اثبات حرکت نانولوله‌ها حتی در محیط‌های شلوغ

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه دلفت، رایس، بوردکس، آمستردام و ویرجه به بررسی حرکت پلیمرها پرداختند. آنها در تحقیقات خود دریافتند که اگر نانولوله‌ها کمی توانایی خم شدن داشته باشند، همین موضوع به آنها این امکان را می‌دهد تا در محیط‌های شلوغ، حتی شبکه‌های مستحکم مانند ماتریکس سلولی، به حرکت درآیند.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه دلفت، رایس، بوردکس، آمستردام و ویرجه به بررسی حرکت پلیمرها پرداختند. آنها در تحقیقات خود دریافتند که اگر نانولوله‌ها کمی توانایی خم شدن داشته باشند، همین موضوع به آنها این امکان را می‌دهد تا در محیط‌های شلوغ، حتی شبکه‌های مستحکم مانند ماتریکس سلولی، به حرکت درآیند.

نانولوله‌های مورد استفاده در این تحقیق می‌توانند در حوزه‌های مختلفی نظیر حسگری، زیستی و اکتشاف نفت مورد استفاده قرار گیرند، بنابراین موضوع حرکت این نانولوله‌ها و دیگر ذرات رشته‌ای در محیط اهمیت بسیاری دارد. درک این جنبش‌ زنجیره‌های پلیمری انعطاف‌پذیر در یک شبکه، اهمیت زیادی در بررسی رفتار برخی از مواد نظیر DNAها دارد. گروهی از محققان این پروژه معتقد بودند که حرکت ذرات رشته‌ای در محیط‌های شلوغ، از قانون حرکت براونی تبعیت می‌کند؛ در حالی که عده‌ای دیگر مخالف این نظریه بودند.

اساسی‌ترین سؤالی که در اینجا مطرح می‌شود، آن است که آیا ذرات رشته‌ای در یک محیط شلوغ حرکت می‌کنند؟ در حقیقت شلوغی محیط نوعی مانع بر سر حرکت ذرات محسوب می‌شود. خیابانی مملو از اتوبوس را تصور کنید، عبور از میان این اتوبوس‌ها برای شما دشوار است، شما باید کمی به بدن خود انعطاف دهید تا از میان این اتوبوس‌ها عبور کنید. بنابراین یک رشته‌ی انعطاف‌پذیر، راحت‌تر از یک رشته‌ی صلب می‌تواند در فضای پیرامون خود حرکت کند. موضوع وقتی مهم‌تر می‌شود که یک رشته برای آزاد کردن دارو یا رساندن یک ماده باید به دنبال حفرات سلولی گشته و وارد آن شود.

۶۰ درصد از بدن را آب فراگرفته‌است؛ اما این آب از هیچ کجای بدن نشت نمی‌کند، زیرا این آب درون حفره‌ها به دام افتاده‌است. آب درون بدن ساختار ژل‌مانندی دارد که درون آن شبکه‌های رشته‌ای قرار دارد. ما باید بفهمیم که نانوذرات چگونه در این محیط حرکت می‌کنند.

پژوهشگران یک‌سری ژل آگاروز با غلظت‌های متفاوت تهیه کردند. از این ژل‌ها معمولاً به‌عنوان فیلتر برای جداسازی پروتئین و دی‌ان‌ای استفاده می‌شود. این ژل‌ها تشکیل یک ماتریکس با اندازه‌ی قابل کنترل می‌دهند که مولکول‌ها می‌توانند از میان آن عبور کنند.

در اینجا از نانولوله‌ها به‌عنوان ذرات رشته‌ای استفاده شد که انعطاف‌پذیری آنها با تغییر قطرشان قابل کنترل است. نانولوله‌هایی قطور هم تا حدی انعطاف‌پذیری دارند. نتایج تزریق نانولوله‌ها به درون ژل آگاروز نشان داد که نانولوله‌ها درون ژل ایست نکرده و به حرکت خود ادامه می‌دهند. تصاویر میکروسکوپ فلورسانس نشان داد که حرکت نانولوله‌ها به شکل خزشی بوده‌است. محققان دریافتند که حرکت نانولوله‌ها، نظیر دیگر رشته‌ها، از حرکت براونی‌ِ تحریک‌‌شده با گرما، تبعیت می‌کند.

نتایج کار آنها در نشریه‌ی ساینس چاپ شده‌است