به گزارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این فناوری که مانند یک دروازه مولکولی عمل میکند، میتواند جریان آب و یونها را با دقت تکمولکولی کنترل نماید. این دستاورد، راه را برای ساخت غشاهای تصفیه آب هوشمند، سیستمهای دارورسانی هدفمند و حسگرهای زیستی فوقحساس هموار میسازد.
نانولولههای کربنی میتوانند در پاسخ به اسیدیته محیط باز و بسته شده و آب و یونها را تکتک هدایت کنند؛ عملکردی که تقلیدی از نحوه کار کانالهای طبیعی سلول است.
زمانی که آب و یونها از کانالهایی به عرض تنها یک نانومتر به صورت دستهجمعی عبور میکنند، رفتاری غیرمعمول از خود نشان میدهند. در این فضاهای تنگ، مولکولهای آب به صورت ردیفی و پشت سر هم صف میکشند.
این پدیده، یونها را وامیدارد تا برخی از مولکولهای آبی که به طور معمول آنها را احاطه کردهاند، رها کنند و این امر منجر به فیزیک منحصربهفرد انتقال یون میشود. کانالهای زیستی در این رفتار به ویژه ماهر هستند و اغلب با تنظیم دقیق باز و بسته شدن کانالها، به رفتارهای پیچیدهای مانند انتقال سیگنال در سیستم عصبی دست مییابند.
در مطالعهای جدید که در نشریه نانو لترز (Nano Letters) با عنوان «انتقال یون در پورینهای نانولوله کربنی مجهز به یک دروازه ورودی با قابلیت تعویض بر اساس pH» منتشر شده، پژوهشگران آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (Lawrence Livermore National Laboratory – LLNL) و دانشگاه مریلند (University of Maryland)، نانولولههای کربنی را طراحی کردهاند که دهانههای آنها بسته به میزان اسیدیته (pH) میتوانند به طور برگشتپذیر باز و بسته شوند.
حاصل این کار، یک «دروازه مولکولی» مصنوعی است که عملکرد پروتئینهای بشکهای شکل موسوم به «پورین» (Porins) را تقلید میکند. این پروتئینها با ایجاد منافذی در غشای سلول، به مولکولهای خاصی اجازه عبور میدهند.
ساخت یک درپوش مولکولی هوشمند
پژوهشگران با استفاده از یک فرآیند شیمیایی، نانولولههای کوتاه و فلورسانتی با ساختارهای درپوشمانند مشخصی در انتهای آنها ایجاد کردند. سپس این لولههای ریز را درون غشاهای چربی که تقلیدی از دیواره سلولی هستند، قرار دادند و کانالهایی با عرض کمتر از یک نانومتر تشکیل دادند که آب و یونها را مجبور به حرکت در یک صف تکتک میکنند.
این تیم کشف کرد که با اتصال یک «درپوش» خاص به لبه نانولوله، میتوانند جریان مولکولها را کنترل کنند. جوبایر عبدالله، نویسنده اصلی و دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه کالیفرنیا، مرسد و آزمایشگاه لیورمور، در این باره توضیح داد: «ما مشاهده کردیم که در pH اسیدی، درپوش مولکولی بسته شد و به طور فیزیکی منفذ را مسدود کرد. در pH خنثی، درپوش باز شد و به یونها و آب اجازه داد تا تقریباً بدون مانع عبور کنند.»
تأیید با شبیهسازیهای رایانهای پیشرفته
برای تأیید اثربخشی این درپوش، تیم پژوهش، اندازهگیریهای تجربی خود را با شبیهسازیهای دینامیک مولکولی اصول اولیه شتابگرفته با یادگیری ماشین ترکیب کرد. این شبیهسازیها نشان دادند که چگونه تغییرات ساختاری (کانفورماسیونی) درپوش، موانع ورود یون را تغییر میدهد. مارگارت برنز، از نویسندگان و دانشمند آزمایشگاه لیورمور، گفت: «شبیهسازیهای ما آشکار کرد که احتمال باز ماندن کانالها تحت شرایط pH اسیدی به میزان قابل توجهی کاهش مییابد که این امر، حرکت مولکولی را مستقیماً به جریان ماکروسکوپی مرتبط میسازد.»
