استفاده از نانوذرات برای درمان بیماری ام اس

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.

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؟

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 .

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

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

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.

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)

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.

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.

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...

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.

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.

ساختمان‌ها را خودتمیزشونده بسازیم

این مسئله، به ویژه در مورد سطوح در معرض دید، مانند نمای ساختمان اهمیت ویژه ای پیدا می کند. هزینه و نیروی انسانی که به این منظور صرف می شود، در ساختمان ویژه مانند آسمان خراش ها و ساختمان های بزرگ مثل ورزشگاه ها) ارقام قابل توجهی را نشان می دهد.

به منظور کاستن از هزینه های نگهداری و تمیز کردن سطوح ساختمان و همچنین  کاهش تکرار این فرایند، متخصصان عرصه ی فناوری، از این فناوری نوین به منظور ایجاد اماکنی برای سطوح، با هدف خود تمیز شوندگی و آسان تمیز شوندگی استفاده کرده اند که با استقبال چشمگیری از سوی طراحان، سازندگان و مالکان ابنیه مواجه شده است.

مبانی خود تمیزشوندگی

در عمل، تمیز کردن سطوح مصالح ساختمانی مانند شیشه، کاشی و سطوح نماسازی، با مشکلات متعددی توام است. مسایلی از قبیل مصرف مقادیر زیاد انرژی و مواد شوینده ی شیمیایی و به تبع آن هزینه های زیاد. به منظور درک فرایند خود تمیزشوندگی مصالح، تعقیب دو مسیر را پیش رو داریم: یکی هیدروفوبیک (آب گریزی) و دیگری ویژگی هیدروفیلیک(آبدوستی).

میزان ترشدگی یک جسم جامد با آب (در صورتی که محیط فراگیر، هوا باشد)، بستگی به ارتباط بین نیروهای کشش بین سطحی (آب، هوا و جسم جامد و هوا و جسم جامد) دارد. نسبت بین این نیروهای کششی است که زاویه تماس قطرات آب با سطح را تعیین می کند. زاویه ی تماس صفر درجه، به معنای ترشدگی کامل و زاویه ی تماس 180 درجه، به معنای خشک ماندن کامل است.

سطوح آب گریز، دارای قابلیت ترشدگی اندک و زاویه ی تماسی حدود 100 درجه هستند که از مدت های مدید شناخته شده اند. هرچه زاویه ی تماس بالاتر برود، قابلیت دگرچسبی سطوح، کمتر خواهد شد و سطح به سمت سطوح آب گریز متمایل می شود و برعکس، با کاهش زاویه ی تماس، بر قابلیت دگر چسبی افزوده شده و سطح مورد نظر، آب دوست لقب می گیرد. اصولا زاویه ی تماس برای سطوح آب گریز بیش از 90 درجه و برای سطوح آب دوست کمتر از 30 درجه است.

روش های تمیز کردن که بر اساس کاهش زاویه ی تماس عمل می کنند، از زمان کشف صابون به دنیا معرفی شده است. به طور کلی، مواد شوینده از اثر کشش سطحی آب کاسته و زاویه ی تماس آب با سطح را کمتر می کنند.

برخی از حوزه های کاربردی که بشر می تواند از سطوحی با چنین ویژگی هایی استفاده کند، عبارتند از: شیشه های ساختمانی، مصالح نماسازی، درب و بدنه ی حمام، استخر، سونا، پانل های خورشیدی تولید انرژی و گلخانه.

باز هم پای خورشید در میان است

بخار آب به دست آمده از این روش را بخار خورشیدی نامیده‌اند. آزمایشگاه دانشگاه رایس با معرفی این تكنولوژی جدید مدعی شده می‌تواند از آب سرد و یخ‌زده، بخار تولید كند. مخترعان انتظار دارند این روش بتواند در وهله نخست برای تصفیه آب و فاضلاب آن هم در كشورهای در حال توسعه به‌كار گرفته شود. برآوردها حاكی از آن است كه در مجموع كارایی این روش چیزی حدود 24 درصد است. در مقام مقایسه یادآوری می‌شود صفحات خورشیدی فتوولتائیك معمولا چیزی حدود 15 درصد كارایی دارند.

محققان می‌گویند به هیچ‌وجه انتظار ندارند از این روش برای تولید انرژی الكتریكی استفاده شود، بلكه بیشتر امیدوارند روش ابداعی آنها بتواند برای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد. پروفسور نائومی هالاس، مدیر این پروژه می‌گوید بحث بر سر تكنولوژی منحصربه‌فردی است كه بجز تولید الكتریسیته حرف‌های زیادی برای گفتن دارد. با استفاده از این روش، نحوه تفكر انسان‌ها نسبت به بهره‌برداری از انرژی خورشیدی كاملا دگرگون خواهد شد.

نحوه عملكرد

عملكرد منحصربه‌فرد روش بخار خورشیدی به واسطه ذرات نانویی ویژه‌ای است كه تیم تحقیقاتی موفق به تولید آنها شده است. این ذرات می‌تواند بخش قابل‌توجهی از انرژی نور خورشید را به خود جذب كند. این ذرات نانو قابلیت دارد نور خورشید را مستقیم به حرارت تبدیل كند. وقتی ذرات نانو در آب غوطه‌ور می‌شوند و در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، درجه حرارت آنها به طرز شگفت‌آوری افزایش پیدا می‌كند. افزایش آنی درجه حرارت این ذرات سبب می‌شود آب یا یخ بسرعت به بخار تبدیل شود.

