پژوهشگران دانشگاههای مطرح دنیا مدلی مولکولی نوین از گرافن دولایه طراحی کردهاند که با کنترل چرخش بین لایهها، خواص نیمههادی ویژهای ایجاد میکند. این مدل امکان شبیهسازی زاویه جادویی و تنظیم رسانایی را فراهم کرده و پیوندهای یونی میان مولکولهای آلی را نیز شامل میشود. این دستاورد پایهگذار ساخت مولکولهای مصنوعی با کارایی مشابه فتوسنتز طبیعی و کاربردهای پیشرفته فوتوولتائیک است.
دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست موفق شدند در ساختاری نادر از گرافن که چند لایه به شکل «رومبوهدال» روی هم چیده شدهاند، همزمان خاصیت ابررسانایی و مغناطیسی را در دماهای بسیار پایین مشاهده کنند؛ پدیدهای که تاکنون ناسازگار و غیرممکن تصور میشد. این ساختار که با پیچش کنترلشده لایهها و قرار گرفتن روی بور نیترید ششضلعی ایجاد شده، در دمای نزدیک صفر مطلق جریان الکتریکی را بدون مقاومت عبور میدهد و همزمان بین دو حالت مغناطیسی مختلف سوئیچ میکند، ویژگیای که به «ابررسانایی متقارن» مشهور شده است. این کشف میتواند تحولات بزرگی در فناوریهای کوانتومی، الکترونیک کممصرف و دستگاههای پزشکی ابررسانا ایجاد کند، هرچند فعلاً کاربردهای عملی آن محدود به دماهای بسیار پایین است و جزئیات دقیق مکانیزم آن هنوز در دست بررسی است.
پژوهشگران مؤسسه علوم توکیو با استفاده از فناوری دقیق QCM-D، برای نخستینبار جزئیاتی بیسابقه از نحوه تعامل نانوساختارهای DNA با غشاهای لیپیدی سلول را آشکار کردند. این مطالعه که در نشریه Nanoscale منتشر شده، تفاوت رفتاری نانوحفرههای DNA با یک یا سه لنگر کلسترولی را در تعامل با غشا نشان میدهد؛ بهطوریکه نوع سهلنگره بهمرور در غشا ادغام میشود، در حالیکه نوع تکلنگره روی سطح باقی میماند. یافتهها میتوانند به توسعه سلولهای مصنوعی، حسگرهای زیستی و سامانههای هدفمند رسانش دارو کمک کنند.
دانشمندان دانشگاه استنفورد موفق به ساخت حسگر نانومقیاسی شدهاند که برای نخستینبار میتواند بهمدت چند روز، بهطور مداوم مولکولهای زیستی را در جریان خون رصد کند. این فناوری نوین با نام SENSBIT، عملکردی پایدار در بدن موشها داشته و نسبت به رکورد پیشین ۱۱ ساعته، جهشی چشمگیر محسوب میشود. طراحی الهامگرفته از روده انسان، استفاده از نانوحفرههای طلا و پوشش محافظ زیستی، از عوامل کلیدی این موفقیت هستند. این دستاورد میتواند گامی مهم در مسیر پزشکی دقیق، رصد لحظهای دارو و تشخیص زودهنگام بیماریها باشد.
پژوهشگران موفق شدند با استفاده از یک نیمهرسانای با پیوندهای قابل انعطاف، ماده را در قالب ساختارهای متنوع نانومقیاس قالبدهی کنند، بدون آنکه ترکیب شیمیایی آن تغییر کند. این کشف میتواند دریچهای به طراحی دستگاههای الکترونیکی سفارشی با استفاده از تنها یک عنصر باشد.
پژوهشگران با استفاده از نانوچاپ سهبعدی، سامانهای دقیق و فشرده برای رهگیری نانوذرات طراحی کردهاند که عملکرد بالایی در محیطهای زیستی دارد. این ابزار با راهنمای موجی توخالی و اتصال مستقیم به فیبر نوری، امکان تحلیل نانوذرات را بدون نیاز به تجهیزات پیچیده فراهم میسازد. دقت بالا، طراحی قابلحمل و سازگاری با فناوریهای کوانتومی، آن را به گزینهای نوآورانه برای کاربردهای علمی و صنعتی بدل کرده است.
پژوهشگران ژاپنی موفق به طراحی فیلتری نوین برای ماسکها شدهاند که قادر است ذرات بسیار ریز همچون ویروسها را با کارایی بالا جذب کند، بدون آنکه تنفس کاربر را دشوار سازد. این دستاورد علمی میتواند تحولی اساسی در طراحی ماسکهای محافظ ایجاد کند.
دانشمندان دانشگاه ناتینگهام روشی پیشرفته برای بررسی ساختار نانوذرات لیپیدی توسعه دادند؛ روشی که میتواند دارورسانی را در درمان بسیاری از بیماریها متحول سازد.
پژوهشگران دانشگاه واشنگتن به سرپرستی پروفسور لیه وای لین، موفق به توسعه روشی نوین در زمینه الگویسازی با وضوح بالا برای مواد محلولپایه شدند که میتواند تحولی در ساخت نمایشگرهای میکرو-الایدی ایجاد کند. این روش که بر پایه فوتولیتوگرافی و روش برداشتن خشک (dry mechanical lift-off) استوار است، امکان الگویسازی دقیق نقاط کوانتومی (QDs) را فراهم میکند و در تازهترین مقالهای که در نشریه Light: Advanced Manufacturing منتشر شده، به صورت موفقیتآمیزی در رنگدهی و ایجاد تصاویر با وضوح بالا به کار گرفته شده است.
تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور دونگهی سون و پروفسور جینهونگ پارک از دانشگاه سونگکیونگکوان، مدارهای بیوالکترونیکی سفارشی را با استفاده از نیمههادیهای خودترمیمی انعطافپذیر توسعه دادهاند که میتوان آنها را مانند قطعات لگو بدون نیاز به لحیمکاری یا فرآیندهای اتصال جداگانه مونتاژ کرد.