فناوری ایران و جهان در هفته آخر دی ماه

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، ساخت و تولید پنجره‌های ایرانی نانویی، زخم پوش های آنتی باکتریال با استفاده از گیاه آویشن، حسگر مبتنی بر نانوحفره برای مطالعه تجمع پروتئین‌های مغز، ترکیبات نیتروهیومیکی از پسماند زغال سنگ، پارچه‌ پنبه‌ای با خواص ضدویروسی و ضدباکتریایی، تولید پیل خورشیدی بیولوژیک زنده بر اساس فتوسنتز و تولید غدد فوق‌کلیوی در آزمایشگاه و نقشه‌برداری اپتیکال ژنوم برای درمان سرطان همچنین کشف الگوی شطرنجی سلول‌های گوش داخلی از جمله دستاوردهای فناوری جهان در هفته اخیر است.

صرفه‌جویی در مصرف انرژی با استفاده از پنجره‌های ایرانی نانویی

یک شرکت فناور ایرانی پروفیل در و پنجره یو پی وی سی (UPVC) تقویت شده با نانوذرات تولید و به بازار عرضه کرد که دوام بالایی دارد و استفاده از آنها می‌تواند به کاهش مصرف انرژی کمک موثری می‌کند.

پلی وینیل کلرید که به‌طور صحیح‌تر اما نه معمول پلی کلرید وینیل نامیده شده و به‌طور اختصار پی وی سی (PVC) نوشته می‌شود، سومین پلیمر پلاستیکی سنتزی از لحاظ نرخ تولید بعد از پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن است.

به گزارش ایرنا شرکت مزبور با حمایت ستاد توسعه فناوری نانو ؛ پروفیل در و پنجره یو پی وی سی UPVC تقویت شده با نانوذرات را تولید و به بازار عرضه کرده است. اضافه کردن نانوذرات مقاومت به ضربه این محصول را افزایش داده است. از این پروفیل‌ها در تولید محصولات صنعتی و خانگی متنوعی استفاده می‌شود.

زخم‌پوش نوین آنتی‌باکتریال با گیاه آویشن ساخته شد

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به طراحی و ساخت زخم پوش نوین آنتی باکتریال با قابلیت رهایش عصاره گیاه آویشن شدند.

آذین رشیدی احمدی مجری طرح در این باره می گوید: زخم پوشی که بتواند عملکرد ویژه ای در درمان زخم داشته باشد و به بهبود هرچه سریعتر و بهتر زخم بیماران کمک کند هنوز مورد توجه محققین و پژوهشگران سراسر دنیا است. یکی از اهداف ساخت زخم پوش کامپوزیتی نوین، بی نیاز کردن کشور از واردات زخم پوش های خارجی است که متاسفانه به دلیل تحریم ها و افزایش نرخ ارز، ورود این محصولات به داخل کشور با مشکل مواجه شده است.

برای اولین بار در ایران ترکیبات نیترو هیومیکی از پسماند معادن زغال سنگ تولید شد

محققان دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران برای اولین بار در کشور، ترکیبات نیترو-هیومیکی را از پسماندهای آلی جامد و پسماند معادن زغال سنگ (منبع لیگنایت) در مقیاس آزمایشگاهی تولید کردند.

در حال حاضر این محصول در مرحله آزمایشگاهی به تولید رسیده است. با رشد و بلوغ فناوری بکار گرفته شده می‌توان با تولید انبوه، همچنین این محصول را با کاربردهای مختلف (multi-functional product) از زیست‌توده‌های تجدیدپذیر، تجاری‌سازی کرد.

تولید پارچه‌ پنبه‌ای با خواص ضدویروسی و ضدباکتریایی

یک تیم تحقیقاتی بین رشته ای بین‌المللی در دانشگاه مریلند با استفاده از مهندسی مولکولی موفق به تولید پارچه‌ای از جنس پنبه شد که در آن ذرات مس با پنبه ترکیب شده تا خواص ضدویروسی و ضدباکتریایی ایجاد کند.

منسوجات پنبه‌ای یکی از مواد اصلی برای انتقال ویروس‌ها و باکتری‌ها هستند. در روش‌های مرسوم برای ساخت منسوجات ضد ویروسی و ضد باکتریایی معمولاً افزودنی‌های عامل‌دار روی سطح پارچه و/یا روی میکروالیاف آن‌ها بارگذاری می‌شوند. با این حال، چنین تغییراتی پس از استفاده طولانی مدت به دلیل شست و شوی مواد افزودنی مستعد خراب شدن هستند.

پارچه حاوی Cu عملکرد ضدویروسی و ضدباکتریایی بالایی در برابر ویروس موزاییک تنباکو (TMV) و ویروس آنفلوآنزای A (IAV) و همچنین باکتری‌های E. coli، S. typhimurium، P. aeruginosa و B. subtilis نشان می‌دهد.

ساخت حسگر مبتنی بر نانوحفره برای مطالعه تجمع پروتئین‌های مغز

حسگری مبتنی بر نانوحفره ساخته شد که می‌تواند اطلاعاتی درمورد تجمع پروتئین‌های «تاو» و «توبولین» یکی از علل اصلی بسیاری از بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون ارائه دهد.

از تارنمای نیوز مدیکال،جییال لی استاد فیزیک دانشگاه آرکانزاس آمریکا با الهام از فعالیت‌های یکی از دانشجویان دکترا که می خواست پروتئین‌های تاو و توبولین را بررسی کند، یک دستگاه سنجش مبتنی بر نانوحفره سیلیکونی ساخت.

این دستگاه اطلاعات حجم در مولکول‌های پروتئین تاو و توبولین و حالت‌های تجمع آنها را در سطح تک مولکول در محیط بومی این پروتئین‌ها ارائه می‌دهد. برای ساخت این حسگر، این تیم بررسی کرد که چگونه پروتئین‌ها جریان و ولتاژ را از طریق یک سیستم نانوحفره‌ای تغییر می‌دهند.

مطالعه ژنتیک یک میکروب اقیانوسی اسرارآمیز با دستگاه توالی‌یاب نانوحفره‌ای

دانشمندان ضمن مطالعه ژنتیک یک میکروب اقیانوسی اسرارآمیز با دستگاه توالی‌یاب نانوحفره‌ای، روشی جدید برای به اشتراک‌گذاری اطلاعات ژنتیکی در این میکروب کشف کردند.

یکی از میکروب‌های اسرارآمیز اقیانوسی که مسوول تولید اکسیژن است با همکاری محققان گروه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه ام آی تی آمریکا، دانشگاه وورزبورگ آلمان، دانشگاه هاوایی در مانوا، دانشگاه ایالتی اوهایو و شرکت آکسفورد نانوپور مورد مطالعه قرار گرفت.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این باکتری‌های ریز و درشت اطلاعات ژنتیکی را با یکدیگر، حتی در صورت جدا شدن از هم تبادل می‌کنند. این امر آنها را قادر می‌سازد تا بلوک‌های کامل ژن‌ها را منتقل کنند، مانند مواردی که توانایی متابولیزه کردن یک نوع خاص از مواد مغذی یا دفاع از آنها در برابر ویروس‌ها را دارند، حتی در مناطقی که جمعیت آن‌ها در آب نسبتاً پراکنده است.

این یافته‌ها کلاس جدیدی از عوامل ژنتیکی را که در انتقال ژن افقی درگیر هستند، توصیف می‌کند که در آن اطلاعات ژنتیکی به طور مستقیم بین ارگانیسم‌ها منتقل می‌شود. محققان حامل‌هایی که این انتقال را انجام می‌دهند، Tycheposons نام‌گذاری کردند که نوعی توالی دی ان ان است و می‌تواند شامل چندین ژن کامل و همچنین توالی‌های دیگر باشد. آنها می‌توانند به طور خودجوش از دی ان ان اطراف جدا شوند سپس آنها را می‌توان با یک یا سیستم حامل احتمالی دیگر به موجودات دیگر از جمله حباب‌های ریز معروف به وزیکول منتقل کرد که سلول‌ها می‌توانند از غشاهای خود تولید کنند.

نقشه‌برداری اپتیکال ژنوم؛ راهی برای مشاهده دقیق‌تر دی ان ای و درمان‌ بهتر سرطان

گروهی از محققان برای اولین بار یک فناوری جدید موسوم به «نقشه‌برداری اپتیکال از ژنوم» (OGM) را استانداردسازی کردند که بهره‌گیری از این فناوری موجب استفاده بهینه از روش‌های درمانی موجود برای درمان سرطان می‌شود.

این فناوری جدید می تواند امکان جستجوی با وضوح بالا و بی سابقه را برای همه گونه‌های ساختاری در ژن‌هایی که ممکن است موجب سرطان شوند و همچنین آزمایش های استاندارد مورد استفاده برای تشخیص سرطان‌ خون همچون لوسمی (leukemia) را تا حد زیادی ارتقا بدهد.

این فناوری که نقشه برداری اپتیکال ژنوم (او. جی. ام OGM) نامیده می‌شود یک ابزار تحقیقاتی است که راه خود را به بخش درمان باز کرده است.

«پیل خورشیدی بیولوژیک» زنده بر اساس فتوسنتز ابداع شد

برخی محققان برای اولین بار از فرایند فتوسنتز در گیاهان برای تولید برق در قالب یک پیل سوختی فتوسنتزی استفاده کرده‌ و می‌گویند این روش برای توسعه فناوری‌ های سبز در آینده قابل استفاده است.

از گیاهان اغلب به عنوان منبع غذا، اکسیژن و تزئینات یاد می‌شود اما نه منبع برق. با این حال، دانشمندان کشف کرده اند که با مهار نقل و انتقال طبیعی الکترون ها در سلول های گیاهی، امکان تولید برق به عنوان بخشی از یک سلول خورشیدی بیولوژیک سبز وجود دارد.

در یک مطالعه اخیر منتشر شده در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces محققان برای اولین بار از یک گیاه گوشتی (succulent) برای ایجاد یک «سلول خورشیدی بیولوژیک» زنده که بر اساس فتوسنتز کار می‌کند، استفاده کرده‌اند.

تحقیقات گذشته موفق به ساخت پیل های سوختی با استفاده از باکتری‌ شده بود اما اینها مستلزم تغذیه مداوم بودند. این رویکرد جدید از فرایند فتوسنتز استفاده می‌کند یعنی فرایندی که گیاهان با استفاده از آن انرژی نور را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند.

در طول این فرایند،‌ جریان نور، الکترون ها را از آب به حرکت درمی‌آورد که در نهایت به تولید اکسیژن و قند منجر می‌شود. این به معنی آن است که سلول های زنده فتوسنتزی بطور مداوم در حال ساخت جریانی از الکترون ها هستند که می‌توان آنها را به عنوان یک «جریان نوری» (photocurrent) مهار کرده و مانند یک سلول خورشیدی از آن برای تامین برق یک مدار خارجی استفاده کرد.

کُند کردن سرعت ازبین‌رفتن صفحات یخی قطب جنوب

محققان می‌گویند از بین رفتن صفحات یخی منطقه غربی قطب جنوب گریزناپذیر نیست و عقب‌نشینی یخ‌های این منطقه را می‌توان با تغییراتی در دمای اقیانوس‌ آهسته‌تر کرد.

تحقیقات جدید حاکی از آن است که سرعت از دست رفتن یخ‌ها در این مناطق بسته به تفاوت های منطقه‌ای در اتمسفر و چرخش (جریانات) اقیانوس با هم متفاوت است. یک تیم بین المللی از محققان با استفاده از تصاویر ماهواره ای و سوابق آب و هوایی و اقیانوسی، به مبسوط ترین شناخت تا این زمان از نحوه واکنش صفحات یخی غرب قطب جنوب (West Antarctic) به تغییرات آب و هوایی دست یافته است. یخ های این مناطق به اندازه ای است که می تواند سطح دریا را به میزان ۳.۳ متر بالا ببرد.

کشف الگوی شطرنجی سلول‌های گوش داخلی که برای شنیدن حیاتی است

یک گروه تحقیقاتی ژاپنی کشف کرده که آرایش شطرنجی سلول‌ها در اندام «کورتی» گوش داخلی نقش حیاتی در شنیدن دارد.

این کشف شناخت تازه ای درباره چگونگی عملکرد «شنیدن» از نظر خودسازمان دهی سلولی فراهم می‌کند و همچنین امکان فهم بهتر اختلالات گوناگون مربوط به کاهش شنوایی را فراهم می سازد.

نتیجه این تحقیقات به تازگی در نشریه «مرزهای بیولوژی سلولی » منتشر شده است.

این تحقیقات حاکی است که در اندام «کورتی» در گوش داخلی، دو نوع سلول وجود دارد که در یک الگوی موزاییکی مانند صفحه شطرنج قرار گرفته اند: سلول‌های مویی برای شنیدن و سلول‌های پشتیبان آنها. اما رابطه بین این الگوی صفحه شطرنجی و عملکرد شنیدن از گذشته تا کنون نامشخص بوده است.

تولید غدد فوق‌کلیوی در آزمایشگاه

محققان دانشگاه پنسیلوانیا در آمریکا، با کِشت سلول‌های بنیادی، نمونه‌ای از غدد فوق‌کلیوی را در آزمایشگاه تولید کردند تا با استفاده از آن اساس ژنتیکی نارسایی غدد فوق‌کلیوی و برخی بیماری‌های دیگر را بررسی کنند.

در حال حاضر، هیچ درمانی برای نارسایی اولیه غدد فوق‌کلیوی وجود ندارد و درمان جایگزینی هورمون نیز عوارض جانبی زیادی دارد. آنها به کمک پزشکی بازساختی یک روش جایگزین برای درمان این اختلال یافته‌اند که قادر است هورمون‌ها را ترکیب (سنتز) و آن‌ها را به صورت هماهنگ با بازخورد مغز به شکل مناسبی آزادسازی کند.

محققان سلول‌های بنیادی را در یک ظرف پِتری برای تقسیم، بلوغ و انجام برخی از عملکردهای غده فوق‌کلیوی جنینی انسان کِشت کردند و یک قدم به هدف نزدیک‌تر شدند.