انفجار نانوذرات آلومینیوم از TNT بیشتر انرژی آزاد می‌کند!
تاریخ انتشار: ۱۹ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۰۵۲۴۴۳
محققان دانشگاه میزوری شواهد مستقیمی از انفجار نانوذرات آلومینیوم با لیزر ارائه کردند، انفجاری که در مقیاس نانو بوده، اما بهره آن از انفجار TNT بیشتر است.
به گزاترش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه میزوری شواهد مستقیمی از انفجار نانوذرات آلومینیوم با لیزر ارائه کردند، انفجاری که در مقیاس نانو بوده، اما بهره آن از انفجار TNT بیشتر است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
یک تیم مهندسی از دانشگاه میزوری شواهد مستقیمی در مورد انفجار موضعی نانوذرات آلومینیوم ارائه داده است، مکانیسمی که ابتدا در سال ۲۰۰۶ نظریه پردازی شد.
ماچمننمات ماسچمن، استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا و همکار مؤسسه علوم و مهندسی مواد دانشگاه میزوری گفت: «مکانیسم این واکنش بیش از یک دهه قبل ارائه شده، اما تاکنون به طور آزمایشی به وضوح مشاهده نشده است.»
نانوذرات آلومینیوم مورد نظر حدود ۱۲۰ نانومتر قطر دارند و با یک پوسته اکسید آلومینیوم محصور شده‌اند که از واکنش هسته آلومینیوم فلزی با محیط خارج محافظت می‌کند. هنگامی که آن پوسته برداشته شود، در این حالت با استفاده از لیزر، هسته در معرض اکسیژن قرار می‌گیرد و مقدار قابل توجهی از انرژی را آزاد می‌کند. مکانیسم اصلی در این کار سریع (بیش از ۱۰،۰۰۰،۰۰۰ درجه سانتیگراد در ثانیه) انبساط ترمومکانیکی و ذوب آلومینیوم ناشی از گرمایش لیزر متمرکز بود.
گانگوپادهیا می‌گوید: «ما اولین گروهی هستیم که این کار را در زیر میکروسکوپ مطالعه کردیم تا این واکنش را با گرمایش سریع آغاز کنیم. این کار را در یک مکان بسیار کنترل شده انجام دادیم.»
به طور خلاصه، این انفجار نانوسکوپی به این معنی است که محققان می‌توانند آزادسازی مقدار زیادی از انرژی را در یک منطقه کوچک را کنترل کنند. این انرژی می‌تواند در برنامه‌هایی مانند تصویربرداری و درمان زیست پزشکی، پردازش مواد و ذخیره انرژی استفاده شود.»
گانگوپادهیا می‌گوید: «انرژی موجود در این ماده بیش از مواد منفجره سنتی مانند TNT است. علاقه زیادی به این به اصطلاح Nano Thermite وجود دارد.»
گانگوپادهیا برای ۲۵ سال گذشته در حال مطالعه فرایند‌های نانو است و دارای چندین اختراع ثبت شده در مورد فناوری‌نانو مربوط به تبدیل درجه حرارت و فشار‌های بالا است. در سال ۲۰۱۴، ماسچمن به این تیم پیوست.
وی گفت: «زیبایی این کار در حال حاضر این است که ما می‌توانیم این کار را در سطح نانو، بسیار محلی انجام دهیم که قبلاً انجام نشده بود. پتانسیل زیادی برای این فناوری، به ویژه برای کاربردهای بیولوژیکی مانند کشتار موضعی سلول‌های سرطانی یا اصلاح بافت ژنتیکی وجود دارد.»
از آنجا که نانوذرات آلومینیوم از سلول‌های بیولوژیکی بسیار کوچکتر هستند، این فرایند می‌تواند موج‌های شوکی کوچک ایجاد کند که حتی در یک سلول واحد نیز اثر داشته باشد.
گانگوپادهیا گفت: «در اینجا، ما می‌توانیم مواد مقاوم در برابر انفجار را در آزمایشگاه قرار دهیم و آن نوع انفجار را به صورت میکروسکوپی تولید کنیم تا ببینیم چه تاثیری بر خصوصیات مواد در میکرو و نانو دارد.»
وی گفت: «مشخص نیست که آیا این اتفاق با مواد توده‌ای نیز رخ خواهد داد یا خیر. ما می‌توانیم این کار را با یک ذره انجام دهیم، آیا می‌توانیم این کار را با بسیاری از مواد در حجم بالا نیز می‌توانیم انجام دهیم؟»
منبع: خبرگزاری دانشجو
کلیدواژه: نانو ذرات آلومینیوم نانوذرات آلومینیوم دانشگاه میزوری
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۰۵۲۴۴۳ 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:
ترمیم سریع سوختگی با بانداژ ساخته‌شده از سیب، ذرت و سویا!
پژوهشگران ایتالیایی با استفاده از مواد موجود در محصولاتی مانند سیب و ذرت و سویا، نوعی بانداژ ابداع کرده‌اند که می‌تواند سرعت ترمیم را در زخم‌های سوختگی بالا ببرد.
به گزارش ایسنا، شاید به زودی یک بانداژ جدید بتواند نگرانی را درباره ترمیم پوست پس از سوختگی برطرف کند.
به نقل از فیز، گروه پژوهشی «مواد هوشمند»(Smart Materials) به سرپرستی «آتاناسیا آتاناسیو»(Athanassia Athanassiou) پژوهشگر «مؤسسه فناوری ایتالیا»(IIT)، یک بانداژ زیست‌سازگار را از مواد گیاهی ساخته‌اند که مملو از ویتامین C است و می‌تواند به روند بهبود زخم‌های سوختگی سرعت بدهد.
یافته‌های این پژوهش، پتانسیل ایجاد محصولات مشابه را برای درمان انواع آسیب‌های پوستی از جمله پارگی و زخم ارائه می‌دهند. علاوه بر این، بانداژ جدید یک جایگزین امیدوارکننده و زیست‌سازگار برای چسب‌های زخم است.
پس از سوختگی، ناحیه آسیب‌دیده معمولا در نتیجه التهاب که مکانیسم دفاعی طبیعی بدن است، به قرمزی و تورم دچار می‌شود. با وجود این، التهاب بیش از حد می‌تواند به طور معکوس باعث تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن شود و روند بهبودی را مختل کند.
پژوهشگران مؤسسه فناوری ایتالیا با توجه به این نگرانی، یک بانداژ زیست‌سازگار ابداع کرده‌اند که می‌تواند از افزایش بیش از حد سطح التهاب جلوگیری کند و تعداد رادیکال‌های آزاد را کاهش دهد تا زمان لازم برای بهبودی کوتاه شود. علاوه بر این، بانداژ به طور طبیعی در عرض چند روز تحلیل می‌رود و نگرانی‌ها را درباره تولید زباله از بین می‌برد.
این بانداژ از یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر جدید ساخته شده است که مواد سازنده آن به شرح زیر هستند؛
«زئین»(Zein). پروتئینی که از ذرت به دست می‌آید. «پکتین»(Pectin). قندی که در پوست بسیاری از میوه‌ها مانند سیب یافت می‌شود. «لسیتین سویا»(Soy lecithin). ماده‌ای که از گیاه سویا تهیه می‌شود.این بانداژ با بهره‌گیری از بافت متخلخل خود، آغشته به ویتامین C است که به دلیل ویژگی‌های ضد التهابی و آنتی‌اکسیدانی ذاتی خود شهرت دارد. هنگامی که بانداژ روی سوختگی قرار بگیرد، به تدریج ویتامین C آزاد می‌شود. در نتیجه، سطح التهاب تثبیت می‌شود و تولید رادیکال‌های آزاد را کاهش می‌دهد.
سازگاری این محصول با سلول‌های انسانی، یک ویژگی کلیدی است که استفاده احتمالی آن را در آینده تعیین می‌کند. بررسی‌های آزمایشگاهی که روی کراتینوسیت‌های تشکیل‌دهنده پوست انجام شده‌اند، این ویژگی را تایید می‌کنند.
همچنین این آزمایش‌ها نشان داده‌اند که پس از به کار بردن بانداژ، سطوح سه مولکول کلیدی مرتبط با التهاب شامل اینترلوکین‌های IL-1β، IL-6 و فاکتور رشد تومور TNF-α، در مقایسه با زمانی که بانداژ وجود نداشت، ۵۰ درصد کاهش یافت.
علاوه بر این، همین مقایسه نشان داد که تعداد رادیکال‌های آزاد اکسیژن تا ۷۰ درصد کاهش یافته است. در نهایت، افزایش تولید مولکول حیاتی کلاژن و فیبروبلاست‌ها مشاهده شد که در ترمیم زخم نقش دارند.
برای تایید این نتایج، یک مجموعه آزمایش‌های پیش‌بالینی انجام شد که توانایی محصول را در کاهش التهاب نشان داد. همه این شواهد، اثربخشی بانداژ توسعه‌یافته توسط مؤسسه فناوری ایتالیا را در تسریع بهبودی ناشی از سوختگی نشان می‌دهد.
«فابریزیو فیورنتینی»(Fabrizio Fiorentini)، پژوهشگر آزمایشگاه مواد هوشمند گفت: ما برای ساخت این بانداژ، کار خود را با ایده به کار بردن موادی با منشأ طبیعی آغاز کردیم، اما اکنون می‌خواهیم حتی از این هم فراتر برویم. هدف ما ساخت یک محصول مشابه با مواد به‌دست‌آمده از ضایعات مواد غذایی است تا مفهوم اقتصاد چرخشی را تقویت کنیم.
آتاناسیو گفت: این تنها یکی از کاربردهای ممکن برای این گروه از مواد هوشمند است. ما روی فناوری‌های دیگری کار می‌کنیم که نه تنها می‌توانند سرعت ترمیم سوختگی‌ها را افزایش دهند، بلکه ترمیم انواع دیگر زخم‌ها مانند پارگی یا زخم‌های پوستی را نیز سرعت بدهند. این آسیب‌ها بیش از نیم میلیون نفر را در ایتالیا تحت تأثیر قرار می‌دهند و اغلب استقلال شخصی را محدود می‌کنند.
این پژوهش در مجله «ACS Applied Bio Materials» به چاپ رسید.
انتهای پیام
امام جمعه بلوک براثر سانحه تصادف درگذشت