به گزارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشی تازه که نتایج آن در نشریه علمی «نیچر کامیونیکیشنز» (Nature Communications) منتشر شده، از توسعه نسل جدیدی از «ذرات فعال» خبر میدهد؛ ذراتی الهامگرفته از میکروارگانیسمها که نهتنها قادر به حرکت مستقل هستند، بلکه میتوانند شکل خود را نیز تغییر دهند و مسیر حرکتشان را بهصورت برنامهپذیر تنظیم کنند. این ذرات در آینده میتوانند بهعنوان میکرورباتهایی هوشمند در پزشکی، مواد پیشرفته و سامانههای خودترمیمشونده بهکار گرفته شوند.
ذرات فعال، بهطور کلی، موادی هستند که میتوانند انرژی محیط اطراف خود را دریافت کرده و آن را به حرکت یا نیروی پیشران تبدیل کنند. این مفهوم دهههاست که در فیزیک و مهندسی مواد مطرح است، اما آنچه پژوهشگران دانشگاه کلرادو (University of Colorado) ارائه کردهاند، گامی فراتر از نمونههای پیشین به شمار میرود. این ذرات، برخلاف اغلب ذرات فعال شناختهشده، همزمان قابلیت تغییر شکل و تغییر نحوه پاسخ به تحریک الکتریکی را دارند.
جینگیون لی، پژوهشگر پسادکتری و یکی از سرپرستان این تحقیق، توضیح میدهد که ایده اصلی از مشاهده رفتار میکروارگانیسمها الهام گرفته شده است. باکتریها و شناگران میکروسکوپی طبیعی میتوانند شکل بدن و مسیر حرکت خود را تغییر دهند تا به مقصد برسند، در حالی که بیشتر ذرات مصنوعی ساختهشده تاکنون از چنین تواناییهایی بیبهره بودهاند. هدف این پژوهش، نزدیک کردن سامانههای مصنوعی به رفتارهای زیستی و زنده بوده است.
این ذرات میکروسکوپی که طول آنها به حدود ۴۰ میکرومتر میرسد، از نظر اندازه با برخی باکتریهای بزرگ و دیگر میکروارگانیسمها قابل مقایسه هستند. ساختار آنها از دو لایه کاملاً متفاوت تشکیل شده است: یک لایه نرم از جنس هیدروژل و یک لایه سخت و شیشهای. هیدروژل مادهای است که با جذب آب متورم میشود و با از دستدادن آب منقبض میگردد، در حالی که لایه شیشهای چنین رفتاری ندارد.
زمانی که دمای محیط تغییر میکند، لایه هیدروژل واکنش نشان میدهد. در دماهای پایینتر، آب جذب کرده و متورم میشود و در دماهای بالاتر، آب خود را از دست میدهد و کوچکتر میشود. از آنجا که لایه شیشهای ثابت باقی میماند، این تفاوت رفتاری میان دو لایه باعث خمشدن ذره و تغییر شکل آن میشود. به این ترتیب، ذره میتواند از حالتی خمیده به حالتی صاف یا بالعکس تبدیل شود.
در آزمایشهای انجامشده، پژوهشگران این ذرات را درون محفظهای پر از آب و تحت یک میدان الکتریکی متناوب قرار دادند. با تغییر دمای آب، ذرات نهتنها شکل خود را تغییر دادند، بلکه جهتگیری مشخصی نیز پیدا کردند. میدان الکتریکی متناوب باعث قطبیشدن ذرات شد و در نتیجه، یونها درون هیدروژل و آب اطراف شروع به حرکت کردند.
این جریان نامتقارن یونها، نیروی پیشرانی ایجاد کرد که به ذرات امکان حرکت داد. نکته کلیدی آن است که نوع و جهت حرکت، به شکل فعلی ذره و ترکیب لایههای آن بستگی دارد. بهگفته لی، با تنظیم دما میتوان بهصورت برگشتپذیر، هم شکل ذره و هم ویژگی قطبشپذیری مؤثر آن را تغییر داد و در نتیجه، جهت و شیوه حرکت ذره را در زمان واقعی کنترل کرد.
این قابلیت، افقهای گستردهای را برای کاربردهای آینده میگشاید. یکی از مهمترین این کاربردها، ساخت میکرورباتهای پزشکی است. هرچند این فناوری هنوز در مراحل اولیه قرار دارد و مجوز استفاده در بدن انسان را دریافت نکرده است، اما در آینده میتواند برای رساندن هدفمند دارو به بافتها یا نواحی صعبالوصول بدن بهکار رود؛ نواحی که داروها بهتنهایی بهسختی به آنها میرسند.
البته استفاده از میدان الکتریکی متناوب درون بدن انسان، در شکل فعلی، عملی یا ایمن نیست. با این حال، پژوهشگران معتقدند اصول طراحی این ذرات میتواند در سامانههای دیگر، مانند ادوات زیستپزشکی، الکترونیک انعطافپذیر و حسگرهای هوشمند نیز بهکار گرفته شود. به بیان دیگر، ارزش این دستاورد تنها به حرکت ذرات محدود نمیشود، بلکه در مفهومی گستردهتر از «ماده فعال» نهفته است.
اهمیت این پژوهش بهحدی بوده که بنیاد ملی علوم آمریکا (National Science Foundation) با اعطای ۵۵۰ هزار دلار بودجه پژوهشی جدید، از ادامه این مسیر حمایت کرده است. این حمایت مالی به پژوهشگران امکان میدهد تا هم حرکت تکذرات و هم رفتار جمعی گروههای بزرگتر از این ذرات را بررسی کنند.
بهگفته پژوهشگران، این دستاورد دریچهای بهسوی نسل تازهای از مواد فعال میگشاید؛ موادی که میتوانند برخی از پویاییهای سامانههای زنده را بازآفرینی کنند و پلی میان دنیای مواد مصنوعی و رفتارهای زیستی بسازند. پلی که شاید در آینده، فناوری را یک گام دیگر به تقلید هوشمندانه از حیات نزدیکتر کند.
منبع : میکرو ذرات
جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد
احتمال اعمال محدودیت دوباره بر اینترنت بینالملل وجود دارد؟
خدمات ابری گوگل در هند مختل شد
اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
هشدار قالیباف به ترامپ و دیگر رهبران جهان+عکس
حجتالاسلام قمی: زبان در وصف شما مردم مبعوث شده قاصر است
طرح روضههای خانگی سدره به مناسبت ماه محرم آغاز به کار کرد
نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید
زیرساخت حقیقی این سرزمین، تمدن کهن، فرهنگ و هنر ماندگارش است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دستگاههای اجرایی ملزم به استفاده از پیامرسانهای بومی شدند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
پیش ثبتنام الکامپ ۲۹ آغاز شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمامعیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است
خدمترسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف
روایتی از بزرگترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
آنچه سیاهچالهای عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.