توليد امواج ضربه‌اي سوپرسونيك به كمك نانوذرات
محققان توانسته‌اند با مخلوط كردن انواعي از نانومواد كه به عنوان سوخت و اكسيدكننده عمل مي‌كنند نوعي ماده سوختني قابل انفجار كه قادر به ايجاد امواج ضربه‌اي با سرعت 3 ماخ است توليد كنند. اين كار تحقيقاتي به كمك دانشمندان دانشگاههاي ميسوري-كلمبيا و ارتش ايالات متحده صورت گرفت.
هدف اين كار ساخت بمبي هوشمند جهت انتقال داروها به سلولهاي سرطاني بدون آسيب رساندن به سلولهاي سالم عنوان شده است. ترميتهاي مهندسي شده در سطح نانو قادر به ايجاد امواج ضربه‌اي مي‌باشند و اين ويژگي آنها شبيه برخي از مواد منفجره اوليه است و به همين دليل شايد بتوان از اين مواد بجاي مواد منفجره مبتني بر سرب استفاده كرد.
علاوه بر آن با تلفيق اين مواد با فناوري ميكروتراشه امكان توليد امواج ضربه‌اي فراهم شده است. اين ميكروسيستم كاربردهاي زيادي در صنايع دفاعي، علوم زيستي و اتصال هدفمند داروها و ژنها دارا مي‌باشد.
محققان افزودند كه كامپوزيتهاي نانوترميت كه از سوخت فلزي و اكسيدكننده غيرآلي ساخته شده است داراي خاصيت اشتعال‌زايي قابل ملاحظه‌اي مي‌باشد. با افزودن كامپوزيتهاي كم چگال از جنس نانواستوانه‌هاي اكسيد مس (سوخت) و نانوذرات آلومينيوم (اكسيدكننده) سطوح گسترده بين سوخت و اكسيدكننده ايجاد مي‌شود. در اندازه‌هاي نانو، چگالي كم و سطح تماس بالاي كامپوزيت نانوترميت منجر به انتشار سريع احتراق مي‌شود.
افراد اين گروه تحقيقاتي احتراق‌زايي را در يك لوله ضربه‌اي پرشده با فيبرهاي نوري و حسگرهاي فشار جهت اندازه‌گيري سرعت موج احتراق مورد بررسي قرار دادند. آنها دريافتند كه نانوكامپوزيتها قادر به ايجاد امواج احتراقي با سرعت بين 1500 تا 2300 متر بر ثانيه مي‌باشند كه در حدود 3 ماخ مي‌باشد. نيروي اين نانومواد انفجاري مي‌تواند منجر به پيشرفت چشمگيري در زمينه دارورساني بيماريهاي سرطاني و ايدز گردد.
در مرحله اول، دارو بايستي بصورت معمول و به كمك يك سوزن به بدن تزريق شده و در تمام بدن پخش گردد. در مرحله بعد، يك دستگاه دستي كه در محل تومور تعبيه شده است پالسي به درون تومور مي‌فرستد. امواج ضربه‌اي ايجاد شده با اين پالس ايجاد منافذ كوچكي در سلولهاي مورد نظر مي‌كنند و باعث ورود دارو به سلول مي‌شوند. بعلاوه، امواج ضربه‌اي باعث هل دادن داروها به درون اين سلولها در چند ميلي ثانيه مي‌شوند.
محققان اين روش را بر روي بافتهاي حيوانات بررسي كرده‌اند و موفقيتي تا حد 99% گزارش كرده‌اند. در اين مطالعه همه سلولها داروي مورد نظر را دريافت كردند. از طرفي سلولهاي سالم در مقايسه با روشهاي مرسوم شيمي درماني آسيب كمتري متحمل شدند. به گفته يكي از محققان، موادمنفجره نانو با مواد منفجره معمولي تفاوتهاي اندكي دارا مي‌باشند.
در مواد رايج، امواج ضربه‌اي در طي انفجار توليد مي‌شوند در حالي كه در نانوترميتها انتشار گسترده و سريع واكنشهاي شيميايي، بدون ايجاد انفجار امواج ضربه‌اي ايجاد مي‌كنند. ايجاد امواج ضربه‌اي بدون انفجار كليد اين فناوري مي‌باشد.
نتايج اين مطالعه در آخرين شماره Applied Physics Letters منتشر شده است.
منبع: http://www.physorg.com
هدف اين كار ساخت بمبي هوشمند جهت انتقال داروها به سلولهاي سرطاني بدون آسيب رساندن به سلولهاي سالم عنوان شده است. ترميتهاي مهندسي شده در سطح نانو قادر به ايجاد امواج ضربه‌اي مي‌باشند و اين ويژگي آنها شبيه برخي از مواد منفجره اوليه است و به همين دليل شايد بتوان از اين مواد بجاي مواد منفجره مبتني بر سرب استفاده كرد.
علاوه بر آن با تلفيق اين مواد با فناوري ميكروتراشه امكان توليد امواج ضربه‌اي فراهم شده است. اين ميكروسيستم كاربردهاي زيادي در صنايع دفاعي، علوم زيستي و اتصال هدفمند داروها و ژنها دارا مي‌باشد.
محققان افزودند كه كامپوزيتهاي نانوترميت كه از سوخت فلزي و اكسيدكننده غيرآلي ساخته شده است داراي خاصيت اشتعال‌زايي قابل ملاحظه‌اي مي‌باشد. با افزودن كامپوزيتهاي كم چگال از جنس نانواستوانه‌هاي اكسيد مس (سوخت) و نانوذرات آلومينيوم (اكسيدكننده) سطوح گسترده بين سوخت و اكسيدكننده ايجاد مي‌شود. در اندازه‌هاي نانو، چگالي كم و سطح تماس بالاي كامپوزيت نانوترميت منجر به انتشار سريع احتراق مي‌شود.
افراد اين گروه تحقيقاتي احتراق‌زايي را در يك لوله ضربه‌اي پرشده با فيبرهاي نوري و حسگرهاي فشار جهت اندازه‌گيري سرعت موج احتراق مورد بررسي قرار دادند. آنها دريافتند كه نانوكامپوزيتها قادر به ايجاد امواج احتراقي با سرعت بين 1500 تا 2300 متر بر ثانيه مي‌باشند كه در حدود 3 ماخ مي‌باشد. نيروي اين نانومواد انفجاري مي‌تواند منجر به پيشرفت چشمگيري در زمينه دارورساني بيماريهاي سرطاني و ايدز گردد.
در مرحله اول، دارو بايستي بصورت معمول و به كمك يك سوزن به بدن تزريق شده و در تمام بدن پخش گردد. در مرحله بعد، يك دستگاه دستي كه در محل تومور تعبيه شده است پالسي به درون تومور مي‌فرستد. امواج ضربه‌اي ايجاد شده با اين پالس ايجاد منافذ كوچكي در سلولهاي مورد نظر مي‌كنند و باعث ورود دارو به سلول مي‌شوند. بعلاوه، امواج ضربه‌اي باعث هل دادن داروها به درون اين سلولها در چند ميلي ثانيه مي‌شوند.
محققان اين روش را بر روي بافتهاي حيوانات بررسي كرده‌اند و موفقيتي تا حد 99% گزارش كرده‌اند. در اين مطالعه همه سلولها داروي مورد نظر را دريافت كردند. از طرفي سلولهاي سالم در مقايسه با روشهاي مرسوم شيمي درماني آسيب كمتري متحمل شدند. به گفته يكي از محققان، موادمنفجره نانو با مواد منفجره معمولي تفاوتهاي اندكي دارا مي‌باشند.
در مواد رايج، امواج ضربه‌اي در طي انفجار توليد مي‌شوند در حالي كه در نانوترميتها انتشار گسترده و سريع واكنشهاي شيميايي، بدون ايجاد انفجار امواج ضربه‌اي ايجاد مي‌كنند. ايجاد امواج ضربه‌اي بدون انفجار كليد اين فناوري مي‌باشد.
نتايج اين مطالعه در آخرين شماره Applied Physics Letters منتشر شده است.
منبع: http://www.physorg.com
