علمی پژوهشی
آموزشیعلمی پژوهشی
آموزشیتازه های علم
دقیقترین ساعت اتمی جهان ساخته شد
این ساعت آلومینیومی جدید طی 7/3 میلیارد سال نه یک ثانیه جلو می رود و نه یک ثانیه عقب می ماند.
این ساعت، نسخه دوم "ساعت منطق کوانتوم" موسسه ملی استاندارد و فناوری NIST است؛ چرا که از پردازش منطقی مورد استفاده برای ذخیره سازی داده های اتمی در محاسبات کوانتومی بهره می برد.
از آنجا که تعریف بین المللی ثانیه ( در سیستم بین المللی واحدها و یا SI ) بر اساس اتم سزیوم صورت می گیرد؛ این اتم همچنان معیاری برای ساعت های رسمی است و هیچ ساعتی نمی تواند دقیق تر از ساعت های سزیومی استاندارد مانند NIST-F1 باشد.
اما این ساعت منطقی جدید بر اساس یک یون واحد آلومینیوم کار می کند. یون آلومینیوم در یک میدان مغناطیسی به دام افتاده و در فرکانس های نور فرابنفش حرکت می کند که صد هزار بار بالاتر از فرکانس های مایکروویو مورد استفاده در ساعت های NIST-F1 و دیگر ساعتهای استاندارد مشابه در سراسر جهان است.
محمدی افزود: طراحی نانوآنتن های مناسب مستلزم بررسی تاثیر پارامترهای مختلف نانوآنتن ها روی خواص اپتیکی بوده که در بیشتر موارد از نانوذرات طلا و نقره استفاده شده است.
وی تاکید کرد: با طراحی مناسب نانوآنتن‌ها، می‌توان کاربرد این مواد را در موارد مختلف مانند نانوحسگرهای بسیار حساس، سلولهای خورشیدی، طیف‌سنجی، افزایش فلورسانس مولکول‌ها و ... افزایش داد.
این پژوهشگر خاطر نشان کرد: بنابراین یافتن موادی با کارایی مشابه در گستره طیفی مختلف، از جمله مسائل مهمی است که در نانوسیستم ها مطرح است.
وی افزود: برای محاسبه توان تابشی مولکول از مدل کلاسیکی تابشی دوقطبی در مجاورت نانوساختارها استفاده شد.
محمدی گفت: انجام این کار نیاز به محاسبات پیچیده در حوزه الکترودینامیک کلاسیک دارد و از آن جایی که حل تحلیلی برای چنین ساختارهایی وجود ندارد، بنابراین از روش محاسباتی تفاضل متناهی دامنه زمان (FDTD) استفاده کردیم.
وی با تاکید بر اینکه در این پژوهش از نانوذرات طلا، نقره، مس و آلومینیوم استفاده شد، خاطر نشان کرد: نتایج حاصل حاکی از آن است که طلا و مس برای استفاده در گستره طیفی فروسرخ، نقره در ناحیه مرئی و آلومینیوم در گستره فرابنفش مناسب است؛ ضمن آنکه با طراحی مناسب، می توان از مواد دیگر مانند مس و آلومینیوم نیز استفاده کرد که این امر موجب می شود کاربردهای نانوآنتن ها را افزایش دهیم.
کشفیات جدید دانشمندانمحققان با ابداع روش جدیدی در زمینه حفظ سلولهایی که دچار کم آبی شده اند انقلابی در پیوند اعضا بوجود آورده اند. با کشف نوعی قند که قدرت شگفت انگیزی در حفظ سلولها دارد وچند روز بعد بدون هیچ اثر سویی می توان سلولهای خشک شده را بااستفاده از آن دوباره احیاء کرد به این موفقیت دست یافته اند. این قند «تریهالوس » نام دارد و یک عامل شناخته شده برای حفظ حیات در شرایط بی آبی است. این قند از اجزاء سازنده خمیر ترش است که در نوعی گیاه که دربیابان در شرایط بی آبی سالها زنده می ماند وجود دارد. این قنددر ضمن در نوعی حشره ذره بینی که در خاک زندگی می کند و وقتی آبی وجود ندارد خشک می شود ولی سالها بعد پس از بارندگی مجددااحیاء می شود وجود دارد. این قند خود را بدور مولکولهای بزرگ می پیچاند و وقتی آب خشک شد همانند یک پوشش محافظ و بدون منفذ عمل می کند. اما مشکل بزرگ در سلولهای انسانی عبور دادن این قند از درون دیواره سلولهای محافظ است بطوری که قند بتواند ماده درون هسته خود را نیز حفظ کند. دو تحقیق منتشر شده در شماره ماه فوریه «نیچر بیوتکنولوژی »به شرح پیشرفتهای چشمگیر در مهار قدرت این قند (trehalose) پرداخته است. گروهی از متخصصان بیوشیمی کالیفرنیا