ساخت پلیمرهای محکم با الهام از کرم دریایی

یک نوع کرم حفار دریائی با نام علمی Nereis virens الهام بخش نوع جدیدی از مواد بسیار محکم و سبک شده است

تصویر خیره کننده‌ای که مشاهده می‌کنید مسلما برنده جایزه زیبائی نخواهد شد. اما ممکن است بخشهای دهانی بسیار محکم این کرم بتواند کلید ساخت و توسعه نوع جدیدی از مواد برای فضاپیماها و هواپیماها باشد. 

این کرم که کرم ماسه نامیده می‌شود، با استفاده از آرواره‌ها و اندام انبر مانند خود در رسوبات آبهای کم عمق آتلانتیک شمالی حفاری می‌کند.

کاربرد پلاستیک های تقویت شده با الیاف در محیط های دریایی

با توجه به مقاومت بسیار خوبی که مواد چندسازه (FRP) در برابر شرایط سخت خوردگی همچون محیط های شیمیایی، خطوط لولۀ نفت، گاز و... از خود نشان داده اند، این مواد به عنوان یک گزینۀ جدید در ساخت سازه های سنتی دریایی یا دریانوردی که تاکنون به وسیلۀ بتن، فولاد و چوب ساخته می شدند، مطرح شده اند.
به عنوان مثال یک تیر ساخته شده از رزین تقویت شده به وسیلۀ الیاف هم در برابر حمله موجودات ریز دریایی مقاومت خوبی دارد و هم این که مشکلات بتن در برابر تغییرات شدید دمایی را ندارد. اما با تمام این ها مدیران بندرگاه ها هنوز با شک و تردید به استفاده از این مواد، نگاه می کنند. تلاش شده است تا با توجه به تجربیات استفاده از این مواد برتری ها و نیز کاستی های کاربرد پلاستیک های تقویت شده به وسیله الیاف در مناطق دریایی یا نزدیک به دریا مورد بحث قرار گیرد.

تولید سخت‌ترین پلیمرها با الهام گرفتن از صدف‌ها

تولید سخت‌ترین پلیمرها با الهام گرفتن از صدف‌ها
طبیعت همیشه الهام بخش مهندسان و دانشمندان برای طراحی و ساخت نیازمندی‌های جدیدشان بوده است و گاه در جایی که کسی گمان نمی‌کند، ایده بی‌نظیری ظهور می‌کند. شاید کمتر تصوری گمان می‌برد که نگاه کردن به صدفی سخت پوست روزی منجر به تولید ماده‌ای مقاوم برای کاربردهای روزانه شود، اما اینک محققان با مراجعه به صدف‌های دریایی،‌ تلاش می‌کنند تا با الهام گرفتن از آنها مواد شیمیایی بسیار سخت و مقاومی تولید کنند.

صدف‌های دریایی در میان سخت تنان شهرت خاصی دارند. پوسته آنها آنقدر سخت است که براحتی و بدون استفاده از ابزار نمی‌توان آنها را از هم باز کرد. بتازگی محققان انستیتو ماکس پلانک آلمان به تجزیه و تحلیل ساختار پوسته بسیار سخت صدف‌های دریایی پرداخته اند تا با تقلید از مهندسی به کار گرفته شده در ساختار بسیار سخت این پوسته‌ها راهی مطمئن برای تولید پلیمرهای بسیار سخت پیدا کنند.

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی

سیالات فوق بحرانی از نظر خواص انتقالی, مانند گازها (نفوذ پذیری بالا و ویسکوزیته کم) و از نظر قدرت حلالیت, شبیه حلال های مایع هستند. دلایل گسترش استفاده از این سیالات را می توان به شرح زیر توضیح داد:
در اوایل دهه70 , قیمت انرژی بر اثر اتفاقات جهانی به طور غیر قابل پیش بین افزایش پیدا کرد که این مشکل بزرگی برای کشورهای صنعتی بود. در نتیجه بیشتر مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی به جایگزینی فرایندهایی با مصرف انرژی کمتر توجه کردند, استفاده از سیالات فوق بحرانی برای جداسازی مخلوط ها یکی از این فرایندها بود. در فرایند (Supercritical Flow SCFE Extraction) برخلاف عملیات استخراج مایع- مایع, بازیابی حلال به روش انبساط ناگهانی انجام می شود و برای بازیابی حلال نیازی به عملیات تقطیر نیست؛ این موضوع باعث کاهش مصرف انرژی می شود.
دلیل دیگر گسترش سیالات فوق بحرانی این است که فرایندهای غذایی, آرایشی و دارویی و ... نیازمند رسیدن به درجه خلوص در حد استاندارد هستند. برای مثال بازیابی کامل حلال در صنایع دارویی و غذایی ضروری است. در حالی که در روش های معمول مانند تقطیر و استخراج مایع-مایع, بازیابی کامل حلال میسر نیست.

کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت مواد غذایی

تهیه کننده : سیدمحمدهادی میرمطلبی

برگزاری همایش‌‌هایی با موضوع فناوری‌نانو، راه‌اندازی کنسرسیوم‌هایی برای مواد غذایی بهتر و سالم‌تر، همچنین بالا بردن آگاهی مردم از طریق رسانه‌ها، مؤید تأثیرگذاری فناوری‌نانو بر صنایع غذایی است. در این مقاله به ارتقاع سطح کیفیت، هضم و جذب مواد غذایی به کمک فناوری نانو وهمچنین چگونگی بسته بندی و نگهداری آن به کمک این فناوری اشاره شده است.
مقدمهبرگزاری همایش‌‌هایی با موضوع فناوری‌نانو، راه‌اندازی کنسرسیوم‌هایی برای مواد غذایی بهتر و سالم‌تر، همچنین بالا بردن آگاهی مردم از طریق رسانه‌ها، مؤید تأثیرگذاری فناوری‌نانو بر صنایع غذایی است. انواع کاربردهای نانو در این زمینه شامل بسته‌بندی‌های هوشمند، مواد نگهدارنده و مواد خوراکی تعاملی (interactive) است، که به مصرف‌کنندگان اجازه می‌دهد موادغذایی را با توجه به ذائقه و نیازغذایی مورد نظرشان تغییر دهند.

کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی

استفاده از آنزیم آمیلاز در صنایع نشاسته :

مهمترین پلی‌ساکاریدی که در صنایع غذایی استفاده می‌شود، نشاسته است. تولید آنزیمی گلوکز با استفاده از آنزیم آمیلاز بدست آمده از باسیلوس سوبتیلیس و آمیلوگلوکزیداز حاصل از آسپرژیلوس، جایگزین روش‌های قدیمی هیدرولیز اسیدی شده است. سرعت عمل، عدم آلودگی و امکان تولید دکستروز در مقیاس صنعتی از مزایای عمدة روش آنزیمی، می‌باشد. البته با پیشرفت فناوری DNA نوترکیب، امکان تولید آنزیم‌های میکروبی پایدار در دمای بالا جهت هیدرولیز آنزیمی و بالطبع تولید صنعتی و گستردة گلوکز فراهم شده است.

همچنین با استفاده از آنزیم آلفاآمیلاز می‌توان نشاسته را به شربت‌هایی با معادل دکستروز (DE) پایین تبدیل کرد. اگر علاوه بر این آنزیم از آنزیم‌های گلوکوآمیلاز و گلوکزایزومراز نیز استفاده گردد، ‌می‌توان محصولی با شیرینی معادل ساکارز به نام HFCS تولید کرد. تولید HFCS، یکی از بهترین مثال‌های بکارگیری آنزیم در یک فرایند تجارتی می‌باشد. گزارش شده است که معرفی این محصول در ایالات متحده امریکا باعث صرفه‌جویی معادل 1.3 میلیارد دلار در واردات شکر در سال 1980 شد. تولید این محصول بدلایل سیاسی و اقتصادی در اروپا موفقیت‌آمیز نبوده ‌است.

کاربردهای پلیمر در هزاره سوم

چند دهه قبل، معماران تنها می­ توانستند تصوری از ایده­ های خلاقانه و بناهای شگفت انگیز خود داشته باشند، درحالی که امکان ساختن چنین پروژه­های جاه طلبانه ­ای وجود نداشت. اما امروزه ساخت سازه های شناور از حبابهای شیشه­ ای یا استادیوم ورزشی بافته شده از تیرهای فولادی و یا حتی پوشش شفاف چادر مانندی بر روی هزاران متر مربع زمین - که صرفا می­توانست در تصور آدمی شکل بگیرد - جنبه عملی به خود گرفته است. هرچند عموم مردم، ساخت چنین بناهایی را حاصل ابتکار و خلاقیت معماران و مهندسان می­ دانند اما حقیقت اینست که برپایی چنین سازه­ هایی بیش از هر چیز مدیون ویژگی­های منحصر به فرد متریالی است که بطور مخفف ETFE نامیده می­ شود.

معرفی چند کاربرد نانوپلیمرها

روکش دارو

یکی از طبقه‌های بزرگ سیستم رهایش دارو، موادی هستند که جهت محافظت دارو به هنگام انتقال در بدن به صورت روکش، دارو را دربرمی‌گیرند. این مواد عبارتند از: لیپوزوم و پلیمرها که در ابعاد میکرو به کار می‌روند.

هنگامی که مواد روکش به صورت نانوذرات ساخته شوند، دارای سطحی بزرگ‌تر با همان حجم، اندازه منافذ ریزتر، حلالیت بهتر و خواص ساختاری متفاوت خواهند بود. این عوامل سبب نفوذ و تخریب بهتر غلاف خواهد شد.

اخیراً دانشمندان در حال بررسی ساخت سیستم‌های رهایش دارو بر اساس نانوذارت می‌باشند. به طور مثال آن‌ها در درمان تومورهای مغزی؛ از نانوذرات استفاده کرده‌اند. داروی ضدتومور به ذرات یک نانوپلیمر به نام بوتیل‌سیانو‌ (PBCA) می‌چسبد و با پلی‌سوربات 80 روکش می‌شود.