به نقل از «باشگاه خبرنگاران»

ادعای جدید دانشمندان کمبریج؛ ساخت نانو دوربین با استفاده از چسب مولکولی

تاریخ انتشار: ۱۶ شهریور ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۳۰۳۵۶۱۲

به گزارش خبرنگار حوزه دریچه فناوری گروه فضای مجازی باشگاه خبرنگاران جوان،  به نقل از cam.ac.uk، محققان یک دوربین کوچک با چسب مولکولی ساخته اند که به آن‌ها اجازه می‌دهد واکنش‌های شیمیایی را در زمان واقعی مشاهده کنند. این پلتفرم یک جعبه ابزار واقعاً بزرگ است و بسیاری از امکانات جدید را برای تصویربرداری از واکنش‌های شیمیایی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

ترکیب نانو دوربین ساخته شده از چه موادی است؟

این دستگاه که توسط تیمی از دانشگاه کمبریج ساخته شده است، ترکیبی از نانوکریستال‌های نیمه رسانای کوچک به نام نقاط کوانتومی و نانوذرات طلا با استفاده از چسب مولکولی به نام cucurbituril (CB) است. هنگامی که مولکول مورد مطالعه به آب اضافه می‌شود، اجزاء در عرض چند ثانیه خود را به یک ابزار پایدار و قدرتمند مونتاژ می‌کنند که امکان نظارت بر زمان واقعی واکنش‌های شیمیایی را فراهم می‌کند.

نحوه کارکرد نانو دوربین و کابردهای آن

دوربین نور را در نیمه هادی‌ها جمع آوری می‌کند و فرآیند‌های انتقال الکترون مانند آنچه در فتوسنتز اتفاق می‌افتد را القا می‌کند که با استفاده از حسگر‌های نانوذرات طلا و تکنیک‌های طیف سنجی کنترل می‌شود. پژوهشگران توانستند از دوربین برای مشاهده گونه‌های شیمیایی که قبلاً در موردشان نظریه پردازی شده بود، اما مستقیماً مشاهده نشده بودند، استفاده کنند. این پلتفرم می‌تواند برای مطالعه طیف وسیعی از مولکول‌ها و انواع برنامه‌های کاربردی بالقوه مانند بهبود فوتوکاتالیز و فوتوولتائیک برای انرژی‌های تجدیدپذیر مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این تحقیق در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.

طبیعت مجموعه‌هایی با ساختار‌های پیچیده را در مقیاس مولکولی از طریق فرایند‌های خود محدود کننده کنترل می‌کند. با این حال، تقلید از این فرآیند‌ها در آزمایشگاه معمولاً زمان بر، گران و متکی به روش‌های پیچیده است. پروفسور اورن شرمن از گروه شیمی کمبریج می‌گوید: "به منظور توسعه مواد جدید با خواص برتر، ما اغلب گونه‌های شیمیایی مختلف را با هم ترکیب می‌کنیم تا به یک ماده ترکیبی برسیم که خواص مورد نظر ما را دارد. اما ساخت این نانوساختار‌های ترکیبی دشوار است و شما اغلب با رشد بی رویه یا موادی ناپایدار مواجه می‌شوید."

در روش جدیدی که شرمن و همکارانش در آزمایشگاه کمبریج و کالج دانشگاهی لندن آن را توسعه داده اند، از cucurbituril یا چسب مولکولی که به شدت با نقاط کوانتومی نیمه هادی و نانوذرات طلا تعامل قوی دارد، استفاده شده است. محققان از نانوکریستال‌های نیمه رسانای کوچک برای کنترل مجموعه نانوذرات بزرگتر از طریق ایجاد فرایند تجمع خود محدود کننده سطحی استفاده کردند. این فرآیند منجر به مواد ترکیبی نفوذپذیر و پایدار می‌شود که با نور تعامل دارند. از این دوربین برای مشاهده فوتوکاتالیز و ردیابی انتقال الکترون ناشی از نور استفاده شد.

دکتر کامیل سوکوفوسکی، گفت: "ما از قدرت و مونتاژ ساده این ابزار جدید تعجب کردیم. " دکتر جید مک کون نیز درباره این موضوع می‌گوید: " خاصیت خود محدود کننده واقعا شگفت انگیز بود و انتظار نداشتیم چنین چیزی را ببینیم. ما دریافتیم که تجمع یک جزء نانوذرات را می‌توان با افزودن یک جزء نانوذره دیگر کنترل کرد."

وقتی محققان اجزاء را با هم مخلوط کردند، تیم از طیف سنجی برای مشاهده واکنش‌های شیمیایی در زمان واقعی استفاده کرد. آن‌ها با استفاده از دوربین توانستند شکل گیری گونه‌های رادیکال یک مولکول با یک الکترون جفت نشده و محصولاتی از مجموعه آن‌ها مانند گونه‌های ویولوژن سیگما دیمریک را مشاهده کنند، جایی که دو رادیکال یک پیوند برگشت پذیر کربن-کربن را تشکیل می‌دهند.

اکنون می‌توان با انجام چنین آزمایشی پتانسیل کامل نانوکریستال‌های نیمه رسانا و پلاسمونی را بررسی کرد و فرصتی را برای القا و مشاهده همزمان واکنش‌های فتوشیمیایی فراهم کرد. محققان آزمایشگاه Scherman در حال حاضر برای توسعه بیشتر این هیبرید‌ها به سمت سیستم‌های فتوسنتز مصنوعی و کاتالیز که در آن فرآیند‌های انتقال الکترون را می‌توان مستقیماً در زمان واقعی مشاهده کرد، رفته اند.

این تیم همچنین در حال بررسی مکانیسم‌های تشکیل پیوند کربن-کربن و واسط الکترود برای کاربرد‌های باتری است. این تحقیق با همکاری پروفسور جرمی بامبرگ در آزمایشگاه کاوندیش کمبریج و دکتر ادینا روستا در کالج دانشگاهی لندن انجام شد. بودجه این پروژه توسط شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی (EPSRC) تأمین شده است.

بیشتر بخوانید

ادعای جدید دانشمندان؛ امکان ساخت شبه بلور‌های ایکوساهدرال از ذرات اوریگامی DNA

گزارش از مهران محمدپور

انتهای پیام/

منبع: باشگاه خبرنگاران

کلیدواژه: نانو دوربین دانشگاه کمبریج واکنش شیمیایی نیمه هادی ها واکنش های شیمیایی زمان واقعی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.yjc.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «باشگاه خبرنگاران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۳۰۳۵۶۱۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

تجهیزات و لوازم آزمایشگاهی

آزمایشگاه‌ها همواره به‌عنوان قلب تپنده تولید دانش به‌شمار می‌روند و اصلی‌ترین ابزارها برای کشف اسرار علمی را در خود نگه‌می‌دارند.

ابزارها و تجهیزات آزمایشگاهی ساده تا پیشرفته، همگی نقش قابل‌توجهی در پیشبرد پژوهش‌ها و آزمایش‌های علمی ایفا می‌کنند؛ ازهمین‌رو، تصمیم داریم برخی از مهم‌ترین لوازم آزمایشگاهی را به‌شما معرفی کرده و اطلاعاتی درمورد خرید هر یک ار آن‌ها را در اختیار شما قرار دهیم.

معرفی متداول‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی معمولی

باتوجه‌به فعالیت‌هایی که در یک آزمایشگاه انجام می‌شود، تجهیزات و لوازم مختلفی در آن آزمایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این اوصاف، تصمیم داریم در ابتدا متداول‌ترین دستگاه‌ها و لوازمی که در یک آزمایشگاه معمولی استفاده می‌شوند را معرفی کنیم. در یک آزمایشگاه معمولی دستگاه‌هایی نظیر لوازم و تجهیزات زیر دیده می‌شوند.

میکروسکوپ (Microscope)

همه شما احتمالا یک بار در آزمایشگاه مدرسه با میکروسکوپ مواجه شده‌ باشید. میکروسکوپ‌ها دستگاه‌هایی برای مشاهده و تحلیل دقیق سلول‌ها، باکتری‌ها، بافت‌ها و سایر ساختارهای ریز در آزمایشگاه‌ها هستند.

ترازوی آنالیتیکال (Analytical Balance)

ترازوی آنالیتیکال یکی از پرکاربردترین تجهیزات آزمایشگاهی به‌شمار می‌رود. این مدل ترازوها در اغلب آزمایشگاه‌ها برای اندازه‌گیری دقیق وزن مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند. اهمیت استفاده از این ترازوها زمانی مشخص می‌شود که شما به تهیه یک محلول با مقدار خاصی از مواد نیاز داشته باشید.

هود شیمی (Fume Hood)

هود شیمی که به هود شیمیایی هم معروف است، نوعی دستگاه ایمنی محسوب می‌شود که برای تامین امنیت آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. وظیفه هود شیمیایی در آزمایشگاه، ازبین‌بردن بخار و گازهای خطرناک در فرآیندهای شیمیایی و جلوگیری از مسمومیت افراد مشغول به کار در آزمایشگاه است.

پیپت (Pipette)

در اکثر آزمایشگاه‌ها، لوازمی به نام پیپت وجود دارند. پیپت‌ها برای اندازه‌گیری و انتقال مواد به‌شکل دقیق و در حجم‌های کم مورد استفاده قرار می‌گیرند. اهمیت این وسایل‌ هم درست مانند ترازوهای آنالیتیکال زمانی مشخص می‌شود که برای تهیه یک محلول و آزمایشات دقیق به حجم خاصی از مواد نیاز داشته باشید.

راکتورهای شیمیایی (Reactor)

احتمالا در بسیاری از مصاحبه‌های تلویزیونی مربوط به مسائل هسته‌ای و شیمیایی، نام راکتورها را شنیده باشید. راکتورها از دیگر تجهیزات مهم در آزمایشگاه‌ها به‌شمار می‌روند که برخی از آن‌ها درست مانند تصورات شما بزرگ و غول‌پیکر بوده و برخی دیگر کوچک و قابل‌استفاده در یک آزمایشگاه معمولی هستند. این تجهیزات را در آزمایشگاه‌ها برای انجام واکنش‌های شیمیایی و بیولوژیکی در شرایط کنترل‌شده استفاده می‌کنند.

تجهیزات نامبرده تنها برخی از مهم‌ترین تجهیزات در آزمایشگاه‌های عمومی هستند که معمولا آن‌ها را برای انجام آزمایشات معمولی و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌دهند. به‌طورکلی هر آزمایشگاهی براساس نیازهای خود به تجهیزات خاصی نیاز دارد؛ بنابراین، ممکن است تجهیزاتی که در یک آزمایشگاه آب مشاهده می‌کنید با تجهیزات نامبرده متفاوت باشند.

معرفی تجهیزات آزمایشگاهی کشاورزی و آب

همان‌طورکه در بالا هم اشاره کردیم، تجهیزات آزمایشگاهی آب و کشاورزی با تجهیزات معمولی تفاوت دارند. در ادامه، به برخی از تجهیزات مورد استفاده در چنین آزمایشگاه‌هایی اشاره خواهیم کرد.

طیف‌سنج نوری

این دستگاه که با نام اسپکتروفتومتر Spectrophotometer هم شناخته می‌شود، جذبیتی نمونه‌ها را در طیف مختلف امواج electromagnetic اندازه می‌گیرد. از این دستگاه برای تجزیه و تحلیل بیولوژیکی و شیمیایی مواد کشاورزی استفاده می‌کنند. برای مثال، سنجش خلوص شیمیایی خاک، کنترل کیفی محصولات غذایی، تجزیه و تحلیل کود و بررسی خواص آن و ...، ازجمله کاربردهای این دستگاه هستند.

سانتریفیوژ گریزانه

زمانی‌که نیاز به جداسازی مواد براساس وزن و جرم آن‌ها وجود داشته باشد، از دستگاه سانتریفیوژ گریزانه یا Centrifuge استفاده می‌شود. با استفاده از این دستگاه، می‌توان مواد مختلف یک محلول را از هم تفکیک کرد. برای مثال، امکان جداکردن آب از روغن در آزمایشگاه با این وسیله وجود دارد.

انکوباتور

یکی دیگر از تجهیزات آزمایشگاهی آب و کشاورزی، انکوباتور یا گرمخانه (Incubator) نام دارد. این دستگاه می‌تواند شرایط مناسبی ازنظر رطوبتی و حرارتی برای رشد و نگهداری سلول‌ها ایجاد کند؛ به‌این‌ترتیب، کارشناسان می‌توانند در آزمایشگاه، محیطی برای پرورش سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها ایجاد کرده و از این طریق، قارچ‌ها و باکتری‌های لازم برای کشاورزی را پرورش دهند.

آنالیزر گاز

این دستگاه همان‌طورکه از نام آن حدس می‌زنید، برای اندازه گیری و آنالیز گازها مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ درواقع زمانی‌که قرار باشد میزان مواد شیمیایی و آلاینده‌های موجود در آب اندازه گیری شود، از این دستگاه استفاده می‌کنند.

دستگاه PCR (Polymerase Chain Reaction)

این دستگاه برای همانندسازی و تکثیر یک قطعه DNA به میلیون‌ها برابر آن کاربرد دارد. در آزمایشگاه‌های کشاورزی نیز برای آنالیز ژنتیکی میکروارگانیسم‌ها و گیاهان از این دستگاه استفاده می‌کنند.

نکات مهم در خرید تجهیزات آزمایشگاهی

خرید تجهیزات مخصوص آزمایشگاه، کار ساده‌ای نیست و نیاز به دقت بالایی دارد؛ چراکه کیفیت و استانداردبودن این تجهیزات، تاثیر زیادی روی نتایج به‌دست‌آمده از آزمایش‌های مختلف خواهد داشت. باتوجه‌به اهمیت این موضوع، در ادامه نکاتی برای خرید بهترین تجهیزات و وسایل آزمایشگاهی به شما آموزش می‌دهیم.

مشخصات فنی: قبل از هرچیزی باید استانداردها و مشخصات فنی دستگاه مورد نظر را چک کنید تا مطمئن شوید که از کیفیت کافی برخوردار بوده و نیاز شما را هم پوشش می‌دهد.

توجه به برند: حتما باید به سراغ برندهای با سابقه و قابل اعتماد بروید که امتحان خود را پس داده‌اند. به‌هیچ‌عنوان به‌خاطر قیمت کمتر، برندهای ناشناخته‌ای را انتخاب نکنید که نمی‌توانند کیفیت محصولاتشان را تضمین کنند.

برخورداری از خدمات پس از فروش: مطمئن شوید که محصول موردنظر شما از خدمات پس از فروش برخوردار باشد؛ به‌این‌ترتیب، درصورت خرابی یا بروز هرگونه مشکل، امکان تعویض آن را دارید.

نظرات خریداران قبلی: چه قصد خرید این تجهیزات به‌صورت آنلاین را دارید و چه حضوری، حتما نام آن‌ها را در اینترنت سرچ کرده و نظرات و بازخورد خریداران قبلی را مشاهده کنید. کمک‌گرفتن از تجربیات دیگران به خرید بهتر شما کمک خواهد کرد.

قیمت: بدون‌شک، قیمت و هزینه‌ها یکی از مهمترین فاکتورها در خرید هر چیزی به‌شمار می‌روند و این درمورد خرید تجهیزات آزمایشگاهی هم صدق می‌کند. بهتر است قیمت چندین برند معتبر را مقایسه کرده و از بین آن‌ها مناسب‌ترین‌شان را خریداری کنید.

با رعایت این موارد، می‌توانید تجهیزاتی کاملا مدرن و باکیفیت خریداری کرده و از عملکرد مناسب آن‌ها مطمئن باشید.

خرید اینترنتی وسایل آزمایشگاهی

در این مطلب، سعی کردیم درمورد تجهیزات آزمایشگاهی کشاورزی، آب و تجهیزات معمولی با شما صحبت کنیم؛ همچنین نکاتی درخصوص خرید این محصولات بیان کردیم. شما عزیزان می‌توانید برای خرید این محصولات، از فروشگاه‌های آنلاین و معتبر اقدام کرده و آن‌ها را در محل موردنظرتان تحویل بگیرید. فقط لازم است که درخصوص اعتبار فروشنده موردنظر مطمئن باشید.

کد خبر 748818