عصر مواد در نظر دارد با جمع آوری و گلچین مهم ترین و جالب توجه ترین اخبار و رویدادهای صنعتی و پژوهشی فناوری نانو، آن ها را در قالب یک بسته ویژه نانویی تقدیم مخاطبان و کاربران محترم نماید. این بسته ها بسته به حجم اخبار و رویدادها در بازه زمانی سه روز تا یک هفته منتشر خواهد شد.

 

 

 

استارتاپ نانویی پوست مصنوعی برای الیتام زخم تولید می‌کند

 

استارتاپ‌ نانویی نانومدیک تکنولوژیز (Nanomedic Technologies) موفق به ساخت دستگاهی شده که قابلیت تولید پوست مصنوعی با استفاده از نانوالیاف را دارد. این دستگاه با قرار گرفتن در نزدیک پوست سوخته یا آسیب دیده، الیافی را روی پوست ایجاد نموده و یک لایه شفاف شبیه به پوست انسان روی زخم ایجاد می‌کند. این محصول لایه‌ای نازک و شفاف بوده که بدون نیاز به تماس با پوست آسیب‌دیده، استفاده می‌شود؛ بنابراین مانع از بروز عفونت روی زخم خواهد شد. اسپین‌کِر (SpinCare) توسط پزشکان و دیگر پرسنل بیمارستانی قابل استفاده بوده و می‌توان آن را در منزل یا بیمارستان به کار برد. به دلیل شفاف بودن این پوست مصنوعی، پزشکان می‌توانند شرایط زخم را رصد کرده و التیام آن را مشاهده کنند. بنابراین با این فناوری نیاز به پوشاندن زخم و استفاده از باند نیست، کاری که برای بیماران مبتلا به سوختگی دردناک است.

 

هر ساله ۱۸۰ هزار نفر در اثر زخم‌های حاصل از سوختگی جان خود را از دست می‌دهند که این فناوری می‌تواند به نجات این افراد کمک کند.

 

چن باراک، مدیرعامل شرکت نانومدیک درباره این فناوری پتنت شده می‌گوید که برای تولید این محصول از الکتروریسندگی استفاده می‌شود، فرایندی که در آن نانوالیاف با استفاده از اعمال میدان الکتریکی از محلول پلیمری سنتزی تولید می‌شوند. این الیاف به هم متصل شده و لایه‌ای تشکیل می‌شود که شبیه به پوست انسان است. این محصول می‌تواند از سطح آسیب‌دیده بدن محافظت کند. برای تولید اسپین‌کِر از ابزاری استفاده می‌شود که در آن یک بخش تفنگ‌مانند به همراه مخزن حاوی پلیمر قرار دارد. در این مخزن پلیمر طبیعی و سنتزی می‌تواند وجود داشته باشد که انواع مختلف افزودنی‌های موردنیاز برای التیام و ترمیم زخم همراه پلیمر استفاده می‌شود که از این افزودنی‌ها می‌توان به کرم‌های آنتی‌باکتریال، آنتی‌بیوتیک، کلاژن، سیلیکون، هیدروژل و کانابینوئید اشاره کرد.

 

مهم‌ترین نوآوری در این محصول، کوچک‌سازی ابعاد دستگاه است که موجب شده تا این دستگاه قابل حمل بوده و به سادگی بتوان آن را جا‌به‌جا کرد. این دستگاه در دو دست قرار گرفته و با فشار دو دکمه کار می‌کند. نوک تفنگ در فاصله ۲۰ سانتی‌متری زخم قرار گرفته و بعد شلیک انجام می‌شود.

 

 

 

 

توسعه مواد زیست‌سازگار در ایمپلنت‌های پزشکی با فناوری ALD

 

شرکت پیکوسان تولید کننده ادوات لایه‌نشانی اتمی  (ALD)اعلام کرد که این شرکت استفاده از مواد زیست‌سازگار برای ALD را در کاربردهای پزشکی گسترش می‌دهد. پیکوسان به ‌عنوان یکی از تولیدکنندگان تجهیزات لایه‌نشانی اتمی، فناوری موسوم به AGILE ALD® دارد که از آن برای ایجاد پوشش‌های نانومقیاس استفاده می‌شود.

 

لوازم الکترونیکی میکروایمپلنت که با استفاده از دستگاه لایه‌نشانی شرکت پیکوسان پوشش‌دهی  HfO₂ شده، بعد از غوطه‌وری در PBS به مدت سه ماه در دمای ۸۷ درجه سانتی‌گراد، هیچ تغییری از خود نشان نداده است. این نتایج نشان می‌دهد که این ایملپنت‌ها می‌توانند بیش از ده سال در بدن انسان دوام داشته باشند.

 

فرایندهای  TiO₂ و  Al₂O₃ در حال حاضر برای تولید ایمپلنت‌های جراحی و پوشش‌دهی ذرات دارویی استفاده می‌شوند.

 

لایه‌نشانی اتمی منجر به تولید پوشش‌های یکنواخت و با کیفیت بالا می‌شود که پتانسیل عظیمی برای حل مسائل کلیدی در پزشکی دارد. در مقایسه با کپسوله‌سازی پلیمر، لایه‌نشانی اتمی راه‌‌ حلی ظریف و پیچیده است که با استفاده از آن می‌توان ایمپلنت‌های پزشکی را بهبود داد. با این روش می‌توان روی سطح قطعات را با ضخامت بسیار کم پوشش و عملکرد ایمپلنت را بهبود بخشید.

 

در روش‌های رایج از فلز تیتانیم، سرامیک‌ها و مواد پلیمری نظیر پلی‌ایمید‌ها برای پوشش‌دهی ایمپلنت‌ها استفاده می‌شود. با این حال با کاهش ابعاد ایمپلنت‌ها، نیاز به پوشش‌های جدیدی بوده تا بتوان طول عمر ایمپلنت را افزایش داد. لایه‌نشانی اتمی روشی ایده‌آل برای تولید این پوشش‌ها است، به ‌طوری که از آن می‌توان برای ایجاد لایه‌ میکرونی روی سطوح ایمپلنت‌ها استفاده کرد. شرکت پیکوسان روشی ارائه کرده ‌است که در آن از نانولامینیت برای پوشش‌دهی استفاده می‌شود. این کار منجر به افزایش طول عمر ایمپلنت‌ها به بیش از ۱۰ سال می‌شود. فرایند نانولامینیت این شرکت قابلیت تولید انبوه داشته و می‌توان با هزینه‌ پایین، هزاران ایمپلنت‌ را پوشش‌دهی کرد.

 

 

 

ترکیب دو فناوری برای تحریک سیستم ایمنی و ساخت واکسن

 

شرکت آرکتوروس تراپیوتیکس با ترکیب سیستم رهاسازی نانوذره‌ای LUNAR™ و فناوری رونویسی تکرار شونده RNA  موفق به ارائه سامانه‌ای شده که موجب تحریک سیستم ایمنی بدن می‌شود که از آن می‌توان برای تولید واکسن استفاده کرد. فناوری STARR technology™ برای تولید پاسخ ایمنی محافظت شده یا تحریک بیان پروتئین درمانی استفاده می‌شود تا به‌طور بالقوه از بروز بیماری‌ها جلوگیری یا آن‌ها را معالجه کند. واکسن تولید شده با رونویسی تکرار شونده RNA باعث بیان سریع آنتی‌ژن در سلول‌های میزبان شده و موجب می‌شود تا پاسخ سلول‌های T تقویت شود. انتظار می‌رود تا ترکیب RNA دوام بیشتری داشته باشد و میزان دوز در مقایسه با واکسن‌های مبتنی بر RNA رایج کاهش یابد.

 

 

دستیابی به فناوری تولید نانوسلولز از شکر با استفاده از باکتری

 

یک شرکت‌ ایرانی موفق به تولید نانوسلولز از مواد قندی نظیر شکر با استفاده از باکتری شده است. این روش ارزان، زیست‌سازگار و کارا بوده و می‌توان از آن برای تولید نانوسلولز در مقیاس انبوه استفاده کرد.

 

معمولاً نانوسلولز از پسماندهای کشاورزی تولید می‌شود، شرکت زیست یار مهر اندیش برای کمک به حل مشکل پسماندها و تولید ماده‌ای با ارزش‌افزوده بالا، اقدام به ارائه فناوری کرده که در آن از نوعی باکتری برای تبدیل مواد قندی به نانوسلولز استفاده شده است.

 

امین رضایی، مدیرعامل شرکت زیست یار مهر اندیش می‌گوید: “این نانوسلولزها کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند، هرچند ما تمرکز روی محصولات حوزه پزشکی داریم و در مرحله اول به دنبال استفاده از این نوع نانوسلولزها برای تولید زخم‌پوش و ماسک آرایشی بهداشتی هستیم. در حال حاضر به دنبال مجوزهای لازم برای تولید این محصولات از نانوسلولز بوده که به محض طی مراحل اداری و اخذ مجوزها، تولید و عرضه این محصولات را آغاز خواهیم کرد.”

 

وی درباره شرایط فعلی این فناوری در کشور می‌گوید: “چند گروه روی تولید صنعتی نانوسلولز در ایران کار می‌کنند، مزیت روش ما این است که منبع تامین نیتروژن در این روش بسیار ارزان‌تر از روش‌های دیگر است. همچنین این روش قابلیت تولید انبوه را دارا است و می‌توان با هزینه کم محصولی با کیفیت بالا تولید کرد”

 

 

 

استفاده از افزودنی‌ نانوسیال ایرانی برای خنک کردن نیروگاه‌ها و قطار‌ها

 

شرکت تامین نانوساختار آویژه افزودنی خنک‌کننده آب رادیاتور (کولانت DZ) تولید می‌کند که موجب بهبود عملکرد سامانه‌های نیروگاهی و قطارها شده است. این نانوسیال تاکنون در نیروگاه‌هایی در تهران و کهنوج و همچنین قطارهای شرکت رجا استفاده شده است.

 

امروزه با توجه به نیاز به کاهش ابعاد سیستم‌های انتقال حرارت در وسایل نقلیه از یک سو و همچنین نیاز به افزایش نرخ انتقال حرارت در تجهیزات نیروگاهی از سوی دیگر، سیستم‌های انتقال حرارت با راندمان بالا مورد توجه ویژه‌ای قرار دارند. ضریب هدایت حرارتی پایین سیالات رایج انتقال حرارت مانند آب در مقایسه با فلزات، مانع اصلی در کوچک‌سازی مبدل‌های حرارتی است. نانوسیال‌ها از پراکنده شدن ذرات نانویی در یک سیال پایه به ‌وجود می‌آیند. به‌ واسطه این ذرات، ضریب انتقال حرارت سیال پایه به میزان قابل توجهی افزایش یافته و در مصرف انرژی صرفه‌جویی به عمل خواهد آمد.

 

در این راستا شرکت تامین نانوساختار آویژه افزودنی خنک‌کننده آب رادیاتور (کولانتDZ) را تولید کرده و از آن در پروژه‌های مختلفی استفاده کرده است.

 

مسعود امیری، مدیر فروش شرکت تامین نانوساختار آویژه می‌گوید: “این محصول در نیروگاه طرشت تهران برای خنک کردن سیستم‌های نیروگاهی استفاده شده است. همچنین شرکت رجا برای خنک کردن موتورهای دیزل لوکوموتیو و نیروگاه کهنوج برای خنک کردن تجهیزات تولید برق از این نانوسیال استفاده کرده است. در این محصول از نانوذرات مس و نقره استفاده شده است. این نانوسیال به صورت افزودنی به آب افزوده می‌شود که موجب افزایش انتقال حرارت در سامانه‌ها می‌شود.”

 

امیری می‌افزاید: “در فصل‌های گرم سال به دلیل بالا رفتن دمای هوا، سیستم‌های نیروگاهی داغ می‌شوند از این رو باید میزان تولید برق را چند مگاوات کاهش داد تا دمای دستگاه‌ها از حد مشخصی بالاتر نروند. استفاده از این نانوسیال موجب شده تا بتوان بدون کاهش تولید برق، دمای تجهیزات را در حد بهینه تثبیت کرد. نتایج نشان داده که این نانوسیال‌ها چهار برابر هزینه خود، ارزش در فرایند ایجاد می‌کنند”

 

مدیر فروش شرکت تامین نانوساختار آویژه می‌گوید: “با توجه به این که نانوسیال‌ها تنها در سیکل‌های بسته کار می‌کنند و قابلیت استفاده در سیکل‌های باز را ندارند، ما به سراغ فناوری دیگری رفتیم و در حال حاضر از نانوپوشش نیز برای بهبود انتقال حرارت استفاده می‌کنیم. این نانوپوشش‌ها به شدت موردتوجه پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌های کشور قرار گرفته است”.

 

لازم به ذکر است که این نانوسیال در  مبدل‌های خنک‌کننده، ژنراتور دیزل، نیروگاه‌ها، ماشین‌آلات معدن و کشاورزی، سیستم‌های سرمایش و چیلرهای، موتورهای دیزل (کامیون و اتوبوس) و انواع خودروهای سواری قابل استفاده است.

 

 

 

استفاده آزمایشی از آسفالت نانویی در بریتانیا

 

شرکت دایرکتا پلاس (Directa Plus) به‌ صورت آزمایشی اقدام به آسفالت کردن خیابانی در بریتانیا با استفاده از آسفالت تقویت شده با گرافن کرد. این شرکت یک جاده در کاربریج، اکسفوردشیر را با استفاده از موادی حاوی گرافن G+ آسفالت کرد تا عملکرد این آسفالت نانویی با آسفالت‌های رایج مقایسه شود.

 

به گزارش دایرکتا پلاس، فناوری‌های جدید مانند این اصلاح کننده، پتانسیل زیادی دارند تا کیفیت سطح جاده‌ها را در اروپا و دیگر مناطق جهان بهبود دهند. دایرکتا پلاس برای این کار آزمایشی از محصولات تقویت شده با گرافن یک شرکت ایتالیایی استفاده کرده است.

 

در گزارش دایرکتا پلاس آمده است که در این کار آزمایشی قرار است تا بتن آسفالت اصلاح شده با مواد تقویت کننده با آسفالت‌های عادی مقایسه شود. در این کار عمر آسفالت در برابر عبور وسایل نقلیه، مقاومت در برابر تغییر شکل و تغییر شکل پلاستیکی دائمی آسفالت مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

 

این آسفالت‌کاری آزمایشی گامی مهم برای شرکت دایرکتا پلاس و ایترکمیکا است تا با همکاری هم پتانسیل استفاده از گرافن برای تولید نسل جدید آسفالت‌ها را ثابت کنند. ایترکیمیکا شرکت توزیع کننده افزودنی‌های آسفالت در ایتالیا است. در قالب این همکاری قرار است افزودنی تقویت شده با گرافن برای آسفالت تولید شود و در این مسیر از فناوری پتنت شده‌ای استفاده خواهد شد که موجب افزایش دوام و ماندگاری سطح آسفالت جاده‌ها خواهد شد.

 

این افزودنی جدید با استفاده از گرافن G+ شرکت دایرکتا ساخته می‌شود. پیش از این، این افزودنی در آزمایشگاه و در مقیاس کوچک تولید شد و نتایج کار، شرکت ایترکیمیکا را قانع کرد که تولید پایلوت این محصول را آغاز کند. افزودنی که در این مقیاس تولید شود، می‌تواند برای پوشش‌دهی چند کیلومتر آسفالت به‌کار رود.

 

استفاده از گرافن در آسفالت موجب می‌شود تا عملکرد سطح آسفالت به شکل قابل توجهی تغییر کرده و خواص مدیریت گرمایی آسفالت نیز بهبود یابد. این تقویت ساختاری موجب می‌شود تا آسفالت در دماهای بسیار پایین سخت و در دماهای بالا نیز نرم نشود؛ در نتیجه ترک خوردن در سرما و آسیب ساختار در گرما ایجاد نمی‌شود. یکی از مزایای آسفالت آمیخته شده با گرافن آن است که الاستیسیته و استحکام ساختاری سطح افزایش و میزان خستگی کاهش می‌یابد که این ویژگی‌ها هنگامی که فشار زیادی به آسفالت وارد می‌شود، اهمیت بیشتری خواهد داشت. همچنین نگهداری این نوع آسفالت با هزینه کمتری انجام می‌شود.

 

در حال حاضر آسفالت خیابان‌ها عمری بین ۶ تا ۷ سال دارند که با این فناوری می‌توان عمر آسفالت را به ۱۲ تا ۱۴ سال افزایش داد. این فناوری ماحصل تحقیق و توسعه میان دو شرکت است.

 

 

 

 

 

معرفی برخی نانومحصولات ایرانی برای روزهایی که هوا آلوده است

 

در روزهای سرد پاییز و زمستان احتمال رخ دادن پدیده وارونگی هوا وجود دارد این پدیده در کیفیت هوای شهرهای بزرگ با جمعیت زیاد، صنایع مختلف و وسایل حمل‌ونقل فراوان اثر منفی گذاشته و منجر به کاهش هوای مطلوب، تراکم آلاینده‌ها و افزایش تعداد روزهای آلوده می‌شود. ساکنان شهرهای بزرگ و آلوده در این روزها به دنبال یافتن راهکارهایی برای کاهش اثرات آلودگی هوا هستند، راهکارهایی مانند استفاده از ماسک‌های تنفسی، مصرف شیر و برخی میوه‌ها و سبزی‌ها و عدم حضور در مکان‌های آلوده. اما محصولات نانویی نیز وجود دارد که می‌توانند در این روزها به کار آیند. ماسک نانویی، نانوکاتالیست‌های اگزوز خودرو، افزودنی سوخت و فیلترهای نانویی هوا از جمله محصولات نانویی موجود در بازار کشور هستند که می‌توان با استفاده از آن‌ها با آلودگی هوا مقابله کرد.

 

شرکت نانو تار پاک، ضمن بومی‌سازی فناوری تولید ماسک‌های نانویی موفق شده است ماسک‌های ارتقا یافته با استفاده از نانوالیاف ویژه کودکان، ماسک نانویی صنعتی و ماسک نانویی ویژه بزرگسالان تولید کند که با توجه به شرایط آلودگی هوای تهران و ریزگردهای شهرهای جنوبی و سایر استان‌ها به ارتقای سلامت در جامعه کمک کند.

 

شرکت اکسین سبز اسپادان یکی از شرکت‌های فعال دانش محور در حوزه فناوری‌نانو نیز ماسک‌های نانویی برای کودکان و بزرگسالان و همچنین ماسک‌های نانویی ویژه در بخش پزشکی تولید و به بازار عرضه می‌کند. این ماسک‌های نانویی قادر هستند ذرات آلاینده را حتی در مقیاس‌های نانومتری جذب کنند.

 

در فصل سرما بیماری‌های واگیردار ویروسی نظیر آنفولانزا نیز شیوع بیشتری می‌یابد. نانوماسک‌ها یا همان ماسک‌های ساخته شده از نانوالیاف قادرند در برابر عوامل بیماری‌زا (باکتری‌ها و ویروس‌ها) و ورود دیگر عوامل مضر و آلرژی‌زا به مجرای تنفسی فرد نیز مقاومت ‌کنند. بنابراین استفاده از آن‌ها برای بیماران خاص پیوندی، سرطانی، تالاسمی و دیگر افراد در محیط‌های پر رفت ‌و ‌آمد به ویژه کودکان و زنان باردار به منظور جلوگیری از ابتلا به سرماخوردگی و دیگر بیماری‌های واگیردار تنفسی بسیار مفید خواهد بود.

 

یکی از دلایل عمده آلودگی‌های ناشی از وسایل نقلیه، احتراق ناقص و ناخالصی‌های موجود در سوخت و هوا است. در حالت ایده‌آل باید سیستم احتراق به گونه ای طراحی شود که آلاینده‌های بسیار کمی تولید کند و این مقدار کم، بتواند بدون آسیب عمده به محیط‌ زیست، به محیط اطراف انتشار یابد. با فناوری‌های در دسترس، حذف کامل آلاینده‌ها غیرممکن است و به همین دلیل پالایش گازهای خروجی برای کاهش آلاینده‌ها، بسیار مهم است. شرکت ایران دلکو مبدل‌های کاتالیستی مبتنی بر فناوری نانو تولید می‌کند. این مبدل‌های کاتالیستی که به صورت سه منظوره تولید شده‌اند، وظیفه پالایش گازهای حاصل از احتراق موتورهای بنزینی را به عهده دارند. وجه تسمیه سه‌منظوره در نام‌گذاری این کاتالیست، تصفیه سه گاز NOx،HC  و CO است. یکی از قابل توجه‌ترین راهکارهای ارائه شده برای این منظور استفاده از مبدل‌های کاتالیستی است که گازهای سمی و آلاینده حاصل از احتراق را به گازهای بی‌خطر تبدیل می‌کند. استفاده از این قطعه در خودروها و وسایل نقلیه در چند دهه اخیر الزامی شده است.

 

شرکت پرتو فرازان نیز با استفاده از فناوری‌ نانو، کاتالیست‌هایی تولید می‌کند که آلاینده‌های خروجی از اگزوز خودرو را به حداقل می‌رساند. کاتالیست‌های نانویی شرکت پرتو فرازان برای هر خودرو بسته به نوع آن، بنزین‌سوز یا گازسوز بودن و فناوری موتور آن‌ها متفاوت است. در واقع بخش تحقیق و توسعه‌ این شرکت مطابق شرایط هر خودرو فرمولاسیونی منطبق با شرایط استاندارد برای تولید کاتالیست نانویی درنظر گرفته است.

 

فیلترهای نانویی خودرو نیز برای بهبود کیفیت‌ هوا موثر هستند. شرکت نانوساختار مهرآسا، فیلتر هوای خودرو حاوی نانوالیاف الکتروریسی شده را تولید می‌کند که نسبت به فیلترهای معمولی آلودگی‌های محیط زیست را به‌صورت چشمگیری کاهش می‌دهند. این فیلتر ذراتی را که از فیلترهای معمولی عبور می‌کند به دام انداخته و هوای پاک‌تری را وارد محفظه احتراق سوخت خودرو می‌کند.

 

شرکت فرانگار شرق از دیگر تولیدکنندگان فیلتر هوای خودرو است که با استفاده از فناوری نانو، فیلتر هوای خودروهای سواری را به تولید انبوه رسانده است. این فیلترهای نانویی به دلیل داشتن لایه نانوالیاف روی سطوح خود، ذرات آلاینده ریز موجود در هوا را به دام انداخته و هوا را به‌طور کامل تصفیه ‌‌می‌کند. به اعتقاد مدیرعامل این شرکت، در صورت استفاده از این فیلترها می‌توان آلودگی هوا را تا ۲۰ درصد کاهش داد و همچنین میزان مصرف بنزین را نیز تا ۱۵ درصد کم کرد.

