کیمیانانو شریف

▫️ سمینار علمی با موضوع:
Nano Theranostic:
A decade long journey and
exploring new avenues of collaboration

👤سخنران:
Dr.Aneela Javad

Associate Professor at Atta-ur-Rahman School of Applied Biosciences, NUST

Visiting Assistant Professor at DUKE-NUS

Founder of Pakistan's first One-Health student association PSOHA

Postdoc Researcher at Harvard Medical School

Recipient Fulbright Research Fellowship

🕓 دوشنبه ۳۰ مهر ۱۴۰۳, ساعت ۱۰ صبح

📍پذیرایی و پخش زنده در سالن سبز دانشکده مهندسی شیمی و نفت دانشگاه صنعتی شریف

🔗 لینک وبینار:
https://vc.sharif.edu/ch/che-webinar

▫️توجه: ارائه سخنران به صورت مجازی خواهد بود که به صورت زنده در سالن سبز دانشکده مهندسی شیمی و نفت پخش می‌شود.

#نانو_ذره

🔹کاتالیزور ماده‌ای است که با ارائه مسیر واکنش جایگزین با انرژی فعال‌سازی کمتر، سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهد، بدون اینکه در فرآیند مصرف شود.

🔸نانومواد خواص منحصر به فردی دارند که آنها را به عنوان کاتالیزور عالی تبدیل می کند. اندازه کوچک نانوذرات اجازه می دهد تا نسبت بیشتری از اتم ها بر روی سطح در دسترس باشند و مکان های فعال برای کاتالیز را افزایش دهند و در نتیجه سرعت واکنش و کارایی کلی را افزایش دهد.  

🔹نانومواد مبتنی بر کربن، از جمله نانولوله‌های کربنی، گرافن و فولرن‌ها، رسانایی الکتریکی بالا، سطح وسیع و پایداری شیمیایی را ارائه می‌کنند. این ویژگی ها آنها را برای فرآیندهای کاتالیزوری مختلف از جمله الکتروکاتالیز و کاتالیز ناهمگن مناسب می کند. 

🔸اضافه کردن گروه عامل اسیدی به نانولوله های کربنی می تواند عملکرد آنها را در واکنش های کاتالیزوری خاص بهبود بخشد. علاوه بر این، ادغام نانوکاتالیست‌های فعال با نیمه رساناها یا ذرات پلاسمونیک می‌تواند واکنش‌های کاتالیزوری ناشی از عکس را تسهیل کند، مانند استفاده از مواد مبتنی بر کربن در تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده

-چگونه می توان از فناوری نانو در تصفیه آب استفاده کرد؟

🔸یکی از رایج ترین اشکال نانوتکنولوژی تصفیه آب، نانولوله کربنی (CNT) است. دانشمند ژاپنی، ایجیما سومیو، در سال 1991 در حین بررسی مواد استخراج شده از جامداتی که روی سر الکترودهای کربنی رشد می کردند، نانولوله کربنی را کشف کرد.

از نظر فیلتراسیون آب، ساختار نانولوله کربنی به مولکول های آب اجازه می دهد تا از منافذ لوله عبور کنند و در عین حال میکروب ها را به سطح کربن جذب کنند. تولیدکنندگان می توانند CNT ها را به شکل ورق یا مارپیچ تشکیل دهند که آب را از طریق ساختارهای لانه زنبوری مانند برای حذف آلاینده ها می کشد. این سازند از ورود خطرات بیولوژیکی و شیمیایی به جریان آب جلوگیری می کند.

🔹با وجود تمام پتانسیل های مثبت فناوری نانو، به راحتی می توان فکر کرد که "چرا هنوز از آن استفاده نشده است؟"
نانوتکنولوژی برای تصفیه آب برای اجرای مقرون به صرفه بسیار گران است، به ویژه برای تصفیه خانه های آب و فاضلاب در مقیاس بزرگ. در حالی که تحقیقات فناوری نانو ادامه دارد، امکان اجرای آن کند شده است.

🧬 @Kimanano_sut

#نانو_اخبار :

🔸افزایش بروز آلرژی های غذایی نیاز به راه‌حل‌های نوآورانه برای رسیدگی به این شرایط تهدید کننده دارد‌. از جمله این آلرژی ها، سندرم آلفا گال است، یک آلرژی نادر اما به طور فزاینده ای به گوشت قرمز که ازطریق نیش کنه ستاره تنها منتقل می شود.

🔹تحقیقات اخیر دانشگاه میشیگان یک رویکرد جدید امیدوارکننده برای مقابله با سندرم آلفا گال و سایر آلرژی های غذایی ارائه می دهد. دانشمندان نانوذراتی طراحی کرده اند که برای آموزش مجدد سیستم ایمنی بدن طراحی شده اند و واکنش نامطلوب آن به آلرژن های خاص را کاهش می دهند. در مورد سندرم آلفا گال، این نانوذرات حاوی مواد حساسیت‌زا هستند که به طور خاص نوع قند موجود در گوشت قرمز از جمله گوشت گاو، خوک و بره را هدف قرار می‌دهند. هدف این درمان نوآورانه جلوگیری از تشخیص اشتباه سیستم ایمنی این قندها به عنوان مضر است و در نتیجه از واکنش های شدید مرتبط با این بیماری جلوگیری می کند.

🔸پروفسور Lonnie Shea، توضیح داد: 《درمان آلرژی غذایی معمولاً به معنای حساسیت زدایی بیماران نسبت به آلرژن است تا سیستم ایمنی آنها واکنش نامناسبی نشان ندهد. نانوذرات ما، زمانی که قبل یا بعد از ایجاد حساسیت معرفی شوند، به طور قابل توجهی در کاهش پاسخ ایمنی در آلرژی های غذایی متعدد مؤثر بوده اند. در اینجا پتانسیل یک فناوری پلت فرمی وجود دارد می تواند برای رسیدگی به انواع واکنش های آلرژیک غذایی مورد استفاده قرار گیرد.》

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده :

🔹با استفاده از فناوری نانو، می‌توانیم کودهایی را مهندسی کنیم که مواد مغذی را به طور مؤثر آزاد می‌کنند و آفت‌کش‌هایی را که مستقیماً آفات را هدف قرار می‌دهند و نیاز به مواد شیمیایی را کاهش می‌دهند.


🔸فسفر یک ماده مغذی است که برای رشد بهینه گیاهان اهمیت فراوان دارد.این ماده یکی از اعضای اصلی انتقال انرژی در گیاهان محسوب می‌شود. همچنین فسفر نقش مهم و حیاتی را در فتوسنتز گیاهان، تنفس و همچنین بیوسنتز گیاهان بازی می‌کند.
فسفر می‌تواند در بسیاری از فعالیت ها و مشخصات ظاهری گیاهان نظیر مقاومت گیاه در برابر بیماری ها، طول ریشه و شاخه، تعداد جوانه و عملکرد گیاه تاثیر مستقیم داشته باشد

🔹یکی از معروف ترین نانو کود‌های فسفر دار، نانو کود هیدروکسی آپاتیت است. محققان اثر این نانو کود بر روی گیاه سویا مورد ارزیابی قرار داده اند و متوجه شده اند که این نانو کود ها در مقایسه با نانو کود‌های صنعتی تا 20 درصد بیش تر می‌توانند سبب افزایش رشد محصولات شوند.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده

🔹رویکرد نوآورانه توسعه‌یافته توسط مهندسین زیستی ASU یک روش جدید برای تسریع بهبود زخم‌های دیابتی ارائه می‌کند. با استفاده از ترکیبی استراتژیک از نانومواد و درمان‌های خاص زمان‌بندی، این روش بافت پوستی قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر تولید می‌کند.

🔸برای درک اینکه چگونه درمان باعث تسریع بهبودی می‌شود، این تیم نمونه‌های بافت و ساختارهای سلولی را زیر میکروسکوپ بررسی کردند. آنها وجود قابل توجهی از نوتروفیل های N2، نوعی سلول ایمنی را در زخم های درمان شده تا هفت روز پس از آسیب کشف کردند. به طور معمول، این سلول ها ظرف یک یا دو روز پاک می شوند. این سلول‌ها به تولید هیستامین و سایر مولکول‌های ترمیمی معروف هستند که نشان می‌دهد نقش مهمی در اثربخشی درمان دارند.

🔹در ادامه، محققان نانوذرات مشتق شده از فاکتورهای رشد( پروتئین هایی که تشکیل بافت پوست را تقویت می کنند )به زخم ها در مقاطع زمانی مختلف وارد کردند. آنها دریافتند که استفاده از این نانوذرات در روز ششم بهترین نتایج را برای بسته شدن زخم و استحکام بافت به همراه داشت که مربوط به مرحله انتقالی حیاتی در فرآیند بهبود است.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده

سیاره ما با یک بحران بی سابقه آب مواجه است. با ادامه نوسانات آب و هوا، ذخیره آب زمینی غیرقابل پیش بینی تر می شود. افزایش آلودگی آب توسط مواد فعال دارویی (API) مانند آنتی بیوتیک ها این موضوع را تشدید می کند.

نانوتکنولوژی سبز راه حلی امیدوارکننده برای بحران آب و چالش های زیست محیطی ما ارائه میدهد. بر اساس گزارش کتابخانه ملی پزشکی، یک مطالعه جدید، سنتز نانوذرات اکسید مس (CuO NPs) را با استفاده از عصاره آبی گیاه Parthenium hysterophorus نشان داد.
این روش نوآورانه از خواص طبیعی گیاه برای ایجاد نانوذراتی استفاده می‌کند که قادر به تجزیه آنتی‌بیوتیک‌های خاصی مانند refampicin با بازدهی بیش از ۹۸ درصد هستند.این ذرات می‌توانند آلاینده‌های موجود در آب را هدف قرار داده و تجزیه کنند و منبع آبی پاک‌تر و ایمن‌تری را ارائه دهند.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده

🔹نانولوله های کربنی رسانای عالی الکتریسیته هستند و نور را عبور می دهند و برای استفاده در الکترودهای شفاف عالی هستند. اینها اجزای حیاتی در سلول‌های خورشیدی و صفحه‌نمایش‌های لمسی هستند که قبلاً در ساخت آنها، فیلم‌های شکننده و ناپایدار اکسید قلع ایندیوم و سایر مواد معمولی استفاده می‌شد. در حال حاضر، نانولوله های کربنی همراه با اتم های اضافی، رسانایی و شفافیت بهتر و همچنین انعطاف پذیری را ارائه می دهند.


🔸دانشمندان یک روش تصفیه شیمیایی سریع، مقیاس‌پذیر و بدون ضایعات را برای بهبود خواص لایه‌های نانولوله‌های کربنی پیشنهاد کرده‌اند که آن‌ها را برای بهبود عملکرد پنل‌های خورشیدی ایده‌آل می‌سازد. آزمایش‌های آنها که در Carbon گزارش شده است، نشان می‌دهد که قرار دادن لایه‌های نانولوله کربنی در معرض مقادیر کمی گاز نیتروژن دی اکسید در دماهای بالا، شفافیت و رسانایی الکتریکی آنها را افزایش می‌دهد. این اصلاح در برابر تخریب نیز مقاوم است.
نیتروژن دی اکسید به عنوان یک گاز، از جذب چندلایه بر روی فیلم های نانولوله کربنی جلوگیری می کند و یک لایه ضخیم مولکولی ایجاد می کند.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_اخبار

🔸نقره برای قرن‌ها برای مبارزه با بیماری مورد استفاده قرار گرفته است و در زمان‌های اخیر، نانوذرات نقره در محصولات مختلفی مانند ضدعفونی‌کننده‌ها، لباس‌های مقاوم در برابر بو، ماشین‌های لباسشویی، آرایش، بسته‌بندی مواد غذایی و تجهیزات ورزشی ادغام شده‌اند. علاوه بر قابلیت‌های ضد میکروبی، نانوذرات نقره در کاربردهای صنعتی نیز ارزشمند هستند و به عنوان کاتالیزور و در الکترونیک عمل می‌کنند.
علیرغم کاربرد گسترده آنها، سمیت زیست محیطی نانوذرات نقره و روشهای کاهش درک نشده است.


