2 هنرمند با استفاده از تارهای طلایی رنگ میلیون‌ها عنکبوت بزرگ‌ترین الیاف جهان را تولید کردند.

به نقل از نیوز دیسکاوری، 2 هنرمند به نام‌های "سیمون پیرز" و "نیکلاس گادلی" موفق به تولید بزرگ‌ترین الیاف ابریشم جهان شدند. 

پیرز و گادلی با استفاده از تارهای تنیده شده و طلایی رنگ میلیون‌ها عنکبوت ماداگاسکاری این الیاف را تولید کردند.

 محققان MIT اعلام کردند با الهام از الگوی گلهای آفتابگردان می توان کارایی صفحات خورشیدی در نیروگاه های متمرکز خورشیدی را به اندازه ای قابل توجه افزایش داد.

محققان MIT بر این باورند طراحی آینه های خورشیدی به شکل مارپیچی مشابه با بخش مرکزی گلهای آفتابگردان می تواند میزان فضای مورد نیاز برای احداث نیروگاه های خورشیدی متمرکز را کاهش داده و میزان نور خورشید جذب شده توسط آنها را افزایش دهد.

نیروگاه های متمرکز خورشیدی از یک سری آینه ها برخوردارند که به همراه خورشید حرکت کرده و مسیر حرکت آن را دنبال می کنند. این آینه ها در قالب دایره ای متمرکز قرار گرفته و نور خورشید را بر روی برجی مرکزی متمرکز می کنند، جایی که حرارت خورشید به برق تبدیل می شود.

در حال حاضر تعداد محدودی از این نیروگاه ها در سرتاسر جهان در حال بهره برداری هستند زیرا احداث این نیروگاه ها به فضایی بزرگ نیاز دارد. هر یک از این آینه ها باید به گونه ای نصب شوند که هم به سوی برج باشند و هم به سوی خورشید، بدون اینکه مسیر یکدیگر را مسدود کنند.

در حال حاضر آینه های این نیروگاه ها به شکل حلقه هایی موازی قرار دارند اما محققان MIT راهکاری بهتر را برای چینش این آینه ها ارائه کرده اند، محققان ابتدا بر روی میزان کارایی آینه ها در چینش معمولی مطالعه کرده و دریافتند هریک از آینه ها به صورت روزانه با مشکل مسدود شدگی و قرار گرفتن در سایه مواجه می شوند.

از این رو محققان مدلی رایانه ای را به منظور نزدیکتر کردن آینه های نیروگاه ها ارائه کردند و دریافتند مدل ارائه شده شباهت زیادی به مارپیچهای موجود در طبیعت دارد از این رو دانشمندان برای تکمیل این مدل از الگوی مرکزی دانه های موجود در گل آفتابگردان الهام گرفتند.

سر گیاه آفتابگردان درواقع یک گل نیست، بلکه مجموعه ای از گلهای کوچک است که در کنار یکدیگر متراکم شده اند، گلهای خارجی تر گلبرگها را حفظ می کنند و گلهای داخلی تر به دانه تبدیل می شوند. این گلها در الگویی مارپیچی در زاویه 137 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند.

بر اساس گزارش گیزمگ، محققان نیز با الهام از این ساختار فضایی از آینه های خورشیدی را مدل سازی کردند که در آن زاویه هر یک از آینه ها که در الگویی مارپیچی قرار داشتند، نسبت به یکدیگر زاویه ای 137 درجه ای است

این الگو می تواند 20 درصد از فضای مورد نیاز برای احداث نیروگاه های خورشیدی متمرکز را کاهش داده و از ایجاد سایه بر روی آینه ها جلوگیری کند به این شکل کارایی نیروگاه ها نیز افزایش پیدا خواهد کرد.

 پس از چندين دهه تلاش، دانشمندان موفق به يافتن راهي براي ساخت جليقه ضد گلوله از ابريشم (تار) عنكبوت شدند.

جليقه‌هاي مورد استفاده توسط پليس و سربازان علاوه بر وزن زياد، امكان عكس‌العمل به موقع را سلب مي‌كند.

اين نوع جليقه‌ها از دو صفحه سراميكي ساخته شده‌اند كه بدن را در برابر گلوله محافظت مي‌كنند و برخي از آن‌ها تنها در برابر گلوله با كاليبر پايين مقاوم هستند.

طراحي و ساخت يك جليقه سبك وزن، منعطف و درعين حال مقاوم، رويايي است كه با استفاده از ابريشم عنكبوت به واقعيت نزديك شده است.

يك تيم تحقيقاتي در موسسه تكنولوژي «هايدلبرگ» آلمان موفق شد علت مقاومت بسيار زياد ابريشم (تار) عنكبوت را بيابد.

دو جزء كليدي ابريشم عنكبوت شامل ژل چسبنده و لزج كه در شكم اين حشره توليد مي‌شود و مايع جامدي است كه هنگام خروج از بدن عنكبوت به وجود مي‌آيد.

فيبر كولار كه داراي حالت كشساني بسيار بالايي است، پنج برابر قوي‌تر از فولاد است، اما محققان با بررسي ابريشم عنكبوت دريافته‌اند كه اين اين ابريشم با وزن كمتر، سه برابر از فيبر كولار منعطف‌تر و پنج برابر از فولاد مقاوم‌تر است.

ژل لزج و چسبنده عنكبوت خاصيت ارتجاعي دارد كه مي‌توان از آن در توليد جليقه ضد گلوله استفاده كرد.

اصلي‌ترين چالش پيش روي محققان براي توليد جليقه از ابريشم عنكبوت، يافتن راهي براي سنتز پروتئين توليدكننده ابريشم و ابداع روشي براي توليد انبوه پروتئين است.

 شرکت نیسان با همکاری دانشگاه توکیو موفق به ساخت اولین قاب محافظ خود ترمیم شونده جهان ویژه گوشی های آی-فن شده است.

شرکت نیسان در حدود 6 سال پیش موفق به ابداع پوشش محافظ خراشی برای رنگها شده بود، پوششی که نه تنها می توانست خراشهای ایجاد شده بر روی بدنه خودروها را ترمیم کند، بلکه می توانست انواع سطوح رنگ شده را نیز تحت پوشش ترمیمی و محافظتی خود قرار دهد.

این شرکت تا اکنون از این فناوری در بسیاری از مدلهای خودروی تولیدی اش استفاده کرده است و در سال 2009 اعلام کرد قصد دارد از این فناوری در تلفنهای همراه نیز استفاده کند. اکنون نیسان موفق به تولید اولین قاب خود ترمیم شونده آی-فن در جهان شده است که در آن از فناوری محافظ ضد خش استفاده کرده است.

نیسان در ابتدا فناوری پوشش ضد خش را با همکاری دانشگاه توکیو ابداع کرده و در خودروی مورانو، 370Z و X-Trail به کار گرفت، و اکنون قاب محافظ ضد خش آی-فن این شرکت آماده حضور در دوره های آزمایشی است تا فناوری ضد خش و ترمیم شونده نیسان برای اولین بار در محصولاتی به جز خودروهایش مورد آزمایش قرار گیرد.

این قاب از "پلیروتاکسن"، ساختاری شیمیایی که می تواند واکنش نشان داده و به شکل اصلی خود تغییر حالت دهد و حفره های ناشی از خراش را پر کند، ساخته شده است. با استفاده از این ماده خراشهای کوچک طی یک ساعت و خراشهای عمیقتر طی چند هفته ترمیم می شوند.

نیسان می گوید این ماده در کنار ویژگی های ترمیمی که دارد، با ایجاد سطحی ژلاتینی مانند می تواند حمل کردن گوشی آی-فن را آسانتر سازد.

بر اساس گزارش گیزمگ، نیسان در ساخت این پوشش از دیگر فناوری های خودروسازی خود نیز استفاده کرده است، برای مثال پلاستیکهای ABS که از مقاومت بسیار بالایی برخوردارند در ساخت این محافظ استفاده شده است.

تعدادی از این محافظها برای آزموده شدن در اختیار تعدادی خبرنگار و کاربر قرار گرفته است تا پس از آزمایش و تایید، با قابلیت سازگاری با آی-فن های 4 و 4S به صورت عمومی عرضه شوند.

 يک گروه تحقيقاتي از دانشگاه «وندربيلت» موفق شده است روشي براي کنترل و افزايش هدايت گرمايي ارائه کند.

براي اين کار از محلول‌هاي مختلف براي خيس کردن نانوروبان استفاده مي‌شود که هر محلول مي‌تواند موجب افزايش يا کاهش هدايت گرمايي شود. با اين کار ابزار جديدي براي مديريت اثر گرمايي در تلفن‌هاي هوشمند و کامپيوترها ايجاد مي‌شود.

لي، رهبر اين گروه تحقيقاتي و همکارانش دريافتند: هدايت گرمايي يک جفت نوار نازک موسوم به نانوروبان بور مي‌تواند تا 45 درصد افزايش يابد. براي اين کار آنها تحت فرايندي نانوروبان‌ها را به‌ هم مي‌چسبانند. هر چند محققان از نانوروبان بور براي اين کار استفاده کرده‌اند، اما مي‌توان اين روش را براي فيلم‌هاي نازک از جنس مواد مختلف به ‌کار گرفت.

«گرگ واکر» از محققان اين پروژه مي‌گويد: اين که ما مي‌توانيم اثر گرمايي را با روشي کاملا جديد کنترل کنيم ، قطعا روي طراحي تلفن‌هاي هوشمند و کامپيوترها تاثيرگذار است.

به اعتقاد «لي»، نيرويي که موجب مي‌شود دو نانوروبان به‌ هم بچسبند، نيروي برهمکنش الکترواستاتيکي بسيار ضعيفي موسوم به واندروالس است.

پيش از اين اعتقاد بر اين بود که فوتون‌هايي که گرما را منتقل مي‌کنند، در برخورد با نيروهاي واندروالسي دچار تفرق مي‌شوند که اين موضوع موجب تجمع روبان‌ها مي‌شود. هدايت گرمايي نيز وضعيت مشابه روبان دارد.

اين گروه نشان داد که فوتون‌ها بدون اين که متفرق شوند، مي‌توانند از سطحي که داراي نيروي واندروالسي است عبور کنند، اما هدايت گرمايي آن‌ها افزايش مي‌يابد. علاوه ‌بر اين محققان دريافتند که مي‌توان هدايت گرمايي را به ‌صورت کنترل شده کم يا زياد کنند. براي اين کار بايد در محل تماس نانوروبان‌ها از محلول‌هاي مختلف استفاده کرد.

يکي از جنبه‌هاي جالب اين تحقيق، آن است که فرايند کشف شده برگشت پذير است. براي مثال وقتي محققان روي نانوروبان‌ها محلول ايزوپروپيل الکل مي‌ريزند، آنها را به‌ هم فشرده و خشک مي‌کنند، هدايت الکتريکي سيستم، مشابه زماني است که فقط نانوروبان وجود داشته باشد.

زماني که به اين نانوروبان‌ها الکل خالص اضافه شود، سپس فشرده و خشک شود، هدايت گرمايي افزايش مي‌يابد. حال اگر دوباره به آن ايزوپروپيل الکل اضافه شود، هدايت الکتريکي مجددا به مقدار اوليه باز مي‌گردد.

کنترل هدايت گرمايي امري بسيار دشوار است که در اين تحقيق انجام شده است. از اين پديده مي‌توان در ميکروالکترونيک استفاده کرد. براي مثال مي‌توان براي خنک کردن ترانزيستورهاي موجود روي يک تراشه از اين فناوري بهره برد.

نتايج اين تحقيق در نشريه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسيده است.

 محققان در حال تلاش براي توليد بافت مصنوعي زنده با استفاده از نوعي چاپگر جوهرافشان هستند.

 اين كار در مراحل ابتدايي قرار دارد؛ اما با پيشرفت تكنولوژي مي توان در آينده نمونه‌هاي بيولوژيكي آن را توليد و براي آزمايش داروهاي جديد استفاده كرد.

پروفسور "يورگن بروگر" سرپرست تيم تحقيقاتي مركز EPFL تأكيد مي‌كند كه هنوز بافت مصنوعي زنده توليد نشده است و محققان همچنان در حال كار بر روي تكنيك توليد ساختارهاي زنده مصنوعي مشابه بافت هاي انساني با قابليت رشد سلولي هستند.

اين تحقيق، ضمن ارتقاي روش‌هاي كاشت سلول مي‌تواند در آينده به عنوان روش پايه براي توليد و ساخت مواد بيولوژيكي در سه بعد مختلف مورد استفاده قرار گيرد.

تكنولوژي جديد در آينده اين امكان را فراهم مي سازد كه با يك قطره بتوان بافت مصنوعي زنده را پرينت گرفت.

به گفته پروفسور "ماتياس لوتلف" از لابراتوار سلولهاي بنيادي EPFL، براي دستيابي به اين تكنولوژي مراحل مختلفي بايد طي شود كه شامل تهيه جوهر مورد نياز براي پرينت و مواد اوليه براي توليد است، اما مخلوط كردن مواد به تنهايي كافي نيست چرا كه سلولها به شيوه‌اي اتفاقي و تصادفي رشد مي‌كنند و به بافت زنده تبديل نمي‌شوند.

سلولها براي رشد به محيطي نياز دارند كه سيگنال‌هاي درست براي آنها فراهم مي كند كه باعث بروز رفتار خاص در سلولها مانند تكثير، مهاجرت، تمايز يا مرگ مي شود.

در بافت‌هاي طبيعي اين سيگنال‌ها از طريق مولكول هاي ماتريكس برون سلولي (ECM) ايجاد مي‌شوند. با بررسي ارتباط بين سلولها و ارتباطات بين سلولها و مولكولهاي ECM محققان قادر خواهند بود اين ماتريكس را بازسازي و احيا كرده و نوع جديد از جوهر بيولوژيكي توليد كنند.

محققان از يك نوع ژل خاص به عنوان پايه توليد بافت مصنوعي استفاده كردند. با كمك اين ژل كه از كلسيم متمركز تهيه شده است، هر قطره جوهر شكل اوليه خود را حفظ كرده و پخش نشد.

در اين حالت عناصر بافت‌هاي مختلف به صورت غيرقابل كنترل با هم مخلوط نشده و فرايند پليمريزاسيون سريعتر صورت مي‌پذيرد كه محققان را قادر مي‌سازد چندين لايه راروي هم مونتاژ كنند.

با كمك پيشرفت‌هاي تكنيكي و بيولوژيكي محققان به سمت توليد و پرورش بافت هاي زنده كه سلولها مي‌تواند در آنها رشد كنند، پيش مي‌روند.

از جمله دستاوردهاي اين تكنولوژي در آينده، توليد ساختارهاي سه بعدي مشابه بافت هاي انساني است كه مي‌تواند به عنوان نمونه‌اي براي آزمايش داروهاي جديد مورد استفاده قرار گيرد و نياز به آزمايشات بر روي حيوانات را كاهش دهد.

 تلسکوپ عظیم ماژلان (جی.ام.تی) از 7 آینه عظیم 8.4 متری بهره خواهد برد که آن‌را به بزرگ‌ترین تلسکوپ فعال روی زمین (در آینده نزدیک) تبدیل خواهد کرد. در اینجا، دیگ ذوب این آینه‌ها را می‌بینید.

این هفت آینه در آزمایشگاه زیرزمینی ساخت آینه در دانشگاه آریزونا ساخته خواهند شد که زیر زمین استادیوم فوتبال دانشگاه واقع شده است. مهم‌ترین مرحله ساخت این آینه‌ها، ذوب کردن، شکل دادن و خنک‌کردن آن‌هاست که در دیگ چرخشی بزرگ انجام می‌شود.

در این دیگ که قطرش 8.4 متر است، 21 تن شیشه بوروسیلیکات تا دمای 1170 درجه سانتی‌گراد داغ شده و ذوب می‌شوند.

دیگ با سرعت مشخصی به چرخش درمی‌آید تا سطحی سهمی‌شکل به خود بگیرد (درست مانند وقتی که چای یا شربتی را درون استکان یا لیوان هم می‌زنید و سطح آن به یک سهمی‌گون تغییر می‌یابد).

بخش زیرین شیشه الگویی خانه‌زنبوری دارد و علاوه بر کاهش وزن، موجب می‌شود سطح خنک‌شونده بیشتر باشد و آینه سریع‌تر خنک شود.

مرحله خنک‌شدن یکی از مهم‌ترین مراحل تهیه شیشه است، چراکه نباید هیچ حبابی درون ساختار شیشه و بخصوص نزدیک به سطح آن ایجاد شود. فرآینده کاهش دما بسیار دقیق و کند انجام می‌شود و به همین دلیل معمولا چند ماه طول می‌کشد!

پس از تهیه شیشه، آن را به کمک ابزارهای کامپیوتری پولیش (جلا) می‌دهند. دقت پولیش به حدی است که ناهمواری‌های سطح شیشه بیش از 1 نانومتر نباشد.

پس از تایید کیفیت سطح، آن‌را به اتاقک خلأ منتقل می‌کنند و چند گرم آلومینیوم یا نقره بخارشده را به آرامی روی آن می‌نشانند. این لایه نازک فلزی که فقط چند مولکول ضخامت دارد، سطح بازتابنده آینه را تشکیل خواهد داد.

انجام مراحل فوق برای اولین آینه از 7 آینه تلسکوپ حدود 7 سال طول کشیده است! اما دانشمندان دانشگاه آریزونا امیدوارند این تمرین طولانی‌مدت به آنها کمک کند تا هر یک از قطعات بعدی آینه را در طول 2 سال به پایان برسانند.

با این حساب، ساخت قطعات اپتیکی تلسکوپ عظیم ماژلان که قطر موثر آینه‌اش 24.5 متر خواهد بود، حدود 10 سال دیگر به پایان خواهد رسید و حداقل تا 15سال بزرگ‌ترین تلسکوپ روی زمین باقی خواهد ماند. با این توان اپتیکی، تصاویر تلسکوپ عظیم ماژلان ده برابر شفاف‌تر از تصاویر تلسکوپ فضایی هابل خواهد بود.

 محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به ابداع نانوترانزیستور یا میکروفنی شده اند که می تواند عملکرد آنزیمی که در اشک چشم انسان وجود دارد را از نزدیک استراق سمع کرده و گزارش دهد.

استراق سمع یک آنزیم هنگامی که در حال پیچیدن و تاب خوردن است می تواند دیدگاهی جدید را درباره شیوه عملکرد پروتئینها ارائه کرده و به محققان امکان دهد تغییرات ساختاری که در طولانی مدت در پروتئینها رخ می دهند را کنترل کنند.

دانشمندان برای انجام این کار نانو ترانزیستورهایی را ابداع کرده اند که به مولکول آنزیمی که درون اشک انسان یافت می شود متصل می شود.

این آنزیم می تواند باکتری هایی بزرگتر از خود را نابود کند. درک چگونگی رشد و تقسیم پروتئینها در بیولوژی چالشی بزرگ به شمار می رود. آنزیمها شکل خود را زمانی که با مولکول هدف پیوند می خوردند، تغییر می دهند و شیوه این تغییر شکل می تواند بخشهایی از عملکرد پروتئین را آشکار سازد.

محققان دانشگاه کالیفرنیا آیروین می گویند شیوه استراق سمع آنها می تواند دریچه ای جدید را به سوی رفتارهای حرکتی پروتئینهایی خاص باز کند. این محققان دریافته اند پروتئینی به نام Iysozym از ساختاری آرواره مانند برخوردار است که با کمک آن به دیواره سلولها چسبیده و آنها را می بلعد.

محققان با ابداع ترانزیستوری نانویی تلاش کردند عملکرد مرموز این آنزیم را کشف کنند. آنها این آنزیم را به نانولوله ای تک دیواره ای که به مداری الکترونیکی وصل بود، متصل کردند. زمانی که برق از میان این مدار عبور می کرد نانولوله ها به میکروفنهایی کوچک تبدیل می شدند که می توانستند به عملکرد آنزیم در هنگام گاز زدن به دیواره سلولها گوش فرا دهند.

با استفاده از این ترانزیستور محققان توانستند رازهایی از عملکرد پروتئینها را فاش سازند: این آنزیمها با حرکت کردن بر روی سطح دیواره سلولها را می گزند و این گزشها با حرکت آنها هماهنگ است و با اینکه هر یک از این گزشها حفره ای جدید را بر روی دیواره سلول به وجود آورده و به تدریج باکتری را نابود می کند.

بر اساس گزارش فاکس نیوز، در مسیر این گزشهای نابودکننده، هر گزش آهنگی ویژه دارد، زیرا آنزیم از یک حرکت برای بازکردن آرواره و از دو حرکت برای بستن آن استفاده می کند.

دانشمندان در قدم بعدی تلاش می کنند این میکروفن جدید را بر روی دیگر پروتئینها بیازمایند به این امید که روزی بتوانند از این ابزار برای ردیابی سرطان و کشف دارو استفاده کنند.