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
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
تفاهم دانشگاه شهید بهشتی با بانک برای پرداخت تسهیلات مسکن
فرانسه شبکههای اجتماعی را برای کودکان ممنوع میکند
کلید اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ تا فردا منتشر می شود
حضور گسترده دانشجویان با ۱۷۵ موکب در مراسم تدفین رهبر شهید
هوش مصنوعی به همتای خود حمله سایبری کرد
پایان مکاتبات کاغذی در ثبت اساسنامه مؤسسات اعزام دانشجو
تصویر منتشر نشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای
علت کوریهای بیبازگشت کشف شد
اختصاص وام ضروری به دانشجویان آسیب دیده از جنگ
نتفلیکس استارتاپ هوش مصنوعی بازیگر معروف را خرید
فضاپیمای چینی برای دفاع از زمین با یک سیارک برخورد می کند
قابلیت تماشای عکسهای اسلایدی به تلگرام آمد
فرزهای دندانپزشکی نانویی در ایران تولید شد
روباتها با خواندن فکر فرمانبردار شما میشوند
میراث آیت الله شاهآبادی پیوند میان «عرفان شیعی» و سیاست و جهاد بود
«قرآن رنانی» با دستخط رهبر شهید به بازار نشر رسید
برگزاری همایش موکبداران «جاماندگان اربعین حسینی» در فرهنگسرای ولاء
آغاز طرح امنیتی و خدماتی زیارت اربعین حسینی در نجف اشرف
«سیوشش هفت» غم میناب را از زبان خانواده شهدا به تصویر میکشد
ماندگاری ۸۲ درصدی نخبگان؛ جذب ۴۲۰ فارغالتحصیل از دانشگاههای برتر جهان
تیک تاک دوباره برای کارمندان دولت آمریکا مجاز شد
آیین بزرگداشت رهبر شهید انقلاب فردا در دانشگاه تهران برگزار میشود
شرکت سامسونگ کارمندانش در آمریکا را تعدیل کرد
توییت جالب اکانت سفارت ایران درباره ادعای رهگیری موشک های ایران
اعلام نتایج نهایی آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ در دهه اول مردادماه
نحوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای علوم پزشکی استانهای جنوبی
مهلت تخلیه خوابگاههای دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد
درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶
توضیح معاون علمی رئیس جمهور درباره سند راهبردی «توسعه فرانچایز دانشبنیان»
امارات مقصد بعدی موشکهای ایرانی؟ +عکس
تغییر در فرایند پذیرش دانشجومعلمان/ ایجاد سهمیه بومی برای برخی رشتهها
بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وامهای دانشجویی
آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد
دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر
فروشگاههای اپ طرف ثالث بالاخره وارد اندروید میشوند
ترامپ دسترسی به پستهایش در شبکه اجتماعی تروث را میفروشد
آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در رشتههای شناور برگزار شد
کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار میشود/تامین امنیت آزمون
بزرگداشت رهبر شهید و دکتر مصباحالهدی باقریکنی در دانشگاه امام صادق
گوگل باید دسترسی به سرویسهایش را برای رقبا فراهم کند
نوبت آخر آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ برگزار شد
رگولاتور انگلیس درباره تیک تاک تحقیق می کند
برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توانخواهان و زندانیان
آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد
نوشتهای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیشبینی حذف شرور جهان پرداخت
حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست
سیاست بچهگانه ترامپ سوژه کارتون هنرمند برزیلی شد
ایران قبرستان متجاوزین+عکس
کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند میسازد
کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد
وزیر آموزش و پرورش: کیفیتبخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است
غرق شدن ترامپ، سوژه جدیدترین دیوارنگاره تهران
آغاز دورههای راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیشدبستانی در مراکز کانون پرورش فکری
نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور
پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار میشود
جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد
امتحانات نهایی رشتههای تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد
لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش
مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد
نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی
بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند
جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد
تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک
روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان
دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد
پایگاهسازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟
نسب رهبر شهید به کدام امامزادههای ایران میرسد؟
بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وامهای دانشجویی
نحوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای علوم پزشکی استانهای جنوبی
ماندگاری ۸۲ درصدی نخبگان؛ جذب ۴۲۰ فارغالتحصیل از دانشگاههای برتر جهان
شرکت سامسونگ کارمندانش در آمریکا را تعدیل کرد
درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶
دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر
کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار میشود/تامین امنیت آزمون
آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد
تغییر در فرایند پذیرش دانشجومعلمان/ ایجاد سهمیه بومی برای برخی رشتهها
مهلت تخلیه خوابگاههای دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد
گوگل باید دسترسی به سرویسهایش را برای رقبا فراهم کند
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
اعلام نتایج نهایی آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ در دهه اول مردادماه
امارات مقصد بعدی موشکهای ایرانی؟ +عکس
آغاز طرح امنیتی و خدماتی زیارت اربعین حسینی در نجف اشرف
توضیح معاون علمی رئیس جمهور درباره سند راهبردی «توسعه فرانچایز دانشبنیان»
تیک تاک دوباره برای کارمندان دولت آمریکا مجاز شد
نوبت آخر آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ برگزار شد
برگزاری همایش موکبداران «جاماندگان اربعین حسینی» در فرهنگسرای ولاء
بزرگداشت رهبر شهید و دکتر مصباحالهدی باقریکنی در دانشگاه امام صادق
آیین بزرگداشت رهبر شهید انقلاب فردا در دانشگاه تهران برگزار میشود
رگولاتور انگلیس درباره تیک تاک تحقیق می کند
آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در رشتههای شناور برگزار شد
توییت جالب اکانت سفارت ایران درباره ادعای رهگیری موشک های ایران
«سیوشش هفت» غم میناب را از زبان خانواده شهدا به تصویر میکشد
میراث آیت الله شاهآبادی پیوند میان «عرفان شیعی» و سیاست و جهاد بود
«قرآن رنانی» با دستخط رهبر شهید به بازار نشر رسید
کلید اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ تا فردا منتشر می شود
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
ترامپ دسترسی به پستهایش در شبکه اجتماعی تروث را میفروشد
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.