مهندسی شیمی-موازنه مواد و انرژی

نانو : پژوهشگران دانشگاه تربيت مدرس، با دستيابي به فناوري اتصال نانوذرات مغناطيسي به سطح سلول موفق به اصلاح مغناطيسي سطح سلول‌ها و بيومولكول‌ها شدند.

مهندس سيد مرتضي رباط جزي، دانشجوي دكتري مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «در پژوهشي با هدف اصلاح مغناطيسي سلول‌ها و بيومولكول‌ها، از باكتري فلاوباكتريوم كه توليدكننده‌ي آنزيم ارگانوفسفرز هيدرولاز(OPH) است، به‌عنوان مدل استفاده نموديم».

مهندس رباط جزي در ادامه گفت: «موفق شديم باكتري مغناطيسي شده‌ي فلاوباكتريوم را با حفظ بيش از 90 درصد فعاليت آنزيمي بسازيم».
پژوهشگران در اين تحقيق، واكنش كووالانسي و جذبي بين نانوذرات سوپر پارامغناطيسي و سطح باكتري را به‌طور كامل بررسي و پارامترهاي مهم در اين واكنش را بهينه‌ كرده‌اند.

بنابر اظهار پژوهشگر اين تحقيق، آنها موفق به افزايش پايداري فعاليت آنزيمي باكتري با استفاده از فرايند تثبيت باكتري اصلاح شده‌ي مغناطيسي به وسيله‌ي ميدان مغناطيسي شده‌اند. همچنين سلول را به روش مغناطيسي تثبيت نموده و از آن براي حذف تركيبات ارگانوفسفات استفاده كرده‌اند.

گفتني است كه تثبيت سلول هم به شكل زنده و هم مرده، باعث افزايش فعاليت آنزيمي و زمان پايداري آن مي‌شود. با تثبيت سلول‌هاي زنده، سرعت رشد، پايداري و بهره‌وري آنها افزايش مي‌يابد. يك روش جديد و بسيار سودمند براي تثبيت سلول‌ها، استفاده از ميدان مغناطيسي است. اما اكثر سلول‌ها ديامغناطيس هستند و واكنش خاصي به ميدان مغناطيسي نشان نمي‌دهند. براي استفاده از اين روش، بايد سطح سلول را اصلاح مغناطيسي نمود.

شايان ذكر است در اين تحقيق از نانوذرات مغناطيسي تجاري شركت micromod استفاده شده‌است.

در سال‌هاي اخير، استفاده از ميدان مغناطيسي به دليل كاربرد در جداسازي و تغليظ، تثبيت سلول‌ها و بيوملكول‌ها و ساخت بيوحسگرها بسيار مورد توجه قرار گرفته است.

اين تحقيق در قالب رساله‌ي دكتري مهندس رباط جزي با راهنمايي دكتر سيد عباس شجاع‌الساداتي و دكتر رسول خليل‌زاده و مشاوره‌ي دكتر ابراهيم واشقاني فرهاني در دانشگاه تربيت مدرس انجام شده‌است و جزئيات آن در مجله‌ي Biocatalysis and Biotransformation (جلد 28، صفحات 312-304، سال 2010) منتشر شده‌است.
 

نانو : دي‌اكسيد سيليكون ماده‌ي‌ عايقي است كه در صنعت الكترونيك كاربرد بسيار دارد. اخيراً محققان با استفاده از روشي موفق به خرد كردن آن و توليد نانوذرات آن شده‌اند كه اين نانوذرات داراي خاصيت رساناي الكتريكي هستند.

دانشمندان موفق شدند كه قطعه‌اي از يك تراشه‌ي كامپيوتري را بسازند كه مي‌تواند مانند يك سوئيچ عمل كند. اين قطعه را مي‌توان در فرايندهاي الكترونيكي درون تلفن‌هاي همراه، آيپاد، كامپيوترها و هزاران محصول ديگر به كار برد. دانشمندان ساز و كارهاي مختلفي را پيشنهاد كردند كه با آن، دي‌اكسيد سيليكون مي‌تواند رفتاري شبيه سوئيچ داشته باشد. اين رفتار سويئچ مانند، دانشمنداني را كه در حوزه‌ي نانوالكترونيك كار مي‌كنند، كمي گيچ كرد. آنها تصور مي‌كردند كه اين رفتار به‌دليل بخش‌هايي است كه روي بستر اكسيد سيليكون قرار گرفته‌است، اما آنها حدس مي‌زنند كه اين رفتار مي‌تواند مربوط به خود اكسيد سيليكون باشد. محققان اين پروژه مي‌گويند كه توليدكنندگان سال‌هاست كه از اكسيد سيليكون به‌عنوان بستر و عايق در محصولاتشان استفاده مي‌كنند سيليكون ماده‌ي اصلي تشكيل‌دهنده‌شان بوده كه جزء اصلي صنعت الكترونيك مدرن محسوب مي‌شود. زماني كه سيليكون با اكسيژن تركيب مي‌شود، توليد دي‌اكسيد سيليكون مي‌كند كه يكي از مرغوب‌ترين مواد عايق در الكترونيك محسوب مي‌شود. محققان نشان دادند كه با يك فرايند الكتريكي مي‌توان اين ماده‌ي عايق را به يك رسانا با قابليت سوئيچ‌كردن تبديل كرد. اين پديده كليد ساخت تراشه‌هاي كوچك‌تر و قدرتمندتر است؛ اما ساز و كار آن تاكنون شفاف نبوده‌است. پژوهشگران اين پروژه يك لايه‌ي نازك با ضخامت چند نانومتر از اكسيد سيليكون را بين دو الكترود به شكل ساندويچي درآوردند و سپس كل مجموعه را در معرض جريان الكتريكي افزايشي قرار دادند. آنها ثابت كردند كه الكتريسيته مي‌تواند منجر به شكسته شدن اكسيد سيليكون به ذرات كوچك‌تر شود. بلورهاي نانومقياس ايجادشده داراي هدايت الكتريكي بيشتري بوده كه مي‌تواند در فرايند توليد تراشه‌هاي كامپيوتري نقش مهمي را ايفا كند.