نگهداری هیدروژن با کمک شکلات‌های نانو

به گزارش خبرنگار ایمنا، عینک‌های ایمنی پیشرفته ممکن است بتواند پیشرفت بیماری "گلوکوم" که یکی از دلایل رایج کاهش بینایی است را متوقف کند.

آب‌سیاه یا گلوکوم (glaucoma) اصطلاحی برای توصیف گروهی از اختلالات چشمی با علت‌های متفاوت ولی اثری بالینی و مشترک بر چشم و عصب بینایی و وابسته به فشار داخل چشمی است؛ پس این مشکل می‌تواند به بینایی چشم آسیب برساند که غیرقابل برگشت است و در صورت عدم معالجه سبب نابینایی می‌شود.

حال محققان اظهار کرده‌اند شاید بتوان با کمک فناوری بر پیشرفت این بیماری نظارت کرد.

این عینک‌ها که کاربران می‌توانند به مدت نیم ساعت در روز استفاده کنند، برای رساندن پالس‌های الکتریسیته به چشم برای تحریک عصب بینایی برای ترمیم خود، طراحی شده‌اند و حال محققان در حال انجام آزمایشات بیشتر برای بررسی تأثیر آنها هستند.

گلوکوم یک بیماری شایع چشمی است که اگر به موقع تشخیص داده نشود و درمان نشود، می‌تواند به از دست دادن بینایی فرد منجر شود. علت بروز آن مشخص نیست، اگرچه سن، سابقه خانوادگی ابتلاء به گلوکوم و سایر بیماری‌های پزشکی مانند دیابت و نزدیک‌بینی می‌تواند خطر ابتلاء به آن را افزایش دهد.

انواع مختلفی از این بیماری وجود دارد که گلوکوم با زاویه باز(open-angle glaucoma) شایع‌ترین آنهاست. شیوع آن نیز بیشتر در سنین بالای ۷۰ و ۸۰ سال است. به آهستگی و در نتیجه مسدود شدن تدریجی کانال‌های تخلیه در چشم ایجاد می‌شود و ابتدا بینایی جانبی(peripheral vision ) را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به همین دلیل، مردم اغلب متوجه نمی‌شوند که به گلوکوم مبتلا هستند و تنها در یک آزمایش معمول چشم تشخیص داده می‌شود.

درمان‌ها نیز شامل تجویز قطره چشم برای کاهش فشار چشم و لیزر یا جراحی برای باز کردن کانال‌های مسدود شده یا کاهش تولید مایع در چشم است.

محققان می‌گویند که به رغم اثربخشی چنین داروهایی، گلوکوم بسیاری از بیماران بدتر می‌شود و از دست دادن بینایی پیش رونده نیز در حال توسعه است.

دستگاه جدید که شبیه یک جفت عینک واقعیت مجازی است و توسط شرکت "Nu Eyne" مستقر در کره جنوبی ساخته شده است، از تحریک الکتریکی سطح پایین برای تحریک بخش بازسازی بافت عصبی استفاده می‌کند.

بخیه هوشمند بر زخم‌های عمقی بدن نظارت می‌کند

محققان بخیه هوشمندی ساخته‌اند که بر زخم‌های اعماق بدن پس از عمل جراحی نظارت می‌کند.

نظارت بر زخم‌ها پس از انجام عمل جراحی قدم مهمی برای جلوگیری از عفونت، باز شدن زخم و سایر عوارض است. با این حال زمانی که محل جراحی در اعماق بدن باشد، نظارت بر آن به طور معمول محدود به بررسی‌های بالینی یا بررسی‌های پر هزینه رادیولوژی می‌شود. این روش‌ها اغلب در تشخیص عارضه پیش از آنکه به تهدیدی برای زندگی فرد تبدیل شود، با شکست مواجه می‌شود.

حسگرهای الکترونیک زیستی (بیوالکترونیک) سخت را می‌توان برای نظارت مداوم درون بدن قرار داد، اما این حسگرها شاید نتوانند به خوبی با بافت حساس زخم ادغام شود.

گروهی از محققان به رهبری "جان هو"(John Ho) استادیار مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه ملی سنگاپور و همچنین مؤسسه فناوری و اختراعات سلامت این دانشگاه، یک بخیه هوشمند ساخته‌اند که بدون باتری کار می‌کند و می‌تواند به صورت بی‌سیم داده‌ها را از زخم‌های عمیق دریافت و منتقل کند.

این بخیه هوشمند دارای یک حسگر الکترونیکی کوچک است که می‌تواند بر یکپارچگی زخم، نشتی معده و ریزحرکات بافت‌ها نظارت کند در حالی که باعث بهبودی زخم به روشی مشابه بخیه‌های معمول پزشکی می‌شود.

نتایج این تحقیقات در تاریخ ۱۵ اوت ۲۰۲۱ در مجله‌ی "Nature Biomedical Engineering" منتشر شد.

اختراع محققان دانشگاه ملی سنگاپور سه جز اصلی دارد. یک بخیه ابریشمی پزشکی که با یک پلیمر رسانا پوشانده شده است تا بتواند به سیگنال‌های بی‌سیم پاسخ دهد، یک حسگر الکترونیکی بدون باتری و یک "قرائت‌کننده"(reader) بی‌سیم که برای انجام بخیه از خارج بدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از مزایای این بخیه هوشمند آن است که استفاده از آن کمترین تغییر را در روش‌های استاندارد جراحی ایجاد می‌کند. در طول بخیه‌زدن زخم، بخش عایق این بخیه به ماژول الکترونیکی آن دوخته می‌شود و با استفاده از سیلیکون پزشکی، اتصالات الکترونیکی ایمن می‌شود.

سپس کل بخش بخیه‌زده شده به عنوان سامانه بازشناسی با امواج رادیویی(RFID) عمل می‌کند و می‌تواند توسط یک قرائت‌کننده خارجی که سیگنالی به بخیه هوشمند می‌فرستد و سیگنال بازتاب شده را تشخیص می‌دهد، قرائت شود.

تغییر در سیگنال بازتاب شده می‌تواند نشانه‌ای احتمالی از وجود عارضه در محل زخم باشد.

این بخیه هوشمند تا عمق ۵۰ میلی‌متر بسته به طول بخیه‌ها قابل قرائت است و عمق آن را به طور بالقوه می‌توان با افزایش رسانایی بخیه یا حساسیت "قرائت‌کننده" افزایش داد.

نگهداری هیدروژن با کمک "شکلات‌های نانو"

پژوهشگران آلمانی روش جدیدی را برای ذخیره هیدروژن در نانوساختارهایی شبیه به شکلات ارائه داده‌اند.

شاید یک روش نوآورانه بتواند نانوذرات را به مخازن ساده‌ای برای ذخیره هیدروژن تبدیل کند. گاز بسیار فرار، یک حامل امیدوارکننده انرژی برای آینده در نظر گرفته می‌شود که می‌تواند سوخت‌های سازگار با آب و هوا را برای هواپیماها، کشتی‌ها و کامیون‌ها فراهم کند و همچنین، به تولید فولاد و سیمان سازگار با آب و هوا کمک کند. با وجود این، ذخیره هیدروژن، پرهزینه است، زیرا گاز باید در مخازن تحت فشار تا ۷۰۰ بار نگهداری شود یا باید به صورت مایع درآید که به معنای خنک کردن آن تا دمای منفی ۲۵۳ درجه سلسیوس است. هر دو روش، انرژی زیادی را مصرف می‌کنند.

گروهی از پژوهشگران آلمانی به سرپرستی "آندریاس استیرل"(Andreas Stierle)، رئیس آزمایشگاه نانو در مرکز تحقیقاتی "دسی"(DESY)، یک روش جایگزین را پایه‌گذاری کرده‌اند. روش آنها، ذخیره‌سازی هیدروژن در نانوذرات ساخته‌شده از فلز گرانبهای پالادیوم را پیشنهاد می‌دهد که قطر آنها فقط ۱.۲ نانومتر است. این واقعیت که پالادیوم می‌تواند مانند یک اسفنج به جذب هیدروژن بپردازد، مدت‌ها است که شناخته شده است.