پروفسور هالاس می‌گوید كارایی فوق‌العاده این انرژی می‌تواند بشدت در تصفیه موثر واقع شود. او می‌افزاید: ما در حال انجام كاری متمایز هستیم. در واقع قصد داریم از دوران گرم كردن آب در مقیاس ماكرو به عصر جدید جوشاندن آب سرد در مقیاس نانو برسیم. ذراتی كه ما از آنها صحبت می‌كنیم، خیلی كوچك هستند حتی كوچك‌تر از طول موج‌های نوری و این یعنی سطح ذرات برای پراكندن و بازتاباندن نور هم فوق‌العاده كوچك است.

افزایش شدید درجه حرارت این امكان را برای محققان به‌وجود آورده كه بتوانند در محل، بخار تولید كنند. اما این موضوع را هم در نظر داشته باشید كه بخار روی سطح ذرات نانو تشكیل می‌شود. ایده تولید بخار در محل به نظر غیرممكن است، اما این ایده در حال حاضر به منصه ظهور رسیده است.

اورا نیومن، یكی از دانشجویان فارغ‌التحصیل دانشگاه رایس است. وی برای اثبات عملی بودن این ایده یك لوله آب آزمایشگاهی را كه حاوی ذرات نانو فعال بود در یك حوضچه آب یخ غوطه‌ور می‌سازد. خانم نیومن از یك لنز مخصوص استفاده كرد تا از این طریق بتواند نور خورشید را بر مخلوط لوله آزمایش كه درجه حرارت آن نزدیك به نقطه انجماد است، متمركز كند. فیلم‌ها و تصاویر برداشت شده توسط او نشان می‌دهد وی توانسته یخ را بسرعت به بخار تبدیل كند.

كاربردها

بخار یكی از پركاربردترین سیالات صنعتی است. حدود 90 درصد برق جهان از بخار تولید می‌شود. از بخار برای استریل زباله‌های پزشكی و ابزارهای جراحی استفاده می‌شود. استفاده از بخار برای آماده كردن غذا و تصفیه آب نیز جایگاه خاص خود را دارد. بخش اعظم بخار صنعتی در بویلرهای بزرگی تولید می‌شود كه برای تولید حرارت از زغال سنگ یا نفت استفاده می‌كنند. پروفسور هالاس می‌گوید كاربری گسترده بخار خورشیدی این امكان را فراهم می‌سازد كه تولید بخار از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر باشد. مهم‌تر از آن تولید بخار در مقیاس‌های خیلی كوچك است. مهندسان دانشگاه رایس پیشتر اتوكلاوهایی از این دست را برای استریل وسایل پزشكی و ابزارهای دندانپزشكی كلینیك‌هایی كه با كمبود برق مواجه هستند، طراحی كردند.

پروفسور هالاس بتازگی موفق شده جایزه مركز بیل و ملیندا گیتز را به دلیل طراحی و ساخت یك سیستم اولترا در مقیاس فوق‌العاده كوچك به‌دست بیاورد. این سیستم قابلیت دارد فاضلاب انسانی را در مناطقی كه با كمبود برق روبه‌روست یا در مناطقی كه به هیچ‌وجه سیستم‌های تصفیه فاضلاب ندارد، تصفیه كند. خانم نیومن معتقد است بخار خورشیدی به دلیل كارایی‌اش بسیار مورد توجه بازار قرار خواهد گرفت. این تكنولوژی مستلزم استفاده گسترده از پانل‌های خورشیدی نیست. در واقع تجهیزات لازم برای بهره‌برداری از این تكنولوژی بسیار كوچك است، به عنوان مثال شاید حتی چند سانتی‌مترمربع هم برای پیاده‌سازی تجهیزات آن كفایت كند.

یكی دیگر از پتانسیل‌های استفاده از این تكنولوژی در سیستم‌های تهویه مطبوع و گرمایشی است كه مصرف برق قابل‌توجهی دارد. تجربه‌های گوناگون پروفسور هالاس و همكارانش در زمینه تقطیر نیز نشان می‌دهد كارایی بخار خورشیدی حدود 5/2 مرتبه بیشتر از ستون‌های تقطیری است كه در حال حاضر از آنها استفاده می‌شود.

پروفسور هالاس استاد مهندسی كامپیوتر و برق، استاد رشته فیزیك ـ شیمی و استاد طب بیولوژیكی نیز است. وی به عنوان یكی از مشهورترین استادان رشته شیمی به‌منظور اجرایی شدن این پروژه گام‌های زیادی برداشته است. آزمایشگاه وی هم‌اكنون به صورت تخصصی روی ذرات فعال نوری مطالعه می‌كند. یكی از مشهورترین ابداعات وی تولید حفاظ‌های نانو از طلاست. این نوآوری وی به طور گسترده‌ای در مراكزی كه در زمینه سرطان تحقیق می‌كنند، مورد توجه قرار گرفت.

هالاس و همكارانش در تحقیقات مربوط به درمان سرطان ذراتی را انتخاب كردند كه تنها در چند طول موج نوری مشخص می‌توانند فعل و انفعال انجام دهند، در حالی كه در پروژه بخار خورشیدی عملا ذراتی طراحی كردند كه در طیف نوری وسیع‌تری می‌توانند فعل و انفعال انجام دهند. این ذرات نانو هم توسط نور مرئی خورشید و هم توسط طول موج‌های كوتاه‌تر كه برای انسان قابل رویت نیست، فعال می‌شود.

تیم تحقیقاتی پروفسور هالاس عملا هیچ قانون ترمودینامیكی را تغییر نداده، بلكه آنها با استفاده از همان قوانین آب را فقط با یك روش كاملا متفاوت به جوش آورده‌اند.

مقدمه‌ای بر نانو مواد ساختمانی

قسمت دوم

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

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.

استفاده از نانوذرات برای درمان بیماری ام اس

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.

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.

مقدمه ای بر نانو مواد ساختمانی (1)

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.

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.

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...

رونمایی از 7 فناوری درحوزه نانو

صادرات دستاوردهای علمی به اروپا

دکتر سعید سرکار در نشست خبری امروز با اشاره به برگزاری پنجمین جشنواره فناوری نانو از 13 تا 17 مهر ماه افزود: در این جشنواره آخرین دستاوردهای فناوری نانو عرضه خواهد شد.

دبیر ستاد توسعه فناوری نانو تعداد محصولات تجاری شده در حوزه فناوری نانو را 150 مورد ذکر کرد و افزود: این تعداد محصول از سوی 130 شرکت فعال در حوزه نانو تولید شده است که از این تعداد شرکت، 88 شرکت در این نمایشگاه حضور خواهند داشت.

وی از رونمایی 7 محصول در حوزه نانو در این جشنواره خبر داد و تصریح کرد: این محصولات در حوزه های نیروگاهی، آب، ساختمان، لاستیک سازی و صنایع رنگ کاربرد دارد، ضمن آنکه از این تعداد فناوری به تجهیزات پیشرفته آزمایشگاهی نیز رونمایی خواهد شد.

سرکار همچنین با اشاره به تلاش این ستاد برای صادرات محصولات دانش بنیان به اروپا یادآور شد: در حال حاضر 12 محصول موفق به اخذ مجوز CE (استاندارد صادرات به کشورهای اروپایی) شده اند که از آن جمله می توان به دو تجهیز آزمایشگاهی، اسپاترینگ رومیزی (دستگاه لایه نشانی) و تولید پودرهای نانو به روش انفجار الکتریکی سیم اشاره کرد.

وی همچنین به دستاوردهای این ستاد در حوزه دارو و سلامت اشاره کرد و یادآور شد: در حال حاضر پروژه های تحقیقاتی در زمینه تولید داروهایی برای درمان سرطان در دستور کار قرار دارد که دو نمونه از این دارو تا سال آینده رونمایی می شود.

دبیر ستاد توسعه فناوری نانو با بیان اینکه این جشنواره در محل دائمی نمایشگاه های بین‌المللی برگزار می شود، گفت: در این جشنواره 23 دانشگاه و پژوهشگاه، 11 پارک علم و فناوری، 11 آزمایشگاه و 17 انجمن دانشجویی حضور خواهند داشت ضمن اینکه 11 شرکت از 4 کشور روسیه، ژاپن، کره و آمریکا حاضر می شوند.

برگزاری فرم نانوتکنولوژی

سرکار همچنین از برگزاری همایش نانوتکنولوژی در روزهای 15 و 16 مهر ماه خبر داد و تصریح کرد: ستاد توسعه فناوری نانو در راستای تجاری سازی محصولات داخلی مبتنی بر فناوری نانو فرم بین المللی فناوری نانو را همزمان با جشنواره فناوری نانو برگزار خواهد کرد.

به گفته دبیرستاد توسعه فناوری نانو در این همایش 12 محقق از کشورهای آمریکا، آلمان، اسپانیا، بلاروس، انگلیس، ژاپن و کره جنوبی سخنرانی خواهند داشت.

اولین همایش مشترک ایران و کره جنوبی در حوزه نانو

سرکار با اشاره به برگزاری اولین همایش مشترک ایران و کره جنوبی در حوزه فناوری نانو اظهار داشت: این همایش در راستای پیشنهاد مسئولان نانو فناوری کره جنوبی برگزار می شود و با برگزاری این همایش دو کشور در حوزه های مختلف نانو تبادل نظر خواهند کرد.

وی با اشاره به رتبه ایران در حوزه نانو فناوری خاطر نشان کرد: در حال حاضر ایران در میان کشورهای جهان رتبه 9 در تولید علم در حوزه نانو را دارد از این رو ایران توانایی کاربردی کردن نانو در حوزه های مختلف صنعتی را دارد.

وی همچنین یادآور شد: براساس توافق های صورت گرفته به دنبال برگزاری این همایش در سال آینده نیز گروهی از محققان ایرانی به کشور کره سفر خواهند کرد تا در همایش مشترک در این کشور حضور یابند.