کاربردهای گسترده در فناوری و پزشکی
توانایی طراحی کانالهای نانوسیالی پاسخگو مانند آنچه در اینجا ارائه شده، پیامدهای مهمی دارد. الکساندر نوی، نویسنده مسئول و دانشمند آزمایشگاه لیورمور، خاطرنشان کرد: «غشاهای مصنوعی که بتوانند به صورت پویا نفوذپذیری خود را تنظیم کنند، میتوانند برای فناوریهای نمکزدایی، حسگری زیستی و رهایش دارو سودمند باشند و در عین حال ابزارهای جدیدی برای مطالعه چگونگی دستیابی کانالهای زیستی به انتقال انتخابی یون فراهم آورند.»
آن فام، دیگر دانشمند آزمایشگاه لیورمور و از نویسندگان این مقاله نیز افزود: «این کار، فضای طراحی برای سامانههای نانوسیالی را با نشان دادن این موضوع گسترش میدهد که حتی یک گروه عاملی منفرد یا یک درپوش در دهانه منفذ، میتواند یک نانولوله ایستا را به یک دروازه فعال و پاسخگو به محیط تبدیل کند.»
این دستاورد، گامی مهم در جهت درک و تقلید از پیچیدهترین سامانههای کنترل طبیعت در مقیاس نانومتری است. فناوریهایی که از این اصل بهره میبرند، پتانسیل آن را دارند تا انقلابی در تصفیه آب با مصرف انرژی کمتر، ساخت حسگرهای فوقحساس برای تشخیص بیماریها و توسعه سامانههای دارورسانی هوشمندی ایجاد کنند که دارو را دقیقاً در پاسخ به شرایط خاص سلولهای بیمار (مانند اسیدی شدن محیط تومورهای سرطانی) آزاد میسازند.
منبع : نانولوله های کربنی
آغاز دریافت کارت ۵ آزمون علوم پزشکی از امروز
جدیدترین تغییرات فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی را اینجا ببینید
آغاز ثبت نام پذیرفته شدگان آزمون دکتری از اول شهریور
جزئیات ثبت نام آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی گروه علوم پزشکی اعلام شد
نتایج نهایی آزمون دکتری اعلام شد
بیش از ۷۵۰ هزار نفر کارت کنکور ۱۴۰۵ و آزمون پذیرش دانشجو معلم گرفتند
زمان و تعداد سوالات گروههای پنجگانه کنکور سراسری ۱۴۰۵ مشخص شد
هشدار درباره کاهش رتبه علمی ایران در جهان
پایان اسکرول بینهایت و شمارش لایک در اینستاگرام
آزمون تربیت معلم همزمان با کنکور سراسری ۱۴۰۵ برگزار میشود
بزرگترین هواپیمای تمام برقی جهان ۲۷ دقیقه پرواز کرد
«ایران دیجیتال»؛ پیوند فناوری و نظام تعلیم و تربیت
تضمین امنیت کنکور رکن اصلی تحقق عدالت آموزشی/ برخورد قانونی با تقلب
توزیع کارت کنکور ۱۴۰۵ از امروز آغاز شد
ناسا به طرح لشکرکشی روباتهای کروی به تایتان گرنت داد
حضور بیش از ۱۰۰ استارتاپ در اینوتکس ۲۰۲۶ قطعی شد
برگزاری محفل قرآنیها به مناسبت چهلم رهبر شهید انقلاب
صفحه اینترنتی معرفی رهبر شهید به زبان ژاپنی راه اندازی شد
تهیه کننده سریال اسباب زحمت: شخصیتهای سریالهای آقاخانی از جنس مردم هستند
گرامیداشت رهبر شهید با نگاهی به اندیشه ایشان در حوزههای انسانی
جدول پخش شبکه ۴ تغییر کرد
گردهمایی اصحاب هنر و اندیشه با گفتاری درباره آینده نزدیک ایران برگزار میشود
مرحوم ابوترابی الگوی مقاومت در شرایط سخت اسارت
نگاهی به حدود ۶۰۰ آیه مرتبط با جهاد و قتال و پاسخ به چالشهای امروز در این کتاب
مهران مدیری تحت عمل جراحی و درمان قرار گرفت
آموزش و پرورش باید در کنار سه قوه، «قوه چهارم» کشور باشد
حامد همایون مهمان درجام شد
«غوطهور» در صف اکران رفت
خوراک رسانهای کودک دهه ۶۰ با امروز فرق دارد
چگونه ایمان در زمان جنگ تقویت میشود؟
بزرگداشتی برای میراث دار فلسفه و طب حکیم ابوعلی سینا
درباره ارتداد در اسلام و انواع آن بیشتر بدانید
امتحانات ترم تابستان دانشگاههای سراسری و آزاد حضوری شد
آمادگی کامل شبکه ملی اجرا و حفاظت برای برگزاری مطلوب کنکور ۱۴۰۵
ثبتنام آزمون دکتری گروه علوم پزشکی سال ۱۴۰۵
حکم اخراج یکی از دانشجویان دانشگاه شریف ابلاغ شد
مسعود امیرلویی پس از ۵ سال مبارزه درگذشت
تمدید مهلت ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
حمله سایبری گسترده به تأسیسات آب آمریکا
دستگاههای عکسبرداری پزشکی کوچکتر میشوند
اعلام تقویم آموزشی دانشگاه صنعتی شریف برای سال تحصیلی ۱۴۰۶-۱۴۰۵
امتحانات ترم تابستان دانشگاهها حضوری شد
راه اندازی خط ویژه جذب هیئت علمی در رشته هوش مصنوعی
مهلت ویرایش محل برگزاری چهلمین دوره آزمون دستیاری دندانپزشکی تمدید شد
دستور جدید ترامپ به شرکت ها برای حمله سایبری
اخراج ۲ دانشجو به دلیل توهین به پرچم مقدس ایران
یافتههای جدید از نقش استارلینک در تجاوز نظامی آمریکا به ایران
مراسم معرفی سرپرست صندوق رفاه دانشجویان برگزار شد
تمهیدات لازم برای بازگشایی مطلوب مدارس خوزستان
رئیس جمهور: مسجد یکی از ظرفیتهای مؤثر در ارتقای سطح سواد عمومی است
تابستان؛ فرصتی برای جبران بخشی از عقبماندگیها دانش آموزان
آغاز پیشثبتنام تکمیل ظرفیت میانپایه و پایه دهم مدارس شاهد
۲۴۰۷ پروژه مدرسهسازی سال گذشته تحویل شد
نظر پیامبر (ص) درباره خاک بازی کودکان چیست؟
شنیدن صدای جامعه باید با یک سازوکار شفاف انجام شود
نماز خواندن در خانه ای که سگ در آن است چه حکمی دارد؟
«زوتوپیا ۳» ساخته میشود
آغاز پخش برنامه «محفل ستارهها»؛ این برنامه برای حال خوب کودکان است
آغاز پخش «هزار داستان» با اجرای مجری معروف
مدیرعامل جدید مؤسسه فرهنگی دارالعرفان شیعی معرفی شد
چرا باید سیره مبارزاتی ائمه اطهار را بازخوانی کنیم؟
حمایت از نخبگان با اولویت هوش مصنوعی با تمرکز بر همکاری با دانشگاههای تراز اول
روسیه توسعه رقیب استارلینک را به سرعت ادامه میدهد
۱۰ سؤال از محاسبه نتیجه آزمون دستیاری حذف شد
پاول دوروف تولد ۱۳ سالگی تلگرام را تبریک گفت
آغاز سال تحصیلی دانشگاهها از ۴ مهرماه
در سوگ یکی از پرطنینترین صداهای تاریخ موسیقی ایران
علی نصیریان مهمان نخستین برنامه «همکلام» شد
حسین خواجه امیری «پهلوان آواز» به سوی خانه ابدی بدرقه شد
بردلی کوپر فیلمبرداری پیشدرآمد «اوشن» را شروع کرد
چرا ربیعالاول، بهار ماهها نامگذاری شده است؟
سه پروژه راهبردی پژوهشگاه ملی سرطان در انتظار حمایت
امسال آیفون ۱۸ عرضه نمیشود؟
اختلال در بخش پرداخت هزینه سامانه ثبت نام آزمونهای علوم پزشکی کشور
شنبه آخرین مهلت ثبتنام در ۵ آزمون علوم پزشکی
آغاز نامنویسی بیستودومین فراخوان جذب هیئت علمی پزشکی از فردا
کنسرتها دوباره آغاز میشوند/ بازگشت خوانندگان به روی صحنه
تعلیق داوری در مناظره امام رضا(ع) با جاثلیق و مسئله گفتوگوی امروز
آخرین وصایای امام رضا(ع) به اباصلت
پایان ماه صفر گریختن از یک زمان نحس نیست
رتبهبندی مدارس غیردولتی از مهرماه آغاز میشود
تعیین ظرفیت ۴۸۳۰ نفری برای آزمون ارشد علوم پزشکی
توزیع کارت کنکور ۱۴۰۵ از ۲۶ مرداد آغاز میشود/ اعلام نحوه رفع نقص کارت
مهلت جشنواره جوان خوارزمی تا ۱۵ شهریور تمدید شد
تمدید مهلت ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
آشنایی نسل جدید با سیره امام رضا(ع) از دریچه این کتابها
کمک داوطلبانه یا شهریه پنهان؛ مرز دریافت پول از والدین کجاست؟
اعمال شب و روز ۲۸ صفر چیست؟
۱۰ سؤال از محاسبه نتیجه آزمون دستیاری حذف شد
اعلام تقویم آموزشی دانشگاه صنعتی شریف برای سال تحصیلی ۱۴۰۶-۱۴۰۵
رامبد جوان با یک مسابقه هوش مصنوعی بازمیگردد
سرپرست صندوق رفاه دانشجویان منصوب شد
منوچهر هادی بر سر مزار اکبر عبدی حاضر شد+عکس
راهبردهای پیامبر(ص) در مدیریت بحران؛ الگویی زنده برای امروز
آغاز سال تحصیلی دانشگاهها از ۴ مهرماه
حسین خواجه امیری «پهلوان آواز» به سوی خانه ابدی بدرقه شد
۲/۵ میلیون دانشآموز در مسیر آموزش دقیق هوش مصنوعی
شنبه آخرین مهلت ثبتنام در ۵ آزمون علوم پزشکی
کمپین تابستانی فیدیبو برای کتابخوانها
راه اندازی خط ویژه جذب هیئت علمی در رشته هوش مصنوعی
سید جلال حسینی درگذشت
صلح امام حسن (ع) چه تاثیری در افشای چهره واقعی نفاق اموی داشت؟
آغاز نامنویسی بیستودومین فراخوان جذب هیئت علمی پزشکی از فردا
انتشار کتابهای «احکام کاربردی نوجوان» برای تازهمکلفها
چالشهای مربوط به «از دست نرفتن روایت»در عرصه بینالمللی از زبان معاون وزیر علوم
اختلال در بخش پرداخت هزینه سامانه ثبت نام آزمونهای علوم پزشکی کشور
امتحانات ترم تابستان دانشگاهها حضوری شد
سفر جهادی به بشاگرد در کتاب «تختههای سفید» روایت شد
شکایت از ترامپ برای فروش پستهایش
هوش مصنوعی با یک هزار میلیارد پارامتر به رقابت اوپن ای آی میرود
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.