 

براساس اطلاعات منتشر شده، بیش از ۷۸ درصد آلودگی هوا مربوط به خودروهای دیزلی است. این در حالی است که در روزهایی که میزان آلودگی هوا از حد مجاز فراتر می‌رود، بیشترین محدودیت، گریبان خودروهای بنزینی را می‌گیرد. از این رو باید راهکاری برای حل مشکل آلودگی خودروهای دیزلی ارائه کرد. شرکت دانش‌بنیان توسعه دانش و فناوری ایلیا نوعی نانوافزودنی به بازار عرضه کرده که می‌تواند آلایندگی خودروهای دیزلی را به شدت کاهش دهد. با توجه به سهم بالای آلودگی هوا توسط موتورهای دیزلی، این محصول می‌تواند گامی بلند در مسیر بهبود هوا باشد.

 

 

 

فراخوان طرح‌های نوآورانه نانومچ اعلام شد

 

برنامه طرح‌های نوآورانه فناوری نانو (NanoMatch)، فراخوان مربوط به مرحله دوم از دوره هشتم طرح‌های نوآورانه خود را اعلام کرد. این فراخوان از دهم آذر آغاز و تا ده دی‌ماه سال جاری ادامه خواهد داشت.

 

دومین فراخوان نانومچ از تاریخ ۱۰ آذرماه سال جاری شروع شده و تا ۱۰ دی‌ ماه ادامه خواهد داشت. در این فراخوان تمامی تیم‌هایی که در حال فعالیت بر روی توسعه محصولات نوآورانه هستند می‌توانند طرح‌های خود را ثبت نمایند تا در صورت پذیرش در برنامه از مجموعه تسهیلات، حمایت‌ها و زیرساخت‌های مورد نیاز جهت پیشبرد و توسعه طرح بهره‌مند شوند. در اکوسیستم کارآفرینی ایران، تیم‌های فعال و مستعدی که در فضای ساخت و تولید سخت‌افزاری درحال فعالیت هستند، به علت عدم بهره‌مندی از زیرساخت‌های حمایتی لازم، موفق به تجاری‌سازی محصولاتی که پتانسیل خوبی در بازار دارند، نمی‌شوند. در نانومچ تلاش شده است تا در قالب یک برنامه دائمی بتوان آموزش‌ها و زیرساخت‌های لازم را در اختیار این تیم‌ها قرار داده و این محصولات را به صنعت و بازار رساند. این طرح‌ها براساس معیارهای ارزیابی مختلف موردبررسی قرار می‌گیرند.

 

جهت کسب اطلاعات بیشتر، دبیرخانه برنامه با شماره تماس ۰۲۱۶۳۱۰۳۱۳۲ و آدرس ایمیل info@nanomatch.ir آماده پاسخگویی به سوالات است.

 

 

 

 

 

دوام بالاتر و مصرف سوخت کمتر؛ مزیت تایرهای گرافنی

 

تایرهای شرکت گراتومیک (Gratomic) که در آن از گرافن اصلاح شده استفاده شده است از کیفیت در سطح جهانی برخوردار بوده و این موضوع نشان می‌دهد که گرافن تقریباً توانسته است تا مزیت‌های زیادی در این تایرها ایجاد کند. گراتومیک یکی از شرکت‌های تولیدکننده گرافن از گرافیت بوده و روی توسعه مواد پیشرفته تمرکز دارد. این شرکت اعلام کرد که نتایج مثبتی از آزمون‌های گسترده روی تایر تقویت شده با گرافن به‌دست آورده است. این نتایج نشان می‌دهد که تایرهای گرافنی نسبت به تایرهای تراز اول جهانی از کیفیت بالایی برخوردار هستند. این شرکت معتقد است که این نتایج، نشانگر دستیابی به موفقیت در فناوری تایر است که ورود به بازار جهانی تایر را برای این محصول تضمین می‌کند.

 

برنامه توسعه ۱۸ ماهه این شرکت شامل یک سری آزمون بود که در مدت شش‌ماه انجام شد و در آن تایرهای تقویت شده با گرافن شرکت گراتومیک و تایرهای صاحب نام در سطح جهانی با هم مقایسه شدند. این تایرها در جاده‌های مختلف انگلستان موردآزمایش قرار گرفته تا عملکرد تایرها ثبت شود.

 

نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که تایرهای گراتومیک که با گرافن تقویت شده‌اند، به دلیل وجود گرافن ۳۰ درصد مقاومت در برابر سایش بیشتری نسبت به تایرهای رقیب داشته‌اند. با این فناوری طول عمر تایر افزایش یافته و زمان بیشتری می‌توان از آن استفاده کرد. علاوه ‌بر این، نتایج آزمایش‌های انجام شده توسط کارشناسان صنعت با استفاده از روش‌ استاندارد مکانیکی دینامیکی صنعت (DMA) بهبود قابل توجهی در مقاومت نورد نشان می‌دهد که این موضوع نشان‌دهنده بهبود ۳۰ درصدی در مصرف سوخت است. در نهایت، این آزمون‌ها نشان می‌دهد که عملکرد تایرهای گرافنی در جاده‌های مرطوب و یخ‌زده ۴۰ درصد بهبود یافت.

 

 

 

حمایت ۸۰ درصدی از حضور محصولات دانش بنیان ایرانی در چین

 

پاویون دائمی محصولات دانش بنیان ایرانی در پایگاه صادراتی چین، پذیرش متقاضیان حضور در این نمایشگاه را از ۲۰ آذرماه آغاز خواهد کرد. شرکت‌ها باید تا پایان دی‌ماه محصولات خود را برای پایگاه صادراتی چین ارسال کنند تا بعد از تهیه گزارش امکان‌سنجی صادرات به چین بتوانند محصولات خود را در این نمایشگاه دائمی معرفی کنند. هزینه حضور یک ساله ۵۰ میلیون تومان خواهد بود که ۲۰ میلیون تومان آن توسط معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و ۲۰ میلیون تومان توسط صندوق نوآوری و شکوفایی تامین می‌شود و ۱۰ میلیون تومان سهم شرکت دانش‌بنیان خواهد بود.

 

نشست معرفی نمایشگاه دائمی محصولات دانش‌بنیان و خدمات توسعه صادرات پایگاه صادراتی چین با حضور نمایندگانی از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو و شرکت‌های دانش‌بنیان چهارشنبه ۶ آذرماه در محل صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست جمهوری برگزار شد.

 

امیر قربانعلی؛ مدیر پایگاه صادرات محصولات دانش بنیان ایران به چین در مورد خدمات این پایگاه گفت: “یکی از اولویت‌های چین افزایش سهم واردات مرتبط با محصولات مبتنی بر نوآوری و های‌تک است بنابراین حضور در این نمایشگاه دائمی موجب توسعه صادرات محصولات دانش‌بنیان به چین می‌شود. با توجه به اینکه مدیران دولتی رویکرد خوبی نسبت به توسعه صادرات به چین دارند می‌توان از این امکان برای افزایش سهم صادرات محصولات دانش‌بنیان به چین استفاده کرد. پایگاه صادراتی نیز پلی ارتباطی بین شرکت‌های دانش‌بنیان و محصولات آن‌ها با مراکز دولتی، شرکت‌های سرمایه‌گذاری و شرکت‌های خصوصی چینی خواهد بود.”

 

وی به افتتاح نمایشگاه دائمی محصولات دانش‌بنیان در اسفندماه سال جاری اشاره کرد و گفت: “در حال حاضر ۵ دفتر در چین در حال فعالیت هستند و زمینه‌های کاری آن‌ها حوز‌ه‌های تجهیزات پزشکی، دارویی، نانو‌فناوری، آی‌تی، محیط‌زیست و تصفیه آب و پساب است و شرکت‌های دانش‌بنیان متقاضی صادرات و عرضه محصولات خود در پاویون دائمی می‌توانند از ۲۰ آذر ماه تقاضای خود را ثبت کرده و تا پایان دی‌ماه محصولات خود را برای ما ارسال کنند تا بعد از بررسی امکان‌سنجی صادرات به چین بتوانند محصولات خود را در این نمایشگاه دائمی معرفی کنند”.

 

پایگاه صادراتی چین در قالب ۵ دفتر در شهرهای سوجو، شانگهای، گوانجو، هو و ایجینگ است که از زمان آغاز به کار خود در اردیبهشت ۱۳۹۴ توانسته ۱۱ قرارداد صادراتی برای ۸ شرکت دانش‌بنیان تدارک ببیند. علاوه بر آن امضای بیش از ۴۰ تفاهم‌نامه همکاری مشترک علمی و فناوری، حضور در بیش از ۳۰ نمایشگاه تخصصی در کشور چین، برگزاری بیش از ۲۵ نشست مشترک تجاری و در نهایت میزبانی بیش از ۴۰۰ نفر از مدیران علم و فناوری و نمایندگان بیش از ۱۰۰ شرکت دانش‌بنیان از دستاوردهای دیگر این پایگاه است.

 

در حال حاضر شرکت‌های دانش‌بنیان متقاضی حضور در نمایشگاه دائمی صادرات به چین از ۸۰ درصد حمایت برخوردار خواهند بود، به این شکل که هزینه حضور یک ساله ۵۰ میلیون تومان خواهد بود که ۲۰ میلیون آن توسط معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و ۲۰ میلیون تومان توسط صندوق نوآوری و شکوفایی تامین می شود و ۱۰ میلیون تومان سهم شرکت دانش‌بنیان خواهد بود. این پایگاه صادراتی تاکنون  به ۳۰ شرکت دانش‌بنیان خدمات ارائه کرده است و با راه‌اندازی این نمایشگاه دائمی در دفاتر آن و افزایش ارتباط با بازار چین پیش‌بینی می‌شود که سطح همکاری و میزان صادرات به چین افزایش یابد.

 

علاوه بر حضور نمایشگاهی پایگاه صادراتی امکان ارائه خدمات ابتدایی چون ترجمه بروشور و کاتالوگ شرکت‌ها به زبان چینی و ارائه لیست نمایشگاه‌های کاربردی متناسب با هر محصول، از دیگر خدماتی است که پایگاه صادراتی چین به صورت موردی انجام می‌دهد.

 

سعیدی مسئول کریدور صادرات و توانمندی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری در مورد خدمات معاونت در این عرصه گفت: «آیین‌نامه‌های بسیاری در معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری برای کمک به شرکت‌های دانش‌بنیان وجود دارد که یکی از آن‌ها اقلام تبلیغاتی است و شرکت‌ها می‌توانند تا سقف ۲۰ میلیون در سال برای تولید یا انتشار کاتالوگ کمک هزینه دریافت کنند. همان‌طور که می‌دانید داشتن اطلاعات خدمات و محصولات به زبان کشور هدف یکی از راه‌های موثر برای جلب مشتری است.»

 

نهادهای دولتی برای توسعه صادرات همپای شرکت‌های دانش‌بنیان حرکت می‌کنند ملکی‌فر؛ معاون توسعه صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست جمهوری در مورد امکانات صادراتی که این صندوق در اختیار شرکت‌های دانش‌بنیان می‌گذارد توضیح داد و گفت: “برای حضور در نمایشگاه‌های خارجی اعزام و پذیرش هیئت تجاری، حضور در نمایشگاه دائمی ۱۰ پایگاه‌های صادراتی ایران در کشورهای مختلف و حمایت مالی برای ثبت پتنت و نشان تجاری و برندسازی و تهیه CE صندوق نوآوری و شکوفایی بخشی ازخدمات حمایتی صندوق نوآوری و شکوفایی در امر توسعه صادرات محصولات دانش‌بنیان است که بخشی از هزینه این خدمات به‌صورت بلاعوض تامین خواهد شد. برای اطلاعات بیشتر به سایت صندوق نوآوری و شکوفایی مراجعه کنید.”

 

وی در مورد این نشست خاطرنشان کرد که صادرات به کشوری که خود تمام بازارهای دنیا را در اختیار دارد در ظاهر غیرممکن به نظر می‌رسد اما صندوق نوآوری و شکوفایی با شرکت‌های دانش‌بنیان همراه خواهد بود تا صادرات محصولات آن‌ها به چین محقق شود.

 

 

 

کنسرسیوم اروپایی به دنبال استفاده از فناوری‌نانو در کشتی‌ها

 

براساس یک مطالعه مهم دریایی که به تازگی انجام شده، فناوری‌نانو نقش مهمی در مدیریت آینده خوردگی و رسوب‌های زیستی خواهد داشت. گروهی از دانشمندان برجسته اروپایی، جزئیات مطالعه‌ای درباره پتانسیل‌های «کاربردهای دریایی فناوری‌نانو» را به‌عنوان بخشی از پروژه KETmaritime منتشر کردند. کنسرسیوم KETmaritime متشکل از ۸ شریک اروپایی است که به دنبال استفاده از فناوری‌نانو برای مقابله با رسوبات زیستی و خوردگی در کشتی‌ها هستند. آزمایشگاه بین‌المللی فناوری‌نانو ابریان (INL) شریک اصلی در پیشگامی یک میلیون یورویی این پروژه بوده که از حمایت صندوق توسعه منطقه‌ای اروپا نیز برخوردار است.

 

آنا ویلا؛ هماهنگ کننده پروژه می‌گوید: “رطوبت و سطح شوری در دریا باعث ایجاد ۳۰ درصد از خرابی کشتی‌ها و نقص فنی در آن‌ها می‌شود. خوردگی و رسوبات زیستی دو محصول جانبی روی کشتی‌ها بوده که بر عملکرد آن‌ها تاثیر مستقیم دارد. خوردگی و رسوبات زیستی، دو چالش برای کشتی‌ها هستند. زمانی که خوردگی ایجاد شود فرایند اکسیداسیون در بدنه کشتی تسریع شده و تمامیت کشتی در معرض خطر قرار می‌گیرد. این کار معمولا هزینه زیادی برای کشتی‌ها به دنبال دارد. با این حال، راه‌حل‌های جدید از طریق توسعه پوشش‌های نانوساختار با استفاده از نانوذرات بررسی شده است. این پوشش‌ها می‌توانند محافظت سطح کشتی را انجام دهند.”

 

 

 

بهبود فناوری ساخت ترانزیستورهای نانولوله ‌کربنی منفرد

 

اسکو کائوپینن و همکارانش چند سال تجربه در سنتز نانولوله‌های کربنی به‌ منظور استفاده در صنعت الکترونیک را دارند. روش این گروه تحقیقاتی منحصر به ‌فرد بوده و در آن از آئروسلی از کاتالیست‌های فلزی و گاز حاوی کربن برای تولید نانولوله استفاده می‌کنند. این روش مبتنی بر آئروسل، به آن‌ها اجازه می‌دهد تا با دقت بالایی روی ساختار نانولوله ‌کربنی کنترل داشته باشند.

 

تولید ترانزیستورهای نانولوله‌ کربنی کاری دشوار است به طوری که گاهی چند روز زمان نیاز است تا ماده خام نانولوله‌ کربنی برای ساخت ترانزیستور ایجاد شود. در صورتی که آلودگی وارد فرایند شود می‌تواند عملکرد ترانزیستور را دستخوش تغییر و زوال کند.

 

این گروه تحقیقاتی روش جدیدی ارائه کرده‌اند که با استفاده از آن می‌توان در مدت زمان سه ساعت، صدها نانولوله‌ کربنی منفرد را تولید کرد که این عمل ده برابر بیشتر از روش‌های رایج کارایی دارد.

 

یکی از مزیت‌های مهم این روش آن است که برای تولید محصول نیاز به مواد شیمیایی آسیب‌زننده ندارد. در نتیجه اثرات منفی مواد شیمیایی در این روش به حداقل می‌رسد. این روش منجر به تولید محصولاتی بسیار تمیز می‌شود که پیش از این برای تولید آن چالش‌های زیادی وجود داشت.

 

این تحقیقات نشان داد که نانولوله‌های آئروسل از نقطه نظر خواص الکترونیکی بسیار عالی هستند. قابلیت هدایت در این نانولوله‌ها به خوبی نانولوله‌های کربنی تک‌جداره است.

 

 

 

طراحی و ساخت نانورباتی با قابلیت درمان سرطان

 

پژوهشگران با استفاده از اوریگامی DNA موفق به ساخت روباتی شدند که قابلیت حسگری دارد. این روبات با استفاده از سیگنال‌های شیمیایی با محیط اطراف ارتباط برقرار می‌کند. سازوکار این روبات به ‌گونه‌ای است که می‌تواند در صورت نزدیک شدن به یک سلول هدف، سیگنال ایجاد کند. این روبات نانومقیاس قادر است به‌ صورت هوشمند به حرکت درآید در نتیجه پتانسیل‌های کاربرد در حوزه‌های مختلف نظیر پزشکی دارد.

 

در باکتری‌ها از ترشح مولکول‌ها برای ایجاد ارتباط استفاده می‌شود که این کار منجر به بروز رفتار گروهی می‌شود؛ توانایی ایجاد ارتباط با کمک این سیگنال‌ها موجب می‌شود که بتوان جمعیت منطقه‌ای باکتری‌ها را اندازه‌گیری کرد. شناسایی کمینه حد مولکول‌های سیگنال‌دهی اهمیت زیادی دارد. از این موضوع می‌توان برای تولید سیستم‌های مصنوعی نظیر روبات‌ها و شبکه‌های حسگری بدون سیم استفاده کرد.

 

این روبات‌ها را می‌توان در محیط بافری با غلظت‌های مختلف قرار داد و رفتار آن‌ها را با استفاده از روش تفرق نور پویا پایش کرد. این روبات‌ها قابلیت استفاده برای مقابله با تومورهای سرطانی را دارا هستند. برای این کار باید روبات‌ها را به هم متصل کرد و یک فضای توخالی میان روبات ایجاد نمود که مولکول‌هایی با خواص دارویی را درون این روبات‌ها قرار داد. روبات در بدن پخش شده و به تومور می‌رسد و با استفاده از یک عامل خارجی، ساختار توخالی از هم گسسته شده و محتویات دارویی رهاسازی می‌شود. این روبات‌ها به دو صورت بسته یا باز قابل استفاده هستند اما تنها نوع روبات‌های باز، توانایی تولید سیگنال قابل شناسایی را دارند.

 

این فناوری پلتفورمی ایجاد می‌کند که با استفاده از آن می‌توان ارتباط میان چند گروه جمعیتی در یک محیط ایجاد کرد و باکتری‌ها و ساختارهای مصنوعی را در محیط داخل بدن مدیریت نمود. با این فناوری حسگری می‌توان روش‌های درمانی مصنوعی برای استفاده در شرایط مختلف ایجاد کرد.

 

 

 

 

 

پوشش نانولوله‌ای برای خنک کردن موتور هواپیما

با استفاده از نانولوله‌های سرامیکی، پوششی ساخته شده است که می‌تواند حرارت را از موتورهای جت هواپیما به سرعت خارج کرده و عمر موتور را افزایش دهد.

 

توربین‌های گازی که در ساخت موتور‌های جت هواپیما استفاده می‌شود به پوشش‌های سرامیکی وابسته است تا بتواند در دماهای بالا پایداری ساختاری خود را حفظ کند. اما این پوشش‌ها نمی‌توانند تابش گرمایی را کنترل کنند که این موضوع عملکرد موتور را محدود می‌کند.

 

محققان دانشگاه پوردو موفق به مهندسی نانولوله‌های سرامیکی شدند که همانند آنتن‌های حرارتی عمل می‌کنند که امکان کنترل تابش‌های گرمایی را دارند. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان High-Temperature Polaritons in Ceramic Nanotube Antennas در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.

 

این نانولوله‌های سرامیکی می‌توانند به‌عنوان آنتن عمل نموده و از نوسانات نور-ماده برای کنترل تابش حرارتی استفاده کنند. این طراحی یک گام به سوی دسته جدیدی از سرامیک‌ها است که می‌توانند در دماهای بسیار بالا و با کارایی بالا کار کنند.

 

این پروژه بخشی از یک تحقیقات در حوزه پوشش‌های مقاوم در برابر حرارت است. در سال ۲۰۱۶، جاکوب و همکارانش موفق به ساخت شبه‌ ماده‌ای از جنس اکسیدهافنیم و تنگستن شدند که می‌تواند تابش حرارتی را کنترل کند و با این کار، از حرارت به هدر رفته برای تولید الکتریسیته در نیروگاه‌های حرارتی می‌توان استفاده نمود.

 

این گروه تحقیقاتی به تحقیقات خود ادامه دادند تا دسته جدیدی از سرامیک‌ها را معرفی کردند که می‌تواند حرارت را کنترل کند. آن‌ها با همکاری لونا لو و همکارانش از دانشگاه پوردو اقدام به ساخت نانولوله‌هایی از جنس نیترید بور نمودند که پایداری حرارتی بالایی دارد. این نانولوله‌ها با استفاده از پولاریتون‌ها که نوسانات میان نور و ماده‌ای است می‌توانند به کنترل تابش کمک کنند. دمای بالا موجب برانگیختگی پولاریتون می‌شود و نانولوله مانند یک آنتن عمل کرده و تابش را هدایت می‌کند. این آنتن‌ها می‌توانند تابش را به‌گونه‌ای کنترل کنند که موجب خنک شدن سیستم شود. این گروه به دنبال توسعه مواد سرامیکی دیگری هستند تا از ویژگی پلاریتون برای کاربردهای مختلف استفاده کنند.

 

 

 

ساخت نانوزیست حسگری ارزان برای تشخیص آلودگی مواد غذایی

 

گرافن ماده‌ای با خواص بسیار شگفت‌انگیز است که می‌تواند انقلابی در صنایع ایجاد کند. این ماده در حوزه‌های مختلف از الکترونیک تا حسگر و باتری قابل استفاده است. به تازگی یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی آیوا موفق به ساخت حسگری با استفاده از گرافن شده ‌است. این حسگر قادر است ترکیبات اورگانوفسفات را شناسایی کند، ماده‌ای که در آفت‌کش‌ها استفاده می‌شود. این حسگر می‌تواند در سطحی ۴۰ برابر کمتر از میزان توصیه شده توسط آژانس محافظت از محیط‌زیست آمریکا این ترکیبات را شناسایی کند.

 

نتایج این پروژه در نشریه Nanoscale Horizons به چاپ رسیده است. جاناتان کلاسون از محققان این پروژه می‌گوید: “این حسگر به ‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند پاتوژن‌ها را در تجهیزات تولیدکننده مواد غذایی شناسایی کند و مانع از آلودگی آن‌ها شود. این حسگر قادر است تا برای رصد بیماری‌های مربوط به دام، پیش از اینکه بیماری به مرحله پیشرفته برسد، استفاده شود. این روش می‌تواند قواعد بازی را در حوزه حسگری تغییر دهد و منجر به ساخت حسگرهایی با حساسیت بالا و قیمت کم شود.”

 

برای ساخت این حسگر از لیتوگرافی بدون ماسک جوهرافشان نمکی (SIIML) استفاده شده است، فرایندی که در آن از چاپگر جوهرافشان برای تولید مدار گرافنی استفاده می‌شود. بنابراین محققان این پروژه از این روش برای تولید ارزان ‌قیمت مدار استفاده کردند. روی سطح مدار می‌توان آنزیم‌های حساس به آفت‌کش قرار داد تا حساسیت فرایند تشخیص آفت افزایش یابد. این پروژه با حمایت مالی موسسه ملی غذا و کشاورزی و بودجه ۵۷۳ هزار دلاری انجام شده است. نتیجه این پروژه، حسگری است که قادر به شناسایی مقدار بسیار کم در حد ۰٫۶ نانومتر از ترکیبات آلاینده است؛ این در حالی است که استاندارد موردنظر EPA ۲۴ نانومتر و در کانادا ۱۷۰ نانومتر است. محققان این پروژه معتقدند که این حسگر شبیه به تست‌های نواری برای تشخیص دیابت است بنابراین می‌توان مواد آلاینده را به سرعت تشخیص داد.

 

 

 

خودآرایی نانومکعب‌ها با مغناطیس برای ایجاد ساختارهای پیچیده

 

ورنر هوکونسن با مکعب‌های ریز کار می‌کند، مکعب‌هایی که هر ۵ میلیارد عدد از آن‌ها روی نوک سوزن جا می‌شوند. او این مکعب را در آزمایشگاه نانولب در دانشگاه علم و فناوری نروژ تولید می‌کند. زمانی که او این مکعب‌ها را در میدان مغناطیسی قرار می‌دهد، محصولی عجیب ایجاد می‌شود، آن‌ها با خودآرایی به شکل جدیدی در می‌آیند. هوکونسن می‌گوید: “این کار مانند ساخت خانه است، نیروی مغناطیسی موجب می‌شود که ذرات خودآرایی داده و خانه به خودی خود ساخته می‌شود.”

 

پیش از این، محققان نانوذرات را دچار خودآرایی کرده بودند اما این اولین باری است که محققان نشان می‌دهند چطور میدان مغناطیسی می‌تواند روی خواص مکانیکی نانوساختارها تاثیرگذار شود. این گروه تحقیقاتی نانومکعب‌های خود را ابرساختار یا ابربلور نام‌گذاری کردند، چرا که این نانومکعب‌ها دارای چیدمان منظمی هستند. ابربلورها اهمیت زیادی دارند چرا که خواص آن‌ها در مقایسه با یک نانوذره یا مواد توده‌ای، بهبود یافته است.

 

بزرگ‌ترین یافته محققان این پروژه آن است که مکعب‌های مغناطیسی دچار خودآرایی شده و به‌ صورت ابربلور در می‌آیند، ساختارهایی که شبیه به میله یا مارپیچ هستند. انرژی منسجم بین ذرات موجود در ابربلور ممکن است با برهم‌کنش میان مکعب‌ها، ۴۵ درصد افزایش یابد. این بدان معنا است انرژی که کل سیستم را منسجم نگه داشته، ۴۵ درصد افزایش یافته است.

 

استحکام ابربلورها در ترکیب با خواص مغناطیسی بهبود یافته برای توسعه کاربردهای بعدی مهم خواهد بود؛ از این موضوع می‌توان در حوزه‌های مختلف از صنعت خودرو گرفته تا فناوری اطلاعات استفاده کرد.

 

ذرات وقتی کوچک‌تر ‌شوند، ناپایدارتر می‌شوند. این چیزی است که در علم نانو به‌ عنوان اثر اندازه شناخته می‌شود. در این ساختارها مغناطیس موجب می‌شود تا خودآرایی شکل گرفته و نانوساختارهای مستحکمی ایجاد شود اما هنوز اثر اندازه وجود دارد. این موضوع سرفصل جدیدی برای محققان باز می‌کند تا آن‌ها روی کنترل خواص ابربلورها کار کنند و در آن نه تنها از خودآرایی بلکه از ابعاد و شکل ذرات نیز برای کنترل خواص ابربلورها استفاده کنند.

 

 

 

سهم فناوری نانو از نوآوری و اختراعات دنیا در سال ۲۰۱۹ چقدر است؟

 

در نه ماه اول سال ۲۰۱۹ نزدیک به ۳۶۵ هزار درخواست ثبت پتنت در دو دفتر معتبر ثبت پتنت USPTO و EPO منتشر شدند که بیش از ۱۰۳۰۰پرونده یعنی در حدود ۲٫۸ درصد مرتبط با فناوری نانو بوده‌اند. این در حالی است که در حوزه علم، حدود ۱۰ درصد از کل انتشارات علمی دنیا مرتبط با فناوری نانو است.

 

آمریکا همچنان جذاب‌ترین بازار برای نوآوری‌ها در فناوری نانو است و بیش از ۸۹۰۰ پتنت از پتنت‌های نانو در سال ۲۰۱۹ در دفتر ثبت پتنت آمریکا منتشر شده‌اند. به غیر از آمریکا و اروپا، چین و کره جنوبی هم مورد توجه مالکان اختراعات و نوآوری دنیای نانو هستند ولی به دلیل محدودیت موتور جستجوی دفاتر آن‌ها، امکان جستجوی پتنت‌های کشورهای مختلف در این دفاتر وجود ندارد.

 

جدول زیر تعداد و سهم کشورهای مختلف را از درخواست‌های ثبت پتنت سال ۲۰۱۹ در دو دفتر اروپا و آمریکا نشان می‌دهد. تا پایان سپتامبر ۲۰۱۹، ۶۲ کشور در فناوری نانو صاحب حداقل یک اختراع بوده‌اند. مطابق انتظار آمریکا با اختلاف زیاد در صدر قرار دارد و نزدیک به نیمی از اختراعات نانوفناری سال را به خود اختصاص داده است. چهار رده بعدی در اختیار کشورهای شرق آسیا یعنی کره جنوبی، ژاپن، چین و تایوان قرار دارد و پس از آن‌ها کشورهای پیشتاز اروپا یعنی آلمان و فرانسه و انگلستان قرار دارند.

 

 

 

 

برخی از کشورها مانند ایران، عربستان، برزیل و شیلی با وجود اینکه تعداد پتنت‌های نانوی آن‌ها زیاد نیست ولی سهم بالایی از کل پتنت‌های این کشورها را تشکیل می‌دهد. به عنوان مثال ۱۸ پتنت از کل ۹۳ پتنت منتشر شده ایران در سال ۲۰۱۹ در USPTO (حدود ۱۹ درصد) مربوط به فناوری نانو است که نشان از اولویت‌دهی بالای این کشورها به فناوری نانو دارد. این عدد برای عربستان حدود ۱۶ درصد، سنگاپور ۵٫۸ درصد، چین ۳٫۳ درصد و برای آمریکا ۳٫۱ درصد است. 

