پژوهشگران دانشکده مهندسی پزشکی و مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر با ارائه روشی نوین با کنترل دقیق شکل و اندازه نانوذرات پلیمری موفق به ارائه روشی برای افزایش و تنظیم راندمان مولدهای الکتروشیمیایی شدند.
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری فارس به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، پژوهشگران دانشکده مهندسی پزشکی و مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر با ارائه روشی نوین با کنترل دقیق شکل و اندازه نانوذرات پلیمری موفق به ارائه روشی برای افزایش و تنظیم راندمان مولدهای الکتروشیمیایی شدند.
محققان این طرح امیدوارند با توسعه این روش قادر به تولید نسل جدیدی از نانومواد پیشرفته برای استفاده در محدوده وسیعی از کاربردها از مهندسی انرژی تا انتقال هدفمند داروهای ضدسرطان و مهندسی سلول‌های بنیادی شوند.
محمدمهدی حسنی صدرآبادی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به انتشار مقاله‌ای در حوزه انرژی و علم مواد، گفت: در این مقاله روش جدیدی برای تولید نانوذرات پلیمری با شکل و اندازه قابل کنترل ارائه شد که با عنوان Morphological Tuning of Polymeric Nanoparticles via Microfluidic Platform for Fuel Cell Applicationsمنتشر شده است.
وی با اشاره به جزئیات این طرح، خاطر نشان کرد: در این سیستم با تلفیق علم پلیمر و میکروسیالات توانستیم برای نخستین بار روشی آسان برای تولید نانوذرات پلیمری با شکل قابل کنترل و بدون استفاده از الگو پیشنهاد دهیم.
حسنی با بیان اینکه در این تحقیق از نانو ذرات بر پایه "پلی بنزیمیدازول" استفاده شده است، ادامه داد: این ماده نوعی پلیمر مهندسی با قابلیت ذاتی انتقال پروتون است که دارای پایداری حرارتی و شیمیایی و رفتار الکتروشیمیایی ویژه است.
این محقق با بیان اینکه در این پروژه تحقیقاتی از قابلیت‌های فناوری نوین میکروسیالات در تنظیم دقیق مشخصه‌ها و رژیم‌های جریان برای رسوب کنترل شده زنجیرهای پلیمری در مقیاس نانو استفاده شده است، اظهار داشت: نتیجه حاصله شکل گیری نانوذرات پلی بنزیمیدازول با مورفولوژی قابل کنترل بود.
وی افزود: از آنجایی که این نانوذرات برپایه پلیمرهای تبادلگر یون شکل گرفته اند از این رو رفتار هدایت پروتونی این مواد مورد بررسی قرار گرفت و بر مبنای نتایج حاصله رفتار هدایتگری در ابعاد نانو وابستگی بالایی به اندازه و شکل ذرات تبادلگر یون نشان داد و هرچه اندازه نانوذرات کوچکتر شده و ذرات کشیده‌تر باشند، خواص نهایی انتقال یون بهتر و دارای کارایی موثرتری خواهند بود ضمن آنکه دارای راندمان الکتروشیمیایی حاصله مطلوب‌تر است.
حسنی با تاکید بر اینکه نتایج به دست آمده در حوزه‌های متعدی از علوم مواد و پزشکی قابل استفاده است، یادآور شد: در حوزه علم مواد زمانی که شکل و ابعاد تغییر می کند، خواص آنها نیز دستخوش تغییرات شدیدی می شود و دستیابی به روشی قابل اطمینان در کنترل و مهندسی خواص در مقیاس نانو هدف بسیاری از گروه‌های تحقیقاتی پیشگام در این عرصه است و چاپ مقاله گروه تحقیقاتی ما در معتبرترین و پرارجاعترین نشریه شیمی دنیا نشانگر تحولی شایان ذکر و ارزشمند در این حوزه است.
وی از انتشار نتایج تحقیق در نشریه Journal of the American Chemical Society (JACS) خبر داد و اظهار داشت: این تحقیقات به صورت مشترک میان دانشگاه صنعتی امیرکبیر و انستیتو فناوری فدرال سوئیس (EPFL) انجام شده، و در نشریه JACS با ضریب تاثیر(Impact Factor) 10.7 منتشر شده است.
وی هدف اصلی این مطالعه را استفاده از این نانوذرات به عنوان افزودنی‌های پیشرفته در حوزه انرژی و پیل‌های سوختی دانست و اضافه کرد: این ذرات تعیین کننده راندمان عملکرد غشاهای نانوساختار پلیمری تبادلگر یون هستند؛ از این رو با کنترل دقیق شکل و اندازه این نانوذرات قادر به مهندسی ویژگی‌ها و آرایش نانوکانال‌های مسئول انتقال یون در ساختار نانوکامپوزیت‌های حاصله هستیم که بالتبع افزایش قابل توجهی در راندمان الکتروشیمیایی پیل‌های سوختی حاصله را به همراه خواهد داشت.
وی با اشاره به کاربردهای نتایج این تحقیقات در حوزه پزشکی گفت: گروه تحقیقاتی ما (BiDAR) در حال حاضر مشغول توسعه این فناوری برای تولید نانوذرات حاوی دارو برای استفاده در سیستم‌های نوین انتقال و رهایش مواد بیولوژیکی در بدن برای مقاصد درمانی و پزشکی ترمیمی است.
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر استفاده از این نانو ذرات در درمان سرطان را فاز دوم این تحقیقات ذکر کرد و اظهار داشت: در این تحقیقات که نتایج آن بزودی منتشر خواهد شد، درصدد هستیم تا با استفاده از نانوذراتی بر مبنای پلیمرهای طبیعی حاوی دارو و بکارگیری روش ساخت میکروسیالاتی رفتار سلول‌های سرطانی را کنترل کنیم.
محقق این طرح تحقیقاتی در این باره توضیح داد: این نانوذرات قادر به آزاد کردن مولکول‌های دارو در داخل سلول هستند و به کمک روش ابداعی با توجه به تنظیم خواص متعددی از نانوذرات از جمله اندازه، شکل، بارسطحی، میزان بارگذاری دارو و نرخ رهایش؛ میزان و شدت برهمکنش‌های بین این ذرات و سلول‌های هدف قابل کنترل دقیق است و ما امیدواریم در آینده نزدیک قادر به معرفی نسل جدیدی از نانومواد مهندسی برای کاربردهای درمانی باشیم.
