نانو پزشکی

به جز پیشرفت‌هایی که در علم پزشکی مدرن، در قرن اخیر صورت گرفت، پزشکی جدیدتری ظهور کرده است که بیش از اینکه یک علم باشد، یک هنر وابسته به ابزار است. در پنجاه سال اخیر، دانش پزشکی بررسی بیماری‌ها را در ابعاد مولکولی به پیش برده است. از دیدگاه مولکولی، پزشکی مدرن هنوز در ابتدای راه خود قرار دارد. مثلاً امروزه از داروهایی استفاده می‌کنیم که شامل ساختار محدودی از مولکول‌ها هستند. این ملکولها برای درمان یک بیماری خاص به کار می‌روند. به کمک نانوپزشکی، محصولات دارویی می‌توانند مثل ماشین‌های هوشمند برنامه‌ریزی شوند. آنها به حسگرهایی مجهزند که می‌توانند قدرت تصمیم‌گیری و تأثیرپذیری از محیط را برای ماشین فراهم کنند. این ماشین‌ها می‌توانند جلو عوارض جانبی و واکنش‌های حساسیت‌زا را بگیرند. داروهای جدید خود را با بدن سازگار می‌کنند و تنها با رسیدن به مقصد نهایی عمل اختصاصی خود را (که در واقع همان درمان است) انجام می‌دهند. آنها می‌توانند قبل از فعال ‌شدن دارو از آزاد شدن مقدار بیشتر از حد آن جلوگیری کنند و مانع بروز مسمومیت‌ شوند.

نانومواد و دسته بندی آنها قسمت دوم

در قسمت قبلی به معرفی نانومواد خواص آنها و دسته بندیشان پرداختیم در این قسمت می خواهیم هریک از دسته بندی های نام برده را توصضیح دهیم.

دسته بندی نانو مواد

همانطور که در قسمت قبل ذکر شد مواد در مقیاس نانو به دسته های زیر قابل تقسیم می باشد:

1. نانو لایه ها (nanolayers)

2. نانو پوشش ها (nanocoating)

3. نانو خوشه ها (nanocluster)

4. نانو سیم ها (nanowire)

5. نانو لوله ها (nanotube)

6. نانو حفره ها (nanohole)

7. نانو ذرات (nanoparticle)

 اکنون به معرفی موارد بالا می پردازیم:

نانوکامپوزیت ها؛ دسته بندی، خواص و کاربرد

1. مقدمه

کامپوزیت ترکیبی است که از لحاظ ماکروسکوپی از چند ماده متمایز ساخته شده باشد، به طوری که این اجزاء به آسانی از یکدیگر قابل تشخیص باشند. به طور نمونه، یکی از کامپوزیت های آشنا بتن است که از دو جزء سیمان و ماسه ساخته شده است.

برای ایجاد تغییر و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، آن ها را ترکیب یا کامپوزیت می کنیم. به طور مثال پلی اتیلن (PE) که در ساخت چمن های مصنوعی از آن استفاده می گردد، رنگ پذیر نیست و به همین سبب رنگ این چمن ها اغلب مات است. برای برطرف نمودن این نقص به آن وینیل استات می افزایند تا خواص پلاستیکی، نرمیت و رنگ پذیری آن اصلاح شود. در واقع، هدف از ایجاد کامپوزیت، به دست آوردن ماده ای ترکیبی با خواص مورد انتظار می باشد.

علوم محاسباتی و علم نانو قسمت دوم

یکی از کاربردی ترین و مولدترین زمینه ها در علوم محاسباتی، کاربرد آن در شاخه های علوم مولکولی و نانوفناوری است. این زمینه ها در کنار هم و در کنار علومی چون بیولوژی مولکولی ، ژنتیک مولکولی، فناوری اطلاعات و علوم شناختی ارکان انقلاب صنعتی-علمی را تشکیل می دهند. اشتراک بین این 4 رکن در آینده نزدیک ،به خلق فناوری همگرای فوق العاده ای منجر می شود که بوجود آمدن سیستم ها و ابزار و مواد هوشمندی را نوید می دهد؛ که ازپایین به بالا، اتم به اتم و مولکول به مولکول چیده شده و این در بر دارنده تمام کاراکترها، عملکردها و مکانیزم های پیچیده در سیستم های هوشمند زنده مانند حافظه، تعمیر خود به خود، تکثیربرنامه ریزی شده بی نقص، خود چیدمانی و خود سازماندهی می‌باشد.

همگرایی در مقیاس نانو رخ می دهد؛ جایی بنیادین که در آنجا بلوک های ساختمانی پایه، اعم از فیزیکی، بیلوژیکی و مواد هوشمند در کنار هم قرار می گیرند. نانوساختارها (یعنی اندازه ای بین 1 تا 100 نانومتر) چیده می شوند و قوانین میکروسکوپی چیدمان، ساختار قرارگیری زیر لایه ها را کنترل می کنند. در نهایت علوم محاسباتی و فناوری نانو با هم دانشی عالی را برای دستکاری و اصلاح ساختاری مواد در سطوح اتمی و هسته ای، بوجود آورده و چگونگی امکان کنترل کامل روی شکل گیری، عملکرد و خواص آنها را به عنوان مواد جدید هوشمند در اختیار ما می گذارند.  باکمک علوم نانو محاسبات اکنون می توانیم روی یک تک اتم در یک سیستم پیچیده مولکولی سوار شده  و به بررسی تعاملات ذرات آن بپردازیم، نظربه اینکه این سیستم نانومتری می تواند جامد، سیال، گاز، یک پروتئین DNA و یا یک ویروس باشد که در فاز خود از یک میکرو حالت به میکرو حالتی دیگر سویچ کرده و نتایج محاسباتی معنی داری را برای خواص قابل مشاهده بدست دهد.

علوم محاسباتی، سومین شاخه از پژوهش قسمت اول

وقتی یکی از برترین ژورنال های ریاضی جهان به نام  Mathmatical Intellingencer را که در سال 2007 در زوریخ کشور سوئیس به چاپ رسیده است ورق می زنیم، به مقاله ای بر می خوریم که نویسنده آن یک دانشمند ایرانی به نام پروفسور هاشم رفیع تبار است؛ یکی از چهره های ماندگار علمی کشورمان که به کسب افتخاری دیگر دست زده و مقاله ایشان در میان برترین مقالات علمی جهان جای گرفته است.