ساخت جوهر ناپدید شونده با مواد جدید

ساخت جوهر ناپدید شونده با مواد جدید

کد خبر:۶۰۵۱۵۴

ساخت جوهر ناپدید شونده با مواد جدید

این مولکول در ۱۰، ۹، ۸ ثانیه … ناپدید می شود.

دانشمندان مواد جدیدی ساخته‌اند که به راحتی در زمان خاصی تخریب می‌شود. این فرآیند که الهام گرفته شده از دنیای عادی و استفاده مجدد از مولکول‌هاست، می‌تواند راه را برای موادی که نیازی به بازیافت ندارند، هموار کند. اما در عوض به سادگی می‌تواند در یک زمان معین متلاشی شود. این یافته می‌تواند منجر به محصولات مختلفی از قبیل ساختارهای تحویل دارو، مجریان پیوند و جوهر ناپدید شونده، شود.

راز این مولکول‌های خود تخریب شونده این است که آن‌ها نیاز به یک ورودی اندک انرژی دارند تا بتوانند در شکل مفید خود باقی بمانند.

جو بوکوفن، شیمیدان دانشگاه فنی مونیخ در آلمان، می‌گوید: “آن‌ها موادی هستند که نمی‌خواهند! آن‌ها ترجیح می‌دهند سطح انرژی خود را پایین بیاورند و هیچ چیز نیست که بخواهد در شکل اصلی‌اش باقی بماند.”

بلوک‌های ساختمان زندگی

هنگامی که کار انسان با یک شیء تمام می‌شود، آن را در جایی دفن می‌کنند، جایی که مواد زیادی، بسیار آهسته تجزیه می‌شوند؛ یا آن‌ها را به صورت خاکستر می‌سوزاند و یا مواد را با استفاده از پردازش گسترده آن‌ها و سپس بازگشت به زنجیره تامین، بازیافت می‌کنند. تمام این روش‌ها مقدار زیادی از مواد یا انرژی را از بین می‌برند.

شیمیدان دانشگاه فنی مونیخ در آلمان به نام جاب بکٌوِن(Job Boekhoven)  می‌گوید: ” اما چرخه زندگی، مولکول‌ها را به همین شیوه هدر نمی‌دهد، عمدتا به دلیل اینکه انرژی آن‌ها به صورت شیمیایی درمی‌آید.”

به عنوان مثال، بیشتر مواد جامد ساخته شده توسط انسان با استفاده از یک نوع پیوند مولکولی به نام پیوند کووالانسی، که در آن اتم‌ها الکترون‌ها را به اشتراک می‌گذارند، ایجاد می‌شود. این پیوند فوق‌العاده قوی برای شکستن است. فکر می‌کنم یک پلیمر پلاستیکی توسط گرم کردن بلوک‌های ساختار اولیه یک محصول نفتی ساخته شده است. آن‌ها یک کربن سرسخت را تشکیل می‌دهند که باکتری‌ها قادر به شکستن نیستند، به همین دلیل، مطالعات زیستی پیش از این، گزارش داده‌اند که پلاستیک‌ها تجزیه نمی‌شوند.

جاب بکٌوِن می‌گوید: “ولی پیوندهای موجود در طبیعت از نوع دیگری هستند : پیوندهای مولکولی بسیار ضعیف‌تر مانند پیوند یونی، وان‌در‌والسی و پیوند هیدروژنی. به عنوان مثال، پیوند هیدروژنی، نوع جذب الکترواستاتیک در آب که در آن انتهای مثبت و منفی مولکول‌ها شکل گرفته است، ۱۰ برابر ضعیف‌تر از پیوند کووالانسی است که در آن اتم‌ها الکترون‌ها را به اشتراک می‌گذارند.و نیروهای وان‌در‌والس، که در آن ابرهای الکترونی اتم‌ها به اشتراک گذاشته می‌شوند، در فواصل بزرگ‌تر ناپدید می‌شوند.

طبیعت نیز بر یک عامل کلیدی دیگر تکیه دارد که برای مولکول‌های جدید ناپدید شونده حیاتی است: ساختارهای مولکولی طبیعی همیشه از حد تعادل خارج می‌شوند، به این معنی که آن‌ها نیاز به جریان ثابت انرژی برای حفظ عملکرد دارند. بدون این انرژی اضافی (به عنوان مثال از غذا)، این مولکول‌ها در نهایت جدا از هم شده و به حالت ساده‌تر باز می‌گردند.

