ما سمیعیم و بصیریم و هشیم

جمله ی ذرّات عالم در نهــان / با تو می گویند روزان و شبــان

ما سمیعیم و بصیریم و هشیم / با شمـــا نامحـرمان ما خامشیـم

چون شما سوی جمادی می شوید / محرم جان جمادان کی شوید؟

(مولانا، مثنوی، دفتر سوم، ابیات ۱۰۲۱-۱۰۱۹)

نانو رم

نانو رم (Nano-RAM) یک فناوری حافظه رایانه اختصاصی از شرکت نانتیرو (Nantero) است که یک نوع حافظه دسترسی تصادفی غیر فرار بر اساس موقعیت نانولوله کربنی است که در یک بستر شبیه تراشه قرار می‌گیرد. از نظر تئوری، اندازه کوچک نانولوله‌ها باعث می‌شود که حافظه‌هایی با چگالی بسیار بالا باشند. نانتیرو همچنین از آن به عنوان NRAM یاد می‌کند.

 

۱ فن آوری

نسل اول فناوری نانتیرو NRAM بر پایه یک دستگاه نیمه‌رسانا سه ترمینال است که در آن ترمینال سوم برای تعویض سلول حافظه بین حالت‌های حافظه استفاده می‌شود. نسل دوم فناوری NRAM مبتنی بر یک سلول حافظه دو ترمینال است. سلول دو ترمینال دارای مزایایی مانند اندازه سلول کوچکتر، مقیاس پذیری بهتر نسبت به نودهای sub-20 نانومتر است و توانایی غیرفعال کردن سلول حافظه در طول ساخت.

در یک ماتریس فابریک نبافته از نانولوله‌های کربنی (CNTs)، نانولوله‌های متقاطع بسته به موقعیت آنها می‌توانند تماس پیدا کنند یا کمی از هم جدا شوند. هنگام تماس، نانولوله‌های کربنی توسط نیروی واندروالسی در کنار هم قرار می‌گیرند. هر سلول "NRAM" از شبکه ای بهم پیوسته از CNTها واقع شده‌است که بین دو الکترود قرار دارد و در شکل ۱ نشان داده شده‌است. بافت CNT بین دو الکترود فلزی قرار دارد که توسط فوتولیتوگرافی تعریف و شیاردار می‌شود و سلول NRAM را تشکیل می‌دهد.

پارچه نانولوله کربنی

۲ تاریخچه

نانتیرو در سال ۲۰۰۱ تأسیس شد و مقر آن در ووبورن، ماساچوست است.

با توجه به سرمایه‌گذاری گسترده در کارخانه‌های ساخت نیمه هادی فلش، با وجود پیش‌بینی‌ها در اوایل سال ۲۰۰۳ از سرعت و تراکم قریب‌الوقوع NRAM، هیچ حافظه جایگزینی جایگزین فلاش در بازار نشده‌است.^[۱][۲] ۵، NRAM به عنوان حافظه جهانی ارتقاء یافت، و نانترو پیش‌بینی کرد که تا پایان سال ۲۰۰۶ تولید خواهد شد.^[۳] ر آگوست سال ۲۰۰۸، لاکهید مارتین مجوز انحصاری برای برنامه‌های دولتی از مالکیت معنوی نانتیرو کسب کرد.^[۴] در اوایل سال ۲۰۰۹، نانترو ۳۰ اختراع ثبت شده در ایالات متحده و ۴۷ کارمند داشت، اما هنوز در مرحله مهندسی بود.^[۵] در ماه مه سال ۲۰۰۹، نسخه ای NRAM مقاومت در برابر اشعه در مأموریت STS-125 شاتل فضایی آتلانتیس ایالات متحده مورد آزمایش قرار گرفت.^[۶]

۳۱ آگوست ۲۰۱۶. دو کسب و کار نیمه رسانا فوجیتسو مجوز فناوری Nantero NRAM با توسعه مشترک نانتیرو-فوجیتسو برای تولید تراشه در سال ۲۰۱۸ را دارند.^[۷]

۳ جستارهای وابسته

درگاه فناوری

• حافظه دسترسی تصادفی
• حافظه دستیابی تصادفی مغناطیسی
• حافظه تغییر فاز
• اف‌رم
• نانوکریستال

رحم مصنوعی

رحم مصنوعی (یا artificial womb) دستگاهی است که با رشد جنین در خارج از بدن جاندار که به‌طور معمول جنین در آن به سر می‌برد، می‌تواند حاملگی خارج از بدن^[۲] را فراهم کند.

