پایگاه خبری فناوری نانو ایرانآرشیو اخبار و مطالب - پایگاه خبری فناوری نانو ایران

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.

گسترش شتاب‌گرفته‌ی صنعتی‌شدن در جهان، کیفیت هوا، سلامت محیط‌زیست و پایداری زیستی را با تهدیدهای فزاینده‌ای روبه‌رو کرده است؛ تهدیدهایی که مقابله با آن‌ها به فناوری‌هایی کارآمد، مقرون‌به‌صرفه و قابل تعمیم به مقیاس صنعتی نیاز دارد. در چنین شرایطی، پژوهشگران دانشگاه مراغه با همکاری دانشگاه‌های جیاشینگ، اولو و آدام میکویچ، مروری جامع بر ساختارها و عملکرد چارچوب‌های آلی – فلزی‌ مبتنی بر وانادیوم و منگنز منتشر کرده‌اند؛ موادی که به دلیل ماهیت نانویی، انعطاف‌پذیری ساختاری، تخلخل بالا و وفور سایت‌های فعال، از گزینه‌های مهم در کاتالیست‌های نوین و فناوری‌های پاک به شمار می‌روند. این مطالعه ضمن بررسی پیشرفت‌های اخیر، رابطه ساختار و کارکرد این MOFها را تحلیل کرده و مسیرهای آینده توسعه آن‌ها در تصفیه آلاینده‌ها، جذب و تبدیل CO₂، اکسایش ترکیبات آلی و دیگر کاربردهای زیست‌محیطی را روشن می‌کند.

پژوهشگران بیمارستان وست‌چاینا و دانشگاه سیچوان با همکاری دانشگاه جنوب‌غرب جیاوتونگ، در تازه‌ترین مطالعات خود مسیر جدیدی را برای مبارزه با آدنوکارسینوم معده معرفی کرده‌اند؛ سرطانی تهاجمی که هر سال هزاران بیمار را درگیر می‌کند. این تیم تحقیقاتی با بهره‌گیری از فناوری نانو و تحلیل‌های پیشرفته یادگیری ماشین نشان داده‌اند که نانو‌لیپوزوم‌های حاوی کورکومین قادرند چرخه حیات سلول‌های بدخیم معده را مختل کنند و مکانیسم‌های مرگ برنامه‌ریزی‌شده ناشی از تجمع مس، موسوم به «کوپروپتوز»، را فعال سازند. یافته‌های به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که این فرمولاسیون نانویی نه‌تنها رشد تومور را مهار می‌کند، بلکه با تغییر برنامه‌ریزی متابولیکی سلول و ایجاد استرس اکسیداتیو، مسیرهای تهاجمی و متاستاتیک سرطان معده را نیز ضعیف می‌کند. این تحقیق، که ترکیبی منحصربه‌فرد از آزمایشات سلولی، مدل‌سازی زیستی و تحلیل‌های محاسباتی است، امکان طراحی نسل جدید درمان‌های هوشمند ضدسرطان را پررنگ‌تر کرده است.

گسترش آلودگی‌های شیمیایی و میکروبی در آب و مواد غذایی، سال‌هاست یکی از تهدیدهای جدی سلامت عمومی در جهان به شمار می‌رود؛ تهدیدی که با توسعه صنایع غذایی، افزایش پساب‌ها و پیچیده‌تر شدن زنجیره‌های تولید و توزیع، ابعاد آن گسترده‌تر شده است. پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تبریز در همکاری با دانشگاه ارومیه، دانشگاه موناش و مرکز ساخت‌افزارهای نانویی ملبورن، در یک مرور جامع به بررسی نسل تازه‌ای از حسگرها پرداخته‌اند که بر پایه نانومواد مزوپور سیلیکا با خاصیت مغناطیسی (MMSNMs) توسعه یافته‌اند. این حسگرهای نوظهور به دلیل ساختار نانومتری، مزوپورهای منظم و هسته‌های مغناطیسی، توانایی شناسایی سریع آلاینده‌ها و جداسازی آن‌ها را همزمان فراهم می‌کنند؛ قابلیتی که می‌تواند آینده پایش و تصفیه آب و مواد غذایی را متحول کند. این مطالعه با مرور پیشرفت‌های فناورانه، چالش‌ها و مسیرهای آینده، تصویری دقیق از نقش فناوری‌نانو در تضمین ایمنی غذایی و آبی ارائه می‌دهد.

دانشمندان با دستاوردی نوآورانه در حوزه مهندسی بافت و درمان بیماری‌های ستون فقرات، موفق به توسعه سامانه‌ای درمانی شده‌اند که می‌تواند روند تخریب دیسک بین‌مهره‌ای را متوقف کرده و حتی به بازسازی آن کمک کند. این فناوری بر پایهٔ یک هیدروژل تزریقی حاوی «نانوزیم» طراحی شده است؛ نانوموادی که عملکردی مشابه آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان طبیعی دارند و می‌توانند گونه‌های فعال اکسیژن را خنثی کنند. این گونه‌های شیمیایی مخرب که با نام ROS شناخته می‌شوند، یکی از عوامل اصلی بروز «فروپتوز» یا مرگ سلولی وابسته به آهن هستند؛ فرایندی که به التهاب شدید، آسیب ساختاری و تشدید تخریب دیسک منجر می‌شود. این دستاورد می‌تواند فصل تازه‌ای در درمان‌های غیرجراحی و هدفمند برای میلیون‌ها فرد مبتلا به کمردردهای مزمن بگشاید.