نانوساختارهای اکسید روی(1)

اکسید روی ماده ای سفید رنگ است و یكی از غنی‌ترین نانوساختارها می‌باشد. نانوساختارهای Zno درطول سال های اخیر به خاطر خصوصیات قابل توجه آن ها برای کاربردهای الکتریکی و فتوالکتریکی توجه خیلی زیادی را به خود جلب کرده است.

مصارف زیاد اکسید روی مربوط به عایق بودن آن درمقابل جریان الکتریسیته وهدایت ظرفیت حرارتی زیاد، خاصیت چسبندگی خوب، قدرت پوشش عالی، مقاومت کافی در مقابل پرتوهای ماورای بنفش، داشتن ثابت دی الکتریک متوسط و ضریب شکست بالای آن است. به عنوان نمونه کاربردهای فراوانی در ساخت قطعاتی مانند گسیلنده های نوری فرابنفش، مبدل های پیزوالکتریک، حسگرهای گازی، پنجره های هوشمند، سلول های خورشیدی، استفاده در صنعت چاپ وصنایع رنگرزی دارد. افزودن آلاینده های مناسب می تواند سبب تغییر اندازه گاف انرژی وویژگی های فیزیکی آن شود.

اكسیدروی سه مزیت عمده دارد:

 اول اینكه نیمه رسانایی با شكاف باند 3.37ev و میزان انرژی برانگیختگی 0.6میلی الکترون ولت می‌باشد و همچنین نشر نزدیك به ماوراء بنفش دارد. دوم پیزوالكتریك است كه در حسگرها و كاهنده‌ها بسیار كاربرد دارد. و در نهایت اكسید روی زیست‌سازگار و ایمن می‌باشد و می‌تواند در كاربردهای پزشكی به‌راحتی و بدون روكش به كار رود. با این خصوصیات ویژه اكسید روی می‌تواند زمینه‌های تحقیقاتی گوناگونی را در آینده ایجاد كند.

ذرات اكسید روی خواصی مانند نیمه رسانایی، پیزوالكتریك و پیروالكتریك از خود نشان می‌دهند. این خواص بی‌نظیر باعث می‌شود كه ذرات اكسید روی یكی از غنی‌ترین مواد نانوساختاری باشند. با استفاده از روش تصعید حرارتی فاز جامد- بخار، تحت شرایط ویژه،‌ می‌توان نانوشانه‌ها، نانوحلقه‌ها، نانوفنرها،‌ نانوتسمه‌ها، نانوسیم‌ها و نانوقفسه‌هایی از اكسید روی ایجاد كرد. این نانوساختارها به دلیل داشتن خاصیت زیست سازگاری می‌توانند كاربردهای جدیدی در الكترونیك‌نوری، حسگرها،‌ ترانسفورماتورها و پزشكی داشته باشند.

نانو تسمه ها

هنگامی كه در سال 2001 نانوتسمه‌های نیمه‌رسانا كشف شدند‌ تحقیقات بر روی نانوساختارهایی كه حداقل دارای یك بعد نانومتری می‌باشند به سرعت توسعه پیدا كرد، زیرا این مواد كاربردهای وسیع و جدیدی در اپتیك، الكترونیك نوری،‌ كاتالیزورها و پیزوالكترویك دارند. نانوتسمه‌های اكسیدی نیمه‌رسانا گروه بی‌نظیری از مواد با تركیب شیمیایی و ساختارهای بلوری جالب می‌باشند.

استفاده از پودراکسیدروی به عنوان منبع اولیه بدون حضورکاتالیست، نانوتسمه هایی با طول ده ها تا صدها میکرومتر به دست خواهدداد. در مورد تهیه نانوساختارهایی با ضخامتی کمتر مثلا ده نانومتر طبق آنچه که در نانو تسمه ها داریم می توان به کمک پلاریزاسیون به نانو حلقه، نانومارپیچ و... که ناشی از کاهش انرژی حاصل از بارهای قطبی، سطح مخصوص و دفرمه شدن الاستیک است، دست یافت.

نانوتسمه‌ها از اكسیدهای نیمه‌رسانای روی، قلع، كادمیم و گالیم و با استفاده از تبخیر پودرهای تجاری اكسید این فلزات در دمای بالا حاصل می‌شوند. این نانوتسمه‌ها خالص، یك شكل و دارای بلورهای منفرد می‌باشند. ساختار هندسی ویژه این شبه‌تسمه‌ها باعث ایجاد بلورهای اكسیدی نیمه‌رسانا با كاتیون‌هایی با ظرفیت متفاوت و خواص جالب درآنها می‌شود.

ترانزیستورهای اثر میدانی، حسگرهای نانومقیاس بسیار حساس گازها و نانوحامل‌های ساخته شده از نانوتسمه‌های منفرد، نمونه‌ای از آنها می‌باشند. انتقال حرارتی نیز در طول نانوتسمه‌ها اندازه‌گیری شده است. به علت خاصیت پیزوالكتریكی نانوحلقه‌ها، نانوتسمه‌ها و نانوفنرهای سنتزی اخیر می‌توان از آنها در كاهنده‌ها، افزاینده‌ها و حسگرهای نانومقیاس استفاده كرد.

