منابع انرژی تجدید پذیر، مانند باد و انرژی خورشیدی، می‌توانند باعث کاهش وابستگی مردم جهان به سوخت‌های فسیلی شوند. اما پیش از آن، شرکت‌های انرژی به روشی ایمن و مقرون به صرفه برای ذخیره انرژی نیاز دارند تا پس از ذخیره بتوان از این انرژی استفاده کرد.
باتری‌های لیتیوم-یونی عظیم می‌توانند این کار را انجام دهند، اما ایمن نیستند و همچنین منابع لیتیوم محدود است. اکنون، محققان در مقاله‌ای که در مجله‌ی “نانو لترز”(Nano Letters) چاپ شده می‌گویند که موفق به ساخت یک نمونه‌ی اولیه از یک باتری مبتنی بر زینک بدون نیاز به آند شده‌اند و مواد مورد نیاز برای ساخت این باتری ارزان و به طور طبیعی در دسترس است.
باتری های آبی مبتنی بر زینک پیش از این نیز به دلیل ایمنی بالا و چگالی مناسب برای ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ مورد بررسی قرار گرفته‌اند. علاوه بر این، مواد مورد استفاده برای ساخت آنها در طبیعت فراوان است. با این حال، باتری‌های قابل شارژ زینک که تاکنون تولید شده‌اند نیازمند آندهای ضخیم فلز روی هستند که این موضوع باعث افزایش هزینه‌ها می‌شود. همچنین، بر روی آندهای این باتری‌ها دنریت تشکیل می‌شود. دنریت‌ها شاخه‌های کریستالی فلز روی هستند که هنگام شارژ شدن باتری، روی آند رسوب می‌کنند و در نتیجه باعث اتصال کوتاه می‌شوند.
این سوال برای یونپئی زو(Yunpei Zhu)، یی کوی(Yi Cui) و حسام الشریف(Husam Alshareef) پیش آمد که آیا واقعاً وجود آند ضروریست؟
محققان در ساخت این باتری از یک کاتد دی اکسید منگنز استفاده کردند که آن را با یون روی پوشانده بودند. در طول شارژ باتری فلز روی سطح ورق مس را می‌پوشاند و هنگام تخلیه شارژ این فلز جدا شده و الکترون‌هایی که به باتری انرژی می‌دهند آزاد می‌شوند. محققان برای جلوگیری از تشکیل دنریت‌ها جمع کننده‌ی مسی جریان را با لایه‌ای از نانوکربن‌ها پوشاندند. این لایه باعث قرارگیری یکنواخت روی شده و از گسترش دنریت‌ها جلوگیری می‌کند و همچنین کارایی پوشش روی را افزایش می‌دهد.
محققان با الهام از اکتشافات قبلی در مورد باتری‌های لیتیومی و سدیمی “بدون آند” ، تصمیم گرفتند باتری بسازند که در آن یک کاتد غنی از روی تنها منبع ایجاد کننده جریان از یک صفحه روی به جمع کننده‌ی مس باشد.
کارایی بالا، چگالی انرژی و پایداری از ویژگی‌های این باتری است. همچنین این باتری پس از ۸۰ دوره ذخیره و تخلیه انرژی ۶۲.۸ درصد ظرفیت ذخیره سازی خود را حفظ کرد. محققان می‌گویند: طراحی باتری که آند نداشته باشد درهای جدیدی برای ساخت باتری‌های آبی مبتنی بر روی برای سیستم‌های ذخیره انرژی به روی ما می‌گشاید.
یک روش شیمی درمانی جدید مبتنی بر نور قادر است سلول‌های سرطانی را فقط با یک بار تزریق، در حالی که بافت اطراف را دست نخورده باقی می‌گذارد، به طور انتخابی هدف قرار دهد و از بین ببرد.
براساس مطالعه تازه منتشر شده در مجله نانو(Nano)، محققان کره‌ای یک فناوری جدید شیمی درمانی مبتنی بر نور موسوم به “فتوتراپی” ابداع کرده‌اند که می‌تواند کارایی شیمی درمانی را افزایش دهد، در حالی که درد را نیز کاهش می‌دهد.
این عامل جدید فتوتراپی ضمن از بین بردن سلول‌های سرطانی، عوارض جانبی معمول مرتبط با شیمی درمانی را نیز به حداقل می‌رساند.
تیم تحقیقاتی موسسه علوم و فناوری کره(KIST) تحت هدایت “سهون کیم” از مرکز تحقیقات “Theragnosis” یک عامل فوتوتراپی جدید را با توانایی هدف قرار دادن سلول‌های سرطانی ایجاد کرده‌اند که قادر به از بین بردن سلول‌های سرطانی است و تقریباً هیچ عارضه‌ای ندارد.
این عامل جدید فقط به یک بار تزریق و فتوتراپی مکرر نیاز دارد و از طریق تحقیقات مشترک بین پروفسور “یون سیک لی” از دانشگاه ملی سئول و پروفسور “جون آن” از دانشگاه کره امکان پذیر شده است.
فناوری فوتوتراپی به عنوان یک روش درمان سرطان با تکیه بر نور، شامل تزریق یک ماده حساس به نور(photosensitizer) است. این ماده فقط در سلول‌های سرطانی جمع می‌شود که با شلیک لیزر به بدن، آنها را به طور انتخابی از بین می‌برد.
ماده حساس به نور، مولکولی است که در یک فرآیند فتوشیمیایی یک تغییر شیمیایی در یک مولکول دیگر ایجاد می‌کند.
شیمی درمانی فرآیندی برای درمان سرطان است که طی آن داروهایی برای مقابله با سرطان وارد بدن می‌شوند. یکی از این داروهای رایج، “سیس‌پلاتین”(cisplatin) نامیده می‌شود که به دی‌ان‌ای سلول تومور متصل می‌شود و به ساختار آن آسیب می‌رساند و در نهایت سلول‌های سرطانی را از بین می‌برد.
این روش دارای عوارض جانبی بسیار کمتری نسبت به درمان‌های معمول مانند شیمی درمانی رایج یا پرتودرمانی است که تقریباً همیشه به بافت اطراف سلول‌های سرطانی آسیب می‌رسانند و تکرار درمان را دشوار می‌کنند. بنابراین می‌توان این روش جدید را چند بار تکرار کرد.
از طرف دیگر، “فتودینامیک درمانی”(PDT) با وارد کردن یک ترکیب فلزی به داخل تومور کار می‌کند و پزشکان سپس تومور را با نور لیزر نابود می‌کنند. این کار موجب ایجاد گونه‌هایی از اکسیژن واکنشی می‌شود که با سلول‌ها واکنش می‌دهند و آنها را نابود می‌کنند.
به طور کلی، اثرات مولکول‌های حساس به نور فقط برای یک جلسه دوام دارد، به این معنی که آنها باید یک بار در هر جلسه درمانی تزریق شوند. اما اشکالاتی که معمولاً با استفاده آنها در ارتباط است، استفاده از آنها را با مشکل مواجه می‌کند.
به عنوان مثال، ماده حساس به نور باقی مانده ممکن است در پوست یا چشم جمع شده و عوارض جانبی ایجاد کند. بنابراین دریافت کنندگان درمان پس از جلسه درمانی احتمالاً باید خود را از نور خورشید و نور داخلی جدا کنند.
با این حال، “سهون کیم” و تیم تحقیقاتی وی از پپتیدهایی استفاده کردند تا بافت‌های سرطانی را به طور انتخابی هدف قرار دهند و از مشکلات رایج مرتبط با فناوری فوتوتراپی جلوگیری کنند.
به طور خلاصه، ماده حساس به نور مبتنی بر پپتیدهای این تیم تحقیقاتی، اثرات فوتوتراپی را فقط در بافت سرطانی از طریق استفاده از یک پپتید موسوم به “iRGD” فعال می‌کند که به طور انتخابی وارد بافت‌های سرطانی می‌شود و آنها را هدف قرار می‌دهد.
با تزریق این ماده حساس به نور جدید در بدن بیمار، دمای بدن آن را فعال می‌کند و در یک آرایش فوق مولکولی از پیش تعیین شده توسط تیم تحقیقاتی در تومور و اطراف آن تجمع می‌کند و هنگامی که فتوتراپی آغاز شود، فقط سلول‌های سرطانی را از بین می‌برد و بافت طبیعی اطراف را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد.
“سهون کیم” سرپرست این مطالعه می‌گوید: انتظار می‌رود روش ما در آینده مفید واقع شود، زیرا به بیماران اجازه می‌دهد فتوتراپی طولانی مدت و بدون مسمومیت را تنها با یک بار تزریق تا زمان حذف کامل سلول‌های سرطانی انجام دهند.
با روش‌های جدید فتوتراپی مانند روش ابداعی این مطالعه، امید جدیدی به وجود آمده است که ممکن است دهه ۲۰۲۰ میلادی، یک بار برای همیشه دهه‌ای برای درمان سرطان باشد.
منبع: ایسنا