دنیایی از همه چیز - اطلاعات علمی یک

- دوربین دید در شب چگونه کار می کند؟

تعیین عمر اشیا و اجساد

پیمان — Wed, 18 Aug 2010 00:54:47 GMT

تعیین عمر اشیا (Determine the life of objects)

در یک حفاری تکه استخوانی پیدا می شود و باستان شناسان می گویند که این استخوان 5 هزار سال عمر دارد. یک بچه ماموت در آند کشف می شود و عمر آن را بیش از 2 هزار سال تخمین می زنند. اما دانشمندان چگونه می فهمند که یک شیء یا اجساد و بقایای موجودات زنده متعلق به چه زمانی هستند. تاریخ سنجی به وسیله کربن 14 یک روش رایج و مطمئن برای تعیین قدمت بقایای موجودات زنده است ، با این شرط که حداکثر 50 هزار سال عمر داشته باشند.این روش فقط درخصوص اشیایی به کار می رود که یا خود زمانی زنده بوده اند مانند استخوان ، بقایای گیاهان و بقایای اجساد حیوانات و انسان ها و یا این که از موجودات زنده ساخته شده اند. مانند لباسهای پنبه ای یا کتانی ، وسایل چوبی و غیره.

کربن 14 چگونه ساخته می شود؟
اشعه کیهانی هر روز و به مقدار زیاد به اتمسفر زمین می رسد. برای مثال در هر ساعت نیم میلیون تابش کیهانی به هر فرد می تابد. این اشعه کیهانی با اتمهای اتمسفر برخورد می کند و تابشهای ثانویه را به صورت نوترون های پر انرژی به وجود می آورد. این نوترون های پرانرژی با اتمهای نیتروژن برخورد می کنند. پس از برخورد نوترون با نیتروژن 7(14پروتون و 7نوترون) این اتمها به اتمهای کربن 6(14 پروتون و 8نوترون) به اضافه اتمهای هیدروژن (یک پروتون و یک نوترون) تبدیل می شوند.کربن 14 رادیواکتیو است با نیمه عمری حدود 5700 سال. (نیمه عمر مدت زمانی است که نصف اتمهای یک ماده رادیواکتیو به دلیل تابش غیرفعال می شوند).

کربن 14 در موجودات زنده
اتمهای کربن 14 که بر اثر تابش کیهانی به وجود آمده اند با اتمهای اکسیژن ترکیب شده و گاز دی اکسیدکربن می دهند. گیاهان این گاز را جذب کرده و بر اثر پدیده فتوسنتز کربن 14 در فیبر گیاهان وارد می شود.حیوانات و انسان ها این گیاهان را می خورند و کربن 14وارد بدن آنها می شود. نسبت کربن 14 به کربن معمولی (کربن)12 در هوا و بدن موجودات زنده در تمام زمانها تقریبا ثابت بوده و هست. تقریبا در هر تریلیون اتم کربن یک اتم ، اتم کربن 14است.کربن 14واپاشی می کند. ولی همیشه تا زمانی که موجود زنده است ، به دلیل تبادل با محیط بیرون اتمهای واپاشیده شده با اتمهای جدید کربن 14جایگزین می شوند و این نسبت تقریبا ثابت می ماند.

تعیین تاریخ یک فسیل
به محض این که یک موجود زنده می میرد، دریافت کربن آن از محیط قطع می شود. نسبت کربن 12 به کربن 14 در لحظه مرگ موجود با مقدار استاندارد آن در بدن بقیه موجودات زنده برابر است ؛ ولی پس از مرگ کربن 14 واپاشیده شده و با هیچ کربن 14 جدیدی جایگزین نمی شود.کربن 14 بتدریج و با سرعت بسیار کم از بین می رود در حالی که مقدار کربن 12 ثابت است.با به دست آوردن نسبت کربن 12 به کربن 14 در نمونه مورد بررسی و مقایسه آن با مقدار استاندارد این نسبت در موجودات زنده می توان قرنی را که این موجود در آن می زیسته است ، با دقت بسیار خوبی محاسبه کرد.

فرمول محاسبه عمر فسیلها با استفاده از کربن 14 به شرح زیر است :

پس این نمونه در 18940 سال پیش می زیسته است. چون نیمه عمر کربن 14، 5700 سال است تعیین عمر اجسام با استفاده از کربن 14 فقط در مواردی معتبر است که نمونه حداکثر متعلق به 60هزار سال قبل باشد. پس از این مدت مقدار کربن 14 بسیار ناچیز می شود. البته قوانین کربن 14 برای سایر ایزوتوپ ها هم معتبر است.مواد دیگری هم وجود دارند که هم به صورت رادیواکتیو هم غیرفعال در طبیعت وجود دارند و نسبت آنها هم مقدار ثابتی است از طرفی نیمه عمر طولانی تری هم دارند.مثلا پتاسیم ماده ای است که دو ایزوتوپ فعال و غیرفعال آن در بدن موجودات زنده به طور طبیعی یافت می شود. نیمه عمر پتاسیم 40، 103 میلیون سال است. البته روش تاریخ سنجی رادیواکتیو در آینده قابل استفاده نیست. تمام موجوداتی که بعد از 1940 مرده اند، به دلیل فعالیت های هسته ای بمبهای اتمی ، رآکتورهای هسته ای و آزمایش های هسته ای در فضای باز دچار تغییرات هسته ای شده اند و در آینده تشخیص درصد رادیواکتیویته طبیعی در این موجودات از رادیواکتیویته حاصل از این فعالیت های هسته ای مشکل خواهد بود.

