محققان دانشگاه تهران و دانشگاه دامغان با بهرهگیری از نانومواد دوبعدی MXene و ترکیب آن با پلیمرهای مختلف، موفق به ساخت کامپوزیتهایی شدهاند که میتوانند طیف وسیعی از آلایندهها شامل فلزات سنگین، رنگها، مواد دارویی و روغنها را از آب جدا کنند. نانوذرات MXene با دارا بودن گروههای سطحی متعدد و ساختار لایهای، امکان اصلاح شیمیایی و فیزیکی سطح را فراهم میکنند و با ترکیب با پلیمرها، استحکام مکانیکی، پایداری و قابلیتهای کاربردی آنها بهبود مییابد. این دستاورد نشان میدهد که ترکیب مهندسی نانو و طراحی مواد پلیمری میتواند راهحلهای مؤثر، قابل تنظیم و پایدار برای مشکلات پیچیده آلودگی آب ارائه دهد و مسیر توسعه غشاها و فناوریهای تصفیه پیشرفته را هموار کند.
وقتی لامپ ادیسون به گرافن میرسد؛ کشفی شگفتانگیز از دل تاریخ علم
پژوهشی تازه نشان میدهد که توماس ادیسون، بیآنکه بداند، شاید بیش از یک قرن پیش در جریان آزمایشهایش برای ساخت لامپ برق، موفق به تولید نوعی گرافن شده باشد؛ مادهای شفاف، فوقمقاوم و تکاتمی که امروز ستون فقرات بسیاری از فناوریهای پیشرفته قرن بیستویکم به شمار میرود.
ساخت بلوکهای سهبعدی مشتق از گرافن برای تولید جوهرهای رسانای بسیارغلیظ
پژوهشگران دانشگاه موناش استرالیا و دانشگاه سوانزی بریتانیا موفق شدهاند راهکاری نوین برای تولید جوهرهای رسانای مبتنی بر گرافن ارائه دهند که بدون استفاده از افزودنیهای کاهنده عملکرد، هم غلظت بسیار بالا و هم قابلیت چاپ صنعتی مناسب دارند. این دستاورد میتواند مسیر تولید انبوه مدارهای چاپی، الکترونیک انعطافپذیر و ادوات پوشیدنی را هموارتر کند.
افزایش بازده آبشیرینکنها تا ۹۳٪ با طراحی سطح نانویی غشا
محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با بهرهگیری از فناوری نانو و طراحی دقیق سطح غشاهای پلیمری توانستهاند بازده فرایند آبشیرینکن خورشیدی را به بیش از ۹۳ درصد برسانند. این دستاورد با تغییر ساختار سطح غشاهای پلیوینیلیدن فلوراید (PVDF) و افزودن نانوذرات کربن حاصل شده است؛ سطحی متخلخل و خشن که نور خورشید را بهطور مؤثر جذب و ذخیره میکند و همزمان انتقال آب را تسهیل و مقاومت غشا در برابر خیس شدن را افزایش میدهد. غشاهای توسعه یافته نه تنها بازده بالایی دارند، بلکه با فناوری سطح ضدآب نانویی، عملکرد پایدار طولانیمدت حتی در حضور مواد فعال سطحی تضمین شده است. این پروژه نمونهای از همگرایی مهندسی مواد، فناوری نانو و کاربردهای انرژی تجدیدپذیر است.
کشف پیوند پنهان رفتار آب در نانوکانالهای آبدوست و آبگریز
پژوهشی مشترک با مشارکت دانشگاه تربیت معلم شهید رجایی و چند دانشگاه بینالمللی از کشورهای بلژیک، برزیل و چین نشان میدهد که رفتار آب در نانوکانالهای آبدوست، در ابعاد بسیار کوچک، میتواند شباهتهای شگفتانگیزی با جریان فوقسریع آب در نانوکانالهای آبگریز داشته باشد. این پژوهش با توسعه نسخهای اصلاحشده از معادله کلاسیک لوکاس–واشبورن و پشتیبانی شبیهسازیهای دقیق دینامیک مولکولی، موفق شده است یک چارچوب یکپارچه برای توصیف نفوذ و جریان آب در نانومقیاس ارائه دهد. نتایج نشان میدهد که در کانالهایی با ابعاد کمتر از ۳ نانومتر، نفوذ آب رفتاری غیرعادی از خود نشان میدهد که ریشه آن در برهمکنشهای نانومقیاس و شرایط لغزش دیوارههاست؛ یافتهای که میتواند طراحی غشاها و سامانههای نانوسیالی آینده را متحول کند.
