فصلنامه دنیای نانو
پیاپی 50 (بهار 1397)

با توجه به اثرات مخرب برخی از آلاینده ها بر روی انسان، استفاده از روش ها و دستگاه های دقیق و معتبر جهت شناسایی این مواد ضروری می باشد. در این مقاله به بررسی روش رنگ سنجی با استفاده از نانوسنسورها پرداخته ایم که در مقایسه با روش های شناسایی مرسوم به دلیل مزایایی از قبیل کم هزینه بودن و تشخیص سریع با چشم غیرمسلح جایگاه ویژه ای در شناسایی پیدا کرده است و در مقایسه با دیگر روش ها کاربردی تر می باشد. نانوسنسورهای مورد استفاده در این روش به دو دسته نانوساختارهای برچسب دار و بدون برچسب تقسیم بندی می-شوند که هر کدام مزایای خاص خود را دارند. در انتها نیز دستگاه های قابل حمل در روش رنگ سنجی از جمله تلفن همراه و نانوسنسورهای کاغذی معرفی شده اند که علاوه بر حمل و نقل آسان، شناسایی را برای افراد غیر متخصص نیز امکان پذیر کرده است.

امروزه پیشرفت های قابل توجهی در زمینه درمان انواع بیماری ها با بهره گیری از تکنیک های نوین در انتقال داروصورت گرفته است. توجه به سامانه های داروسانی جدیدی که در درمان هدفمند و تخصصی بیماری ها کارایی لازم را داشته باشد فزونی یافته و زمینهی بهرهگیری از حاملهای نوین از جمله جاذبهای سطحی متخلخل را در تحویل هدفمند داروها فراهم کرده است. این حاملها دردر بهبود فراهمی زیستی، محلولیت، رهش کنترل شده، آهسته و سریع داروها امروزه مورد توجه فراوانی واقع شده اند. تعدادی از حاملهای نانو متخلخل رایج در داروسازی همانند چهار چوب های فلز-آلی و پلیمرهای کئوردینه شونده، کارایی بالایی در بارگیری و بهبود رهش دارو از خود نشان داده اند. این ترکیبات به دلیل خواص منحصربه فرد خود از جمله تخلخل زیاد و منظم و حضور گروه های آلی قابل تغییر در چهارچوب که تنظیم اندازه حفره ها را ممکن می سازند، افق امید بخشی در دارورسانی نشان دادند. با کنترل عوامل اثرگذار در میزان بارگیری ایده آل دارو توسط جاذب متخلخل و انتخاب نوع جاذب، میتوان سامانه دارورسانی هدفمندی را به کار گرفت.

مواد بر پایه کربن sp2 شامل نانولوله کربنی، گرافن و نانونوار گرافنی به دلیل خصوصیات منحصر به فرد توجه محققان را در زمینه های مختلف به خود جلب کرده اند. در این میان نانونوارهای گرافنی به دلیل پهنای کم و دارا بودن شکاف انرژی برای استفاده به عنوان کانال ترانزیستورها مناسب هستند. همچنین در صورت دارا بودن نقص در لبه ها در می توانند در انواع حسگرهای شیمیایی و الکتروشیمیایی و ادوات ذخیره انرژی مورد استفاده قرار بگیرند. از سال 2009 تا کنون روش های متنوعی برای ایجاد این نانونوارها ارائه شده است. یکی از پربازده ترین و مقرون به صرفه ترین این روش ها، برش نانولوله های کربنی و تبدیل آنها به نانونوار است. در این مقاله، یک جمع بندی جامع از روش های ارائه شده برای این تبدیل ارائه می شود و در ادامه به برخی از کاربردهای این ساختارها در ایجاد ادوات نانومتری اشاره می گردد.

در این کار پژوهشی، برای اولین بار با تکنولوژی ساده سل ژل، اثر ناخالصی عنصر ارزان قیمت و غیرسمی هافنیوم بر روی خواص دی الکتریکی نانوذرات اکسیدروی بررسی شد و ثابت های دی الکتریک با بالاترین مرتبه به دست آمدند. ویژگی های ساختاری اکسیدروی آلایئده به هافنیوم با اندازه بلورک 0.5 تا 1 میکرومتر بررسی شد. این ساختارها با استفاده از پراش پرتوایکس XRD و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و همچنین میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM بررسی گردیدند. حضور هافنیوم توسط مشخصه یابیEDX در ساختار تایید شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که سرامیکهای ZnO:Hf با بالاترین ثابت دی-الکتریک به دست آمده تا کنون ازمرتبه 1011 ، برای آینده نانو الکترونیک میتوانند بسیار امید بخش باشند.

