بنيان نهادند. رابرت در سال 1910 به طور ناگهاني درگذشت و برادرش جيمز عهدهدار رياست شركت شد. همزمان فرزند رابرت، كه همنام پدر بود در آغاز جواني در شركت مشغول به كار شد.
او بود كه شركت را به يك شركت جهاني تبديل كرد. او ديدگاههاي ويژهاي در زمينه فلسفه مديريت و مسئوليت اجتماعي شركت داشت. مرامنامه فعلي شركت نيز از ديدگاههاي او اخذ شده و در زمان او ارائه شده است. او نظرات خود را در راه و روش كسب و كار تحت عنوان «آزادي مصادر شده» در سال 1947 منتشر كرد كه از مهمترين كتابهاي نوشته شده توسط مديران كسب و كار در آمريكا محسوب ميشود. در 1963، رابرت پس از 53 سال كار در شركت، رهبري را به فيليپ هافمن واگذار كرد. او در سال 1968 در 74 سالگي درگذشت در حالي كه با ميراث 2/1 ميليارد دلاري خود بنياد رابرت جانسن را راهاندازي كرد.
مديرعامل
ويليام ولدن مديرعامل فعلي جانسن اند جانسن، هشتمين مديرعامل شركت است كه از سال 2002 رهبري شركت را بر عهده دارد. او سابقه زيادي در شركت داشته و قبل از اين سمت، هدايت بخش پزشكي و نيز كسب و كار دارويي را انجام ميداده است. او معتقد است كه بهبود سلامتي و رفاه مردم جهان حياتيترين و مهمترين كسب و كار و نيز بامعناترين آنهاست. بنابراين به انسانهاي توانمند، ماهر، قابل و مشتاق نياز دارد تا بتواند تغييري و تفاوتي در زندگي مردم پديد آورند. او ميگويد: فلسفه مديريت ما ريشه در سيستم ارزشي ما دارد كه در مرامنامه ما متبلور است. اين فلسفه ما را ياري ميدهد كه در مواجهه با مسائل پيشرو، موازنه رشد كوتاه مدت و بلندمدت را حفظ كنيم.
منابع:
1-www.jnj.com
2- www.fortune.com
|
پژوهشگران کشور با استفاده از نانو ذرات نقره و بیو پلیمرها موفق به تولید نوعی از پانسمان شدند که می تواند از خونریزیهای دهان و بینی جلوگیری کند. | |
|
دکتر سهیلا سلحشور کردستانی مجری طرح در گفتگو با خبرنگار مهر با بیان این خبر افزود: افرادی که دچار خونریزی بینی شده و یا به دلیل کشیدن دندان دچار خونریزی می شوند در صورت استمرار به ویژه برای اطفال و سالمندان خطرناک است. وی ادامه داد: از این رو این شرکت توانست پانسمانی را تولید کند که از خونریزی بینی و دهان جلوگیری می کند. سلحشور با تاکید بر اینکه این پانسمان دارای قدرت جذب مایعات محیطی است، به مهر گفت: محیطهای مرطوب باعث فعال شدن این نوع پانسمان و چسبندگی آن می شود. مجری طرح تاکید کرد: از این پانسمانها می توان برای جلوگیری از خونریزی لثه ها نیز می توان استفاده کرد. به گفته کردستانی، این پانسمان با استفاده از نانو ذرات نقره و مواد بیو پلیمر تولید شده است. منبع: خبرگزاري مهر |
بر طبق يافتههاي اخير دانشمندان، ميتوان دستهي جديدي از ابررساناهاي دمابالا ساخت. ولادمير کرسين از آزمايشگاه لاورنسبرکلي Lawrence Berkeley Lab در کاليفرنيا و ماتين جارلد از دانشگاه هند به همکارانشان از مسکو اعلام کردهاند که به شواهدي مبتني بر ابررسانايي نانوخوشههاي آلومينيومي در دماي ۲۰۰ درجهي کلوين دست يافتهاند. اين در حالي است که بهترين ابررساناهاي دمابالاي کنوني تا دماي ۱۳۸ درجهي کلوين ابررسانا ميباشند.
براي کاربردهاي الکترونيکي، محققان مايلند تا ابررساناهايي با دماي بحراني بالاتر (دمايي که ماده در زير آن ابر رسانا است) و در حد دماي اتاق داشته باشند. ساخت چنين ابررساناهايي در نحوهي عملکرد ابزارهاي الکتريکي تغييراتي شگرف ايجاد کرده و ميتواند به دومين انقلاب صنعتي منجر گردد. هماکنون اکسيدهاي فلزياي که کوپرات (cuprate) ناميده ميشوند بالاترين دماي بحراني را در بين ابررساناهاي موجود دارند.
آزمايشاتِ جديد بر پايهي روشي که سه سال پيش توسط يک گروه از دانشگاه هند ابداع شده بود، طراحي گرديد. محققان مذکور بهکمک اين آزمايشات توانستند تغييرات ايجاد شده در ظرفيت گرمايي نانوخوشههاي منفرد که در يک پرتو خوشهاي موجود هستند را اندازه گيري کنند. آنها دريافتند که تغيير فاز، به فاز ابررسانا در دماي ۲۰۰ درجهي کلوين رخ ميدهد.
نانوخوشههاي فلزي مانندAL-45 وAL-47 داراي سيستمي از الکترونهاي (آزادِ) غيرجايگزيده هستند که از حالتهاي والانسِ اتمهاي آلومينيوم نشأت ميگيرند. از آنجايي که هر اتم آلومينيوم داراي سه الکترون والانس است کل نانوخوشهيAL-45 داراي ۱۳۵ الکترون آزاد و نانوخوشهيAL-47 داراي ۱۴۱ الکترون آزاد ميباشد. اين محققان اندازهگيريهاي خود را بر روي حالت يونيزهي خوشهها انجام دادند زيرا در اين حالت ميتوان نانوخوشههاي مذکور (که حدود 1.2 نانومتر عرض دارند) را از طريق طيفنمايي جرمي انتخاب نمود.
تغييرات در ظرفيت گرمايي، گواه مهمي براي گذار به يک فاز ابررسانا مي باشد. با اين حال براي کسب اطلاعات بيشتر در اين خصوص بايد اثرات ديگري چون مقاومت الکتريکي صفر براي زنجيرهي تشکيل شده از طريق خوشهها و اثر مايسنر تحت بررسي قرار گيرند.