گردآورنده : دنیایی از همه چیز - http://supergalaxy.blogsky.com

منبع : http://www.hupaa.com

مطالب مرتبط :

- کراک چیست؟

رنگین کمان ،کمانی؟

پیمان — Tue, 17 Aug 2010 13:42:50 GMT

چرا رنگین کمان به صورت «کمان» دیده می شود ؟

اولین کسی که به طور جدی در باره این مسئله مطالعه کرد رنه دکارت بود . قبل از دکارت کسانی مانند قطب الدین شیرازی یا تیودوریک در این باره تحقیق کرده بودند . دکارت با توجه به قوانین شکست همزمان ولی به طور جداگانه از اسنل ( بنیان گذار اصلی قوانین شکست و بازتاب ) به شرح رنگین کمان پرداخت و در سال 1637 نتایج خود را منتشر کرد .
قطـره هـای آب در حـال سـقوط کروی شکل اند ، پس به سراغ نحوه برهــم کنـش یـک پرتـو نـور سـفید ، بـا یـک کـره شـفاف مـی رویـم . اگر کمـی بـــا چگونگی شکل گیری رنگین کمان آشنا باشید می دانیــد کـه رنگین کمان اصلی را مجموعه پرتوهایی که در مرز قطرهوا، دوبار شکسته و یک بــار بـاز تـابیده انـد، مـی سـازند و چـون ضریب شکست آب برای رنگهای مختلف متفاوت است، نور سفید در ضمن این شکســت هـا بـه اجـزای رنـگی اش تجزیـه میشود، اما نور خورشید پیوسته است و در تمــام نقـاط رو بـه نور قطره با آن برخورد می کند که شرایط بازتاب و شکســت در هر یک از این نقاط ، متفاوت است.

مثلا پرتو نوری که راستای آن از مرکز قطره می گذرد، بدون شکست وارد آن شده و در سوی دیگر باز تابیده مــی شـود و روی همان مسیر ورودی بــه بـیرون بـر مـی گردد. بـه عبـارت دیگر پرتو به وسیله قطره 180 درجه تغییر جهت می دهــد، در مقابل اگر پرتو نور مماس بر قطره به آن بتابد، می توانید ببینید که هنگام ورود به بیشـترین مـیزان ممکـن مـی شـکند و پرتـو خروجی با پرتو خروجــی بـا پرتـو ورودی زاویـه حـدود 165 درجه می سازد، بررسی بیشتر نشان می دهد که در بین این دو وضعیت حدی ، زاویه انحـراف زاویـه بیـن پرتـو خروجـی و ورودی از 180 درجه کاهش می یابد بــه مقـدار کمینـه 138 درجه می رسد و سپس دوباره تا 165 درجه بالا مــی رود، امـا چون در اطراف مقدار کمینه، تغیـیر زاویـه کـم اسـت، بخـش بزرگی از نور فـرودی ، در حـول و حـوش ایـن زاویـه 138 درجه از قطره خارج می شود. به عبــارت دیـگر ، شـدت نـور خروجی در تمام زوایا یکسان نیست و بیشتر نـور رنگینـی کـه از قطره بیرون می رود، با جهت تابش خورشید، زاویه حــدود 138 درجه یا معادل آن 42 درجه می سازد. البته ایــن زاویـه، بستگی به رنگ پرتو دارد و بین 40 تا 42 درجه برای رنگهای قرمز تا بنفش متفاوت است. بنابراین می توان تصور کـرد کـه تنها در زوایای حــدود 42 درجـه ، پرتوهـای رنـگی بـه طـور مؤثر از قطره خارج می شوند.
حالا تصور شکل رنگین کمــان، کـار سـاده ای اسـت، فـرض کنید در بعد از ظــهر ، خورشـید در حـال تـابش و فضـا پـر از قطره های کروی آب است و شما هم پشت به خورشــید و رو به شرق ایستاده اید، در این وضعیت نور رنــگی کـه بـه چشـم شما می رسد، مجموعه نورهای خـارج شـده از تمـام قطراتـی است که خط واصل چشم شما و آنها با راستای نور خورشید، زاویه بین 40 و 42 درجه می سازد.
مکان هندسی این قطره ها مخروطی بــه رأس چشـم شماسـت که نیم زاویه رأس آن حدود 42 درجه است. چیزی که شما از رأس این مخروطی می بینید مقطع آن است، یعنی یک نوار دایره ای به پهنای زاویه ای بین 40 و 42 درجه که رنگهای قرمز تا بنفش را در خــود جـای داده اسـت، البتـه
سطح افق، این دایره را قطع می کند و چون قطـرات آب تنـها در هـوا حضـور دارنـد، شـما تنـها کمـانی از یـــک دایــره را میبینید. این کمان، وقتی پرتو خورشید موازی با افـق اسـت، یعنی هنگام غروب به بیشینه خــود مــی رسـد و بـه نیـم دایـره تبدیل می شود. البته در آســمان و مثـلا از درون هـواپیمـا در شرایط مساعد می تـوان رنگیـن کمـان دایـره ای را هـم دیـد.

آنطرف رنگین کمان کجاست؟
وقتی در طول بارندگی فقط یک رنگین کمان می بینیم در واقع چند رنگین کمان وجود دارد؟ پاسخ این سؤال آنطور که فکر می کنید ساده نیست! وقتی نور وارد یک قطره آب می شود، در داخل قطره بازتاب کرده، و آنچه به چشم ما باز می تابد رنگین کمان را تشکیل می دهد. هر قطره باران، نوری را که واردش می شود در تمام جهات ممکن بازتابانده و می شکند. اولین بار که نور با قطره برخورد می کند، یک پرتو کسری از آن نور بازتاب می کند و و بقیة آن در طول قطره حرکت می کنند تا به پشت قطره از سمت داخل برخورد کنند. دوباره، مقداری از نور شکت خورده و مقداری بازتاب می کند. در هر برخورد با سطح سطح داخلی قطره، مقداری از نور باز می تابد و در قطره می ماند، و باقیماندة آن خارج می شود. بنابراین پرتو های نور می توانند بعد از یک، دو، سه بازتاب داخلی یا بیشتر از قطره خارج شوند.
وقتی شما دو رنگین کمان می بینید، اولین یا اصلی ترین کمان در زاویة 42 درجه، با نور قرمز در بیرون و نور بنفش در داخل به طور واضح دیده می شود. کماان دوم همیشه کم رنگ تر بوده و بواسطة بازتاب دوم با رنگهای معکوس (بنفش در بیرون و قرمز در درون) در زاویة 51 تشکیل می شود. اسحاق نیوتن یک معادله ریاضی بر حسب اندازه زاویة رنگین کمانها بعد از بازتاب N اُمِ داخل قطره بدست آورد. او معتقد بود که در بازتاب سوم نور کافی وجود ندارد که در واقع شخص آنرا ببیند، از اینرو هرگز مسئله را برای 3=N حل نکرد. ادموند هالی، بعد از نامگذاری ستارة دنباله دار هالی، محاسبات را بر دوش گرفت و کشف کرد که سومین رنگین کمان در زاویة 40 درجه و 20 ثانیه تشکیل می شود، و شگفت زده شد. این رنگین کمان نبایستی در مقابل خورشید تشکیل شود بلکه دور تا دور خورشید تشکیل می شود! دو هزار سال بود که بشر به اشتباه در طرف دیگر آسمان در جستجوی این کمان بود.

گردآونده : دنیایی از همه چیز – http://supergalaxy.blogsky.com

Rainbow : series of concentric coloured arcs that may be seen when light from a distant source--most commonly the Sun--falls upon a collection of water drops--as in rain, spray, or fog. The rainbow is observed in the direction opposite to the Sun.

منبع : www.jadidtarin.com

مطالب مرتبط :

- شبیه سازی انسان و آینده پیش روی ما !!!!
- چرا بلورهای برف سفید هستند ؟؟
- مجموعه دانستنی ها و اطلاعات عمومی ۱

روانشناسی رنگ ها

پیمان — Tue, 17 Aug 2010 01:34:37 GMT

روانشناسی رنگ ها (Psychologist of Colors)

در ابتدای هر دوستی و اشنایی افراد از یکدیگر میپرسند که چه رنگی دوست دارید؟ این نشان میدهد که رنگ, نقش فوق العاده مهمی در زندگی آدم ها دارد, حال انکه بسیاری از ان غافلند و خبر ندارند که رنگها حرف میزنند و شخصیت درونی آدم ها را لو میدهند. هرکاره ای که باشیم و هر منش و خلق و خویی که داشته باشیم, رنگ ها بیان میکنند. دانستن اینکه رنگها چه میگویند کار مشکلی نیست, فقط کافی است که آن ها را بشناسیم و از تاثیر آنها بر خلق و خویمان آگاه باشیم .
رنگ های گرم, محرک سیستم عصبی بوده و احساسات را تشدید میکنند. اما در میان آنها قرمز از همه پر هیجان تر است .

قرمز : افرادی که قرمز می پوشند عاشق زندگی هستند و روحیه ای مبارزه طلب دارند. نترس, شلوغ و پر تکاپو و عاشق جمع های شلوغ اند. چنان پر هیاهو هستند که گویی انرژی شان هیچ گاه تمام نمی شود. البته در مواردی نیز بسیار خطرناک هستند. بهتر است افرادی که روحیه جنگ طلبی دارند هرگز قرمز نپوشند زیرا روحیه خشن آنها را دو چندان می کند .

سـبز : آدم های که به رنـگ سبز علاقه دارند بسیار مهربان هستند و روحیه معنوی و بسیار والایی دارند. بسیار سر زنده اند و پـشتکار عجیبی در زندگی دارند.سـنگ صبورتان را می توانید از میان سـبز ها انتخاب کنید .

زرد : افرادی که زرد می پوشند ،بسیار مثبت اندیـش بوده و عاشق خلق کردن هستن زندگی برای آنها مفهوم یکسانی ندارد. همیشه در پی تغییر و تحول اند و یک جا آرام و قرار ندارند. به عنوان یکی از با معرفت ترین آدم ها می توانید روی آنها حساب کنید .

آبی : آبی دوست ها ،مروّج صلح و آرامش هستند و آدم های صادق، پر احساس، و دوست داشتنی و بسیار درون گرا هستند چنان که بر خلاف قرمزها ترجیح می دهند . همیشه تک و تنها باشند. مهم ترین خصوصیات آبی ها این است که می توانند دوستان مورد اعتمادی برای شما باشند .

نـارنجی : افراد بلند پروازی هستن که آرزوهای بزرگ در سر می پرورانند همیشه نارنجی می پوشند. نارنجی پسندها بسیار سرزنده اند و برای کسب ازادی و قدرت حاضرند خطر را به جان بخرند .

صـــورتی : آدم های صورتی بسیار عاشق پیشه هستن و توجه خاصی به مسائل عاطفی دارند . افرادی که به رنگ صورتی علاقه دارند،شفاف و راست گو هستند و بسیار سلطه طلب به طوری که می خواهند همه چیز را به دست بگیرند. در عین حال آدم های رئوف و قابـل اعتمادی هستند .

بنفـش : رنگ متعلق به هنرمندان و عارفان است. آنهایی که بنفش را می پسندند بسیار آرام, کمال جو و صلح طلب هستند. چنان صمیمی و با احساس اند که هر گونه بدی ،روحشان را آزار می دهد. برای داشتن دوستی دیرینه با بنفش ها باید مهربان و ملایم بود .

سـیاه : با این جماعت که اصلآ نمی توان ارتباط بر قرار کرد. نیستی و ناامیدی در آنها موج میزند. علاقه مندان به رنگ سیاه دو نوع اند, یا بسیار مغرور و از خود راضی یا افتاده و غمگین هستند. در منش آنها برای حا مسائل هیچ راه گشایی وجود ندارد. همه چیز تیره و تار است.

گردآونده : دنیایی از همه چیز – http://supergalaxy.blogsky.com

مطالب مرتبط :

- شانس نوعی انرژی که ثابت می شود؟

بلورهای سفید برف ؟؟

پیمان — Tue, 17 Aug 2010 01:14:28 GMT

چرا بلورهای برف شش پر و متقارن و سفید هستند؟!

- به راستی چرا بلورهای برف شش پر و متقارن و سفید هستند؟
برای پاسخ به این سوال باید داستان زندگی یک دانه برف را دانست.
داستان زندگی دانه برف، از ابر آغاز می‌شود، از زمانی که یک قطره بسیار ریز ابر یخ زده و به یک ذره کوچک یخی تبدیل می‌شود.
زمانی که بخار آب روی سطح ذره یخ شروع به سخت شدن می‌کند، به سرعت در این یخ کوچک چند وجه ایجاد و به یک شش وجهی تبدیل می‌شود.
ذره یخ تا مدتی این شکل شش وجهی را حفظ می‌کند اما به تدریج که بلور بزرگتر و بزرگتر می‌شود، از هر یک از وجوه این شش وجهی شاخه‌ای بیرون می‌آید. از آنجا که شرایط جوی (یعنی دما و رطوبت) در همه نقاط این بلور کوچک یکسان است، هر شش شاخه جدید، تقریبا به یک اندازه رشد می‌کنند.
بلور برف در حالیکه بزرگتر می‌شود، در داخل ابر با باد به اینسو و آنسو می‌رود و به همین دلیل است که در طول زمان، با دماهای مختلفی روبرو می‌شود.
اما رشد کریستال تا حد بسیار زیادی به میزان دما مربوط می‌شود و از آنجا که هر شش شاخه بلور در هر زمان در شرایط مساوی قرار دارند، همه آنها به یک شکل رشد می‌کنند.

نتیجه نهایی این روند، ایجاد ساختاری شش شاخه و متقارن است. باید توجه داشت که چون هر بلور برف مسیری خاص خود را در ابر می‌پیماید، هر یک شکل خاص خود را پیدا می‌کنند.

- چه چیزی باعث همزمانی رشد شش بازوی کریستال برف می‌شود؟
هیچ چیز. همانطور که قبلا اشاره شد هر یک از بازوهای دانه برف مستقلا رشد می‌کند اما از آنجا که نقاط مختلف هر بلور اولیه برف درشرایط مساوی دمایی قرار دارد، این رشد همزمان و برابر صورت می‌گیرد.
شاید این موضوع عجیب و باورنکردنی به نظر برسد اما شاید اشاره به یک نکته، این موضوع را باورکردنی کند: در واقع بلورهای برف چندان کامل متقارن نیستند. برای اطمینان به زیر برف بروید و خودتان آزمایش کنید.
به ندرت ممکن است کریستالی کاملا متقارن پیدا کنید.

- دانه برف چرا شش بازو دارد؟
علت این امر به خصوصیات هندسه شش ضلعی شبکه بلور یخ برمی‌گردد. اما این شبکه ابعاد مولکولی دارد و پی بردن به این موضوع که این تقارن در ابعاد نانو چگونه به ساختار یک کریستال برف که به مراتب بزرگتراست، منتقل می‌شود، کار ساده‌ای نیست.
اما بطورکلی باید گفت ایجاد بازو در دانه برف از طریق "تشکیل وجوه" (‪ faceting‬یا ایجاد ساختاری مانند جواهرات تراش داده شده) صورت می‌گیرد.
این وجوه بدون نیاز به نیروی خاصی تشکیل می‌شوند که علت آن، نحوه قرار گرفتن مولکول‌ها در داخل شبکه دانه برف است. در فرآیند تشکیل وجوه است که دانه ابتدایی برف به یک شش وجهی تبدیل می‌شود که ساختاری بزرگتر با یک تقارن شش بری است. در نهایت، بازوها از گوشه‌های شش ضلعی بیرون می‌آیند و وجود شش گوشه اساس به وجود آمدن شش بازوست.
فرآیند "تشکیل وجوه" نشان می‌دهد که هندسه مولکول آب چگونه به هندسه یک کریستال درشت برف منتقل می‌شود.

- چرا برف سفید است؟
برف سفید نیست. برف از کریستالهای یخ درست شده و انبوه آنها سفید به نظر می‌رسد درست مانند خرده شیشه‌هایی که انبوه آنها سفید به نظر می‌آید.
نور بازهم مانند شیشه، از بخشی از سطوح یخ دانه برف منعکس می‌شود و رنگ خاصی را بازتاب می‌دهد. هنگامی که مقدار زیادی برف انباشته شده باشد و از روی هر وجه هر دانه برف بخشی از نور منعکس شود، این نور به نقاط اطراف بازتاب یافته و دوباره برمی‌گردد. از آنجا که همه رنگها تقریبا به میزان مساوی پراکنده هستند، انبوه برف سفیدرنگ به نظر می‌رسد.
در واقع، هنگامی که نور در حال تابش و بازتابش است، یخ بخشی از آن را جذب می‌کند و رنگ قرمز، آسانتر از رنگ آبی جذب می‌شود و در نتیجه، رنگ آبی بازتاب می‌یابد. به همین دلیل اگر به داخل یک توده برف خوب نگاه کنید، گاه در آن رنگ آبی را مشاهده می‌کنید.

- فایده دانستن این اطلاعات درباره دانه‌های برف چیست؟
بلورهای زیبای برف رقص کنان از آسمان به زمین می‌بارند و یک انسان پرسشگر باید بداند که این دانه‌ها از چه و چگونه تشکیل شده‌اند. مطمئنا از میان بیش از شش میلیارد جمعیت زمین، عده‌ای هستند که بخواهند به رازهای دانه‌های برف پی ببرند.
با همه اینها، یافتن راز چگونگی تشکیل بلورها، بدون تردید کار بی‌فایده‌ای نیست. برای مثال، کل صنعت کامپیوتر به سیلیکون و دیگر کریستال‌های نیمه‌هادی متکی است ولی ما هنوز درباره فیزیک چگونگی تشکیل این کریستالها اطلاعات زیادی نداریم.
اگر از فیزیک پایه‌ای که در پس رشد بلورها ، از جمله بلور یخ، وجود دارد، درک بهتری پیدا کنیم، توانایی بیشتری برای ایجاد مواد جدید خواهیم داشت.
دانش، هرگز بی‌فایده نیست.

گردآونده : دنیایی از همه چیز – http://supergalaxy.blogsky.com

منبع : ایرنا
گرفته شده از : www.hupaa.com

مطالب مرتبط :

- شانس نوعی انرژی که ثابت می شود؟

شبیه سازی انسان

پیمان — Mon, 16 Aug 2010 21:59:28 GMT

شبیه سازی انسان (Human Cloning)

ایده اصلی و منشا تفکر راجع به شبیه سازی انسان (human cloning) هنگامی شکل گرفت که یک دانشمند اسکاتلندی توانست گوسفندی بنام Dolly را در سال 1997 شبیه سازی کند. پخش خبر این واقعه مهم توجه محافل پزشکی، مذهبی، سیاسی و ... را در جهان به خود جلب کرد بگونه ای از این واقعه علمی اغلب بعنوان نقطه عطف علم در سال 1997 یاد می شود.

شبیه سازی چیست؟
عموما" هنگامی که خبرگزاری ها و رسانه ها خبرهای جنجالی شبیه سازی را منتشر میکنند عموما" منظورشان شبیه سازی به حالت تولد طبیعی می باشد. با این وجود باید اضافه کرد که امروزه انواع مختلف تکنولوژیهای شبیه سازی مطرح می باشد که توسط آنها - از لحاظ تئوریک - می توان به دوقلوی ژنتیکی یک موجود زنده یا هر ارگانیسم دیگری دست پیدا کرد.
در این ارتباط درک اولیه از انواع روشهای شبیه سازی کمک بسیاری خواهد کرد تا بتوانیم در مقابل این اخبار تصمیم گیری کنیم که آیا این اعمال مخالف مسائل اخلاقی هست یا خیر.

- شبیه سازی DNA
این روش که در اصطلاح علمی DNA Cloning یا Molecular Cloning و یا Gene Cloning گفته می شود عبارت است از مجموعه عملیاتی که توسط آن قسمتی از DNA موجود مورد علاقه که قرار است شبیه سازی شود، به یکی از انواع موجودات ارگانیکی خود تکثیر منتقل می شود. معمولا" از باکتری های خود تکثیر یا Bacterial Plasmid ها برای اینکار استفاده می شود.
طی این شرایط DNA مورد علاقه توسط یک میزبان پردازش و تکثیر می شود. این تکنولوژی تقریبا" از سال 1970 استفاده می شود و از معمولترین فعالیت ها در آزمایشگاه های زیست شناسی می باشد. در این روش، دانشمندان معمولا" از ژن های خاصی برای کپی از یک ژن خاص استفاده می کنند.

- شبیه سازی از طریق تولد
به این روش Reproductive Cloning گفته می شود که بعنوان مثال توانایی تولید حیوانی را دارد که دارای DNA مشخص می باشد. این DNA ممکن است از یک حیوان زنده کنونی گرفته شود و یا حتی از بقایای یک حیوان مرده مربوط به سالهای دور.
Dolly گوسفندی که راجع به آن صحبت کردیم از این روش شبیه سازی شد. دانشمندان طی مجموعه عملیاتی که بنام Somatic Cell Nuclear Transfer - به معنی انتقال هسته سلولهای کالبدی - مشهور است، مشخصات ژنتیکی موجود مورد نظر را به نطفه ای که تمام خواص ژنتیکی آن برداشته شده است منتقل می کنند. البته نطفه جدید باید تحت مراقب های خاص الکتریکی و شیمیایی باشد تا توانایی تکثیر را داشته باشد. پس از آنکه جنین به حد قابل قبولی از رشد رسید، آنرا به داخل رحم یک حیوان ماده منتقل می کنند و از آن به بعد به رشد طبیعی خود تا تولد ادامه می دهد.
Dolly یا هر حیوان دیگری که با این روش ساخته شود دقیقا" مشابه موجود مورد نظر نخواهد بود چرا که برخی از ویژگی های نطفه از همان ابتدای شکل گیری از پدر و مادر به نطفه منتقل می شوند. اما موفقیت پروژه Dolly در این بود که نشان داد سلولهای DNA یک حیوان بالغ می تواند برای رشد یک نطفه مورد استفاده قرار گیرد. تا قبل از این دانشمندان تصور می کردند سلولهایی که رشد می کنند و بالغ می شوند بسیاری از خواص اولیه خود را از دست می دهند و دیگر توانایی رشد از ابتدا را ندارند.
Dolly در سال 2002 هنگامی که شش ساله بود از دنیا رفت، علت مرگ او ناراحتی و بیماری در ناحیه ریه اعلام شد. دانشمندان هنوز نمی دانند که بیماری او ناشی از متفاوت بودن نوع تولد او دارد و یا اینکه یک بیماری عادی بود که ممکن است گریبانگیر هر جانداری شود.

- شبیه سازی جنین
به این روش Embory Cloning یا Therapeutic Cloning گفته می شود که در آن جنین انسان برای تحقیق در آزمایشگاه شبیه سازی می شود. اهمیت این موضوع در آن نیست که یک انسان، مشابه فرد مورد نظر ساخته شود بلکه هدف آن است که با بررسی و آزمایش روی جنین شبیه سازی شده بتوان نارسایی ها و بیماری های مربوط به انسان را تحلیل کرده و در حد امکان به روشهایی برای جلوگیری از بروز آنها قبل از تولد دست یافت.
در این روش پس از گذشت حدود پنج روز از شکل گیری نطفه، سلولهای خاصی از آن - که سلولهای بنیادی یا Stem Cells نام دارد - برای شبیه سازی یا آزمایش برداشته می شود که با این عمل به جنین صدماتی وارد خواهد شد. (احتمالا" ریشه اصلی بحث بر سر مسائل اخلاقی نیز به همین جا بر می گردد.) این سلولها تقریبا" توانایی تولید هر نوع سلولی در بدن انسان را دارند و دانشمندان با استفاده از این سلولهای خاص امیدوار هستند که روزی بتوانند درمان قطعی بیماری های قلبی، انواع سرطان، آلزایمر و ... را پیدا کنند.
در نوامبر سال 2001 یک دانشمند از مرکز تحقیقات پیشرفته سلولی (Advanced Cell Technologies) در ماساچوست اعلام کرد که توانسته است اولین جنین انسان را به منظور انجام تحقیقات در باره بیماری های انسان، شبیه سازی کند. آزمایش های این دانشمند بر روی هشت سلول انجام گرفت که از میان آنها فقط سه عدد شروع به تقسیم شدن نمودند و در نهایت یکی از آنها توانست فقط به شش تقسیم شود. بنابر این همانگونه که مشاهده می کنید هنوز راه درازی برای شبیه سازی یک انسان وجود دارد.

آیا ممکن است روزی انسان شبیه سازی شود؟
Cloningبسیاری از محافل سیاسی، مذهبی و حتی دانشمندان با فشارهایی که به کنگره آمریکا وارد کرده اند در صدد تصویب لایحه ای هستند که هرگونه تحقیق و فعالیت در این زمینه را ممنوع کند.
اما جدای این مسائل با توجه به هزینه بسیار بالا و درصد کم موفقیت در شبیه سازی حیوانات (بین یک تا دو درصد) که به علت دانش کم در باره روش "شبیه سازی از طریق تولد" می باشد هر گونه تلاش برای تولید انسان از این روش در حال حاضر با شکست روبروه خواهد شد. بخصوص که پس از تولد حیوانات شبیه سازی شده، حدود 30% از این حیوانات که زنده بدنیا می آیند، دارای ناتوانی های بارز جسمی و مشکلات جدی پس از تولد می باشند. دانشمندان عوارض مشابهی را برای شبیه سازی انسان از این روش پیش بینی می کنند.
نکته مهم دیگر وضعیت فکری و روحی انسان می باشد که هنوز بصورت یک سئول بزرگ پیش روی دانشمندان می باشد. شاید برای یک گوسفند خیلی مهم نباشد که نتواند درست فکر کند یا تصمیم بگیرد اما این موضوع بطور قطع برای انسان بسیار مهم می باشد چرا که یک انسان سالم فقط به بدن سالم نیاز ندارد.
بنابراین بنظر می رسد که در حال حاضر به دلیل ضعف تکنولوژی و دانش و نیز نبود توافق میان جناح ها و گروه های مختلف درگیر در جهان عملا" هیچ دانشمندی به خود اجازه انجام آزمایش برای شبیه سازی انسان از طریق Reproductive Cloning را نمی دهد.

گردآورنده : دنیایی از همه چیز - http://supergalaxy.blogsky.com

گرفته شده از : http://www.senmerv.com/

منبع : Oak Ridge National Laboratory News

مطالب مرتبط :

- شانس نوعی انرژی که ثابت می شود؟

- طرز کار راکت های فضایی

- دوربین دید در شب چگونه کار می کند؟

نانو تکنولوژی چیست؟

پیمان — Tue, 10 Aug 2010 14:49:55 GMT

نانو تکنولوژی (NanoTechnology)

در دو دهه اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست 9- 10متر . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است.همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است.تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن دانه های بزرگتر پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ((Sub-Atomic)) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند.یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد .
درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .
اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار شرکتهای تحقیقاتی قرار دارد .

در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، ما هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند .
برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد .
با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد . تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد . اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary )) است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .
هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است .
اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که نواده های دوردست ما بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند.
به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. . از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود .
اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوژی مادون ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم . باشد هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و معجزه آسای اندیشه بشررا دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم . گفته شیخ اجل سعدی در آینده مصداق واقعی تری خواهد داشت.

چه انتظاری باید از نانوتکنولوژی داشت :
این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوژی که بر اساس تحقیقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است ، اشاره می شود .
انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی تواند باشد .
نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .
نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .
تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .
کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .
نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .
انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.
در چند سال گذشته بازارچند میلیارد دلاری برپایه نانوتکنولوژی کسترش یافته اند . برای مثال در ایالات متحده ، IBM برای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .
Eastern Kodak و 3M تکنولوژی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است . تویوتا در ژاپن مواد پلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات ، نانو لوله ها ، نانو لایه و سوپر لاستیکها ) . نظزیات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.
نانو تکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس یک میلیونیم متر، جهان حیرت انگیزی را پیش روی دانشمندان قرار داده است که در تاریخ بشریت نظیری برای آن نمی توان یافت. پیشرفتهای پرشتابی که در این عرصه بوقوع می پیوندد، پیام مهمی را با خود به همراه آورده است: بشر در آستانه دستیابی به توانایی های بی بدیلی برای تغییر محیط پیرامون خویش قرار گرفته است و جهان و جامعه ای که در آینده ای نه چندان دور به مدد این فناوری جدید پدیدار خواهد شد، تفاوت هایی بنیادین با جهان مالوف آدمی در گذشته خواهد داشت.
به گزارش ایرنا نانو تکنولوژی نظیر هر فناوری دیگری چونان یک تیغ دولبه است که می توان از آن در مسیر خیر و صلاح و یا نابودی و فنا استفاده به عمل آورد. گام اول در راه بهره گیری از این فناوری شناخت دقیق تر خصوصیات آن و آشنایی با قابلیت های بالقوه ای است که در خود جای داده است. در خصوص نانو تکنولوژی یک نکته را می توان به روشنی و بدون ابهام مورد تاکید قرار داد: این فناوری جدید هنوز، حتی برای متخصصان، شناخته شده نیست و همین امر هاله ابهامی را که آن را در برگرفته ضخیمتر می کند و راه را برای گمانزنی های متنوع هموار می سازد.
کسانی بر این باورند که این فناوری نظیر هیولایی فرانکشتین در داستان مری شلی و یا همانند جعبه پاندورا در اسطوره های یونان باستان، مرگ و نابودی برای ابنای بشر درپی دارد. در مقابل گروهی نیز معتقدند که به مدد توانایی های حاصل از این فناوری می توان عالم را گلستان کرد.
در حال حاضر 450 شرکت تحقیقاتی- تجاری در سراسر جهان و 270 دانشگاه در اروپا، آمریکا و ژاپن با بودجه ای که در مجموع به 4 میلیارد دلار بالغ می شود سرگرم انجام تحقیقات در عرصه نانو تکنولوژی هستند. در این قلمرو اتمها و ذرات رفتاری غیرمتعارف از خود به نمایش می گذارند و از آنجا که کل طبیعت از همین ذرات تشکیل شده، شناخت نحوه عمل آنها، به یک معنا شناخت بهتر نحوه شکل گیری عالم است. به این ترتیب دانشمندانی که در این قلمرو به کاوش مشغولند، به یک اعتبار با ذهن و ضمیر خالق هستی و نقشه شگفت انگیز او در خلقت عالم آشنایی پیدا می کنند، اما از آنجا که دانایی توانایی به همراه می آورد، شناسایی رازهای هستی می تواند توان فوق العاده ای را در اختیار کاشفان این رازها قرار دهد. تحقیق در قلمرو نانو تکنولوژی از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیر از رهگذر این تحقیقات عاید گردید.
از جمله آنکه یک گروه از محققان شرکت آی بی ام موفق شدند35 اتم گزنون را بر روی یک صفحه از جنس نیکل جای دهند و با کمک این تک اتمها نامی را بر روی صفحه نیکلی درج کنند. محققان دیگر به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوت ها و رشته های ابریشم پرداختند تا بتوانند موادی نازک تر و مقاوم تر تولید کنند. در این میان ساخت یک نوع مولکول جدید کربن موسوم به باکمینسترفولرین یا کربن- 60 راه را برای پژوهشهای بعدی هموارتر کرد. محققان با کمک این مولکول که خواص حیرت انگیز آن هنوز در درست بررسی است، لوله های موئینه ای در مقیاس نانو ساخته اند که می تواند برای ایجاد ساختارهای مختلف در تراز یک میلیونیم متر مورد استفاده قرار گیرد. بررسی هایی که در ابعاد نانو بر روی مواد مختلف صورت گرفته و خواص تازه ای را آشکار کرده است. به عنوان مثال ذرات سیلیکن در این ابعاد از خود نور ساطع می کنند و لایه های فولاد در این مقیاس از استحکام بیشتری در قیاس با صفحات بزرگتر این فلز برخوردارند.
برخی شرکتها از هم اکنون بهره برداری از برخی یافته های نانوتکنولوژی را آغاز کرده اند. به عنوان نمونه شرکت آرایشی اورال از مواد نانو در محصولات آرایشی خود استفاده می کند تا بر میزان تاثیر آنها بیفزاید. ساخت دیودهای نوری با استفاده از مواد نانو موجب می شود تا 80درصد در هزینه برق صرفه جویی شود. توپهای تنیسی که با کربن 60 ساخته شده و روانه بازار گردیده سبکتر و مستحکمتر از توپهای عادی است. شرکتهای دیگر با استفاده از مواد نانو پارچه هایی تولید کرده اند که با یک بار تکاندن آنها می توان حالت اتوی اولیه را به آنها بازگرداند و همه چین و چروکهایشان را زایل کرد. با همین یک بار تکان همه گردوخاکی که به این پارچه ها جذب شده اند نیز پاک می شوند. نوارهای زخم بندی هوشمندی با این مواد درست شده که به محض مشاهده نخستین علائم عفونت در مقیاس مولکولی، پزشکان را مطلع می سازند.
از همین نوع مواد همچنین لیوانهایی تولید شده که قابلیت خود- تمیزکردن دارند. لنزها و عدسیهای عینک ساخته شده از جنس مواد نانو ضد خش هستند و یک گروه از محققان تا آنجا پیش رفته اند که درصددند با مواد نانو پوششهای مناسبی تولید کنند که سلولهای حاوی ویروسهای خطرناک نظیر ویروس ایدز را در خود می پوشاند و مانع خروج آنها می شود. مهمترین نکته درباره موقعیت کنونی فناوری نانو آن است که اکنون دانشمندان این توانایی را پیدا کرده اند که در تراز تک اتمها به بهره گیری از آنها بپردازند و این توانایی بالقوه می تواند زمینه ساز بسیاری از تحولات بعدی شود. یک گروه از برجسته ترین محققان در حوزه نانوتکنولوژی بر این اعتقادند که می توان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی، در درون آنها به کاوش و تحقیق پرداخت. شیوه های کنونی برای بررسی سلولها بسیار خام و ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق می افتد ناگزیرند سلولها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانلهای موجود در آن از بین می رود.
یک گروه از محققان که در گروهی موسوم به اتحاد سیستمهای زیستی گرد آمده اند، سرگرم تکمیل ابزارهای ظریفی هستند که هدف آن بررسی اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعی و بدون آسیب رساندن به اجزای درونی سلول یا مداخله در فعالیت بخشهای داخلی آن است. ابزاری که این گروه مشغول ساخت آن هستند ردیف هایی از لوله ها یا سیمهای بسیار ظریفند که قادرند وظایف مختلفی را به انجام برسانند از جمله آنکه هزاران پروتئینی را که به وسیله سلولها ترشح می شود شناسایی کند. گروههای دیگر از محققان نیز به نوبه خود سرگرم تولید دستگاهها و ابزارهای دیگر برای انجام مقاصد علمی دیگر هستند.
به عنوان نمونه یک گروه از محققان سرگرم تکمیل فیبرهای نوری در ابعاد نانو هستند که قادر خواهند بود مولکولهای مورد نظر را شناسایی کنند. گروهی نیز دستگاهی را دردست ساخت دارند که با استفاده از ذرات طلا می تواند پروتئین های معینی را فعال سازد یا از کار بیندازد. به اعتقاد پژوهشگران برای آنکه بتوان از سلولها در حین فعالیت واقعی آنها اطلاعات مناسب به دست آورد، باید شیوه تنظیم آزمایشها را مورد تجدیدنظر اساسی قرار داد. سلولها در فعالیت طبیعی خود امور مختلفی را به انجام می رسانند: از جمله انتقال اطلاعات و علائم و داده ها میان خود، ردوبدل کردن مواد غذایی و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حیاتی. یک گروه از روش تازه ای موسوم به الگوی انتقال ابر - شبکه استفاده کرده اند که ساخت نیمه هادیهای نانومتری به قطر تنها 8 نانومتر را امکان پذیر می سازد. هریک از این لوله های بسیار ریز بالقوه می توانند یک پادتن خاص یا یک اولیگو نوکلئو اسید و یا یک بخش کوچک از رشته دی ان ای بر روی خود جای دهند.
با کمک هر تراشه می توان 1000 آزمایش متفاوت بر روی یک سلول انجام داد. برای دستیابی به موفقیت کامل باید بر برخی از محدودیتها غلبه شود، ازجمله آنکه درحال حاضر برای بررسی سلولها باید آنها را در درون مایعی قرار داد که مصنوعاً محیط زیست طبیعی سلولها را بازسازی می کند، اما یون موجود در این مایع می تواند سنجنده های موئینه را از کار بیندازد. برای رفع مشکل، محققان سلولها را درون مایعی جای می دهند که چگالی یون آن کمتر است. گروههای دیگری از محققان نیز در تلاشند تا ابزارهای مناسب در مقیاس نانو برای بررسی جهان سلولها ابداع کنند. یکی از این ابزارها چنانکه اشاره شد یک فیبر نوری است که ضخامت نوک آن 40 نانومتر است و بر روی نوک نوعی پادتن جا داده شده که قادر است خود را به مولکول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. این فیبر نوری با استفاده از فیبرهای معمولی و تراش آنها ساخته شده و بر روی فیبر پوششی از نقره اندود شده تا از فرار نور جلوگیری به عمل آورد. نحوه عمل این فیبر نوری درخور توجه است.
از آنجاکه قطر نوک این فیبر نوری، از طول موج نوری که برای روشن کردن سلول مورد استفاده قرار می گیرد به مراتب بزرگتر است، فوتونهای نور نمی توانند خود را تا انتهای فیبر برسانند، درعوض در نزدیکی نوک فیبر مجتمع می شوند و یک میدان نوری بوجود می آورند که تنها می تواند مولکولهایی را که در تماس با نوک فیبر قرار می گیرند تحریک کند. به نوک این فیبر نوری یک پادتن متصل است و محققان به این پادتن یک مولکول فلورسان می چسبانند و آنگاه نوک فیبر را به درون یک سلول فرو می کنند. در درون سلول، نمونه مشابه مولکول فلورسان نوک فیبر، این مولکول را کنار می زند و خود جای آن را می گرد. به این ترتیب نوری که از مولکول فلورسان ساطع می شد از بین می رود و فضای درون سلول تنها با نوری که به وسیله میدان موجود در فیبر نوری بوجود می آید روشن می شود و درنتیجه محققان قادر می شوند یک تک مولکول را در درون سلول مشاهده کنند.
مزیت بزرگ این روش در آن است که باعث مرگ سلول نمی شود و به دانشمندان اجازه می دهد درون سلول را در هنگام فعالیت آن مشاهده کنند. نانو تکنولوژی همچنین به محققان امکان می دهد که بتوانند رویدادهای بسیار نادر یا مولکولهای با چگالی بسیار کم را مشاهده کنند. به عنوان مثال بلورهای مینیاتوری نیمه هادیهای فلزی در یک فرکانس خاص از خود نور ساطع می کنند و از این نور می توان برای مشخص کردن مجموعه ای از مولکولهای زیستی و الصاق برچسب برای شناسایی آنها استفاده کرد. به نوشته هفته نامه علمی نیچر چاپ انگلستان یک گروه از محققان دانشگاه میشیگان نیز توانسته اند سنجنده خاصی را تکمیل کنند که قادر است حرکت اتمهای روی را در درون سلولها دنبال کند و به دانشمندان در تشخیص نقایص زیست عصبی مدد رساند.
از ابزارهای در مقیاس نانو همچنین می توان برای عرضه مؤثرتر داروها در نقاط موردنظر استفاده به عمل آورد. در آزمایشی که بتازگی به انجام رسیده نشان داده شده است که حمله به سلولهای سرطانی با استفاده از ذرات نانو 100برابر بازده عمل را افزایش می دهد. محققان امیدوارند در آینده ای نه چندان دور با استفاده از نانو تکنولوژی موفق شوند امور داخلی هر سلول را تحت کنترل خود درآورند. هم اکنون گامهای بلندی در این زمینه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان می توانند فعالیت پروتئینها و مولکول دی ان ای را در درون سلول کنترل کنند. به این ترتیب نانو تکنولوژی به محققان امکان می دهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها یعنی اصلی ترین بخش سازنده بدن جانداران به بهترین وجه کامل سازند.

گردآورنده : دنیایی از همه چیز - http://supergalaxy.blogsky.com

NanoTechnology : n : the branch of engineering that deals with things smaller than 100 nanometers (especially with the manipulation of individual molecules)

منبع :alivephysics.persianblog.com
گرفته شده از : www.hupaa.com

مطالب مرتبط :

- طرز کار راکت های فضایی