الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده‌ با نانولوله کربنی عامل دار شده می‌تواند سیستامین موجود در نمونه‌های بیولوژیکی را به طریق الکتروشیمیایی اندازه‌گیری کند.

  فرشته چگین دانشجوی دوره دکترای شیمی تجزیه دانشگاه مازندران ضمن  بیان مطلب فوق  گفت: این الکترود می‌تواند سیستامین موجود در نمونه‌های بیولوژیکی را به طریق الکتروشیمیایی اندازه‌گیری کند.
  وی تصریح کرد : تحقیق انجام شده یک پژوهش بنیادی است که می‌تواند به عنوان حسگر الکتروشیمیایی برای اندازه‌گیری سیستامین در نمونه‌های بیولوژیکی در آزمایشگاه‌های بالینی و مراکز پژوهشی استفاده گردد.
  وی با بیان اینکه استفاده از فناوری نانو، افق‌های جدیدی برای استفاده از نانوذرات و نانولوله‌های کربنی در شیمی تجزیه و تشخیص برخی از ترکیبات شیمیایی و بیولوژیکی باز کرده است افزود: یکی از کاربردهای جذاب نانوذرات و نانولوله‌های کربنی تسهیل واکنش‌های انتقال الکترون است ، به همین دلیل به عنوان یک واسطه‌گر در ساخت حسگرها و زیست حسگرها استفاده می‌شوند که سینتیک واکنش‌های الکتروشیمیایی کند را طی فرایندی به نام الکتروکاتالیز، تسریع کرده و راهی برای اندازه‌گیری الکتروشیمیایی آنها فراهم می‌نماید

  وی در ادامه اظهار داشت : از آنجایی که برخی از اسیدهای آمینه ترکیبات گوگرددار هستند، اکسایش الکتروشیمیایی آنها در سطح الکترودهای معمولی بسیار کند است، از این رو نمی‌توان آنها را در سطح الکترودهای معمولی به روش الکتروشیمیایی تبیین و اندازه‌گیری نمود. بنابراین برای تسریع فرایند الکترودی آنها، از واسطه‌گرهای مختلف استفاده و الکترودهای اصلاح شده شیمیایی ساخته می‌شود، به این منظور، ساخت الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانولوله کربنی عامل‌دار شده برای اندازه‌گیری الکتروشیمیایی سیستامین مد نظر قرار گرفت.
  چگین در این مسیر، ابتدا الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره را از طریق قطره گذاری سوسپانسیونی از نانولوله کربنی تک دیواره در حلال دی متیل فرمامید بر سطح الکترود کربن شیشه‌ای تهیه کرد و سپس با ترسیب الکتروشیمیایی لایه‌ای از ترکیب 1، 2- نفتوکینون 4- سولفونیک اسید سدیم بر سطح آن، الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی تک دیواره دارای عامل نفتوکینونی را ساخت.
  این محقق در ادامه روند تحقیقات خود  رفتار الکتروشیمیایی واسطه‌گرهای انتقال الکترون مورد استفاده نظیر نفتوکینون را در غیاب و حضور نمونه‌های بیولوژیکی گوگرددار نظیر سیستامین در بسترهای متفاوت نظیر کربن شیشه‌ای و کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی عامل‌دار شده با استفاده از تئوری‌های موجود در الکتروشیمی مورد بررسی و ارزیابی قرار داد.
چگین  بعد از بهینه کردن عوامل موثر بر شرایط انجام فرایند الکترودی و تهیه الکترودهای اصلاح شده، از روش‌های ولتامتری برای اندازه‌گیری سیستامین به عنوان یک ترکیب بیولوژیکی گوگرددار و ترکیب هسته‌دوست در واکنش‌های افزایشی 1و4 یا مایکل با کینون موجود در سطح الکترود اصلاح شده عامل‌دار بهره گرفت .

 شایان ذکر است در این پژوهش، تثبیت واسطه‌گرهای انتقال الکترون نظیر نانولوله‌های کربنی و ترکیب نفتوکینونی روی بستر الکترودی با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تبیین شده و از این الکترود اصلاح شده دارای عامل نفتوکینونی به عنوان حسگر الکتروشیمیایی در اندازه‌گیری ولتامتری سیستامین استفاده گردید.

محققان در یک پژوهش جدید، اسراری را فاش کرده‌اند که نشان می‌دهد: بدن چگونه خود را شفا می‌دهد و ترمیم می‌کند، بویژه زمانی که اعضای بدن بیمار می‌شوند.
به گزارش سرویس بهداشت و درمان ایسنا، این تحقیق نشان داده است که وجود ذرات کوچک موسوم به «میکروکیسه‌ها» به ارتباطات سلولی کمک می‌کنند و در نتیجه بازسازی و بهبودی بدن را موجب می‌شوند.
میکروکیسه‌ها کوچکتر از یک سلول عادی هستند و حاوی اطلاعات ژنتیکی از قبیل اطلاعات RNA و سایر گونه‌های این مولکول وراثتی و پروتئین‌ها هستند. جیسون آلیوتا پژوهشگر فیزیک در بیمارستان رود ایسلند و دستیارانش روی این ذرات کوچک متمرکز شده‌اند.
در هنگام استرس یا آسیب‌های سلولی یا ابتلا به بیماریهای خاص مانند سرطان، عفونت‌ها و بیماریهای قلبی عروقی این ذرات درخشان می‌شوند و سایر سلولها در بدن آنها را انتخاب می‌کنند. اطلاعات ژنتیکی و پروتئینی در میکروکیسه‌ها به برنامه ریزی‌های مجدد درون سلولی کمک کرده و در نتیجه به بازسازی و ترمیم سلولها وب افتهای صدمه دیده کمک می‌کنند.
این تحقیق در مجله اکسپریمنتال منتشر شده است.

شرکت Bloom Energy با معرفی فناوری جدید خود که می تواند واکنشهای شیمیایی را به منظور تولید انرژی ذخیره کند قدم اول را در مسیر متحول ساختن منابع سوختی جهان برای نجات زمین از آلودگی های سوختی برداشت.
به گزارش خبرگزاری مهر، سلولهای انرژی زای این شرکت کاملا مسطح و از جنس سرامیک سخت به شکل مربع بوده و از پودرهایی شن مانند ساخته شده اند. این شنها نیز با استفاده از جوهرهایی ویژه رنگ آمیزی شده و بخش آند را به رنگ سبز و بخش کاتد را به رنگ سیاه به وجود آورده اند. هر یک از این سلولهای سوختی توانایی تولید 25 وات انرژی را دارند که برای روشن کردن یک لامپ ساده کافی خواهد بود.
اصلی ترین تولید این شرکت "سرور انرژی Bloom" نام دارد؛ ژنراتوری که بر اساس فناوری سلولهای سوختی هوشمند این شرکت ساخته شده است. این سلولهای سوختی برای تولید انرژی بیشتر از انرژی تولید شده توسط سوختهای فسیلی نیازمند واکنشهای شیمیایی هستند و از این رو نسبت به منابع سنتی و کنونی انرژی بسیار پاکتر، قابل دسترس تر و قابل استفاده تر خواهند بود.
فناوری سلولهای سوختی برای ده ها سال در دست توسعه و تکمیل قرار داشته است و به ویژه تمرکز اصلی بر روی ایجاد واکنشهای شیمیایی با استفاده از هیدروژن بوده است. با این حال فناوری سلولهای سوختی Bloom اساسا متفاوت بوده و گوی سبقت را از بسیاری از سوختهای قابل احیا یا سنتی ربوده است.
این فناوری به گونه ای در برنامه های مریخی آژانس فضایی آمریکا نیز ریشه دارد زیرا بنیانگذار این شرکت در گذشته مسئولیت تولید فناوری را برای کمک به ایجاد حیات پایدار در سیاره مریخ را به عهده داشته است. وظیفه وی استفاده از انرژی خورشیدی و آب برای تولید هوا برای تنفس و سوخت برای حمل و نقل بوده است.
با این حال ابداعاتی که در این راستا انجام گرفت می تواند هوا و هر نوع سوختی را به برق تبدیل کند، از گازهای طبیعی تا انواع مختلفی از گازهای زیستی با کمک این فناوری و طی فرایندی الکتروشیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می شوند. حتی در صورتی که در این فناوری از سوختهای فسیلی استفاده شود فرایند تبدیل انرژی نسبت به دیگر نیروگاه های فسیلی 67 درصد پاک تر و سبزتر خواهد بود.
شرکت Bloom Energy طی نشست مطبوعاتی خود همچنین اعلام کرد ژنراتور ابداعی این شرکت تا کنون توانسته است در حدود 11 میلیون کیلووات ساعت انرژی الکتریکی تولید کند که این میزان تولید انرژی با کاهش 6 میلیون و 350 هزار و 293 کیلوگرم دی اکسید کربن همراه بوده است.
بر اساس گزارش فاکس نیوز، نام مشتریان این شرکت برای استفاده از فناوری منبع انرژی جدید آن را می توان در میان اسامی شرکتهای تجاری از قبیل کوکا کولا، eBay، فدکس، گوگل و دیگر شرکتهای مشهور مشاهده کرد.

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیر‌کبیر موفق به سنتز نانوبلورهای هیدروکسی‌ آپاتیت غیراستوکیومتری با جانشینی سیلیسیم به منظور بهبود بیواکتیویته (زیست‌فعالی) شدند که علاوه برآنکه مدت زمان ترمیم استخوان را کاهش می‌دهد می تواند جایگزین مناسبی برای بافت‌های سخت اعم از دندان و استخوان باشد.
مهندس عالیه امینیان- مجری این طرح – با اعلام این مطلب در گفت‌وگو با خبرنگار «پایان نامه» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) خاطرنشان کرد: استخوان از دو بخش آلی و معدنی تشکیل شده که عمده بخش معدنی آن یک کانی‌ موسوم به نام هیدروکسی‌آپاتیت می‌باشد. هیدروکسی‌ آپاتیت به شکل مصنوعی مدت‌هاست که سنتز می‌شود و به صورت‌های مختلف کاربرد دارد، اما اخیرا محققان به این نتیجه رسیده‌اند که هیدروکسی آپاتیت بیولوژیک که توسط بدن ساخته می شود با آنچه که به صورت مصنوعی به وجود می‌آید، ‌کمی متفاوت است.
وی خاطر نشان کرد: این تفاوت از آن جهت است که یک سری عناصر دیگر غیر از عناصر اصلی سازنده هیدروکسی ‌آپاتیت استوکیومتری که تا به حال سنتز می‌شد در آپاتیت بیولوژیک با درصد های بسیار کم وجود دارد که این عناصر علی رغم دارا بودن درصد کم،‌ نقش مهمی را در پروسه استخوان‌سازی ایفا می‌کنند.
امینیان با اشاره به این ‌که یکی از این عناصر سیلیسیم است،‌ تصریح کرد: سیلیسیم به میزان حدود یک درصد در استخوان معمولی – یعنی هیدروکسی ‌آپاتیت بیولوژیک - وجود دارد، بنابراین در این طرح ضمن سنتز هیدروکسی‌ آپاتیت در شرایط آزمایشگاه، سیلیسیم با درصدهای مختلف در ساختار آپاتیت جایگزین شده است، اما همان یک درصد یا 8/0 درصد بهترین نتیجه را از نظر رفتار زیست‌فعالی می‌دهد؛ بنابراین طی این فرآیند با اینکه این میزان بسیار کم است ولی خواص بیولوژیکی پودر را تغییر واضحی داده و مدت زمان ترمیم استخوان آسیب‌دیده را به شدت کاهش می‌دهد.
دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان آنکه با اعمال این روش، استحکام بافت جایگزین استخوان نیز تا حدی افزایش می‌یابد، اظهار کرد: در نتیجه تمام این عوامل باعث می‌شود که این درصد کم، ما را به نتایج مطلوبی برساند. در واقع هر چه سعی کنیم به ساختار واقعی هیدروکسی ‌آپاتیت بیولوژیک برسیم، ترمیم بافت سخت سریع‌تر و در زمان کوتاه‌تری اتفاق خواهد افتاد؛ لذا با تلاش برای دست‌یابی به شباهت هر چه بیش‌تر به ساختار هیدروکسی‌آپاتیت بیولوژیکی، در نهایت می‌توان انتظار داشت که در آینده روزی بتوان استخوان مصنوعی تولید کرد.
