ایجاد رسوبات، بافت های زیستی مخرب و آسیبهای محیطی از جمله چالش های تجهیزات دریایی است اما فناوری های پیشرفته مانند نانو راه کارهایی را برای این چالش ارائه می کند.
به گزارش آی تابناک : رسـوبات زیسـتی دریایـی یـکچالش قدیمی و پرهزینه بـرای صنایـع دریایـی محسـوب می شـوند. اگـر چـه راه حل هایـی به صـورت پوشـش های مقـاوم در برابـر رسـوبات دریایـی وجـود دارنـد، بـا ایـن حـال بسـیاری از آنهـا در طبیعـت یـک آفت کـش محسـوب می شـوند و هنـوز لازم اسـت کـه یـک راه حل گسـترده، موثـر و ایمـن از نظر زیسـت محیطـی بخـش قابـل توجهـی از بـازار را تسـخیر کنـد. کشـتی چسـب ها، جلبک هـای سـبز، دیاتوم هـا و صدف هـا بـه دلیـل چسـبندگی خـود به سـازه های انسان سـاخت و آسـیب به آن ها مشـهور هسـتند و ایـن در حالی اسـت کـه بـه هیـچ وجـه نمی تـوان گفـت کـه آن هـا تنهـا مقصـران ایـن قضیـه هسـتند.
این پوشش ها موجـب افزایـش بـار کشـتی، کاهـش قابلیت مانـور، افزایـش مصرف سـوخت و انتشـار گازهای گلخانه ای می شود، از این رو هم دارای هزینه های اقتصادی و هم هزینه های زیست محیطی است.
ارائه راهکارهای گوناگون
تاکنـون چندیـن پوشـش مقـاوم و موثـر در برابـر رسـوب بـا درک اندکی از سـازوکارهای چسـبندگی فـردی موجـودات زنـده به صـورت جداگانـه وارد بـازار شده اسـت. علی رغـم ایـن، بدیهی اسـت کـه دانـش هـر چنـد انـدک در خصـوص ترکیـب و چگونگی عملکـرد برخی از ایـن موجودات چسـبنده کمک شـایانی به توسـعه دهنـدگان ایـن پوشـش ها میکنـد. در طـی دهـه گذشـته، آزمایش هـا و روش هـای شناسـایی در مقیـاس نانـو از رشـته علـوم مـواد بـه آرامـی توسـعه یافته انـد.
میکروسکوپ هایی که راه حل هایی را برای دانشمندان ارائه می کنند
از زمانـی کـه دسـتگاه AFM بـرای اولیـن بـار در دو دهـه پیـش گـزارش شـد، این دسـتگاه انعطاف پذیـری خـود را به صـورت یـک ابـزار تحلیلـی اثبـات کـرده اسـت و در حـال حاضـر بسـیار فراگیـر بـوده و در رشـته های مختلـف از جملـه علـم مـواد و زیست شناسـی مورد اسـتفاده قـرار می گیـرد و شـامل تصویربرداری حسـاس شـیمیایی سـطوح پلیمـر از طریـق تهیـه نقشـه تغییـرات محلـی نیروهـای چسـبندگی در مقیاس نانو نیز اسـت. AFM بـه راسـتی دری را بـه دنیـای نانـو بـاز کـرده اسـت زمین شناسـان از ایـن روش برای بررسـی فعل و انفعالات باکتـری - کانـی اسـتفاده کرده و گیاه شناسـان بـه مطالعه نانوسـاختار و خواص چسـبندگی دیاتوم ها می پردازنـد. روش هـای مبتنـی بـر پـروب، مزیت هـای قابـل توجهـی را بـرای آزمایشـگران دارنـد از جملـه قابلیـت کنتـرل اصلاحات سـطح با اسـتفاده از اسـتقرار انتخابـی مولکول های آلی، یـا حتی تشـریح نانویی برای کسـب اطلاعاتی در زمینـه سـاختار داخلی الیـاف کالژن.بـا ایـن حـال در راسـتای اهـداف تحقیـق حاضر، یکـی از مزیت هـای اصلـی AFM ، توانایـی آن در اندازه گیـری خـواص نانـو مقیاس زیسـت چسـب های طبیعـی و لایه های میانـی چسـبنده در شـرایط بومـی اسـت، به عنـوان مثـال، آبـدار شـدن (هیدراتـه شـدن) در یـک محلـول آب شـور. اطلاعاتی کـه این روش مطالعاتـی در خصـوص سـاختار و عملکـرد پروتئین هـای چسـبناک بهصـورت »درجـا »در اختیـار می گـذارد، بـدون شـک طراحـی آگاهانه تـر سـطوح را تقویـت می کنـد و منجـر بـه روش هـای جدیـد تداخـل کننـده بـا لایه میانی زیسـت چسـب/ زیرلایه می شـود.
این پوشش ها موجـب افزایـش بـار کشـتی، کاهـش قابلیت مانـور، افزایـش مصرف سـوخت و انتشـار گازهای گلخانه ای می شود، از این رو هم دارای هزینه های اقتصادی و هم هزینه های زیست محیطی است.
ارائه راهکارهای گوناگون
تاکنـون چندیـن پوشـش مقـاوم و موثـر در برابـر رسـوب بـا درک اندکی از سـازوکارهای چسـبندگی فـردی موجـودات زنـده به صـورت جداگانـه وارد بـازار شده اسـت. علی رغـم ایـن، بدیهی اسـت کـه دانـش هـر چنـد انـدک در خصـوص ترکیـب و چگونگی عملکـرد برخی از ایـن موجودات چسـبنده کمک شـایانی به توسـعه دهنـدگان ایـن پوشـش ها میکنـد. در طـی دهـه گذشـته، آزمایش هـا و روش هـای شناسـایی در مقیـاس نانـو از رشـته علـوم مـواد بـه آرامـی توسـعه یافته انـد.
میکروسکوپ هایی که راه حل هایی را برای دانشمندان ارائه می کنند
از زمانـی کـه دسـتگاه AFM بـرای اولیـن بـار در دو دهـه پیـش گـزارش شـد، این دسـتگاه انعطاف پذیـری خـود را به صـورت یـک ابـزار تحلیلـی اثبـات کـرده اسـت و در حـال حاضـر بسـیار فراگیـر بـوده و در رشـته های مختلـف از جملـه علـم مـواد و زیست شناسـی مورد اسـتفاده قـرار می گیـرد و شـامل تصویربرداری حسـاس شـیمیایی سـطوح پلیمـر از طریـق تهیـه نقشـه تغییـرات محلـی نیروهـای چسـبندگی در مقیاس نانو نیز اسـت. AFM بـه راسـتی دری را بـه دنیـای نانـو بـاز کـرده اسـت زمین شناسـان از ایـن روش برای بررسـی فعل و انفعالات باکتـری - کانـی اسـتفاده کرده و گیاه شناسـان بـه مطالعه نانوسـاختار و خواص چسـبندگی دیاتوم ها می پردازنـد. روش هـای مبتنـی بـر پـروب، مزیت هـای قابـل توجهـی را بـرای آزمایشـگران دارنـد از جملـه قابلیـت کنتـرل اصلاحات سـطح با اسـتفاده از اسـتقرار انتخابـی مولکول های آلی، یـا حتی تشـریح نانویی برای کسـب اطلاعاتی در زمینـه سـاختار داخلی الیـاف کالژن.بـا ایـن حـال در راسـتای اهـداف تحقیـق حاضر، یکـی از مزیت هـای اصلـی AFM ، توانایـی آن در اندازه گیـری خـواص نانـو مقیاس زیسـت چسـب های طبیعـی و لایه های میانـی چسـبنده در شـرایط بومـی اسـت، به عنـوان مثـال، آبـدار شـدن (هیدراتـه شـدن) در یـک محلـول آب شـور. اطلاعاتی کـه این روش مطالعاتـی در خصـوص سـاختار و عملکـرد پروتئین هـای چسـبناک بهصـورت »درجـا »در اختیـار می گـذارد، بـدون شـک طراحـی آگاهانه تـر سـطوح را تقویـت می کنـد و منجـر بـه روش هـای جدیـد تداخـل کننـده بـا لایه میانی زیسـت چسـب/ زیرلایه می شـود.
منبع : معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری
روی خط سایت ها
ارسال نظر
فیلم
جدیدترین اخبار