محققان فرانسوي با استفاده از پرتو الکتروني موفق به ساخت حفرههايي روي گرافن و نانولولههاي کربني شدند و پس از آن درون اين حفرهها را با اتمهاي خارجي پر کردند. در ميان تمام روشهاي موجود براي توليد نانولولههاي کربني و گرافن، تنها ميتوان به روش CVD براي توليد انبوه اين مواد اعتماد کرد. روش CVD مبتني بر فعاليت کاتاليزورهاي فلزي است که در آن توليدکنندگان ميتوانند برخي از کاتاليزورهاي فلزي مانند آهن را با گازهاي واکنشدهنده نظير هيدروژن ترکيب و در کورهي بسيار گرم، نانولولههاي کربني را توليد کنند. براي بهينهسازي فرايند توليد، لازم است درک ما از برهمکنش موجود ميان نانولولههاي کربني يا گرافن با اتمهاي فلزي افزايش يابد، کاري که تاکنون انجام نشدهاست. از نتايج مطالعهي برهمکنش ميان کربن و فلز ميتوان در صنعت الکترونيک نيز استفاده کرد. چپ: يك فيلم گرافني شفافِ منتقلشده روي يك صفحه PET 35 اينچي. راست: يك نمايشگر تماسي گرافني متصلشده به يك كامپيوتر. محققان فرانسوي نشان دادند که ميتوان روي نانولولههاي کربني يا گرافن در يک محل از پيش تعيينشده، نواقصي را ايجاد کرد تا از آن بهمنظور نقطهي به دام اندازي فلزات خارجي استفاده کرد. با اين کار ميتوان روي محل مشخصي در اين مواد، اتمهاي فلزي را نشست داد. اگر بتوان يک اتم را در شبکهي گرافن قرار داد، ميتوان از آن در ساخت نانوسيستمهاي کامپوزيتي جديد استفاده کرد. پيش از اين مشخص شده بود که حرکت اتمهاي خارجي روي يک گرافنِ بدون نقص، بسيار محتمل است. فلورينا بانهارت از اعضاي اين گروه تحقيقاتي در دانشگاه استراسبورگ، ميگويد:«براي گير انداختن اين اتمهاي خارجي، ميتوان از نواقص موجود در شبکهي گرافن استفاده کرد. يکي از انگيزههاي انجام پروژه اين است که بتوان ساختار مواد کربني را با دقت نانومتري دستکاري کرد. اين کار در مورد نانولولههاي کربني و گرافن انجام شده؛ بهطوري که حفرههايي روي آن ايجاد گرديده اما خيلي سريع با ناخالصيهاي فلزي پر شدند. در حالت عادي اگر شبکهي گرافني کامل و بدون نقص بود، جاي خالي براي حضور اتمهاي خارجي وجود نخواهد داشت؛ اما اگر اتم کربني از اين ساختار حذف شود، يعني حفرهاي ايجاد شود، آنگاه فضايي براي به دام انداختن ديگر اتمها وجود خواهد داشت، همچنين وجود پيوندهاي آزاد کربني، موقعيت را براي جذب ديگر اتمها فراهم ميآورد. براي ايجاد اين حفرات از پرتوهاي الکتروني استفاده شده که در آن اتم کربن بهوسيلهي پرتو الکتروني از ساختار گرافن يا نانولولههاي کربني خارج ميشود؛ بنابراين ميتوان با تابش الکترون در يک محل از پيش تعيينشده حفره را در آنجا ايجاد کرد که پس از انجام اين کار اتم خارجي در آن نقطه به دام ميافتد. اين پروژه هم نحوهي ايجاد يک حفره در ابعاد آنگسترومي روي گرافن يا نانولوله، و هم چگونگي به دام انداختن اتم خارجي در آن حفره را نشان ميدهد.
مطالعه برهمکنش ميان زيستمولکولها و مولکولهاي کوچک
محققان دانشگاه کاليفرنيا در لوس آنجلس (UCLA) روشي توسعه دادهاند که ميتواند راه را براي مطالعه عملکرد نصف تمام پروتئينهاي درون بدن انسان هموار سازد. اين محققان توانستهاند مولکولها را در مقياس نانو کنترل کرده و بدين طريق برهمکنشهاي ميان پروتئينها و مولکول هاي کوچک را به دقت مطالعه نمايند. اين روش جديد که در آن مولکولهاي کوچک بهعنوان طعمه براي گرفتن و مطالعه مولکولهاي زيستي بهکار ميروند، ميتواند منجر به توسعه نسل جديدي از درمانهاي مربوط به روانپزشکي شود. اين گروه تحقيقاتي که رهبري آن را آنّه آندروس، استاد روانپزشکي دانشگاه کاليفرنيا بر عهده دارد، برهمکنش ميان مولکولهاي زيستي بزرگي همچون DNA و پروتئينها، و مولکول هاي کوچکي همچون هورمونها و انتقالدهندههاي عصبي مانند سروتونين را مطالعه ميکنند تا بدين طريق نسل جديدي از اهداف يا مولکولهاي کليدي را که مسئول ايجاد بيماريهاي خاص هستند، شناسايي کنند. برهمکنش ميان مولکولهاي زيستي بزرگ و مولکولهاي کوچک در طبيعت بسيار وسيع است، اما جداسازي اين برهمکنشها در آزمايشگاه دشوار مي باشد. براي توسعه درمان هاي جديد براي اختلالات رواني، ضروري است درک بيشتري از اين برهمکنشها حاصل شود. آندروس ميگويد: «در حال حاضر چيز زيادي درباره اينکه چه مولکولهاي هدفي به بيماريهاي خاص مربوط ميشوند، نميدانيم. زماني که هدف مشخصي وجود داشته باشد، شرکتهاي دارويي به خوبي ميتوانند درمان آن را طراحي کنند. گروه ما تلاش دارد تا اين هدف را مشخص کند». تصوير SEM از سطح بالايي باقيمانده اين باکيکاغذ/پليمر.بزرگنمايي: 70 هزار. تاکنون توسعه دارو براي اختلالات رواني همانند افسردگي بر مبناي آزمون و خطا بوده است که در آن شرکتهاي دارويي بر مبناي چند داروي محدود که به طور اتفاقي کشف شدهاند، تلاش ميکنند داروهاي جديدي توسعه دهند. کنترل در مقياس نانو کليد کار محققان دانشگاه UCLA است. اين پيشرفت مديون کار تحقيقاتي ديگري است که توسط گروه پل وايز، يکي ديگر از محققان همين کار روي الگودهي تکلايههاي خودآرا (SAMs) صورت گرفته است. وايز دريافت که اين تکلايهها به طور واقعي سطح کاملي را تشکيل نميدهند. آنها داراي نواقصي هستند که مي توان از اين نواقص براي جداسازي تکمولکولها بهره برد. فضاي خالي موجود در اين نقاط نقص اهميت بالايي دارند، زيرا اين محققان يک مولکول کوچک به نام سروتونين را در اين نقاط داراي نقص قرار داده و از آن بهعنوان طعمهاي براي گرفتن مولکول هاي بزرگ بهره ميبرند. اگر اين فضا به اندازه کافي بزرگ نباشد، فضاي لازم براي تکتک مولکولهاي سروتونين جهت گرفتن مولکولهاي بزرگ وجود نخواهد داشت. مطالعه برهمکنش ميان مولکولهاي زيستي بزرگ و مولکولهاي کوچک بسيار دشوار است. اما با اين روش، زماني که قلاب ماهيگيري مبتني بر SAMs که داراي طعمه از جنس سروتونين است، يک مولکول بزرگ را ميگيرد، محققان ميتوانند برهمکنش ميان آنها را در فضايي مشابه فضاي طبيعي مولکولها بررسي کنند. جزئيات اين تحقيق در مجله ACS Chemical Neuroscience منتشر شده است.