یک ویروس ناتوان شده سرماخوردگی را گرفته و دو ژن کنترل کننده آنزیمهایی که قندتریهالوس را از غشای سلولی عبور می دهند درون آن قرار دادند. سلولهایی که به این ویروس تغییر یافته آلوده شدند با قندتریهالوس کشت داده شده و بعد خشک شدند تا مرحله ای که آب خود رااز دست دادند. معمولا بعد از3روز و در برخی موارد 5 روز می توان این سلولهارا احیاء کرد بطوری که بدون هیچگونه عوارض سمی کلیه وظایف خودرا انجام دهند. در شیوه دیگری که مورد استفاده پژوهشگران بوستون قرار گرفت از ابزار متفاوتی یعنی پروتئین باکتریایی استفاده کردند تا این قند را از درون غشاء سلولی عبور دهند. وقتی این سلولها منجمد شدند 72 درصد آنها زنده ماندند درمقایسه با رقم 4/0 برای سلولهایی که قند مذکور را دریافت نکردند. این مطالعه در حال حاضر تنها بر روی سلولها متمرکزاست. در حال حاضر اعضای پیوندی باید سریعا از بدن فرد اهدا کننده خارج شده، خنک شوند و بعد به سرعت به بدن بیمار مناسب پیوندزده شوند در غیر این ضورت بافت آن شروع به فاسد شدن می کند. گاهی اوقات که بیمار مناسب یافت نمی شود عضو اهدایی خراب می شود. اگر امکان نگهداری سالم سلولها، بافتها، و اندامها و انتقال آنها به شکل خشک شده فراهم شود فرآیند نظیریابی در پیوند عضوبسیار آسانتر خواهد شد. این موفقیت برای کشورهای فقیرتر هم فوایدی به همراه دارد. درحال حاضر پیوند اعضا نیازمند یک سیستم پر هزینه و پیچیده برای مقابله اطلاعات در مورد دهنده و گیرنده عضو و سپس انتقال عضو به محل مورد نیاز است. شیوه جدیدی برای مقابله با سرطانپژوهشگران آلمانی در امر مبارزه با سرطان به پیشرفتهایی دست یافته اند. موسسه فناوری مولکولی در شهر جنا با همکاری شرکت هوخست ماریون راسل در فرانکفورت موفق به ابداع شیوه ای شده است که امکان تزریق مقادیر دقیق مولکولهای ضد احساس به سلولهای انسانی را امکان پذیر می کند. خبر این کشف توسط وزارت آموزش و فناوری آلمان در برلین که هزینه انجام این برنامه تحقیقاتی را تامین کرده است اعلام شد. این شیوه جدید می تواند به پیشگیری از مصرف بیش از حدمولکولهای ضد احساس که در درمان سرطان شایع است و ایجاد فشاربیشتر بر بیمار کمک کند. وزارت آموزش و فناوری آلمان استفاده از مولکولهای ضد احساس را نمایانگر مرحله جدیدی در درمان سرطان توصیف کرد. این شیوه شامل تغییر شیمیایی بخشهای کوچک دی ان آ است. آزمایشهای انجام شده بر روی انواع بافت های تومور نشان داده است که طی یک دوره کوتاه، 80 درصد از سلولها مولکولهای جدید راپذیرفتند و توانستند از گسترش بیشتر سلولهای سرطانی جلوگیری کنند. مزایای استفاده از یک دستگاه جدید قلبی ریویبا استفاده از یک دستگاه اصلاح شده قلب ریه که قادر است برای مدت طولانی اکسیژن وارد خون کند تعداد زیادی از بیمارانی که در وضعیت بحرانی قرار داشتند از مرگ نجات یافتند. دانشگاه میشیگان که در بکارگیری این ماشین پیشگام بوده است شانس ادامه حیات 1000 بیمار را از سال 1980 مورد بررسی قرارداد. این ماشین از طریق سرخرگهای ساق پا و گردن وارد جریان خون می شود. بر اساس این تحقیق در بین 586 نوزادی که دچار نارسایی شدیدتنفسی بودند و به دستگاههای باطری و قابل حمل متصل بودند میزان ادامه حیات 88 درصد بود از 132 کودک مبتلا به نارسایی تنفسی که از ماشین کمک گرفتند 70 درصد بهبود یافتند و56 درصد از146بیمار بزرگسال نیز زنده ماندند. اینگونه بیماران معمولا در بخش مراقبتهای ویژه نگهداری می شوندو یک دستگاه تهویه جریان ورود و خروج هوا را به ریه ها برقرارمی کند. تنها وقتی از این دستگاه استفاده می شود که شانس زنده ماندن برای بیماران با دیگر روشهای متعارف و موجود خیلی کم باشد یانباشد. نخستین پیوند دو دست قطع شدهتیم جراحی بیمارستان «ادوار هریو» شهر لیون فرانسه به سرپرستی پروفسور «ژان میشل دوبرنار» موفق شد برای اولین باردر جهان دو دست مردی را که به مرگ مغزی دچار شده بود به فرددیگری پیوند بزند. موفقیت قطعی این پیوند که در تاریخ 13 ژانویه گذشته انجام شدتوسط سرپرست تیم جراحی تائید و بدین ترتیب عصر نوینی در جراحی ترمیمی آغاز شد. پروفسور «دوبرنار» حال عمومی گیرنده اعضای پیوندی را عالی توصیف کرد و افزود: اینک التیام کامل شده و نخ های بخیه بیرون کشیده شده اند و موها و ناخن های هر دو دست به خوبی رشد می کنند. این خبر در فرانسه انعکاس وسیعی یافته است. از جمله لوپاریزین روزنامه صبح پاریس با درج عکسی از «دنی شاتولیه »به عنوان اولین فردی که در سطح جهان دو دست پیوندی دارد درباره او نوشت: «دنی شاتولیه » قطعا مرد خوشبختی است. دو دست او در سال 1996 در جریان یک حادثه از ناحیه ساعد قطع شد. اوبیست و پنج روز پس از عمل برای اولین بار روز گذشته به همراه پزشک معالج در ملا عام حاضر شد و با بالابردن دستان خود به نشانه پیروزی، اولین احساس خود را چنین بیان کرد: « به زودی می توانم بچه هایم را قلقلک دهم و با توپ خود را با آنها مشغول سازم. این عمل به من حیاتی دوباره بخشید. اکنون دو دست واقعی دارم که می توانم با آنها فرزندان خود را لمس کنم.» شایان ذکر است که اولین پیوند دست یک سال و نیم پیش دربیمارستان لیون انجام شد اما ویژگی پیوند اخیر در آن است که اولین پیوندی است که درجریان آن هردو دست پیوند زده شده است. در همین حال دکتر موسوی زاده جراح و متخصص ایرانی پیوند اعضاکه دوره فوق تخصصی خود را در یکی از مراکز پزشکی فرانسه می گذراند در گفت و گو با ایرنا در پاریس درخصوص اهمیت این عمل گفت: عمل پیوند دست به خودی خود کار بسیار پیچیده ای نیست بلکه مسئله مهم در چنین عملهایی آنست که تیم پزشکی بتواند با سنجش مناسب میزان ایمنی بدن بیمار و تجویز داروهای مناسب، توان جذب عضو پیوندی به وسیله بدن بیمار را افزایش دهد و آن را به میزان قابل قبول برای انجام عمل، برساند. به گفته این پزشک جراح ایرانی دستگاه ایمنی بدن در شرایطمتعارف با عضو پیوندی همانند یک عضو بیگانه برخورد و آنرا دفع می کند بنابر این تیم پزشکی باید با بررسی دقیق مشخصات فیزیکی عضو پیوندی و بدن بیمار اولا در تلاش برای یافتن حداکثر قرابت بین اعضای پیوندی با بدن پیوندپذیر باشد و دوم آنکه با تجویزداروهای مناسب به گونه ای عمل کند که زیانهای ناشی از کاهش قدرت ایمنی بدن و یا عوارض جنبی مصرف داروهایی که بیمار را برای عمل آماده می کند به حداقل ممکن کاهش یابد. دکتر موسوی زاده در ادامه این گفت و گو افزود: گاهی اوقات درعملهای پیوندی برای آنکه بدن عضو پیوند زده شده را دفع نکند باتجویز دارو سیستم ایمنی بدن را ضعیف می کنند. حال باید به این نکته توجه داشت که گاهی اوقات عوارض جنبی عمل و تجویز داروهامی تواند اثرات جنبی بسیار ناگواری برای بدن بیمار پیوندپذیر به همراه داشته باشد. اثراتی که گاهی اوقات می تواند مرگ بیمار رانیز در پی داشته باشد. بنابراین پزشکان تاکنون ترجیح می دادندبا اولویت دادن به حفظ جان بیماران از انجام چنین عملهایی خودداری کنند. به گفته دکتر موسوی زاده با این حال عمل جراحی اخیر درفرانسه این ویژگی مهم را دربرداشته است که تجویز دارویی مناسب از سوی تیم پزشکی صورت گرفته و خطرات پیوند به حداقل ممکن کاهش یافته است. این پزشک ایرانی آینده عمل پیوند دست را روشن خواند و گفت باپیشرفتهای جدید علم پزشکی از جمله استفاده از سلولهای همسان وهمانند سازی می توان آمادگی کامل پذیرش عضو جدید را بدون خطرات جنبی آن، برای بدن فرد پیوندپذیر فراهم کرد. |
