استفاده از نانوذرات برای درمان بیماری ام اس

محققان دانشگاه نورث وسترن می‌گویند با استفاده از فناوری نانو موفق به برداشتن گام‌های موثری در درمان بیماری ام اس شده‌اند. در این پروژه آنها از نانوذرات قابل تجزیه جهت حمل دارو استفاده کردند. این نانوذرات می‌تواند سیستم ایمنی بدن را فریب دهد.

در بیماری ام اس، سیستم ایمنی بدن به غشاء میلن حمله می‌کند، غشائی که سلول‌های عصبی مغز، نخاع و اعصاب بینایی را پوشانده است. زمانی که این پوشش عایق از بین رود، سیگنال‌های عصبی قادر نیستند به شکل صحیحی در مسیر عصبی حرکت کنند در نتیجه اثراتی از بی‌حسی موضعی گرفته تا کوری یا رعشه در بدن دیده می‌شود.

محققان این پروژه به‌جای اینکه کل سیستم ایمنی بدن را مورد هدف قرار دهند و با این بیمار را در معرض بیماری‌های دیگر قرار دهند، از نانوذرات استفاده کردند که به آنتی‌ژن‌های میلن متصل می‌شود با این کار سیستم ایمنی به حالت اولیه بازمی‌گردد. با تزریق این نانوذرات سیستم ایمنی دیگر میلن را به‌عنوان یک جسم خارجی نشناخته و به آن حمله نمی‌کند.

استفان میلر از محققان پروژه می‌گوید : نکته جالب در این پروژه آن است که از آن می‌توان برای بیماری‌های مختلفی که به سیستم ایمنی بدن مربوط است استفاده کرد تنها کافی است که آنتی‌ژن مورد نظر را به آن اضافه کرد.

در روش‌های فعلی برای درمان بیماری ام اس، کل سیستم ایمنی بدن غیرفعال می‌شود که این امر موجب آسیب‌پذیری بدن در برابر بیماری‌هایی نظیر سرطان می‌شود این در حالی است که در روش جدید سیستم ایمنی به کار عادی خود ادامه می‌دهد

نانوذرات تولید شده برای این پروژه توسط FDA تایید شده است. لونی شا می‌گوید نتایج این پروژه یک پیشرفت بزرگ محسوب می شود و ثابت می‌کند که می‌توان سیستم ایمنی بدن را تنظیم کرد.

نتایج این پژوهش در نشریه Nature Biotechnology به چاپ رسیده است.

در این پروژه، آنتی‌ژن‌های میلن به نانوذرات متصل شده و به‌درون بدن موش تزریق شد. پس از ورود دارو به بدن مستقیما به طحال می‌رسد که مسئول فیلتر کردن خون بدن است. ذرات در بدن تحت محاصره ماکروفاژها در می‌آیند که نوعی سلول ایمنی در بدن هستند. از نظر سیستم ایمنی این نانوذرات سلول عادی خون تلقی می‌شوند. نانوذرات موجب نوعی پاسخ موسوم به ایمنی خودکار می‌گردد که در اثر آن سلول‌های T میلن غیرفعال می‌شوند. در نهایت سیستم ایمنی حمله خود را به میلن متوقف می‌کند.

در روش‌های فعلی برای درمان بیماری ام اس، کل سیستم ایمنی بدن غیرفعال می‌شود که این امر موجب آسیب‌پذیری بدن در برابر بیماری‌هایی نظیر سرطان می‌شود این در حالی است که در روش جدید سیستم ایمنی به کار عادی خود ادامه می‌دهد.

سورفکتانت چیست؟

سورفکتانت به زبان ساده ماده ای است که هنگامی که به مقدار بسیار ناچیز استفاده می شود کشش سطحی آب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

كلمه سورفكتانت مجموعه از کلمات " Surface active agent " می باشد. سورفکتانت ها معمولاً ترکیباتی آلی هستند که دارای گروههای هیدروفوبیک (دافع آب) که نقش دم و دنباله را دارد و گروههای هیدروفیلیك (جاذب آب) که نقش سر را دارد می باشند، بنابراین به تناسب ساختار مولكولی در حلالهای آلی و آب حل می شوند و باعث كاهش كشش سطحی در فصل مشترك هوا- آب و یا روغن- آب می شوند.

ساختار شیمیایی این مواد اغلب شامل یك مولكول نسبتا طولانی با یك انتهای آب گریز و انتهای دیگر آبدوست می‌باشد. قسمت آب گریز این مواد (یك دنباله هیدروكربنی طولانی) با رزین سازگار بوده و در جهت آن حركت می‌كند در حالیكه قسمت آب دوست به سمت بیرون جهت گیری نموده (بسمت فاز آب) و با احاطه نمودن رزین باعث سازگاری آن با آب می‌شود.درواقع سورفکتانت ها موادی هستند که میتوانند انرژی سطحی را بین سطوح به میزان زیادی تغییر دهندخاصیت یک سورفکتانت ناشی از دو شخصیتی بودن ساختمان ملکولی آن است به این معنی که همزمان دارای گروههای آبدوست و آبگریز میباشند. سورفکتانت ها نقش مهمی در بسیاری از کاربردهای عملی و محصولات بازی میکنند مثلاً : شوینده ها، انعقاد سازها (مثل: خون)، امولسیون کننده ها (مثل: كرم)، جوهرسازی، کف سازی (مثل: شامپو) ،دیسپرسنتها (جداكننده ها) ،پلیمر( مثل: لاستیك ماشین) و...

سورفکتانت ها معمولاً بوسیله گروههای باردار به 4 گروه سورفکتانت آنیونی (دارای بار منفی) ،سورفکتانت کاتیونی (دارای بار مثبت)، سورفکتانت غیر یونی (بدون بار) و آمفوتریک (دارای بار در مجموع خنثی) تقسیم بندی می شوند.

سورفکتانت های nonionic در قسمت سر خود بی بار هستند اگر بار منفی باشد سورفکتانت آنیونی و اگر مثبت بود سورفکتانت کاتیونی داریم. گاهی قسمت سر دارای هر دو بار منفی و مثبت است که به آن آمفوتریک گوئیم .

سورفکتانت‌ها ترکیباتی آلی هستند که دارای گروه‌های هیدروفوبیک (دافع آب) که نقش دم و دنباله را دارد و گروه‌های هیدروفیلیك (جاذب آب) که نقش سر را دارد می باشند، بنابراین به تناسب ساختار مولكولی در حلال‌های آلی و آب حل می‌شوند و باعث كاهش كشش سطحی در فصل مشترك هوا-آب و یا روغن-آب می‌شوند

بسیاری از ترکیبات شیمیایی کف و سطوح مرطوب ایجاد میکنند ولی جزء مواد فعال سطحی دسته بندی نمیشوند (مانند متیل الکل در محلول آبی) .

خصلت اصلی یک شوینده این است که تجمع آن در سطح مایع بیشتر از درون مایع است. این پدیده جذب نام دارد و در سطوح ما بین مایع-جامد، مایع-مایع و هوا-مایع ایجاد می شود.

رشد ریوی جنین

از هفته 33 بارداری سورفاکتانت در ریه جنین شروع به ساخت می کند. بنابراین اگر از این هفته به بعد کودک بدنیا بیاید مشکل کمتری از نظر تنفسی خواهد داشت. ولی تولد نوزاد زودرس با ایجاد سندرم زجر تنفسی جنین ممکن است موجب مرگ شود. برای تسریع در رشد ریه جنین هنگامی که احتمال زایمان زودرس وجود دارد به مادر داروهای کورتیکواستروئیدی تجویز می شود. همچنین سورفکتانت ریوی غیر تب زا و استریل موجود می باشد که فقط از راه داخل تراشه ای استفاده می شود. می توان سورفکتانت را بعد از به دنیا آمدن نوزاد از راه داخل تراشه به ریه نوزاد تزریق کنند و مشکل تنفسی نوزاد را حل کنند. سورونتا عصاره طبیعی ریه گاو می باشد که حاوی فسفولیپیدها، چربی های خنثی، اسیدهای چرب، و پروتئین های وابسته به سورفکتانت می باشد که به این ترکیب کولفوسریل پالمیتات (دی پالمیتوئیل فسفاتیدیل کولین)، پالمیتیک اسید، و تری پالمیتین افزوده شده است تا ترکیب استانداردی ایجاد شود که خواصی مشابه خواص پایین آورنده کشش سطحی سورفکتانت ریه طبیعی را نشان دهد.

خواص ضدعفونی کننده

سورفکتانت‌های کاتیونی درمحلول آبی به یک کاتیون نسبتا بزرگ فعال و یک یون کوچک غیرفعال یونیزه‌می‌شود.ترکیبات کاتیونی علاوه براثرات امولسیون‌کننده و پاک‌کننده دارای‌فعالیت باکتری‌کش علیه باکتریهای گرم‌مثبت و گرم منفی می باشند. بسیاری از ترکیبات ضدعفونی کننده معروف مانند بتادین و ستیل پیریدینیوم خواص سورفکتانتی دارند.

مقدمه‌ای بر نانو مواد ساختمانی

قسمت دوم

استفاده از فناوری نانو در معماری بسیار گسترده و از مراحل اولیه ی طراحی و کروکی های ساده گرفته تا مراحل نهایی و لمس فیزیکی نازک کاری هاست. این کاربرد را به ویژه می توان در انتخاب مصالح مناسب یافت که این انتخاب، به گونه ای انجام می شود که نه تنها بازتابی از ایده ها و تصورات طراحی باشد، بلکه تاثیر عمیقی نیز بر روش تفکر و اندیشه معمار داشته باشد.

قسمت اول

بر اساس نتایج منتشر شده از مطالعات، در ده زمینه ی کاربردی فناوری نانو در پیشرفت دنیا، صنعت ساختمان نسبت به دیگر عرصه ها مانند تصفیه آب و علوم کاربردی سلامت، جامانده است، اما در صورت اقبال مهندسان، معماران و سازندگان به سوی مصالح نانو و آگاهی آن ها از مزایای بی شمار این مواد جدید، شاید بتوان گیش بینی کرد که وضعیت صنعت ساخت و ساز در این جدول رتبه بندی، بهبود پیدا کند.

عرصه هایی که نانوفناوری می تواند سبب بهبود شرایط صنعت ساخت وساز شود، را به طور خلاصه می توان چنین بر شمرد:

** بهینه سازی مصالح و محصولات موجود

** پیشگیری از آسیب

** کاهش وزن و حجم مصالح و عناصر ساختمانی

** کاهش مراحل تولید

**استفاده پربازده تر از مصالح

**کاهش نیاز به نگهداری و کم شدن هزینه ی نگهداری.

نتیجه ی مستقیم این بهبود شرایط عبارت خواهد بود از:

** کاهش مصرف مواد اولیه و انرژی و همچنین کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن

** صیانت و پاسداشت منابع طبیعی

** اقتصادی پویاتر

** آسایش بیشتر

آنچه یک طرح معماری یا دیگر برنامه های عمرانی را از ذهنیت به عینیت تبدیل کرده و بر پیکره ی طرح، جامه ی عمل می پوشاند، مصالح ساختمانی است. از آنجا که مصالح، هسته ی مرکزی ساختمان سازی را تشکیل می دهند و بخش عظیمی از نیروی انسانی، با آن درگیر است، انتظار می رود منفعت زیادی را از فناوری های نوین کسب کنند

اگر بخواهیم به طور خلاصه، برجسته ترین نتایج مستقیم استفاده از فناوری نانو در صنعت ساختمان را ذکر کنیم، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

