نانولوله‌های کربنی در صفحه نمایش‌های بزرگ تازه های فناوری نانو(11)
جمعه 1 اسفند 1393 9:42 AM
پژوهشگران آمریکایی از نانولوله‌های کربنی در ساخت ترانسیستورهای نورگسیل آلی (OLET) برای خلق افزاره‌هایی که با علمکرد همتاهای سیلیکونی خود قابل رقابت هستند، استفاده کردند. این فناوری می‌تواند منجر به تلویزیون‌ها و صفحه‌نمایش‌های تخت بزرگی که ساخت آنها ارزانتر است، شود.
دیودهای نورگسیل آلی (OLED) نسبت به بلورهای مایع نور روشن‌تری تولید می‌کنند و ساخت آنها نسبت به LEDهای غیرآلی ارزانتر است. همین امر باعث شده که نامزد پرآتیه‌ای برای صفحه‌نمایش‌های پرده‌ای تخت باشند.
تلویزیون‌های پرده‌ای تخت ارزانتر و بزرگ‌تر با كمك یک افزاره آلی که هم یک چشمه نوری است و هم یک ترانسیستور، قابل ساخت می‌باشند
ترانسیستورهای سیلیکونی چندبلوری - افزاره‌های نیمرسانایی که برای تقویت و سوئیچ سیگنال‌های الکتریکی مورد استفاده هستند- برای ساخت تخته‌پشتِ صفحه‌نمایش‌های الکترونیکی OLED استفاده می‌شوند. با اینجال، ساخت ریزدانه‌های سیلیکونی چندبلوری یکنواخت سخت است و همین باعث ایجاد محدودیت در اندازه صفحه‌نمایش می‌شود.
هماکنون گروهی از پژوهشگران به رهبری آندریو رینزلر از دانشگاه فلوریدا، با افزودن شبکه نازکی از نانولوله‌های کربنی به یک ترانسیستور بر این مشکل فائق آمده‌اند. این ترانسیستور می‌تواند کارهای سوئیچی را که یک صفحه‌نمایش الکترونیکی دارد در ولتاژهای بسیار پایین انجام دهد. رینزلر می‌گوید: "هدف ما اجازه ساخت پرده‌های بزرگ‌تر به مردم است. ما زمینه‌ای را گشوده‌ایم که بتوانیم از تمام پتانسیل کلاس جدیدی از مواد در این افزاره‌ها استفاده کرده و بر محدودیت‌های سیلیکون چندبلوری غلبه کنیم. "
این گروه طراحی را یک قدم جلوتر برده و لایه‌ای از OLED را در داخل ترانسیستور نانولوله کربنی بکار گرفت تا بتواند OLET کارآیی تولید کند- افزاره ای که در صفحه‌نمایش‌های الکترونیکی هم به مانند منبع نوری رفتار می‌کند و هم ترانسیستور. این افزاره از یک شبکه نانولوله کربنی که بر روی یک لایه دی الکتریک قرار گرفته است، تشکیل شده است. این افزاره بین دو الکترود ساندویچ شده و ماده نورگسیل آلی روی آن قرار گرفته است.
عبور دادن یک جریان کوچک از داخل افزاره می‌تواند توان کافی برای تولید نورهایی با رنگ‌های مختلف مهیا کند. با افزودن نیمرساناهای آلی مختلف، این گروه قادر به تولید نورهای قرمز، سبز، و آبی شد بدون اینکه نیاز به یک ترانسیستور مجزا و یک OLED داشته باشد.
این پژوهشگران جزئیات نتایج كار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Science منتشر كرده‌اند.
***********
نانولوله‌های کربنی (CNT) به عنوان حامل‌های دارو برای مقادیر کمی از RNA استفاده شده‌اند، تا مرگ سلول مغزی را بهنگام یک ضربه یا بعد از آن کاهش دهند. موش‌هایی که تحت این درمان نانولوله‌ای بوده‌اند، در تست‌های مهارت‌های فیزیک بعد از یک ضربه وارده عملکرد بهتری داشتند. پژوهشگران معتقدند که این درمان می‌تواند در مبارزه با سایر بیماری‌های تخریب عصبی استفاده شود، اگرچه هنوز سوالاتی در مورد ایمنی حامل‌های نانولوله‌ای وجود دارد.
ضربه بعنوان دومین قاتل بزرگ در دنیا شناخته می‌شود. هنگامی که یک بیمار ضربه می‌خورد، ضربه منجر به جراحت‌های مغزی آسیب‌زا می‌شود. این جراحات باعث فعالیت افزوده آنزیمی می‌شود که می‌تواند افزایش مرگ برنامه‌دار سلولی را در پی داشته باشد. جلوگیری از این آنزیم منجر به مرگ کمتر عصب‌ها بعد از ضربه می‌شود، که از لحاظ نظری، می‌تواند به مصدوم کمک کند تا از بعضی از اثرات فیزیکی تضعیف‌کننده مانند دشواری راه رفتن اجتناب نماید. متاسفانه، هدفگیری این آنزیم در محل زخم در داخل مغز بسیار مشکل است.
آنها از CNTهای چنددیواره‌ی عامل‌دار شده با آمونیوم برای تحویل RNAهای تداخلی کوچک - اسید نوکلئیک‌هایی که تجلی ژن را بلوکه می‌کنند - برای توقف تولید آنزیم استفاده کردند. موش‌هایی که تزریق مستقیمی از مخلوط CNT-siRAN به درون مغز دریافت کردند، عملکرد بهتری در تست‌های بازیابی غذا، بعد از وارد شدن ضربه، داشتند.
پیزوروسو معتقد است که این کار ثابت می‌کند که نانوحامل‌ها می‌توانند در تحویل siRAN برای درمان ضربه استفاده شوند. او می‌گوید: "ما نیاز به شیمیدانانی داریم که نانوحامل‌هایی با بهترین خاصیت زیست‌سازگاری، و بهترین توانایی برای حمل و آزادسازی siRAN به محض ورود به داخل سلول‌ها، تولید کنند." او می‌گوید که حفاظت عصب‌ها با این روش باید با پژوهش‌های دیگری که در پی استفاده بهتر از عصب‌های باقیمانده از آسیب ناشی از ضربه هستند، ادغام شود. این ادغام، سلول‌های مغزی بیشتری را حفظ خواهد کرد و باعث خواهد شد که سلول‌های حفظ شده بهتر کار کنند.
جزئیات نتایج این كار تحقیقاتی در مجله‌ی Proc. Natl. Acad. Sci. منتشر شده است.
***********
مهندسان دانشگاه ییل كشف كرده‌اند که نقایص موجود در نانولوله‌های کربنی می‌توانند باعث خوشه‌شدگی پادژن‌های سلول T (یک نوع گلبول سفید ضدسرطان) در خون و تحریک پاسخ حفاظتی طبیعی بدن شوند.
یافته‌های آنها می‌تواند باعث بهبود ایمن‌درمانی انتخابی شود كه جهت بالا بردن توانایی بدن در مقابله با سرطان استفاده می‌شود.
ایمن‌درمانی انتخابی، شامل خارج کردن خون بیمار است تا تعداد طبیعی سلول‌های T بتوانند به‌طور موثرتری در محیط آزمایشگاه بازتولید شوند. اگرچه خود بدن می‌تواند سلول‌های T ضدتومور را تولید کند ولی آنها اغلب توسط تومور متوقف می‌شوند و تعدادشان آنقدر کم می‌شود که نمی‌توانند تأثیرگذار باشند.
دانشمندان می‌توانند، با استفاده از مواد مختلفی که باعث خوشه‌شدگی پادژن‌های سلول T در غلظت‌های بالا می‌شوند، تولید سلول‌های T را در خارج از بدن افزایش دهند. هرچه توانایی این مواد در خوشه کردن پادژن‌های سلول T بیشتر باشد تکثیر این سلول‌های ایمنی نیز بیشتر می‌شود. همین که تعداد کافی از سلول‌های T تولید شود، خون دوباره به بدن بیمار برگردانده می‌شود.
گروه ییل، قبلا اثر غیرمنتظره نانولوله‌های کربنی را در تولید سلول‌های T گزارش کرده بود. آنها متوجه شده بودند که این پادژن‌ها هنگامی که بر روی نانولوله‌ها قرار می‌گیرند، در مقایسه با حالتی كه روی دیگر بسترها از قبیل پلی استایرن‌ها قرار می‌گیرند، پاسخ سلول T را بسیار موثرتر تحریک می‌کنند،حتی اگر تعداد کل این پادژن‌های استفاده شده یکسان باقی بماند.
اکنون آنها دلیل این تحریک افزوده را یافته‌اند. آنها متوجه شده‌اند که این پادژن‌ها در اطراف نقص‌های ریز موجود در نانولوله‌های کربنی با غلظت بالایی خوشه بندی می‌شوند.
تارک فهمی گفت: نانولوله‌های کربنی شباهت زیادی به یک ریزمحیط غده لنفاوی دارند که دارای یک هندسه پیچ در پیچ است. به نظر می‌آید که دسته‌های نانولوله‌ای می‌توانند به مانند این فیزیولوژی رفتار کنند و پادژن‌های بیشتری جذب کرده و پاسخ ایمنی- شناختی قوی‌تر ایجاد کنند.
فهمی گفت که روش‌های فعلی ایمن‌درمانی انتخابی جهت تولید تعداد کافی از سلول‌های T به چندین هفته وقت نیاز دارد ولی آزمایش‌ها نشان می‌دهد که نانولوله‌ها می‌توانند همان تعداد را در یک سوم زمان تولید کنند.
نتایج این بررسی در مجله Langmuir به چاپ رسیده است.