استیرل گفت: با وجود این، خارج کردن دوباره هیدروژن از ماده تاکنون مشکل‌ساز بوده است، به همین دلیل است که ما در حال آزمایش ذراتی از جنس پالادیوم هستیم که تنها حدود یک نانومتر قطر دارند.

پژوهشگران برای اطمینان از اینکه نانوذرات به اندازه کافی محکم هستند یا خیر، آنها را با یک هسته ساخته شده از فلز کمیاب ایریدیوم تثبیت کردند. آنها نانوذرات را به یک تکیه‌گاه از جنس گرافین متصل کردند. استیرل گفت: ما می‌توانیم ذرات پالادیوم را در فواصل دو و نیم نانومتری به گرافین بچسبانیم. این کار، یک ساختار منظم و دوره‌ای را پدید می‌آورد.

در این پژوهش، منبع اشعه ایکس مرکز تحقیقاتی دسی موسوم به"PETRA III " برای مشاهده آنچه هنگام تماس ذرات پالادیوم با هیدروژن رخ می‌دهد، به کار رفت.

هیدروژن به سطوح نانوذرات می‌چسبد و تقریباً هیچ مقدار از آن به داخل نفوذ نمی‌کند. نانوذرات را می‌توان شبیه شکلات تصور کرد؛ یک مهره ایریدیوم در مرکز قرار دارد که در لایه‌ای از پالادیوم پوشانده شده و از بیرون با هیدروژن پوشیده شده است. تنها چیزی که برای بازیابی هیدروژن ذخیره شده ضروری به نظر می‌رسد، افزودن مقدار کمی گرما است. هیدروژن به سرعت از سطح ذرات آزاد می‌شود، زیرا مولکول‌های گاز مجبور نیستند از داخل خوشه خارج شوند.

خودروی هیبریدی جدید هواوی

شرکت "هوآوی" چین که به تازگی از خودروی جدید خود موسوم به "Aito M5" رونمایی کرده است، می‌گوید این خودرو برتر از خودروی تسلا مدل Y است.

شرکت "هوآوی" جزئیات بیشتری را در مورد خودروی هیبریدی جدیدش منتشر کرده است که ادعا می‌کند نه تنها یک رقیب برای "تسلا" است، بلکه حتی از خودروی "مدل Y" این شرکت نیز پیشی گرفته است. به عبارت دیگر، "هوآوی" به طور آشکار در حال رقابت با شرکت "تسلا" متعلق به "ایلان ماسک" است.

این غول فناوری در چین، در سراسر جهان با دستگاه‌های مخابراتی و گوشی‌های هوشمند خود شناخته شده است، اما اکنون در حال حرکت به سمت تولید خودروهای الکتریکی است. قابل ذکر است که این شرکت به سمت حوزه رانندگی خودران حرکت کرده است.

به گفته "ریچارد یو" مدیرعامل و مدیر اجرایی گروه تجاری مصرف کننده "هوآوی"، سیستم عامل جدید هوآوی موسوم به "هارمونی او اس"(HarmonyOS) اکنون یک وسیله نقلیه جدید دارد. خودروی "Aito M5" یک خودروی هیبریدی است که هم با برق و هم با سوخت کار می‌کند و تحویل آن از اواسط ماه فوریه آغاز خواهد شد.

قیمت "Aito M5" معادل ۳۹ هزار دلار خواهد بود که به طور شگفت انگیزی ارزان‌تر از تسلا "مدل Y" با قیمت ۴۴ هزار دلار است.