کرسين اظهار داشت که يافتههاي آنها ميتواند براي ساخت شبکههاي تونلزنياي که داراي نانوخوشهها (به عنوان اجزاي سازنده) هستند سودمند واقع شود. هماکنون گروه مذکور در پي آنند تا خوشههاي فلزي غير آلومينيومي را مطالعه نمايند و اميدوارند تا به اين شکل به دماهاي بحراني بالاتري دست پيدا کنند. همچنين آنها قصد دارند تا به منظور دستيابي به اطلاعات بيشتر در مورد حالت جفتشدگي ابررسانايي در اين خوشهها از طيفنمايي خوشه بهره بگيرند. علاوه بر اين، گروه مذکور در حال انجام محاسبات بر روي خصوصياتِ شبکههاي خوشهاي ميباشند. اين شبکهها قادرند تا نسبت به ابررساناهاي حجيم، جريان بيشتري از خود عبور دهند.
در سالهاي اخير کشورهاي اروپايي گامهاي بسيار بزرگي در توسعهي حسگرهاي زيستي و تحقيقات محيطي برداشتهاند. با اين حال گروهي از دانشمندان اروپايي در پيآنند که از اين نيز فراتر روند. آنها قصد دارند تا در قالب پروژهي سهسالهي NEMSIC (مدارهاي مجتمع با سيستم نانوالکترومکانيکي) که توسط اتحاديهي اروپا حمايت ميگردد، کوچکترين حسگرِ توانپايين و پربازده دنيا را از سيليکون بسازند. گفته ميشود که اين کشف در حسگرهاي زيستي و به نمايشکشيدن محيط، کاربرد خواهد داشت.
پروفسور هيروشي ميزوتا از دانشکدهي الکترونيک و علوم رايانهي دانشگاه ساوهمپتون که در پروژه مذکور شرکت دارد اظهار داشت: «در NEMSIC تلاش ميشود تا کوچکترين حسگر موجود در دنيا ساخته شود و به بازارهاي بينالمللي عرضه گردد». بنا به اظهارات اين گروه تحقيقاتي، نکتهي قابل توجه در اين حسگر اين است که با وجود حساسيت بسيار بالا، توان مصرف آن کم خواهد بود.
براي ساخت موفقيتآميز چنين حسگري بايد ترانزيستورهاي تکالکتروني (SETs) و سيستمهاي نانوالکترومکانيکي را در قالب فناوري سيليکوني با يکديگر ادغام کرده و مجتمع ساخت. پروفسور ميزوتا گفت: «ادغام ترانزيستور تکالکترونه با فناوري ابزارِ NEM، ميزان مصرف انرژي را در هر دو حالت روشن و خاموشِ حسگر، کاهش ميدهد». وي اظهار داشت که دستيابي به يک حالت خوابِ (sleep) کامل با يک کليد NEM در حاليکه ابزار خاموش است کمک ميکند تا مصرف انرژي در حالت انتظار (stand-by) به صفر برسد.
در ائتلاف NEMSIC محققاني از کشورهاي بلژيک، فرانسه، هلند، روماني، سوييس و انگلستان شرکت دارند. پروفسور آدريان يونسکو ازEcole Polytechnique Fédérale هدايت پروژه را برعهده دارد. اين پروژه در چارچوب حوزهي موضوعي «فناوريهاي اطلاعات و ارتباطات» از برنامهي هفتم توسعه علم و فناوري(FP7) حمايت مالي ميگردد.
محققان دانشگاه آيداهو ترانزيستورهاي نانويي ساختهاند كه قادر به شناسايي باكتريها در نمونه است. به عقيده آنها از اين ابزار در ساخت وسايل الكتريكي دستي جهت شناسايي انواع باكتري ها استفاده خواهد شد.
به ادعاي دانشمندان آمريكايي اين ترانزيستورها از نانوسيمهاي سيليكوني ساخته شدهاند كه قادر به شناسايي نوعي سم باكتريايي است كه مسئول بسياري از مسموميتهاي غذايي است. اين محققان بهكمك روش نانوليتوگرافي كه يك روش قالب دهي نانو ساختارها است اين نانوسيمهاي سيليكوني را ساختهاند. آنها انتهاي نانوسيم ها را به ترمينالهاي طلا متصل كردند تا ترانزيستور ساخته شود. با روكش كردن سطح ترانزيستور با آنتي بادي اين محققان قادر شدند استافيلوكوكهاي طلايي نمونه را شناسايي كنند چرا كه باكتري با آنتي بادي اتصال برقرار كرده و جريان الكتريكي ترانزيستور را تغيير ميدهد.
اين محققان معتقدند كه ترانزيستور آنها كه از نوع ترانزيستورهاي اثر ميداني است؛ در ساخت وسايل الكتريكي دستي جهت شناسايي انواع باكتريها بكار گرفته خواهد شد.
به عقيده آنها تحقيقات در زمينه نانو ابزارها قابليتهاي گستردهاي در زمينه تشخيصها فراهم كرده است که با بهكارگيري ترانزيستورهاي اثر ميداني، امكان ساخت ابزارهاي بسيار دقيق و حساس با قيمت مناسب جهت تشخيصهاي زيستي فراهم خواهدگرديد.
نتايج اين مطالعه در مجله Lab on a chip منتشر شده است.
روش تفرق ديناميک نور (DLS) ـ که گاهي طيفسنجي ارتباط فتوني (PCS) نيز ناميده ميشود ـ براي اندازهگيري اندازة ذرات در محيط مايع مورد استفاده قرار ميگيرد. اين روش براي تعيين اندازة ذرات در محدودة چند نانومتر تا ميکرون به کار ميرود، در فناوريهاي اخير، ذراتي با قطر کمتر از يک نانومتر نيز با اين روش قابل اندازهگيري هستند.
متن اين مقاله به صورت pdf قابل دريافت مي باشد( 
)
منبع: ستاد ویژه فناوری نانو
اين مطلب، ترجمة مقدمة کتاب - Nanoparticulates as Drug Carriers - ، نوشتة پروفسور ولاديمير تورچيلين، رئيس مرکز نانوپزشکي و بيوتکنولوژي دارويي دانشگاه Northeastern ايالت متحده، است که در سال 2006 در 754 صفحه به چاپ رسيدهاست .
متن اين مقاله به صورت pdf قابل دريافت مي باشد( )
منبع: ستاد ویژه فناوری نانو
در تقسيم آيوپاک، مواد متخلخل بر اساس اندازة حفرات به سه دسته تقسيم ميشوند: • ميکروپور: اندازة قطر حفره کمتر از 2 نانومتر؛ • مزوپور: اندازة قطر حفره بين 2 تا50 نانومتر؛ • ماکروپور: اندازة قطر حفره بيشتر از 100 نانومتر. با افزايش رشد تحقيقات در زمينة فناورينانو و اثرات آن در تمام علوم و فناوري، اصلاحاتي نيز در زمينههاي نظري حاصل شد. اين نگرش جديد موجب آشکار شدن اشکالاتي شد که سالها بر تقسيمبندي آيوپاک از مواد متخلخل وارد بود؛ در حالي که آيوپاک يک نهاد علمي است، اما طرح تقسيمبندي آن داراي دو مشکل اساسي است: آنچه بسيار واضح است بي ارتباط بودن واژة ميکروپور با اندازة واقعي آن در واحد SI؛ يعني محدودة ميکرومتري است، در حالي که پيشوندهاي استفادهشده در آيوپاک برگرفته از سيستم SI هستند؛ از طرف ديگر نبود رابطهاي مناسب بين تقسيمبندي آيوپاک و فرايندهاي جذب سطحي بهخصوص در محدودة اندازة حفرات بين 1 تا100 نانومتر ـ که محدوده گنجاندهشده در علم فناورينانو است. با توجه به ناتواني طرح آيوپاک در توجيه فرايندهاي سطحي و فرايندهاي انتقال جرم بهخصوص در محدودة نانومتري باعث شدهاست که در سالهاي اخير نويسندگان مقالات از تقسيمبندي آيوپاک تبعيت کمتري داشته باشند. مشکلات موجود باعث شد که طرح جديدي از سوي ماير و گروهش[6] در سال 2007 براي تقسيمبندي اندازة حفرات پيشنهاد شود که هم با سيستم SI مطابقت داشته باشد و هم اينکه حفرات در محدودة فناورينانو بهطور بارزي مشخص شود. طرح پيشنهادي ميتواند بهزودي جايگزين طرح آيوپاک شود.
متن اين مقاله به صورت pdf قابل دريافت مي باشد( )
منبع: ستاد ویژه فناوری نانو
| اولين راهبرد سند ده سالة توسعه فناوري نانو براي رساندن ايران به جايگاه مناسب جهاني، تاکيد بر رويکرد برونگرا و تعاملات بينالمللي است. ستاد ويژه توسعه فناري نانو با اين راهبرد قصد دارد از فرصتهاي علمي، فناوري و صنعتي در خارج از کشور، حداکثر بهره را بگيرد تا کشور بتواند به سهم مناسبي از بازار جهاني فناوري نانو دست يابد. اجراي برخي از برنامههاي اجرايي ذيل اين راهبرد توانسته است تعاملات مناسبي را بين ايران و برخي کشورها ايجاد کند، که از آن جمله ميتوان به برگزاري چندين کنفرانس بينالمللي، فعال شدن سفارتخانه ايران در بعضي کشورها به منظور ايجاد ارتباطات علمي و فناورانه، عضويت و حضور فعال ايران در کميته بين المللي استانداردسازي فناوري نانو، انتخاب ايران به عنوان مرکز شبکه فناوري نانوي کشورهاي اسلامي، طرح موضوع ايجاد شبکه فناوري نانوي کشورهاي عضو اکو و برگزاري اولين جلسة کارشناسي آن در ايران، و ... اشاره کرد. از ديگر اقدامات ستاد در اين راستا، حمايت از تحقيقات مشترک محققان ايراني با دانشگاهها و مراکز پژوهشي خارج از کشور است. بررسي مقالات ايران در سال 2007 نشان ميدهد که حدود يک چهارم (24 درصد) از مقالات فناوري نانو به صورت مشترک بين محققان ايراني و خارجي نگاشته شده است، که حاکي از همکاري مناسب بينالمللي است؛ هرچند هنوز پايينتر از رقباي منطقهاي ما يعني ترکيه (28 درصد) و رژيم اشغالگر قدس (53 درصد) است. اما نکتهاي که بايد به آن توجه خاص نمود، هدفمندي اين ارتباطات و همکاريهاست. يکي از شاخصهاي ارزيابي اين هدفمندي را ميتوان درصد همکاري با اولين شريک بينالمللي دانست. هرچه اين شاخص بالاتر باشد، نشان دهنده تمرکز همکاري هاي بين المللي بر روي کشورهاي خاص است. اين شاخص در مقالات فناوري نانوي سال 2007 براي ايران پنج درصد، ترکيه ده درصد و رژيم اسرائيل 26 درصد است. اين نتايج حاکي از آن است که همکاريهاي علمي محققان ما، توزيعي و غير برنامهريزي شده است و سمت و سوي خاصي براي انجام تحقيقات مشترک بين محققان ايران و ساير کشورها وجود ندارد؛ درحاليکه رقباي ما به صورت هدفمندتر عمل ميکنند و اسرائيل به طور خاص پيوندهاي راهبردي با کشورهاي غربي بهخصوص آمريکا دارد و حداکثر بهره برداري را از امکانات آنها مي کند. اخيراً مباحثي مبني بر تقويت همکاري با برخي کشورها در ستاد مطرح است، که از آن جمله مي توان به طرح موضوع تبادل دانشجو با کشور هند اشاره کرد. اين اقدامات ميتواند ما را در بهرهگيري هدفمند از امکانات انساني و فني ساير کشورها و ارتقاي موقعيت ايران در شاخص مذکور کمک کند. البته نياز است اين برنامهها طوري تدوين شود که سطح همکاريها محدود به چند پروژه و فرد نشود و پژوهشگران همه دانشگاهها بتوانند در اين حرکت سهيم شوند. براي اين منظور، لازم است ابتدا شرکاي راهبردي ايران در حوزههاي مختلف فناوري نانو شناسايي شود، سپس آييننامه حمايت از همکاري با اين کشورها به گونهاي تنظيم شود که انواع مختلف همکاري را پوشش دهد؛ به عنوان مثال ميتوان همه محققاني را که اقدام به انتشار مقالات مشترک با اين کشورها ميکنند مورد حمايت خاص قرار داد. |
اخيراً يک شرکت ترکيهاي، پوشاکي ساخته است که داراي يک مادهي دافع حشرات بوده و بدن انسان را از هجوم حشرات مختلف مانند ساس حفظ ميکند. اين حشره ناقل يک بيماري کشنده است که به تازگي جان چندين نفر را در ترکيه گرفته است.
تولگا نارباي يکي از اعضاي هيئت مديرهي شرکت نارکون تکستايلز Narkon Textiles Inc اظهار داشت که اين شرکت براي اولين بار در ترکيه در توليد پوشاک روزمره و معمولي از مواد دافع حشرات استفاده ميکند. اين مواد در سرتاسر جهان براي توليد پوشاکِ بيرون از منزل بهطور گسترده مورد استفاده قرار ميگيرند.
نارباي با اشاره به اينکه شرکت مذکور در فرآيندهاي ساخت خود از فناوري نانو بهره ميگيرد گفت: «در اين محصول يک پوشش محافظتي دافع حشرات در اطراف بدن پوشنده قرار دارد. در اين پوشش از يک عامل بيبو استفاده ميشود. دافع حشرات به خوبي از بدن، در برابر ساسها، پشهها، مورچهها، مگسها و ساير حشرات محافظت ميکند».
وي افزود که مادهي مذکور بهطرز قابل توجهي، تعداد حشراتي که به اشخاص نزديک ميشوند را کاهش ميدهد. اين عامل دافع حشرات توسط Oeko-Tex اصلاح شده است. اين نهاد يک انجمن مستقل است که همانند سازمان سلامت جهاني (WHO) به پيادهسازي استانداردهاي محيطي و سلامت ميپردازد.
نارباي عنوان کرد که اين ماده، بادوام و ماندگار بوده و تقاضا براي محصولات اين شرکت بهويژه در نواحي ساحلي که داراي پشههاي فراواني است بالا ميباشد. شرکت مذکور محصولاتي چون تيشرت و شلوار براي کودکان و بزرگسالان توليد ميکند. بنا به اظهارات نارباي، اخيراً گونههاي جديدي از ساسها که موجب ابتلا به تبهاي شديد ميشوند جان چندين نفر را در ترکيه گرفتهاند و بههمين دليل انتظار ميرود که تقاضاي بازار براي اين محصولات افزايش يابد.
در آينده لوازم وظيفهدار صنعت نساجي را تسخير خواهند کرد. نارباي با اشاره به اين مطلب گفت: «ما از چندين سال قبل براي برندهاي بزرگ اروپايي، پوشاک توليد کردهايم. يکي از برندهايي که ما هماکنون با وي همکاري ميکنيم از فعالان بازار در هلند، بلژيک و لوگزامبورگ است. از اين رو ما قصد داريم تا محصولات وظيفهدار خود را عمدتاً براي مصرفکنندگان اروپايي خود عرضه کنيم.»
به تازگي شرکت Industrial Nanotech از پيشگامان جهاني در فناوري نانو اعلام کرده است که نمايندگي اين شرکت در چين، NorthStar Power Engineering، با يک خوردروساز بزرگ آسيايي قرارداد همکاري بستهاند.
هدف از اين همکاري، آزمايش پوشش جديد اين شرکت براي قطعات خودرو با نام NanoBoost است. اين پوشش، بازده سوخت را بالا برده و کنترل حرارت را ممکن ميسازد. فرانسيسکا کرولي، نايب رييس بخش عملکردها و بازاريابي در Industrial Nanotech در اين باره گفت: «توافقات اخير بين توزيعکنندهي چيني ما و اين خودروساز معروف، توجه و تحسين ما را برانگيخته است. ما معتقديم که ميتوانيم نيازهاي آنها را تامين کرده و با فناوري خود، اهدافشان در صرفهجويي سوخت و انرژي را محقق کنيم. ما چندي پيش يکي از دورههاي بازاريابي جديد NanoBoost را به اتمام رسانديم. اکنون زمان آن است تا اين محصول انقلابي را به صورت گستردهتر به سازندگان، شرکتهاي حملونقل و کشتيراني بزرگ و خودروسازان و پس از آن به عرضهکنندگانِ بازار و مصرفکنندگان معرفي کنيم».
وي افزود: «ساير بازارهاي هدف براي فناوري صرفهجويي در سوخت ، سرويسهاي کشتيراني باري همانند سرويس پست ايالات متحده هستند. هماکنون ما ميخواهيم نشان دهيم که با استفاده از اين فناوريها که متعلق به شرکت ما است، ميتوان افزايش هزينه در اثر بالارفتن قيمت سوخت را از طريق بهبود بازده سوخت در وسيلهي نقليه جبران کرد. ما براي اين کار پوشش NanoBoost را براي وسايل نقليهي مذکور عرضه ميکنيم».
Nansulate نام تجاري عمومي يک سري از محصولات پوششي اين شرکت است که با مواد مبتني بر فناورينانوتوليد شده است. اين پوشش به قطعات، خصوصيات مفيدي چون عايقبندي حرارتي، مقاومت در برابر خوردگي و رشد قارچ، مقاومت شيميايي و مقاومت در برابر آتش ميدهد.
منبع: http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=6151&ntid=&pg=3
يكي از روشهاي مهم تشخيص تومورها در بدن، روش MRI با استفاده از امواج مغناطيسي است كه در آن با ارزيابي سيگنالهاي برگشتي، انواع بافتها در بدن از يكديگر متمايز ميشوند. نانوذرات مغناطيسي در شناسايي سلولهاي سرطاني بوسيله MRI نقش مهمي پيدا كردهاند.
محققان دانشگاه براون و گروهي ديگر از محققان كوچكترين نانوذرات مغناطيسياي كه تاكنون ساخته شدهاند را توليد کردهاند. اين نانوذرات، نانوذرات اكسيدآهن روكش شده با پپتيد هستند. آنها اين ذرات را به بدن موش تزريق كرده و توانايي آنها در يافتن سلولهاي تومور مغزي موسوم به U87 MG را مورد بررسي قرار دادند.