یکی از مهم ترین آلاینده های دارویی، حضور آنتی بیوتیک ها در منابع آبی و فاضلاب های شهری است که سبب مقاومت دارویی در انسان ها و تجمع میکروب های بیماری زا می شود. بنابراین جداسازی موثر آنتی بیوتیک ها از آب، به منظور جلوگیری از ورود آن ها به محیط زیست و بازگرداندن آنتی بیوتیک ها به چرخه تولید بسیار حائز اهمیت می باشد. اخیرا روش مولکول نگاری پلیمر برای ساخت جاذب به دلیل داشتن مزایایی از جمله جداسازی گزینشی مولکول هدف از محیط پیچیده، ظرفیت جذب بالا، قابلیت استفاده مجدد، بازیابی هدف جذب شده بدون تغییر در ساختار و پایداری بالا برای جداسازی داروها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش مروری، جداسازی آنتی بیوتیک های فلوروکینولون از آب توسط انواع پلیمرهای مغناطیسی مولکول نگاری شده بررسی و مقایسه شده است. نتایج نشان داد از میان جاذب های مطرح، بیشترین درصد جذب برای گرافن اکساید/ مگنتیت Fe3O4/ GOبا پوشش مولکول نگاری دوپامین و بیشترین درصد برای نانولوله کربنی مغناطیسی مولکول نگاری شده یا EDA@Mag-CNTs-MIP می باشد.

یکی از دغدغه های اصلی حوزه ی ادوات فوتوولتاییکی در سال های اخیر جذب فوتون بیشتر و افزایش راندمان است. اما با توجه به محدودیت های پیش رو برای رسیدن به این هدف باید از بعضی حدود عبور کرد و طراحی های جدیدی را ارائه داد. هدف از طراحی های جدید رسیدن به قطعاتی است که در آن ها فوتون در لایه ی جاذب قطعه حبس شود تا بتوانیم نحوه ی رفتار فوتون های حبس شده را به کنترل خود در آوریم و از این طریق به سیگنالی مطلوب برسیم. اما برای رفع محدودیت های پیش رو باید فیزیک حاکم بر رفتار نور در مواجهه با نانو ساختار های مواد متفاوت را بدانیم. پیش نیاز دست یابی به این توانایی شناخت دقیق رفتار نور در حضور لایه های مختلف و یا المان هایی است که در طول فرآیندلایه نشانی از آنها استفاده می کنییم. از طرفی با توجه به ابعاد طول موجی نور که در محدوده چند صد نانومتر قرار دارد، ناگیز به طراحی ساختارهایی با ابعاد نانو برای گیراندازی و مدیریت نور هستیم، چرا که وقتی از نانو ساختار ها برای هدایت نور استفاده می کنیم در برهمکنش نور با آنها بحث تشدید مطرح می شود. اما می توان از راه های دیگری نیز به گیر اندازی نور پرداخت، مثلا ایجاد شیار بر روی سطح قطعه. به مجموع این فعالیت ها برای کنترل رفتار نور، مدیریت نور گفته می شود.

هدف از این پژوهش حذف متیل اورانژ از نمونه های آبی با استفاده از نانوکمپوزیت مگمایت-گرافن مغناطیسی می باشد. استفاده از ترکیبات نانوساختار باعث افزایش نسبت سطح به حجم و در نتیجه ایجاد ظرفیت جذب بالا برای فرآیند جذب سطحی می شود. از آن جایی که در استفاده از نانوجاذب های مغناطیسی، جدا کردن جاذب از محلول به راحتی و تنها از طریق یک میدان مغناطیسی خارجی انجام می شود، نیاز به مراحل زمان بر و پر هزینه ی جداسازی جاذب از محلول از بین می رود. اثر پارامتر های مختلف مانند pH، زمان تماس و میزان وزن نانو کمپوزیت بر حذف متیل اورانژ مورد بررسی قرار گرفت. بهترین بازده جذب و بالاترین ظرفیت جاذب در شرایط 2 pH و زمان تماس برابر 2 دقیقه به دست آمد. ویژگی های سطح جاذب توسط روش های SEM، XRD و VSM مورد مطالعه قرار گرفت. جهت بررسی تعادل جذب از مدل لانگمویر و مدل فرندلیچ استفاده شد که فرآیند جذب با مدل لنگمویر همخوانی داشت.

نانوذرات مبدل بالا، نانوذراتی با قابلیت جذب بیش از یک فوتون نور فروسرخ نزدیک و نشر آن به صورت یک فوتون نور فرابنفش و مرئی هستند. امروزه از نانوذرات مبدل بالا در آزمون های زیستی، تصویربرداری و درمان سرطان استفاده می شود. این نانوذرات به دلیل خواص خودفلئورسانس بسیار کم، عمق نفوذ بالا، طول عمر زیاد، انتشار قابل تنظیم، پایداری تصویری بالا و سمیت پایین نسبت به نقاط کوانتومی و رنگ های آلی برتری دارند. در این مقاله مروری به معرفی ویژگی ها و کاربردهای مختلف زیستی این نانوذرات پرداخته می شود.