** مصالح سازه ای مرکب (کامپوزیت) سبک تر و مقاوم تر

** پوشش های نیازمند مراقبت کمتر (مانند سطوح آسان تمییز شونده)

** بهبود روش ها و مصالح اتصالات لوله ها

** ویژگی های بهتر مصالح پایه سیمانی

**کاهش ضریب انتقال حرارتی مواد عایق و آتش پاد

**ارتقای قابلیت جذب امواج صوتی مواد جاذب صوت

** افزایش بازتابانندگی شیشه

** تهیه بتن های توانمند

** حس گر های نانو

تاثیر مواد و مصالح بر معماری

آنچه یک طرح معماری یا دیگر برنامه های عمرانی را از ذهنیت به عینیت تبدیل کرده و بر پیکره ی طرح، جامه ی عمل می پوشاند، مصالح ساختمانی است. به طور قطع با در اختیار داشتن مصالح توانمند تر، کارآتر و مقاوم تر، می توان بناهایی طراحی کرد و ساخت که محدودیت های کمتری بر آن ها حاکم بوده و نیاز های زیستی و روانی آدمی را به نحو شایسته تری برآورده کنند. از آنجا که مصالح، هسته ی مرکزی ساختمان سازی را تشکیل می دهند و بخش عظیمی از نیروی انسانی، با آن درگیر است، انتظار می رود منفعت زیادی را از فناوری های نوین کسب کنند.

نیلوفر آبی؛ الهام بخش پاکیزگی ساختمان

معمولا اصطلاح " اثر نیلوفر آبی" که یادآور به هم پیوستن قطرات کوچک آب چکیده شده بر روی برگ گل نیلوفر آبی است، با اثر آسان تمیزشوندگی که در آن، سطوح به وسیله ی فتوکاتالیز تمیز می شوند، اشتباه گرفته می شود. چرا که هر دو ساز و کار، از انواع سطوح خودتمیزشونده هستند.

منبع الهام سطوح خودتمیزشونده مانند شیشه های نوین ساختمان، به گیاه نیلوفر آبی باز می گردد. گیاهی زیبا و بادوام که نقش پررنگی در باورهای مذهبی و فرهنگی مردمان مشرق زمین مثل هند، میانمار، چین و ژاپن داشته است. این گیاه آبی، به این علت مورد تکریم و احترام قرار می گرفته که از پاکی و تمیزی استثنایی برخوردار بوده است.

معمولا اصطلاح " اثر نیلوفر آبی" که یادآور به هم پیوستن قطرات کوچک آب چکیده شده بر روی برگ گل نیلوفر آبی است، با اثر آسان تمیزشوندگی که در آن، سطوح به وسیله ی فتوکاتالیز تمیز می شوند، اشتباه گرفته می شود، چرا که هر دو ساز و کار، از انواع سطوح خود تمیز شونده هستند.

پیشینه ی سطوح خود تمیز شونده، به دهه 1970 میلادی و مطالعات یک گیاه شناس به نام بارتلوت، در دانشگاه هایدلبرگ باز می گردد. او آزمایش هایی در زمینه ی سطوح خود تمیزشونده، بر روی برگ های گیاه نیلوفر آبی آسیایی، لادن اروپایی، کلم آمریکایی و گیاه میرتل آفریقای جنوبی انجام داد. نتیجه ای که برای همه ی گیاهان یاد شده، یکسان بود، خاصیت موم سانی و وجود ناصافی های میکروسکوپی (به اندازه ی چند میکرون) بود که سبب می شد سطوح زبری بر روی برگها پدید آید که دارای خاصیت آب گریزی باشند.

در تمامی وضعیت هایی که در معرض استهلاک مکانیکی نباشند، اثر نیلوفر آبی، به شکل قابل توجهی نیاز به تمیز کردن سطوح را کاهش داده و اگر سطح مورد نظر به شکل دائمی در معرض عبور آب باشد، تمیز باقی خواهد ماند

سطح برگ ها دارای برآمدگی ها و زایده هایی هستند که سبب می شوند سطح تماس آب با برگ کمتر شده و قطرات آب نتوانن بر روی آن باقی بمانند.

این زبری های میکروسکوپی، زاویه ی تماس سطح را به بیش از 130 درجه افزایش می دهند. نشستن قطرات آب بر روی این زبری ها، شبیه به دراز کشیدن انسان بر روی بستری از میخ است. به این ترتیب، چسبندگی سطح با آب و دیگر ذرات کم می شود. بر این اساس، نیروهای کشش سطحی موجب می شوند تا آب به محض تماس با این سطوح، به شکل قطره درآمده و ذرات آلاینده ی موجود بر روی سطح، به قطرات آب چسبیده و با غلطیدن قطرات آب، آلودگی ها نیز از سطح زدوده می شود. در نتیجه ی وجود این ریزساختارها، سطوح آب گریزی که امروزه تولید شده اند، حتی از امکان خیس شدگی کمتری برخورداررند. این نوع اثر سطوح زبر، بوسیله ی افزودن ترکیباتی از واکس( که خود نوعی ماده ی آب گریز است)، بر روی نوک زایده ها افزایش می یابد. با این وصف، ساز و کار خود تمیزشوندگی الهام شده از برگ نیلوفر آبی، کامل تر شده و به این ترتیب، سطوح "فوق آب گریز" پدید آمده اند.

گفتن این نکته ضروری است که در تمامی وضعیت هایی که در معرض استهلاک مکانیکی نباشند، اثر نیلوفر آبی، به شکل قابل توجهی نیاز به تمیز کردن سطوح را کاهش داده و اگر سطح مورد نظر به شکل دائمی در معرض عبور آب باشد، تمیز باقی خواهد ماند. مزایای آشکار استفاده از این مواد جدید، ظاهر تمیزتر و کاهش قابل توجه نیاز به نگهداری است.

مقدمه ای بر نانو مواد ساختمانی (1)

کاربرد فناوری نانو را می توان در همه جنبه های زندگی یافت. اثر این فناوری، در صنایع داروسازی، ارتباطات، حمل و نقل و از همه مهمتر معماری مشاهده می شود.

استفاده از فناوری نانو در معماری بسیار گسترده و از مراحل اولیه ی طراحی و کروکی های ساده گرفته تا مراحل نهایی و لمس فیزیکی نازک کاری هاست. این کاربرد را به ویژه می توان در انتخاب مصالح مناسب یافت که این انتخاب، به گونه ای انجام می شود که نه تنها بازتابی از ایده ها و تصورات طراحی باشد، بلکه تاثیر عمیقی نیز بر روش تفکر و اندیشه معمار داشته باشد. این تنوع در تصمیم گیری، به کمک طیف گسترده ای از گزینه هاست که نانو فناوری فراوری طراحان باز کرده است.

در واقع نانو معماری، تلفیق نانو با فناوری است که با استفاده از محصولات نانو، نانو مواد، نانو ارتباطات و حتی اشکال و فرم های نانو میسر می شود. نانو معماری به معنای ایجاد تحول در معماری با توجه به انقلاب فناوری نانو در قرن بیست و یکم است. کاربرد فناوری نانو در معماری، گستره ی وسیعی از مصالح و تجهیزات را در بر می گیرد که هدف از آن، عینیت بخشیدن و عملی کردن نظریه هاست (نظریه هایی که شاید پیش از این عرصه ی علمی راه نیافته بودند).

فناوری نانو، ما را یک قدم به داشتن مصالحی که ویژگی های دلخواهمان را داشته باشند، نزدیک تر می کند، مصالحی که ویژگی های منحصر به فرد ویژه ای دارند و مهندسان را از مصالح قدیمی که مشکلات متعددی هنگام استفاده از آن ها در فرآیند های ساخت و ساز بروز می کند، جدا می کند. با رها شدن از قید و بند مصالح سنتی موجود، می توان عملکرد های روشن و متفاوتی را برای مصالح جدید محصول نانو تعریف کرد که اساسا با جوهره و ویژگی های بنیادی مواد اولیه ی خود متفاوتند. شاید بتوان مهم ترین کمک فناوری نانو در عرصه ی مواد و مصالح ساختمانی را کمک به مصرف مواد اولیه و انرژی کمتر برشمرد.

در واقع نانو معماری، تلفیق نانو با فناوری است که با استفاده از محصولات نانو، نانو‌مواد، نانو ارتباطات و حتی اشکال و فرم های نانو میسر می شود

از نقطه نظر اقتصادی و همچنین از منظر مسایل زیست محیطی، استفاده ی بشر از فناوری نانو در درازمدت، می تواند برگ برنده ی او باشد. البته، متاسفانه برخی با بدگمانی به فناوری نانو نگریسته و عنوان می کنند، آنچه فناوری نانو را پیش می راند، خود فناوری و عشق به پیشرفت نیست، بلکه مۆلفه های اقتصادی هستند که عامل محرک اصلی محسوب می شوند. به هر حال، استاندارد های صنعتی، روش های تست مواد، امتحان هایی که این مصالح، با گذشت زمان پس می دهند و شاخص های کیفی، همه دست به دست هم داده، تا ارزیابی کاملی از محصولات این فناوری نوظهور انجام شود و این اطمینان را به دانشمندان می دهد که به آنچه منظور نظر داشته اند، دست یافته اند. از منظر کارفرمایان یا استفاده‌کنندگان اصلی، مواد و مصالح زاده ی فناوری نانو و محسوس ترین کاربرد نانو فناوری، بر جنبه های زییبایی شناختی، عملکردی، اقتصادی و پایداری (از نظر زیست محیطی) متمرکز می شود.

بهترین عامل انگیزشی برای توسعه روزافزون فناوری نانو، تولید محصولاتی است که از ارزش تجاری و اقتصادی زیادی برخوردار باشند و از این روست که دست‌اندرکاران عرصه ساخت و ساز، یعنی مهندسان، معماران، طراحان داخلی و سازندگان می توانند از مزایای این مواد بهره‌مند شده و از گستره وسیع فناوری و مواد نانو بهره بجویند

اغلب، به هنگام عرضه شدن فناوری نوین به حوزه ای تخصصی مانند صنعت ساخت و ساز، نخستین کار این است که بررسی کنیم این فناوری جدید چه مزایایی برای صنعت مورد نظر به ارمغان خواهد آورد. در مورد کاربرد نانوفناوری، ما به دنبال افزایش ارزش، ویژگی های عملکردی و تقاضای بازار با توجه به پیشرفت محصول خواهیم بود. اصولا یک طراحی خوب، بر اساس تقاضا انجام می شود. طراحی که به این ترتیب انجام شود، در مسیر خود، هم سبب تکامل تدرجی نانومواد می شود و هم محصولات نانوی تولید شده برای ساختمان. نتیجه چه خواهد بود؟ بدون تردید، پس از گذشت مدت زمانی، این محصولات جدید جای خود را در بازار تقاضا تثبیت کرده و محصولات سنتی که دیگر کارآمد نیستند، به آرامی صحنه ی بازار را ترک خواهند کرد.

این حقیقت به اثبات رسیده که محصولات تولید شده با استفاده از فناوری نانو، دارای بسیاری ویژگی های محصر به فرد هستند و می توانند بسیاری از مشکلات موجود در زمینه ساختمان را مرتفع کرده و حتی نیازها و روال های جاری در فرایند های ساخت را دستخوش تحول کنند.

بهترین عامل انگیزشی برای توسعه ی روز افزون فناوری نانو، تولید محصولاتی است که از ارزش تجاری و اقتصادی زیادی برخوردار باشند و از این روست که دست اندر کاران عرصه ی ساخت و ساز، یعنی مهندسان، معماران، طراحان داخلی و سازندگان می توانند از مزایای این مواد بهره مند شده و از گستره ی وسیع فناوری و مواد نانو بهره بجویند.

شناخت بیشتر و پیشرفت های نانو ساختارها، روش های سنتی تولید و کاربرد مصالح و عناصر ساختمانی را نیز متحول کرده است. در نتیجه ی جنبه های جدید مصالح و عناصر ساختمانی، در نوع استفاده از مواد و همچنین نیروهای وارد بر آن ها و محاسبه مقاومت مورد نیاز در طراحی و همچنین دیگر جنبه های مرتبط با ساخت و مدیریت عملیات ساختمانی هم تغییرات زیادی ایجاد شده و خواهد شد.

افزون بر این ها، استفاده از فناوری نانو به منزله پایان استفاده از آن نخواهد بود، بلکه به دنبال آن، موجب تقاضا برای خلاقیت بیشتر و در نتیجه، تعامل و همکاری نزدیک تر بین متخصصان دانشمندان حوزه ها و کشورهای مختلف خواهد شد.

ادامه دارد...