خبر های ویژه

یک باکتری نادر "گوشت خوار" به سرعت در ژاپن گسترش یافته است.

2 فروردین 1403

افراد بالای 65 سال باید در بهار امسال واکسن تزریق کنند

27 اسفند 1402

نورالینک ایلان ماسک تراشه مغزی را در اولین انسان کاشته است

10 بهمن 1402

آیا شب ها از خواب بیدار می شوید و نمی توانید بخوابید؟

26 دی 1402

محققان هزاران قطعه نانوپلاستیک را در بطری های آب آشامیدنی کشف کردند

19 دی 1402

جراحان زانو در مورد این ابزار نوآورانه برای زانو علاقه مند هستند

15 دی 1402

پلاستیک ها در مواد غذایی هنوز وجود دارند

14 دی 1402

دوران نقاهت در گذشته امری مهم برای پزشکی بود. امروزه ما دیگر در مورد آن صحبت نمی کنیم.چرا ما در بهتر شدن خیلی بد هستیم؟

10 دی 1402

سلول های ایمنی که با سرطان مبارزه می کنند ظرف چند ساعت پس از اولین برخورد با تومورها خسته می شوند

6 دی 1402

مغز نوجوانان به سمت چالش‌های محبوب رسانه‌های اجتماعی کشیده می‌شود – والدین می‌توانند فرزندان خود را به فکر کردن وادار کنند

1 دی 1402

رژیم غذایی مدیترانه ای با سلامت روان بهتر در بیماران مسن ام اس مرتبط است- بیماران مسن تحت رژیم معمولا علائم کمتری دارند: مطالعه

20 آذر 1402

از بیماری مرموز جدیدی که بین سگ‌ها شیوع پیدا کرده است چه می‌دانیم؟

7 آذر 1402

شیوع بیماری در چین، پاتوژن جدیدی پیدا نشد

6 آذر 1402

پروفسور استاد یحیی عدل، از مدرسه حکمت تبریز تااستادی ممتاز اکادمی جراحی پاریس

12 آبان 1402

بیماری ویلسون: تجمع نادر و خطرناک مس در بدن

3 آبان 1402

واکسن‌های ضد کووید-۱۹، آنفولانزای فصلی و RSV بهترین شانس ما برای جلوگیری از موج زمستانی است.

21 مهر 1402

21 شهریور 1402

جداسازی مولکول‌ها موثر در بهبود غشاها یک بخش بسیار پرانرژی اما ضروری در تولید دارو، نمک‌زدایی و سایر فرآیندهای صنعتی است

برگردان به فارسی آریا فرزان مهر دانشجوی دکتری داروسازی

جداسازی مولکول ها برای تولید بسیاری از محصولات ضروری حیاتی است. به عنوان مثال، در پالایش نفت، هیدروکربن ها - ترکیبات شیمیایی متشکل از هیدروژن و کربن - در نفت خام با دسته بندی آنها بر اساس اندازه مولکولی، شکل و وزن به بنزین، گازوئیل و روان کننده ها تقسیم بندی می شوند. در صنعت داروسازی، مواد موثره موجود در داروها با جداسازی مولکول‌های دارو از آنزیم‌ها، محلول‌ها و سایر اجزای مورد استفاده برای ساخت آن‌ها خالص‌سازی می گردند.

تبریز امروز:

جداسازی مولکول‌ها یک بخش بسیار پرانرژی اما ضروری در تولید دارو، نمک‌زدایی و سایر فرآیندهای صنعتی است – بهبود غشاها می‌توانند کمک کنند.
براتین سنگوپتا
دکتری کاندیدای مهندسی شیمی و بیولوژیکی، دانشگاه بوفالو

میائو یو
استاد مهندسی شیمی و بیولوژیکی، دانشگاه بوفالو

 جداسازی مولکول ها برای تولید بسیاری از محصولات ضروری حیاتی است. به عنوان مثال، در پالایش نفت، هیدروکربن ها - ترکیبات شیمیایی متشکل از هیدروژن و کربن - در نفت خام با دسته بندی آنها بر اساس اندازه مولکولی، شکل و وزن به بنزین، گازوئیل و روان کننده ها تقسیم بندی می شوند. در صنعت داروسازی، مواد موثره موجود در داروها با جداسازی مولکول‌های دارو از آنزیم‌ها، محلول‌ها و سایر اجزای مورد استفاده برای ساخت آن‌ها خالص‌سازی می گردند.

این فرآیندهای جداسازی مقدار قابل توجهی انرژی مصرف می کنند که تقریباً نیمی از مصرف انرژی صنعتی ایالات متحده را تشکیل می دهد. به طور سنتی، جداسازی‌های مولکولی بر روش‌هایی تکیه می‌کنند که نیاز به گرمایش و سرمایش شدید دارند که باعث می‌شود آنها انرژی بسیار ناکارآمدی داشته باشند.

ما مهندس شیمی و بیولوژیک هستیم. در تحقیقات جدید منتشر شده خود، نوع جدیدی از غشاء با نانوحفره‌ها طراحی کردیم که می‌تواند به سرعت و با دقت طیف متنوعی از مولکول‌ها را در شرایط سخت صنعتی جدا کند.

 غشاها یکی از روش های شیرین سازی آب هستند.
تکنولوژی غشایی
غشاها موانع فیزیکی هستند که می توانند مولکول ها را در مخلوطی مانند غربال بر اساس اندازه یا میل آنها - مانند بار یا قطبیت - به مواد غشایی جدا کنند. به عنوان مثال، سلول های شما توسط غشایی احاطه شده اند که مواد مغذی را به داخل آن منتقل می کند و سموم را از آن خارج می کند. فناوری غشاء شامل موانع مصنوعی است که می تواند مولکول ها را در مخلوط های صنعتی مهم با هزینه انرژی کمتر نسبت به روش های سنتی جدا کند.

غشاهای موجود در حال حاضر، از جمله غشاهایی که در نمک‌زدایی آب دریا در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند، در دماهای بالا و زمانی که در معرض حلال‌های آلی قرار می‌گیرند - مواد شیمیایی مبتنی بر کربن که مواد دیگر را حل می‌کنند، از ناپایداری تحت تاثیر قرار می گیرند. این امر استفاده از غشاها را در بسیاری از جداسازی های صنعتی محدود کرده است.

مواد معدنی پایدارتر هستند و بهتر می توانند در شرایط صنعتی دوام بیاورند. مطالعات قبلی بر ساخت غشاهای معدنی بسیار نازک متمرکز شده‌اند تا به مولکول‌های خاصی اجازه عبور دهند. اما نازکی احتمال ایجاد نقص و سوراخ در غشا را افزایش می دهد و ساخت آن در مقیاس صنعتی دشوار است.

بهبود جداسازی غشا
ما تکنیکی را برای ساخت یک ماده معدنی جدید به نام اکسید فلزی دوپ شده با کربن ایجاد کردیم که می تواند مولکول های آلی کوچکتر از یک نانومتر را جدا کند (برای مقیاس، قطر اتم طلا یک سوم نانومتر است).

با الهام از فناوری موجود که سازندگان برای ساختن نیمه هادی ها از آن استفاده می کنند، به نام رسوب لایه مولکولی، ما با دو واکنش دهنده ارزان قیمت از آن فرآیند کار کردیم و لایه های نازک تولید کردیم. این فیلم‌ها حاوی نانوحفره‌هایی هستند که می‌توانند به طور دقیق برای کنترل جداسازی مولکول‌هایی با قطر 0.6 تا 1.2 نانومتر تنظیم شوند.

تصویر نمای نزدیک از ورقه ای از نانولوله های کربنی، متشکل از شش ضلعی های متصل

نانومواد مانند گرافن اغلب از ورقه هایی از ساختارهای کربنی شش ضلعی ساخته می شوند. 
یکی از ویژگی های کلیدی غشای ما این است که می تواند در شرایط سخت مقاومت کند. این غشاها تا 284 درجه فارنهایت (140 درجه سانتیگراد) و فشار تا 30 اتمسفر (حدود 441 پوند بر اینچ مربع) در حضور حلالهای آلی پایدار هستند. این پایداری بسیار مهم است، زیرا بسیاری از فرآیندهای جداسازی صنعتی می‌توانند مقادیر زیادی انرژی را در صورت انجام در دمای بالا ذخیره کنند.

به عنوان یک نمایش، ما از غشای خود در مرحله جداسازی مولکولی در طول ساخت آفت کش بوسکالید استفاده کردیم. با تنظیم اندازه منافذ غشاهایمان برای مطابقت با اندازه مولکول‌های موجود در مخلوط، ما توانستیم هر جزء جداگانه از واکنش‌دهنده، محصول و کاتالیزور را جدا کنیم. به دلیل پایداری غشای خود، ما توانستیم کل فرآیند را در دمای 194 درجه فارنهایت (90 درجه سانتیگراد) انجام دهیم، دمایی که واکنش در آن انجام می شود، و نیازی به کاهش دما در طول سپتامبر را از بین بردیم.

فرآیند آراسیون این می تواند به طور قابل توجهی مصرف انرژی را کاهش دهد و به نوبه خود، ردپای کربن فرآیند صنعتی را کاهش دهد.

ما معتقدیم که غشای ما می‌تواند در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مشابه، از جمله مواردی که شامل شرایط سختی است که غشاهای سنتی از کار می‌افتند، استفاده شود، و مطمئن هستیم که می‌توان آن را به سرعت افزایش داد. این می‌تواند دری را برای محققان و تولیدکنندگان باز کند تا از غشاها در کاربردهایی که قبلاً کشف نشده بودند استفاده کنند

 

برگردان به فارسی آریا فرزان مهر دانشجوی دکتری داروسازی دانشگاه تبریز

 

منبع

The Conversation

ارتباط با تبریز امروز

اخبار ، گزارشات ، عکسها و فیلم های خود را برای ما ارسال دارید . برای ارسال میتوانید از طریق آدرس تلگرامی یا ایمیل استفاده کنید.

info@tabriz-emrooz.ir

اشتراک در خبرنامه

برای اطلاع از آخرین خبرهای تبریز امروز در کانال تلگرام ما عضو شوید.

کانل تلگرام تبریز امروز

فرم تماس با تبریز امروز

کلیه حقوق این سایت متعلق به پایگاه خبری تبریز امروز بوده و استفاده از مطالب آن با ذکر منبع بلامانع است.
طراحی وتولید توسططراح وب سایت