کمک های کامپیوتری

● نانوسنسورها
نسل جدید سنسور ها،در مقیاس نانو، به سه دسته تقسیم می شوند:
۱) سنسورهای فیبر نوری (اپتیکی)
۲) سنسورهای مکانیکی
۳) سنسورهای الکترونیکی
▪ نانو سنسورهای اپتیکی
از این نانوسنسورها برای مطالعه متابولیسم در سلول های زنده استفاده می شود. پروب های فیبر نوری سر بسیار نازکی دارند (۵۰۰-۲۰ نانومتر) . هنگامی که نور به این فیبر تابیده می شود ، این سر نازک میدان ناپایداری تولید می کند.زیرا قطر این سر فیبر از طول موج نور کمتر است.وضوح تصویر با این پروب ها بسیار زیاد است. به دلیل این که این میدان ناپایدار حجم کوچکی از اطراف خود را تحریک می کند.
▪ نانوسنسورهای مکانیکی
در مقیاس نانو پیوندهایی قوی بین ساختار ها با خواص مکانیکی یا الکترونیکی یا شیمیایی وجود دارد که ساخت وسائل نانومتریک بسیار حساس به محیط و مواد شیمیایی را امکان پذیر می سازد. به وسیله این حساسیت بسیار بالا تغییر شکل های مکانیکی و سیگنال های گرمایی وآکوستیک قابل تشخیص هستند. شکل های زیر نانولوله های تحت بارگذاری ها را نشان می دهند. فشار محوری و کشش و خمش در این نانو لوله ها تغییرات زیادی در خواص الکتریکی ماده ایجاد می کنند.
یک مدل از نانوسنسورهای مکانیکی-شیمیایی نانواهرم ها هستند. ایده اصلی این نانوسنسور ها این است که یک ماده بیولوژیک به اهرم متصل شود. این اتصال باعث تغییر فرم در اهرم می شود که می تواند تغییر در جرم یا تغییر در تنش سطح اهرم باشد. از این تغییرات برای حس کردن می توان استفاده کرد. یک طرف اهرم با یک پوشش حس کننده یا ملکول های گیرنده پوشانده می شود.هنگامی که این اهرم در معرض محلول یا محیط خاصی قرار بگیرد، ملکول های مشخص یا هدف به آن می چسبند،که با این اتصال سطح انرژی اهرم تغییر کرده ،تغییر طول در اهرم ایجاد می کند.
▪ نانومحرک ها
عملکرد این المان در مقیاس ملکولی ایجاد حرکت، نیرو، سیگنال یا ذخیره کردن اطلاعات است. این ماشین ها انرژی ذخیره شده الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کنند. این تبدیل به دلیل وجود ارتباطات قوی بین ساختار ها است.به طور کلی کنترل حرکات مکانیکی در مقیاس ملکولی یکی از اهداف اصلی نانوتکنولوژی است.ماشین های ملکولی بسیار مورد توجه هستند زیرا:
ـ بازده بسیار بالا یی دارند.
ـ به دلیل خاصیت خود ترمیمی برای استفاده به تعداد انبوه قیمت مناسبی خواهند داشت.
ـ به طور طبیعی در بدن وجود دارند.

● نانومانیپیولیتور
نانومانیپیولیتور سیستمی است که به کمک آن و سیستم های بصری ، می توان ملکول ها و ذرات نانومتر یک را لمس، مشاهده و جابجا کرد.

‌● کاربرد نانورباتیک در پزشکی
▪ نانومدیسین
نانومدیسین در واقع استفاده از نانوتکنولوژی در درمان،تشخیص و کنترل سیستم های بیولوژیک است،که شامل شناسایی هدف مربوطه و انتخاب حامل های مناسب برای دست یابی به پاسخ های مناسب و حداقل ساختن اثرات جانبی داروها است. در زمینه نانومدیسین، نیازی به تغییر دادن ترکیبات دارویی نبوده و فقط طریقه حمل آن باید تغییر کند. این سیستم دارای یک حامل است که دارو توسط آن قسمت حمل می شود. مشخصه مهم یک سیستم دارو رسان مؤثر، توانایی برای انجام انتقال هدف دار و کنترل شده دارو است. برای این منظور داروها باید باسرعت مناسبی آزاد شوند. آزاد شدن سریع دارو باعث عدم جذب مناسب و اثرات جانبی دیگر دارد. به علاوه باید توجه داشت که دارو هنگام حمل تجزیه نشود، برای همین داروها را باید در محفظه هایی(کپسول هایی)قرار داد. ماده حامل دارو باید با دارو سازگار بوده تا دارو به راحتی با آن پیوند برقرار کند.

▪ نانو جراحی
روش های جراحی کلاسیک به صورت ماکرو هستند؛ اما بعضی از جراحی های خاص مثل جراحی چشم نیازمند وسایل و ابزار ظریف تر و کوچک تر شدند. لذا میکرو جراحی ظهور کرد. در چند سال اخیر کوچک سازی،پیشرفت های زیادی در جراحی ایجاد کرده است.اولین مزیت نانوجراحی کاهش شوک ها و زخم های ناشی از جراحی کلاسیک است. همچنین شکاف و برش در نانوجراحی وجود ندارند. همین مسائل باعث بهبودی سریع تر بیمار می شود. جراحی های معمولی سنگین و طاقت فرسا هستند؛ هم برای بیمار و هم برای جراح از یک طرف بیمار دچار ترس و دلهره، دردهای متعدد و زمان بهبودی طولانی شده و از طرف دیگر جراح به تمرکز، برای مدت طولانی احتیاج دارد تا جراحی را کامل و دقیق انجام دهد. اشتباهات جراح که ناشی از خستگی و دید کم هستند اجتناب نا پذیرهستند. در نانوجراحی،جراح از دسته هایی برای فرمان استفاده می کند تا بازوهای نانو ربات را که مجهز به ابزار جراحی کوچک هستند کنترل کرده و به محل مورد نظر برساند. بازوی دیگر نانو ربات دوربینی حمل می کند که جراح می تواند محیط درون بدن را مشاهده کند.

● معرفی دو مدل از میکرو- نانو ربات های ساخته شده
▪ ربات پرنده
ساختن بال هایی برای نانو ربات نه تنها تحولی در نوع حرکت نانو ربات است، بلکه کاربرد آن را وسیع تر می سازد. حشرات می توانند با حمل باری در حدود وزن بدنشان پرواز کنند و حداکثر شتابی که به آنها می رسد ۱۰ متر بر مجذور ثانیه است. علی رغم این که این ربات ها برای پرواز به هوا نیازمندند، اما قادر به حرکت در مکان های غیرقابل عبور برای ربات های پا دار نیزهستند.
این ربات در مقیاس میکرون هستند و از قوانین آیرودینامیک برای طراحی آنها استفاده شده است.
▪ ربات خزنده
استفاده از این نانو ربات ها علاوه بر اطمینان در سلامتی افراد باعث کاهش هزینه های عمل جراحی نیز می شود. این نانو ربات ها فضاهای کاری دارند که ابزار معمولی قادر به رسیدن به آنها نیستند. سه عامل در این طراحی باید مد نظر قرار بگیرند:
ـ سطح اتصال حداکثر شود.
ـ برای افزایش نیروی اتصال، باری بین سطح عمودی و ربات برقرار شود.
ـ اعمال نیروی جدا کننده در مرحله جدایی
نانوتکنولوژی پیشرفت های زیادی در عرصه های مختلف علوم ایجاد کرده است. در زمینه سلامت و درمان نیز تحولات شگرفی ایجاد خواهد کرد. استفاده از نانو ربات ها یا بیونانوربات ها برای دارو رسانی، از اثرات جانبی دارو ها کم کرده و عمل درمان سریع تر انجام خواهد گرفت؛ زیرا فقط بافت بیمار تحت دارو رسانی قرار می گیرد. با نانو ربات های جراح نیز جراحی ها راحت تر انجام خواهند شد. این ربات ها می توانند به نقاطی از بدن بروند که انسان و ابزار معمولی قادر به دسترسی به آنها را ندارند. خستگی و ناشی بودن جراح همیشه مشکلات فراوانی برای بیماران ایجاد می کند؛که با نانوجراحی این مشکلات از بین می رود؛ علاوه بر این، از استرس و دلهره بیماران پیش از عمل نیز کاسته می شود. اما مشکلاتی نیز در این زمینه وجود دارند.
اولین مسئله ساخت مواد نانو مقیاس است که هنوز در مراحل اولیه به سر می برد. مشکل دیگری که در این ارتباط وجود دارد این است که این مسئله هنوز مشخص نیست که برخورد بدن در برابر ورود نانو ربات ها به بدن چگونه خواهد بود. آیا بدن آنها را به عنوان عوامل تهاجمی شناسایی خواهد کرد یا خیر؟ و این که آیا این مواد سمی هستند و در بدن تولید سم و مواد حساسیت زا می کنند؟ پاسخ این گونه سؤالات هنوز برای بشر مبهم است،اما احتمال می رود که حداکثر تا ۱۰ سال آینده از این تکنولوژی برای درمان و تشخیص زود هنگام بیماری،که مهم تر از عمل درمان است، استفاده شود.
 

|

امتیاز مطلب : 6

|

تعداد امتیازدهندگان : 2

|

مجموع امتیاز : 2

موضوعات مرتبط: , ,