فناوری نانو به‌عنوان یک فناوری نوظهور و تأثیرگذار در صحنه‌ی آینده علم و زندگی بشر، سزاوار توجه فزاینده‌ای است. با توجه به گزارش‌های علمی منتشر شده، پتنت‌ها، آمار، اخبار، استانداردها و مقررات و همچنین محصولات و پروژه‌های تجاری در سال ۲۰۲۱،StatNano قصد دارد تا یک نظرسنجی به‌صورت مشارکتی با مخاطبان خود برای انتخاب مهمترین رویدادها در حوزه فناوری نانو که بیشترین تأثیر را در کیفیت زندگی افراد دارند برگزار کند.

علاوه‌بر اخبار و آماری که StatNano در سال جاری منتشر کرد، ما قصد داریم آن‌هایی را که به بهبود بیشتر در جنبه‌های مختلف زندگی افراد کمک کرده‌اند، شناسایی و منتشر کنیم. این موضوعات الزاما موضوع ناآشنا و عجیبی نیستند! بلکه می تواند کشف یا توسعه نانومواد جدید، و تصویب یک استاندارد خاص یا تجاری‌سازی محصولی باشد که می‌تواند اثرات اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی داشته باشد و فرصت کسب رضایت بیشتر از زندگی در تماس با طبیعت را برای افراد ایجاد کند.

دستاوردهای قابل توجه ذکر شده در بالا ممکن است در یکی از دسته‌های زیر باشد:

  • دستاوردهای علمی جدید شامل اکتشافات تازه در علم نانو که در مجلات معتبر یا کنفرانس‌های علمی منتشر می‌شود و می‌تواند موارد مختلفی از جمله معرفی یک نانو ماده با خواص جدید، روش سنتز بدیع و نوآورانه، تولید تجاری یک نانوماده، اکتشاف نانومواد جدید و یا پدیده‌ای در مقیاس نانو باشد.
  • معرفی یک فناوری جدید شامل ارائه فناوری جدید ثبت شده توسط مراکز تحقیقاتی، شرکت‌های نوپا و شرکت‌های فعال صنعتی در حوزه فناوری نانو
  • توسعه محصولات جدید شامل اخبار اخیر مربوط به شرکت‌ها و محصولات نانوی آن‌ها
  • تنظیم قانون یا تعدیل دستورالعمل با تأثیر احتمالی جدی در آینده فناوری نانو

لذا در راستای این هدف از جامعه جهانی نانو دعوت می‌شود تا در نظرسنجی مربوط به مهم‌ترین دستاورد فناوری نانو در سال ۲۰۲۱ که در وب سایت StatNano و شبکه‌های اجتماعی آن منتشر شده اند، شرکت کنند.

تازه های فناوری نانو تکنولوژی (جدیدترین محصولات و دستاوردها)

Anti-SARS-CoV-۲ multivalent neutralizing nanobodies

اگرچه واکسیناسیون باعث ازسرگیری برخی از فعالیت‌ها در بخش‌هایی از جهان می‌شود، ولی سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا (SARS-CoV-۲) با جهش‌های خود به‌سرعت راه خود را در مقابل شروع فعالیت‌ها و عادی شدن شرایط ادامه می‌دهد.

نانوبادی‌های خنثی‌کننده برای درمان و مصونیت در برابر SARS-CoV-۲ و جهش‌های جدید آن موثر هستند. محققان با استفاده از کتابخانه‌ای از قطعات آنتی‌بادی متغیر (نانوبادی) مشتق شده از آنتی‌بادی‌های زنجیره سنگین، نسل بعدی آنتی‌بادی‌های خنثی‌کننده ضد SARS-CoV-۲ را شناسایی کرده‌اند. این نانوبادی‌ها به‌طور قابل توجهی کوچکتر هستند. بنابراین می‌توانند در مکان‌های بیشتری نسبت به آنتی‌بادی‌های معمولی به ویروس متصل شوند.

این نانوبادی‌ها به اندازه کافی برای استفاده در اسپری‌های استنشاقی یا بینی پایدار هستند و امکان کاربرد آن‌ها در این فرم از محصولات وجود دارد. این مواد در کنار واکسن‌های تزریقی، گزینه جدیدی را برای پیشگیری و درمان COVID-۱۹ ارائه می‌دهند. تحقیقات مربوطه در حال حاضر در مرحله آزمایشات حیوانی است.

Nanoclean antibacterial cleaning cloth

نانوکلین محصولی است که در آن با کمک یک تکنولوژی منحصربفرد ، نانو ذرات اکسید روی به نوع خاصی از منسوجات بی بافت اضافه شده که حاصل آن تولید انواع دستمال های تنظیف نانو با خاصیت آنتی باکتریال، ضد قارچ و ضد ویروس می باشد . این دستمال قابلیت چندین بار استفاده پس از شستشو را دارد و میتواند علاوه بر نظافت و گردگیری ، سطح مورد نظر را تا 99% ضد عفونی کند.

این دستمال توسط دانشمندان ایرانی تولید شده است.

Artificial intelligence powered nanosensors to explore the various kinds of biomolecules

دانشمندان EPFL نانوحسگرهایی با هوش مصنوعی ساخته‌اند که به محققان اجازه می‌دهد انواع مختلف مولکول‌های زیستی را بدون ایجاد اختلال در آن‌ها ردیابی کنند. روش نوآورانه آن‌ها که در مجله Advanced Material منتشر شده است از فناوری نانو، علم فراسطح، نور مادون قرمز و هوش مصنوعی استفاده می‌کند.

این حسگر زیستی که مبتنی بر فراسطح و هوش مصنوعی می‌باشد، چشم‌اندازهای هیجان‌انگیزی را برای مطالعه و کشف فرآیندهای زیستی ذاتاً پیچیده، مانند ارتباطات بین سلولی از طریق اگزوزوم‌ها و برهم‌کنش اسیدهای نوکلئیک و کربوهیدرات‌ها با پروتئین‌ها در تنظیم ژن و تخریب عصبی باز می‌کند. این فناوری کاربرد بالقوه‌ای در زمینه‌های زیست‌شناسی، تجزیه و تحلیل زیستی و داروسازی (از تحقیقات بنیادی و تشخیص بیماری تا توسعه دارو) دارد.

Ligand-engineered bandgap stability in mixed-halide perovskite LEDs

محققان فیزیک دانشگاه آکسفورد نشان دادند که اتصال لیگاندهای چند دندانه به سطح نانوبلورهای پروسکایت هالید سرب، تشکیل عیوب سطحی را که منجر به جداسازی هالید می‌شود، سرکوب می‌کند و منجر به ایجاد موادی با انتشار رنگ قرمز کارآمد و پایدار می‌شود. عملکرد کلیدی تیمار لیگاند، “تمیز کردن” سطح نانوکریستال از طریق حذف اتم های سرب است.

این پژوهش که در شماره ماه مارس مجله Nature منتشر شد، نشان می‌دهد که چگونه عملکرد پروسکایت‌ های مثل هالید به ماهیت سطح نانوکریستالی بسیار حساس است و مسیری را ارائه می‌کند که از طریق آن می‌توان تشکیل و مهاجرت عیوب سطح را کنترل کرد. این موضوع برای دستیابی به پایداری شکاف باند باهدف انتشار نور بسیار مهم است و همچنین می‌تواند تأثیر گسترده‌تری بر سایر کاربردهای الکترونیک نوری – مانند فتوولتائیک‌ها – که برای پایداری باند گپ مورد نیاز است، داشته باشد.

Memristive spintronic neurons: combining two cognitive computing nano-elements into one

محققان دانشگاه توهوکو و دانشگاه گوتنبرگ یک فناوری جدید اسپینترونیک برای محاسبات الهام گرفته از مغز ایجاد کرده اند. تاکنون، نورون‌ها و سیناپس‌های مصنوعی به‌طور جداگانه در بسیاری از زمینه‌ها توسعه یافته‌اند. این پژوهش علمی که در مجله  Nature Material منتشر شده است نقطه عطف مهمی است که دو عنصر کاربردی در یک عنصر ترکیب شده است.

این کار اولین ادغام یک نانو عنصر محاسباتی شناختی – ممریستور – را در یک نوسانگر اسپینترونیک دیگر نشان داد. با استفاده از آرایه‌های نوسان‌گر اسپینترونیک کنترل‌شده با ممریستور، برهمکنش‌های سیناپسی بین نورون‌های مجاور را می‌توان تنظیم کرد و آن‌ها را در حالت‌های متقابل متفاوت و تا حدی هماهنگ برنامه‌ریزی کرد. بنابراین دروازه ممریستور یک رویکرد کارآمد برای ورودی، تنظیم و ذخیره وضعیت نانو نوسانگر اسپین هال برای مدل‌های محاسباتی غیر متعارف است.

Mimicking photosynthesis by new light-powered catalyst

محققان MIT با تقلید از فتوسنتز گیاهان، نوع جدیدی از فوتوکاتالیست را طراحی کرده‌اند که به‌عنوان فوتوکاتالیست بیوهیبرید شناخته می‌شود.

این فوتوکاتالیست حاوی پروتئین جمع‌آوری‌کننده نور است که نور را جذب کرده و انرژی را به یک کاتالیزور حاوی فلز منتقل می‌کند. فتوکاتالیست جدید می‌تواند سنتز دارویی، کشاورزی و شیمیایی را کارآمدتر و با محیط زیست سازگارتر کند. فتوکاتالیست بیوهیبرید همچنین نشان داد که بر خلاف فوتوکاتالیست‌های موجود، می‌تواند تمام طول موج‌های نور را جذب کند. آن‌ها دو عنصر مجزا را برای افزایش کارایی فوتوکاتالیز ترکیب می‌کنند:

یکی برای برداشت نور و دیگری برای کاتالیز واکنش شیمیایی. این کار به عنوان بخشی از پروژه شیمی تشدید نور الهام گرفته از طبیعت (BioLEC) در مرکز تحقیقات مرزی شیمی پشتیبانی شده و در مجله chem منتشر شد.

Multifunctional metamaterial nanogenerators for energy harvesting and active sensing

محققان دانشگاه پیتسبورگ دسته جدیدی از مواد را طراحی کرده‌اند که هم حسگر  محیط و هم نانو ژنراتور هستند و می‌توانند فناوری مواد چند منظوره را متحول کنند. این تحقیق که اخیراً در Nano Energy منتشر شده است، یک سیستم فراماده جدیدی را توصیف می‌کند که به عنوان حسگر خود عمل می‌کند و اطلاعات مهمی در مورد فشار و تنش‌های وارد بر ساختار خود ثبت و ارسال می‌کند.

نوآورانه‌ترین جنبه کار مقیاس‌پذیری آن است: طراحی یکسان در مقیاس نانو و در مقیاس بزرگ به سادگی با تغییر هندسه طراحی کار می‌کند. در حالی که تقریباً تمام مواد خود حسگر موجود، کامپوزیت‌هایی هستند که به شکل‌های مختلف الیاف کربن به عنوان ماژول‌های حسگر متکی هستند، این مفهوم جدید متکی بر طراحی متناسب با عملکرد و مونتاژ ریزساختارهای مواد، رویکردی کاملاً متفاوت و در عین حال کارآمد برای ایجاد حسگر و نانوژنراتور ارائه می‌دهد. این ماده می‌تواند برای انواع کاربردهای عمرانی، هوافضا و مهندسی زیست پزشکی استفاده شود.

Nanoscale ‘computer’ controls function of protein, influences cell behavior

ایجاد رایانه‌های نانومقیاس برای استفاده در مراقبت‌های بهداشتی دقیق از دیرباز رویای بسیاری از دانشمندان و ارائه دهندگان مراقبت­های بهداشتی بوده است. اکنون، برای اولین بار، محققان در دانشگاه Penn State یک عامل نانومحاسباتی تولید کرده‌اند که می‌تواند عملکرد پروتئین خاصی را که در حرکت سلولی و متاستاز سرطان نقش دارد، کنترل کند.

این تحقیقات که در مجله Nature Communications منتشر شد، راه را برای ساخت کامپیوترهای پیچیده در مقیاس نانو برای پیشگیری و درمان سرطان و سایر بیماری‌ها هموار می‌کند. این تیم پروتئین کانونی چسبندگی کیناز (Focal Adhesion Kinase) را مورد هدف قرار دادند که فعال شدن آن منجر به تغییرات درونی سلول‌ها و در نتیجه افزایش قابلیت‌های چسبندگی آنها می‌‌شود. آن‌ها برای اولین بار نشان دادند که می‌توانند یک عامل نانومحاسباتی کارآمد در سلول‌های زنده بسازند که می‌تواند رفتار سلول را کنترل کند.

New composite fabric against bacteria, viruses and chemicals

تیمی از محققان دانشگاه نورث وسترن ماده‌ای ابداع کرده‌اند که می‌تواند چشم‌انداز فعلی لباس‌های محافظ را تغییر دهد. پارچه کامپوزیتی که مبتنی بر چارچوب‌های فلزی-آلی (MOFs) است، دارای کاتالیزورهایی در حفره‌های آن است که می‌توانند مواد شیمیایی سمی، ویروس‌ها و باکتری‌ها را به روشی مشابه جذب آب در اسفنج‌ها جذب و غیرفعال کنند.

داشتن یک ماده دو عملکردی که توانایی غیرفعال کردن عوامل سمی شیمیایی و زیستی را داشته باشد بسیار مهم است زیرا پیچیدگی ادغام چندین ماده برای انجام این کار بالا است. این پارچه علیه SARS-CoV-۲، باکتری‌های گرم منفی و گرم مثبت عمل می‌کند و در عین حال عوامل عصبی سمی مانند گاز خردل گوگرد را نیز تخریب می‌کند. نتایج این مطالعه در مجله American Chemical Society (JACS) منتشر شده است.

New wearable device turns the body into a battery

محققان CU Boulder یک دستگاه پوشیدنی جدید و ارزان ساخته‌اند که بدن انسان را به یک باتری زیستی تبدیل می‌کند. این وسیله که توسط دانشمندان دانشگاه کلرادو بولدر در مجله Science Advances توضیح داده شده است به اندازه کافی انعطافی است که می توانید آن را مانند انگشتر، دستبند یا هر وسیله جانبی دیگری که پوست شما را لمس می‌کند، بپوشید.

همچنین با استفاده از ژنراتورهای ترموالکتریک برای تبدیل دمای داخلی بدن به الکتریسیته، از گرمای طبیعی فرد استفاده می‌کند. این ژنراتورها در تماس نزدیک با بدن انسان هستند و می‌توانند از گرمایی که معمولاً در محیط پخش می شود استفاده کنند. در حالی که هنوز پیچیدگی هایی برای کار در طراحی وجود دارد، محققان گروه پیش‌بینی می‌کنند که این دستگاه‌ها ممکن است طی ۵ تا ۱۰ سال آتی در بازار دیده شوند.

مطلب پیشنهادی: با 5 اختراع نانویی آشنا شوید.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *