به گزارش خرید بک لینک پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود کوشیده اند تا نانومواد منحصر به فردی را با الهام از طبیعت ابداع کنند که کاربردهای متفاوتی دارند.
به گزارش خرید بک لینک به نقل از ایسنا و به نقل از نانومگزین، ابداع محصولاتی مانند چسب پارچه ای، هواپیما و سونار، با الهام از طبیعت صورت گرفته است. در ابداع چسب پارچه ای، از توانایی گیاه بابا آدم برای چسبیدن به لباس تقلید شده است. پرندگان درحال پرواز، انگیزه ابداع هواپیماها بودند. خفاش ها از پژواک برای جهت یابی استفاده می نمایند و توانستند الهام بخشی برای ابداع سونار باشند.
“چون لانگ چن”(Chun-Long Chen)، پژوهشگر “آزمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک”(PNNL) در آمریکا هم به نمونه های موجود در طبیعت علاقه نشان داده است اما کار خویش را در مقیاس بزرگتری انجام می دهد. او از ساختارهای مولکولی موجود در طبیعت بخصوص پپتیدها الهام گرفته و مولکول هایی معروف به “پپتوئید”(Peptoid) ابداع کرده است که بسیار قویتر از ساختارهای طبیعی هستند. هدف چن، ابداع نانوموادی با عملکرد منحصر به فرد است.
این نانومواد الهام گرفته شده از طبیعت، برای کاربردهای متعدد از دارورسانی گرفته تا فناوری “فتوولتاییک”(Photovoltaics)، نویدبخش هستند. چن به همراه چند تن از کارآموزان خود، به تازگی مقاله ای را در مورد نانوموادی که با استفاده از پلیمرهای مصنوعی ساخته شده اند، عرضه کرده است. آنها امیدوارند که با کمک این مقاله، پژوهشگران سایر حوزه ها را تشویق کنند تا به بررسی در مورد طراحی نانومواد با الهام از طبیعت بپردازند که کاربردهای پیشرفته ای در زمینه انرژی، زیست پزشکی و محیط زیست دارند.
“رونالد زاکرمن”(Ronald Zuckermann)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: من از دستاوردهای چن در این حوزه، بسیار الهام گرفته ام و معتقدم که وی در مرحله ابتدایی کشف کاربردهای جدید نانوساختارهای پپتوئیدی است که با الهام از طبیعت ساخته شده اند. پژوهش او، عصر جدیدی از علم نانو را پدید می آورد که ما در آن می توانیم نانومواد مصنوعی را با دقت اتمی برای حل مشکلات در ارتباط با تشخیص مولکولی، کاتالیز و درمان، دستکاری نماییم.

کاربردهای بزرگ مواد کوچک
پژوهش چن، بر توسعه پپتوئیدها با تقلید از پروتئین های طبیعی متمرکز است. ساختارهایی که توسط این مولکول ها تشکیل می شوند، خصوصیت هایی بیشتر از مولکول های انفرادی از خود نشان می دهند. بعنوان نمونه، پروتئین ها ساختار چندلایه دارند. آمینواسیدها به یکدیگر متصل می شوند تا مولکول های پپتید را تشکیل دهند که پروتئین را می سازند. پپتیدها تا می شوند تا یک ساختار سه بعدی را تشکیل دهند که امکان عملکرد پروتئین را فراهم می آورد. در سطح بعد، چندین پروتئین می توانند با هم ترکیب شوند تا مجموعه هایی را برای عملکرد منحصر به فرد فراتر از توانایی های هر پروتئین تشکیل دهند.
چن اظهار داشت: ایجاد پلیمرهای مصنوعی که خویش را در چارچوب نانوموادی مانند درشت مولکول های طبیعی سرهم بندی می کنند، بسیار هیجان انگیز است اما هنوز حوزه نسبتا جدیدی به حساب می آید. ما قصد داشتیم به واسطه این بررسی، بعضی از پیشرفت های صورت گرفته برای سرهم بندی مولکولی این پلیمرهای مصنوعی را برجسته نماییم. همچنین، قصد داشتیم کاربردهای بالقوه موادی که خویش را سرهم بندی می کنند، در زمینه زیست پزشکی و انرژی تجدیدپذیر مورد بحث قرار دهیم.
احتمالات در ارتباط با این عملکردهای مختلف، بی انتها هستند. این مواد تابحال در دارورسانی، سنجش مولکولی، درمان فتودینامیک، ضدعفونی کردن آب و موارد دیگر امیدوارکننده بوده اند.
چن افزود: پروتئین ها، اطلاعات بسیاری را در بر دارند. توالی آمینواسید این پروتئین ها، ساختار و عملکرد آنها را در بدن ما تنظیم می کند. پپتوئیدی که ما ابداع کرده ایم، ایده استفاده از توالی ها در برنامه ریزی مولکول ها برای عملکردهای متفاوت را در پیش می گیرد.
وی ادامه داد: ما می توانیم از پپتوئیدها بعنوان پلتفرمی از قطعات سازنده قابل برنامه ریزی استفاده نماییم و آنها را مانند لگوهایی جمع نماییم تا موادی با محتوای اطلاعاتی، قابلیت برنامه ریزی و پیشبینی بالا برای رفع نیازهای خود بسازیم. چالش پیش رو، به دست آوردن بینش برای این پیشبینی ها به واسطه بررسی دقیق موفقیت ها و شکست ها است.

ایجاد یک مسیر جدید برای نانومواد
نانوموادی که چن ابداع کرده است، بسیار غیرقابل پیشبینی هستند. ساخت موادی که می توانند عملکردهای مشخصی داشته باشند، دشوار است اما چن با غلبه بر چنین چالش هایی ناآشنا نیست. او هنگامی که دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد در “دانشگاه سان یات سن”(SYSU) چین بود، پژوهش در مورد طراحی و ساخت مولکول ها در ساختارهای فوق مولکولی را شروع کرد. این کار توانست راه را برای کار وی در مقطع دکترا هموار کند.
چن افزود: آزمون و خطای زیادی نه تنها در ایجاد خود مولکول ها، بلکه اطمینان یافتن از اینکه آنها می توانند ساختارهای بزرگ تر مورد نظر ما را تشکیل دهند، وجود داشت.
چن و گروهش ابتدا تصمیم گرفتند تا مولکول هایی را برای کاربردهای زیست پزشکی مانند دارورسانی و تصویربرداری بیولوژیکی ابداع کنند. سپس آنها، پژوهش های خویش را گسترش دادند و توانستند کاربردهای گسترده ای همچون ضدعفونی کردن آب و پژوهش در مورد باتری را عرضه کنند.
این پژوهش، در مجله “Chemical Reviews” به چاپ رسید.

منبع: mpo-kr.ir

آمریكا توسعه فناوری محصولات