پمپ‌هاي نانومقياس و عوامل مؤثر بر ساخت آنها

[RM]

پمپاژ سيالات در مقياس مولکولي، کاربردهاي فراواني مانند هدفگيري دقيق داروها و تنظيم جريان ورودي و خروجي سلول دارد؛ اما طراحي ماشين‌ابزاري براي انجام چنين کاري تا‌کنون ممکن نبوده‌است.

شيمي‌دانان دانشگاه ايلينويز نقشه‌اي را براي سرهم کردن يک پروانه نانومقياس كه داراي تيغه‌هايي در ابعاد مولکولي است، طراحي نموده‌اند.

اين دانشمندان براي نخستين بار، با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي کلاسيک ديناميک مولکولي، توانستند شرايط واقعي اين محيط‌هاي ميکروسکوپي را مورد مطالعه قرار داده، چگونگي پمپاژ مايعات (خصوصاً آب و روغن) را با استفتده از اين پروانه‌هاي بسيار ريز متوجه شوند.

آنها دريافتند که برخلاف پروانه‌هاي معمولي در مقياس ماکرو، در اينجا شيمي سطح (ترکيبات شيميايي و زيستي) شکل، اندازه و حساسيت تيغه‌ها به آب هم ـ يعني آب‌گريز يا آب‌دوست بودن آنها ـ نقش مهمي در بازدهي پمپاژ آنها دارد.

به نظر اين محققان اصولا ً مي‌توان با اتصال برخي از مولکول‌هاي زيستي به اين تيغه‌ها، شرايطي را ايجاد نمود که اين پروانه‌ها تنها محلول‌هايي را پمپ كنند كه محتوي مولکول‌هاي زيست‌سازگار با تيغه‌هاست. به اين ترتيب در توسعه مکانيک پمپاژ مايعات نانومقياس بايد عوامل جديدي را در نظر گرفت؛ البته با توجه به دشواري‌هايي که ساخت چنين دستگاه‌هاي بسيار کوچکي دارند، تحقق آنها چندين سال طول مي‌کشد.

در حال حاضر دانشمندان مشغول مطالعه برا ي يافتن راه‌هاي ساخت موتورها، سيستم‌هاي متحرک و ديگر دستگاه‌هاي نانومقياس در يک محيط هيبريدي (ترکيبي از شيمي زيستي و معدني) و بر مبناي سيستم‌هاي زيست‌شناسانه مانند فلاژل‌هاي بسيار ريز (که مي‌توانند باکتري‌ها را به‌سرعت حرکت دهند) هستند.

به نظر اين محققان قرن 21 زمان محقق شدن اين قبيل سيستم‌هاي نانومقياس مصنوعي (که اين پروانه‌ها تنها جزئي از آن است) محسوب مي‌شود و آنها نسبت به اين امر بسيار خوشبين هستند.
جزئيات بيشتر اين تحقيق در شماره 12 جولاي مجله نيچر و شماره 28 ژوئن Physical Review letters به چاپ رسيده‌است.

منبع:اسمان پارس