جاب بکٌوِن در گفتگو با Live Science می‌گوید: “یک سلول طبیعی به طور مداوم نیاز به مواد مغذی و انرژی دارد. در غیر این صورت، به واحدهای سازنده‌اش تجزیه خواهد شد.”

یکی از مزایای رویکرد طبیعت، این است که ساختار پیچیده‌تر را با استفاده از انرژی کمتری، آسان می‌سازد. به این معنی که مولکول‌های مبتنی بر چرخه طبیعت اساسا “خود شفا”( self-healing ) هستند.

مولکول های خود تخریب شونده

بکٌوِن و همکارانش در این کنفرانس تصمیم گرفتند یک صفحه از شیوه زندگی مونتاژ مواد را بیابند. برای انجام این کار، محققان چندین نوع مواد مختلفی را تولید کرده‌اند که این مواد نیاز به انرژی دارند تا بتوانند در شکل فعلی خود باقی بمانند. دانشمندان این مولکول‌ها را supramolecular نامگذاری کرده‌اند.

 

جاب بکٌوِن در ادامه افزود: اول، کلوئیدی ساده از دانه‌های کوچک، که هر کدام فقط ۱ درصد بزرگتر از قطر موی انسان است، ساخته شد. به عنوان سوخت اضافه شده، این دانه‎‎های مینیاتوری مانند یک رشته مروارید جمع می‌شوند و می‌توان آن‌ها را برای جمع‌آوری و جدا شدن در یک نظم خاص و در زمان های خاص تنظیم کرد. بکٌوِن گفت که او این مواد را برای تهیه دارو پیش بینی می‌کند. برای مثال، داروهای خاص باید از اسید معده خارج شوند، بنابراین اگر آن‌ها فقط پس از گذراندن زمان به روده منتقل شوند، می‌توانند داروها را تا زمانی که به محل مورد نظر می‌رسند محافظت کنند.

محققان همچنین یک ماده بلوری کروی را آزمایش کردند که به طور عادی از بین می‌رود اما زمانی که یک سوخت در بالای آن‌ها ریخته می‌شود، مات می‌شود. با استفاده از سوخت، نقاط تاریک دوباره روشن می‌شوند. محققان در ۱۸ ژوئیه در مجله Nature Communications گزارش دادند که این ماده را می‌توان به عنوان یک جوهر قابل پاکسازی مورد استفاده قرار داد.

بکٌوِن در ادامه افزود: “بنابراین شما می‌توانید یک پیام موقت را با عمر از پیش تعیین شده، ایجاد کنید.” او گفت که ماده مورد نظر می‌تواند به طور چشمگیری در کاغذهای معمولی (مواردی مانند صورتحساب، بلیط و رسید دریافت) استفاده شود.

با این حال مواد دیگری از الیاف بلند ساخته شده‌اند که به طور خودکار، ساختار فیزیکی‌ای برای خود ایجاد می‌کنند. این مواد می‌توانند روزی برای پیوند بافت‌ها درجراحی استفاده شوند، تا بدن بتواند آن را پس نزند. محققان می‌گویند این مواد در ادامه ناپدید شده و جذب بدن می‌شوند.

اگر این مواد خود را جمع‌آوری و تجزیه می‌کنند، و نیاز به انرژی برای وجود دارند، پس آیا آن‌ها به نوعی زندگی می‌کنند؟

بکٌوِن گفت، در حال حاضر این مواد واقعا هیچ کدام از صفات زندگی را ندارند. اما محققان در این زمینه شروع به تحقیق و بررسی کرده‌اند که چه چیزی برای زندگی بخشیدن به آن‌ها نیاز است….؟

 

 

لینک:

https://www.livescience.com/60003-self-destructing-molecules-created.html

کلمات کلیدی
, ,
More from ملیحه احمدی خامسی

آیا ریه‌ی شخص سیگاری بعد از ترک سیگار بهبود می‌یابد؟

کد خبر:۶۰۴۲۵۱   آیا ریه‌ی شخص سیگاری بعد از ترک سیگار بهبود...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *