[ad_1]
یک تکنیک تازه به پژوهشگران اجازه داده است تا الگوهایی را روی بدن کوچک و زنده خرسهای آبی یا تاردیگرادها خالکوبی کنند. یقیناً مقصد از این کار دلنشینتر کردن این موجودات میکروسکوپی نبوده، بلکه این کار به دانشمندان اجازه میدهد تا ابزارهای زیستی زیاد کوچکی همانند حسگرها، مدارها و یا حتی رباتهای زنده در مقیاس نانو بسازند.
افزون بر این، این فرایند، تابآوری مثالزدنی خرسهای آبی را به نمایش میگذارد؛ بااینحال تنها بخشی از این موجودات کوچک این توانایی را با پیروزی پشت سر گذاشتند و بعد از آن با خالکوبیهایشان، همانند کوچولوهای گردنکلفت، اینور و آنور راه رفتند!
«دینگ ژائو»، مهندس اپتیک از دانشگاه فنی دانمارک، توضیح میدهد:
«به واسطه این فناوری، ما فقط خالکوبیهای ریز روی تاردیگرادها تشکیل نمیکنیم، بلکه این توانایی را به موجودات زنده دیگر، از جمله باکتریها، هم گسترش میدهیم.»
آخرین مطالب
- مدلهای کپیشده ویندوزی مک پرو و مک مینی اپل رونمایی شدند_تونل زمان
- اینفوگرافی چیست و چطور میتوان آن را ساخت؟_تونل زمان
- کشف سه سیاره زمینسان با دو غروب خورشید دانشمندان را شگفتزده کرد_تونل زمان
- چطور بچه دار شویم؟ راهنمای کامل، علمی و کاربردی برای عمل به بارداری سریع_تونل زمان
- برکترو استارشات؛ داستان ظهور و افول بلندپروازانهترین پروژه سفر بینستارهای_تونل زمان
توانایی حککردن الگوها روی اجسام و سطوح ریز، قسمت مهمی از پیشرفت فناوری نانو بهحساب میآید. قدمهای بلندی در تبدیل فناوریهای حاضر به مقیاس نانو برای مهندسی مواد برداشته شده است، اما قراردادن الگوهای با وضوحبالا روی موجودات زنده زیاد کوچک هم چنان چالشبرانگیز است.
ژائو و همکارانش برای خالکوبی تاردیگراد، از یک تکنیک نانو به نام «لیتوگرافی یخ» منفعت گیری کردند. این نوعی لیتوگرافی پرتو الکترونی است که در آن پرتوهایی از الکترون به سمت یک مقصد شلیک میبشود تا الگویی در مقیاس نانو روی سطح حک بشود.
در سطوحی که الگوهای زیاد ظریفی دارند، منفعت گیری مستقیم از لیتوگرافی با پرتو الکترونی میتواند علتآلودگی یا صدمه بشود.
دانشمندان دریافتند که با قراردادن یک لایهی زیاد نازک یخ بین پرتو و سطح مورد نظر، میتوان از این مشکل جلوگیری و امکان حکاکی تا مقیاسهای کوچکتر از ۲۰ نانومتر را نیز فراهم میکند.
برای فهمیدن بهتر مقیاس، کافیست بدانید که ضخامت متوسط موی انسان نزدیک به هشتاد هزار تا صد هزار نانومتر است و اندازهی خرسهای آبی به نزدیک به پانصد هزار نانومتر میرسد.
خرسهای آبی به مقاومت تقریباً ناکامیناپذیرشان شهرت دارند، و بخشی از این توانایی به حالت خاصی به نام «تون» برمیگردد. وقتی که شرایط محیطی نامساعد میبشود، خرس آبی بدن خود را خشک میکند و داخل وضعیتی از متابولیسم تعلیق شده به نام «نهانزیستی» میبشود؛ حالتی که در آن، فعالیتهای زیستی تقریباً متوقف خواهد شد تا وقتی که شرایط مجدد عادی بشود.
تاردیگرادی که در حالت تون قرار دارد، میتواند شرایطی بسیار سخت همانند انجماد یا جوشیدن را نیز تحمل کند.
تیم ژائو ابتدا تاردیگرادها را داخل حالت نهانزیستی کردند و سپس آنها را تا زمان آمادهسازی برای قرارگرفتن زیر پرتو الکترونی در یک مجموعه نگهداری کردند.
برای افت مقدار روبه رو با شرایط آزمایشی، هر بار تنها یک تاردیگراد پردازش میشد. هر تاردیگراد روی ورقهای از کاغذ «کربن – کامپوزیت» قرار میگرفت و درون محفظهی خلأ گذاشته میشد؛ سپس محفظه تا دمای منفی ۱۴۳ درجهی سلسیوس سرد میشد.
لایهای از آنیزول (یک ترکیب مایع بیرنگ با بویی همانند بادیان رومی) روی تاردیگرادِ سرد شده پاشیده شد تا بهگفتن لایهی یخ محافظ در برابر پرتو الکترونی عمل کند. در نقاطی که پرتو به سطح برخورد میکرد، آنیزول عکس العمل میداد و ترکیبی تازه راه اندازی میشد که به پوست تاردیگراد میچسبید.
وقتی که تاردیگراد درون محفظهی خلأ گرم شد، الگوی ظریفی که روی بدنش حک شده می بود، با جزئیاتی تا حد ۷۲ نانومتر باقی ماند. سپس دانشمندان هر تاردیگراد را از محفظه خارج و مجدد آبرسانی کردند و کوشیدند تا آن را به زندگی بازگردانند.
چهل درصد از خرسهای آبی از این عمل جان سالم به در بردند و توانستند به طور عادی حرکت کنند و خالکوبیهای تازه خود را به نمایش بگذارند. این نشانهها حتی بعد از قرارگرفتن در معرض شرایطی همانند کشش، خیساندن، شستشو و خشکشدن در جای خود باقی ماندند.
پژوهشگران در مقاله خود مینویسند:
«این مطالعه با پیروزی ساخت میکرو/ نانوالگوها را روی موجودات زنده با منفعت گیری از لیتوگرافی یخی به طور درجا مشخص می کند.»
خرسهای آبی بهتر از زیاد تر موجودات زنده میتوانند از هر سختی که برایشان پیش میآید، جان سالم به در ببرند؛ دیگر اشکال حیات امکان پذیر نتوانند در برابر این فرایند مقاومت کنند.
بااینحال، این پژوهش تنها قدم اول است. اکنون که دانشمندان میدانند این کار مقدور است، میتوانند تکنیک خود را تحول داده و تلاش کنند تا نرخ بقا را افزایش دهند.
این تیم نتیجه میگیرد که:
«افزون بر خرسهای آبی، رویکرد ما امکان پذیر برای دیگر موجودات زنده با مقاومت بالا در برابر استرس یا موجوداتی که برای انجماد مناسب می باشند نیز قابلمنفعت گیری باشد.»
«ما پیشبینی میکنیم که ادغام زیاد تر تکنیکهای میکرو/ نانوساخت با سیستمهای زیستی در مقیاس میکرو/ نانومتر، به پیشرفت زیاد تر عرصههایی همانند حسگرهای میکروبی، دستگاههای زیست الهام و رباتهای میکروسکوپی زنده پشتیبانی خواهد کرد.»
این پژوهش در مجلهی Nano Letters انتشار شده است.
[ad_2]
دسته بندی مطالب