پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند موفق به توسعه نانوفوتوکاتالیستی شدهاند که میتواند با استفاده از نور خورشید، آنتیبیوتیکهای خانواده کینولون را با راندمانی قابل توجه از آب حذف کند. این ماده نوین که بر پایه یک ساختار نانوهتروجانکشن سهتایی طراحی شده، حاصل ترکیب هوشمندانه فناوری نانو با روشهای نوآورانه سنتز است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که میتوان با تکیه بر نور خورشید و مواد نانوساختار، گامی مؤثر در جهت تصفیه پایدار آب و کاهش مخاطرات زیستمحیطی ناشی از آلایندههای دارویی برداشت.
پسابهای رنگی صنایع نساجی، چاپ و رنگرزی از چالشبرانگیزترین آلایندههای محیطزیستی به شمار میروند؛ ترکیباتی پایدار، سمی و اغلب مقاوم به روشهای تصفیه متداول که ورود آنها به منابع آبی، پیامدهای جدی زیستمحیطی و بهداشتی به دنبال دارد. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه شیراز با همکاری دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه صنعتی خاتمالانبیاء بهبهان، موفق به توسعه غشایی نانوکامپوزیتی شدهاند که میتواند تقریباً تمام رنگهای کاتیونی موجود در پساب را حذف کند. این غشای پیشرفته با بهرهگیری هدفمند از نانولایههای اکسید گرافن عاملدارشده و اصلاح شیمیایی پلیمر پایه، نهتنها بازدهی تصفیه را به سطحی کمسابقه رسانده، بلکه مشکلات رایج غشاهای مرسوم مانند گرفتگی، آبگریزی و افت عملکرد را نیز برطرف کرده است. این دستاورد، گامی عملی در مسیر تصفیه پایدار پسابهای صنعتی و حفاظت از منابع آب به شمار میآید.
پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان با ترکیب نانوداروها، هوش مصنوعی و روشهای تحلیل علت و معلول، موفق شدهاند نشانههای نادر بیماری در خون انسان را شناسایی کنند. این دستاورد میتواند مسیر تشخیص زودهنگام و درمان هدفمند سرطان پروستات متاستاتیک و تصلب شرایین (آترواسکلروز) را هموار کند و افق جدیدی در پزشکی دقیق ایجاد کند.
با بهرهگیری از هوش مصنوعی، پژوهشگران MIT رویکردی تازه برای طراحی نانوذرات عرضه کردهاند که میتواند در انتقال مؤثرتر واکسنهای RNA و سایر درمانهای RNA محور نقشآفرینی کند. آنها پس از آموزش یک مدل یادگیری ماشین با هزاران ذرهٔ موجود، از آن برای پیشبینی مواد جدیدی استفاده کردند که عملکرد بهتری دارند. این مدل همچنین توانست ذراتی را شناسایی کند که در انواع مختلف سلول کارآمد هستند و امکان ادغام مواد تازه در ساختار نانوذرات را فراهم میکنند.
پژوهشگران دانشگاه کارلستاد در سوئد موفق شدهاند نوع تازهای از نانوسلولز را با استفاده از فرآیند اکسیداسیون فنتون تولید کنند؛ روشی که با واکنش پراکسید هیدروژن و یونهای آهن، الیاف سلولزی را بهطور کنترلشده تجزیه میکند و امکان ساخت مواد سلولزی ویژه برای پوششهای بستهبندی و غشاهای جداکنندهٔ باتریها را فراهم میآورد. این دستاورد میتواند مسیر توسعهٔ مواد سبز و کارآمد را برای صنایع آینده هموار کند.
پژوهشگران «آزمایشگاه بینالمللی نانوفناوری ایبریا (INL)» در گروه دیگِـس (Diéguez Group)، با هدایت سارا آبالدهثِلا، موفق به طراحی بستری پلاسمونیکی شدهاند که دقت، پایداری و تکرارپذیری فناوری «پراکندگی رامان تقویت شدهٔ سطحی» یا SERS را بهطور چشمگیر افزایش میدهد. این دستاورد با تبدیل نانودیسکهای طلا به نانواستارهای پیشرفته و کنترلپذیر، افقی تازه در تشخیصهای پزشکی، پایش محیطزیست و سنجش مولکولی میگشاید.
پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با همکاری همکاران بینالمللی خود، مقالهای علمی با تمرکز بر توسعه زیرنانوخوشههای فلزی برای ذخیرهسازی و تبدیل انرژی منتشر کردند که در مجله معتبر Small به چاپ رسیده است و طرح این مقاله بر روی جلد آن مجله درج شده است. این پژوهش با ارائه یک راهبرد سبز و الهامگرفته از فرایندهای زیستی، نشان میدهد چگونه زیرنانوخوشههای آهن و نیکل میتوانند عملکرد ابرخازنها، باتریها و الکتروکاتالیزورها را به سطحی بالاتر ارتقا دهند؛ دستاوردی که توجه جامعه علمی حوزه مواد پیشرفته و انرژی را به خود جلب کرده است.
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدهاند نوعی غشای نانویی بر پایه نانوبلورهای سلولزی (CNC) طراحی کنند که میتواند سه ویژگی کلیدی در فرایند شیرینسازی آب یعنی استحکام مکانیکی، نفوذپذیری آب و حذف نمک را بهصورت همزمان بهبود دهد؛ قابلیتی که سالها یکی از بنبستهای فناوری غشا بوده است. در این طرح، با بررسی دقیق نسبت طول به قطر نانوبلورهای سلولزی و میزان بارگذاری آنها، ساختاری فراگیر و شبکهای موسوم به «شبکه فراپیوندی درهمتنیده» (PIN) ایجاد شد که رفتار یک متامتریال را در غشا بازآفرینی میکند. این شبکه، مسیرهای منظم و کنترلشدهای برای عبور آب شکل میدهد، در عین حال از بازشدگی بیشازحد ساختار که موجب کاهش حذف نمک میشود جلوگیری میکند. نتایج نشان میدهد که بارگذاری ۰٫۵۰ درصد وزنی CNC با نسبتطولی بالا بهترین وضعیت را ایجاد میکند و میتواند کارایی غشاهای شیرینسازی برای آبهای لبشور را ارتقا دهد.
پژوهشگران دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان (IASBS) در همکاری با محققان دانشگاه پلیتکنیک والنسیا موفق شدهاند نوعی نانوکامپوزیت مغناطیسی طراحی کنند که میتواند گاز بسیار سمی H₂S را با بازده بالا به هیدروژن تبدیل کند. در این پژوهش، یک ساختار نوین پیوندگاه p–n از دو نیمهرسانای CoMn₂O₄ و MgFe₂O₄ ساخته شد و سپس با کمک نانولولههای کربنی، کارایی فتوکاتالیستی و ویژگیهای مغناطیسی آن به شکل چشمگیری تقویت گردید. حضور CNT در این ترکیب باعث شد بازترکیب الکترون–حفره کاهش یابد، انتقال بار تسهیل شود و سطح فعال ماده افزایش پیدا کند؛ عواملی که در نهایت توان تولید هیدروژن را تا حدود ۶۰ درصد بالا برد. این دستاورد، راهی کمهزینه و سازگار با محیط زیست برای تبدیل مواد خطرناک به سوخت پاک ارائه میدهد.
پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه صنعتی کوئینزلند (QUT) در دستاوردی تازه، نسل جدیدی از ابرخازنها را توسعه دادهاند که با بهرهگیری از الکترولیتهای ردوکس اسیدی و طراحی نانوساختاری الکترودها، به چگالی انرژی چشمگیر ۶۰.۳۷ واتساعتبرکیلوگرم دست یافته است؛ مقداری که عملکردی همسطح یا حتی بهتر از برخی باتریهای سرباسید را نشان میدهد. در این مطالعه، کرههای کربنی نیتروژندار با تخلخل بالا روی صفحات گرافیتی رشد داده شدند و پس از فعالسازی شیمیایی، بهعنوان بستر اصلی برای ساخت الکترودهای بدون بایندر به کار رفتند. افزوده شدن هیدروکینون سولفونیک اسید (HQSA) بهعنوان افزودنی ردوکس کاتدی و رنگ آلیزاریـن سرخ S (ARS) بهعنوان افزودنی ردوکس آندی، امکان گسترش پنجره ولتاژی و افزایش ظرفیت ویژه را فراهم کرد. ترکیب این ویژگیها، مسیر توسعه نسل جدیدی از سامانههای ذخیرهسازی انرژی را هموار میسازد که میتوانند در کاربردهای صنعتی با توان بالا و طول عمر زیاد مورد استفاده قرار گیرند.