[ad_1]

امواج صوتی پیشرفت جدیدی را در زمینه تهیه دارو و مواد هوشمند به وجود می آورد

نبولایزر ثبت اختراع از امواج صوتی با فرکانس بالا برای رساندن دقیق داروها به ریه ها استفاده می کند. اعتبار: دانشگاه RMIT

محققان کشف کرده اند که چگونه می توان از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ساخت مواد جدید ، ایجاد نانوذرات هوشمند و حتی رساندن دارو به ریه ها برای واکسیناسیون بدون سوزن بدون درد استفاده کرد.

در حالی که امواج صوتی برای دهه ها بخشی از علم و پزشکی بوده است – سونوگرافی برای اولین بار برای تصویربرداری بالینی در سال 1942 و برای هدایت واکنش های شیمیایی در دهه 1980 استفاده شد – این فناوری همیشه به فرکانس های پایین متکی بوده است.

اکنون محققان دانشگاه RMIT در ملبورن ، استرالیا ، نشان داده اند که چگونه امواج صوتی با فرکانس بالا می توانند در زمینه شیمی کنترل شده توسط سونوگرافی انقلابی ایجاد کنند.

بررسی جدید ارسال شده در علم پیشرفته تأثیرات عجیب این امواج صوتی بر روی مواد و سلول ها را نشان می دهد ، مانند مولکول هایی که به نظر می رسد پس از برخورد با معادل صدای نیمه تریلر خود به خود مرتب می شوند.

محققان همچنین با جزئیات برنامه های مختلف هیجان انگیز کارهای پیشگامانه خود را شرح می دهند ، از جمله:

  • رساندن داروها به ریه ها– فن آوری اختراع اختراع شده که می تواند داروها و واکسن ها را به جای تزریق به جای استنشاق ، نجات دهد
  • نانوذرات دارویی– محصور کردن داروها در نانوپوشش های ویژه برای محافظت از آنها در معرض وخامت ، برای کنترل ترشح آنها با گذشت زمان و اطمینان از اینکه دقیقاً به مکان های مناسب بدن مانند تومورها یا عفونت ها هدف قرار گرفته اند.
  • مواد حفاری هوشمند– تولید پایدار نانومواد فوق العاده منجمد که می تواند برای ذخیره ، جدا کردن ، رهاسازی ، محافظت از تقریباً هر چیزی استفاده شود
  • تولید نانو مواد 2 بعدی– لایه برداری دقیق ، مقرون به صرفه و سریع نقاط کوانتومی نازک اتمی و ورق های نانو

محقق برجسته ، پروفسور برجسته لسلی یو و تیم وی بیش از یک دهه صرف مطالعه تعامل امواج صوتی در فرکانس های بالاتر از 10 مگاهرتز با مواد مختلف کرده اند.

اما آیو می گوید آنها تازه شروع به درک طیف پدیده های عجیبی می کنند که اغلب در آزمایشگاه مشاهده می کنند.

وی می گوید: “وقتی امواج صوتی با فرکانس بالا را به مایعات ، مواد و سلول ها متصل کنیم ، تأثیرات فوق العاده ای خواهد بود.”

“ما از قدرت این امواج صوتی برای توسعه فن آوری های زیست پزشکی نوآورانه و سنتز مواد مدرن استفاده کردیم.

“اما یافته های ما همچنین درک اساسی ما از شیمی با استفاده از سونوگرافی را تغییر داد – و نشان داد که ما واقعاً کم می دانیم.

“تلاش برای توضیح علم به آنچه می بینیم و سپس استفاده از آن برای حل مسائل عملی چالشی بزرگ و مهیج است.”

امواج صوتی: نحوه تغذیه شیمی با صدا

تیم تحقیقاتی RMIT ، شامل دکتر آمگاد رزک ، دکتر هبا احمد و دکتر شواتی رامسان ، امواج صوتی میکروچیپ با فرکانس بالا را برای دستکاری دقیق مایعات یا مواد تولید می کند.

امواج صوتی پیشرفت جدیدی را در زمینه تهیه دارو و مواد هوشمند به وجود می آورد

با استفاده از میکروچیپ MOF به صورت صوتی ایجاد می شود که امواج صوتی با فرکانس بالا را در فرآیند تولید می کند. اعتبار: دانشگاه RMIT

مدت هاست که از اولتراسوند در فرکانس های پایین – حدود 10 کیلوهرتز تا 3 مگاهرتز – برای هدایت واکنش های شیمیایی استفاده می شود ، منطقه ای که به عنوان “سونوشیمی” شناخته می شود.

در این فرکانس های پایین ، واکنش های سونوشیمیایی ناشی از انفجار شدید حباب های هوا است.

این فرآیند که به کاویتاسیون معروف است ، منجر به فشار بسیار زیاد و دمای بسیار بالا می شود – مانند یک زودپز کوچک و بسیار موضعی.

اما به نظر می رسد که اگر فرکانس را افزایش دهید ، این واکنش ها کاملاً تغییر می کنند.

وقتی امواج صوتی با فرکانس بالا در مواد و سلولهای مختلف منتقل می شوند ، محققان رفتاری را مشاهده می کنند که هرگز با سونوگرافی با فرکانس پایین مشاهده نشده است.

یئو می گوید: “ما مولكول های خود رقیق دیده ایم كه به نظر می رسد در بلورها در جهت امواج صوتی قرار دارند.”

“طول موج های صوتی موجود می تواند بیش از 100000 برابر بزرگتر از یک مولکول باشد ، بنابراین بسیار تعجب آور است که چگونه یک چیز خیلی کوچک را می توان دقیقاً با چیز خیلی بزرگی دستکاری کرد.

“این مانند رانندگی با یک کامیون از طریق پراکندگی آجرهای لگو به طور تصادفی است ، سپس یافتن این قطعات به خوبی روی هم چیده شده است – این اتفاق نمی افتد!”

پیشرفت زیست پزشکی

در حالی که کاویتاسیون با فرکانس پایین اغلب می تواند مولکول ها و سلول ها را از بین ببرد ، اما در زیر امواج صوتی با فرکانس بالا تا حد زیادی سالم باقی می مانند.

این باعث می شود که آنها به اندازه کافی ملایم باشند تا بتوانند در دستگاه های زیست پزشکی برای دستکاری مولکول های زیستی و سلول ها بدون به خطر انداختن یکپارچگی آنها استفاده کنند – پایه ای برای فن آوری های مختلف انتقال دارو که توسط تیم تحقیقاتی RMIT ثبت شده است.

یکی از این دستگاه های ثبت اختراع ، نبولایزر پیشرفته ارزان ، سبک و قابل حمل است که می تواند برخلاف نبولایزرهای موجود ، مولکول های بزرگی مانند DNA و آنتی بادی ها را با دقت تحویل دهد.

این امر امکان واکسیناسیون بدون درد و درمان بدون سوزن را باز می کند.

نبولایزر با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا سطح مایع یا دارو را تحریک می کند و یک غبار ظریف ایجاد می کند که می تواند مولکول های بیولوژیکی بزرگتری را مستقیماً به ریه ها برساند.

امواج صوتی پیشرفت جدیدی را در زمینه تهیه دارو و مواد هوشمند به وجود می آورد

پروفسور گرامی لزلی یو ، رئیس آزمایشگاه تحقیقاتی میکرو / نانو فیزیک در دانشگاه RMIT. اعتبار: دانشگاه RMIT

از فن آوری نبولایزاسیون همچنین می تواند برای محصور سازی دارو در نانوذرات پلیمری محافظ ، در یک فرآیند یک مرحله ای با ترکیب تولید نانو و تحویل دارو استفاده شود.

علاوه بر این ، محققان نشان داده اند که تابش سلول ها با امواج صوتی با فرکانس بالا باعث می شود که مولکول های درمانی بدون آسیب وارد سلول شوند ، این روش می تواند در روش های درمانی سلول های نوظهور مورد استفاده قرار گیرد.

مواد هوشمند

این تیم از امواج صوتی برای ایجاد تبلور برای تولید پایدار قاب های فلزی – آلی یا MOF استفاده کردند.

تصور می شود که این ماده تعیین کننده قرن بیست و یکم باشد ، MOF ها برای جذب و گرفتن مواد در حداقل غلظت ، برای تصفیه آب یا هوا ایده آل هستند و همچنین می توانند مقدار زیادی انرژی را برای بهتر نگه داشتن باتری ها و دستگاه های ذخیره انرژی

در حالی که فرآیند معمولی MOF ممکن است ساعتها یا چند روز طول بکشد و نیاز به استفاده از حلال های خام یا فرآیندهای پر مصرف انرژی دارد ، تیم RMIT یک تکنیک تمیز با صدا تولید کرده است که می تواند در عرض چند دقیقه یک MOF سفارشی ایجاد کند و به راحتی قابل انجام است توسعه یافته برای تولید انبوه کارآمد

از امواج صوتی همچنین می توان برای تولید نانو مواد 2-D استفاده کرد ، که در برنامه های بی شماری از مدارهای الکتریکی انعطاف پذیر به سلول های خورشیدی استفاده می شود.

مقیاس گذاری و گسترش مرزها

مراحل بعدی برای تیم RMIT معطوف به افزایش فناوری است.

با صرف هزینه کم فقط 0.70 دلار برای هر دستگاه ، می توان ریز تراشه های تولید کننده صدا را با استفاده از فرآیندهای استاندارد برای تولید انبوه تراشه های سیلیکون برای رایانه ها تولید کرد.

یو گفت: “این امر امکان تولید مقادیر صنعتی مواد با این امواج صوتی را از طریق موازی سازی عظیم فراهم می كند – همزمان با استفاده از هزاران تراشه ما.”

تیم آزمایشگاه تحقیقاتی میکرو / نانو فیزیک در دانشکده مهندسی RMIT یکی از معدود گروه های تحقیقاتی در جهان است که امواج صوتی با فرکانس بالا ، ریز سیالات و مواد را با هم ترکیب می کند.

یئو می گوید این مطالعه تئوری های طولانی مدت فیزیک را به چالش می کشد و زمینه جدیدی از “تحریک با فرکانس بالا” ، موازی با سونوشیمی را باز می کند.

“نظریه های کلاسیک ایجاد شده در اواسط دهه 1800 همیشه رفتار عجیب و گاه متناقضی را که می بینیم توضیح نمی دهد – ما مرزهای درک خود را گسترش می دهیم.”


نسل بعدی مواد هوشمند با حجم را بسازید


اطلاعات بیشتر:
Amgad R. Rezk و همکاران ، فراصوت با فرکانس بالا: زمینه جدیدی برای سنتز ، پردازش و دستکاری مواد صوتی بدون حفره ، علم پیشرفته (2020) DOI: 10.1002 / مشاوره .202001983

تهیه شده توسط دانشگاه RMIT

نقل قول: امواج صوتی پیشرفت های جدیدی را در زمینه تهیه دارو و مواد هوشمند ایجاد می کند (2020 ، 24 نوامبر) ، در تاریخ 24 نوامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-11-power-advances-drug- بازیابی می شود تحویل-هوشمند. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر