فهرست مطالب
آنه ام استارک از آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور
محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL)
یافته‌اند که منافذ غشا کربنی نانولوله‌ها میتواند روند دیالیز فوق سریع را امکان پذیر سازد که میتواند زمان همودیالیز را در بیماران به میزان زیادی کاهش دهد.
توانایی جدا کردن عناصر ملکولی در محلول‌های مختلط در بسیاری از پروسه‌های زیستی طبیعی و مصنوعی حیاتی است.
یک روش جدا کردن ایجاد شیب غلظت در عرض یک غشا منفذدار است.
این روش باعث راندن یونهای کوچکتر از قطر منافذ را از یک سو به سوی دیگر غشا می‌شود
درحالیکه از عبور هر ذره‌ای که بزرگ‌تر از قطر منافذ هست جلوگیری می‌کند .
(انتقالات در نانو لوله غشا کربنی و بهبود سلامت )
در طبیعت، غشاهای زیستی مانند غشا کلیه و کبد می‌توانند :
فیلتراسیون‌های پیچیده را با وجود ظرفیت پذیرش عبوری بالا انجام دهند.
اگر چه غشاهای مصنوعی اغلب در معاوضه بین انتخابی بودن و نفوذپذیری به مشکل بر می‌خورند.
آن دسته از خصوصیات مواد که مشخص می‌کند چه چیزی میتواند یا نمی‌تواند از غشا رد شود
ناچارا ً سرعت فیلتراسیون را کاهش می‌دهد .
در یک کشف شگفت انگیز که در ژورنال علم پیشرفته به چاپ رسیده است، محققان LLNL یافتند :
که منافذ نانولوله کربن ( لوله هایی از جنس گرافیت که قطری هزار برابر کوچکتر از تار موی نشان دارند) ممکن است؛
چاره‌ای برای معاوضه بین انتخابی بودن در مقابل نفوذپذیری پیدا کند.
هنگامی که از شیب غلظت به عنوان نیروی محرکه استفاده شد یونهای کوچک مثل ؛
پتاسیم، کلر و سدیم به صورت سریع تر از هنگام عبور در یک محلول پر حجم از این منافذ عبور کردند.
استیون بوکسباوم نویسنده اصلی مقاله گفت:
(انتقالات در نانو لوله غشا کربنی و بهبود سلامت )
“نتیجه غیرمنتظره بود چون اتفاق نظر در کتب علمی این است سرعت عبور در منافذ با چنین قطری باید برابر یا کمتر از چیزی باشد که در یک محلول پر حجم می‌بینیم .”
فرانچسکو فورنیسیرو ، پژوهشگر ارشد درباره‌ی پروژه اضافه کرد:
“یافته های ما باعث افزایش تعداد پدیده کمتر مورد توجه قرار گرفته‌ی سیالیت نانو می‌شود
که اخیرا محدوده چند نانومتری کشف شده است.”
عقیده تیم بر این است که این تحقیق نقش قابل توجهی در چندین حوزه در تکنولوژی دارد.
غشاهایی که از نانولوله‌های کربنی به عنوان کانال‌های نقل و انتقال استفاده می‌کنند
می‌توانند روند همودیالیز فوق سریع را امکان پذیر سازند که می تواند زمان درمان را به میزان زیادی کاهش دهد.
به طور مشابه ، هزینه و زمانی که برای تصفیه پروتئین‌ها و دیگر بیوملکول‌ها و همچنین بازیابی محصولات با ارزش از محلول‌های الکترولیت استفاده می‌شود میتواند شدیداً کاهش یابد.
انتقال تقویت شده یون در منافذ کوچک گرافیتی میتواند ایجاد ابر خازن ها با چگالی توان بالا را حتی در منافذی که تقریبا به کوچکی یون‌ها هستند را امکان پذیر سازد.
(انتقالات در نانو لوله غشا کربنی و بهبود سلامت )
برای به عمل رساندن این یافته‌ها تیم تحقیقاتی از غشاهایی که قبلا کشف شده بود استفاده کردند
که در آنها انتقال تنها از طریق حفره درونی با قطر نانومتری کم که متشکل از نانولوله‌های کربنی هم راستا است رخ می‌دهد.
با استفاده از سلول انتشار، یک شیب غلظت در عرض این غشاها القا شد و سرعت انتقال نمک‌های گوناگون و آب اندازه گیری شد.
بوکسباوم گفت:
《ما تست های بازرسی دقیقی را طراحی کرده ایم تا مطمئن شویم هیچ توضیح دیگری برای شار ثبت شده از یونهای بزرگ ، مانند انتقال از طریق سوراخ یا نقص در غشا وجود نداشته باشد》.
برای فهم بهتر چرایی این قضیه ، تیم از چندین نفر از کارشناسان LLNL کمک گرفت.
آن فَم و اِد لا از شبیه سازی کامپیوتری و آپریل ساول از طیف بینی رزوناس مغناطیسی هسته‌ای برای بررسی حرکت یون‌ها در نانولوله های کربن استفاده کردند.
چندین توضیح محتمل رد شده اند، و این برای ما تصویر واضح تری ساخته است.اگر چه فهم کامل از سرعت انتقال مشاهده شده هنوز در حال رشد است.
(انتقالات در نانو لوله غشا کربنی و بهبود سلامت )
یک نظر