ساخت نانوحسگری برای شناسایی دقیق‌تر گاز ید
به گزارش خبرگزاری مهر، این پروژه که در مجله علمی Nature Communications منتشر شده است، ترکیبی از اکسید گرافن احیاء شده (rGO)، نانوذرات یدید نقره (AgI) و پلی‌استایرن سولفونات (PSS) را برای افزایش عملکرد حسگرها معرفی می‌کند. این پیشرفت می‌تواند به بهبود شناسایی سریع و انتخابی گازهای مضر کمک کند.
ید، به‌ویژه در شکل رادیواکتیو خود، یکی از آلاینده‌های زیست‌محیطی خطرناک محسوب می‌شود. این عنصر به دلیل فرّار بودن و اثرات زیان‌بارش، نیاز به پایش مستمر و دقیق دارد، خصوصاً در صنایع هسته‌ای و مأموریت‌های فضایی که احتمال قرارگیری در معرض مواد رادیواکتیو بالاست.
روش‌های رایج شناسایی ید معمولاً در غلظت‌های پایین دقت کافی ندارند و از این رو، توسعه حسگرهای پیشرفته‌تر یک نیاز ضروری محسوب می‌شود. ترکیب نانوکریستال‌های نقره با rGO باعث ایجاد یک اثر هم‌افزایی می‌شود که حساسیت و انتخاب‌پذیری حسگر را افزایش داده و چالش‌های فناوری‌های موجود را برطرف می‌کند.
در این پژوهش، کامپوزیت Ag-PSS-rGO با استفاده از یک فرآیند مونتاژ تک‌مرحله‌ای سنتز شد. مراحل آماده‌سازی شامل موارد زیر بود:
* حل کردن ۸۰ میلی‌گرم اسید پلی‌استایرن سولفونیک در ۱۰ میلی‌لیتر آب دیونیزه.
* افزودن ۴ میلی‌لیتر از محلول اکسید گرافن (GO).
* افزودن محلول نیترات نقره (AgNO₃) و ترکیبات احیاء کننده(سدیم هیدروکسید و هیدرازین هیدرات) در دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد.
* فیلتراسیون، شستشو و پخش مجدد ترکیب در آب دیونیزه برای ایجاد یک محلول پایدار جهت ساخت حسگر.
برای ساخت ماژول حسگر، الکترودهای نقره-پالادیوم روی یک زیرلایه سرامیکی آلومینا طراحی و ساخته شدند. سپس محلول Ag-PSS-rGO به روش قطره‌گذاری و خشک کردن روی این الکترودها اعمال شد تا لایه‌ای نازک برای حسگر تشکیل شود.
جهت بررسی ویژگی‌های این ترکیب، آزمایش‌های طیف‌سنجی فوتوالکترونی اشعه ایکس (XPS)، پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی (STEM) انجام شد. این تحلیل‌ها نشان داد که نانوذرات نقره و پلی‌استایرن سولفونات به‌طور موفقیت‌آمیزی درون ماتریس rGO توزیع شده‌اند که موجب عملکرد بهینه این ماده در حسگرهای گازی می‌شود.
برای ارزیابی عملکرد حسگر، آن را در معرض بخار ید در غلظت‌های مختلف قرار دادند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که: حسگر دارای زمان پاسخ‌دهی سریع ۴.۲ ثانیه و زمان بازیابی ۱۱ ثانیه در غلظت ۲۰۰ ppm است. این سرعت بالا، حسگر را برای تشخیص سریع گازهای سمی در صنایع حساس مانند هوافضا ایده‌آل می‌کند. این حسگر دارای رابطه خطی قوی بین پاسخ و غلظت بخار ید است که حد تشخیص آن را تا ۲۵ ppb کاهش داده است.
سازوکار تشخیص به جذب و واجذب برگشت‌پذیر ید روی نانوذرات AgI نسبت داده می‌شود. در این فرآیند، نانوذرات AgI همراه با سطح ویژه بالا و هدایت‌پذیری عالی rGO، منجر به افزایش حساسیت و انتخاب‌پذیری حسگر می‌شوند.
در آزمایش‌های پایداری ۱۰ هفته‌ای، حسگر عملکرد خود را بدون کاهش کارایی حفظ کرد، حتی در شرایط محیطی مختلف. این موضوع نشان می‌دهد که این فناوری برای کاربردهای طولانی‌مدت مانند پایش ایمنی در محیط‌های صنعتی و هسته‌ای مناسب است. حضور PSS باعث پراکندگی بهتر rGO شده و فرآیند پردازش را ساده‌تر می‌کند، در حالی که عملکرد کلی حسگر را بهبود می‌بخشد. با ترکیب ویژگی‌های rGO، نانوذرات AgI و PSS، این تحقیق پایه‌ای برای نسل جدید حسگرهای گازی ایجاد می‌کند که می‌توانند در محیط‌های پرخطر مانند هوافضا، صنایع هسته‌ای و ایمنی محیطی مورد استفاده قرار گیرند.
Source: مهتاب چابوک
متا به حوزه روبات‌های انسان نما نفوذ می کند
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از انگجت، طبق گزارش ها متا در حال ایجاد تیم های جدیدی در بخش «سخت افزار ریالیتی لبز» است که هم اکنون پروژه هدست های واقعیت مجاز کوئست و همچنین طرح عینک واقعیت افزوده اوریون را کنترل می کند. هرچند این شرکت طی فرایند توسعه، سخت افزار روبات را نیز می سازد اما هدف بلند مدت آن مشابه هدف توسعه اندروید است به بیان ساده تر گوگل پلتفرم نرم افزاری ساخته که تقریبا تمام صنعت (به غیر از اپل) از آن استفاده می کنند و متا نیز در حقیقت حسگرهای زیربنایی، هوش مصنوعی و نرم افزار برای شرکت های دیگر می سازد تا در سخت افزارهایشان قرار دهند.
این شرکت در مرحله نخست انجام وظایف خانگی را محور تمرکز پروژه خود قرار داده است. نشریه بلومبرگ تا کردن لباس های شسته شده، حمل کردن لیوان های آب، قرار دادن ظروف در ماشین ظرفشویی و دیگر وظایف را به عنوان نمونه هایی از قابلیت ها ذکر کرده است.
متا مذاکراتی با شرکت روباتیک چینی «یونی تری» آغاز کرده است. این شرکت چینی سگ روباتیک چهارپایی ساخته که می تواند بدود، از پله ها بلا برود و روی پاهای عقبی اش بنشیند از سوی دیگر این شرکت آمریکایی درباره برنامه های خود را با «فیگور ای آی» تولید کننده روبات انسان نما در کالیفرنیا نیز مذاکره کرده است. اوپن ای آی، انویدیا، مایکروسافت، اینتل و جف بزوس از سرمایه گذاران فیگور ای آی به حساب می آیند.
روبات های انسان نمای امروزی به اندازه ای پیشرفته نیستند که بتوانند وظایف خانگی را انجام دهند اما متا معتقد است تمام منابعی که در هوش مصنوعی و فناوری XR صرف می کند زمینه را برای دستیابی به چنین مقصودی فراهم می کند. هرچند به اعتقاد این شرکت هنوز چند سال تا عرضه روبات های انسان نمای کارآمد به بازار باقی مانده اما اندرو بازورث مدیر ارشد فناوری متا پیشرفت آن در حوزه ردیابی حرکات دست، رایانش با پهنای باند کم و حسگرهای همیشه روشن را مزیت بر می شمارد.
بازورث در یادداشتی می نویسد: فناوری های اصلی که قبلا روی آنها سرمایه گذاری کردیم و در ریالیتی لبز و هوش مصنوعی ساخته‌ایم، مکمل توسعه پیشرفت‌های مورد نیاز برای روباتیک هستند ما معتقیدیم گسترش پورتفولیو برای سرمایه گذاری در این حوزه ارزش افزوده برای هوش مصنوعی متا و برنامه های واقعیت ترکیبی و افزوده ما دربر خواهد داشت.
Source: شیوا سعیدی
سوئیچ ژنتیکی به کمک دیابتی‌ها می‌آید
به گزارش خبر گزاری مهر به نقل از فیز، محققان انستیتوETH زوریخ یک سوئیچ ژنتیک جدید ابداع کرده اند که با چسباندن یک وصله تجاری نیتروگلیسیرین موجود در بازار، روی پوست فعال می شود. محققان تصمیم دارند در آینده از این سوئیچ ها برای فعالسازی درمان های سلولی بیماری های متابولیکی مختلف استفاده کنند.
بدن انسان به عنوان مثال با کمک سلول های خاصی در پانکراس به طور مداوم قند خون را رصد و متابولیسم بدن را به دقت تنظیم می کند. هنگامیکه سطح قند خون پس از خوردن یک وعده غذایی افزایش می یابد، بدن برای بازگرداندن آن به حالت طبیعی، زنجیره ای از سیگنال ها را آغاز می کند.
این روند در افراد مبتلا به دیابت به طور منظم کار نمی کند. بنابراین مبتلایان به این بیماری قند خون بالایی دارند که باید رصد و با تزریق انسولین تنظیم شود. مارتین فوسنگر پروفسور بیوتکنولوژی و مهندسی زیستی انستیتوETH زوریخ در بازل و همکارانش با توجه به این شرایط روی توسعه درمان های سلولی فعالیت می کردند.
محققان برای توسعه چنین درمان هایی باید نخست سلول های انسانی را در شبکه ای از ژن ها که به آنها قابلیت های خاصی می دهند، به کار گیرند. به عنوان مثال این سلول ها زیر پوست ایمپلنت می شوند و شبکه با یک محرک خارجی خاص را فعال می کنند.
برای این منظور محققان انواع مختلفی از سوئیچ ها را ابداع کرده اند که برخی با الکتریسیته، برخی با نور و برخی دیگر حتی با موسیقی فعال می شوند اما محققان پژوهش جدید یک نسخه نوین ابداع کرده اند. فوسنگر در این باره می گوید: به نظر من این بهترین سوئیچ ژنتیکی است که با گروهم ابداع کرده ایم.
زیرا این سوئیچ با استفاده از ماده نیتروگلیسیرین فعال می شود و این بدان معناست که کاربرد آن یعنی چسباندن وصله به پوست، بسیار راحت است. هم اکنون وصله های مشابه در اندازه های مختلف در داروخانه فروخته می شود.نیتروگلیسیرین به سرعت از وصله خارج و وارد پوست می شود و در آنجا با ایمپلنتی روبرو می شود که حاوی سلول های اصلاح شده کلیه انسان است.
این سلول ها به طور خاص نیتروگلیسیرین را دریافت می کنند آنها آنزیمی در خود دارند که آن را به اکسید نیتریک که یک مولکول طبیعی سیگنال دهنده است، تبدیل می کنند. اکسید نیتریک در بدن انسان سبب می شود رگ ها باز شوند و در نتیجه جریان خون افزایش یابد. ماده مذکور ظرف چند ثانیه تجزیه می شودو بنابراین فقط روی یک منطقه خاص تاثیر می گذارد.
سلول های ایمپلنتی اصلاح شده اند و بنابراین اکسید نیتریک به تولید و آزادسازی پیام رسان شیمیایی GLP-1 منجر می شود که به نوبه خود ترشح انسولین توسط سلول های بتا پانکراس را افزایش می دهد و در نتیجه تنظیم قند خون می شود. GLP-1 همچنین باعث ایجاد احساس سیری شده و در نتیجه دریافت غذا را کاهش می دهد. این ماده در حقیقت هرمونی به نام «پپتید شبه‌گلوکاگون ۱»است.
سوئیچ جدید به طور خاص از اجزای انسانی ساخته شده و بنابراین هیچ عنصری از گونه های دیگر دربر ندارد. به گفته فوسنگر این یک ویژگی نوین است و زیرا اجزایی که از گونه های دیگر گرفته شده باشند، همیشه ریسک تحریک اشتباه را دارند و در فرایندهای بدن یا واکنش های ایمنی اختلال ایجاد می کنند.
Source: شیوا سعیدی