در بین اكسیدهای كاركردی (Functional)اكسید روی تنها ماده‌ای است كه هر دو ویژگی پیزوالكتریكی و نیمه‌رسانایی را از خود نشان می‌دهد. این ماده ساختارهای گوناگونی دارد كه بسیار غنی‌تر از انواع نانومواد شناخته شده مانند نانولوله‌های كربنی می‌باشند. با استفاده از روش تصعید حرارتی حالت جامد و با كنترل سرعت رشد، دمای رشد موضعی و تركیب شیمیایی مواد می‌توان دسته وسیعی از نانوساختارهای اکسیدروی را سنتز كرد.

نانوحلزون‌ها، نانوفنرها و نانوحلقه‌های یكپارچه و بدون درز

با كنار هم قرار دادن مواد اولیه و با در نظر گرفتن بعضی ناخالصی‌ها مانند ایندیم می‌توان نانوحلقه‌های اكسید روی را سنتز كرد. تصاویر میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) به طور كاملاً واضح شكل حلقه‌ها را با سطوح یكسان نشان می‌دهد. تصاویر میكروسكوپ الكترونی‌ تونل‌زنی(TEM) نیز نشان می‌دهد كه نانوحلقه‌ها به صورت تك‌بلوری و دایره‌ای هستند. این ساختارهای تك‌بلوری به معنی تشکیل نانوحلقه‌های کامل از روبان تك‌بلوری می‌باشد. نانوحلقه نتیجه حلقه‌ای‌شدن هم‌بافت و هم‌محور نانوتسمه‌ها می‌باشد.

نانوتسمه در طول رشد می‌تواند به خاطر برهم‌كنش‌های الكترواستاتیك به صورت یك نوار برروی یك نانوحلقه كشیده شود، تا بارهای قطبی موضعی را خنثی كرده، ناحیه سطحی را كاهش دهد. در نتیجه ساختارهای نانوحلقه‌ای هم‌محور، چنددایره‌ای و هم‌مركز تشكیل‌می‌شود. خودآرایی فرآیندی خود به خودی است كه یك نوار به دور خود می‌پیچد و یك نانوتسمه رشد می‌كند. كاهش ناحیه سطحی و تشكیل پیوندهای شیمیایی (نیروهای نزدیك) بین دایره‌ها،‌ ساختارهای دوار پایدار را ایجاد می‌كند. پهنای نانوحلقه، با حلقه‌ شدن بیشتر دایره‌ها حول محور نانوحلقه و قرار گرفتن هم جهت آنها در جهت محور نانوحلقه افزایش می‌یابد.

 ::مدل رشد متناسب نانوحلقه::

زمانی كه رشد در محدوده دمایی ثڑC 400-200 انجام شود، با اتصال دایره‌هایی از نانوتسمه به وسیله پیوندهای شیمیایی به همدیگر ساختارهای نانوحلقه‌ای استوانه‌ای تك‌بلوری تشكیل می‌شود. قرارگرفتن حلقه‌ها كنار همدیگر از نظر انرژی كاملاً مساعد است زیرا بارهای قطبی درون حلقه‌ها كاملاً خنثی می‌شوند. این مدل رشد در شکل بالا نشان داده شده است.

نانوتسمه‌های دارای بار سطحی (شکل پایین) می‌توانند به صورت دو صفحه موازی به عنوان خازن به كار روند.

::مدل نانوتسمه قطبی::

یك نانوتسمه قطبی تمایل دارد جهت كاهش انرژی الكترواستاتیك به صورت رول درآید. شكل حلزونی یا مارپیچ نیز می‌تواند انرژی الكترواستاتیك را كاهش دهد. (شکل پایین)

اگر بار سطحی در طول رشد خنثی نشود، قطبش خود به خودی، كه نتیجه ممان دوقطبی است، انرژی الكترواستاتیك را كاهش می‌دهد، اما تشكیل رول یا حلقه بسته می‌تواند ممان دو قطبی را كاهش دهد یا‌ آن ‌را كاملاً خنثی كند، در نتیجه انرژی الكترواستاتیك كاهش می‌یابد.

از طرف دیگر خم‌كردن نانوتسمه انرژی الاستیك ایجاد می‌كند. اگر نانوتسمه‌ها به صورت دایره به دایره رول شوند، نیروی دافعه بین سطوح قطبی در تمام طول نانوفنر ادامه دارد،‌ در حالی‌كه نیروی تغییر شكل الاستیك، دایره‌ها را به سمت همدیگر می‌كشد. نانوحلزون‌ها متحدالشكل و با شعاع 500 تا 800 نانومتر هستند و از نانوتسمه تك‌بلوری اکسید روی ساخته شده‌اند.

نانوفنرها و نانوحلقه‌های تك‌بلوری ساخته شده از نانوتسمه‌ای ‌اکسیدروی، ساختارهای القایی خود به خودی قطبی دارند، كه نتیجه چرخش 90 درجه در قطبیت می‌باشد. این گونه ساختارها ایده‌آل‌ترین حالت برای درك پیزوالكتریکی و پدیدة القای قطبیت در مقیاس نانو می‌باشند. ساختارهای نانوتسمه‌ای پیزوالكترویك می‌توانند در حسگرها، ترانسفورماتورها و تشدیدكننده‌های دارای نانومقیاس به‌كار روند.

    ادامه دارد...

معرفی، خواص و کاربردهای نانورس ها (1)

نانورس ها مواد منحصر به فردی هستند که به عنوان مواد افزودنی برای ساخت نانوکامپوزیت ها و بهبود قابل توجه خواص مواد پلیمری به کار می روند.

درزیرمیکروسکوپ الکترونی با قدرت تفکیک بالا مشاهده می شود که نانورس ها شامل صفحات کوچک ونا منظم رسی هستند که درحدود 1نانومتر ضخامت و100 نانومترقطردارند.رس های رایج به صورت طبیعی به عنوان مواد معدنی به شمار می آیند.بسیاری از آن ها سیلیکات های آلومینیم می با شند که ساختار ورقه ای دارند.شایع ترین نانو رس مونت موریلنت (ازخانواده اسمکتیت)می باشد.انواع دیگر نانو رس ها هکتوریت ها ورس های سنتزی (برای مثال هیدروتالکیت)می باشد.

نانورس‌ها سطح ویژه‌ای در حدود 750 مترمربع بر گرم دارند. غالباً برای اصلاح خواص مکانیکی مواد پلیمری،‌آنها را با پرکننده‌ها تقویت می‌كنند. خالص بودن و ظرفیت تبادل کاتیونی، دو خصوصیت مهم برای موفقیت نانورس‌ها ـ به‌عنوان عامل استحکام در پلیمر‌هاـ به شمار می‌رود. خالص بودن رس خصوصیات مکانیکی پلیمر را افزایش می‌دهد كه این به افزایش تبادل کاتیونی رس در ترکیب شدن رس با پلیمر کمک می‌کند. رس‌ها موادی ارزان هستند که می‌توان با تغییر یون‌ها، اشباع کردنشان با عناصر فلزی و تیمار کردنشان با اسیدها، آنها را به کاتالیزور مناسب تبدیل کرد.

درواقع امکان به کارگیری رس ها در مقادیر بسیار کم باعث کاهش وزن، استحکام بالاتر و کاهش خارق العاده عبور گازها در موادی مثل پلیمرها می شوند. مشکلات اصلی در زمینه نانورس ها، جداسازی و توزیع یکنواخت صفحه های کوچک رسی و تبدیل رسهای آبدوست به آبگریز به منظور افزایش تعامل با پلیمرها است. پلیمرها در صنعت پلاستیک و بسته بندی مواد غذایی به کار می روند و این بازاری بزرگ برای آنها به شمار می رود.

نانورسهایی که به خوبی آماده شده و با مقادیر کم(کمتر از 5%) به یک ترکیب پلیمری اضافه شده و می توانند نانوکامپوزیت های پلیمری (بدون تفاوت خیلی زیاد در ظاهر پلاستیک) تولید کنند که خصوصیات بسیار برجسته ای مانند وزن سبک تر، خواص ضدخش و خواص عبورناپذیری در برابر گازها و اشتعال پذیری کمتر ایجاد کنند.

نانو رس ها به دلیل ویژگی های خاصشان،درصنعت داروسازی وپزشکی موردتوجه بسیاری قرارگرفته اند.این رس ها درساخت انواع داروها به عنوان ماده خام وموادکمکی در سنتزدارومورداستفاده قرار می گیرند.

ازمونت موریلنت به دلیل داشتن خصوصیات تعلیق ،انتشاروپراکندگی خوب وقالب دار شدن به عنوان مکملی خوب درپزشکی بسیار مورداستفاده قرارمی گیرد.قرارگرفتن مولکول های دارودربین فضای بین لایه ای رس ها،می تواندکارایی آن را برای استفاده های بیولوژیکی تغییردهد.

نانورس ها درداروها می توانند:یک دارو را از تخریب محافظت کنند،جذب داروراازطریق تسهیل توزیع آن از غشای روده افزایش دهند،باعث تعدیل اثربدن برداروشده وتوزیع بافتی راتغییردهند.

زمینه های مختلف استفاده ازنانورس ها

*به عنوان فازتقویتی ماتریکس پلیمرهابرای تهیه نانوکامپوزیت ها

*تهیه رنگ وجوهر

*تهیه گریس ها

*پزشکی وداروسازی

*وسایل آرایشی

*تصفیه فاضلاب های شهری وصنعتی

*کشاورزی

خواص نانورس ها

یكی از مهمترین خصوصیات نانورس ها نسبت طول به ضخامت بسیار بالای تك تك صفحات (از 300 به 1 و1500 به 1 است) است. مساحت سطح صفحات جدا و پراکنده می تواند به m2/g 1000 برسد.به علت ساختار صفحه ای، نانورس ها مواد پلیمری معمول را تقویت می کنند ، یعنی خواص مکانیکی آنها را بهتر می کنند، افزایش استحكام،‌ مدول و ثبات ابعادی از این موارد است. صفحات نانورس به عنوان محافظ در برابر رطوبت و مواد شیمیایی به خوبی به عنوان حائلی برای جلوگیری از نفوذ یا عبور گازها عمل می كنند.

پلیمرهایی كه با نانورس ها تركیب شده اند در مقایسه با مواد پلیمری رایج خاصیت ضدگرمایی و ضدآتش بالاتری نشان می دهند و کارایی بیشتری در خاموش کردن شعله دارند و تغییر شكل آنها در معرض دماهای بسیار بالا یا مواد شیمیایی کمتر است. نانوكامپوزیت هایی كه با استفاده از نانورس ها ساخته می شوند، رسانایی الكتریكی و تمیزی نوری بهتری نیز نشان می دهد. یكی از نتایج مهم باردار بودن نانورس ها (یعنی توانایی عوض کردن یونها) امکان سازگار کردن خصلت متضاد آنها یعنی ذات کاملاً آبدوست با پلیمرها است. چرا که خیلی از پلیمرها آبگریزند. عملكرد ضروری برای تشكیل نانوکامپوزیتهای پلیمر رس، تغییر قطبیت رس و تبدیل آن به مواد آلی دوست (آبگریز) می باشد.

در سال1980 با تهیه نانوكامپوزیتهای نایلون و رس در صنایع خودروسازی، نانوكامپوزیت های نانورس شناخته شدند. در نانورسهای آلی دو لایه از چهاروجهی های SiO2 مستقر در یک صفحه ساختارهای چهاروجهی ترکیباتی مانند سدیم، آلومینیوم و منگنز را دربرمیگیرند. نانورسها می توانند سختی و استحکام پلیمرها را بالا برده و میزان آتش پذیری الیاف پلیمری و عبوردهی گازهایی مانند اکسیژن را در ظروف پلاستیکی کاهش دهند. قطعات نانوكامپوزیت پلی پروپیلنی كه حاوی 2/5 درصد نانورس است با ایجاد یک استحکام قابل قبول موجب 20 درصد صرفه جویی در وزن می شود. این قطعات در بدنه خارجی استیشن ها استفاده شده است. كاربرد نانوكامپوزیت های پلی پروپیلنی در تهیه بدنه خارجی خودرو، در فیلم های بسته بندی نایلونی، در بطری های نگهداری مواد نوشیدنی، در لوله ها و در پوشش های كابل و سیم در حال گسترش است.

برآورد شده كه استفاده گسترده نانوكامپوزیتها در خودروها تنها در آمریكا می تواند یك و نیم میلیارد لیتر در سوخت سالیانه صرفه جویی ایجاد كند و باعث كاهش تولید دی اكسیدكربن به میزان پنج میلیارد كیلوگرم در سال شود. باید توجه كرد كه تنها با اضافه كردن نانوذرات به یك پلیمر به خواص مورد نظر نمی رسیم بلكه آرایش ذرات در ماتریس پلیمری در خواص نهایی موثر است. نانـوکامپـوزیت های متشکل از نانورس را می توان به نحوی طراحی کرد که عبور مقدار کم گاز را هم غیر ممکن سازد. در لاستیک ها و بطری های نوشابه می توان از این نانوکامپوزیتها استفاده کرد. چنین ساختاری به افزایش کارایی و حفظ حالت در توپ های تنیس نیز منجر شده است. تنها علت ایجاد چنین خاصیتی نحوه استقرار صفحات چند نانومتری قرار گرفته در بین ماده است. استفاده از یک ترکیب نانوکامپوزیت رسی خاص باعث جلوگیری از نفوذ پذیری لایه و افزایش عمر توپ به دو برابر شده است.

از ویژگی های دیگرنانورس ها می توان به موارد زیراشاره کرد:

مقاوم در برابر شعله

ویژگیهای ایستادگی در برابر شعله در نانورس ها به علت تشكیل لایه ای ذغالی در هنگام سوختن نانوكامپوزیت می باشد. ذغال خود به عنوان عایق و یك ماده نسوز عمل كرده و میزان آزاد شدن گازهای فرار در سطح شعله را كاهش می دهد. تشكیل ذغال توجیهی برای بهبود ثبات نانوکامپوزیت در برابر حرارت،‌ جداسازی فیزیكی پلیمر و قسمت سوخته آن است.

ممانعت از عبور گازها

صفحات نانورس می توانند مسیری پر پیچ و خم ایجاد کنند که از نفوذ بخارهای گازی و مایعات به درون پلیمر جلوگیری كرده و علاوه برخواص برجسته در ممانعت عبورگازها سبب بهتر شدن مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر رطوبت نیز می شود.

درون توپ تنیس هوای فشرده قراردارد. لایه بیرونی و پوسته اجزای یک توپ معمولی هستند. درقسمت درونی این توپ ها، یک لایه از جنس نانوکامپوزیت پلیمری قرار دارد و مانع عبور هوا از توپ می شود.

نانوکامپوزیتهای رس را می توان در بطری ها هم استفاده کرد. کارخانه های بسته بندی به دنبال تولید بطری هایی هستند که به محکمی شیشه بوده ولی به راحتی شکسته نمی شوند. بطری های پلاستیکی ذرات نانورس این بطری ها را به محکمی شیشه یا حتی محکم تر کرده است و احتمال شکستن آنها کمتر است.

 ترکیب نانوذرات به نحوی است که مانع فساد مایعات و تغییر رنگ و بوی آنها شده و تاریخ مصرف آنها را به شش ماه افزایش داده است. بعضی از کارخانه های غذایی از جاذب های اکسیژن برای جلوگیری از رشد پاتوژن هاو موجودات زنده هوازی استفاده می کنند که این امر باعث فساد غذا و ناسالم شدنشان می شود.

استحکام مکانیکی

تقویت کننده های نانومتری حدوداً به ابعاد مولكولی پلیمرها می رسند. این امر موجب تقابل نزدیك دو ماده با یكدیگر می شود. وقتی پلیمر به خوبی با نانورس اصلاح می شود، ذرات پركننده با پلیمرها برخورد می کنند و مناطق محدودی در سطح ذرات ایجاد می كنند. این امر بخشی از زنجیره پلیمری را تثبیت می كند كه اثر تقویت كننده ای را در پی دارد.

   ادامه دارد...

سبک‌ترین ماده دنیا را چطور می‌سازند؟

ماده تاریک: جدیدترین قهرمان گروه «سبک‌ترین ماده دنیا»، ماده‌ای کربنی است که اخیرا توسط گروهی از دانشمندان آلمانی در دانشگاه کیل و دانشگاه صنعتی هامبورگ خلق شده است؛ ماده‌ای که نام آئروگرافیت برای آن انتخاب شده است. آئروگرافیت ماده‌ای به رنگ سیاه براق و با تخلخل فراوان است که تقریبا تمام نوری را که به آن می‌تابد جذب می‌کند.

ماتیاس مکلنبرگ از دانشگاه هامبورگ می‌گوید: «حتی باریک‌ترین تکه آئروگرافیت از نظر چشم انسان کاملا کدر است. بر خلاف اسفنج که نور تابیده شده به آن از آن رد و یا منعکس می‌شود، آئروگرافیت حتی یک ذره هم شفاف نیست.» وی می‌افزاید که دستان ما به سختی می‌تواند متوجه کرکی بودن سطح اسفنج‌مانند این ماده شود، چرا که این ماده ابتکاری عملا بی‌وزن است.

خاصیت رسانایی و سبک‌تر بودن آئروگرافیت نسبت به ماده رکورددار قبلی، کاربرد آن را در مهندسی باتری‌ها و سیستم‌های تصفیه آب، و همچنین دانش بیوتکنولوزی نوید می‌دهد.

قهرمان سبک‌وزن: نمای تهیه شده از آئروگرافیت توسط میکروسکوپ الکترونی یادآور تار عنکبوت و یا رشته‌های نخ در هم تنیده است. در حقیقت، این ساختار نازک شبکه‌ای از نوارهای کربنی است و یکی از بی‌شمار عناصر پایه‌مانندی است که به همراه یکدیگر یک شبکه بزرگ‌تر و متخلخل از «پل‌های داخلی» را شکل می‌دهند. این نوع از ساختار مرتبه‌ای همان مشخصه‌ای است که به آئروگرافیت چگالی پایین و مقاومت بالا می‌بخشد.

کالای داغ: برای ساخت آئروگرافیت، پودر اکسید روی در یک کوره با دمای 900 درجه سانتی‌گراد حرارت داده شد. محصول بلوری حاصل به صورت یک قرص شکل داده شد که در بردارنده ساختارهای میکروسکوپی با ابعاد نانو اکسید روی موسوم به چهاروجهی منتظم (Tetrapod) بود.

چهاروجهی‌ها اساس آئروگرافیت را شکل می‌دهند. در مرحله بعد، این قرص اکسید روی در یک محیط سرشار از گاز حاوی کربن تا 760 درجه سانتی‌گراد مجددا حرارت داده شد. کربن به آرامی روی چهاروجهی‌ها را پوشاند، اکسید روی را حل و به گاز تبدیل کرد، و شبکه گرافیتی ساختارهای در هم تنیده آئروگرافیت را ایجاد کرد.

شکل‌گیری: تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان می‌دهد زمانی‌که آئروگرافیت شکل می‌گیرد، پوسته‌های نازک گرافیتی همان شکل ساختارهای عقب رانده شده اکسید روی را حفظ می‌کنند. به گفته مکلنبورگ، پس از اتمام فرایند این ساختارها به عنوان بخشی از آئروگرافیت باقی می‌مانند.

علاوه بر خاصیت فوق سبک بودن، آئروگرافیت بسیار انعطاف‌پذیر و فنری است. این ماده می‌تواند فشار تقریبا کامل را بدون صدمه دیدن تحمل کند، و شبکه‌های آن را می‌توان برای کاربردهای بالقوه مختلف تنظیم کرد.

کاملا لوله‌ای: پل‌های داخلی آئروگرافیت از ساختارهای اکسید روی سفید به لوله‌های گرافیتی نیمه‌شفاف تبدیل شده‌اند. مکلنبروگ می‌گوید: «در مجموع، مشخصات آئروگرافیت هنوز کاملا شناخته نشده است. کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد».