دنیای نانو
سال:1402 | دوره:19 | شماره:73 |تعداد مقالات:6

یون های فلزی یا خوشه های مرتبط با پیوندهای آلی برای ایجاد نانوساختارهای یک بعدی، چارچوب های آلی- فلزی (MOFs) نامیده می شوند. سنتز شبکه ای، MOFهایی را با اجزای مشخص شده تشکیل می دهد که می تواند منجر به تشکیل بلورهایی با تخلخل بالا، پایداری شیمیایی و حرارتی زیاد شود. با توجه به مساحت سطح ویژه وسیع تر، اندازه منافذ بزرگ، ماهیت بلوری و قابل تنظیم، MOF های متعددی به عنوان گزینه های بالقوه در زمینه های مختلفی مانند ذخیره سازی و تحویل گاز، ذخیره انرژی، کاتالیزور و سنجش شیمیایی/زیستی استفاده شده اند. این مقاله، مروری بر طبقه بندی MOFها، روش های سنتز MOFها، پارامترهای تاثیرگذار بر سنتز و کاربردهای آنها را ارائه می دهد. انواع مختلف چارچوب های آلی – فلزی مانند چارچوب های ایزوشبکه ای، چارچوب های زئولیتی ایمیدازولات، شبکه های هماهنگی متخلخل و موسسه مواد Lavoisier بررسی می شوند. روش های مختلف سنتز MOF ها شامل سنتز مایکروویو، الکتروشیمیایی، حلال گرمایی، مکانیکی-شیمیایی و سونوشیمیایی و پارامترهای موثر بر سنتز شامل انتخاب لیگاندهای آلی، نمک فلز، نسبت مولی پیش سازها، pH، حلال و دما می باشد. تحقیقات در زمینه MOFs هم در دانشگاه و هم در صنعت به سرعت در حال گسترش است.

در این مقاله تاثیر نحوه اضافه کردن پیش ماده ها بر خواص فیزیکی ترکیب ZIF-8 تهیه شده به روش همرسوبی، بررسی شده است. خواص فیزیکی شامل ویژگی های ساختاری و پیوندهای شکل گرفته در ترکیبات سنتز شده، بررسی شد. همچنین، با توجه به اهمیت میزان تخلخل در ترکیب ZIF-8 ، مساحت سطح ویژه، حجم حفرات و سایر پارامترهای مرتبط با تخلخل بررسی گردید. نتایجXRD سنتز ساختار ZIF-8 را تائید کرد. همچنین آنالیز FTIR نشان داد که در هر دو نمونه پیوندها به خوبی شکل گرفته است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که نانوذراتی با ابعاد بین 80 تا 110 نانومتر شکل گرفته است. همچنین مشخص شد که اگر پیش ماده ها به صورت آهسته و قطره قطره به همدیگر افزوده شوند، نانو ساختارهایی با قطر ذرات کوچکتر، مساحت سطح ویژه بیشتر و تخلخل بالاتر شکل می گیرد.

امروزه نانوساختارها به دلیل ویژگی های بی نظیر اهمیت زیادی در رویکرد های درمانی بیماری سرطان پیدا کرده اند. هدف از این مقاله، مروری بر نانوساختارهای مشتق شده از مولکول های زیستی است؛ چراکه درک کامل از اجزای سازنده این نانوساختارها در طراحی، مهندسی و ارزیابی عملکرد آن ها در بدن انسان موثر خواهد کرد. بدین منظور، دو چالش کلیدی نانوپزشکی سرطان را که شامل 1- طراحی نانوساختارها براساس ویژگی های متمایز تومور از طریق جفت کردن روش های هدفمند درمان تومور با رویکرد هایی که ریز محیط تومور (TME) را به صورت دقیق مورد هدف قرار دهند و 2- تعیین الگوی توزیع زیستی داروها از طریق یکی کردن روش های هدفمند درمان تومور با رویکرد هایی که مسیرهای تجویزی برای سرطان های خاص را مورد هدف قرار دهند، بررسی می گردد و چگونگی رفع این چالش ها با استفاده از نانوساختارهای مشتق شده از مولکول های زیستی شرح داده می شود. درنهایت، موانعی که لازم است جهت بهره برداری بالینی بر آن ها غلبه گردد، شناسایی و مورد بحث واقع می گردد.

در این پژوهش برهمکنش مولکول فاویپیراویر با فولرن بور خالص تازه کشف شده B40 در حلال آبی از طریق محاسبات نظریه تابعیت چگالی بررسی شد. در ابتدا انرژی گیبس حلال پوشی فولرن و ایزومرهای مختلف مولکول فاویپیراویر محاسبه شد و مقادیر منفی بدست آمده نشان داد که فرایند انحلال هردو در دمای محیط خودبخودی است. درصد فراوانی چهار ایزومر مختلف فاویپیراویر محاسبه و سپس پایدارترین ساختار تعادلی داروی فاویپیراویر مشخص شد. در ادامه بر همکنش پایدارترین ایزومر داروی فاویپیراویر با فولرن B40 در جهت گیریهای مختلف بررسی و سپس برهمکنشهای بین مولکولی آنها بررسی و محاسبه شد. نتایج نشان داد که داروی فاویپیراویر از طریق اتم اکسیژن گروه کربونیل آمیدی قویترین برهمکنش با مقدار 31/53- کیلوکالری برمول و سپس از طریق اتم نیتروژن حلقه پیرازینی به مقدار 08/46- کیلوکالری برمول ایجاد می کند. همچنین نتایج آنالیز تحلیل اوربیتالهای پیوندی طبیعی (NBO) نشان داد که انتقال بار از دارو به فولرن صورت میگیرد.

در دوران اخیر، به دلیل توسعه سریع سیستم های بیولوژیکی، تحلیل و مطالعه ی سیستم های بیولوژیکی به یک موضوع پررنگ تبدیل شده است. یکی از اصولی ترین جنبه ها در مطالعه این سیستم ها، تحلیل خواص مکانیکی است. در این مقاله، تحلیل رفتار خمشی تیر یک سرگیردار DNA اریگامی مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل این رفتار با استفاده از دو روش مهم، شبیه سازی دینامیک مولکولی هدایت شده و تئوری غیرخطی، انجام شده است. ابتدا، مدل تیری از DNA اریگامی طراحی و ایجاد شده است. سپس، دو روش مختلف برای بررسی تغییرات خیز در این تیر مورد استفاده قرار گرفته اند. در روش اول، از شبیه سازی دینامیک مولکولی هدایت شده بهره گرفته شده و تغییرات خیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در روش دوم، با تحلیل تئوری غیرخطی، روابط مربوط به تغییر شکل های بزرگ در تیر DNA اریگامی به دست آمده است. در نهایت، تغییرات خیز برای این حالت نیز با استفاده از روابط تئوری غیرخطی مشخص شده است. این مقاله نشان می دهد که نتایج دو روش از تناسب بسیار خوبی برخوردار هستند در نتیجه استفاده از روش تئوری غیرخطی می تواند در مطالعه ی دینامیک مولکولی به منظور کاهش هزینه های محاسباتی و آزمایشگاهی در تحلیل مکانیکی مواد بیولوژیکی مؤثر باشد. همچنین، روش تئوری غیرخطی می تواند برای بررسی خواص مکانیکی سیستم های بیولوژیکی به منظور نوآوری در پژوهش های مرتبط با طراحی و ساخت این نوع سیستم ها، از اهمیت بالایی برخوردار باشد.

در این پژوهش جنبه های الکترواپتیکی آلتروپ تتراهگزاگونال- کربن به عنوان یک نانو ساختار دو بعدی تحت تغییرات پارامتر کمانش فشاری بر مبنای نظریه تابعی چگالی (DFT) و روش تقریب پتانسیل کامل PBE-GGA با استفاده از نرم افزار شبیه سازی و کد های محاسباتی بر پایه اصول محاسبات اولیه بررسی شده است. تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از محاسبات خواص الکترونی این نانو ساختار، مانند گاف نواری و چگالی حالت ها (DOS) تحت تغییر کمانش، بیانگر این موضوع است که گاف نوار انرژی این نانوصفحه با مقدار 1/61 الکترون ولت به عنوان یک نیمه هادی شکاف باند مستقیم، ابتدا تحت تاثیر فاکتور کمانش فشاری کمی افزایش می یابد و سپس با اعمال ضرایب کمانش فشاری بالاتر، تا 1/11 الکترون ولت کاهش می یابد . خواص اپتیکی این نانوصفحه، در قطبش خارج از صفحه، با اعمال شرایط کمانش فشاری در طیف نور مرئی،تغییرات آرام و منظمی دارد. همچنین با توجه به نتایج حاصله تطابق قابل قبولی بین خواص الکترونی و اپتیکی این نانوساختار دوبعدی مشاهده می گردد که بیانگر مطابقت رفتارهای الکترونی و اپتیکی می باشد که می توان این نانوصفحه کربنی را به عنوان یک ماده مناسب برای طراحی دستگاه های الکترواپتیکی پیشنهاد نمود.