شگفتی‌های جهان علم به روایت تصویر

به گزارش ادونسد ساینس، تصاویر زیر نشان‌دهنده‌ی تحقیقات و فعالیت علمی دانشمندان و محققان در حوزه‌های مختلف است که علاوه بر موضوعات علمی جالب،‌ جزئیات حیرت‌انگیزی را به نمایش می‌گذارند.

این ساختار برگ مانند، بلورهایی از چارچوب‌های فلزی - آلی دو فلزی (MOF) هستند که از نسبت یک به یک کاتیون‌های Cu۲+ و Zn۲+ تشکیل شده‌اند. از این چارچوب‌های فلزی-آلی در باتری‌های سدیم-گوگرد استفاده می‌شود. این باتری‌ها ساخته‌ی "دنیس یو" (Denis Yu) و "آندری روگاچ" (Andrey Rogach) با کمک محققان چینی هستند. آن‌ها امیدوارند بتوانند مشکل حل شدن گوگرد در باتری را حل کنند و طول عمر باتری‌ها را افزایش دهند.

"پیتر تسنگ" (Peter Tseng) و همکارانش از دانشگاه کالیفرنیا به بررسی نفوذ سیالات برای ایجاد هیدروژل‌های سه‌بعدی قابل برنامه‌ریزی با شکل و عملکرد قابل تنظیم پرداختند. یکی از شکل‌های ایجاد شده مانند یک ماهی بود که در تصویر بالا قابل مشاهده است.

آبژل یا هیدروژل‌ها طبقه‌ای متنوع از مواد هستند که همان طور که از اسم آن‌ها پیداست، ژلی هستند که ماده اصلی تشکیل‌ دهنده آن‌ها آب است.

"پو" (Xiong Pu) و "ژانگ لین وانگ" (Zhong Lin Wang) از آکادمی علوم چین در پکن الاستومری تولید کرده‌اند که مشکلات معمول این پلیمرهای الاستیکی از جمله نشتی و تبخیر را ندارد.

این الاستومرها شفاف، منعطف و هادی هستند.

الاستومرها پلیمرهای الاستیکی هستند که قابلیت انعطاف‌پذیری بالایی دارند و درمحصولاتی چون لاستیک اتومبیل و برف‌پاک‌کن مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این الاستومرها می‌توان در دستگاه‌های الکترولومینِسانس و حسگرهای نانوژنراتور نیز استفاده کرد.

الکترولومینِسانس یک پدیدهٔ الکتریکی است که یک ماده در اثر عبور جریان الکتریکی از آن یا قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی، نور ساطع می‌کند و نانوژنراتورها انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

تولید مدل‌های سه بعدی عروق خونی روشی اقتصادی و اخلاقی برای آموزش پزشکی و آناتومی است، اما مدل‌های کنونی خیلی با عالی بودن فاصله دارند. "جنون کیم" (Joonwon Kim) و همکارانش از دانشگاه علم و صنعت پوهانگ در کره‌ی جنوبی روشی جدید برای ساخت رگ‌های خونی مصنوعی با کارایی بیشتر یافته اند. آن‌ها با استفاده از قالب‌های پوشیده شده با موم موفق به تولید عروق مصنوعی خون شدند که در عرض ۳۰ ثانیه خشک می‌شود.

پیشرفت در تحقیقات مربوط به آنزیم‌ها، پتانسیل قابل توجه آن‌ها در درمان غدد را نشان می‌دهد که با انتقال کارآمد پروتئین‌ها به محل غده ارتباط دارد.

تحقیقات جدید توسط "شیان-ژنگ ژانگ" (Xian-Zheng Zhang) و همکارانش یک حامل پروتئین به نام نانودرام (nanodrum) را که از فلز مایع ساخته شده است، نشان می‌دهد.

نانودرام آنزیم‌ها را به محل غده می‌برد. آنزیم در محیط اسیدی ایجاد شده توسط غده فعال می‌شود و با ترشح هیدروکسیل سلول‌های سرطانی را از بین می‌برد.

"سانگ هو جین" (Sung-Ho Jin) و "جینهان یون" (Jinhwan Yoon) از دانشگاه ملی پوسان (Pusan) در کره با هدف تولید نسل بعدی نمایشگرهای انعطاف پذیر و حسگرهای پوشیدنی قصد ساخت موادی کشسان و با دوام را دارند.

آن‌ها از "ionogel" برای این کار استفاده کردند "ionogel"‌ ترکیبی ساخته شده از یک مایع یونی است. آن‌ها موفق به ساخت ماده‌ای انعطاف پذیر شدند که در تصویر بالا قابل مشاهده است.

در این تصویر مجموعه میکروالیاف‌های رنگی دیده می‌شوند که توسط "Jingwei Xie" و همکارانش در دانشگاه نبراسکا کنار هم قرار داده شده‌اند. او و گروهش در تلاشند تا از این الیاف برای ساخت ایمپلنت پزشکی استفاده کنند. آن‌ها از الیاف قابل استفاده روی باندهای کوچک پزشکی استفاده کردند تا به عنوان یک داربست به بازسازی سلول کمک کند. در آزمایش‌های انجام شده نتایج امیدوارکننده‌ای به دست آمد و همچنین این الیاف خواص ضد باکتریایی از خود نشان دادند.

به نمایش درآوردن اجزای سلول با وضوح بالا کار چالش برانگیزی است. چسباندن مواد فلورسنت به اجزای سلول یکی از راه‌های انجام این کار است، اما این رنگ‌ها ممکن است از بین بروند.

"چنگفنگ وو" (Changfeng Wu)‌ و گروهش نانوذرات پلیمری ایجاد کرده‌اند که به سلول متصل می‌شود و به نمایش آن کمک می‌کند. تصویر بالا میکروتوبول‌هایی (ریزلوله) را نشان می‌دهد که با چندین رنگ از نانوذرات پلیمری نشانه‌گذاری شده‌اند.

تحقیقات زیادی بر روی نمایشگرهای نسل آینده در حال انجام است و دیودهایی که در این تصویر مشاهده می‌کنید، به طور نظری هم می‌توانند نور را تشخیص دهند و هم می‌توانند آن را ساطع کنند. "شیانگ یانگ جی" (Xiangyang Ji)، "یونگجین وانگ" (Yongjin Wang) و گروهشان تایید کردند که امکان استفاده از دیودهای چندمنظوره در نمایشگرها وجود دارد.

سلول‌ها در محیط طبیعی خود به شکل سه‌بعدی رشد می‌کنند و شبیه‌سازی آن‌ها در محیط‌های آزمایشگاهی دشوار است. "یان-لینگ لیو" (Yan-Ling Liu)، "وی-هوآ هوانگ" (Wei-Hua Huang) و گروهشان قصد دارند داربستی انعطاف پذیر و سه‌بعدی برای شبیه‌سازی ریزمحیط‌های سلولی ایجاد کنند. این ساختار با اتصال شبکه‌ای از پپتیدهای متصل به نانولوله‌های طلا به پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان ایجاد شد.