)منبع:سایت نانو
در آينده‌اي نزديک که جمعيت جهان از 5/6 ميليارد نفر کنوني به 9 ميليارد نفر در
سال 2050 برسد دستيابي به آب تميز به مسئله بسيار مهمي تبديل خواهد شد.
متاسفانه 97 درصد از آب‌هاي جهان شور هستند و از 3درصد باقي‌مانده آن دوسوم منجمد است و يک درصد باقي‌مانده از منابع آب شيرين جهان نيز به‌طور يکسان در بين کشورها توزيع نشده‌است، که اين کمبود يک مسئله جدي براي بشريت محسوب مي‌شود.
طبق اعلام سازمان جهاني سلامت(WHO) هشتاد درصد بيماري‌ها در جهان مربوط به کيفيت
پايين آب و نبود سيستم‌هاي دفع بهداشتي فاضلاب است.
متاسفانه 97 درصد از آب‌هاي جهان شور هستند و از 3درصد باقي‌مانده آن دوسوم منجمد است و يک درصد باقي‌مانده از منابع آب شيرين جهان نيز به‌طور يکسان در بين کشورها توزيع نشده‌است، که اين کمبود يک مسئله جدي براي بشريت محسوب مي‌شود.
طبق اعلام سازمان جهاني سلامت
هر ساله حدود 3/3 ميليون نفر بر اثر بيماري‌هاي گوارشي ناشي از باکتري‌هاي E.Coli ، سالمونلا ، وبا و ساير انگل‌ها و ويروس‌هاي بيماري‌زا مي‌ميرند. جالب است بدانيد تعداد کودکاني که بر اثر بيماري‌هاي اسهالي در سال 1990 جان خود را از دست دادند از شمار افرادي که در جنگ جهاني دوم کشته شدند بيشتر بود!
منبع:سایت نانو
جشنواره فناوري نانو شامل هشت بخش اصلي زير بود:
• نمايشگاه
• مراسم تجليل از برترين هاي فناوري نانوي ايران
• آموزش عمومي فناوري نانو (Public Show)
• بخش ويژه صنعت (Nano Industrial Show)
• فروشگاه محصولات نانو
• نمايش دستاوردهاي علمي دانشجويي
• کارگاه‌هاي تخصصي
• بخش بين الملل
در اين گزارش، جشنواره به صورت اجمالي مورد مرور قرار گرفته است.
متن اين مقاله به صورت pdf قابل دريافت است()
• نمايشگاه
• مراسم تجليل از برترين هاي فناوري نانوي ايران
• آموزش عمومي فناوري نانو (Public Show)
• بخش ويژه صنعت (Nano Industrial Show)
• فروشگاه محصولات نانو
• نمايش دستاوردهاي علمي دانشجويي
• کارگاه‌هاي تخصصي
• بخش بين الملل
در اين گزارش، جشنواره به صورت اجمالي مورد مرور قرار گرفته است.
متن اين مقاله به صورت pdf قابل دريافت است(
)منبع:سایت نانو
شمار رو به رشدي از دانشمندان در صدد بهره‌گيري از توانايي خودآرايي "DNA" در
ساخت نانوماشين‌ها و نانوساختارهاي متنوع هستند.
علي رغم اهميت زياد و غيرقابل انکار مولکول "DNA" در زيست‌شناسي، اين مولکول
مشهور به طور برجسته‌اي در حال مطرح شدن در دنياي فناوري نانو است. تمايل
دانشمندان رشته فناوري نانو به "DNA" سه دليل عمده دارد. اول اينکه "DNA" يک
ماده‌ي طبيعي در مقياس نانو است. دوم اينکه به سبب فعاليت‌هاي زيست‌شناسان،
تکنيک‌هاي متعددي براي مطالعه اين مولکول در حال حاضر وجود دارد. و سومين دليل،
امکان بهره‌گيري از توانايي اين مولکول در حمل اطلاعات (که اين نقش اصلي "DNA"
در زيست است) طي فرآيند خودآرايي است. اين موضوع با نگاهي بر مقالات اخير مجله
ي " Nature-Nanotechnology" به خوبي قابل درک است.
مولکول‌هاي "DNA" يک انسجام از الگوي تکرار شونده ي واحد‌هاي قندي-فسفاتي بر مبناي يکي از چهار واحد ادنين (A) ، سيتوزين (C) ، گوآنين (G) و يا تايمين (T) متصل به هر واحد قندي است. اين نردبان پيچنده از ترکيب دو رشته "DNA" موازي اما مختلف الجهت به‌وسيله‌ي ي اتصالات هيدروژني بين پايه‌هاي متمم ادنين به تايمين (A-T) و سيتوزين به گوآنين (C-G) شکل گرفته است. با بهره‌گيري از همين قوانين جفت شدن پايه ها که به "DNA" توانايي انتقال اطلاعات ژنتيکي را از نسلي به نسل ديگر مي‌دهد، مي‌توان با برنامه‌نويسي رشته‌هاي مولکول "DNA"، مثل قطعات پازل يک، دو و يا سه بعدي، ساختارهاي خودآرا تهيه نمود. اين فرآيند، درکنار توانايي موجود در سنتز تقريبا هر رشته از "DNA" به روش خودکار، به معناي امکان توليد ساختارها و دستگاه‌هايي جديدي است که در طبيعت يافت نمي‌شوند.
يک بلوک سازنده، يا در مقام تشبيه يک کاشي، در فناوري ساخت مولکول "DNA" به‌وسيله‌ي نانو داراي يک هسته ي سخت با سرهاي چسبناک است. يعني تک رشته‌هايي از "DNA" که مثل يک چسب هوشمند فقط نواحي مشخص دو مارپيچ را به هم مي‌چسبانند. تاکنون تعداد متنوعي از اين کاشي‌ها طراحي شده است و روش‌هاي ساخت آنها و مرز چيزهايي که مي‌توان با آنها ساخت مدام در حال پيشروي است. يکي از تازه‌ترين اين پيشرفت‌ها ساختار حيرت انگيزي با نام "DNA" اوريگامي است که در آن يک رشته ي بلند "DNA" به کمک رشته‌هاي کوتاهتر، که در حکم گيره هستند، با پيچ و تاب خوردن يک شکل خاص به خود مي‌گيرد. در واقع اين يک پيشرفت به سوي ساخت نسبتا راحت نانوساختارهايي بزرگ، پيچيده و تحسين برانگيز است.
اين طرح‌ها علاوه‌بر ظاهر مي‌توانند کاربردهايي نيز داشته باشند. با ترکيب کردن محل‌هاي اتصال در مختصات مشخص مي‌توان از نانوساختارهاي "DNA" براي درست کردن گونه‌هاي ديگر مثل پروتئين‌ها و يا نانوذرات استفاده کرد. فرآيند نشاندن گونه‌هاي منفرد بر روي داربست‌هاي "DNA" ، اکنون در حال پيشرفت به سمت ايجاد تعامل بين اين گونه‌ها است. در صفحه ي 249 شماره آوريل مجله Nature Nanotechnology، ايتامر ويلنر و همکارانش توضيح مي‌دهند که چگونه مي‌توان از قابليت سازماندهي "DNA" در وصل کردن دو آنزيم مختلف (و يا يک آنزيم و کوفاکتورش ) به داربست در مکان‌هاي مشخص، به منظور فعال‌سازي يک سلسله واکنش‌هاي آنزيمي بهره جست. لازم به ذکر است که در غياب داربست ذکر شده، واکنش‌هاي آنزيمي مشابه نمي‌توانند رخ دهند. همچنين نشاندن آنزيم بر روي داربست مي‌تواند براي کنترل واکنش پذيري به‌کار رود.
در جايي ديگر در صفحه ي 245 همان مجله، ند سيمن و همکارانش از امکان الگوسازي پويا به‌وسيله ي کاشي‌هاي "DNA" گزارش مي‌دهند. آنها نشان مي‌دهند که مي‌توان يک مولکول هدف، با هر شکلي مثل شکل مثلثي يا الماسي، را بين دو دستگاه مجزاي برنامه‌نويسي شده‌ي "DNA" به تله انداخت. دستگاه‌هاي "DNA" بر مبناي اين ويژگي ملکول "DNA" بنا شده اند، که اين مولکول مي‌تواند بين دو حالت متفاوت تغيير وضعيت دهد؛ اين تفاوت در اثر چرخش نيمي از يکي از دو سر مولکول نسبت به سر ديگرش ايجاد مي‌شود، اين دستگاه‌ها خود بر روي يک زيرلايۀ ساخته شده از کاشي‌هاي اوريگامي "DNA" قرار داده مي‌شوند و مي‌توان آنها را طوري برنامه‌نويسي کرد که قبل يا بعد از اتصالشان به آرايه اوريگامي، يک مولکول خاص را به تله بياندازند. اين سامانه از يک رويه ي "تصحيح و خطا" بهره مي‌جويد. به نحوي که با کنترل دقيق حرارت‌دهي مي‌توان مولکول‌هاي به اشتباه به تله افتاده را آزاد کرده و مولکول‌هاي هدف را جايگزين نمود. بنابراين اين رويه همواره نتايجي بي‌نقص ارائه خواهد داد.
نانوماشين‌هاي مصنوعي را نيز مي‌توان به کمک "DNA" ساخت. اين نانوماشين‌ها مي‌توانند ربات‌هاي دوپايي باشند که در امتداد ريل‌هاي خودآرا راه مي‌روند و يا موتورهاي خودکاري که انرژي خود را از واکنش‌هاي سوخت‌هاي "DNA" به‌دست مي‌آورند. ساده‌ترين نوع از ساختارهاي فعال، سوئيچ‌ها و يا فعالساز هايي هستند که در پاسخ به يک تحريک مولکولي و يا محيطي بين دو وضعيت تغيير حالت مي‌دهند. اخيراً بيان شده است که دستگاه‌هاي خاصي از اين نوع مي‌تواند امکان استفاده در پزشکي را داشته باشد اما نانوماشين‌هاي مصنوعي "DNA" تا کنون محدود به کاربردهايي در زمينه ي لقاح آزمايشگاهي بوده‌اند. به تازگي، يامونا کريشنان و همکارانش نشان داده‌اند که نانوماشين‌هاي مبتني بر "DNA" مي توانند درون سلول‌هاي زنده نيز کاربرد داشته باشند. اين دستگاه که سوئيچ-I نام گرفته است به‌وسيله‌ي پروتون ها تحريک مي‌شود و مانند يک حسگر pH درون سلول عمل مي‌کند.
"DNA" يکي از کانديدهاي با آينده‌ي درخشان در عرصه محاسبات مولکولي است. برهمکنش‌هاي جفت-پايه به عنوان مثال مي‌تواند در ساختن مدار‌هاي منطقي شامل گيت‌هاي AND، OR وNOT به‌کار روند. و يا "DNA" مي‌تواند در خودآرايي نانوذرات سودمند باشد. بعنوان مثال رشته‌هاي "DNA" که به صورت تصادفي در کنار يک نانوذره طلا پراکنده شده‌اند مي‌توانند موجب توليد اجتماعاتي از کريستالين‌هاي سه بعدي شوند. رشته‌هاي "DNA" بواسطه اتم گوگرد موجود در انتهايشان با پيوند کوالانسي به طلا متصل مي‌شوند. با مخلوط کردن اين نانوذرات هنگامي که متصل به دو نوع رشته‌ي متفاوت"DNA" باشند، چون سرهاي ديگر اين رشته‌ها مکمل يکديگر هستند پل‌هايي ايجاد مي‌شود و نانوذرات خود را به صورت آرايه‌هايي منظم سامان مي‌دهند. اين آرايه‌ها مي‌توانند شکل بلور مکعبي مرکز پرداشته و نانوذرات سازنده اش مرتباً جاي خود را در شبکه عوض کنند.
اگر دست آوردهاي عملي نظير بزرگ‌سازي ساختارها و يا پيشرفت در زمينه ساختارهاي سه بعدي به‌وسيله‌ي فناوري نانو-"DNA" حاصل شود، چالش‌هاي پراهميتي به‌وجود خواهد آمد. با وجود اينکه فناوري نانو-"DNA" روزهاي اوليه زندگي خود را پشت سر مي‌گذارد، "DNA"به عنوان يک ماده سازنده‌ي عالي به سرعت خود را اثبات کرده است.
مولکول‌هاي "DNA" يک انسجام از الگوي تکرار شونده ي واحد‌هاي قندي-فسفاتي بر مبناي يکي از چهار واحد ادنين (A) ، سيتوزين (C) ، گوآنين (G) و يا تايمين (T) متصل به هر واحد قندي است. اين نردبان پيچنده از ترکيب دو رشته "DNA" موازي اما مختلف الجهت به‌وسيله‌ي ي اتصالات هيدروژني بين پايه‌هاي متمم ادنين به تايمين (A-T) و سيتوزين به گوآنين (C-G) شکل گرفته است. با بهره‌گيري از همين قوانين جفت شدن پايه ها که به "DNA" توانايي انتقال اطلاعات ژنتيکي را از نسلي به نسل ديگر مي‌دهد، مي‌توان با برنامه‌نويسي رشته‌هاي مولکول "DNA"، مثل قطعات پازل يک، دو و يا سه بعدي، ساختارهاي خودآرا تهيه نمود. اين فرآيند، درکنار توانايي موجود در سنتز تقريبا هر رشته از "DNA" به روش خودکار، به معناي امکان توليد ساختارها و دستگاه‌هايي جديدي است که در طبيعت يافت نمي‌شوند.
يک بلوک سازنده، يا در مقام تشبيه يک کاشي، در فناوري ساخت مولکول "DNA" به‌وسيله‌ي نانو داراي يک هسته ي سخت با سرهاي چسبناک است. يعني تک رشته‌هايي از "DNA" که مثل يک چسب هوشمند فقط نواحي مشخص دو مارپيچ را به هم مي‌چسبانند. تاکنون تعداد متنوعي از اين کاشي‌ها طراحي شده است و روش‌هاي ساخت آنها و مرز چيزهايي که مي‌توان با آنها ساخت مدام در حال پيشروي است. يکي از تازه‌ترين اين پيشرفت‌ها ساختار حيرت انگيزي با نام "DNA" اوريگامي است که در آن يک رشته ي بلند "DNA" به کمک رشته‌هاي کوتاهتر، که در حکم گيره هستند، با پيچ و تاب خوردن يک شکل خاص به خود مي‌گيرد. در واقع اين يک پيشرفت به سوي ساخت نسبتا راحت نانوساختارهايي بزرگ، پيچيده و تحسين برانگيز است.
اين طرح‌ها علاوه‌بر ظاهر مي‌توانند کاربردهايي نيز داشته باشند. با ترکيب کردن محل‌هاي اتصال در مختصات مشخص مي‌توان از نانوساختارهاي "DNA" براي درست کردن گونه‌هاي ديگر مثل پروتئين‌ها و يا نانوذرات استفاده کرد. فرآيند نشاندن گونه‌هاي منفرد بر روي داربست‌هاي "DNA" ، اکنون در حال پيشرفت به سمت ايجاد تعامل بين اين گونه‌ها است. در صفحه ي 249 شماره آوريل مجله Nature Nanotechnology، ايتامر ويلنر و همکارانش توضيح مي‌دهند که چگونه مي‌توان از قابليت سازماندهي "DNA" در وصل کردن دو آنزيم مختلف (و يا يک آنزيم و کوفاکتورش ) به داربست در مکان‌هاي مشخص، به منظور فعال‌سازي يک سلسله واکنش‌هاي آنزيمي بهره جست. لازم به ذکر است که در غياب داربست ذکر شده، واکنش‌هاي آنزيمي مشابه نمي‌توانند رخ دهند. همچنين نشاندن آنزيم بر روي داربست مي‌تواند براي کنترل واکنش پذيري به‌کار رود.
در جايي ديگر در صفحه ي 245 همان مجله، ند سيمن و همکارانش از امکان الگوسازي پويا به‌وسيله ي کاشي‌هاي "DNA" گزارش مي‌دهند. آنها نشان مي‌دهند که مي‌توان يک مولکول هدف، با هر شکلي مثل شکل مثلثي يا الماسي، را بين دو دستگاه مجزاي برنامه‌نويسي شده‌ي "DNA" به تله انداخت. دستگاه‌هاي "DNA" بر مبناي اين ويژگي ملکول "DNA" بنا شده اند، که اين مولکول مي‌تواند بين دو حالت متفاوت تغيير وضعيت دهد؛ اين تفاوت در اثر چرخش نيمي از يکي از دو سر مولکول نسبت به سر ديگرش ايجاد مي‌شود، اين دستگاه‌ها خود بر روي يک زيرلايۀ ساخته شده از کاشي‌هاي اوريگامي "DNA" قرار داده مي‌شوند و مي‌توان آنها را طوري برنامه‌نويسي کرد که قبل يا بعد از اتصالشان به آرايه اوريگامي، يک مولکول خاص را به تله بياندازند. اين سامانه از يک رويه ي "تصحيح و خطا" بهره مي‌جويد. به نحوي که با کنترل دقيق حرارت‌دهي مي‌توان مولکول‌هاي به اشتباه به تله افتاده را آزاد کرده و مولکول‌هاي هدف را جايگزين نمود. بنابراين اين رويه همواره نتايجي بي‌نقص ارائه خواهد داد.
نانوماشين‌هاي مصنوعي را نيز مي‌توان به کمک "DNA" ساخت. اين نانوماشين‌ها مي‌توانند ربات‌هاي دوپايي باشند که در امتداد ريل‌هاي خودآرا راه مي‌روند و يا موتورهاي خودکاري که انرژي خود را از واکنش‌هاي سوخت‌هاي "DNA" به‌دست مي‌آورند. ساده‌ترين نوع از ساختارهاي فعال، سوئيچ‌ها و يا فعالساز هايي هستند که در پاسخ به يک تحريک مولکولي و يا محيطي بين دو وضعيت تغيير حالت مي‌دهند. اخيراً بيان شده است که دستگاه‌هاي خاصي از اين نوع مي‌تواند امکان استفاده در پزشکي را داشته باشد اما نانوماشين‌هاي مصنوعي "DNA" تا کنون محدود به کاربردهايي در زمينه ي لقاح آزمايشگاهي بوده‌اند. به تازگي، يامونا کريشنان و همکارانش نشان داده‌اند که نانوماشين‌هاي مبتني بر "DNA" مي توانند درون سلول‌هاي زنده نيز کاربرد داشته باشند. اين دستگاه که سوئيچ-I نام گرفته است به‌وسيله‌ي پروتون ها تحريک مي‌شود و مانند يک حسگر pH درون سلول عمل مي‌کند.
"DNA" يکي از کانديدهاي با آينده‌ي درخشان در عرصه محاسبات مولکولي است. برهمکنش‌هاي جفت-پايه به عنوان مثال مي‌تواند در ساختن مدار‌هاي منطقي شامل گيت‌هاي AND، OR وNOT به‌کار روند. و يا "DNA" مي‌تواند در خودآرايي نانوذرات سودمند باشد. بعنوان مثال رشته‌هاي "DNA" که به صورت تصادفي در کنار يک نانوذره طلا پراکنده شده‌اند مي‌توانند موجب توليد اجتماعاتي از کريستالين‌هاي سه بعدي شوند. رشته‌هاي "DNA" بواسطه اتم گوگرد موجود در انتهايشان با پيوند کوالانسي به طلا متصل مي‌شوند. با مخلوط کردن اين نانوذرات هنگامي که متصل به دو نوع رشته‌ي متفاوت"DNA" باشند، چون سرهاي ديگر اين رشته‌ها مکمل يکديگر هستند پل‌هايي ايجاد مي‌شود و نانوذرات خود را به صورت آرايه‌هايي منظم سامان مي‌دهند. اين آرايه‌ها مي‌توانند شکل بلور مکعبي مرکز پرداشته و نانوذرات سازنده اش مرتباً جاي خود را در شبکه عوض کنند.
اگر دست آوردهاي عملي نظير بزرگ‌سازي ساختارها و يا پيشرفت در زمينه ساختارهاي سه بعدي به‌وسيله‌ي فناوري نانو-"DNA" حاصل شود، چالش‌هاي پراهميتي به‌وجود خواهد آمد. با وجود اينکه فناوري نانو-"DNA" روزهاي اوليه زندگي خود را پشت سر مي‌گذارد، "DNA"به عنوان يک ماده سازنده‌ي عالي به سرعت خود را اثبات کرده است.
منبع:سایت نانو
تعداد صفحات : 15
اطلاعات کاربری
نانوذرات، روان كننده، كاهش اصطكاكلینک دوستان
آرشیو
آمار سایت