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
شبکه شعب خودرو۴۵ به ۷۸ شعبه رسید
هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم
لباس مدرسه فقط فرم نیست، کودک باید آن را دوست داشته باشد
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد
حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران
نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
حجتالاسلام قمی: مردم نمیگذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمیکند؛ آغاز ایمنسازی
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حسین علیزاده مهمان «همکلام» میشود
بازی «بومبوم» با حضور خانواده شهید طهرانیمقدم رونمایی شد
«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد
محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور میشد؟
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
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.