وی در ادامه توضیح داد: ایمپلنت‌های موجود در بازار امروزه عمدتاَ از هیدروکسی‌ آپاتیت استوکیومتری یعنی هیدروکسی ‌آپاتیت بدون حضور هیچ عنصر دیگری -غیر از عناصر اصلی سازنده آپاتیت- در ساختار آن است به جز معدودی از کشورهای صنعتی که آپاتیت‌های غیراستوکیومتری تولید می‌کنند. در این پروژه عنصر سیلیسیم که در هیدروکسی‌آپاتیت موجود در بدن وجود دارد، نیز در ساختار هیدروکسی‌آپاتیت سنتز شده، جایگزین شده است و سعی شده تا یک مرحله به ساختار واقعی آپاتیت بیولوژیک نزدیک شد.
امینیان در گفت‌و‌گو با ایسنا خاطرنشان کرد: در حال حاضر سعی می‌شود که اغلب موادی که در بدن به کار می رود در ابعاد نانو باشد، تا با بافت بدن هماهنگی داشته باشد. به عنوان مثال زمانی که هیدروکسی‌آپاتیت بیولوژیک را از نظر اندازه بلورها بررسی کنیم مشاهده می‌شود که بلورهای آن در ابعاد نانو است.
وی تصریح کرد: هیدروکسی ‌آپاتیتی که قبلاَ سنتز می‌شد معمولا در ابعاد نانو نبود، ولی به دلیل آنکه می خواهیم به شباهت یعنی در واقع نوعی شبیه‌سازی با هیدروکسی ‌آپاتیت بیولوژیک موجود در استخوان را داشته باشیم، بنابراین سنتز به نحوی انتخاب شد که ابعادی را در اندازه نانو در نظر بگیریم.
امینیان درباره روش استفاده برای انجام این طرح خاطر نشان کرد: روش به کار گرفته شده برای سنتز، روش هیدروترمال است که این روش موجب می شود ذرات، رشدشان محدود شده و در مقابل خالص‌تر و با بلورینگی بیشتر بدست بیاید، ‌بنابراین ابعادی که هم در اختیار داریم شبیه ابعاد داخل بدن است.
این دانش‌اموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان این که با این روش نانوبلورهایی در ابعاد 30 تا 70 نانومتر به دست آمده است، ادامه داد: برای اینکه پروسه در ابعاد انسانی مورد بررسی قرار گیرد، باید ابتدا کشت سلولی انجام و سپس در ابعاد حیوانی و بعد انسانی بررسی شود که بخش اول یعنی کشت سلولی در مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی دانشگاه علوم پزشکی ایران تحت نظر دکتر صمدی کوچکسرایی انجام شده و نتایج آن نیز بدست آمده است، اما در حال حاضر به دنبال سازمانی به منظور حمایت مالی برای ادامه دادن این تحقیق هست

دانشمندان دانشگاهCornell برای شکستن ? پیوند شیمیایی قوی تحت دما و فشار محدود، به روش جدیدی دست یافته‌اند که براثر آن فرآیندهایی با صرف انرژی پایین به منظور تولید ترکیبات‌ آلی حاوی نیتروژن تولید می‌شود.

دانشمندان دانشگاهCornell برای شکستن ? پیوند شیمیایی قوی تحت دما و فشار محدود، به روش جدیدی دست یافته‌اند که براثر آن فرآیندهایی با صرف انرژی پایین به منظور تولید ترکیبات‌ آلی حاوی نیتروژن تولید می‌شود.

محققان روش جدید ساخت پیوندهای نیتروژن کربن (N-C) با استفاده از نیتروژن ملکولی ‌(? N) و منواکسید کربن ابداع کرده‌اند که این واکنش در حالت عادی نیازمند مقدار زیادی انرژی است.

پیوندهای نیتروژن کربن معمولا با استفاده از آمونیاک به عنوان نیتروژن به وجود می‌آیند که این واکنش هم نیاز به صرف انرژی زیادی دارد.

پیوند بین نیتروژن و کربن در بسیاری از ترکیبات دارویی معروف، کودها، حشره‌کش‌ها، نایلون و هر نوع پروتئین یافت می‌شود.برای این منظور در فرآیندهای صنعتی از محلول آمونیاک استفاده می‌شود، چرا که شکستن پیوندهای سه‌گانه نیتروژن مولکولی بسیار سخت است.

آمونیاک طی فرآیند هابر بوش که در دما و فشار بالا اتفاق می‌افتد، تولید می‌شود و هیدروژن مورد استفاده آن از منابع سوخت فسیلی است. نیتروژن مولکولی شامل ? اتم نیتروژن متصل بر هم با پیوند سه‌گانه است که یکی از پایدارترین مولکول‌‌های موجود است و چون هیچ‌گونه پایانه‌ مثبت یا منفی ندارد پیوند بین اتم‌های آن بسیار قوی و شکستن آنها کار مشکلی است.

منواکسیدکربن هم بسیار پایدار و دارای پیوند قوی است، بنابراین نمی‌توان به صورت مستقیم با نیتروژن واکنش نشان دهد.

در طبیعت نیتروژن مولکولی به صورت آنزیم‌های بیولوژیکی تثبیت شده و شیمیدان‌ها با تقلید از این فرآیند آمونیاک تولید می‌کنند تا به وسیله آن بتوانند نیتروژن مورد نیاز ترکیبات آلی را تهیه کنند.با روش جدید واکنش انجام شده آمونیاک را بای پس کرده و مستقیما ترکیبات آلی نیتروژن‌دار تولید می‌کند.

این واکنش دو مرحله‌ای است؛ در مرحله‌ اول از کمپلکس فلزی هافنوسین برای واکنش با نیتروژن استفاده می‌شود که ? پیوند از ? پیوند را می‌شکند تا ترکیب شیمیایی واسطه حاوی ? N و هافنوسین به وجود آورد.

در مرحله دوم منواکسید کربن اضافه شده و با این ترکیب واسطه واکنش می‌دهد تا سومین پیوند نیتروژن ‌ نیتروژن را شکسته و پیوندهای نیتروژن کربن و کربن کربن را به وجود آورد. نتیجه این فرآیند مولکول آلی اگزامید (C?H?N?O?) است که یک کود مهم محسوب می‌شود. چنانچه مقدار منواکسید کربن متفاوت باشد، ترکیب‌های مختلف دیگری را می‌توان به وجود آورد.

محققان Cornell زیاد از این کار راضی نیستند، چرا که میزان اگزامین به دست آمده از این فرآیند به اندازه‌ای نیست که قابل استفاده باشد. چنانچه این فرآیند در کاربردهای صنعتی قابل ارتقا باشد می‌تواند تقاضای زیادی ایجاد کند، چرا که نیتروژن حدود ?? درصد جو را تشکیل داده و به وفور یافت می‌شود و این فرآیند در دمای معمول و فشار مناسب قابل انجام است.