اين محققان بيشتر روي اندازه ذرات و ضخامت روكش پپتيدي آنها تمركز كردند. نانوذرات ابداعي آنها قطري در حد 4/8 نانومتر دارد كه حدود 6 برابر كوچكتر از نانوذرات بكارگرفته شدهي امروزي در پزشكي است.
به عقيده محققان در اين اندازهها امكان شناسايي ذرات بوسيله سيستم ايمني وجود ندارد و تعداد بيشتري از ذرات به سلولهاي سرطاني ميرسند. همچنين علاوهبر نقش روكش در اتصال نانوذره به هدف، ضخامت روکش در نسبت سيگنال به اغتشاش در MRI نقش مهمي دارد. هر چه روكش نازكتر باشد سيگنال منعكس شده قويتر است. روكش مورد استفاده در اين مطالعه 10 برابر از روكشهاي کنوني مورد استفاده در MRI نازكتر است و در نتيجه كنتراست تصاوير تا حد قابل ملاحظهاي افزايش مييابد.
نتايج اين مطالعه در مجله Journal of American Chemical Society منتشر شده است.
منبع: http://www.nanowerk.com/news/newsid=5834.php
اخبار مرتبط: عرضه درمان جديد سرطان بوسيله شركت مينروا (04/04/87)
بررسي نانوذرات فلوريني براي بهبود تشخيص و درمان سرطان (26/03/87)
استفاده از زيست مغناطيس ها جهت تسريع در تشخيص سرطان سينه (21/03/87)
استفاده از نانو ذرات دو فوتوني براي تشخيص بهتر سلولهاي سرطاني (30/02/87)
تصوير برداري از تومور به كمك رامان و فناورينانو (28/02/87)
انجام آزمايش ايمونواسي جهت شناسايي شناساگرهاي زيستي سرطان (22/02/87)
براي اولين بار رسانايي کوانتيزهشده در نوارهاي بسيار باريک گرافني مشاهده شد. اين کشف توسط فيزيکدانان امريکايي انجام شده است و گفته ميشود که از چنين نانونوارهاي گرافنياي در آينده در ساخت ترانزيستورهايي که بسيار کوچکتر از ترانزيستورهاي کنوني هستند استفاده خواهد شد.
در رسانايي کوانتيزهشده جريان عبوري از يک سيم بر خلاف تغييرات پيوستهي معمولي با روندي پلهاي تغيير ميکند. گرافن (که يک صفحهي دوبعدي از کربن با ضخامت تنها يک اتم است) يک نيمهرسانا و در عين حال يک رساناي الکتريکي بسيار خوب ميباشد و به همين دليل در آينده ميتوان از آن در ساخت ابزارهاي الکتريکي بسيار کوچک بهره گرفت. اين ماده يک نيمهرساناي «صفر-گاف» است، به اين معنا که گاف انرژياي بين ترازهاي انرژي اکترون رسانش و والانس وجود ندارد. وجود چنين گافي به نيمهرساناهايي چون سيليکون اجازه ميدهد تا در ساخت ترانزيستورها و ساير ابزارهاي الکترونيکي بکار گرفته شوند.
يک راه براي ساخت گافهاي انرژي در يک ماده تبديل آن به يک سيم بسيار نازک است. در چنين حالتي الکترونهاي ماده مقيدند تا تنها در يک جهت حرکت کنند و به اين ترتيب يک سري از ترازهاي انرژي الکتروني از طريق گافها از هم جدا ميشوند. اگر ولتاژ مذکور در امتداد چنين سيمي افزايش يابد، جريان در يک رفتار پلهاي زياد ميشود زيرا هر تراز انرژي ميتواند تعداد محدود و ثابتي از الکترونها را در خود جاي دهد.
چنين رسانايي کوانتيزهاي در نانوسيمهاي نيمهرساناي بسيار کوچک و نانولولههاي کربني اندازهگيري شده بود اما تاکنون چنين خاصيتي براي نانونوارهاي گرافني مشاهده نشده بود. اخيراً يومينگ لين و همکارانش از مرکز تحقيقاتي واتسون در IBM توانستند اين اثر را در نانونوارهاي گرافني مشاهده کنند.
لين در اين باره گفت: «اين پديده به محققان اجازه ميدهد تا براي تحقيقات بنيادي و براي کاربردهاي مورد استفاده در فناوري، به اثرات کوانتومي مختلفي در گرافن دست پيدا کنند. بهعنوان مثال رفتار رسانايي کوانتيزه شده در گرافن ميتواند به عملکردهاي منطقي چندمقداره در سطحي بالاتر از انواع دودويي معمولي رهنمون گردد و همچنين براي ساخت «موجبرهاي کوانتومي» الکتروني تکبعدي مورد استفاده قرار گيرد».
هماکنون گروه مذکور در پي آنند تا اثر نابجاييهاي لبهاي را بر روي رسانايي کوانتيزهي ابزارهاي مذکور بررسي کنند. همچنين دانشمندان مذکور قصد دارند تا براي دستيابي به رسانايي کوانتومي در دماي اتاق، کانالهاي گذارِ بسيار باريک بسازند. اين خصوصيت براي ساخت ابزارهاي کاربردي بسيار ضروري است.
کاربردهاي فناوري نانو در حوزههاي الکترونيک، فوتونيک و انرژيهاي تجديدپذير موضوع اصلي کنگرهاي است که در تاريخ ۱۰ تا ۱۴ آگوست ۲۰۰۹ در دانشگاه مکمستر (در اونتاريوي کانادا) برگزار خواهد شد. يک کارگاه نوآوري نيز همراه با اين کنگره ارايه خواهد شد.
اين کنگره بهصورت مشترک توسط پروفسور پيتر مسچر و جان پرستون از دانشکدهي فني و مهندسي دانشگاه مکمستر، استفان گودنيک، نايبرييس دانشگاه ايالتي آريزونا و آناتولي کورکين، رييس شرکتِ Nano and Giga Solutions، مديريت ميشود.
انتظار ميرود که بيش از ۵۰۰ متخصص از ۴۰ کشور در اين کنگره شرکت داشته باشند. تاکنون ۶۰ نفر از متخصصان صاحب نام جهاني از ايالات متحده آمريکا، کانادا و مراکز تحقيقاتي بينالمللي پذيرفتهاند که نتايج تحقيقات خود را در اين کنگره ارايه کنند. در ميان آنها دانشمندان تراز اولي از Corning، آزمايشگاه تحقيقاتي واتسون در IBM T.J.، آزمايشگاه ملي لارنس برکلي، آزمايشگاه ملي لوسآلاموس، دانشگاه مکگيل، دانشگاه مکمستر، آزمايشگاه ملي انرژيهاي تجديدپذير، دانشگاه پوردو، دانشگاه فني مونيخ، دانشگاه کمبريج، دانشگاه هنگکنگ، دانشگاه منچستر، دانشگاه توکيو و ساير مراکز تحقيقاتي ملي، دانشگاهي و صنعتي پيشرو حضور دارند.
کنگره مذکور شامل سخنرانيهاي آموزشي، مرورهاي جامع، نشستهاي گروهي، نمايشگاهها و کارگاههاي تابعه است. در يکي از اين کارگاهها که «مرزهاي نوآوري» نام دارد سرمايهگذارن و کارفرمايان با فناوريهاي نوظهور آشنا خواهند شد. در اين کارگاه، فرصتهاي تجاريسازي فناوريها و روندهاي موجود و جهتگيري تحقيقاتي براي آينده به بحث گذاشته خواهند شد.
بالاترين تفكيكپذيري در تصاوير سهبعدي از درون سلولهاي منفرد، بهوسيله محققان دانشگاه ماكس پلانك آلمان بهدست آمده است. به عقيده آنها ميكروسكوپ پيمايش فلورسانت، تفكيكپذيري در حد كمتر از طول موج نور ايجاد ميکند در نتيجه امكان تصويربرداري از درون سلول با جزئيات بيمانند ممكن شده است.
تفكيكپذيري يك سيستم كانفوكال در حد 200 نانومتر در سطح كانوني و 500 نانومتر در محور نوري است. ولي در اين روش، تفكيكپذيري در تمام ابعاد در حد 45-40 نانومتر بدست ميآيدكه به عقيده محققان قابل بهبود است.
روش تصويربرداري سهبعدي تنها روش مرئيسازي غير تهاجمي درون سلولي است. تفكيكپذيري سهبعدي همانند بهكارگيري ميكروسكوپ الكتروني است با اين مزيت كه در آن امكان بهكارگيري برچسبهاي فلورسانت جهت شناسايي پروتئينهاي خاص فراهم شده است.
ابزار ساخته شده شامل يك ميكروسكوپ فلورسانت مبتني بر لنز است كه در آن از اصول اساسي دو روش ميكروسكوپ موجود بهطور همزمان استفاده ميشود. آنها با تلفيق روشهاي ميكروسكوپي STED و 4Pi جهت فشرده سازي نقطه فلورسانت به ابعاد زير شكست، بهروش ميكروسكوپي موثري كه isoSTED ناميده شده، دست يافتند. در اين روش پالسهاي بسيار كوتاه ليزر باعث تحريك بر چسب فلورسانت متصل شده به نمونه مورد مطالعه ميشود و بهدنبال اين پالس تحريكي، يك پالس تخليه اي ايجاد ميگردد كه منطبق بر خط تابش بر چسب فلورسانت است. اين پالس تخليهاي باعث تابش تحريكي شده كه خود موجب حركت الكترون ها از حالت تحريك شده (كه در آن تابش فلورسانس اتفاق ميافتد) به سطوح انرژي پائينتر ميگردد. اين كار باعث كاهش اندازه نقطه ناحيه تحريكي شده و تفكيك پذيري را افزايش ميدهد.
نتايج اين مطالعه در مجله Nature Methods منتشر شده است.
منبع: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34460
اخبار مرتبط: مشاهده نانوذرات با ميکروسکوپ نوري معمولي (01/05/87)
ميکروسکوپ جديد با تفکيکپذيري نانومقياس (03/04/87)
روش جديد رديابي سلولهاي سرطاني لوزالمعده با نانوميلهها (29/03/87)
|
پژوهشگران آمریکایی روشی را یافتند که به کمک آن می توان موانع موجود بر سر راه ساخت ترانزیستورهای تولید شده از شبکه های نانولوله های کربنی را حل کرد. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر، امکانات کاربردی بسیاری در استفاده از برخی فناوریهای نوآورانه مانند "نمایشگرهای انعطاف پذیر" و "پوستهای الکترونیکی" وجود دارد. برای مثال این فناوریها می توانند ساختار داخلی یک وسیله موتوری ویژه کنترل رسوبات را بپوشاند. اکنون گروهی از محققان دانشگاه پردو و دانشگاه ایلینویز موفق شدند یکی از بزرگترین موانع موجود بر سر راه تولید این ترانزیستورهای ساخته شده از شبکه های نانولوله های کربنی را حل کنند. اصطلاح "نانو شبکه ها" به فناوری اطلاق می شود که به کمک آن مدارات یکپارچه از تعداد زیادی نانولوله ها که به صورت اتفاقی و تصادفی روی یک ساختار شبیه تور ماهیگیری می افتند تشکیل می شوند. به گفته این دانشمندان که نتایج یافته های خود را در مجله "نیچر" منتشر کرده اند، این شبکه به طور معمول با نانولوله های فلزی که سبب ایجاد یک جریان الکتریکی کوچک می شوند آلوده شده و به این ترتیب در عملکرد آنها اختلال ایجاد می شود. اکنون محققان نشان دادند که این مشکل می تواند با قطع نانولوله های فلزی در داخل لایه های مختلف این نانوشبکه حل شود. در حقیقت با بریدن مسیر نانولوله های فلزی می توان از ایجاد این جریان الکتریکی کوچک برسر راه نانوشبکه ها جلوگیری کرد. منبع: خبرگزاری مهر |
|
نوع جدیدی از نانو حسگرهای زیستی نوری ( اس پی آر) برای اندازه گیری سریع و بسیار دقیق عوامل مختلف شیمیایی به ویژه آمایش خون در دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیر کبیر ساخته شد. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر، میثم کریمی - پژوهشگر طرح، حسگرهای زیستی ( بیوسنسورها) را موادی که با توجه به ساختار خود در برابر نوع خاصی از ترکیبات شیمیایی واکنش نشان داده و آنها را آشکار سازی می کنند ذکر کرد و گفت: استفاده از این مواد به جای روشهای متداول تشخیصی موجب افزایش سرعت، کار آیی و دقت بالای نتایج می شود. وی افزود: در این طرح روی سطح یک منشور ، لایحه بسیارنازکی از طلا به قطر 20 تا 50 نانومتر لایه نشانی و پس از افزودن لایه واسط آشکار ساز ماده بیوتین خون اضافه شد. کریمی دقت این روش را در مقیاس یک قسمت در میلیون ( PPM) ذکر کرد و گفت: در این روش با مجاورت خون با سطح حسگر، بیوتین با ماده آشکار ساز واکنش نشان داده و میزان آن توسط تابش پرتوی لیزر و بازتاب آن، با دقت بسیار تعیین شد. وی افزود: نوآوری این طرح تغییر طرح موج لیزر در زاویه ثابت به جای روش تغییر زاویه منشور در طول موج ثابت است که کارآیی آن را بالا می برد. بر اساس این گزارش ، با توجه به نتایج این طرح امکان ساخت دستگاه اندازه گیری ترکیبات مختلف خون در زمان بسیار کوتاه و با دقت بسیار بالا وجود دارد که این امر نیازمند حمایت برای تولید تجاری محصول است. دستگاهی که با کمک حسگرهای زیستی کار می کند هم اکنون توسط یک کشور و با قیمتی بیش از 700 میلیون دلار ساخته می شود که به علت همین قیمت بالا، استفاده از آن به موارد خاصی محدود شده است. منبع: خبرگزاری مهر |
دانشمندان آمريکايي براي غلبه بر مشکل شکنندگي آئروژلهاي عايق، از ساختار لانه پرندگان الگوبرداري کردهاند.
آئروژلها موادي با دانسيته بسيار پايين هستند که ويژگي عايقبندي بسيار خوبي دارند؛ اين مواد در گردشگر مريخ ناسا براي حفاظت از قطعات الکترونيکي در برابر سرما مورد استفاده قرار گرفتهاند. با اين حال مواد نانوحفرهاي بافتهشده از رشتههاي نانومقياس، بسيار شکننده هستند که اين امر کاربرد آنها را محدود ميکند. حال نيکلاس لوينتيس و همکارانش در دانشگاه علوم و فناوري ميسوري در رولا، با تقويت اتصالات ميان رشتهها، ماده قويتري توليد کردهاند.
آئروژلها عموماً از رشتههايي از نانوذرات سيليکاي شبيه گردنبند مرواريد تشکيل ميشوند. ميتوان اين رشتهها را با يک روکش پليمري تقويت کرد؛ بدين ترتيب در محل برخورد اين رشتهها باهم، اتصالات عرضي ميان آنها ايجاد ميشود.
اما لوينتيس با الهامگيري از ساختار بههمپيچيده لانه پرندگان، به ساختارهاي مبتني بر واناديا روي آورد که در آنها يک نانوساختار بسيار درهم تنيده کرممانند شکل ميگيرد.
او ميگويد: «هم سيليکا و هم وانادياي داراي پيوندهاي عرضي مواد بسيار مستحکمي هستند. اما آئروژلهاي واناديايي داراي پيوندهاي عرضي هرگز تحت فشار نميشکنند؛ اين مواد ميتوانند انرژي سينتيکي معادل چهار برابر انرژي را که سراميکهاي کربيد سيليکوني مورد استفاده در زرهيها جذب ميکنند، جذب نمايند. کاربردهاي اصلي اين مواد در حوزههايي است که ميتوانيم از ويژگي چندگانه آنها (استحکام همراه با عايقبندي صوتي و حرارتي) استفاده کنيم، همانند مواد ساختاري سبک براي ساختمانها، خودروها و هواپيماها».
داکول ديو که مواد مبتني بر ژل مشابهي در دانشگاه ايلينويز جنوبي توليد ميکند، اين کار را يک گام بزرگ به جلو ميخواند. او توضيح ميدهد: «به نظر ميرسد اين ويژگيها به مورفولوژي نانوساختاري مواد بستگي دارند، بنايراين در تئوري بايد بتوانيم از اجزاي ديگري غير از واناديا براي ساختن اين مواد استفاده کنيم».
جايگزيني واناديوم با يک عنصر ارزانتر، هدف اوليه لوينتيس است. او مي گويد: «ما از درسهايي که از واناديا فراگرفتيم، براي سيليکا نيز استفاده ميکنيم؛ اين ماده نيز در شرايط خاص ميتواند ساختارهاي کرممانند تشکيل دهد».
