سید لفته فردزاده
4th August 2015, 10:18 AM
محققان توانسته اند با الگوبرداری از عمل طبیعی فتوسنتز، ذرات کوانتوم را با استفاده از دی ان ای ها و زنجیره های آنها به حالت خود-آرایی در آوردند که در بسیاری از شرایط، مانند آنتن ها مورد استفاده قرار گیرند.
با تحقیقاتی بر روی فتوسنتز (Photosynthesis)، دی ان ای (DNA) و فن آوری های نانو گروهی تحقیقاتی در دانشگاه تورنتو (Toronto) نوع جدیدی از مولکول های مصنوعی طراحی کرده اند که مواد نانوی کاملا جدیدی است و می تواند نوعی انرژی جذب شده از نور را کنترل و منتقل کند. آنها یک آنتن خود-آرا (self-assembling) برای نور های خارج شده از نقاط کوانتومی ساخته اند که منجر به دستیابی به فن آوری برداشت انرژی نور می شود.
نقاط کوانتومی همان قطعات کوچکی (به اندازه نانو) از نیمه هادی ها می باشند که به شکلی موثر در جذب و انتشار نور سهیم می شوند. آنها ذرات کوچک بسیار جالبی هستند اما تا کنون دانشمندان قادر به یافتن راهی درست برای هم محور سازی انواع مختلف از نقاط کوانتومی نبوده اند تا بتوانند ساختارهای پیچیده را بسازند.
اینجا موفقیتی بزرگ رخ داده است، با جمع آوری اطلاعات راجع به دی ان ای و نیمه هادی ها، محققان راهی برای ایجاد نقاط کوانتومی خود-آرا ابداع کرده اند. تد سارجنت (Ted Sargent) استاد دانشگاه تورنتو و یکی از روسای تیم تحقیقاتی در اطلاعیه مطبوعاتی اذعان داشت:
ضمانت رسیدن به این هدف بزرگ در واقع وابسته به دی ان ای است؛ درجه بالای خصوصیت پذیری و تمایل بالای آن برای اتصال به یک زنجیره مکمل ما را وا داشته تا به ساخت مهندسی طرح هایی از نانو متریال (مواد نانو) روی آوریم. شگفت انگیز است که آنتن های ما خودشان را می سازند (خود-آرا هستند)، ما انواع مختلفی از ذرات نانو، تعدادی از زنجیره های انتخابی دی ان ای و نوع خاص ترکیبی از خانواده های مختلف را پوشش دادیم تا یک مجموعه ی زیبا از مواد خود-آرا با خواص هیجان انگیز را نتیجه داد.
درست مانند آنتن رادیو، مواد مختلف مدیوم های خود را جمع می کنند ( که در اینجا نور مدیوم می باشد نه امواج الکترومغناطیسی ) و باعث افزایش مقدار جذب می شود. برگ درختان میلیون ها سال است که به این کار مشغولند و این عمل را انجام می دهند، اما این اولین باری است که محققان مواد نانو را به حالت خود -آرا همچون گونه مشهود در گیاهان در آورده اند. نتیجه ی این کار یک نسل کاملآ جدید از مواد با استفاده از برنامه های کاربردی خاص است که به طور بالقوه قادر به مونتاژ خود هستند.
DNA به عنوان یک نانو دستگاه
بسیاری از انواع نانودستگاهها با استفاده از اعمال DNA ساخته شده اند. این سیستم از روش تشخیصی انتقال انرژی رزونانس فلورسنت استفاده نموده است، که اساس آن بر تغییر شدت فلورسنت بدلیل تغییر در فاصله مولکول فلورسنت گزارشگر و مولکول خاموشگر است. اخیرا نانودستگاهی طراحی شده است که بر اساس سیستم آنالیزی نور استپ. سیستمی متشکل از تکنیک های آپتامر و PCR نیز گزارش گردیده استپ. تحقیقات بسیاری نیز در زمینه سیستم هایی که نانودستگاههایی برای تشخیص مولکولی و اعمال کاتالیتیکی کاربرد داشته باشند انجام شده استپ.
علاوه بر این اعمال ترکیبی DNA، تغییرات شیمیایی در DNA نیز انجام شده است. بدلیل اینکه تعداد انواع نوکلئوتیدها تنها چهار می باشد، نوکلئوتیدهای غیرطبیعی جدیدی ساخته شده تا برای انتخاب در شیشه اولیگونوکلئوتیدها بکار رود. این روش راه جدیدی را برای تولید پلیمرهایی که هرگز در طبیعت وجود نداشته اند هموار می نماید. تا کنون چندین نوع از مشتقات نوکلئوتیدی برای انتخاب درشیشه ساخته شده اند. در هر حال از ظرفیت بالقوه تشخیصی DNA در ساخت انواع مختلفی از نانودستگاههای پیشرفته می توان استفاده نمود.
با تحقیقاتی بر روی فتوسنتز (Photosynthesis)، دی ان ای (DNA) و فن آوری های نانو گروهی تحقیقاتی در دانشگاه تورنتو (Toronto) نوع جدیدی از مولکول های مصنوعی طراحی کرده اند که مواد نانوی کاملا جدیدی است و می تواند نوعی انرژی جذب شده از نور را کنترل و منتقل کند. آنها یک آنتن خود-آرا (self-assembling) برای نور های خارج شده از نقاط کوانتومی ساخته اند که منجر به دستیابی به فن آوری برداشت انرژی نور می شود.
نقاط کوانتومی همان قطعات کوچکی (به اندازه نانو) از نیمه هادی ها می باشند که به شکلی موثر در جذب و انتشار نور سهیم می شوند. آنها ذرات کوچک بسیار جالبی هستند اما تا کنون دانشمندان قادر به یافتن راهی درست برای هم محور سازی انواع مختلف از نقاط کوانتومی نبوده اند تا بتوانند ساختارهای پیچیده را بسازند.
اینجا موفقیتی بزرگ رخ داده است، با جمع آوری اطلاعات راجع به دی ان ای و نیمه هادی ها، محققان راهی برای ایجاد نقاط کوانتومی خود-آرا ابداع کرده اند. تد سارجنت (Ted Sargent) استاد دانشگاه تورنتو و یکی از روسای تیم تحقیقاتی در اطلاعیه مطبوعاتی اذعان داشت:
ضمانت رسیدن به این هدف بزرگ در واقع وابسته به دی ان ای است؛ درجه بالای خصوصیت پذیری و تمایل بالای آن برای اتصال به یک زنجیره مکمل ما را وا داشته تا به ساخت مهندسی طرح هایی از نانو متریال (مواد نانو) روی آوریم. شگفت انگیز است که آنتن های ما خودشان را می سازند (خود-آرا هستند)، ما انواع مختلفی از ذرات نانو، تعدادی از زنجیره های انتخابی دی ان ای و نوع خاص ترکیبی از خانواده های مختلف را پوشش دادیم تا یک مجموعه ی زیبا از مواد خود-آرا با خواص هیجان انگیز را نتیجه داد.
درست مانند آنتن رادیو، مواد مختلف مدیوم های خود را جمع می کنند ( که در اینجا نور مدیوم می باشد نه امواج الکترومغناطیسی ) و باعث افزایش مقدار جذب می شود. برگ درختان میلیون ها سال است که به این کار مشغولند و این عمل را انجام می دهند، اما این اولین باری است که محققان مواد نانو را به حالت خود -آرا همچون گونه مشهود در گیاهان در آورده اند. نتیجه ی این کار یک نسل کاملآ جدید از مواد با استفاده از برنامه های کاربردی خاص است که به طور بالقوه قادر به مونتاژ خود هستند.
DNA به عنوان یک نانو دستگاه
بسیاری از انواع نانودستگاهها با استفاده از اعمال DNA ساخته شده اند. این سیستم از روش تشخیصی انتقال انرژی رزونانس فلورسنت استفاده نموده است، که اساس آن بر تغییر شدت فلورسنت بدلیل تغییر در فاصله مولکول فلورسنت گزارشگر و مولکول خاموشگر است. اخیرا نانودستگاهی طراحی شده است که بر اساس سیستم آنالیزی نور استپ. سیستمی متشکل از تکنیک های آپتامر و PCR نیز گزارش گردیده استپ. تحقیقات بسیاری نیز در زمینه سیستم هایی که نانودستگاههایی برای تشخیص مولکولی و اعمال کاتالیتیکی کاربرد داشته باشند انجام شده استپ.
علاوه بر این اعمال ترکیبی DNA، تغییرات شیمیایی در DNA نیز انجام شده است. بدلیل اینکه تعداد انواع نوکلئوتیدها تنها چهار می باشد، نوکلئوتیدهای غیرطبیعی جدیدی ساخته شده تا برای انتخاب در شیشه اولیگونوکلئوتیدها بکار رود. این روش راه جدیدی را برای تولید پلیمرهایی که هرگز در طبیعت وجود نداشته اند هموار می نماید. تا کنون چندین نوع از مشتقات نوکلئوتیدی برای انتخاب درشیشه ساخته شده اند. در هر حال از ظرفیت بالقوه تشخیصی DNA در ساخت انواع مختلفی از نانودستگاههای پیشرفته می توان استفاده نمود.