عمومی

نانوربات‌های آهنی برای نظارت بر سلول‌های زنده به صورت مخفی عمل می‌کنند

نانوربات‌های آهنی برای نظارت بر سلول‌های زنده به صورت مخفی عمل می‌کنند

نانوربات‌های آهنی برای نظارت بر سلول‌های زنده به صورت مخفی عمل می‌کنند

سلول‌های زنده درون بدن می‌توانند با استفاده از روش جدیدی که توسط محققان KAUST توسعه داده شده است، تحت نظارت قرار گیرند، مکان و مهاجرت آنها به صورت غیرتهاجمی در زمان واقعی طی چندین روز ردیابی شود.

این تکنیک از نانوسیم‌های آهنی هسته پوسته مغناطیسی به عنوان عوامل کنتراست غیرسمی استفاده می‌کند که می‌توانند در سلول‌های زنده کاشته شوند و مکان آن سلول‌ها را در داخل یک موجود زنده هنگام اسکن توسط تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) روشن کنند. این تکنیک می‌تواند کاربردهایی از مطالعه و درمان سرطان گرفته تا ردیابی درمان‌های پزشکی سلول‌های زنده، مانند درمان‌های سلول‌های بنیادی، داشته باشد.

یورگن کوسل و تیمش اخیراً نشان دادند که نانوسیم‌های آهنی هسته-پوسته می‌توانند به طور انتخابی سلول‌های سرطانی را با یک حمله ترکیبی از بین ببرند، یک داروی ضد سرطان را به سلول‌های هدف منتقل کنند و در عین حال غشای سلول را سوراخ کرده و انفجارهای گرما را آزاد کنند.

 اکنون، این تیم با همکاری محققان CIC biomaGUNE در سن سباستین، اسپانیا، نشان داده است که می‌توان از همان نوع هسته آهن، نانوسیم‌های پوسته اکسید آهن، برای تصویربرداری پزشکی غیرتهاجمی استفاده کرد. این نانوسیم‌ها می‌توانند به طور بالقوه به عنوان عوامل "ترانوستیک" مورد استفاده قرار گیرند که قادر به شناسایی، ردیابی و سپس حذف سلول‌های هدف هستند.

آلدو مارتینزباندراس، دانشجوی دکترا در تیم کوسل، می‌گوید: "برچسب‌گذاری و ردیابی سلول به ابزاری ارزشمند برای کاربردهای علمی و بالینی تبدیل شده است. یکی از جنبه‌های کلیدی مطالعات ردیابی سلول، حساسیت به تشخیص تعداد کمی از سلول‌ها پس از کاشت است، بنابراین مغناطش قوی و زیست‌سازگاری نانوسیم‌های ما از ویژگی‌های سودمند برای ردیابی MRI هستند."

این تیم نشان داد که نانوسیم‌ها حتی در غلظت‌های بسیار پایین، به عنوان عوامل کنتراست MRI عملکرد خوبی داشتند و پاسخ مغناطیسی را می‌توان با تغییر ضخامت پوسته نانوسیم تنظیم کرد.

 زیست‌سازگاری نانوسیم امکان ردیابی طولانی‌مدت سلول‌های زنده را فراهم می‌کرد. مارتینزباندراس توضیح می‌دهد: «نانوسیم‌ها بدون به خطر انداختن بقا، عملکرد یا ظرفیت تکثیر سلول‌ها با آنها تعامل داشتند.»

 سلول‌های برچسب‌گذاری شده را می‌توان در کشت‌های سلولی یا پس از تزریق به یک حیوان زنده ردیابی کرد. مارتینزباندراس می‌گوید: «مغناطیس قوی نانوسیم‌ها امکان تشخیص تقریباً 10 سلول برچسب‌گذاری شده را در مغز یک موش برای مدت حداقل 40 روز فراهم کرد که به ما امکان ردیابی مکان و سرنوشت دقیق آنها را در حیوان داد.»

کوسل می‌گوید: «این نانوسیم‌های هسته پوسته دارای ویژگی‌های اضافی مختلفی هستند، از جمله توانایی کنترل مغناطیسی آنها برای هدایت به یک مکان خاص، حمل دارو یا گرم شدن با لیزر.»

 ترکیب همه این موارد با قابلیت ردیابی، یک پلتفرم درمانی ایجاد می‌کند که می‌تواند دریچه‌ای به سوی رویکردهای جدید بسیار امیدوارکننده در نانوپزشکی بگشاید.

 

تاریخ:1404/9/30

مهسا نعمتی

ربات, پزشکی, لیزر, آهن

محققان سیستم تصفیه هوای «ویروس‌کش» را توسعه دادند

محققان سیستم تصفیه هوای «ویروس‌کش» را توسعه دادند

محققان سیستم تصفیه هوای «ویروس‌کش» را توسعه دادند

دانشمندان و مهندسان کمبریج یک نانوماده جدید برای تصفیه هوا مبتنی بر کربن ساخته‌اند که قادر به جذب و از بین بردن ویروس‌های مختلف، از جمله ویروس کرونای حیوانی، که هم‌خانواده SARS-CoV-2  ویروسی که باعث کووید-۱۹ می‌شود، است.

نمونه اولیه، که توسط یک تیم چند رشته‌ای از محققان گروه Boies، در دانشکده مهندسی، و با همکارانی از دانشکده علوم مواد و متالورژی و دانشکده آسیب‌شناسی توسعه و آزمایش شده است، مجهز به غشاهای رسانای الکتریکی نانولوله‌های کربنی فوق نازک است.

 این غشای فیلتراسیون رسانای جدید، فیلتراسیون و ضدعفونی همزمان ویروس را از طریق فلش‌های حرارتی از گرمایش مقاومتی تا دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد امکان‌پذیر می‌کند و ویروس‌ها، از جمله بتاکروناویروس، را در عرض چند ثانیه غیرفعال می‌کند.

محققان می‌گویند این فیلتر چندمنظوره به ویژه در مبارزه با شیوع ویروسی بیماری‌های منتقله از طریق هوا در محیط‌های بسته مانند خودروهای اورژانس، بیمارستان‌ها، مراکز تفریحی و آموزشی مفید است، چه به عنوان یک واحد مستقل و چه در کنار سیستم‌های تصفیه گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC).

 نتایج، از جمله یافته‌های به‌دست‌آمده در طول آزمایش‌های عفونت‌زایی ویروس که با مدل‌سازی نظری پشتیبانی می‌شوند، در مجله Carbon گزارش شده‌اند.

این فیلتر، کلاس جدیدی از واسطه‌های فیلتراسیون رسانا را نشان می‌دهد که عملکرد الکتریکی را با قابلیت تولید انبوه امکان‌پذیر می‌کند و دارای راندمان فیلتراسیون و نفوذپذیری هوا است که با فیلترهای تجاری HEPA (فیلترهای ذرات معلق هوا با راندمان بالا) مطابقت دارد.

این فیلتر به طور مؤثر قطرات مایع تنفسی - حامل بسیاری از ویروس‌ها، از جمله ویروس‌های کرونا را که از طریق سرفه، صحبت کردن و تنفس تولید می‌شوند و ساعت‌ها در هوا معلق می‌مانند و در محیط‌های محدود بیش از ده‌ها متر حرکت می‌کنند، جذب می‌کند. همین ذرات تنفسی هستند که به میزان بالای عفونت در فضاهای بسته و شلوغ کمک می‌کنند.

این ماده نوآورانه نانولوله کربنی که با فرآیندی منحصر به فرد در دانشگاه اختراع شده است، ستون ابتکار ANAM نیز می‌باشد که توسط EPSRC تأمین مالی می‌شود و به دنبال آزادسازی پتانسیل تجاری ارائه شده توسط نانولوله‌های کربنی است.

لیرون ایسمن، دانشجوی دکترا، گفت: "بر اساس دانش به دست آمده از این پروژه (نتیجه کمک هزینه Innovate UK)، چندین نمونه اولیه کاربردی توسعه داده شده است که توانایی فیلتر را برای دستیابی به تصفیه هوای ۹۹٪ یک اتاق کوچک یا یک آمبولانس در عرض ۱۰ تا ۲۰ دقیقه نشان می‌دهد.

 چندین پروژه همکاری صنعتی با شرکت‌های پیشرو در زمینه فیلتراسیون هوا در جهان آغاز شده است تا این ماده نانولوله کربنی را در کاربردهای پیشرفته برای کمک به مبارزه با کووید-۱۹ و سایر عوامل بیماری‌زای موجود در هوا معرفی کنند."

«برای پاسخگویی به تقاضای بازار، فرآیند منحصر به فرد ما توسط شرکت Q-Flo Limited، یکی از شرکت‌های وابسته به دانشگاه کمبریج، به صورت تجاری در حال توسعه است تا در ابتدا بیش از ۱۰۰۰۰۰ متر مربع در سال از مواد غشایی تولید کند. مزایای این مواد فیلتراسیون رسانا این است که مقاومت جریان کمی با راندمان جذب بالا و قابلیت‌های گرمایش و حسگری اضافی ارائه می‌دهند.»

 

تاریخ:1404/9/16

مهسا نعمتی

ویروس, تصفیه هوا

یک کرونومتر کشسان، پوست انسان را روشن می‌کند

یک کرونومتر کشسان، پوست انسان را روشن می‌کند

یک کرونومتر کشسان، پوست انسان را روشن می‌کند

دونده‌ای را تصور کنید که برای بررسی زمان خود نیازی به حمل کرنومتر یا تلفن همراه ندارد: او می‌تواند فقط به صفحه نمایش درخشان کرنومتر در پشت دستش خیره شود.

چنین رابط‌های انسان و ماشین دیگر علمی تخیلی نیستند، اما هنوز راه درازی تا تبدیل شدن به جریان اصلی دارند.

اکنون، محققانی که در ACS Materials Letters گزارش می‌دهند، یک دستگاه ساطع کننده نور کششی توسعه داده‌اند که با ولتاژهای پایین کار می‌کند و برای پوست انسان بی‌خطر است.

اخیراً، دانشمندان دستگاه‌های ساطع‌کننده نور کششی به نام نمایشگرهای الکترولومینسانس جریان متناوب (ACEL) توسعه داده‌اند که می‌توانند مانند یک خالکوبی موقت روی پوست یا سطوح دیگر چسبانده شوند.

 با این حال، این نمایشگرها برای دستیابی به روشنایی کافی به ولتاژهای نسبتاً بالایی نیاز دارند که می‌تواند نگرانی‌های ایمنی ایجاد کند.

 بنابراین، دشنگ کونگ و همکارانش می‌خواستند یک ACEL توسعه دهند که بتواند با ولتاژهای پایین‌تر کار کند و همچنین برای پوست انسان ایمن‌تر باشد.

محققان برای ساخت دستگاه خود، یک لایه الکترولومینسانس، ساخته شده از میکروذرات ساطع کننده نور پراکنده در یک ماده دی الکتریک کشسان، را بین دو الکترود نانوسیم نقره‌ای انعطاف‌پذیر قرار دادند.

این دستگاه حاوی نوع جدیدی از ماده دی الکتریک، به شکل نانوذرات سرامیکی تعبیه شده در یک پلیمر لاستیکی بود که در مقایسه با نمایشگرهای ACEL موجود، روشنایی را افزایش می‌داد.

آنها از این ماده برای ساخت یک نمایشگر کرونومتر چهار رقمی استفاده کردند که آن را روی دست یک داوطلب نصب کردند. در ولتاژهای پایین، نمایشگر کشسان به اندازه کافی روشن بود که در زیر نور داخلی دیده شود.

محققان می‌گویند این نمایشگر کشسان روشن می‌تواند طیف گسترده‌ای از کاربردها را در پوشیدنی‌های هوشمند، رباتیک نرم و رابط‌های انسان و ماشین پیدا کند.

 

تاریخ:1404/7/13

مهسا نعمتی

پوست, درمان لک پوست, پوست روشن, پوست صاف

بال‌های هواپیما را می‌توان با استفاده از نانولوله‌ها به راحتی و با هزینه کم مونتاژ کرد

بال‌های هواپیما را می‌توان با استفاده از نانولوله‌ها به راحتی و با هزینه کم مونتاژ کرد

بال‌های هواپیما را می‌توان با استفاده از نانولوله‌ها به راحتی و با هزینه کم مونتاژ کرد

نانولوله‌های کربنی به سادگی و با هزینه کم برای اتصال کامپوزیت‌های درجه هوافضا که در ساخت هواپیما استفاده می‌شوند، مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

 این تکنیک که توسط محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) توسعه داده شده است، نیاز به مخازن تحت فشار پرهزینه و پرانرژی را از بین می‌برد و می‌تواند تولید هواپیما و سازه‌های کامپوزیتی با کارایی بالا مانند پره‌های توربین بادی را سرعت بخشد.

هواپیماهای مدرن از کامپوزیت‌های ورق مانند ساخته می‌شوند که در دماهای بالا در مخازن تحت فشار غول‌پیکری به نام اتوکلاو به هم متصل می‌شوند.

این مخازن به دلیل زبری سطح میکروسکوپی خود، برای بیرون راندن حباب‌های کوچک هوا که بین ورق‌ها تشکیل می‌شوند، مورد نیاز هستند، دقیقاً مانند فشردن حباب‌های هوا که در زیر یک فیلم پلاستیکی تشکیل می‌شوند.

برایان واردل، محقق هوانوردی MIT، توضیح می‌دهد: «اگر در حال ساخت یک سازه اولیه مانند بدنه یا بال هستید، باید یک مخزن فشار یا اتوکلاو به اندازه یک ساختمان دو یا سه طبقه بسازید که خود برای تحت فشار قرار دادن به زمان و هزینه نیاز دارد.»

واردل و همکارانش برای اتصال کامپوزیت‌ها به یکدیگر به شبکه‌های نانومتخلخل، لایه‌های بسیار نازک ساخته شده از مواد هم‌راستا مانند نانولوله‌های کربنی روی آورده‌اند.

فضاهای بین هر نانولوله در چنین لایه‌های متراکمی می‌توانند به عنوان مویرگ عمل کنند و بر اساس هندسه و انرژی سطحی خود فشار ایجاد کنند.

این تیم پیش‌بینی کرد که با قرار دادن چنین لایه‌ای بین دو ورق از مواد دیگر و گرم کردن آن، می‌توان فشار مویرگی ۵۰٪ بیشتری نسبت به آنچه در اتوکلاو ممکن است به مواد اطراف اعمال کرد در حالی که به طور مشابه هرگونه حفره محبوس شده را از بین می‌برد.

تیم با آزمایش این ایده، فیلمی از نانولوله‌های کربنی عمودی را بین دو ورق از مواد کامپوزیت هواپیما قرار داد و آنها را با استفاده از یک پوشش الکتریکی از فیلم نانولوله گرم کرد.

ماده حاصل، درست مانند یک کامپوزیت اتوکلاو شده، بدون حفره بود.

 واردل می‌گوید: «ما دریافتیم که کامپوزیت خارج از اتوکلاو ما به اندازه کامپوزیت فرآیند اتوکلاو استاندارد طلایی که برای سازه‌های اولیه هوافضا استفاده می‌شود، قوی است.»

این رویکرد، تکنیکی را که توسط این تیم در سال ۲۰۱۵ توسعه داده شده بود، تکمیل می‌کند.

 در این تکنیک، از پیچیدن نانولوله‌های کربنی برای گرم کردن و جوش دادن کامپوزیت‌ها بدون یک اجاق غول‌پیکر و با یک صدم هزینه انرژی استفاده می‌شد.

