خودچینشی مواد جدید برپایه‌ی گرافن به ساختار عروقی

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۹/۱/۶ | 
خودچینشی مواد جدید برپایه­ی گرافن به ساختار عروقی
تیمی از پژوهشگران بین المللی به سرپرستی آلوارو ماتا در دانشگاه ناتینگهام و کوئین مری لندن در انگلستان، ماده جدیدی را که می­تواند چاپ سه بعدی شود و ساختارهای عروقی مانند بافت را ایجاد کند، کشف کرده­اند. در مقاله­ای در مجله­یNature Communications، پژوهشگران از توسعه­ی روشی برای چاپ سه بعدی اکسید گرافن با پروتئین که می­تواند به ساختارهای لوله‌ای تشکیل شود و بعضی از ویژگی­های بافت عروقی را تکثیر کند، گزارش داده­اند.
ماتا گفت: "این پژوهش با ایجاد توانایی همزمان چاپ زیستی سه بعدی از بالا به پایین و خودچینشی اجزای سنتزی و زیستی به صورت منظم از مقیاس نانو از پایین به بالا، فرصت­هایی را در تولید زیستی ایجاد می­کند." وی ادامه داد: "در اینجا، ما در حال ساخت ساختارهای سیال مویرگی مانند در مقیاس میکرو هستیم که با سلول­ها سازگار هستند، از نظر فیزیولوژیکی ویژگی­های مناسبی را نمایش می­دهند و توانایی تحمل جریان را دارند. این می­تواند باعث احیای عروق در آزمایشگاه شود و پیامدهایی در توسعه­ی داروهای ایمن­تر و کارآمدتر داشته باشد، به این معنی که درمان ­ها به طور بالقوه می­توانند خیلی سریع­تر به بیماران برسند. "
خودچینشی فرآیندی است که در آن چندین جزء خودبخود در ساختارهای بزرگتر و کاملاً تعریف شده سازماندهی می­شوند. سیستم ­های زیستی به طور قابل ملاحظه­ ای برای  قرار دادن بلوک­ های ساختمانی مولکولی در مواد پیچیده و کاربردی که دارای خواص قابل توجهی از قبیل ظرفیت رشد، تکثیر و انجام عملکردهای قوی هستند، به این فرآیند متکی ­اند.
ماده زیستی جدید با خودچینشی یک پروتئین با اکسید گرافن تولید می­شود. این فرآیند خودچینشی به نواحی انعطاف پذیر (بی نظم) پروتئین اجازه می­دهد تا مطابق اکسید گرافن نظم یابند و اثر متقابل قوی بین آنها ایجاد کند. با کنترل نحوه­ ی ترکیب این دو جزء، می­توان چینش آن­ها را در مقیاس­ های مختلف در حضور سلول­ها هدایت کرد تا ساختارهای پیچیده­ ی نیرومندی تولید شود.

از این ماده می­توان به عنوان جوهر زیستی چاپ سه بعدی برای چاپ ساختارها با هندسه­ های پیچیده و وضوح تصویر تا 10 میلی متر استفاده کرد. تیم پژوهشی توانایی ساخت سازه­ های عروقی مانند را در حضور سلول­هایی که ویژگی­ های شیمیایی و مکانیکی مطابق از نظر زیستی دارند را نشان داده ­است.
یوانهاو وو عضو تیم، که همچنین در دانشگاه ناتینگهام و دانشگاه کوئین مری لندن است، گفت: "علاقه زیادی برای ایجاد مواد و فرآیندهای ساختی وجود دارد که تقلید کننده از طبیعت هستند. با این حال، توانایی ساخت مواد عملکردی قوی و دستگاه ­ها از طریق خودچینشی اجزاء مولکولی تا امروز محدود شده­ است." "این پژوهش روشی جدید برای ادغام پروتئین­ ها با اکسید گرافن به وسیله خودچینشی را به طریقی ارائه می­ دهد که می­تواند به راحتی با ساخت افزایشی ادغام شود تا به راحتی دستگاه­ های سیال زیستی تولید شوند که به ما امکان می­دهند بخش­های اصلی بافت­ ها و اندام­ های انسانی را در آزمایشگاه تکثیر کنیم."


منبع: https://www.materialstoday.com/materials-chemistry/news/new-graphenebased-material-selfassembles/
 گردآورندگان:دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی


غشای کربنی جدید صد برابر بیشتر انرژی تولید می‌کند

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۹/۱/۶ | 
غشای کربنی جدید صد برابر بیشتر انرژی تولید می­کند
شیمیدانان لیدنی (هلند غربی) غشا بسیار نازک جدیدی را با ضخامت تنها یک مولکول ایجاد کرده ­اند. این غشا می­تواند صد برابر بیشتر از بهترین غشاهای مورد استفاده امروز از آب دریا انرژی تولید کند. پژوهشگران یافته ­های خود را در Nature Nanotechnology منتشر کرده ­اند.
نازک و متخلخل
 هنگامی که آب شیرین و آب شور تقاطع می­یابند، تبادل نمک و ذرات دیگر صورت می­گیرد. غشایی که در آب قرار دارد قادر است که انرژی را از ذرات در حال حرکت از یک طرف به طرف دیگر ذخیره کند. فرآیند مشابه­ ای همچنین می­تواند برای نمک­زدایی آب دریا استفاده شود. شیمیدانان لیدنی غشای جدیدی تولید کرده ­اند که می­تواند صد برابر بیشتر از غشاهای کلاسیک و غشاهای نمونه­ ی اولیه­ ی شناخته شده در منابع علمی، انرژی تولید کند.
میزان تولید انرژی به ضخامت غشا و تخلخل آن بستگی دارد. پژوهشگران توانستند غشایی مبتنی بر کربن ایجاد کنند که هم متخلخل و هم نازک باشد. به همین دلیل می تواند انرژی بیشتری نسبت به غشاهای فعلی ایجاد کند، که یا متخلخل یا نازک هستند اما هر دو ویژگی را ندارند.
برای ایجاد این غشای جدید، ژو لیو و گرگوری اشنایدر تعداد زیادی مولکول روغنی را بر روی یک سطح آب پخش کردند. این  ساختارهای مولکولی بلوک­ها و سپس به تنهایی یک لایه نازکی را تشکیل می دهند. با گرم کردن لایه، مولکول­ها در جای خود قفل شده و یک غشای پایدار و متخلخل ایجاد می کنند. طبق گفته­ های ژو لیو، این غشا می­تواند برای نیازهای خاص تطبیق داده شود. لیو: "غشایی که ایجاد کردیم فقط دو نانومتر ضخامت دارد و به یون­های پتاسیم نفوذ پذیر است. ما می­توانیم با استفاده از یک بلوک ساختمانی مولکولی متفاوت، خواص غشا را تغییر دهیم. از این طریق می­توانیم آن را متناسب با هر نیاز تطبیق دهیم."
گرافن
غشای کربن جدید شبیه گرافن است، غشایی بزرگ و مسطح که فقط از اتم­های کربن تشکیل شده ­است. اما طبق گفته گرگوری اشنایدر، این غشای جدید در یک رده ­ی کاملاً متفاوت قرار دارد. اشنایدر: "هنگام ساختن غشا، بسیاری از پژوهشگران با گرافن شروع می­کنند که بسیار نازک است اما متخلخل نیست. آن­ها سپس سعی می­کنند سوراخ ­هایی در آن ایجاد کنند تا نفوذپذیری بیشتری داشته باشند. ما با چینش مولکول­های کوچک و ساخت یک غشای متخلخل بزرگتر از آن مولکول ها، معکوس این کار را انجام داده ­ایم. این ساختار در مقایسه با گرافن، دارای عیوب است و این همان چیزی است که خواص ویژه به آن می­دهد. "
این غشای جدید بهترین­ های هر دو جهان را ترکیب می­کند. اشنایدر: "بخش عمده­ای از پژوهش ­ها در این زمینه بر ایجاد کاتالیست­ های بهتر و غشاها متمرکز شده ­بود که تا حدودی به بن بست رسیده بودند. این کشف جدید، امکانات کاملاً جدیدی را برای تولید انرژی، نمک زدایی و ساخت سلول­ های سوختی بسیار کارآمدتر باز می­کند."
 
منبع: https://nano-magazine.com/news/2020/3/9/new-carbon-membrane-generates-a-hundred-times-more-power
 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی


پژوهشگران می‌توانند محدوده‌ی حرکت وسایل نقیله‌ی الکتریکی را دو برابر کنند

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۲/۲۱ | 
پژوهشگران می­توانند محدوده ­ی حرکت وسایل نقیله­ ی الکتریکی را دو برابر کنند
 
دکتر هون جی جونگ و تیم پژوهشی وی در مرکز تحقیقات ذخیره­ ی انرژی انستیتوی علوم و فناوری کره (KIST) از تولید مواد آند سیلیکونی خبر داده ­اند که می­توانند ظرفیت باتری را چهار برابر در مقایسه با مواد آند گرافیتی افزایش دهند و امکان شارژ سریع تا بیش از 80٪ ظرفیت را تنها در پنج دقیقه فراهم کنند. هنگام استفاده به عنوان باتری­ های وسایل نقلیه الکتریکی، انتظار می­رود مواد جدید بیش از دو برابر دامنه ­ی حرکت خود را نشان دهند.
باتری­هایی که در حال حاضر در وسایل نقلیه الکتریکی با تولید انبوه نصب می شوند از مواد آند گرافیتی استفاده می­کنند اما ظرفیت کم آن­ها باعث می­ شود که وسایل نقلیه برقی از دامنه ­ی حرکت کمتری نسبت به وسایل نقلیه با موتورهای احتراق داخلی برخوردار باشند. در نتیجه، سیلیکون با ظرفیت ذخیره انرژی 10 برابر بیشتر از گرافیت، توجه ها را به عنوان ماده­ ی آند بعدی برای توسعه ­ی وسایل نقلیه برقی با دامنه­ ی طولانی به خود جلب کرده ­است.
با این حال، مواد سیلیکونی هنوز تجاری سازی نشده ­اند زیرا حجم آنها در طی چرخه­ ی شارژ و دشارژ به سرعت گسترش می­یابد و ظرفیت ذخیره سازی به میزان قابل توجهی کاهش می­یابد که باعث محدود شدن تجاری سازی آن می­شود. برای تقویت پایداری سیلیکون به عنوان ماده آندی روش­های مختلفی پیشنهاد شده­است اما هزینه و پیچیدگی این روش ­ها مانع از جایگزینی سیلیکون با گرافیت شده ­است.
برای تقویت پایداری سیلیکون، دکتر جونگ و تیمش بر استفاده از موادی که در زندگی روزمره­ ی ما مانند آب، روغن و نشاسته رایج هستند، تمرکز کردند. آن­ها به ترتیب نشاسته و سیلیکون را در آب و روغن حل کردند و سپس برای تولید کامپوزیت­ های کربن-سیلیکون آن­ها را مخلوط و گرم کردند. یک فرآیند حرارتی ساده که برای سرخ کردن مواد غذایی مورد استفاده قرار می­گیرد برای محکم ثابت نگهداشتن کربن و سیلیکون به کار گرفته شده ­است که از انبساط مواد آند سیلیکون در طی چرخه شارژ و تخلیه جلوگیری می­کند.
مواد کامپوزیتی تولید شده توسط تیم پژوهشی ظرفیت چهار برابر بیشتری از مواد آند گرافیتی (360mAh/g - 1530mAh/g) و حفظ ظرفیت پایدار بیش از 500 چرخه را نشان دادند. همچنین مشخص شد که این مواد باتری را قادر می­سازند تا تنها در 5 دقیقه بیش از 80٪ ظرفیت خود را شارژ کنند. کره ­های کربنی مانع از انبساط حجم معمول سیلیکون و در نتیجه باعث افزایش پایداری مواد سیلیکون می­شوند. همچنین استفاده از کربن با رسانایی بالا و بازآرایی ساختار سیلیکون باعث خروجی بالایی شد.
دکتر جونگ، محقق اصلی تیم KIST گفت: "ما توانستیم مواد کامپوزیتی سیلیکون-کربن را با استفاده از مواد معمولی و روزمره و با مخلوط کردن ساده و فرآیندهای حرارتی بدون راکتور تولید کنیم."وی ادامه داد: فرآیندهای ساده­ای که اتخاذ کردیم و کامپوزیت­هایی که با خواص عالی توسعه داده ­ایم به احتمال زیاد قابل تجاری­سازی و تولید انبوه هستند. این کامپوزیت­ ها می­توانند در باتری­ های لیتیوم-یونی برای وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم ­های ذخیره انرژی (ESSs) استفاده شوند. "
 
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی
منبع: https://nano-magazine.com/news/2020/2/26/scientists-could-double-driving-range-of-electric-vehicles

استفاده از الکتریسیته‌ی طبیعی استخوان برای تقویب بازسازی

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۲/۱۳ | 
استفاده از الکتریسیته ­ی طبیعی استخوان برای تقویب بازسازی

براساس مقاله ­ای مروری در ژورنالScience and Technology of Advanced Material ، برخی از مواد توانایی تقویت ترمیم استخوان را با افزایش خواص الکتریکی طبیعی آن نشان می­ دهند.
بعضی جامدها از جمله استخوان، مینا و کوارتز، هنگام تغییر شکل میدان الکتریکی تشکیل می­دهند. این خاصیت که اثر پیزو الکتریک نامیده می­شود، هنگامی اتفاق می­افتد که یک نیروی مکانیکی اتم­ ها را به هم نزدیک­تر یا دورتر کند، تعادل الکتریکی را بر هم بزند و باعث ظاهر شدن بارهای مثبت و منفی در طرف­ های مقابل یک ماده شود.
پژوهشگران در سال 1957 کشف کردند که استخوان یک ماده پیزوالکتریک است. از آن زمان، آن­ها دریافتند که پیزو الکتریسیته هنگامی رخ می­دهد که فیبرهای کلاژن استخوانی بر روی یکدیگر بلغزد. این منجر به تجمع بارها و تولید جریان کوچکی می­شود که کانال­های یون کلسیم را در سلول ­های استخوانی به نام استئوسیت­ ها باز می­کند. این باعث آبشار مسیرهای سیگنالینگ می­شود که در نهایت باعث تشکیل استخوان می­شوند.
مهندس پزشکی ژونگ هونگ لینگ از دانشگاه ملی تسینگ هوا تایوان و پزشک فو چنگ کاو از بیمارستان یادبود چانگ گونگ تایوان که مقاله را نوشته­ اند، توضیح دادند: "پیزوالکتریسیته یکی از چندین پاسخ مکانیکی ماتریس استخوان است که سلول­ های استخوانی را قادر می سازد نسبت به تغییرات در محیط خود واکنش نشان دهند."
پژوهشگران به دنبال بهره‌گیری از این خاصیت برای بهبود بازسازی و ترمیم استخوان هستند. به عنوان مثال، آن­ها در حال جست و جوی موادی برای تولید ژنراتورهای الکتریکی کوچک و خودران هستند که می­توانند در داخل یا خارج از استخوان کاشته شوند تا فرآیندهای بهبود طبیعی آن را تحریک کنند.
بعضی تیم­ها هنگام استفاده از یک نانو ژنراتور تریبو الکتریک به طور قابل توجهی تکثیر و تمایز سلول­های تشکیل دهنده استخوان جنینی موش را تسریع کرده ­اند. جریان الکتریکی هنگامی ایجاد می شود که دو ماده از هم جدا شده و دوباره به تماس بازگردند. این نانو ژنراتورها با موادی از قبیل پلی متیل آمیلوکسان، اکسید ایندیوم قلع، آلومینیوم و پلی تترا فلورو اتیلن آزمایش شده ­اند. آن­ها پتانسیل خود را برای درمان پوکی استخوان و شکستگی­ های مربوط به پوکی استخوان نشان می­دهند.
از طرف دیگر نانو ژنراتورهای پیزوالکتریک با اتصال یک الکترود به یک ماده­ ی پیزوالکتریک روی بستری انعطاف ­پذیر ساخته می­شوند و در هنگام اعمال نیرو جریان ایجاد می­کنند. همچنین نشان داده شده ­است که این نانو ژنراتورها باعث تقویت سلول­ های تشکیل دهنده­ ی استخوان انسان می­شوند.
علاوه بر نانو ژنراتورها، پلیمرهای پیزو الکتریک، که زیست سازگاری خوبی با بافت­ های انسانی دارند به عنوان پیچ ­ها و پین ­های قابل جذب در شکستگی ­های استخوانی شدید وعده داده می­ شوند که از جراحی دوم برای از خارج کردن آ نها جلوگیری می­شود
سرامیک­ های پیزوالکتریک جریان الکتریکی قوی­ تری را نسبت به پلیمرها فراهم می­ کنند اما می­توانند سمی باشند. سرامیک ­های بدون سرب مانند تیتانات باریم، هیدروکسی آپاتیت و اکسید روی، کاندیداهای اصلی داربست­ های استخوانی هستند که باعث رشد و ترمیم استخوان­ ها و جایگزین استخوان مصنوعی می­شوند.
لین و همکارانش انتظار دارند که پژوهش­ های بیشتر به کاربردهای مبتنی بر پیزو الکتریک برای مهندسی بافت و بازسازی استخوان منجر شود.
 
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی
منبع:
https://nano-magazine.com/news/2020/2/4/using-bones-natural-electricity-to-promote-regeneration

خم کردن الماس در مقیاس نانو امکان‌پذیر است

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۳۰ | 
خم کردن الماس در مقیاس نانو امکان­پذیر است
الماس هم برای پژوهشگران و هم برای جواهرسازان به دلیل طیف وسیعی از ویژگی ­های خارق العاده از جمله سختی استثنایی باارزش است. اکنون تیمی از پژوهشگران استرالیا کشف کرده­ اند که حداقل در مقیاس نانو الماس می­تواند خم شده و تغییر شکل یابد. پژوهشگران می­گویند که این کشف طیف وسیعی از امکانات را برای طراحی و مهندسی دستگاه ­های جدید نانو در حسگرها، صنایع دفاعی و ذخیره انرژی فراهم می­ کند، اما همچنان چالش ­های پیش روی نانوتکنولوژی آینده را نشان می­دهد.
نویسنده­ ی اصلی مقاله­ ی چاپ شده در مواد پیشرفته، دکتری دانشجوی بلیک ریگان از دانشگاه فناوری سیدنی (UTS) می­گوید: نانومواد مبتنی بر کربن مانند الماس از نظر علمی و فناوری مورد توجه خاصی بوده­اند زیرا "در فرم طبیعی آن­ها، خواص مکانیکی می­تواند بسیار متفاوت با مقیاس میکرو و نانو باشد."
الماس در برنامه ­های نوظهور در نانوفوتونیک، سیستم­های مکانیکی میکروالکتریک و محافظت از اشعه پیشرو است. این به معنی طیف متنوعی از کاربردها در تصویربرداری پزشکی، حسگر دما و پردازش اطلاعات کوانتومی و ارتباطات است.
ریگان گفت: "این همچنین بدان معناست که باید بدانیم که این مواد در مقیاس نانو چگونه رفتار می کنند: چگونه خم می­شوند، تغییر شکل می­یابند، تغییر حالت می­دهند و ترک می­خورند. ما این اطلاعات را برای تک بلور الماس نداریم."
این تیم که شامل پژوهشگران دانشگاه کرتین و سیدنی است با نانوسوزن­ های الماسی به طول تقریباً 20 نانومتر یا 10،000 برابر کوچکتر از موی انسان کار می­کردند. این نانوذرات در معرض نیروی یک میدان الکتریکی از میکروسکوپ الکترونی روبشی قرار گرفتند. با استفاده از این تکنیک منحصر به فرد، غیر­مخرب و برگشت­پذیر، پژوهشگران توانستند ثابت کنند که این نانوسوزن­ ها که به عنوان نانومیله­ های الماس نیز شناخته می­شوند، بدون شکستگی می­توانند از وسط تا 90 درجه خم شوند.
علاوه بر تغییر شکل الاستیک، پژوهشگران شکل جدیدی از تغییر شکل پلاستیک را هنگامی که ابعاد نانومیله­ ها و جهت کریستالوگرافی الماس با یکدیگر در یک جهت خاص قرار گیرد، مشاهده کردند. 
پروفسور ایگور آهارونویچ، رئیس پژوهشگرانUTS ، گفت که نتیجه، ظهور غیر منتظره­ ی حالت جدیدی از کربن (به نام کربن 08) و نشان دهنده­ ی "رفتار بی سابقه مکانیکی الماس" است.
این­ ها بینش­ های بسیار مهمی در دینامیک نحوه­ ی پیچش و خم شدن مواد نانوساختار و چگونگی توانایی تغییر پارامترهای یک نانوساختار در تغییر ویژگی­ های فیزیکی آن از مکانیکی به مغناطیسی تا نوری است. برخلاف بسیاری از فازهای دیگر فرضی کربن، کربن 08 خودبخود تحت کرنش با پیوندهای الماس مانند ظاهر و به تدریج به صورت فشرده شکسته می ­شود و منطقه بزرگی از الماس را به کربن 08 تبدیل می­کند.
وی گفت: "کاربردهای بالقوه نانوفناوری بسیار متنوع است. یافته ­های ما از طراحی و مهندسی دستگاه­ های جدید در کاربردهایی مانند ابر خازن­ ها یا فیلترهای نوری یا حتی تصفیه هوا پشتیبانی می­کند."
 
منبع: https://nano-magazine.com/news/2020/2/5/bending-diamond-is-possible-at-the-nanoscale
 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی

پژوهشگران روش جدیدی را برای بهبود چگالی انرژی ابررساناها بر اساس مواد دوبعدی کشف می-کنند

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۲۶ | 
پژوهشگران روش جدیدی را برای بهبود چگالی انرژی ابررساناها بر اساس مواد دوبعدی کشف می­کنند
باتری­ های امروزی که شارژ ذخیره شده در آنها بیشتر به الکترودهایشان بستگی دارند، ظرفیت ذخیره انرژی بالایی دارند. با این حال، سرعت شارژ آهسته منجر به محدود کردن کاربرد آن­ها در وسایل نقلیه برقی و الکترونیکی مصرفی می­شود. خازن­ های الکتروشیمیایی­، به نام ابررساناها، می­توانند اصلی­ ترین منبع ذخیره انرژی آینده باشند. این ابررساناها در ذخیره­ ی انرژی در سطح ماده الکترودیشان برای شارژ سریع و تخلیه توانا هستند. با این حال، در حال حاضر، ابررساناها ظرفیت ذخیره و شارژ باتری یا چگالی انرژی ندارند.
گروه ­های مختلف ترمینال، مانند فلورین، اکسیژن یا گونه­ های هیدروکسیل، می­توانند سطوح مختلف مکسن را بپوشانند. این گروه ­ها با قدرت و خصوصاً با حلال ­های متنوع و همچنین نمک ­های محلول موجود در الکترولیت تعامل دارند. یک مسابقه خوب بین یک الکترود و حلال الکترولیت ممکن است ظرفیت ذخیره سازی را بالا ببرد یا سرعت شارژ را افزایش دهد.
این مطالعه بخشی از مرکز FIRST (واکنش ­های رابط سیالات، ساختارها و حمل و نقل)، یک مرکز تحقیقات مرزی انرژی به سرپرستی ORNL و تأیید شده توسط دفتر علوم DOE است. پژوهش FIRST واکنش­ های بین رابط سیال و جامد را با عواقب حمل و نقل انرژی در برنامه­ های روزانه مطالعه می­کند.
کی لی از دانشگاه درکسل، مکسن کاربید تیتانیوم را از خانواده­ ی سرامیکی مکس تهیه کرد که شامل تیتانیوم مشخص شده توسط ("M")، آلومینیوم ("A") و کربن ("X") بود و پژوهشگران این کار را با اچ کردن لایه­ های آلومینیومی را برای ایجاد تک لایه ­های مکسن پنج صفحه ­ای کاربید تیتانیوم انجام دادند.
پژوهشگران متعاقباً مکسن را در الکترولیت­ های بر پایه­ ی لیتیوم در حلال­ های مختلف که از نظر خصوصیات و ساختارهای مولکولی بسیار متفاوت هستند، غوطه ­ور کردند. یون­ های لیتیوم که دارای بار الکتریکی هستند به راحتی خود را بین لایه­ های مکسن ادغام می­کنند.
بدون عیب بودن ساختار مواد قبل و بعد از آزمایش­های الکتروشیمیایی با میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخص شد، در حالی که ترکیب و فعل و انفعالات شیمیایی مکسن بین حلال الکترولیت و سطح مکسن با طیف سنجی رامان و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس آشکار می­شود. اندازه­گیری­های الکتروشیمیایی نشان داد که بالاترین ظرفیت (مقدار انرژی ذخیره شده) با کمک یک الکترولیت با رسانایی کمتر به دست می ­آید. این یک مشاهده عجیب و متناقض است زیرا پیش بینی به این صورت بود که الکترولیت بر پایه­ ی حلال استونیتریل مورد استفاده دارای حداکثر رسانایی در میان همه ­ی الکترولیت­ های آزمایش شده است تا بهینه­ ترین عملکرد را ارائه کند. در حالی که پراش پرتوی ایکس انقباض و گسترش فاصله بین لایه مکسن را در زمان شارژ و تخلیه با استفاده از استونیتریل نشان داد؛ هیچ تغییری در فاصله بین لایه ­ای با استفاده از حلال کربنات پروپیلن مشاهده نشد. حلال دوم منجر به ظرفیت نسبتاً بالاتری شد. علاوه بر این، الکترودهایی که با ورود و خروج یون­ها گسترش نمی­ یابند نیز پیش بینی می­شود تعداد بیشتری چرخه بار تخلیه را تحمل کنند.
به منظور بررسی پویایی حلال الکترولیتی محدود شده در لایه­ های مکسن، این تیم به پراکندگی نوترون روی آوردند که مستعد اتم ­های هیدروژن موجود در مولکول­های حلال است.
نهایتاً، ولکک شبیه سازی دینامیک مولکولی را انجام داد که تعامل بین سطوح مکسن، حلال­های الکترولیت و یون­های لیتیم بر اساس قطبیت، شکل مولکولی و اندازه مولکول­ های حلال را نشان داد. با توجه به یک الکترولیت بر پایه ­ی پروپیلن کربنات، یک حلال یون­ های لیتیوم را احاطه نمی­ کند و بنابراین بسته بندی نزدیکی بین ورق های مکسن دارد. با این حال، در انواع دیگر الکترولیت ­ها، مولکول­های حلال توسط یون ­های لیتیوم هنگام حرکت به داخل الکترود حمل می­شوند و در نتیجه باعث انبساط ناشی از شارژ شدن می­شوند. اعتقاد بر این است که مدل سازی احتمالاً می­تواند انتخاب زوج­ های حلال الکترود - الکترولیت قریب الوقوع را راهنمایی کند.

 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی
منبع: https://www.azom.com/news.aspx?newsID=50587

امکان ساخت ارزان و آسان بال‌های هواپیما با استفاده از نانولوله‌ها

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۲۳ | 
امکان ساخت ارزان و آسان بال­های هواپیما با استفاده از نانولوله ­ها
از نانولوله­ های کربنی در اتصال آسان و ارزان قیمت مواد کامپوزیتی صنعت هوا فضا که در ساخت هواپیما به کار می رود استفاده شده است. این تکنیک که توسط محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) تهیه شده ­است، نیاز به مخازن گران و پرانرژی با فشار زیاد معمول را کنار می ­گذارد و می­تواند تولید هواپیماها و سازه­ های کامپوزیتی با کارایی بالا مانند تیغه­ های توربین بادی را تسریع بخشد. هواپیماهای مدرن از کامپوزیت­ های ورقه­ ای شکل ساخته شده ­اند که به هم در دماهای بالا در مخازن تحت فشار غول پیکر به نام اتوکلاو متصل می­شوند. در این روش حذف بسته ­های کوچک هوا که بین ورق ­ها تشکیل می­ شوند ضروری است که مرهون زبری سطح میکروسکوپی آنها می باشد، مانند فشردن حباب ­های هوا که در زیر یک فیلم پلاستیکی ایجاد می ­شود.
برایان واردل پژوهشگر هوانوردی MIT توضیح می­دهد: " اگر در حال ساخت ساختار اولیه مانند بدنه یا بال هستید، باید یک مخزن فشار یا اتوکلاو به اندازه­ ی یک ساختمان دو یا سه طبقه بسازید که خود به زمان و پول برای فشار آوردن نیاز دارد." واردل و همکارانش به ساختار­های نانومتخلخل، لایه های خیلی باریک ساخته شده از مواد داخلی جهت دار مانند نانولوله ­های کربن، برای اتصال کامپوزیت­ ها به یکدیگر روی آورده ­اند. فاصله بین هر نانولوله در چنین لایه ­های متراکمی می­ تواند به عنوان مویینگی عمل کند و بر اساس هندسه و انرژی سطح آنها فشار ایجاد کند. این تیم پیش بینی کرده ­اند که با ساندویچ کردن چنین لایه ای بین دو ورقه از مواد دیگر و گرم کردن آن، می­توان50% فشار مویینگی بیشتر در مقایسه با حالتی که در اتوکلاو وجود دارد به مواد اطراف اعمال کرد. در حالی که به طور مشابه حضور هرگونه حباب به دام افتاده را نیز حذف می کند.
با تبدیل ایده به آزمایش، تیم لایه ای از نانولوله­ های کربنی جهت یافته عمودی را در بین دو صفحه از مواد کامپوزیت هواپیما ساندویچ کرده و آنها را با استفاده از یک بسته­بندی برقی از فیلم نانولوله گرم کردند. ماده­­ی بدست آمده بدون حباب و مانند یک کامپوزیت اتوکلاو شده­ بود. واردل می­گوید: "ما دریافتیم که کامپوزیت خارج از اتوکلاو ما، به همان اندازه­ ی کامپوزیت فرآیند اتوکلاو دارای استاندارد طلایی که برای سازه های اصلی هوافضا استفاده می­ شود، مستحکم است". این رویکرد تکمیل کننده­ ی تکنیکی است که در سال 2015 توسط این تیم ساخته شده­ است که با استفاده از بسته بندی نانولوله ­های کربن برای گرم کردن و ذوب کامپوزیت­ها بدون کوره غول پیکر و با یک صدم هزینه انرژی استفاده می­شود.
کیت ریدگوی، متخصص ساخت پیشرفته از دانشگاه استراکلاید می­گوید: "اجزای اتوکلاو شده به عنوان استانداردی در نظر گرفته می شوند که هر فرآیند در صنعت از هر گونه شانسی برای جایگزینی در مقیاس گسترده به ویژه برای ساخت قطعات بحرانی برخوردار باشد." در فراخوان عملیات حرارتی خارج از اتوکلاو هدف مقدس تولید کامپوزیت­ ها، وی متذکر شد که سایر گزینه ­های پیشنهادی، مانند رویکردهای مبتنی بر مایکروویو، می­توانند جذاب به نظر برسند اما یکپارچگی لازم را ارائه نمی­دهند. اغلب حتی به اندازه 1٪ مواد حاوی حفره­هایی هستند که باعث تضعیف آن می­شوند. ریدگوی می­افزاید: "در زمان فعلی، با تمرکز بیشتر بر تغییر اوضاع و کاهش مصرف انرژی، نوآوری پیشنهادی هیجان انگیز و به موقع است." اکنون تیم بر چگونگی توان تولید لایه­ ها با اندازه­ ی بزرگتر از نمونه ­های آزمایشی سانتی­متری تا رسیدن به سازه ­هایی به بزرگی بال­ های هواپیما تحقیق می­کند. واردل می­گوید: "اکنون ما این راه حل جدید را ارائه داده ­ایم که می­تواند حجم تقاضا را جایی که شما به آن نیاز دارید، تحمل کند." فراتر از هواپیماها، بیشترین تولید کامپوزیت در جهان لوله است؛ برای آب، گاز، روغن و همه چیزهایی که وارد زندگی ما می­شوند. این روش می­تواند همه­ ی این موارد را بدون زیرساخت کوره و اتوکلاو ایجاد کند."

گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی
منبع: https://nano-magazine.com/news/2020/1/29/aircraft-wings-could-be-assembled-cheaply-and-easily-using-nanotubes

درک تنش و کرنش مواد توسط حسگر نانو مقیاس

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۱۵ | 
درک تنش و کرنش مواد توسط حسگر نانو مقیاس
 
فناوری حسگر نانومقیاس برای تصویربرداری و اندازه­گیری فشارها و کرنش­ها بر روی مواد تحت فشار زیاد می­تواند منجر به مواد جدید یا فاز جدید ماده با کاربردهای بیشمار شود.
این ادعای تیمی از پژوهشگران در امریکاست که کارشان درک بیشتری در مورد چگونگی تأثیر تغییر فشار بر ویژگی­های فیزیکی، شیمیایی و الکترونیکی ماده ارائه می­دهد. والری لویتاس که آزمایشگاه او در دانشگاه ایالتی آیووا در آزمایش­های تجربی و مدل­سازی محاسباتی از علوم با فشار بالا تخصص دارد، گفت که این فناوری جدید سنجش می­تواند به پیشرفت مطالعات با فشار بالا در شیمی، مکانیک، زمین شناسی و علوم سیاره­ای کمک کند.
توسعه و نمایش این فناوری در مقاله­ای توسط Science منتشر شده­است. نویسنده اصلی نورمن یائو، استادیار فیزیک دانشگاه کالیفرنیا برکلی است. مهدی کامرانی، ایالت آیووا، دانشجوی دکترای مهندسی هوافضا، به همراه لویتاس، استاد مهندسی هوافضا، نویسنده همکار است.
در این مقاله چگونگی جایگذاری مجموعه­ای از سنسورهای نانو، موسوم به مراکز رنگ جای خالی نیتروژن، در الماس­هایی که برای اعمال فشارهای زیاد بر روی نمونه­های مواد ریز مورد استفاده قرار ­می­گیرند، توسط پژوهشگران آمده است. به طور معمول، این آزمایش­های "بوم الماس" با مواد فشرده شده بین دو الماس، به پژوهشگران امکان اندازه­گیری فشار و تغییرات حجم را می­دهد.
بنا بر گزارش­ها­، سیستم جدید حسگر نانو مقیاس­، پژوهشگران را قادر می سازد تا شش فشار مختلف را تصویر سازی، اندازه ­گیری و محاسبه کنند و ارائه­ ی جامع­تر و واقع بینانه ­تر از اثرات فشار زیاد بر روی مواد داشته باشند. آزمایش ­های جدید همچنین به پژوهشگران این امکان را می ­دهد تا تغییرات مغناطیسی مواد را اندازه­ گیری کنند.
لویتاس در بیانیه­ ای گفت: "این یکی از مشکلات اساسی در علم فشار بالا است." وی افزود: "ما باید همه­ ی این شش تنش را در یک الماس و نمونه بسنجیم. اما اندازه ­گیری همه آن­ها تحت فشار زیاد سخت است."
طبق گفته ­ی دانشگاه ایالتی آیووا، آزمایشگاه لویتاس آزمایش ­های بی نظیری را با قرار دادن مواد تحت فشار بالا و سپس پیچاندن آن­ها انجام داده ­است و به پژوهشگران این امکان را می­ دهد تا فشار تغییر فاز را کاهش دهند و فازهای جدید ماده را جستجو کنند که ممکن است کاربردهای فناورانه داشته باشد.
آزمایشگاه همچنین مدل ­های رایانه­ ای چند مقیاسی را برای آزمایش ­های با فشار بالای الماس انجام می­ دهد. لویتاس گفت تجربه از شبیه ­سازی­های فشار بالا دلیل دعوت وی به همکاری با پروژه سنسور یائو بوده­است. شبیه­سازی­ها امکان بازسازی زمینه­های هر شش فشار در کل بوم الماس را برای جایی که نمی­توان اندازه­ گیری و همچنین نتایج آزمایش را تأیید کرد، فراهم کرده ­است. لویتاس قصد دارد از این سنسور در آزمایشگاه خود استفاده کند.
پژوهشگران در مقاله خود نوشتند که سنسور نانومقیاس "دستیابی به دو هدف مکمل در علم فشار بالا را ممکن می­سازد: درک استحکام و شکست مواد تحت فشار (به عنوان مثال، انتقال ترد به انعطاف پذیر) و کشف و شناسایی فازهای خارجی ماده (به عنوان مثال، ثبات فشار ابررساناهای دما بالا) ".
همچنین از فناوری سنجش جای خالی نیتروژنی برای اندازه­ گیری سایر ویژگی­ های مواد مانند خواص الکتریکی و حرارتی استفاده شده­ است. پژوهشگران خاطرنشان کردند: "هم اکنون می­توان به آسانی به محیط­ های پر فشار گسترش داد و دامنه وسیعی از آزمایش ­ها را برای توصیف کمی مواد در چنین شرایط سختی باز کرد."
 
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

​منبع: https://nano-magazine.com/news/2020/1/7/nanoscale-sensor-offers-insights-into-stress-and-strain

۸۱ امین کنفرانس مشکلات شیشه

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۱۲ | 
۸۱ امین کنفرانس مشکلات شیشه
 
26 تا 29 اکتبر 2020 در مرکز همایش بزرگ کلمبوس، هشتاد و یکمین کنفرانس مشکلات شیشه(GPC)  که بزرگترین کنفرانس تولید شیشه در آمریکای شمالی است برگزار می­شود و تولید­کنندگان و تأمین­کنندگان شیشه را در سراسر جهان به سمت تبادل نوآوری­ها و راه حل­ها جذب می­کند. شورای صنعت تولید شیشه (GMIC) با همکاری دانشگاه آلفرد این همایش را برگزار می­کنند. GPC به موضوعات فنی مربوط به متخصصین مسئول عملیات موفقیت آمیز شرکت­های تولید شیشه اختصاص یافته و دو روز کامل از مذاکرات دعوت شده و مشارکت کننده را نشان می­دهد.
 GPCهر سال به رشد خود ادامه میدهد. در حقیقت، کنفرانس 2019 با حضور نزدیک به 600 نفر برگزار شد. این همایش به تنهایی با 88 شرکت کننده برگزار می­شود، بزرگترین حضور در تاریخ.
موضوعات جالب توجه عبارتند از:
  • ذوب شیشه و کیفیت آن
  • احتراق و انتقال حرارت
  • دیرگداز
  • کنترل فرآیند، حسگرها و صنعت 4
  • مدل سازی ذوب و فرآیند شیشه
  • مواد اولیه، بچ، کالت و بازیافت
  • مشکلات شکل دادن و سفارشی­سازی ظروف
  • ایمنی­، انتشار، محیط زیست و سیلیس قابل ملاحظه
  • کاهش کربن، مدیریت انرژی و تقویت برق
  • طراحی و بازسازی کوره
  • طول عمر کوره و نگهداری
  • موضوعات جدید (مربوط به ساخت شیشه)
 منبع: https://glassproblemsconference.org/
گردآورندگان:دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی
 

چگونه نانوذرات مغناطیسی می‌توانند سلول‌های سرطانی را بسوزانند

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۸ | 
چگونه نانوذرات مغناطیسی می­توانند سلول­های سرطانی را بسوزانند
 
متأسفانه سرطان فقط یک بیماری نیست و هنوز هم درمان بعضی از انواع آن مانند پانکراس و تومورهای مغزی یا کبدی با شیمی درمانی، پرتودرمانی یا جراحی دشوار است و منجر به پایین بودن میزان امکان بقا برای بیماران می­شود. خوشبختانه، روش­های درمانی جدیدی مانند هایپرترمی درمانی وجود دارد که با شلیک نانوذرات به سلول­های تومور، آن­ها را گرم می­کند. در یک مطالعه جدید که در EPJB منتشر شده است، آنگل آپوستولوا از دانشگاه معماری و مهندسی عمران و ژئودسی در صوفیه، بلغارستان و همکارانش نشان می­دهند که سرعت جذب ویژه گرمای مخرب توسط سلول­های تومور، به قطر نانوذرات و ترکیب ماده مغناطیسی مورد استفاده برای انتقال گرما به تومور بستگی دارد.
نانوذرات مغناطیسی که به نزدیکی سلول­های تومور انتقال داده شده ­اند، با استفاده از میدان مغناطیسی متناوب فعال می­شوند. هایپرترمی درمانی در صورتی موثر است که نانوذرات به خوبی توسط سلول­های تومور و نه توسط سلول­های موجود در بافت سالم جذب شوند. بنابراین، اثربخشی آن به نرخ جذب خاص بستگی دارد. پژوهشگران بلغاری چندین نانوذره ­ی ساخته شده از ماده­ ی اکسید آهن به نام فریت را مورد مطالعه قرار داده­اند که به آن­ها مقدار کمی مس، نیکل، منگنز یا کبالت اضافه شده­است (روشی به نام دوپه کردن).
پژوهشگران هایپرترمی مغناطیسی بر اساس این ذرات را در موش و کشت سلولی به دو روش گرمایش مجزا بررسی کردند. روش­ها از نظر چگونگی تولید گرما در ذرات متفاوت بودند: از طریق اتصال مستقیم یا غیرمستقیم بین میدان مغناطیسی و ممان مغناطیسی ذرات.
نویسندگان نشان می­دهند که میزان جذب تومور به قطر نانوذرات بستگی دارد. شگفت انگیزانه، با افزایش قطر ذرات میزان جذب افزایش می­یابد، البته تا زمانی که میزان دوپینگ مواد به اندازه کافی بالا باشد و قطر ذرات از مقدار حداکثری تعیین شده (حداکثر 14 نانومتر برای دوپه کردن کبالت و 16 نانومتر برای مس) بیشتر نباشد.  
 
منبع: https://nano-magazine.com/news/2019/4/8/how-magnetic-nanoparticles-can-burn-cancer-cells
گردآورندگان:دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

CERAMICS EXPO 2020

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۱/۲ | 
CERAMICS EXPO 2020
 
این کنفرانس ۵ تا ۶ می 2020 در کیلیولند اوهایو امریکا برگزار می ­شود.
CERAMICS EXPO پیشرو تأمین سالانه زنجیره نمایشگاه و کنفرانس برای سرامیک پیشرفته و مواد شیشه ­ای، ساخت و قطعات است. در کنفرانس امسال رویکرد کاملاً جدیدی با موضوع خلاقانه سرامیک ­های پیشرفته اتخاذ شده ­است: ایجاد آینده ­ای پاک، کارآمد و برقی. این رویکرد نظر شما را با کاوش درCMC ها، کاتالیزورها و تصفیه، پوشش­ های فنی و صنعتی، فلزی کردن سرامیک ها و پوشش ­های سرامیکی روی آلیاژهای فلزی از جمله ­ی بسیاری از موضوعات مهم دیگر، به خود جلب می­ کند.
محورهای تمرکز کنفرانس ۲۰۲۰:
  • روند صنعت
  • کاربردها
  • خواص مواد
  • بهبود فرآیند
 منبع: http://www.ceramicsexpousa.com/
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

تولید سپر حرارتی نازک برای هواپیماهای فوق سریع توسط پژوهشگران

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۲۸ | 
تولید سپر حرارتی نازک برای هواپیماهای فوق سریع توسط پژوهشگران ​
 
دنیای هوافضا به طور فزاینده­ای به کامپوزیت­ های پلیمری تقویت شده با فیبر کربن متکی است تا ساختار ماهواره ­ها، موشک ­ها و هواپیماهای جت را بسازد. اما  عمر آن­ها بسته به نحوه­ ی برخورد با گرما محدود است.
تیمی از پژوهشگران دانشکده­ ی مهندسی FAMU-FSU از انستیتوی مواد با کارایی بالا در دانشگاه ایالتی فلوریدا در حال طراحی طرحی برای سپر حرارتی هستند که از آن ماشین­ های بسیار سریع محافظت می ­کند. کار آن­ها در نسخه­ ی نوامبر Carbon منتشر شده ­است. پروفسور ریچارد لیانگ، مدیر HPMI می گوید: "در حال حاضر، سیستم ­های پروازی ما به سرعت های بالاتری تبدیل می­ شوند، حتی وارد سیستم های هایپرسونیک می ­شوند که پنج برابر سرعت صوت هستند. هنگامی که شما سرعت بالایی دارید، گرمای بیشتری روی یک سطح وجود دارد. بنابراین، ما به سیستم حفاظت حرارتی بسیار بهتری نیاز داریم. "
  این تیم برای ساخت سپرهای حرارتی از نانولوله‌های کربنی که شش ضلعی اتم­های کربن به شکل استوانه­ای هستند، استفاده کردند. ورق­های این نانولوله­ها همچنین به عنوان "buckypaper" شناخته می­ شوند، ماده ­ای با توانایی باورنکردنی برای عبور گرما و الکتریسیته که تمرکز مطالعه در HPMI بوده­است. پژوهشگران با غوطه­ وری buckypaper در رزین ساخته شده از ترکیبی به­ نام فنل، ماده­ای سبک و انعطاف پذیر ایجاد کردند که همچنین به اندازه­ی کافی بادوام است تا بتواند به طور بالقوه بدن موشک یا جت را از گرمای شدید هنگام پرواز محافظت کند.
ایو هائو، عضو هیئت علمی تحقیق در HPMI گفت: سپرهای حرارتی موجود اغلب در مقایسه با سطحی که از آن محافظت می­کنند بسیار ضخیم هستند.
این طرح به مهندسان این امکان را م ی­دهد تا یک سپر بسیار نازک بسازند، مانند نوعی پوست که از هواپیما محافظت می­کند و به حفاظت از ساختار آن کمک می­کند. پژوهشگران پس از ساخت سپرهای حرارتی با ضخامت­ های مختلف، آن­ها را آزمایش کردند.
یک آزمایش شامل استفاده از شعله بر روی نمونه ­ها بود تا ببینند چگونه از رسیدن گرما به لایه فیبر کربن که قصد محافظت از آن را دارند جلوگیری می­کنند. پس از آن، پژوهشگران نمونه ها را خم کردند تا ببینند که چقدر محکم باقی مانده­اند. آن­ها مشاهده کردند که نمونه­هایی که دارای ورقه­های buckypaper هستند در پراکندگی گرما و جلوگیری از رسیدن آن به لایه پایه بهتر از نمونه­های شاهد بودند. آن­ها همچنین در مقایسه با نمونه­های شاهد ساخته شده بدون لایه­های محافظ نانولوله ­ها، مستحکم و انعطاف پذیر باقی ماندند.
انعطاف پذیری یک ویژگی مفید است. این نانولوله ­ها در مقایسه با سرامیک (ماده محافظ حرارتی معمول)، در برابر ترک در درجه حرارت­های بالا کمتر آسیب پذیر هستند. آن­ها همچنین سبک وزن هستند که برای مهندسانی که می­خواهند وزن هر چیزی بر روی هواپیما را که به نحوه­ی پرواز آن کمک نکند کاهش دهند، بسیار مفید است.
 
منبع: https://nano-magazine.com/news/2019/11/13/researchers-develop-thin-heat-shield-for-superfast-aircraft
 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان، مهندس ریحانه گودرزی

راه پر بازده‌تر برای تبدیل آب شور به آب آشامیدنی

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۲۲ | 
راه پر بازده­تر برای تبدیل آب شور به آب آشامیدنی

کمبود آب یک مشکل اساسی در سراسر جهان است. امیر براتی فریمانی، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون، می­گوید: "این مسئله تمام قاره را تحت تأثیر قرار می­دهد." و "چهار میلیارد نفر حداقل در یک ماه از سال تحت شرایط کمبود شدید آب زندگی می­کنند. نیمی از یک میلیارد نفر در طول سال با کمبود شدید آب زندگی می­کنند." با این وجود، وقتی مردم بدون دسترسی به آب آشامیدنی سالم در حال تقلا هستند، اقیانوس­هایی از آب غیر قابل آشامیدن در خارج از محدوده­ی آن­ها وجود دارد. وی می­گوید: "71٪ از سطح جهان پوشیده از آب دریا است و این یک تضاد بسیار جالب است. "
برای مقابله با این مشکل، براتی فریمانی پژوهش­های خود را در زمینه­ی آب شیرین­کن متمرکز کرده­است. این فرآیندی است که در آن آب شور دریا می­تواند به آب شیرین تبدیل شود. برای شیرین کردن آب راه­های زیادی وجود دارد، اما آب شیرین­ کن غشایی یکی از مؤثرترین­ ها است. در این روش، آب از طریق یک غشا نازک با سوراخ ­های ریز با فشار وارد می­ شود. آب در حفره­ ها جاری می ­شود اما یون­ های نمکی نمی­توانند، بنابراین در آن طرف فقط آب شیرین باقی می­ماند.
 وی در جدیدترین پژوهش ­های خود، پتانسیل نوع جدیدی از غشاها به نام چارچوب فلزی-آلی (MOF)را مورد بررسی قرار داده­است. او می­گوید: "این غشاها از هر دو مرکز فلزی و ترکیب آلی تشکیل شده­اند." ترکیب آلی و فلز در یک الگوی پنج ضلعی متصل می­شوند و سوراخی در مرکز ایجاد می­کنند که به عنوان منفذ عمل می کند. براتی فریمانی می­افزاید: "اگر به آن­ها نگاه کنید، آنها مانند لانه زنبور هستند."
چند دلیل مبنی بر مؤثرتر بودن این چارچوب وجود دارد: ۱) بسیار نازک است. این ضخامت به اندازه­ی چند اتم است که به معنی وجود اصطکاک بسیار کم هنگام عبور مولکول­های آب از درون منافذ است. ۲) قرار گیری منافذ به نفوذپذیری کمک می­کند. براتی فریمانی می­گوید: "هنگامی که منافذ مجاور ندارید، فشار زیادی از دیواره روی مولکول ­ها وارد می­شود." این امر باعث کارایی کمتر فرآیند شیرین کردن می­شود. برای درک دلیل، فقط تصور کنید که آب را درون یک قیف می­ریزید. در انتها آب آهسته­تر از سوراخ حرکت می­کند زیرا به دیوارها فشار داده می­شود و مجبور به حرکت در یک فضای کوچک می­شود. از طرف دیگر MOF دارای تخلخل متعدد مجاوری است. وی می­گوید: "هیچ فشاری از طرف دیوار وجود ندارد و این مسئله به آن­ها فرصت می­دهد تا راحت­تر از درون منافذ عبور کنند." تصور کنید که این بار آب را از طریق صافی بریزید، خیلی سریع­تر حرکت می ­کند، زیرا دارای چندین نقطه خروجی است که می تواند از آن عبور کند. 3) MOF از ساختاری بیشتری نسبت به سایر مواد برخوردار است. در بیشتر مواد، دانشمندان برای ایجاد تخلخل مورد نیاز مجبور به ایجاد سوراخ­های ریز هستند که مقدار ایجاد شده را برحسب مساحت سطح محدود می­کند. او می گوید: "اگر می خواهید منافذ زیادی ایجاد کنید، گرافن یا MoS2 نمی­توانند این کار را انجام دهند زیرا از لحاظ ساختاری نمی­توانند فشار را تحمل کنند." اما به لطف ساختار لانه زنبوری، MOF ذاتاً متخلخل است. این باعث ایجاد نسبت بالاتری از تخلخل به مساحت سطح می شود. همچنین باعث صرفه جویی در وقت و انرژی می­شود، زیرا منافذ لازم نیست که ایجاد شوند یا حتی اندازه آن ها تنظیم شوند.
تفاوت بین MOF و سایر غشاهای معمولی قابل توجه است، هم از نظر میزان سرعت عبور آب و هم تعداد یون­هایی که عبور نمی­کنند. این فقط به شبیه سازی چند منافذ می­پردازد. یک گیاه آب شیرین ­کن می­تواند میلیارد­ها تخلخل داشته باشد و بهره وری آن را به صورت نمایی بالا می­برد. وی می­گوید: "در مقیاس یک عملیات بزرگ، بسیار زیاد خواهد بود و حتی افزایش اندک بهره­وری به معنای جهشی بزرگ است. "
مقاله براتی فریمانی در مورد پژوهش خود درNano Letters ، یک ژورنال علمی ماهانه توسط انجمن شیمی آمریکا منتشر شد. این امر به گفتگوی فزاینده­ای درباره آب شیرین­ کن اضافه می­کند و گامی مهم در این زمینه است. علاوه بر دنیای دانشگاهیان، وی امیدوار است که پژوهش­های وی بتواند در زندگی افراد تأثیر بگذارد. او می گوید: "ما باید برای بسیاری از افراد محروم مانند مردم آفریقا یا دیگر مناطق آب شیرین تأمین کنیم. اساساً این ماموریت ماست، آن را به نحوی از نظر انرژی کارآمد کنیم که در همه جا آب شیرین کن داشته باشیم. "

منبع: https://nano-magazine.com/news/2019/12/13/a-more-efficient-way-to-turn-saltwater-into-drinking-water
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

نمایشگاه سرامیتک ۲۰۲۱

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۱۷ | 
نمایشگاه سرامیتک ۲۰۲۱
 
                                                                
 
 سرامیتک محل ملاقات برای صنایع بین المللی سرامیک است: هر شعبه، هر رهبر فروش، هر تصمیم ­گیرنده و تمام زنجیره ­ی با ارزش در اینجا حضور دارند. این همان چیزی است که سرامیتک را به عنوان نمایشگاه برتر تجاری بین المللی در صنعت تبدیل می­ کند.
سرامیتک یک رویداد اصلی است که در آن کل صنعت سرامیک، از تولیدکنندگان تا پژوهشگران، جمع می ­شوند. در طول چهار روز، بیش از 600 غرفه دار از سراسر جهان، تمام نمونه کارهای خود را شامل ماشین آلات، دستگاه ­ها، سیستم ­ها، فرآیندها و مواد اولیه در نمایشگاه سرامیک ارائه می­ دهند. هر شاخه­ ای از صنعت، از سرامیک­ های کلاسیک تا سرامیک ­های صنعتی، مهندسی سرامیک تا سرامیک­های­ فنی و متالورژی پودر حضور دارند.
تنوع صنعت سرامیک در هشت منطقه­ ی نمایشگاهی سرامیتک به شکل زیر نمایش داده شده­ است:
  • مواد اولیه و مواد افزودنی، پودر، مواد تولیدی و لوازم جانبی
  • مواد دیرگداز، لوازم کوره، کوره و تجهیزات کوره
  • ماشین آلات، سیستم­ ها و دستگاه­ های سرامیک رسی سنگین
  • ماشین آلات، سیستم­ ها و دستگاه ­های سرامیک ظریف و دیرگداز
  • سرامیک­ های فنی
  • متالورژی پودر
  • پژوهش
  • رسانه
  • ساخت افزایشی
سرامیتک 2021 از 17 تا 20 ماه می در مرکز نمایشگاه مس مونیخ برگزار می­شود.
منابع:
https://www.ceramitec.com/trade-fair/information/facts-figures/index.html
https://www.ceramitec.com/trade-fair/exhibition-sectors/index.html
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی

 

پنجمین کنگره بین المللی علم مواد سه بعدی (3DMS 2020)

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۱۴ | 
            پنجمین کنگره بین المللی علم مواد سه بعدی  (3DMS 2020)     

پنجمین کنگره بین المللی علوم مواد سه بعدی در تلاش است تا کنگره­ ی برتری را برای ارائه­ ی علاقه و اهمیت فعلی شناسایی مواد سه بعدی، تجسم، تجزیه و تحلیل کمی، مدل سازی و توسعه روابط ساختار و خواص مواد و همچنین داده­ های بزرگ و مسائل مربوط به یادگیری ماشین در رابطه با علم مواد را ارائه دهد. علاوه بر این، این کنگره یک محیط صمیمی برای بحث­ها و تعامل ­های غنی در میان پژوهشگران اصلی جهان ایجاد می­کند تا نه تنها وضعیت مدرن موجود در عناصر مختلف  3DMSرا ارزیابی کنند، بلکه نقشه راه را نیز در زمینه­ های کلیدی پژوهش ­های آینده مشخص کنند. این کنگره شامل سخنرانی­ های دوره­ای­، کلیدواژه­ای، دعوت شده و همچنین سخنرانی­ های مشارکتی خواهد بود. برنامه فنی به شرح زیر است:
  • پوشش محدوده­ ی وسیعی از مهمترین و به سرعت در حال رشدترین مناطق علم مواد سه بعدی
  • شامل ارائه ­های شفاهی، جلسات پوستر تعاملی، و بحث­های مشارکتی برای تعامل حداکثری
  • برای دستیابی به زیرمجموعه‌های کلیدی برای مشخص کردن نقشه­ ی راه برای تحقیقات آینده در3DMS  
 
مباحث فنی زیر (و همچنین سایر موضوعات مرتبط) در این کنگره پوشش داده می شود:
  • روش ­هایی برای شبیه سازی مواد و مدل سازی
  • الگوریتم­ های پردازش و بازسازی داده­ های سه بعدی
  • روابط فرآیند-ساختار-خواص در سه بعد
  • دینامیک مواد در سه بعد
  • روش ­های جدید شناسایی
  • یادگیری ماشین
 زمان­ برگزاری کنفرانس: ۲۸ جون تا ۱ جولای ۲۰۲۰
منبع:https://www.tms.org/3DMS2020

گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی

کنفرانس مواد آینده ۲۰۲۰

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۱۱ | 
کنفرانس علم مواد زمینه­ های اصلی در زمینه­ ی علم مواد و فناوری نانو را در بر می­گیرد. این جلسات به گونه ای طراحی شده ­اند که موضوع و مباحث آن آخرین چالش­ ها و موضوعات پیش رو در این زمینه را نشان می­ دهند.
برخی از موضوعات اصلی در کنفرانس مواد آینده شامل موارد زیر است:
  • مواد پیشرفته
  • انرژی و پایداری
  • ساخت پیشرفته
  • پیشرفت در فناوری نانو
  • فناوری نانو در صنایع دفاعی
  • الکترونیک و سنسورها
  • فناوری زیستی و پزشکی
  • فناوری چاپ سه بعدی
  • نانومواد در کاتالیز
  • روش­های هوش مصنوعی
  • نانو شیمی
  • نانو فناوری خورشیدی
  • فیزیک مواد
  • انرژی و مواد زیست محیطی                             
 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی
 

هفدهمین کنفرانس الکتروسرامیک

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۷ | 
هفدهمین کنفرانس الکتروسرامیک
مجموعه کنفرانس دوسالانه الکتروسرامیک ­ها در اواخر دهه­ ی 1980 تأسیس شد و یکی از بسترهای بین المللی مرکزی را برای پژوهشگران دانشگاهی و صنعتی برای گفتگو و به اشتراک ­گذاری تحولات، اکتشافات و روندهای نوظهور در زمینه­ ی مواد الکتروسرامیکی و کاربردهای آن­هاست.
هفدهمین کنفرانس الکتروسرامیک در بازه زمانی 24 تا 27 اوت 2020 در Darmstadt آلمان برگزار می ­شود. این کنفرانس توسط گروه علم مواد و با همکاری انجمن سرامیک اروپا برگزار می­ شود.
در این کنفرانس پیشرفت­ های اخیر در پیزوالکتریک­ ها، فروالکتریک ­ها، ترموالکتریک­ها، چندرسانه ­ای­ ها، وریستورها، رساناهای یونی و رساناهای مخلوط الکترونیکی-یونی، و مواد caloric برای ذخیره انرژی و تبدیل، محرک ­ها، سنسورها، مبدل­ ها، ارتباطات و سایر کاربردهای مرتبط را پوشش خواهد داد.
تاریخ ­های مهم:
  • شروع ارسال چکیده: ۱۵ ژانویه ۲۰۲۰
  • پایان ارسال چکیده: ۱۵ مارچ ۲۰۲۰
  • شروع ثبت نام: آوریل ۲۰۲۰
  • نتیجه چکیده: ۱ می ۲۰۲۰
  • ثبت نام زودهنگام: قبل از ۲۰ ژوئن ۲۰۲۰
 منبع: https://www.electroceramics.org/en/electroceramics-xvii/welcome.html
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

آهنرباهای شرکت 4M برای ساخت قالب سرامیکی

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۱۰/۲ | 
قالب­ های کار مخصوص قطعات سرامیکی پیچیده، با هدف آسان­تر کردن خروج از قالب و جلوگیری از صدمه دیدن قطعات خام، نیاز به ماهیچه­ هایی با قابلیت جابجایی دارند.
از آهنرباهای دائمی برای نگهداشتن ماهیچه­ ها در هنگام ریخته­ گری دوغابی استفاده می­شود. هم در قالب ریخته­ گری دوغابی و هم در ماهیچه ­ی مربوطه این آهن ربا ها درج می شوند. طیف جدیدی از آهنرباهای دائمی مخصوص ساخت قالب­ های سرامیکی توسط شرکت 4M (Milano Mould Making Materials) ارائه می­شود: آهن رباهای دائمی ساخت محکم، دایره یا مستطیل شکل، با نیروهای کشش تا 15 کیلوگرم، پوشش داده شده یا ساخته شده از نئودیمیوم و غیره.
برنامه فروش شرکت 4M شامل صابون عامل جدایش رزین/گچ، اسفنج­ های پرداخت­ کننده­ ی قطعه خام، مواد بدون سیم (بدون اسپاگ) برای قالب­های گچی، رزین­های ساخت قالب و انواع بسیار متنوعی از ابزارها و تجهیزات ساخت قالب سرویس بهداشتی است.
 شرکت 4M مواد و تجهیزات لازم برای تولید قالب­ های مستر/ اصلی، قالب­ های مادر و قالب­های ریخته­ گری دوغابی را تولید و توزیع می­کند و مواد مصرفی با کیفیت بالا را با هزینه های بسیار رقابتی به تولید­کنندگان ظروف سفید پخت عرضه می­کند. کلیه محصولات عرضه شده توسط شرکت 4M تضمین شده و کاملاً قابل ردیابی است.

                                          
 
منبع: https://www.ceramicworldweb.it/cww-en/news/tiles/4m-magnets-for-ceramic-mould-making/
 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

فراخوان Euro PM2020 برای دریافت مقالات

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۹/۲۷ | 
فراخوان Euro PM2020 برای دریافت مقالات
 
 EPMAبرای کنگره و نمایشگاه Euro PM2020 فراخوان ارسال مقاله صادر کرده ­است. زمان ارسال آنلاین چکیده­ ها از هم اکنون تا 22 ژانویه 2020 توسط سازمان اعلام شده­ است.
Euro PM2020 از 4 تا 7 اکتبر 2020 در لیسبون، پرتغال برگزار می­ شود و موضوعات زیر را پوشش می­ دهد:
  • ساخت افزایشی
  • محیط زیست و پایداری
  • مواد کاربردی
  • مواد سخت و ابزارهای الماسی
  • پرس ایزواستاتیک گرم
  • مواد و فرآیندها برای کاربردهای ویژه
  •  قالبگیری تزریقی پودر
  • پرس و زینتر
اطلاعات کامل از جمله توضیحات تفصیلی در مورد هر موضوع در وب سایت EPMA موجود است.
 
منبع:
https://www.materialstoday.com/molding-and-pressing/news/euro-pm2020-call-for-papers/
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی

اولین خط کامل Supera® در ایران (۱۲ آذر ۹۸)

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۸/۹/۲۳ | 
راک صنعت SITI B&T را برای تولید قطعه­ های چینی بزرگ در اندازه­ های 1600×۳۲۰۰ میلی­ متر انتخاب کرده ­است.
SITI B&T با نصب اولین خط کامل Supera® در کارخانه راک صنعت تهران، تولید کننده­ ی محلی مشهور سرامیک، بازار پنل­ ها و قطعه­ های بزرگ را در ایران افتتاح کرده است.
اجرا از مرداد ماه نشان می ­دهد که خط جدید نسبت به تغییرات در مواد اولیه بسیار تحمل ­پذیر است. این نتیجه به لطف کار پیچیده ­ی بخش تحقیق و توسعه که توسط تکنسین­ های SITI B&T در کارخانه آزمایشیbt-LAB  در فرمیگین ایتالیا انجام شده ­است، حاصل شد.
این امر امکان استفاده از مواد اولیه با منبع محلی را فراهم می ­کند، عاملی که نه تنها از نظر اقتصادی بلکه در سطح صنعتی نیز تأثیر زیادی دارد؛ زیرا از همان بدنه ­های سنتی برای تولید قطعه­ هایی به عنوان اندازه­ های استاندارد کاشی استفاده می­ شود. سیستم فشار Supera® و کوره XXL(با عرض ورودی 3850 میلی متر و امکان پخت همزمان دو قطعه در کنار هم) راک صنعت را قادر به تولید سطوح چینی تا ابعاد 1600×3200میلی متر می­ سازد، بزرگ­ترین سطوح چینی که تاکنون در ایران ساخته شده ­است، در حالی که همچنین در آن سیستم تغییر اندازه ی سریع برای تغییر سریع به اندازه 1200×2400 میلی متر بکار گرفته شده ­است.
ویژگی دیگری که Supera® را به یکی از پیشرفته ترین راه حل ­های موجود تبدیل می­ کند، "صفر بودن ضایعات" (حداکثر 1.5 میلی متر در هر طرف) با 0.2 میلی متر تغییر ضخامت در قسمت طولانی قطعه است. خط راک صنعت  همچنین برای کاهش تأثیرات زیست محیطی طراحی شده­ است و مجهز به سیستم شروع و پایان است، واحد انرژی نوین هیدرولیک با قدرت تقاضا که باعث کاهش مصرف انرژی تا 30% می­ شود.
با توجه به این تجربه، SITI B&T  همچنین طیف وسیعی از مدل­ های Supra® با تناژ پایین­تر،"Supera 18k" ، را برای تولید اندازه­ های عادی در عین حفظ سطح بالای بهره ­وری (۶  قطعه در دقیقه در سایز 1200×1220میلی متر ) ایجاد کرده ­است.   


منبع: https://www.ceramicworldweb.it/cww-en/news/tiles/first-complete-supera-line-in-iran/
 گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی