این نانو الماس ها بقایای یک شهاب سنگ در سیبری هستند، الماس های بسیار ریز که می توانند در جنگ بر علیه سرطان یا در فناوری مسیر یابی نقش به سزایی بازی کنند. دانشمندان آلمانی در حال بررسی و مطالعه این موضوع هستند.
مانند حرکت یک ترن هوایی در شهر بازی، اشعه لیزر از دستگاه به سرعت عبور می کند، می چرخد، به چپ می پیچد و در یک منشور شکسته می شود. هنگامی که به مقصد می رسد، ساختار واقعی نانو الماس را نمایان می کند. دور از دسترس برای چشم انسان و غیر قابل رویت با چشم آزاد، این ترکیبات ریز کربن حامل مواد بیگانه ای هستند که به طور مثال میادین مغناطیسی را تشخیص می دهند و به این ترتیب در مسیر یابی کمک می کنند. درون نانو الماس را می توان عمدا پر کرد- به عنوان مثال با دارو، به این ترتیب تاثیر داروها ها افزایش می یابد.
پروفسور یورگ وراختروپ (Jörg Wrachtrup) و همکارانش در دپارتمان سوم فیزیک دانشگاه اشتوتگارت، ارزش های درونی این کوتوله های گرانبها را بررسی می کنند.
دانشمندان هنگامی از نانو الماس صحبت می کنند که قطر آنها 5 نانو متر یا کوچک تر باشد. آنها تنها از چند صد اتم کربن تشکیل شده اند. محققان اشتوتگارتی با همکاری با یک گروه روسی آنها را در باقی مانده های یک شهاب سنگ در سیبری کشف کردند. وراختروپ می گوید: ما دریافتیم که آنها خیلی مقاوم اند. وابسته به اتم های بیگانه ای که درون خود جا داده اند، این الماس ها در تماس با اشعه لیزر رنگ خود را تغییر می دهند. به طور مثال سیلیسیوم به رنگ قرمز در می آید. اکثر الماس ها به نظر شفاف می رسند ولی دارای آلودگی هستند. این در خصوص الماس های بزرگتر هم صدق می کند که به راحتی دیده می شوند و در جواهر فروشی ها با قیمت های بالایی خرید و فروش می شوند و برای تراشیدن فلزات به کار گرفته می شوند.
در آزمایشگاه های اشتوتگارت، محققان در حال بررسی این موضوع هستند که موادی مانند هلیوم را در نانو الماس شلیک کنند. وراختروپ توضیح می دهد که همانند جلیقه ضد گلوله، اتم ها پس از طی بخشی از مسافت، متوقف می شوند. سپس در دمای 800 درجه سانتی گراد مسیر ورودی آنها بسته می شود و به این ترتیب اتم بیگانه در نانو الماس جایگذازی شده است. اتم های بیگانه را می توان همچنین از نانو الماس استخراج کرد. وراختروپ نام این عمل را “ترمیم” می گذارد.
نانو الماس ها می توانند DNA را تغییر دهند
این محقق می گوید که کاربرد نانو الماس در بخش بیولوژی سلولی امری قریب الوقوع است. نانو الماس ها با ذرات دیگر بارگزاری و چنان هدایت می شوند که در هسته سلول، DNA را تغییر دهند. تحقیقات نشان داده است که از این طریق دارو های خاص در درمان سرطان تاثیر بیشتری داشته اند. نیکولاس گونکل از مرکز تحقیقات سرطان آلمان می گوید استفاده از نانو الماس ها یکی از راه های متعددی برای اشباع کردن سلول های سرطانی با مواد بسیار سمی و افزایش زمان ماندگاری آنها در سلول است. البته رقبای این روش که در مرحله آزمایش بر روی انسان هستند، حدودا 5 سال از نانو الماس ها عقب افتاده اند. نانو الماس ها تاثیر خود را تا کنون بر روی مدل موش های آزمایشگاهی نشان داه اند.
یک زمینه استفاده دیگر از این نانو مواد حسگر ها هستند. به دلیل وجود مراکز رنگی برخی از نانو الماس ها می توانند مدار های مغناطیسی را تشخیص دهند. محققان اشتوتگارتی می خواهند از این طریق قطب نمای گوشی های هوشمند را بهینه سازی کنند. وراختروپ می گوید امکان دارد روزی سیگنال های عصبی مغز به وسیله این نانو مواد ثبت شوند.
در دانشگاه اولم ULM، پروفسور فدور یلژکو (Fedor Jelezko) و همکارانش روش جدیدی را طراحی کرده اند که میزان آهن را در بدن انسان می سنجد. محققان از خاصیت مغناطیسی آهن و به این ترتیب از تولید یک مدار مغناطیسی توسط اتم های آهن استفاده کردند. با حسگر های کوچک مدار های مغناطیسی بر اساس نانو الماس، محققان می توانند میزان آهن بدن را، به عنوان مثال پس از خوردن اسفناج ثبت کنند.
ام آر تی برای تک مولکول ها
حسگر های نانو الماسی به زودی قادر خواهند بود که میدان های مغناطیسی بسیار کوچک رزونانس مغناطیسی (Magnetic resonance) را بسنجند. بر اساس ارزیابی یلژکو این امر عکس برداری رزونانس مغانطیسی (MRT) از یک تک مولکول را امکان پذیر خواهد کرد. موضوع اصلی در این میان تنها یافتن مولکول ها نیست، بلکه تولید عکس های سه بعدی از آنها نیز باید امکان پذیر شود.
یلژکو می گوید برای اینکه از فعل و انفعالاتی که درون موجودات زنده در حال رخ دادن هستند، فهم درستی داشته باشیم، تنها ترتیب آمینو اسید ها مهم نیست، بلکه ساختار مولکول ها هم از اهمیت زیادی برخوردار است. برای به دست آوردن این نتایج هم اکنون روش مناسبی وجود ندارد، به خصوص تحت شرایط طبیعی. انتظار می رود نتایجی که با کمک نانو الماس ها به دست می آیند، دید عمیق تری را از تاثیر دارو ها ایجاد کنند. هنگامی که بفهمیم پروسه های مولکولی چگونه انجام می شوند، می توانینم عوارض جانبی را کاهش دهیم. تا کنون با فیلم برداری های بدون دید کار می شد که بسیار طولانی هستند و بیشتر بر اساس حدث وگمان ایجاد می شوند.
تا زمانی که مصرف کنندگان از این تحقیقات مطلع شوند زمان زیادی سپری خواهد شد. وراختروپ اینگونه ارزیابی می کند که حد اقل 50 تا 60 گروه در سراسر دنیا روی موضوع نانو الماس ها کار می کنند.
صنعت هم در این خصوص ابراز علاقه کرده است. ولی وراختروپ می گوید که استفاده اقتصادی از نانو الماس ها در حال حاضر بسیار گران خواهد بود. 10 گرم ماده آماده قیمتی بالغ بر 50 تا 100.000 یورو دارد که باید به یک صدم این مبلغ برسد تا استفاده از آن قابل توجیه باشد.
.
منبع: welt
نانوی الماس چگونه بدست میاید؟
این نانو الماس که فقط از باقی مانده های شهاب سنگ به دست آمده است. اگر محققان بخواهند نانو الماس صنعتی تولید کنند باید از روش های متداول برای تولید ذرات نانو استفاده کنند.