 

 

 

امکان حذف آلودگی هوا و تولید سوخت و مواد شیمیایی

 

پژوهشگران دانشگاه سیدنی با بهره‌گیری از فناوری نانو، ایده‌ای جالب برای رفع آلودگی هوا ارائه نموده‌اند. آن‌ها با الهام از فرایند فتوسنتز گیاهان، روشی برای تبدیل دی‌اکسید کربن به سوخت و مواد شیمیایی مفید توسعه داده و امیدوارند که بتوانند این تکنیک را در مقیاس‌های صنعتی نیز به مرحله اجرا درآورند.

 

جان هوانگ و همکارانش، از انستیتوی نانو دانشگاه سیدنی، در حال توسعه روشی جدید و خلاقانه برای جذب کربن هستند. در این روش، دی‌اکسید کربن فرآوری شده و بدل به مواد اولیه مفیدی می‌شود که از آن‌ها می‌توان برای تولید سوخت و مواد شیمیایی استفاده نمود.

 

وی درباره این فناوری می‌گوید: “ما با الهام گرفتن از برگ درختان، نوعی فتوسنتز مصنوعی ایجاد کرده‌ایم که قادر به جذب CO₂ و آب است. پس از جذب این ترکیبات، یک فرایند شیمیایی رخ داده که نتیجه آن، نوعی هیدروکربن به‌ عنوان یک ترکیب آلی است که می‌تواند برای تولید انواع سوخت، دارو، مواد شیمیایی، پوشاک و حتی صنعت ساختمان مورداستفاده قرار گیرد.”

 

تست و آزمایش این فناوری در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است و تیم تحقیق امیدوارند که با تولید با مقیاس انبوه، نیروگاه‌ها به منظور جذب گاز حاصل از سوخت‌های فسیلی، از آن استفاده نمایند.

 

هوانگ با تأکید بر طراحی رآکتورهای خاص برای تبدیل گاز در مقیاس‌های صنعتی اظهار داشت: “هر چند در حال حاضر، صفحات جاذب دی‌اکسیدکربن کوچک هستند، اما هدف ما تولید پنل‌های بزرگی نظیر پنل‌های خورشیدی است که می‌تواند از سوی صنعت برای جذب و تبدیل حجم زیادی از دی‌اکسیدکربن مورد استفاده قرار گیرد.”

 

با توجه به سهم ۶۵ درصدی دی‌اکسیدکربن در انتشار گازهای گلخانه‌ای که یکی از علل اصلی گرم شدن کره زمین به حساب می‌آید، ایده تبدیل این گاز و استفاده مجدد از کربن، می‌تواند راهکاری مفید برای مبارزه با چالش گرم شدن زمین محسوب شود. با وجود اینکه فناوری‌های جذب کربن بیش از ۱۰ سال است که پدید آمده‌اند، اما محدودیت‌های قابل توجهی در این فرایندها به چشم می‌خورد. به گفته پروفسور هوانگ، ایده تبدیل کربن می‌تواند یک جایگزین مناسب اقتصادی باشد که با تولید مقادیر صنعتی از موادی مانند متانول، به‌ کارگیری مجدد کربن در سوخت و مواد شیمیایی را ممکن می‌سازد.

 

محققان فعال در حوزه فناوری نانو در سراسر دنیا، در صدد بهره‌برداری از پتانسیل‌های قابل توجه این فناوری ارزشمند برای تسهیل زندگی مردم و عرضه محصولات و فناوری‌های جدیدی هستند که می‌تواند ارزش تجاری قابل توجهی را به دنبال داشته باشد. در این میان، رفع چالش‌های موجود و ایجاد ارزش‌افزوده از آن‌ها، یکی از مواردی است که از زوایای مختلفی به آن نگاه می‌شود. مسئله آزادسازی قابل توجه دی‌اکسیدکربن در جو نیز یکی از همین موارد است که به کررات توسط محققان مختلف در سراسر دنیا مور توجه قرار گرفته است. نمونه این موارد ارزشمند در تلاش برای تولید نانولوله‌های کربنی از دی‌اکسید کربن موجود در هوا، بهره گرفتن از نانوذرات برای تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت قابل استفاده در خودرو، تبدیل گازهای گلخانه‌ای به نانومواد کربنی ارزشمند و توسعه نانو ارگانیسمی برای تولید مواد ارزشمند از دی‌اکسیدکربن و نیتروژن هوا دیده شده است. اگرچه بسیاری از این موارد تنها در مقیاس‌های آزمایشگاهی انجام شده و توانایی و صرفه اقتصادی آن‌ها برای استفاده در مقیاس‌های تجاری و صنعتی هنوز با علامت سؤال روبه‌رو است، اما بدون شک این میزان از تلاش، نشان‌دهنده پتانسیل بالقوه‌ای است که در صورت عملی شدن، می‌تواند میلیاردها دلار ارزش‌افزوده را برای افراد یا شرکت‌های دخیل در توسعه آن به همراه داشته باشد.

 

 

 

میکروموتوری که با مغناطیس و اولتراسونیک هدایت می‌شود

 

نوعی میکروموتور طراحی و ساخته شده که با استفاده از مغناطیس و اولتراسونیک هدایت می‌شود. این میکروموتور قادر است تا در میان ذرات میکروسکوپی و سلول‌ها حرکت کند، بدون اینکه در محیط شلوغ آسیبی به سلول‌ها یا ذرات پیرامون خود وارد کند.

 

ژوزف وانگ، استاد رشته نانومهندسی در دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: “این میکروشناگر می‌تواند به عنوان ابزاری برای دستکاری سلول‌های منفرد به کار رود، به طوری که امکان کنترل دقیق ذرات در سه ‌بعد فراهم باشد بدون اینکه نیاز به آماده‌سازی خاصی باشد. در این روش نیاز به برچسب‌زنی یا اصلاح سطح نیست.”

 

وانگ توماس مالوک، استاد رشته شیمی دانشگاه پنسیلوانیا و وی وانگ از موسسه فناوری هاربین از محققان دیگر این پروژه هستند. نتایج این پروژه در نشریه   Science Advances به چاپ رسیده است. این گروه تحقیقاتی به بررسی این فناوری روی سلول‌های هیلا پرداختند، سلول‌هایی که معمولاً در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این محیط، ذرات سیلیکا در محیط آبی وجود دارد. آن‌ها این کار را بدون آسیب زدن به ذرات یا سلول‌ها انجام دادند. در یکی از آزمون‌ها، محققان با حرکت دادن ذرات به کمک میکروموتور اقدام به ترسیم حروف الفبا کردند. در آزمایش دیگری، محققان میکروموتورها را به‌ گونه‌ای کنترل کردند که بتواند از بلوک‌های میکروسکوپی، بالا برود. این آزمایش‌ها نشان دادند که می‌توان میکروموتورها را در سه‌بعد به حرکت درآورد.

 

این میکروموتورها از ساختارهای پلیمری توخالی دارای پوششی از جنس طلا تشکیل شده‌اند که ساختاری شبیه به نیم‌کپسول دارند. درون بدنه این میکروموتورها از نانوذرات مغناطیسی نیکل استفاده شده است که به میکروموتور اجازه می‌دهد تا با کمک مغناطیس هدایت شود. این میکروموتور به‌ گونه‌ای طراحی شده که آب را دفع می‌کند؛ بنابراین وقتی در آب غوطه‌ور شود، حباب هوا درون آن شکل می‌گیرد. بنابراین، این میکروموتور به اولتراسونیک پاسخ می‌دهد. با اعمال اولتراسیونیک، حباب شروع به حرکت کرده و می‌توان به میکروموتور فشار وارد کرد. بنابراین با کمک مغناطیس و اولتراسونیک می‌توان این میکروموتورها را هدایت کرد.