رحم مصنوعی، به عنوان یک اندام جایگزین، کاربردهای زیادی خواهد داشت. برای نمونه می‌تواند برای کمک به زوج‌های زن یا مرد در رشد جنین استفاده شود.^[۲] می‌تواند به عنوان تغییر از رحم طبیعی به رحم مصنوعی انجام شود، در نتیجه آستانه زنده ماندن جنین را به مرحله خیلی زودتر از بارداری منتقل می‌کند. به این معنا، می‌توان آن را یک انکوباتور نوزادی با کارکردهای بسیار گسترده در نظر گرفت که برای شروع رشد جنین مورد استفاده قرار گیرد.

در سال ۲۰۱۶ دانشمندان دو مطالعه راجع به جنین‌های انسانی که به مدت سیزده روز در یک محیط خارج رحمی ایجاد می‌شوند ، منتشر کردند.^[۳][۴] در حال حاضر، یک قانون ۱۴ روزه مانع از نگه داشتن جنین‌های انسانی در رحم مصنوعی طولانی‌تر از ۱۴ روز می‌شود. این قانون در دوازده کشور به تصویب قانون رسیده‌است.^[۵]

در سال ۲۰۱۷ محققان در بیمارستان کودکان فیلادلفیا مطالبی را منتشر کردند که نشان می‌داد آنها در یک سیستم پشتیبانی از زندگی خارج از رحم به مدت چهار هفته جنین‌های بره زودرس را رشد داده‌اند.^[۱][۶][۷]

 

۱ اجزاء

رحم مصنوعی، که گاهی اوقات به عنوان "exowomb^[۸] " خوانده می‌شود، باید مواد مغذی و اکسیژن را برای پرورش جنین فراهم کند و همچنین مواد زاید را دفع نماید.

• تغذیه، اکسیژن و دفع مواد زاید
• دیواره رحم
• رابط (جفت مصنوعی)
• مخزن آمنیوتیک (کیسه آمنیوتیک مصنوعی)
• بند ناف

۲ تحقیق و توسعه

۲.۱ امانوئل م. گرینبرگ

امانوئل م. گرینبرگ مقالات متنوعی دربارهٔ موضوع رحم مصنوعی و استفاده احتمالی آن در آینده نوشته‌است.^[۹]

در ۲۲ ژوئیه ۱۹۵۴، امانوئل م. گرینبرگ اختراعش را در مورد طراحی رحم مصنوعی ثبت کرد.^[۱۰] ثبت اختراع شامل دو تصویر از طراحی یک رحم مصنوعی بود. این طرح شامل مخزن برای قرار دادن جنین پر از مایع آمنیوتیک، دستگاهی است که به بند ناف، پمپ خون، کلیه مصنوعی و بخاری آب وصل می‌شود. وی در ۱۵ نوامبر ۱۹۵۵ حق ثبت اختراع را دریافت کرد.

در ۱۱ مه ۱۹۶۰ گرینبرگ ادعا کرد که ژورنال زنان و زایمان مقاله «تلاش برای ساختن رحم مصنوعی» را منتشر کرده‌است، که در آن هیچ استنادی به موضوع رحم مصنوعی درج نشده‌است.^[۹] به گفته گرینبرگ، این نشان می‌دهد که ایدهٔ رحم مصنوعی یک چیز جدید است اگرچه او خود چندین مقاله در این زمینه منتشر کرده بود.

۲.۲ دانشگاه جونتندو در توکیو

در سال ۱۹۹۶، دانشگاه جونتندو در توکیو انکوباسیون جنین خارج رحمی (EUFI) را توسعه داد.^[۱۱] این پروژه توسط یوشینوری کووابارا، که علاقه‌مند به رشد نوزادان نابالغ بود، رهبری شد. این سیستم با استفاده از چهارده جنین بز ساخته شده‌است که پس از آن در مایع آمنیوتیک مصنوعی تحت همان شرایط یک بز مادر قرار داده می‌شوند.^[۱۲] کووبارا و تیمش موفق شدند جنین‌های بز را به مدت سه هفته در سیستم نگه دارند. با این وجود، این سیستم با چندین مشکل روبرو شد و آماده آزمایش انسان نبود. کوآبارا امیدوار بود که این سیستم بهبود یابد و بعداً در جنین‌های انسان مورد استفاده قرار گیرد.

۲.۳ بیمارستان کودکان فیلادلفیا

در سال ۲۰۱۷ محققان بیمارستان کودکان فیلادلفیا توانستند سیستم خارج رحمی را بیشتر توسعه دهند. در این تحقیق از بره‌های جنینی استفاده شده‌است که در یک کیسه پلاستیکی پر از مایع آمنیوتیک مصنوعی قرار می‌گیرند.^[۱][۷] بند ناف بره‌ها به دستگاهی در خارج از کیسه وصل شده‌اند که به گونه ای مانند جفت عمل می‌شود که اکسیژن و مواد مغذی و همچنین دفع مواد زاید را انجام می‌دهد. محققان دستگاه را در «اتاق تاریک و گرم نگه داشتند که می‌توانند صداهای قلب مادر را برای جنین گوسفند پخش کنند.» این سیستم موفق شد به جنین‌های بره کمک کند تا به مدت یک ماه به‌طور عادی رشد کنند. آلن فلک، جراح جنین در بیمارستان کودکان فیلادلفیا امیدوار است که آزمایشات را به سمت جنین‌های نارس انسان منتقل کند، اما این امر می‌تواند در هر جایی از سه تا پنج سال طول بکشد تا به واقعیت تبدیل شود. فلک، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشته، معتقد نیست که فناوری جدید می‌تواند برای بازآفرینی بارداری کامل مورد استفاده قرار گیرد و شخصاً قصد ایجاد این فناوری را برای این کار ندارد.

۳ ملاحظات فلسفی

۳.۱ اخلاق زیستی

توسعه رحم مصنوعی و خارج رحمی ملاحظات بیولوژیکی و حقوقی را ایجاد می‌کند، همچنین پیامدهای مهمی برای حقوق باروری و بحث در مورد سقط جنین (abortion debate) دارد. «اکتوجنسیس» (en:Ectogenesis)، اصطلاحی است که از دههٔ ۱۹۲۰ برای بارداری خارج از رحم به‌کار می‌رود و به موضوعی مهم در پزشکی، روانشناسی و اخلاق تبدیل شده؛ هرچند حداقل تاکنون نمونهٔ انسانی مشابه گوسفند دالی متولد نشده‌است.

رحم مصنوعی ممکن است دامنه زنده ماندن جنین (fetal viability) را گسترش دهد و سؤالاتی در مورد نقشی که زنده ماندن جنین در قانون سقط جنین ایفا می‌کند، ایجاد کند. به عنوان مثال، در نظریه قطع، حق سقط جنین فقط حق برداشتن جنین را شامل می‌شود و همیشه به ختم جنین نمی‌رسد. اگر انتقال جنین از رحم یک زن به رحم مصنوعی امکان‌پذیر باشد ، انتخاب خاتمه بارداری از این طریق می‌تواند جایگزینی برای سقط جنین باشد.^[۱۳][۱۴]

نگرانی‌های نظری نیز وجود دارد مبنی بر اینکه کودکانی که در رحم مصنوعی رشد می‌کنند ممکن است فاقد «برخی پیوندهای اساسی با مادران خود باشند که فرزندان دیگر دارند».^[۱۵]

۴ جستارهای وابسته

• مایع آمنیوتیک
• افروز
• خارج رحمی
• استعمار فضای جنین
• اکسیژن غشاء خارج از بدن
• همودیالیز
• لقاح آزمایشگاهی
• بارداری مرد
• پساگرایی
• مهندسی بافت

بینی الکترونیکی

بینی الکترونیکی وسیله ای مانند بینی که برای تشخیص بو و طعم‌ها بوجود آمده‌است.

طی دهه‌های گذشته، فناوری‌های "سنجش الکترونیکی" یا "e-sensing" از نظر فنی و تجاری تحولات مهمی را پشت سر گذاشته‌اند. عبارت "سنجش الکترونیکی" به قابلیت تولید مثل حواس انسان با استفاده از آرایه‌های حسگر و سیستم‌های بازشناخت الگو اشاره دارد. از سال ۱۹۸۲،^[۲] تحقیقات انجام شده به منظور پیشرفت فن آوری، معمولاً به عنوان بینی الکترونیکی، که می‌تواند بو و طعم دهنده‌ها را تشخیص دهد. مراحل فرایند تشخیص شبیه به بویایی انسان است و برای شناسایی، مقایسه، کمیت و سایر کاربردها از جمله ذخیره داده و بازیابی انجام می‌شود. با این حال، ارزیابی هیدونیک ویژگی خاصی در بینی انسان است که مربوط به عقاید ذهنی است. این دستگاه‌ها پیشرفت‌های زیادی را پشت سر گذاشته‌اند و اکنون برای رفع نیازهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

محتویات

• ۱تکنیک‌های دیگر برای تجزیه و تحلیل بو
• ۲تاریخ
• ۳انجام یک تحلیل
• ۴کاربردها
• ۵مثال
• ۶جستارهای وابسته
• ۷پیوند به بیرون

۱ تکنیک‌های دیگر برای تجزیه و تحلیل بو

در کلیه صنایع، ارزیابی بو معمولاً توسط آنالیز حسی انسان، توسط حسگر مولکولی یا توسط کروماتوگرافی گازی انجام می‌شود. روش دوم اطلاعات مربوط به ترکیبات آلی فرار را نشان می‌دهد اما ارتباط بین نتایج تحلیلی و ادراک بو به دلیل تعامل بالقوه بین چندین مؤلفه بو مستقیم نیست.

در آشکارساز بو Wasp Hound، عنصر مکانیکی یک دوربین فیلمبرداری است و عنصر بیولوژیکی پنج زنبور انگلی است که در پاسخ به حضور یک ماده شیمیایی خاص، شرطی شده‌اند.^[۳]

۲ تاریخ

الکساندر گراهام بل این عقیده که اندازه‌گیری بو دشوار بود، و در سال ۱۹۱۴ به شرح زیر گفت:

در دهه‌هایی که بل این مشاهدات را انجام داد، هیچ علمی از بو ی ماده بوجود نیامد و تا دهه ۱۹۵۰ و فراتر از آن هیچ پیشرفت واقعی حاصل نشد.

۳ انجام یک تجزیه

در مرحله اول، یک بینی الکترونیکی باید با نمونه‌های واجد شرایط آموزش ببیند تا بتواند بانک اطلاعاتی مرجع ایجاد کند.

سپس ابزار می‌تواند با مقایسه اثر انگشت یک ترکیب فرار با نمونه‌های موجود در پایگاه داده خود، نمونه‌های جدید را تشخیص دهد؛ بنابراین آنها می‌توانند تجزیه و تحلیل کیفی یا کمی را انجام دهند.

اما ممکن است این مشکل را ایجاد کند زیرا بوها از مولکولهای مختلفی ساخته شده‌اند که ممکن است توسط دستگاه تفسیر نادرست شود زیرا آنها را به عنوان ترکیبات مختلف ثبت می‌کند و بسته به عملکرد اصلی یک بینی منجر به نتایج نادرست یا نادرست می‌شود.^[۴] نمونه مجموعه داده بینی الکترونیکی نیز موجود است.^[۵] این مجموعه داده می‌تواند به عنوان مرجع برای پردازش سیگنال بینی الکترونیکی، به ویژه برای مطالعات کیفیت گوشت مورد استفاده قرار گیرد. دو هدف اصلی این مجموعه، طبقه‌بندی گوشت گاو و پیش بینی جمعیت میکروبی توسط رگرسیون است.

۴ کاربردها

• در آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت
• در بخش‌های فرایند و تولید
• در زمینه‌های بهداشت و امنیت
• در زمینه پیشگیری و امنیت جرم
• در نظارت بر محیط زیست

۵ مثال

سایرانوز ۳۲۰ با برچسب زدن

سایرانوز ۳۲۰ یک «بینی الکترونیکی» دستی است که در سال ۲۰۰۰ توسط Cyrano Sciences پاسادنا، کالیفرنیا ساخته شد.^[۶] Cyrano Sciences در سال ۱۹۹۷، ۹ سال پس از مفهوم «بینی الکترونیکی»، بر اساس استفاده از چند سنسور نیمه انتخاب شد و همراه با محاسبات الکترونیکی برای اولین بار توسط گاردنر و بارتلت پیشنهاد شد.^[۷] سایرانوز ۳۲۰ مبتنی بر تحقیقات سنسور است که توسط پروفسور ناتان لوئیس از مؤسسه فناوری کالیفرنیا انجام شده‌است. برنامه‌های کاربردی مورد استفاده در مورد سایرانوز ۳۲۰ شامل تشخیص COPD ,^[۸] و سایر شرایط پزشکی^[۹][۱۰] و همچنین کاربردهای صنعتی که معمولاً مربوط به کنترل کیفیت یا تشخیص آلودگی است می‌باشد.^[۱۱] سایرانوز ۳۲۰ همچنان در ایالات متحده توسط Sensigent LLC، شرکت جانشین Cyrano Sciences، در ایالات متحده ساخته می‌شود.

۶ جستارهای وابسته

• ترانزیستور تأثیر میدان شیمیایی
• مقاومت شیمیایی
• پوست الکترونیکی
• زبان الکترونیکی
• سنجش افزایش نوسانات
• بویایی دستگاه
• اولفکتومتر

توربین بادی شناور

توربین بادی شناور یک توربین بادی دریایی است که بر روی یک سازه شناور نصب شده‌است و به توربین اجازه می‌دهد تا در اعماق آب جایی که به‌کارگیری توربین‌های با پایه ثابت امکان‌پذیر نیست، برق تولید کنند. مزارع بادی شناور این پتانسیل را دارند که سطح دریا را برای مزارع بادی فراساحلی به‌طور قابل توجهی افزایش دهند، خصوصاً در کشورهایی مانند ژاپن که دارای آب‌های کم عمق محدود هستند. قرار گرفتن مزارع بادی بیشتر در خارج از ساحل همچنین می‌تواند آلودگی دیداری را کاهش دهد،^[۱] و اسکان بهتری را برای خطوط ماهیگیری و حمل و نقل فراهم می‌کند،^[۲][۳] و به وزش باد قوی تر و پایدار می‌رسد.^[۴]

توربین‌های بادی شناور تجاری اکثراً در مرحله اولیه توسعه قرار دارند و چندین نمونه اولیه توربین از سال ۲۰۰۷ نصب شده‌اند. از سال ۲۰۱۸، تنها مزرعه بادی شناور عملیاتی هایویند اسکاتلند است که توسط استاتویل ساخته شده و در اکتبر ۲۰۱۷ راه اندازی شده‌است که شامل ۵ توربین شناور با ظرفیت کلی ۳۰ مگاوات می‌باشد.^[۵]

University of Maine's VolturnUS 1: 8 اولین توربین بادی دریایی متصل به شبکه بود.^[۶]

دومین توربین بادی شناور در مقیاس کامل جهان (که برای اولین بار بدون استفاده از کشتی‌های سنگین نصب شد)، WindFloat، با ظرفیتی (2 MW) کار می‌کند. تقریباً ۵ کیلومتر دریایی آگوچادورا، پرتغال قرار دارد.

 

محتویات

• ۱تاریخچه
• ۲جستارهای وابسته
• ۳منابع
• ۴کتابشناسی - فهرست کتب

۱ تاریخچه

ایده توربین‌های بادی شناور در مقیاس بزرگ توسط پروفسور ویلیام هریونموس از دانشگاه ماساچوست در امهرست در سال ۱۹۷۲ معرفی شد و تا اواسط دهه ۱۹۹۰، پس از استقرار صنعت باد تجاری، این موضوع مجدداً توسط انجمن تحقیقاتی اصلی مطرح شد.^[۴]

یک توربین شناور تک استوانه که توسط کابل .

۲ جستارهای وابسته

• قدرت باد
• لیست مزارع بادی دریایی
• توربین بادی در هوا (Airborne wind turbine)
• نیروگاه هسته ای شناور (Floating nuclear power station)

۳ منابع

1. ↑ Laskow, Sarah (13 September 2011). "Hope Floats for a New Generation of Deep-Water Wind Farms". Good Environment. Retrieved 12 October 2011.
2. ↑ Mark Svenvold (9 September 2009). "The world's first floating wind turbine goes on line in Norway". DailyFinance.com. Retrieved 20 October 2009.
3. ↑ Union of Concerned Scientists (15 July 2003). "Farming the Wind: Wind Power and Agriculture". Retrieved 20 October 2009.
4. ↑ ^{پرش به بالا به:۴٫۰ ۴٫۱} Musial, W.; S. Butterfield; A. Boone (November 2003). "Feasibility of Floating Platform Systems for Wind Turbines" (PDF). NREL Preprint. NREL (NREL/CP–500–34874): 14. Retrieved 10 September 2009.
5. ↑ "Hywind Scotland, World's First Floating Wind Farm, Performing Better Than Expected | CleanTechnica". cleantechnica.com. Retrieved 7 March 2018.
6. ↑ Nation's first floating wind turbine launched, retrieved 5 July 2016

۴ کتابشناسی - فهرست کتب

• Torsten Thomas: راه حل‌هایی برای پایه‌های شناور. در: کشتی و دریایی، شماره ۵/۲۰۱۴، صفحه ۳۰–۳۳، گروه رسانه ای DVV، هامبورگ ۲۰۱۴،

بن‌یاخته درمانی

درمان با سلول‌های بنیادی یا بن‌یاخته درمانی، استفاده از سلول‌های بنیادی برای درمان یا جلوگیری از بیماری یا شرایط است.^[۱]

پیوند مغز استخوان متداول‌ترین درمان سلول‌های بنیادی است، اما برخی از روش‌های درمانی حاصل از خون بند ناف نیز در حال استفاده هستند. تحقیقات برای توسعه ایجاد منابع مختلف سلولهای بنیادی و همچنین درمان با سلولهای بنیادی برای بیماری‌ها و شرایط عصبی مانند دیابت و بیماری‌های قلبی و غیره در انجام است.

پس از تحولاتی مانند توانایی دانشمندان در جداسازی و کشت سلولهای بنیادی جنینی، ایجاد سلولهای بنیادی با استفاده از انتقال هسته سلولهای سوماتیک و استفاده از آنها از روشهای ایجاد سلولهای بنیادی پرتوان ناشی از سلولهای بنیادی، بحث‌برانگیز شده‌است. این اختلاف نظر اغلب مربوط به سیاست سقط جنین و کلونینگ انسان است. علاوه بر این، تلاش برای بازاریابی مبتنی بر پیوند خون بند ناف ذخیره شده بحث‌برانگیز بوده‌است.

۱ کاربردهای پزشکی

بیش از ۳۰ سال است که از مغز استخوان برای درمان مبتلایان به سرطان با شرایطی مانند سرطان خون و لنفوم استفاده می‌شود. این تنها نوع سلول درمانی است که به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.^[۲][۳][۴] در طول شیمی‌درمانی، بیشتر سلولهای در حال رشد توسط عوامل سمیت سلولی کشته می‌شوند. با این وجود، این عوامل نمی‌توانند بین لوسمی یا سلولهای نئوپلاستیک و سلولهای بنیادی خونساز در مغز استخوان تفاوت قائل شوند. این اثر جانبی شیمی درمانی‌های معمولی است که پیوند سلولهای بنیادی سعی در معکوس کردن دارد. مغز استخوان سالم دهنده سلولهای بنیادی عملکردی را جایگزین سلولهای از دست رفته در بدن میزبان در طول درمان می‌کند. سلولهای پیوند شده همچنین پاسخ ایمنی ایجاد می‌کنند که به از بین بردن سلول‌های سرطانی کمک می‌کند. این روند می‌تواند خیلی زیاد پیش رود، اما منجر به پیوند در مقابل بیماری میزبان، جدی‌ترین عارضه جانبی این درمان می‌شود.^[۵]

۲ پژوهش

بیماریها و شرایطی که درمان سلولهای بنیادی نویدبخش است یا در حال ظهور است.

سلول‌های بنیادی به دلایل زیادی مورد مطالعه قرار می‌گیرند. همچنین مولکولها و اگزوزومهای آزاد شده از سلولهای بنیادی برای تهیه داروها مورد مطالعه قرار می‌گیرند.^[۶] علاوه بر عملکرد سلولهای خود، عوامل محلول در پاراکرین تولید شده توسط سلولهای بنیادی، معروف به ترشح سلولهای بنیادی، مکانیسم دیگری است روشهای درمانی مبتنی بر سلولهای بنیادی اثرات خود را در بیماریهای دژنراتیو، ایمنی بدن و بیماری‌های التهابی با واسطه سیستم ایمنی می‌گذارد.^[۷]

۲.۱ کاربردها

۲.۱.۱ فروپاشی عصبی

نوشتار اصلی: فروپاشی عصبی

تحقیقات در مورد تأثیر سلولهای بنیادی بر روی مدلهای حیوانی تخریب مغز مانند پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک و آلزایمر انجام شده‌است.^{[۸][۹][۱۰]} مطالعات اولیه در مورد ام‌اس انجام شده‌است.^[۱۱][۱۲]

۲.۱.۲ آسیب مغزی و نخاع

سکته مغزی و آسیب دیدگی مغزی منجر به مرگ سلولی می‌شود که با از بین رفتن نورون‌ها و الیگودندروسیت‌ها در مغز مشخص می‌شود. مطالعات بالینی و حیوانی در مورد استفاده از سلولهای بنیادی در موارد آسیب طناب نخاعی انجام شده‌است.^[۱۳][۱۴]

۲.۱.۳ قلب

سلولهای بنیادی در افراد مبتلا به بیماری قلبی شدید مورد مطالعه قرار می‌گیرند.^[۱۵] اثر بوودو-اکهارد استراوئر^[۱۶] با شناسایی صدها تناقض واقعی، بی‌اعتبار شد.^[۱۷] در میان چندین کارآزمایی بالینی که نشان می‌دهد درمان سلولهای بنیادی بزرگسالان ایمن و مؤثر است، شواهد واقعی از فواید فقط از چند مطالعه گزارش شده‌است.^[۱۸] برخی از کارآزمایی‌های بالینی اولیه تنها پس از استفاده از درمان سلول‌های بنیادی مغز استخوان پیشرفت‌های اندکی در عملکرد قلب داشته‌اند.^[۱۹][۲۰]

جستارهای وابسته

• پیوند سلولهای بنیادی اتولوگ
• شبکه تحقیقات سلول درمانی قلب و عروق (CCTRN)
• کاشت بافت جنین
• تراشه سلول‌های بنیادی

فتوسنتز مصنوعی

فتوسنتز مصنوعی یک فرایند شیمیایی بیومیمتیک است که از فرایند طبیعی فتوسنتز برای تبدیل نور خورشید، آب و دی‌اکسید کربن به کربوهیدرات‌ها و اکسیژن به صورت طبیعی استفاده می‌کند. اصطلاح فتوسنتز مصنوعی معمولاً برای اشاره به هر طرحی برای جذب و ذخیره انرژی از نور خورشید در پیوندهای شیمیایی یک سوخت (سوخت خورشیدی) استفاده می‌شود.

شکافت آب فوتوکاتالیستی (Photocatalytic water splitting) آب را به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می‌کند و موضوع اصلی تحقیق در مورد فتوسنتز مصنوعی است.

کاهش دی‌اکسید کربن ناشی از نور فرایند دیگری است که مورد بررسی قرار می‌گیرد و تثبیت کربن طبیعی است.

تحقیق در مورد این موضوع شامل طراحی و مونتاژ دستگاه‌هایی برای تولید مستقیم سوخت‌های خورشیدی، فوتوالکترو شیمی (photoelectrochemistry) و کاربرد آن در سلول‌های سوخت و مهندسی آنزیم‌ها و میکروارگانیسم‌های فتوآتروفیکیک برای سوخت‌های زیستی میکروبی و تولید بیو هیدروژن از نور خورشید است.

 چکیده

واکنش فتوسنتزی را می‌توان به دو نیم واکنش اکسایش-کاهش تقسیم کرد که هر دو برای تولید سوخت ضروری هستند. در فتوسنتز گیاهان، مولکول‌های آب به صورت فوتواکسید می‌شوند تا اکسیژن و پروتون‌ها آزاد شوند. مرحله دوم فتوسنتز گیاه (که به آن چرخه کالوین بنسون نیز معروف است) یک واکنش مستقل از نور است که دی‌اکسید کربن را به گلوکز (سوخت) تبدیل می‌کند. محققان فتوسنتز مصنوعی در حال تولید فوتوکاتالیستی هستند که قادر به انجام هر دو واکنش باشد. علاوه بر این، پروتونهای حاصل از تقسیم آب می‌توانند برای تولید هیدروژن استفاده شوند. این کاتالیزورها باید بتوانند به سرعت واکنش نشان دهند و درصد زیادی از فوتونهای خورشیدی رویداد را جذب فوتون کنند.^[۱]

طبیعی (چپ) در مقابل فتوسنتز مصنوعی (راست)

تاریخ

فتوسنتز مصنوعی برای اولین بار توسط شیمیدان ایتالیایی گیاکومو لوئیجی چامیجیان در سال ۱۹۱۲پیش‌بینی شده بود.^[۲] در یک سخنرانی که بعد از آن در ساینس منتشر شد^[۳] او پیشنهاد جایگزینی بهره‌مندی از سوخت‌های فسیلی به انرژی تابشی تولید شده خورشید و گرفته شده توسط دستگاه‌های فتوشیمی را داده بود. در این تغییر وی امکان کاهش اختلاف بین ثروتمند شمال اروپا و جنوب فقیر را مشاهده کرد و گمان کرد که این تغییر از زغال سنگ به انرژی خورشیدی برای پیشرفت و خوشبختی انسان مضر نیست.^[۴]

در اواخر دهه ۱۹۶۰ ،آکیرا فوجیشیما ویژگیهای فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی‌اکسید، به اصطلاح اثر هوندا-فوجیشیما را کشف کرد که می‌تواند برای هیدرولیز مورد استفاده قرار گیرد.^[۵]

تحقیق در حال جریان

از نظر انرژی، فتوسنتز طبیعی را می‌توان در سه مرحله تقسیم کرد:^[۶][۷]

• کمپلکسهای برداشت نور (Light-harvesting complexes) در باکتری‌ها و گیاهان، فوتون‌ها را ضبط کرده و آنها را به الکترون تبدیل می‌کنند و آنها را به زنجیره فتوسنتزی تزریق می‌کنند.
• انتقال الکترون همراه با پروتون (Proton-coupled electron transfer) در طول چندین عامل مؤثر در زنجیره فتوسنتزی، باعث جدایی بار فضایی و مکانی می‌شود.
• کاتالیز ردوکس، از الکترونهای منتقل شده بالا برای اکسیداسیون آب به دی‌اکسید و پروتونها استفاده می‌کند. این پروتون‌ها در برخی گونه‌ها می‌توانند برای تولید دی هیدروژن مورد استفاده قرار گیرند.

مونتاژ سه‌گانه، با یک حسگر تابشگر (P) به همراه یکدیگر به یک کاتالیزور اکسیداسیون آب (D) و یک کاتالیزور در حال تحول هیدروژن (A). هنگام وقوع کاتالیز، الکترون‌ها از D به A جریان می‌یابند.

۳.۱ کاتالیزور هیدروژن

هیدروژن ساده‌ترین سوخت خورشیدی برای سنتز است، زیرا تنها انتقال دو الکترون به دو پروتون است. با این حال، باید با تشکیل آنیون هیدرید میانی به صورت گام به گام انجام شود:

2 e ^- + 2 H ⁺  H ⁺ + H ^-  H ₂

جستارهای وابسته

• ای‌تی‌پی سنتاز
• تأثیرات کربن
• پیل سوختی
• اقتصاد هیدروژن
• سلول خورشیدی
• فتوولتاییک

زنوبیولوژی

زنوبیولوژی (XB) یا زیست‌شناسی بیگانه یا ناشناخته زیر مجموعه ای از زیست‌شناسی مصنوعی است که به مطالعه سنتز و دستکاری دستگاه‌ها و سیستم‌های بیولوژیکی می‌پردازد.

نام "xenobiology" از واژه یونانی xenos گرفته شده‌است که به معنی "غریبه، بیگانه" است. زنوبیولوژی نوعی زیست‌شناسی است که (هنوز) برای علم آشنا نیست و در طبیعت یافت نمی‌شود.^[۱]