|
محققان دانشگاه بیرجند با سنتز نانوسیمهای سولفید بیسموت با معماری گردنبندی موفق به تولید ماده نیمههادی شدند که میتوان از آن به عنوان ترموالکتریک و افزایش دهنده کنتراست در تصاویر توموگرافی اشعه ایکس رایانهای بهره برد. | |
|
به گزارش خبرگزاری مهر، دکتر ملکوتی عضو هئیت علمی دانشگاه بیرجند و مجری طرح در این باره گفت: پژوهش در حوزه نانوکریستالهای کلوﺋیدی میتواند موجب تولید موادی با خصوصیات قابل کنترل شود. وی با بیان اینکه یکی از مطرحترین موارد بررسی در علوم نانو، مطالعه نانوساختارهای یک بعدی است، افزود: سولفید بیسموت Bi2S3(III مادهای نیمههادی و فتوهادی با گاف انرژی 3/1 است که میتوان از آن به عنوان ترموالکتریک و نیز افزایش دهنده کنتراست در تصاویر توموگرافی اشعه ایکس رایانهای استفاده کرد. ملکوتی مجری طرح با اشاره به این مطلب که در پژوهشی موفق به سنتز نانوسیمهای Bi2S3 با معماری گردنبندی شد، ادامه داد: در این تحقیق نانوسیمهای Bi2S3 با معماری گردنبندی تهیه شدند. این نانوسیمها که در دمای پایین و با ضرایب جذب مولی بینهایت بالا سنتز شدند دارای قطری در حد 6/1 نانومتر هستند. به گفته وی نانوسیمهای تولیدی چندین ماه پایدارند و بهره واکنشی بیش از60 درصد را از خود نشان میدهند به طوری که در سنتز آزمایشگاهی آنها بیش از 17 گرم محصول به دست می آید. ملکوتی اظهار داشت: با تعویض لیگاند به زنجیر کوتاه، هدایت الکتریکی فیلم لایه نازک نانوسیمهای Bi2S3 به میزان سه برابر در واحد سطح افزایش مییابد. عضو هیئت علمی دانشگاه بیرجند تاکید کرد: این کار با حمایت مالی NSERC کانادا و وزارت علوم ایران انجام شد و از حمایت های تشویقی ستاد نیز بهرهمند شده است. جزئیات این پژوهش در مجله بین المللی Angewandte Chemie و در سال 2008 به چاپ رسیده است. منبع: " خبرگزاری مهر " |
| تیم تحقیقاتی OECD که در زمینهی نانومواد تولیدی فعالیت میکند، "برنامه حمایتی" خود را آغاز کرده است. از طریق این برنامه کشورها قادر خواهند بود به طور مشترک نانومواد خاص را آزمایش کنند. بسیاری از اطلاعات ارزشمند در مورد ایمنی نانومواد را میتوان از طریق آزمون یک مجموعهی نمونه استخراج کرد. در آغاز این برنامه، تیم تحقیقاتی مزبور، تصمیم گرفتند که فهرستی از اولویتهای نانوموادی را تهیه کنند که به مرحله تجاری شدن نزدیکترند. |
|
|
|
این تیم تحقیقاتی در سال 2006 جهت کمک به کشورهای عضو، تشکیل شد تا از این طریق بتواند با چالشهای ایمنی نانومواد به طور موثر و کارا مقابله کند. OECD تجربهی زیادی در زمینهی توسعهی روشهای ارزیابی وآزمایش ایمنی محصولات شیمیایی دارد. |
|
|
|
[1] Working Party on Manufactured Nanomaterials |
|
خبرگزاري فارس: استاد دانشگاه هاروارد گفت: با استفاده از فناوري نانو واكسني توليد كرديم كه به فرد در ترك سيگار كمك ميكند. اميد فرخزاد در گفتوگو با خبرنگار اجتماعي با اشاره به تحقيقات خود در زمينه استفاده از نانو فناوري در درمان بيماريها گفت: اين تحقيقات با همكاري 15 محقق از دانشگاه هاروارد و MIT در حال انجام است و تاكنون در زمينه استفاده از نانو فناوري در درمان بيماريهاي قلبي و سرطان به نتايج خوبي دست يافتهايم. منبع: خبرگزاری فارس |
( 
1.32 مگا بايت)
اخيراً مهندسين و فيزيکدانان تجربي دانشگاه هاروارد نخستين چشمهي نيمهرساناي دمابالاي خود (با دماي کارياي در حدود دماي اتاق) را بهنمايش گذاشتهاند. اين چشمهي نيمه رسانا داراي تابش تراهرتزِ (يک تريليارد هرتز) همدوس بوده و با استفاده از الکتريسيته راهاندازي ميشود. اين ابزار ميتواند در آينده کاربردهايي چون ديدباني امنيتي و حسگرهاي شيميايي داشته باشد.
اين چشمهي تابش تراهرتز بهکمک فناوريهاي تجاريشدهي نانو ساخته شده است و در ساخت آن، محققاني چون ميخاييل بکلين و فدريکو کاپاسو، روبرت والاس و وينتون هايز از دانشکدهي مهندسي و علوم تجربي هاروارد (SEAS) شرکت داشتهاند.
بهکارگيري ليزرهاي محدودهي طيفي تراهرتز که طولموجهاي ۳۰ تا ۳۰۰ را پوشش ميدهد يکي از مشکلات اصلي مهندسان است. بهويژه ساخت آن دسته از ليزرهايي که در دماي اتاق عمل کرده و از انرژي الکتريکي استفاده ميکند و بهصورت برقي خنک ميشوند. اين ابزارها به سردسازهاي برودتي نياز دارند و بههمين دليل براي کارهاي روزمره چندان مناسب نيستند.
بلکين در اين ارتباط گفت: «ابزار ما پرتو تراهرتزي با توان چندصد نانووات (در دماي اتاق) تا چندصد ميکرووات (در دماهايي که به آساني از طريق سردسازهاي برقي قابل دستيابي هستند) تابش ميکند. علاوه بر اين ميتوان در آينده از طريق بهينهسازي نانوساختارِ نيمهرساناي ناحيهي فعال و همچنين از طريق ارتقاي بازده استخراج تابش تراهرتز، توان خروجي تراهرتز را تا سطوح ميليوات افزايش داد».
براي دستيابي به اين ابزار جديد و فايقآمدن بر محدوديتهاي دمايي ليزرهاي کنوني، محققان مذکور يک ليزر آبشار کوانتومي (QCL) زيرقرمز در دماي اتاق ساختند که بهطور همزمان با دو بسامد مختلف تابش ميکند. تابش تراهرتز از طريق فرآيند توليدِ بسامد-متفاوت در درون مادهي ليزر، در دماي اتاق و در بسامد ۵ تراهرتز توليد ميشود. (اين بسامد برابر با تفاوت دو بسامد QCL زيرقرمز است).
کاپاسو ميگويد: «تصويربرداري تراهرتز و حسگرهايي از اين دست در آينده بسيار پرکاربرد خواهند بود. در اين فناوري نسبتاً جديد براي دستيابي به نفوذ بالا، به چشمههاي کوچک، قابلحمل و قابلتنظيم نياز است. ما معتقديم که چشمهي تراهرتز ما قابليت توسعهي بالايي دارد زيرا نانومادهي مورد استفاده در اين چشمه از طريق رشد همبافتهي پرتو مولکولي ساخته شده است. اين روش يک فرآيند تجاري و پرکاربرد است».
قابليت پرتوهاي تراهرتز براي نفوذ موثر از کاغذ، پوشاک، مقوا، پلاستيک و بسياري از مواد ديگر موجب شده است تا اين ماده براي کاربردهايي چون مشاهدهي مواد شيميايي و عاملهاي زيستي در درون بستهها و ديدن تومورها بدون ايجاد جراحت بسيار مناسب باشد.
نتايج اين بررسي در نشريهي Applied Physics Letters به چاپ رسيده است.
