همیارآنلاین
کانال ایتا https://eitaa.com/hamyaronlineهمیارآنلاین
کانال ایتا https://eitaa.com/hamyaronlineولید نسل جدید لیزر با استفاده از نانوکریستال
گفتگوی سیب با دکتر تاد کراس از دانشگاه رچستر تولید نسل جدید لیزر با استفاده از نانوکریستال  فناوری
نانو هر روز خبرساز می‌شود. همزمان با توسعه‌این دانش هیجان‌آور که با
نفوذ به قلب ریزترین ساختارهای طبیعی و مصنوعی همراه است، مانعی دیگر بر
سر راه دانشمندان این عرصه و سایر فناوری‌های مرتبط ایجاد می‌شود که البته
با تلاش دانشمندان راه حل مناسبی برای خلاصی از آن پیدا می‌شود. برای بیش
از چندین دهه است که دانشمندان در دستیابی به منبع نوری مولکولی که بتواند
نور را به صورت پایدار و مستمر از خود منتشر کند با موانع جدی روبه‌رو
بوده‌اند. در حقیقت مشکل موجود این است که چنین منابع نوری هیچگاه به صورت
مستمر و بدون قطعی مشغول به کار نمی‌شوند اما اکنون راه حل جدیدی برای این
مشکل پیدا شده است. دانشمندان دانشگاه رچستر به سرپرستی تاد کراس مشکل
چشمک زدن چنین منابع نوری را برطرف کرده‌اند. در حقیقت کاری که آنها
کرده‌اند کشف ساختار و معادلات فیزیکی نهفته در پس این فرآیند پیچیده است.
نتیجه این تلاش‌ها دستیابی به فناوری مهم و تأثیرگذار نانوکریستال‌های
منتشرکننده نور است که به صورت مستمر چنین کاری را انجام می‌دهند.این محقق
در گفتگوی اختصاصی با سیب ضمن تشریح تلاش اخیر خود و تیم همراهش به بیان
کاربردهای چنین منابع نوری نانویی پرداخته است. چه عاملی موجب شد تا به دنبال ارائه ساختارهایی نظیر نانوکریستال‌های منتشرکننده نور باشید؟ بی‌شک باید قبول کرد که در چند سال اخیر فناوری نانو یکی از بیشترین جهش‌‌ها را در میان سایر علوم نوین داشته است و از آنجا که حتی می‌توان به جرا‡ت آن را زمینه‌ساز توسعه سایر علوم نیز دانست، انجام هرگونه تلاش و ارائه دستاوردهای جدید در این زمینه باز هم ناچیز است. این نکته و همچنین نارسایی موجود در زمینه استفاده از ساختارهای نانویی به عنوان منابع نوری موجب شد تا در 2 سال گذشته تمرکز اصلی بررسی‌‌های خود را بر روی رفع نقصی قرار دهیم که می‌تواند در آینده نتایج خیره‌کننده‌ای داشته باشد. استفاده از این فناوری نوین در امور پزشکی تا چه حد مهم و تأثیرگذار خواهد بود؟ در حال حاضر داروهای زیادی در گوشه و کنار جهان تولید می‌شود که البته اطلاع زیادی درخصوص چگونگی تأثیرگذاری آنها بر بافت‌های سلولی و بخصوص بافت‌های بیمار وجود ندارد. به نظر ما استفاده از این ساختارهای نانویی می‌تواند نوید بخش طراحی و ساخت نانگرهای زیستی باشد که با استفاده از آنها بررسی دقیق این تأثیرگذاری فرآیندی ساده و از همه مهم‌تر کم هزینه‌تر خواهد بود. یعنی در گذشته چنین کاربردی وجود نداشته است؟ چرا اما در مقایسه با استفاده از این ساختارهای جدید، بسیار ابتدایی هستند. در این پروژه جدید می‌توانیم نشانگرهایی تولید کنیم که به صورت مستمر از خود نورافشانی کرده و از این رو تشخیص پزشکان به مراتب دقیق تر و بهتر از گذشته خواهد بود. فکر می‌کنید مهم‌ترین کاربردهای این فناوری نوین چه مواردی باشد؟ ما فکر می‌کنیم که استفاده از این نوع ساختارهای ویژه کریستالی راه تازه‌ای برای طراحی و ساخت لیزرهای ارزان قیمت، سبک و البته چند منظوره ارائه می‌کند. در حال حاضر برای کاربردهای گوناگون پزشکی و صنعتی، لیزرهای گوناگونی طراحی و ساخته شده است اما با استفاده از این فناوری نوین می‌توان لیزری با کاربردهای متنوع ارائه کرد. همچنین استفاده‌‌های قابل توجهی از این ساختارهای نانویی در تولید منابع نوریLED می‌توان داشت. تا چه حد مطمئن هستید که‌این مولکول‌ها به صورت مستمر نورافشانی می‌کنند؟ ما در بررسی‌‌های آزمایشگاهی خود، این ساختارها را در فازهای تحقیقاتی مختلفی بررسی کردیم. در یکی از این مراحل این ساختارها را برای بیش از 5 ساعت زیر نظر گرفتیم و در کمال تعجب و البته امیدواری به این نتیجه رسیدیم که بدون هیچ‌گونه وقفه و فاصله‌ای در مواردی که به کار گرفته شده بودند به درخشش خود ادامه می‌دادند. کمی هم درباره این ساختار جدید صحبت کنید. در این ساختار جدید تفاوت‌های قابل توجهی دیده می‌شود. در این ساختار هسته‌ای متشکل از دو عنصر سلنیوم و کادمیوم وجود دارد که آن را از سایر نانوکریستال‌ها متمایز می‌کند. این هسته در زیر‌‌پوششی ساخته شده از عناصر روی و سلنیوم قرار دارد تا در نهایت مجموعه‌ای مطمئن را تشکیل دهند. البته آنچه که در این فرآیند می‌گذرد کمی پیچیده است. با این حال می‌توان این‌گونه بیان کرد که با استفاده از چنین پوششی، ساختار جدید می‌تواند بدون هیچ‌گونه قطعی و وقفه‌ای و البته به صورت مستمر به انتشار نور از خود بپردازد. پس این‌گونه به نظر می‌رسد که در آینده‌ای نه چندان دور صنعت و فناوری طراحی و ساخت ساختارهای نانویی کریستالی با تغییرات شگرفی همراه خواهد؟ در اینجا باید به یک نکته مهم توجه کرد و آن چگونگی استفاده از این فناوری نوین و دستاودرهای مشابه است. هدف اصلی در این زمینه تنها و تنها باید فراهم آوردن امکان استفاده سریع‌تر و البته ارزان قیمت‌تر از آنها باشد. به عنوان مثال معتقدیم که با استفاده از این ساختارهای نوری می‌توان تشخیص پزشکی را در محیط‌‌های آزمایشگاهی و بخصوص در زمانی که جامعه و کشوری با هجوم بیماری خطرناکی نظیر آنفلوآنزای خوکی همراه است، بسیار سریع‌تر و همچنین مطمئن‌تر انجام داد. زمانی را متصور شوید که برای مقابله با ویروسی مرگبار ضروری است تا بررسی تأثیر داروهای آزمایشگاهی بر ویروس در اولین زمان ممکن انجام شود. در این جا می‌توان مطمئن بود که از این ساختارهای نانوکریستالی به عنوان نشانگری مطمئن و سریع استفاده کرد. هدف بعدی شما برای توسعه این فناوری چیست؟ ما در نظر داریم که برای این ساختارها، کاربردهای متنوع‌تری ایجاد کنیم. به عنوان مثال استفاده از آنها در شناسایی عوامل تروریستی و شیمیایی از جمله اهدافی است که در مراحل بعدی مد‌‌نظر قرار داده‌ایم. ما هم اکنون به بودجه‌‌های تحقیقاتی بیشتری نیاز داریم و فکر می‌کنیم با استفاده از منابع مالی بیشتر که می‌توان آنها را از دانشگاه و مراکز تحقیقاتی و پزشکی به دست آورد، دامنه تحقیقاتمان را گسترش دهیم. در این پروژه از چه حمایت‌هایی برخوردار بوده‌اید؟ به جهت اهمیت بالایی که این تحقیقات داشته است، سازمان‌ها و نهادهایی نظیر وزارت انرژی، بنیاد ملی علوم، سازمان تحقیقات دریایی آمریکا و چندین مرکز دانشگاهی نظیر دانشگاه رچستر و کورنل حمایت‌های گسترده‌ای از ما و تحقیقاتمان داشته‌اند.
دکتر تاد کراس استادیار دپارتمان شیمی در دانشگاه رچستر است که عمده تحقیقات و بررسی‌‌های علمی خود را بر روی ساختارهای نانویی متمرکز کرده است. وی و تیم همراه در قالب گروه تحقیقاتی «تاد کراس» در سال‌های اخیر آزمایش‌های گوناگونی را در زمینه ارائه ساختارهای جدید نانویی انجام داده است. وی مقالات متعددی نیز در این زمینه ارائه کرده است. در این میان توجه اصلی وی و گروهش به ویژگی‌های ماده در ابعاد مولکولی و ساختارهای چند مولکولی بسیار ریز بوده است. کراس که دکتری خود را نیز در همین رشته از دانشگاه کورنل اخذ کرده است، تحقیقات کاربردی نیز بر روی نانولوله‌‌های کربنی داشته است. مهدی پیرگزی |
دکتر تاد کراس در یک نگاه