گروهی از پژوهشگران در دانشگاه باسک (UPV/EHU) اسپانیا با افزودن یک لایه بسیار نازک از ماده نوظهور MXene در رابط بین لایه الکترون‌بر و جذب‌کننده پروسکایت، موفق شدند بازده تبدیل انرژی یک سلول خورشیدی پروسکایت را به ۲۵.۷۵٪ برسانند؛ عددی که رکورد برای سلول‌های بر پایه MXene یا هر ماده دوبعدی دیگر محسوب می‌شود. افزون بر کارایی بالا، پایداری سلول نیز چشمگیر است طوری که پس از ۱۲۰۰ ساعت آزمایش، بیش از ۹۵٪ کارایی خود را حفظ کرده است. این نتیجه نویدبخش فصل تازه‌ای برای پنل‌های خورشیدی نازک، کارآمد و اقتصادی است.

پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی بادان با همکاری چند مرکز تحقیقاتی برجسته در آسیا و اروپا موفق شده‌اند سازوکاری تازه در افزایش کارایی فرایند فنتن‌مانند برای حذف آنتی‌بیوتیک‌ها از آب آشامیدنی شناسایی کنند. این گروه در یک بررسی جامع نشان داده‌اند که کنترل تعداد «نقص‌های اکسیژن» در نانوذرات اکسید کبالت می‌تواند مسیر تولید گونه‌های فعال اکسیژن را کاملا تغییر دهد و بازده واکنش را به طور چشمگیری افزایش دهد. یافته‌ها نشان می‌دهد که طراحی دقیق ساختار نانویی و مدیریت چگالی الکترون در ابعاد اتمی تعیین می‌کند که رادیکال‌ها چگونه تشکیل و مصرف شوند و کدام مسیر، یعنی •OH یا O₂•−، نقش اصلی را در تخریب آلاینده‌ها بر عهده می‌گیرد. این کشف می‌تواند راه را برای توسعه نسل تازه‌ای از نانوکاتالیست‌های کارآمد در تصفیه آب باز کند.

دانشمندان به تازگی موفق به ساخت نوعی «نانوژنراتور انعطاف‌پذیر» شده‌اند، دستگاهی بسیار باریک که با فشردن یا کشیدن خود می‌تواند برق تولید کند. این فناوری بر پایه ترکیب نوآورانه دو ماده ‌نانویی ساخته شده است: لایه‌های اتمی بروفین (Borophene) و دی‌سولفید مولیبدن (Molybdenum disulfide (MoS₂)). نتیجه‌ کار یک ساختار دو بعدی است که ظرفیت تولید ولتاژ تا ۲۲ ولت دارد و در عین حال می‌تواند جریان قابل توجهی تأمین کند. این دستاورد گامی مهم در مسیر ساخت حسگرها و دستگاه‌های الکترونیکی خودتوان (self-powered) و انعطاف‌پذیر است، که می‌تواند آینده گجت‌های پوشیدنی و حسگرهای نوری را دگرگون کند.

پژوهشگران دانشگاه یاسوج، دانشگاه علم و صنعت ایران و دانشگاه فناوری دونگ‌گوان با توسعه یک فوتوالکتروکاتالیست جدید بر پایه ساختار دوگانه S-scheme، موفق به ساخت دستگاه غشایی پیشرفته‌ای شدند که می‌تواند سم بسیار خطرناک ریسین را به‌صورت پیوسته از آب آلوده حذف کند. این سامانه که از ترکیب واکنش‌های فوتوالکتروکاتالیسی و فیلتراسیون غشایی استفاده می‌کند، توانسته راندمان حذف ۹۸.۳۹ درصدی و معدنی‌سازی ۸۵.۶۷ درصدی را ثبت کند. پایداری چشمگیر دستگاه در شش چرخه عملیاتی، کارایی آن را برای تصفیه صنعتی و بلندمدت بسیار امیدوارکننده کرده است. این دستاورد، گامی مهم در توسعه فناوری‌های نوین برای حذف سموم گیاهی و آلاینده‌های مقاوم به‌شمار می‌رود. فوتوالکتروکاتالیست ZnCdFeSe که در این پروژه معرفی شده، یک نانوکامپوزیت است. تمام فازهای CdSe، ZnSe و FeSe₂ به صورت نانوساختار سنتز شده‌اند. این مواد به‌طور معمول در محدوده چند نانومتر تا چند ده نانومتر ساخته می‌شوند تا بتوانند انتقال بار، جذب نور و واکنش‌پذیری را به‌طور اساسی بهبود دهند.