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.
تاثیرگذارترین دستاوردهای فناوری نانو در زندگی بشر در سال ۲۰۲۱
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.
عناوین منتخب:
- Anti-SARS-CoV-2 multivalent neutralizing nanobodies
اگرچه واکسیناسیون باعث ازسرگیری برخی از فعالیت‌ها در بخش‌هایی از جهان میشود، ولی سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا (SARS-CoV-2) 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-2 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-2 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-19 ارائه می‌دهند. تحقیقات مربوطه در حال حاضر در مرحله آزمایشات حیوانی است.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/68558
https://statnano.com/news/68610
۲-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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/68964
۳-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 پروسکایت‌های 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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/70143/
۴-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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/70084
۵-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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/70033
۶-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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/69232
۷- 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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/70029
۸- 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-2، 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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/69946
۹-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.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/68691
۱۰-Radio-frequency nanoelectromechanical systems against counterfeit goods
بسیاری از شرکت‌های تولیدی و توزیع‌کنندگان قانونی از کالاهای تقلبی که با نام‌های تجاری معتبر تولید می‌شوند رنج می‌برند. تحقیقات در بخش مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه فلوریدا با کمک برچسب‌های سیستم‌های نانوالکترومکانیکی فرکانس رادیویی (RF) بر این مشکل غلبه کردند. این برچسب‌ها به دلیل اندازه کوچک و ماهیت اجزای تشکیل‌دهنده تا حد زیادی از دستکاری فیزیکی یا شبیه‌سازی مصون هستند و قیمت هر کدام حداکثر چند پنی است. این برچسب‌ها با تفاوت بین فرکانس رزونانس اندازه‌گیری شده آن و فرکانس یک برچسب ایده‌آل مشخص می‌شوند. این تفاوت‌ها به‌عنوان رشته‌های باینری کوتاه کدگذاری می‌شوند که به طول استاندارد اضافه می‌شوند و یک بیت نشان می‌دهد که آیا انحراف فرکانس مثبت یا منفی است. در واقع این رشته‌ها اثر انگشت دیجیتال منحصر به فردی را برای برچسب ارائه می‌کنند.
برای مطالعه بیشتر:
https://statnano.com/news/69211
لینک نظرسنجی: https://statnano.com/en/page/5146