کیت ریجوی، متخصص تولید پیشرفته از دانشگاه استراتکلاید، که در این مطالعه مشارکتی نداشته است، می‌گوید: «قطعات اتوکلاو شده به عنوان استانداردی در نظر گرفته می‌شوند که هر فرآیند جایگزین باید از آن فراتر رود تا شانسی برای پذیرش گسترده در صنعت، به ویژه برای ساخت قطعات حیاتی، داشته باشد.»

او با نامیدن پخت خارج از اتوکلاو به عنوان «جام مقدس» تولید کامپوزیت‌ها، خاطرنشان می‌کند که سایر جایگزین‌های پیشنهادی مانند رویکردهای مبتنی بر مایکروویو می‌توانند جذاب به نظر برسند اما یکپارچگی لازم را فراهم نمی‌کنند و اغلب تا ۱٪ از ماده حاوی حفره‌هایی است که آن را تضعیف می‌کند.

ریجوی می‌افزاید: «در حال حاضربا تمرکز بیشتر بر تغییرات اقلیمی و کاهش مصرف انرژی نوآوری پیشنهادی هم هیجان‌انگیز و هم به موقع است.»

این تیم اکنون در حال بررسی این است که چگونه می‌توان فیلم‌های تولیدی را از نمونه‌های آزمایشی چند سانتی‌متری خود به سازه‌هایی به بزرگی بال‌های هواپیما تبدیل کرد.

واردل می‌گوید: «اکنون ما این راه‌حل جدید مواد را داریم که می‌تواند فشار مورد نیاز را در هر جایی که نیاز دارید فراهم کند.»

«فراتر از هواپیماها، بیشتر تولیدات کامپوزیتی در جهان لوله‌ها هستند برای آب، گاز، نفت، همه چیزهایی که به زندگی ما وارد و خارج می‌شوند. این می‌تواند همه این چیزها را بدون زیرساخت‌های فر و اتوکلاو بسازد.»

 

تاریخ:1404/9/23

مهسا نعمتی

هواپیما, کامپوزیت, هوافضا, سازه‌

مبارزه با عفونت‌های قارچی جهش‌های بزرگ برای فناوری نانوی هوشمند

مبارزه با عفونت‌های قارچی جهش‌های بزرگ برای فناوری نانوی هوشمند

مبارزه با عفونت‌های قارچی جهش‌های بزرگ برای فناوری نانوی هوشمند

آنها تقریباً به اندازه یک ذره ویروس کرونا و ۱۰۰۰ برابر کوچکتر از موی انسان هستند، با این حال نانوذرات تازه مهندسی شده که توسط دانشمندان دانشگاه استرالیای جنوبی توسعه یافته‌اند، در درمان عفونت‌های قارچی مقاوم به دارو بسیار فراتر از وزن خود عمل می‌کنند.

این نانوبیوتکنولوژی جدید (به نام "میسل") که با همکاری دانشگاه موناش ایجاد شده است، توانایی قابل توجهی در مبارزه با یکی از تهاجمی‌ترین و مقاوم‌ترین عفونت‌های قارچی کاندیدا آلبیکنس  دارد.

 میسل‌ها از مولکول‌های لیپیدی ساخته شده‌اند که خود را به شکل کروی در محلول‌های آبی قرار می‌دهند. آنها هم مایعات را جذب و هم دفع می‌کنند، و این باعث می‌شود که آنها به ویژه برای دارورسانی مناسب باشند.

این یافته‌ای به‌موقع است، به‌ویژه با توجه به افزایش قابل توجه عفونت‌های قارچی خطرناک در بیمارستان‌ها در کشورهایی که کووید-۱۹ در آنها شیوع پیدا کرده است.

کاندیدا آلبیکنس یک مخمر بیماری‌زای فرصت‌طلب است که برای افراد دارای سیستم ایمنی ضعیف، به‌ویژه افراد بستری در بیمارستان، بسیار خطرناک است.

کاندیدا آلبیکنس که در بسیاری از سطوح یافت می‌شود، به دلیل مقاومتش در برابر داروهای ضد قارچ بدنام است.

 این قارچ شایع‌ترین علت عفونت‌های قارچی در سراسر جهان است و می‌تواند باعث عفونت‌های جدی شود که می‌تواند بر خون، قلب، مغز، چشم‌ها، استخوان‌ها و سایر قسمت‌های بدن تأثیر بگذارد.

پروفسور کلایو پرستیج، محقق ارشد دانشگاه استرالیای جنوبی، می‌گوید که میسل‌های جدید مبتنی بر پلیمر می‌توانند داروهای ضد قارچ فعلی را متحول کنند.

پروفسور پرستیج می‌گوید: "مدیریت و درمان عفونت‌های قارچی تهاجمی به‌ویژه چالش‌برانگیز است زیرا بسیاری از بیوفیلم‌های قارچی در برابر داروهای ضد قارچ معاصر مقاوم هستند."

«بیوفیلم‌های قارچی، میکروب‌های دوستدار سطح هستند که روی دستگاه‌های کاشته‌شده مانند کاتترها، پروتزها و دریچه‌های قلب رشد می‌کنند و وجود این دستگاه‌ها را به یک عامل خطر اصلی برای عفونت تبدیل می‌کنند.»

«در مکان‌هایی مانند هند  که روزانه نزدیک به ۴۰۰۰۰ مورد جدید ابتلا به کووید۱۹ داشت، منابع بیمارستانی به شدت محدود شده بود و کارکنان مراقبت‌های بهداشتی نه تنها با کووید-۱۹ مبارزه می‌کردند، بلکه با بی‌خیالی و خستگی نیز دست و پنجه نرم می‌کردند.

«نتیجه تاسف‌بار این است که شیوه‌های کنترل عفونت رو به وخامت گذاشته و بیماران تحت تهویه مکانیکی را در معرض خطر بیشتری برای ابتلا به عفونت‌های باکتریایی یا قارچی قرار می‌دهد.

«از آنجایی که بیوفیلم‌های قارچی تمایل به ایجاد عفونت‌های مکرر دارند، یافتن راه‌هایی برای شکستن و شکست چرخه عفونت، به ویژه در حال حاضر، بسیار مهم است.»

«تحقیقات ما میسل‌های هوشمندی را شناسایی و توسعه داده است که توانایی تجزیه بیوفیلم‌های تک و چند گونه‌ای را دارند تا رشد کاندیدا آلبیکنس، یکی از خطرناک‌ترین گونه‌های قارچی، را به طور قابل توجهی مهار کنند.

«ما تخمین می‌زنیم که میسل‌های جدید می‌توانند اثربخشی داروهای ضد قارچ را ۱۰۰ برابر بهبود بخشند و به طور بالقوه جان میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان نجات دهند.»

دکتر نیکی توماس، یکی از محققان، می‌گوید که میسل‌های جدید پیشرفتی در درمان عفونت‌های قارچی تهاجمی ارائه می‌دهند.»

"این میسل‌ها توانایی منحصر به فردی در حل کردن و به دام انداختن طیف وسیعی از داروهای ضد قارچ مهم دارند تا عملکرد و اثربخشی آنها را به طور قابل توجهی بهبود بخشند."

این اولین بار است که میسل‌های مبتنی بر پلیمر با قابلیت‌های ذاتی برای جلوگیری از تشکیل بیوفیلم قارچی ایجاد شده‌اند.

همانطور که نتایج ما نشان می‌دهد که میسل‌های جدید تا ۷۰ درصد عفونت را از بین می‌برند، این می‌تواند یک تغییر دهنده واقعی در درمان بیماری‌های قارچی باشد.

 

تاریخ:1404/8/4

مهسا نعمتی

نانو فناوری, عفونت, عفونت قارچی, کویید 19

طراحی کاتد جدید، عملکرد باتری نسل بعدی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد

طراحی کاتد جدید، عملکرد باتری نسل بعدی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد

طراحی کاتد جدید، عملکرد باتری نسل بعدی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد

تیمی به رهبری پروفسور ژائو تیانشو، استاد مهندسی و محیط زیست چئونگ یینگ چان، استاد ارشد مهندسی مکانیک و هوافضا و مدیر موسسه انرژی HKUST، یک مفهوم طراحی کاتد جدید برای باتری لیتیوم-گوگرد (Li-S) ارائه داده‌اند که عملکرد این نوع باتری نسل بعدی امیدوارکننده را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

باتری‌های Li-S به عنوان جایگزین‌های جذابی برای باتری‌های لیتیوم-یون (Li-ion) که معمولاً در تلفن‌های هوشمند، وسایل نقلیه الکتریکی و پهپادها استفاده می‌شوند، در نظر گرفته می‌شوند.

 این باتری‌ها به دلیل چگالی انرژی بالای خود شناخته می‌شوند، در حالی که جزء اصلی آنها، گوگرد، فراوان، سبک، ارزان و سازگار با محیط زیست است.

باتری‌های Li-S می‌توانند چگالی انرژی بیش از ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم ارائه دهند که به طور قابل توجهی بهتر از باتری‌های لیتیوم-یونی است که به حداکثر ظرفیت خود یعنی ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم می‌رسند.

 چگالی انرژی بالاتر به این معنی است که برد تقریبی ۴۰۰ کیلومتری یک وسیله نقلیه الکتریکی که با باتری‌های لیتیوم-یونی کار می‌کند، در صورت استفاده از باتری‌های Li-S می‌تواند به طور قابل توجهی به ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلومتر افزایش یابد.

اگرچه نتایج هیجان‌انگیزی در مورد باتری‌های Li-S توسط محققان در سراسر جهان به دست آمده است، اما هنوز شکاف بزرگی بین تحقیقات آزمایشگاهی و تجاری‌سازی این فناوری در مقیاس صنعتی وجود دارد.

 یکی از مسائل کلیدی، اثر شاتل پلی‌سولفید باتری‌های Li-S است که باعث نشت تدریجی مواد فعال از کاتد و خوردگی لیتیوم می‌شود و در نتیجه چرخه عمر باتری کوتاه می‌شود. چالش‌های دیگر شامل کاهش مقدار الکترولیت در باتری و در عین حال حفظ عملکرد پایدار باتری است.

برای پرداختن به این مسائل، تیم پروفسور ژائو با محققان بین‌المللی همکاری کرد تا یک مفهوم طراحی کاتد را پیشنهاد دهد که می‌تواند به عملکرد خوب باتری Li-S دست یابد.

دسته ماکرومتخلخل بسیار جهت‌دار می‌تواند گوگرد را به طور یکنواخت در خود جای دهد، در حالی که مکان‌های فعال فراوانی در داخل گروه تعبیه شده‌اند تا پلی‌سولفید را به شدت جذب کنند و اثر شاتل و خوردگی فلز لیتیوم را از بین ببرند.

 با ارائه یک اصل طراحی برای کاتد گوگرد در باتری‌های Li-S، تیم مشترک چگالی انرژی باتری‌ها را افزایش داد و گامی بزرگ به سوی صنعتی شدن باتری‌ها برداشت.

پروفسور ژائو گفت: «ما هنوز در میانه تحقیقات اولیه در این زمینه هستیم. با این حال، مفهوم طراحی الکترود جدید ما و پیشرفت مرتبط با آن در عملکرد، گامی بزرگ به سوی استفاده عملی از باتری نسل بعدی است که حتی قدرتمندتر و بادوام‌تر از باتری‌های لیتیوم‌یون امروزی است.»

 

تاریخ:1404/7/6

مهسا نعمتی

باتری, محیط زست, لیتیوم, صنعت

اطلاعات تماس نانو پل

نشانی:

کیلومتر 15جاده کرج بلوار پژوهش پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ساختمان تجاری سازی و نو آوری طبقه دوم واحد 204

تلفن تماس:

02144787082 - 09352627961

پست الکترونیکی:

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

تمام حقوق مادی و معنوی سایت نزد شرکت فیدار بسپار ارک محفوظ است.

برای تماس اینجا کلیک کنید