این در حالی است که یک استارتاپ مستقر در چین به نام "نیو"(Nio) با معرفی سدان الکتریکی خود موسوم به "ET5" خود را به عنوان رقیب "تسلا" معرفی کرد. قیمت خودروی جدید این شرکت اما ۵۱ هزار و ۲۵۰ دلار خواهد بود. همچنین سدان "ET7" این شرکت که در ماه مارس تحویل داده خواهد شد، با قیمت ۷۰ هزار دلار عرضه خواهد شد.

گفتنی است که خودروی هیبریدی جدید "هوآوی" دارای شیشه‌های دو جداره و ضد صدا خواهد بود.
خودروسازان در چین می‌خواهند خودروها برای مصرف‌کنندگان حسی شبیه به استفاده از گوشی‌های هوشمند داشته باشند.

"یو" می‌گوید: ما می‌توانیم تجربه کیفیت متعالی را ارائه دهیم. خودروی "Aito M5" شرکت "هوآوی" اولین مدل این برند است که مخفف عبارت «افزودن هوش به خودرو» است.

وی افزود: همچنین این خودرو اولین پروژه کاملاً طراحی و ساخته شده توسط "هوآوی" است.

بر اساس این گزارش، ادغام سیستم عامل "هارمونی او اس" در این خودروی جدید آخرین نمونه از فلسفه طراحی خودروها در چین است که ایده طراحی خودروهای جدید را به عنوان چیزی که نقشی شبیه به گوشی‌های هوشمند در زندگی مصرف کنندگان دارند، در نظر می‌گیرد.

خودروی هیبریدی جدید "هوآوی" دارای یک صفحه نمایش لمسی است که قادر به تنظیم بسیاری از عملکردها، از جمله مواردی مانند تماشای فیلم یا گوش دادن به موسیقی است.

ضمن اینکه یکی از ساعت‌های هوشمند سری "هوآوی" می‌تواند به عنوان کلید برای ورود و راه‌اندازی "Aito M5" نیز کار کند.

پلاستیکی که با استفاده از نور خود را تعمیر می‌کند

گروهی از دانشمندان دانشگاه نیوساوث‌ولز (New South Wales) راهی برای چاپ سه‌بعدی سریع و ارزان پلاستیک خود ترمیم شونده ایجاد کرده‌اند.

محققان دریافتند که افزودن پودری مخصوص به رزین مایع که در فرآیند چاپ سه‌بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌تواند به ترمیم مواد در صورت آسیب‌دیدگی کمک کند.

این ترمیم در دمای اتاق و تنها زیر نور دیود نورگسیل (LED) انجام می‌گیرد. این نور باعث ایجاد واکنش‌های شیمیایی و جوش خوردن قطعات شکسته می‌شود.
در حال حاضر دستیابی به چنین نتیجه‌ای با قرار دادن قطعات شکسته در چرخه‌های گرمایی انجام می‌گیرد و همچنین نیاز به صرف ۲۴ ساعت زمان دارد در حالی که این روش جدید در یک ساعت انجام می‌گیرد.

اگرچه چاپ سه‌بعدی به طور کلی باعث کاهش تأثیرات زیست محیطی می‌شود اما نمی‌توان آن را سازگار با محیط زیست نامید.

"ناتانیل کوریگان"(Nathaniel Corrigan)، سخنگوی این تیم تحقیقاتی می‌گوید: با وجود حجم زیادی از پلاستیک که در چنین فرآیندی دخیل است و چاپگرهایی که برای روزها کار می‌کنند، هر تأخیری برای تعمیر شکستگی‌ها باعث صرف وقت و هزینه بیشتر شود، اما اکنون پلاستیک‌ها می‌توانند به سرعت و به آسانی ترمیم شوند و در بسیاری از موقعیت‌ها می‌توان اجزا شکسته را به جای دور انداختن، تعمیر و مورد استفاده قرار داد.

او افزود: از نظر زیست‌محیطی فایده‌ی آشکاری وجود دارد، زیرا نیازی نیست هر بار که یک ماده می‌شکند آن را از نو بسازید. ما در حال افزایش طول عمر این مواد هستیم که در نهایت به کاهش زباله‌های پلاستیکی ختم می‌شود. پودری که به رزین اضافه شد یک تریتیو کربنات(trithiocarbonate) یا عامل RAFT است که توسط شرکت CSIRO تولید شده است.

تریتیو کربنات از واکنش هیدروسولفید و کربن دی‌سولفید ساخته می‌شود و امکان بازسازی شبکه‌ی اجزا که مواد چاپ سه‌بعدی را ایجاد می‌کنند فراهم می‌کند و به آن‌ها امکان جوش خوردن می‌دهد.

این فرآیند در عرض ۳۰ دقیقه زیر نور LED انجام می‌شود و ترمیم کامل در عرض حدود یک ساعت انجام می‌گیرد.

شناسایی راهی مؤثر برای درمان سرطان پوست

محققان دانشکده پزشکی دانشگاه "پنسیلوانیا" در مطالعه اخیرشان از شناسایی اهداف درمانی جدیدی برای درمان سرطان پوست خبر داده‌اند.

سرطان پوست شایع‌ترین نوع سرطان است و شایع‌ترین نوع آن سرطان پوستی غیر ملانومی است.

طبق گزارش انجمن آکادمی پوست آمریکا، تخمین زده می‌شود که بیش از ۸۵ میلیون آمریکایی به نوعی بیماری پوستی مبتلا هستند. بنابراین تحقیق در این زمینه و یافتن درمان‌های مؤثر می‌تواند بر کیفیت زندگی میلیون‌ها فرد در جهان تأثیر بگذارد.

به گفته محققان جهش‌های ژن MLL4 در سلول‌های اپیتلیال پوست می‌تواند گردش سلولی سالم را مهار کرده و به ایجاد سرطان‌های کراتینوسیت منجر شود.

کراتینوسیت (Keratinocyte) سلول اصلی سازنده روپوست است. در واقع ۹۰ درصد سلول‌های اپیدرم کراتینوسیت هستند. به این سلول‌ها، "بازال سل" نیز گفته می‌شوند. این سلول‌ها عملکرد دفاعی در برابر عوامل خارجی مانند میکروب‌ها، حرارت، نور آفتاب و … دارند.

بر اساس یافته‌های مطالعه جدید محققان دانشکده پزشکی دانشگاه پنسیلوانیا، مورد هدف قرار دادن مسیرهای تغییر یافته توسط جهش‌های MLL4 به منظور ایجاد "ترن اور"(turnover) و مرگ سلول پوست، رویکردی مناسب برای سرکوب رشد تومور ارائه می‌دهد.

سرطان پوست سرطانی است که از پوست ناشی می‌شود. این دسته سرطان‌ها به دلیل رشد غیرعادی سلول‌ها که توانایی حمله یا انتشار به دیگر قسمت‌های بدن را دارند، به‌وجود می‌آیند. سه نوع عمده این سرطان عبارتند از: سرطان سلول پایه‌ای(BCC)، کارسینوم سلول-سنگفرشی(SCC) و ملانوما. دو مورد اول به همراه تعدادی از سرطان‌های پوستی که زیاد شایع نیستند تحت عنوان سرطان پوستی غیر ملانومی شناخته می‌شوند.

ژن MLL4 یکی از شایع‌ترین ژن‌های جهش یافته در تمام سرطان‌های انسانی است. مطالعات قبلی نشان داده بود که MLL4 با سرکوب تومور در انواع سرطان‌ها مرتبط است اما تاکنون نقش آن در سرطان پوست ناشناخته بود.

محققان این مطالعه به منظور کشف چگونگی تأثیر MLL4 بر رشد سرطان، تنها این ژن را در بافت‌های اپیتلیال موش‌ها حذف کردند و دریافتند که سلول‌های پوست تکثیر می‌شوند، پوست ضخیم می‌شود و نوعی فرایند از "ترن اور" و مرگ پوست نرمال به نام "فروپتوز"(ferroptosis) مهار می‌شود.