شخصیت های‌ برتر فناوری نانو

نائومی هالاس و جنیفر وست؛ کاشفان نانوپوسته

دکتر نائومی هالاس ، استاد شیمی دانشگاه رایس، در سال 1987، بر روی سولیتون پالس تیره  در شرکت آی‌بی‌ام (IBM)، کار می‌کرد. سولیتون پالس تیره، عبارت است از یک موج ساکن که توسط فیبر نوری منتشر می‌شود و شامل یک وقفه‌ی کوتاه از پالس نور است.  ا در اواسط سال 1990 به استخدام دانشگاه رایس درآمد، و اکنون رئیس بخش نانومهندسی آن می‌باشد. او کارش را بر روی نانوپوسته‌هایی از جنس فلزات نجیب، با هسته‌های نیمه‌رسانا یا عایق متمرکز کرد. یک ناپوسته، پوسته‌ای کروی به قطر 100 نانومتر و از جنس فلزات (معمولاً طلا) می‌باشد که هسته‌ای از اتم‌های دی‌اکسید سیلیکون را احاطه می‌نماید.

واحد هالاس در دانشگاه رایس، ویژگی‌های نانوپوسته‌هایی را بررسی می‌نماید که شامل یکی از موارد  زیر باشد:

• درمان بالقوه سرطان، مشابه شیمی‌درمانی، اما بدون خطرات جانبی سمی

• تحلیل سریع و ارزان نمونه‌هایی به کوچکی یک مولکول منفرد

دکتر جنیفر وست ، استاد بیومهندسی دانشگاه رایس است، که به سبب پژوهش‌های‌اش در زمینه‌ی ساخت عروق خونی مصنوعی، از طرف مجله‌ی «تکنولوژی ریویر»  به عنوان یکی از 100 جوان مبتکر جهان، در سال 2003 معرفی شد. او مدرک کارشناسی خود را در سال 1992 در رشته‌ی مهندسی شیمی از دانشگاه ماساچوست، و در سال 1994، مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته‌ی مهندسی پزشکی از دانشگاه تگزاس، دریافت نمود. وی در دانشگاه تگزاس رشته‌ی مهندسی پزشکی را در مقطع دکترا نیز ادامه داد. یکی از زمینه‌های تحقیقاتی خانم وست، کاربردهای دارویی نانوپوسته‌ها می‌باشد.

خانم وست به همراه خانم هالاس، در دهه 1990 موفق به کشف نانوپوسته‌ها شدند و از آن‌ها برای درمان سرطان بهره گرفتند. در سال 1999، این دو به اتفاق هم، شرکت «نانواسپکترا بیوساینس»  را تأسیس نمودند، که هدف آن پژوهش بر روی نانوذراتی است که در درمان سرطان به کار می‌رود. وب‌گاه «Nanotehnology Now» کار هالاس و وست را به عنوان برترین کشف سال 2003 معرفی نمود.

برای اطلاعات بیش‌تر می‌توانید به سایت آموزشی خانم هالاس مراجعه نمایید:

(Halas Nanophotonics Group (http://www.halas.rice.edu

شخصیت های‌ برتر فناوری نانو

نائومی هالاس و جنیفر وست؛ کاشفان نانوپوسته

دکتر نائومی هالاس ، استاد شیمی دانشگاه رایس، در سال 1987، بر روی سولیتون پالس تیره  در شرکت آی‌بی‌ام (IBM)، کار می‌کرد. سولیتون پالس تیره، عبارت است از یک موج ساکن که توسط فیبر نوری منتشر می‌شود و شامل یک وقفه‌ی کوتاه از پالس نور است.  ا در اواسط سال 1990 به استخدام دانشگاه رایس درآمد، و اکنون رئیس بخش نانومهندسی آن می‌باشد. او کارش را بر روی نانوپوسته‌هایی از جنس فلزات نجیب، با هسته‌های نیمه‌رسانا یا عایق متمرکز کرد. یک ناپوسته، پوسته‌ای کروی به قطر 100 نانومتر و از جنس فلزات (معمولاً طلا) می‌باشد که هسته‌ای از اتم‌های دی‌اکسید سیلیکون را احاطه می‌نماید.

واحد هالاس در دانشگاه رایس، ویژگی‌های نانوپوسته‌هایی را بررسی می‌نماید که شامل یکی از موارد  زیر باشد:

• درمان بالقوه سرطان، مشابه شیمی‌درمانی، اما بدون خطرات جانبی سمی

• تحلیل سریع و ارزان نمونه‌هایی به کوچکی یک مولکول منفرد

دکتر جنیفر وست ، استاد بیومهندسی دانشگاه رایس است، که به سبب پژوهش‌های‌اش در زمینه‌ی ساخت عروق خونی مصنوعی، از طرف مجله‌ی «تکنولوژی ریویر»  به عنوان یکی از 100 جوان مبتکر جهان، در سال 2003 معرفی شد. او مدرک کارشناسی خود را در سال 1992 در رشته‌ی مهندسی شیمی از دانشگاه ماساچوست، و در سال 1994، مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته‌ی مهندسی پزشکی از دانشگاه تگزاس، دریافت نمود. وی در دانشگاه تگزاس رشته‌ی مهندسی پزشکی را در مقطع دکترا نیز ادامه داد. یکی از زمینه‌های تحقیقاتی خانم وست، کاربردهای دارویی نانوپوسته‌ها می‌باشد.

خانم وست به همراه خانم هالاس، در دهه 1990 موفق به کشف نانوپوسته‌ها شدند و از آن‌ها برای درمان سرطان بهره گرفتند. در سال 1999، این دو به اتفاق هم، شرکت «نانواسپکترا بیوساینس»  را تأسیس نمودند، که هدف آن پژوهش بر روی نانوذراتی است که در درمان سرطان به کار می‌رود. وب‌گاه «Nanotehnology Now» کار هالاس و وست را به عنوان برترین کشف سال 2003 معرفی نمود.

برای اطلاعات بیش‌تر می‌توانید به سایت آموزشی خانم هالاس مراجعه نمایید:

(Halas Nanophotonics Group (http://www.halas.rice.edu

منابع آب:

-1-2-2-2 وضعيت منابع آب ايران:

آب به عنوان جزئي از محيط زيست، شالوده حيات و نيز مولفه بنيادي براي هر الگوي توسعه بوده و

جايگاه محوري و با اهميتي در مبحث توسعه پايدار دارد. به عبارت ديگر حيات انسان و به طور كلي همه

موجودات زنده بدون وجود آب قابل تصور نيست. رشد روز افزون تقاضا براي آب و محدويت شديد اين

عنصر حياتي در بسياري از كشورها، در چند سال آينده به عنوان يكي از موانع توسعه مطرح خواهد بود.

نحوه توزيع منابع آب در جهان و ايران

96 درصد ( 1385 ميليون كيلومتر مكعب) آن را آب شور درياها و اقيانوس- / از مجموع آبهاي جهان، 5

2 درصد / ها تشكيل ميدهند كه به دليل شوري، در عمل قابل استفاده نميباشد. ذخاير آب شيرين فقط 53

68 درصد از اين آب ( 24 / 35 ميليون كيلومترمكعب) حجم ذخاير آبهاي سطح زمين را شامل ميشود. 7 )

ميليون كيلومتر مكعب) به صورت برف و يخ در دو قطب زمين متمركز بوده و قابل استفاده بشر نيست. منبع

0 درصد ( 90 / اصلي آب قابل استفاده براي انسان را آب درياچهها و رودخانهها تشكيل ميدهند كه تنها 26

هزار كيلومتر مكعب) از كل ذخاير آب شيرين را تشكيل ميدهند. سهم آب موجود در اتمسفر به ترتيب

0 درصد از ذخاير آب شيرين را به خود اختصاص داده است. بنابراين / 0/001 درصد از كل منابع آبي و 04

عليرغم اينكه بخش اعظم سطح زمين را آب ميپوشاند فقط بخش اندكي از آن براي بشر قابل استفاده است

و در حقيقت همه برنامه ريزي هاي بشر بايد با توجه به اين محدوديتها صورت پذيرد

تصفیه آب:نانو فیلتراسیون (NF)

در همه روش‌های پیشرفته تصفیهٔ آب مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می باشد ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربردهای مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) می باشد لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود. ولی برای برخی دیگر از کاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نمی باشد. برای مثال آب استفاده شده در برج های خنک کننده (Cooling Tower ) باید صرفاً از لحاظ حذف سختی مورد تصفیه قرار گیرد. در چنین کاربردهایی می توان از سیستم‌هایی با درصد حذف پایین تر و به تبعِ آن هزینه کمتر استفاده نمود. یکی از این روشهای تصفیه مرسوم در دنیا، روش نانو فیلتراسیون (Nanofiltration) می باشد .یکی از کاربردهای فناوری نانو استفاده از نانوفیلترهاست که گام مؤثری در حفظ محیط زیست و صرفه جویی در انرژی نهاده است. نانوفیلترها براساس منافذشان طبقه بندی شده اند. نانوفیلتراسیون نسبت به اسمز معکوس و اولترا فیلتراسیون مزایای ویژه‌ای دارد، از جمله آن‌که در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معکوس میزان خلوص آبِ حاصله بیشتر از حد محصول است که پیامدِ آن افزایش قیمت این روش است. از دیگر مزایای استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب عبارتند از: حذف نمک‌های چند ظرفیتی (از قبیل آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت کش ها)، امکان تولید میزان آب تصفیه شده در مقیاس وسیع، از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم ها، حذف آلاینده های آلی، حفظ مواد معدنی مورد نیاز سلامت انسان، از بین بردن اثرات مخرب زیست محیطی، حذف کدورت، سختی و شوری آب، پایین بودن هزینه تصفیه و در مجموع همانگونه که اشاره شد عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان آور برای محیط زیست و انسان.

من از چرخش الكترون ها به دور هسته آموختم كه كل جهان به دور مركز هستي مي چرخد و از حركت پيوسته ذرات چه ارتعاشي چه انتقالي يا دوراني كه ثبات و سكون در آفرينش راه ندارد و پيوسته در مسير تغيير و تحول و تكامل هستيم.
.

از شيمي آموختم كه هر چه فاصله ما از مركز افرينش وخالق هستي بيشتر باشد ما و نيستي ما آسانتر خواهد بود همانطوري كه جدا كردن الكترون از دورترين لايه اتم آسانتر است.

.

از تلاش ذرات براي پايدار شدن متعجب شدم و دريافتم كه شعوري والا و انديشه اي برتر در پس پرده هدايت گر نقش ها و طرح هاست از پيوند اتم ها براي پايدارشدن دريافتم كه اتحاد در مرز پايداري است و از گازهاي نجيب كامل شدن را رمز پايداري يافتم.

.

از بحث واكنشهاي چند مرحله اي و زنجيري آموختم كه ما ذره هاي حد واسط مراحل زندگي هستيم كه در يك مرحله واكنش متولد مي شويم و در واكنشي ديگر مي ميريم و هدف آفرينش و خلقت فراتر از توليد و مصرف ماست..

.

از بحث تعادل هاي شيميايي و واكنشهاي برگشت پذير آموختم كه جهان تعادلي است پويا و ديناميك كه گرچه در ظاهر خواص ماكروسكوپي ثابت و يا متغييري دارد اما در درون در تكاپو و فعال است

.

و از شيمي آموختم كه از دست دادن فرصت ها واكنش هاي برگشت ناپذيري هستند كه تكرار انها ميسر نخواهد بود.
.

از شبكه بلور جامد هاي يوني آموختم كه با وجود تضادها مي توان چنان گرد هم آمد و پيوستگي ايجاد كرد كه شبكه اي مقاوم در مقابل دماهاي ذوب بالا بوجود آيد..

و از شیمی آموختم زندگی خیلی اسرار آمیز و زیباست خیلی اسرار آمیز تر و زیباتر از آن چه که پیش تر ها می اندیشیدم

دید کلی

نانو تکنولوژی نظیر هر فناوری دیگری همچون یک تیغ دولبه است که می‌توان از آن در مسیر خیر و صلاح و یا نابودی و فنا استفاده به عمل آورد. گام اول در راه بهره‌گیری از این فناوری شناخت دقیق‌تر خصوصیات آن و آشنایی با قابلیت‌‌های آن است که می‌توان به روشنی و بدون ابهام مورد تاکید قرار داد. این فناوری جدید هنوز ، حتی برای متخصصان ، شناخته شده نیست و همین امر هاله ابهام آن را ضخیمتر می‌کند و راه را برای گمانزنی‌های متنوع هموار می‌سازد.

تاریخچه

تحقیق در قلمرو نانو تکنولوژی از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیر از رهگذر این تحقیقات عاید بشر گردید. از جمله آنکه یک گروه از محققان شرکت آی.بی.ام موفق شدند 35 اتم گزنون را بر روی یک صفحه از جنس نیکل جای دهند و با کمک این تک اتمها نامی را بر روی صفحه نیکلی درج کنند. محققان دیگر به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوت‌ها و رشته‌های ابریشم پرداختند تا بتوانند موادی نازک‌تر و مقاوم‌تر تولید کنند.

عقاید مختلف درباره نانو تکنولوژی

افرادی بر این باورند که این فناوری نظیر هیولای فرانکشتین در داستان مری شلی و یا همانند جعبه پاندورا در اسطوره‌های یونان باستان ، مرگ و نابودی برای ابنای بشر در پی دارد. در مقابل گروهی نیز معتقدند که به مدد توانایی‌های حاصل از این فناوری می‌توان عالم را گلستان کرد. در حال حاضر 450 شرکت تحقیقاتی تجاری در سراسر جهان و 270 دانشگاه در اروپا ، آمریکا و ژاپن با بودجه‌ای که در مجموع به 4 میلیارد دلار بالغ می‌شود سرگرم انجام تحقیقات در عرصه نانو تکنولوژی هستند.

گويچه‌هاي قرمز خون حاوي مولكول پيچيده‌اي به نام هموگلوبين مي‌باشد كه هموگلوبين مهمترين وفراوانترين پروتئين موجـود در گلبولهاي قرمز بوده و نقش اساسي در حمل ونقل O2 ،CO2 و پروتون دارد. ميوگلوبين نيز پروتئيني مشابه هموگلوبين بوده كه درون سلولهاي عضلاني قرار گرفته و در انتقالO2 دخالت دارد. هموگلوبين از يك قسمت پروتئيني به نام گلوبين و يك رنگدانه آهن‌دار به نام هِم تشكيل شده است.