پژوهشگران دریافتند

دیالیز با کمک فناوری نانو سریع‌تر انجام خواهد شد

پژوهشگران غشایی از جنس نانولوله‌های کربنی ساختند که می‌تواند به تسریع دیالیز خون کمک کند و زمان آن را به شدت کاهش دهد.

کد خبر: ۹۰۶۰۷۵

سه‌شنبه - ۳۰ دی ۱۳۹۹ / January 19, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور دریافتند که فرآیند‌های دیالیز سریع می‌تواند توسط منافذ غشای نانولوله‌های کربنی انجام شود و در نتیجه، مدت زمان درمان بیماران تحت همودیالیز به‌طور قابل توجهی کاهش یابد.

در فرآیند‌های مصنوعی و طبیعی، توانایی جداسازی اجزای مولکولی در محلول‌های پیچیده بسیار مهم است. یکی از راه‌های انجام این کار، اعمال گرادیان غلظت از طریق غشای متخلخل است. در این روش مولکول‌ها یا یون‌هایی که در مقایسه با قطر منافذ ابعاد کوچکتری دارند، از یک طرف غشای متخلخل به طرف دیگر حرکت می‌کنند، در حالی‌که از عبور هر چیزی که ابعاد بزرگتری نسبت به ابعاد منافذ دارند، جلوگیری می‌شود.

در طبیعت، غشا‌های زیستی، مانند غشا‌هایی که در کبد یا کلیه‌ها وجود دارند، فیلتراسیون‌های پیچیده‌ای را انجام می‌دهند و در عین حال، بازده زیادی دارند. اما غشا‌های مصنوعی معمولاً بین نفوذپذیری و انتخاب‌گری یکی را ترجیح می‌دهند. در واقع با افزایش انتخاب‌گری، نفوذپذیری کم می‌شود یا برعکس.

مقاله‌ای در مجله Advanced Science منتشر شده که در آن تیم آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور نشان دادند که منافذ نانولوله‌های کربنی ممکن است برای حل مشکل انتخاب‌گری و نفوذپذیری به کار گرفته شوند. فرانچسکو فورناسریو، محقق اصلی این پروژه می‌گوید: «یافته‌های ما موجب افزایش دانش ما از پدیده‌های مهیج و غالباً درک شده نانوسیال‌ها می‌شود.»

به گفته محققان، این مطالعه تأثیرات عمده‌ای در بسیاری از حوزه‌های فناوری دارد. غشایی که از نانولوله‌های کربنی به‌عنوان کانال‌های حمل و نقل استفاده می‌کنند، می‌توانند موجب تسریع فرایند‌های همودیالیز شده و باعث کاهش قابل توجه زمان درمان شود.

به‌همین ترتیب، زمان و هزینه‌ای که برای تصفیه پروتئین‌ها و سایر مولکول‌های زیستی مشابه و همچنین بازیابی محصولات مفید از محلول‌های الکترولیت در نظر گرفته شده‌است، می‌تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد. عبور و مرور یون‌ها در میان الکترود‌ها به ابرخازن‌های با چگالی بالا منجر می‌شود.

محققان برای آگاهی و درک بهتر ساز و کار این غشاها، از متخصصان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور کمک گرفتند. آنه فام و اد لاو از شبیه‌سازی‌های محاسباتی استفاده کردند و آوریل ساول از طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای برای بررسی حرکت یون‌ها در داخل نانولوله‌های کربنی استفاده کرد.

از دیگر افرادی که در این مطالعه مشارکت داشتند می‌توان به ملیندا جو، کیاتای چن، اریک مشوت، سی جین پارک، ماریسا وود و کوانگ جن وو از آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور و کامیل بیلودو از موسسه پلی‌تکنیک رنسلر اشاره کرد.