🔹تحقیقات دانشگاه ایالتی اورگان بر اهمیت در نظر گرفتن شکل و شیمی سطح نانوذرات نقره در مطالعات زیست‌محیطی تاکید می‌کند.
محققان با مطالعه ای مرتبط با تأثیر شکل ذرات و شیمی سطح را بر تأثیر محیطی آنها، پیشرفت قابل توجهی در پر کردن این شکاف دانش داشته اند. نانوذرات نقره می‌توانند به گونه‌ای طراحی شوند که خواص مفید خود را حفظ کنند و در عین حال اثرات مضر زیست‌محیطی خود را کاهش دهند.
به عنوان مثال یک مطالعه مرتبط نشان میدهد که نانوذرات کروی شکل سمی تر از مثلثی یا مکعبی هستند.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده

تاثیر نانوالیاف در ماسک  تنفسی در افزایش بازده به دام‌اندازی ذرات 3/0 میکرون و افت فشار کمتر (تنفسپذیری راحتتر ماسک) خود را نشان میدهد. نانوالیاف دارای قطر الیافی در مقیاس نانو است. همین امر ویژگيهای منحصر به فردی از جمله نسبت سطح به حجم بالا، درصد تخلخل بالا و اندازه تخلخلهای کوچک را به الیاف می دهد. این لایه به جای لایه ملت بلون در ماسکهای رایج نقش اصلی فیلتراسیون ذرات، باکتری ها و ویروسها را ایفا میکند. از جمله قابلیتهای آن به دام اندازی ذرات 3/0میکرون بالای ۹۵ درصد است.

از اصلی ترین دلایل استفاده از فناوری نانو در ساخت و تولید ماسک تنفسی بهبود عملکرد فیلتراسیون ذرات میباشد. بدون بهرهمندی از فناوری نانو، ماسک تولید شده توانایی فیلتراسیون ذرات بسیار ریز را نخواهد داشت.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_محصول

🔸اکسید گرافن (GO) چیست؟
اکسید گرافن یک ماده لایه لایه اتمی است که شکل اکسید شده گرافن را تشکیل می دهد که با گروه های عاملی اکسیژن تقویت شده است. بر خلاف گرافن که آبگریز است، اکسید گرافن دارای طبیعت آبدوست است و به آن اجازه می دهد در محلول های آبی پراکنده شود.


🔹نانو اکسید گرافن را می توان یک فیلتر عالی دانست که با وجود اینکه به راحتی آب را از خود عبور می دهد ولی سایر مایعات و گازها را از خود عبور نمی دهد. ولی غیر از فیلتر بودن این ماده یکی دیگر از ویژگی های گرافن به دلیل نازک بودن و می تواند به عنوان یک مانع میان دو ماده قرار بگیرد و به صورت الکترونیکی فشار و کشش را اندازه گیری کند. طبق تحقیقات به عمل آمده می توان از فیلتر گرافن برای تصفیه آب، سیستم های آب شیرین کن مورد استفاده قرار دارد.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_محصول:

عینک فتوکرومیک
آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چه چیزی باعث می شود برخی از عینک ها در نور خورشید تیره شوند و در داخل خانه شفاف شوند؟ پاسخ در مقیاس نانو نهفته است. لنزهای فتوکرومیک حاوی کریستال های هالید نقره در اندازه نانو هستند که خواص الکتریکی آن با افزودن مس اصلاح شده است. هنگامی که در معرض نور قرار می گیرد، لکه های ریز نقره فلزی درون کریستال ها، پرتوها را جذب کرده و شیشه را تیره می کند. با این حال، پس از حذف منبع نور، شیشه به حالت بی رنگ اولیه خود باز می گردد.

🧬 @KimiaNano_SUT

#نانو_فیلم:

نانو ذرات سیلیکا( silica nanoparticles) در لباس

🔸نانو سیلیکا با ایجاد یک لایه محافظ نازک و نامرئی بر روی سطح پارچه، باعث می‌شوند لباس‌ها هم آب‌گریز و هم اولئوفوبیک باشند و به‌طور مؤثری از نفوذ رطوبت و چسبندگی کثیفی یا لکه‌ها جلوگیری می‌کنند.

🔹دوام این پوشش ها نیز قابل توجه است، زیرا می توانند چرخه های شستشوی متعددی را بدون از دست دادن ویژگی ضد آب خود تحمل کنند. این ویژگی طول عمر لباس را بیشتر می کند. نکته مهم این است که این پوشش‌ها نازک و قابل تنفس هستند و اجازه می‌دهند رطوبت از بین برود .
علاوه بر این، آنها دوستدار محیط زیست هستند، زیرا حاوی ترکیبات پرفلورینه شده (PFC) نیستند.

🔸منسوجات آینده احتمالاً دارای مقاومت در برابر آب و لکه با خواص دیگری مانند محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و ویژگی های ضد میکروبی خواهند بود.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده

🔸ردپای کربن چیست؟
اصطلاح "ردپای کربن" به مجموع گازهای گلخانه ای به ویژه کربن‌دی‌اکسید گفته می‌شود که در نتیجه فعالیت‌های یک فرد، سازمان، جامعه یا محصول خاص در جو منتشر می شود. محاسبه ردپای کربن می تواند به افراد و سازمانها کمک کند تا تأثیرات زیست محیطی خود را درک کنند و راه های کاهش آن را شناسایی کنند.

🔹روش‌هایی که برای تولید نانومواد استفاده می‌شوند، اغلب به دماهای بالا، فشار بالا یا ورودی های انرژی بالا نیاز دارند که اگر منابع انرژی مبتنی بر سوخت فسیلی باشند، همه اینها می توانند منجربه انتشار قابل توجه کربن شوند.

🔸یکی از روش‌های سنتز کم انرژی نانومواد، فرآیند سل-ژل میباشد. در این فرآیند، تعدادی واکنش‌های شیمیایی برگشت ناپذیر انجام می‌شود. این ‏واکنش‌ها باعث تبدیل مولکول‌های محلول همگن اولیه به عنوان سل، به یک مولکول نامحدود، ‏سنگین و سه بعدی پلیمری به عنوان ژل می‌شوند.بعد از آن با یکی از روش‌های معمول، حلال را از ساختار ژل بیرون کشیده و آن را خشک می‌کنند.
فرآیند سل-ژل در دمای پایین‌تر و زمان‌ واکنش کوتاه‌تری انجام میشود که بطور قابل‌توجهی مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

🧬 @Kimianano_sut

#نانو_ایده :

🔸نانوکریستال سلولز (CNC) چیست؟
نانوکریستال‌های سلولز (CNC) از سلولز، فراوان‌ترین پلیمر طبیعی روی زمین که در دیواره‌های سلولی گیاهان یافت می‌شود، بدست می آیند.این نانوکریستال‌ها از طریق هیدرولیز اسیدی الیاف سلولز به دست می‌آیند.

🔹از لحاظ تاریخی ، سلولز و مشتقات آن در صنایع غذایی عمدتاً به عنوان غلیظ کننده، تثبیت کننده و امولسیفایر ( افزودنی‌های غذایی هستند که برای کمک به مخلوط کردن دو ماده که معمولاً هنگام ترکیب شدن از هم جدا می‌شوند مثلاً روغن و آب استفاده می‌شوند) مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به سبب پیشرفت های اخیر در فناوری CNC و به‌علت خواص منحصربه‌فرد این ماده مانند زیست تخریب پذیری و استحکام مکانیکی، دست‌یابی به روش های تولید کارآمدتر و سازگار با محیط زیست، راه را برای کاربرد آن در تولید موادغذایی هموار کرده است.

🔸خواص رئولوژیکی CNC‌ها باعث می‌شود تثبیت کننده ها و غلیظ کننده های عالی در محصولات غذایی مختلف از جمله ماست ها، سس ها و نوشیدنی ها باشند . CNC ها با بهبود گرانروی و بافت این محصولات ، می‌توانند تجربه حسی مصرف کننده و ثبات و کاهش آب اندازی محصولات را فراهم کنند.

🧬 @Kimianano_sut