نانولیپوزومها چگونه بستهبندی مواد غذایی را بهبود میدهند؟
پژوهشگران دانشگاه شیراز با همکاری دانشگاه لیمریک ایرلند، موفق به طراحی و ارزیابی نوعی فیلم خوراکی زیستتخریبپذیر شدهاند که میتواند همزمان به کاهش آلودگیهای پلاستیکی و افزایش ماندگاری مواد غذایی کمک کند. این فیلمها که بر پایه صمغ دانه ریحان ساخته شدهاند، با بهرهگیری از فناوری نانو و استفاده از نانولیپوزومهای حاوی ویتامین E، عملکردی فراتر از فیلمهای زیستی متداول از خود نشان دادهاند. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که حضور نانولیپوزومها نهتنها موجب بهبود استحکام و انعطافپذیری فیلمها شده، بلکه توان محافظت در برابر نور فرابنفش و فعالیت آنتیاکسیدانی آنها را نیز بهطور چشمگیری افزایش داده است؛ ویژگیهایی که این فناوری را به گزینهای جدی برای بستهبندی هوشمند و پایدار در صنایع غذایی تبدیل میکند.
نانولایههای MXene تیتانیومی راه نجات پالادیوم را هموار کردند/ بهبود در بازیافت فلزات گرانبها
پژوهشگران کرهای با معرفی یک فناوری نوین مبتنی بر نانولایههای MXene تیتانیومی، موفق شدهاند پالادیوم را در شرایط اسیدی ملایم و بدون مصرف انرژی یا مواد شیمیایی سمی بازیابی کنند؛ دستاوردی که میتواند معادلات جهانی بازیافت فلزات گرانبها، کاهش آلایندهها و اقتصاد چرخهای را دگرگون کند.
ترکیب MOF، مایع یونی و نانوالیاف برای ساخت نسل جدید کاتالیستهای تصفیه پساب
پژوهشگران دانشگاه الزهرا با همکاری دانشگاه تهران و دانشگاه Yuan Ze تایوان، موفق به توسعه یک کاتالیست نانوالیافی شدهاند که با بهرهگیری همزمان از نور و ارتعاشات مکانیکی، رنگهای آلی آلاینده آب را با بازده بالا تجزیه میکند. این سامانه نوآورانه بر پایه چارچوب آلی فلزی زیرکونیومی، مایع یونی و نانوالیاف پلیاکریلونیتریل طراحی شده و از اثر همافزای پیزوکاتالیسیس و فوتوکاتالیسیس بهره میبرد. نتایج نشان میدهد این نانوالیاف در مقایسه با نمونههای پودری، عملکردی بهمراتب بهتر در تخریب رودامین B دارند و از پایداری و قابلیت بازیافت مناسبی برخوردارند. این دستاورد میتواند مسیر توسعه فناوریهای پیشرفته و کممصرف برای تصفیه پسابهای صنعتی را هموار کند.
از صمغهای گیاهی تا نانوسلولز؛ زیستپلیمرها چگونه درمان زخم را متحول میکنند؟
پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه کره در یک مطالعه مروری جامع نشان دادهاند که هیدروژلهای زیستپایه، بهویژه آنهایی که با نانومواد مهندسی شدهاند، میتوانند آینده درمان زخمهای مزمن و عفونی را متحول کنند. این مطالعه با تمرکز بر پلیمرهای طبیعی و تجدیدپذیر، به بررسی نقش ساختارهای نانویی، گروههای عاملی فعال و خواص فیزیکی-شیمیایی هیدروژلها در تسریع ترمیم بافت، کنترل عفونت و بهبود کیفیت زندگی بیماران پرداخته است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که ترکیب زیستپلیمرهایی مانند نانوسلولز، ژلاتین و صمغهای گیاهی با فناوری نانو، امکان تولید پانسمانهایی هوشمند، زیستسازگار و چندمنظوره را فراهم کرده است؛ پانسمانهایی که علاوه بر حفظ رطوبت زخم، فعالیت ضدباکتری و هموستاتیک نیز دارند و میتوانند پاسخگوی چالشهای فزاینده نظام سلامت در مواجهه با زخمهای مزمن باشند.
شنیدن صدای دوپامین در مغز زنده؛ طراحی نانوحسگری که ترشح ناقل عصبی را لحظهای رصد میکند
پژوهشگران کرهجنوبی با طراحی یک نانوحسگر الکتروشیمیایی پیشرفته، موفق شدهاند ترشح دوپامین را از ارگانوئیدهای زنده مغزی بهصورت لحظهای و بدون تخریب نمونه ثبت کنند؛ دستاوردی که افقهای تازهای در فهم عملکرد نورونها، مدلسازی بیماری پارکینسون و غربالگری داروها میگشاید.