مقالات نانوفناوری پزشکی

سنتز گرافن و کاربرد آن در نانوفناوری پزشکی

این پژوهش آماده سازی، ویژگی‌ها و موارد استفاده از مواد گرافن در نانوفناوری پزشکی را بررسی می‌کند. ما در این پژوهش کاربرد روش لایه برداری مکانیکی، روش تخلیه فاز مایع، روش کاهش -اکسیداسیون و رسوب دهی بخار شیمیایی برای سنتز گرافن را خلاصه کرده ایم. همچنین، در مورد عوامل متعددی مانند لایه، دما و عوامل کاهش­ دهنده که گرافن را تحت تاثیر قرار می‌دهند صحبت می‌کنیم.

مقدمه:

 

درسال 2004،گیم وهمکاران دردانشگاه منچستر با استفاده از سایش مکانیکی یک لایه گرافنی پایدار ساختند. این دستاورد موضوعی راحل کردکه به مدت نیم قرن فیزیک وجوامع بین المللی را به چالش کشیده بود: اینکه گرافن صرفا یک ساختار فرضی است یا می‌توان آن را در آزمایشگاه تولید کرد؟ گیم و نووسلو جایزه نوبل فیزیک 2010 را برای این یافته به دست آوردند و به زودی گرافن به عنوان یکی از مواد دوبعدی که مطالعات بسیاری در مورد آن انجام گرفته بود در جهان مطرح شد. همانطور که نام این ماده نشان می‌دهد،گرافن یک لایه اتمی از نانوموادکربن دوبعدی است که به گرافیتی که در همه جا وجود دارد بسیار شبیه است. چون ضخامت گرافن تنها 0.334 نانومتراست، باریک­ترین ماده در جهان به شمار می‌آید.گرافن ماده ای خاص است زیرا دارای ساختارکربن هیبریدsp2،سیستم کوانتومی بزرگ و ساختار دوره ای باتکرار بی نهایت درفضای دوبعدی است. گرافیت ویژه و پایدار بلورین دارای ویژگی‌های خاص و متمایزاست. برای مثال،گرافن از هدایت حرارتی عالی (3000 ~ 5000 w / (MK)[4]دردمای اتاق)،هدایت الکتریکی منحصربه فرد (تحرک الکترونی بیش از 15000 cm-2 / (VS)[5]دردمای اتاق) سطح (تقریبا 2630 ) از خواص عالی برای شیمی درسطح وکاتالیزوری برخوردار است .

گرافن واحد پای ه­ای است که مواد 2D-کربنی تولید می‌کند که می‌توانند به فولرن‌های 0-بعدی،یک نانولوله کربنی یکنواخت پیچ خورده وگرافیت سه بعدی تبدیل شوند. پدیده‌های فیزیکی غنی و منحصربه فرد علاقه فراوانی در جوامع تحقیق وتوسعه جهان برانگیخته است و سبب شده است مطالب و پروانه‌های ثبت اختراع مرتبط با این حوزه به طورچشمگیری افزایش یابند. درزمینه تحقیقات بنیادی،روش‌های بسیارکارآمد شیمی-مرطوب برای تهیه و ساخت مواد گرافن بزرگ تازه کار خود را آغاز کرده­اند. اما در زمینه کاربردی،بازار جهانی برای دستگاه‌های مبتنی برگرافن و ظرفیت تولید جهانی گرافن، بازاری بزرگ است. انتظار می‌رودکه صنعت گرافن طی پنج تا ده سال آینده رشدکند وظرفیت تولیدگرافن  به حدود هزار تن برسد.داده‌های آماری نشان می‌دهدکه تعداد مقالات وثبت اختراع مربوط به گرافن درسال‌های 2015 تا 2016 به سرعت رشد کرده است و احتمالا تعداد محصولات مرتبط باگرافن درسال‌های آتی افزایش می‌یابد .از این رو، در سال‌های آینده خازن‌های فوق العاده،موادساختاری،مواد صفحه نمایش شفاف،موادمحاسباتی با کارایی بالا،دستگاه‌های قابل پوشیدنی گرافن انعطاف پذیر،احتمالا فضای باز و پتانسیل بیشتری برای ورود به بازار خواهند داشت.درحال حاضرآماده سازی گرافن عمدتا براساس گرافیت است. روش های اصلی آماده سازی عبارتنداز: روش لایه برداری مکانیکی، دفع فازمایع ،روش کاهش اکسایش ،رسوبدهی بخارشیمیایی  وغیره. باوجود اینکه این روش ها می‌توانندآماده سازی گرافن را با کیفیت بالایی انجام دهند اما معایبی وجود داردکه باید برای برنامه‌های عملی مورد توجه قرارگیرد.

علی رغم پیشرفت سریع درآماده سازی گرافن،روش‌های ارزان قیمت آماده­سازی لایه گرافن با خلوص بالا در مقیاس وسیع هنوز به اندازه کافی پیشرفت نکرده است. این امر تولید مقادیر زیادی از گرافن وکاربرد تجاری این ماده را محدود می‌سازد.چگونگی آماده سازی دستگاه‌های ذخیره سازی انعطاف پذیر براساس دستگاه‌های الکترونیکی گرافن،قابل حمل و پوشیدنی،کامپوزیت‌های عملکردی،اجزای میکروالکترونیک برای پاسخگویی به تقاضا برای برنامه‌های کاربردی تجاری،یکی از چالش‌های کاربرد گرافن است.

تحقیقات کنونی در مورد گرافن درجهان عمدتا در اروپا (بریتانیا،آلمان وفرانسه)،شرق آسیا (چین،ژاپن وکره جنوبی) وآمریکای شمالی (ایالات متحده آمریکاوکانادا) صورت می‌گیرد. بیشترین تعداد ثبت اختراعات به چین،ایالات متحده وکره جنوبی تعلق می‌گیرد؛ فعالیت‌های مربوط به تحقیق وتوسعه گرافن اغلب درموسسات،دانشگاه‌ها وشرکت‌ها انجام شده­اند.باتوسعه تدریجی صنعتی شدن گرافن،این ماده به یکی ازصنایع توسعه نوظهور درکشورهای مختلف تبدیل شده است. بزرگترین صنعت گرافن به چین تعلق دارد .طبق گزارش Web-of-Scienceدرمجموع بیش از 13000 اختراع مربوط به گرافن   و بیش از15000 مقاله ازسال 1991 در مورد گرافن منتشر شده است.  به علت گستردگی وسیع و تعداد زیاد مقالات و اختراعات این حوزه، در این مقاله تنها جنبه‌های مرتبط با آماده سازی گرافن و کاربرد آن در نانوتکنولوژی پزشکی را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

سنتز گرافن:

سنتز گرافن

روش لایه­ برداری مکانیکی:

گیم و همکاران از دانشگاه منچستردر ابتدای سال 2004،یک لایه گرافیتی پایدار و بسیار بلورین را با استفاده از لایه برداری مکانیکی تولید کردند. روش اصلی آماده­سازی گرافن، استفاده ازپلاسمای اکسیژن درسطح ضخامت 1 میلی متر،که یک گرافیت خشن برروی ایزوتوپ یونی است، می‌باشد. هنگامی که سطح با میکروتراش 20 میکرون به عرض 2 میلی متر، 5 میلی مترعمق خراش داده شد، مقاومت نوری به بسترشیشه ای چسبانده شد وسپس به صورت مکرر با یک نوار شفاف خردگردید. در مرحله بعد،سطح گرافیت پیرولیتی با نظم بالا برداشته شد و بستر شیشه ای با یک تکه میکروی آغشته به محلول استون برای اولتراسونیک اضافه گشته، و درنهایت گرافن تک لایه با استفاده از ون دالال یا نیروی مویرگی درمحلول استون «بیرون کشیده شد».البته این روش معایبی دارد: ضخامت گرافن ناهموار وعملکرد بسیار پایین است و از این رو،نمی­تواند برای تولید صنعتی در مقیاس وسیع مناسب باشد.آنت وهمکاران  ازنیروی ترمودینامیک برای گسستن گرافن چندلایه استفاده کردند. با این روش، مقدار زیادی از گرافن یکپارچه با کیفیت بالا به دست آمد، وخودریزشی و خودشکل­گیری نوارهای گرافنی را تحقق بخشید . این روش برای مطالعه آماده سازی بزرگ گرافن با روش فیزیکی مفید است. زی وهمکاران  با لایه برداری از گرافن از آسیاب گلوله ای، یک گرافن بزرگ باکیفیت و بدون نقص تولیدکردند و توانستند به یک کاغذگرافن بسیار رسانا دست یابند.

روش تخلیه  یا دفع فازمایع:

جداسازی فاز مایع یک روش مقیاس پذیر وپایدار برای تولیدگرافن تک­­لایه است. با اینحال،در این روش میزان تولید گرافن یکنواخت کم است،انباشتگی جدی است،وفرآیند اولتراسونیک نواقص ساختاری زیادی به لایه گرافن وارد می‌کند. این روش به افزودن مقادیر بسیار زیادی از سورفکتانت نیاز دارد وحلال‌های آلی آن به هوا و رطوبت خیلی حساس است. از این رو، کاربرد این روش برای تهیه گرافن محدود می‌باشد.کولمن وهمکاران گرافیت ر ابا پراکندگی ولایه برداری در N-methyl-pyrrolidoneتجزیه وتحلیل کردند.این محققان وجود ورق‌های گرافن جداگانه با بازده تا حداکثر 12٪برحسب جرم را تایید کردند. هرناندز وهمکاران روشی برای تجزیه وتراشیدن گرافیت در سدیم دودهیل بنزن سولفانات ابداع کردند.گرافن (5 لایه) باتقریب 40٪رسانایی بسیار خوبی دارد. تانگو همکاران روشی برای تهیه گرافن با اکسیدگرافیت به عنوان یک پراکننده درفرایندلایه برداری مایع معرفی کردند. چشم­انداز آماده­ سازی گرافن در صنعت درالکترونیک،ازجمله پوشش‌های نازک فیلم والکترونیک پوشیدنی، امیدوارکننده است.دراموند  و همکاران روشی برای تهیه ی یک  لایه ازمحلول آبی گرافن ابداع کرده­اند که به هوا حساس نیست و به اضافه کردن مواد فعال کننده به سطح نیازی ندارد. روش آماده سازی پیچیده نیست ولازم است KC8رادر چهارمحلول هیدروژن فوران پراکنده کنید،سپس آب دگرساز را اضافه کنیدو محلول آبی را از یک حلال محلول آبی گرافن بدون سورفکتانت به دست آورید.گرافن در لایه ­ای از غلظت بالا و پراکنده در آب،نیازی به مواد افزودنی ندارد و می‌تواند برای چند ماه حفظ شود. ذخیره وکاربردگرافن اهمیت زیادی دارد.

رسوب دهی شیمیایی بخار:

رسوب دهی شیمیایی بخار (CVD) فرایندی است که توسط آن بخار واکنش دهنده ی گازی یا واکنش دهنده ی مایع که حاوی لایه ی نازکی می باشد به اتاق واکنش وارد می شود و یک واکنش شیمیایی بر روی سطح لایه شکل می گیرد تا لایه ای را شکل دهد و بعد ها برای استفاده ی گسترده در ساخت فیلم ها یا رشته ها ی نیمه رسانا که روشی برای تهیه ی گرافن است مورد استفاده قرار گیرد. این روش می تواند به گرافنی با کیفیت و درجه ی خلوص  بالا همراه با تولید در مقیاس بالا دست یابد. با این حال، سرعت آهسته رشد روش سنتی CVD توسعه ی گرافن را محدود می کند . زو و همکارانش کاتالیزور فویل مس را  روی لایه ای از  اکسید با فاصله ی 15 میکرومتر قرار دادند و اکسیژن مداوم ایجاد شده بر روی سطح کاتالیزور فویل مس از طریق لایه ی اکسید به طور قابل توجهی موانع انرژی در فرآیند تجزیه مواد کربن را کاهش می دهد. علاوه  بر این در 5 ثانیه یک گرافن تک بلوره با ابعاد عرضی 0.3 میلی متر برای آزمایش سرعت رشد آن تا 60 μm s-1 آماده شد .این مسئله روشی را برای تهیه مقادیری گرافن با کیفیت بالا فراهم می کند.

ژنگ و همکاران با انجام عملیات فراصوتی بستر هدف باعث شدند که سرعت و کیفیت رشد گرافن با روش CVD بهبود یابد و این موضوع به طور گسترده در زمینه فوتون لیزر مورد استفاده قرار می گیرد.نتایج مطالعاتی AFM و رامان نشان می دهد که استفاده از CVD برای عملیات سونوگرافی بستر های مورد هدف می تواند بطور قابل توجهی نواقص را کاهش دهد و سرعت رشد را در مقایسه با گرافنی که با استفاده از بستر هدف توسط سونوگرافی تحت آماده سازی قرار نگرفته است ، افزایش دهد . هو و همکارانش سیستم ایستای فشار جوی CVD( SAPCVD )بر اساس حرکت حرارتی مولکولی ایجاد کردند که این سیستم امکان تولید سریع گرافن با کیفیت بالا را مهیا می سازد . نتایج نشان داد که سیستم SAPCVD می تواند گرافن همگن را بصورت اپتیکی یا نوری همزمان بر روی بستر مسی 20 لایه ای تولید نماید که سرعت رشد آن تا 1.5 میکرومتر و سرعت انتقال گرافن در دمای اتاق به6944cm2 v -1 s -1 و میزان مقاومت بلوک نیز به500 Ωsq -1 می رسد. گرافن تولید شده توسط سیستم SAPCVD در مقایسه با روش سنتی CVD دارای ویژگی های کمی سنجی دسته ای، اپتیک های یکنواخت و هزینه ی کم است . ظهور و توسعه سیستم SAPCVD کاربرد گرافن در تولید صنعتی را افزایش داده است. رن و همکارانش از روش رسوب  دهی بخار شیمیایی با همان فشار اتمسفری از طریق بهینه سازی پارامترهای رشد، در آماده سازی سطح فویل مسی پری کریستالین و سه بایه گرافن استفاده کردند . از طریق تجزیه و تحلیل سیستماتیک گرافن دو لایه ای و سه لایه ای تک بلوری تهیه شده بدین نکته پی برده شد که ساختار باند انرژی گرافن به حالت انباشته نزدیک است و نواقص گرافن با گرافیت تک لایه ای بسیار کمتر است و این نوع گرافن به گرافن کامل نزیک است .

روش اکسایش- کاهش:

روش اکسایش – کاهش یکی از روش هایی است که به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد  و این روش از زمانی مرسوم شد که استانکویچ و همکارانش بطور موفقیت آمیزی گرافن تک لایه ای را با استفاده از روش اکسایش –کاهش تولید کردند و روش اکسایش- کاهش به طور گسترده در آزمایشگاه ها اعمال گردید . گرافن یک نیمه رسانا با گاف انرژی صفر می باشد و سطح آن اساسا حاوی گروه فعال و گروه های عاملی حاوی اکسیژن نیست و به همین خاطر در آب و حلال های آلی غیر محلول است . لذا دانشمندان به سمت و سوی اکسید گرافن تمایل یافتند . اکسید گرافن مشتق شده از گرافن است و سطح اکسید گرافن حاوی گروه های اکسیژن غنی است و واکنش سطح گروه حاوی اکسیژن با مولکول های آلی بسیار آسان است به طوری که اکسید گرافن در آب حل می شود. فاصله بین لایه اکسید گرافیت حدود دو برابر لایه گرافیت اصلی است و مولکول  های کوچک و پلیمر می توانند به راحتی با اکسید گرافن واکنش دهند .روش های آماده سازی معمول اکسید گرافن روش برودی ،روش استادن مایر و روش هامر می باشند . در حال حاضر، روش توسعه یافته ی هامر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله اصول آماده سازی این روش ها، استفاده از اسید قوی و مقدار کمی از عامل اکسیداسیون برای فراوری گرافیت می باشد . به طوری که ترکیبات بین لایه ای گرافیت شکل می گیرد و پس از آن اکسیدان قوی برای به دست آوردن گرافیت اکسید شده اضافه می گردد و نهایتا اکسایش فراصوتی گرافن صورت می پذیرد . روش های کاهش اکسید گرافیت عبارتند از : روش کاهش شیمیایی فاز مایع، روش کاهش گرما، روش کاهش ریز موج و غیره . بیشترین روشهای مورد استفاده کاهش شیمیایی فاز مایع و روش کاهش حرارت می باشند . کاهنده ای که معمولا مورد استفاده قرار می گیرد دارای هیدرات هیدرازین، بورو هیدرید سدیم ،سدیم سولفید و فنیلن دی نالمین و ویتانین c و پلی فنول چای و غیره می باشند .

مطالعه ی یان و همکارانش برای بازسازی اکسید گرافن توسط هیدرات هیدرازین مورد استفاده قرار گرفته است و  به یک حلال آبی پایدار اکسید گرافن دست یافتند . وانگ و همکارانش از دانشگاه شانگهای ژیانگ توی پیشگام در استفاده از اکسید گرافن با بکارگیری پلی فنول چای در محلول چای به عنوان عامل کاهنده و اصلاح کننده هستند و آنها پی به کاهش و اصلاح بیشتر اکسید گرافن در محلول چای بردند و گرافن کاهش یافته می تواند به طور ثابت در آب و بسیاری از حلال های آلی پراکنده شود. اخیرا مجله Science گزارش داده است که یانگ و همکارانش با استفاده از مایکروویو خانگی به عنوان تجهیزات تجربی، با قدرت 1 کیلوولت و با استفاده از  ا الی 2 ثانیه پالس ریز موج به کاهش اکسید گرافن دست یافتند.

روش های دیگر تهیه ی گرافن:

وسرتا و همکارانش با استفاده از ترکیبات گرافیتی کاهنده ی K+  به عنوان پیش واکنشگر ،گرافن تک لایه ای با کیفیت بالا را بدون هیچگونه نقصی بر روی بستر سیلیکا تهیه کردند .این روش مزایای بسیاری مانند شرایط آماده سازی قابل کنترل، تولید دسته ای، هزینه کم و حفاظت از محیط زیست سبز دارد . می و همکارانش از آکادمی علوم چینی ازروش سنتز احتراقی خود گستر(SHS) جهت تبدیل دی اکسید کربن به گرافن با کیفیت بالا استفاده کردند. گرافنی که توسط فرآیند SHS تهیه شده است دارای ساختار مزوتخلخل بسیار پراکنده و همگن است و نیز دارای مقداری اکسیژن قطبی با قابلیت رسانش بالا می باشد و می توان آن را در ابرخازن ها مورد استفاده قرار داد . لی و همکارانش بر پایه ی آماده سازی و تهیه ی مداوم ریسندگی تر الیاف گرافن ، یک فن آوری مونتاژ تلفیقی با فراوری مرطوب را ایجاد کردند و از پدیده ی خودجوش بین الیاف گرافیت اکسید شده استفاده کردند و اولین پارچه ی بافته نشده تشکیل شده از فیبر گرافن ایجاد گردید . این روش پیشرفت مهمی در کاربرد های عملی فیبر های گرافنی با عملکرد عالی به شمار می رفت . ون و همکارانش با گرم کردن اتیلن در مراحل مختلف یک لایه ی گرافنی با کیفیت بالا را بر روی بستر کاتالیزور رودیوم زمانی که دما کمی بیشتر از 700 درجه ی سانتی گراد بود تهیه کردند . این روش دارای مزایایی نظیر هزینه کم، عملیات ساده و کیفیت بالا و غیره می باشد . این تکنیک می تواند مجموعه ای از کاربرد های بالقوه جدید برای گرافن را توسعه دهد . شی و همکارانش چگالی کم فوم گرافن را با چاپ مخلوطی از نیکل و شکر از طریق لیزر سه بعدی تولید کرده اند . این روش ساده نیازی به قالب گیری سرد فشاری ندارد و نیز نیازی به عملیات cvd با دمای بالا ندارد . فوم گرافن با چگالی کم و اندازه ی کوچک می تواند با تماس مستقیم لیزر بر روی مخلوط کربن و نیکل به دست آید . این روش پایه ای برای کاربرد گرافن در صنعت است. چن و همکارانش از سطح نیترویید برون شش ضلعی در جهت زیگزاگی در قالب شیار نانو استفاده کردند . نوار نانو که یک گرافیت صاف و بسیار کنترل شده بود ، بر روی سطح نیترید برون شش ضلعی با روش رسوب دهی شیمیایی بخار به منظور تحقق رشد اپی تاکسیال سطح نانو باند گرافن تک لایه ای تهیه شد . نانو باند گرافن تهیه شده توسط این روش switch ratio حدود 1000 را در دمای اتاق داشت و تحرک حامل توانست به vs/cm2 700برسد و میانگین مسیر آزاد حامل  به 50 نانومتر  رسید. در این روش گاف انرژی یا نوار ممنوعه گرافن با تعامل الکترونیکی باز می شود و توسعه مدارهای مجتمع دیجیتال مبتنی بر گرافن در دمای محیط ارتقا می یابد . لی و همکاران یک روش برای به دست آوردن رشد فوق سریع 5 در 50 سانتی متر مربع رشته های گرافن در 20 دقیقه با رشد اپیتاکسالی در فویل مس صنعتی را معرفی نمودند . این روش در ابتدا فویل  مسی بلوری تکی را به عنوان بستر انتخاب کرد و سپس گرافن بر روی سطح مسی رونشست کرد و در نهایت گرافن بطور یکپارچه با رشته ی گرافنی که دارای شفافیت بالایی می باشد ادغام گردید . با این کار رشد فوق العاده سریع رشته ی گرافن حاصل گردید . نتایج تجربی نشان می دهد که فیلم گرافن سنتز شده توسط این روش دارای نرخ انتقالی23000 در 4k را دارا می باشد و مقاومت ورق در دمای اتاق می تواند به 230 برسد و رشته ی گرافن دارای اندازه دانه ای کامل است. این روش آماده سازی برای توسعه صنعتی شدن گرافن بسیار مهم است. یونگ و همکاران یک روش سریع و ساده برای غیرفعال کردن گرافن معرفی نمودند و این روش شامل ایجاد سنتز تک مرحله ای گرافن با استفاده از قالب و واکنش پلاسما اکسیژن به اچ کردن یونها می باشد .این روش برای اولین بار از سیستم CVD برای ساختن یک گرافن بزرگ، یکنواخت و با کیفیت بالا استفاده می کند و سپس از قالب و واکنش پلاسمای اکسیژن برای انجام اچ بر روی یون استفاده می کند و لذا هیچ پلیمری را به طور مستقیم به بستر الاستیک منتقل نمی کند. از آنجا که این روش لایه حمل و نقل پلیمر را شامل نمی شود لذا حلال های آلی را نیز ندارد . استفاده از قالب ساده و سریع است و هزینه آن کم است . بدین ترتیب گرافن بدون آلایندگی بر روی بسترهای قابل انعطاف متفاوت ایجاد می گردد . این روش قالب گیری یک مرحله ای به طور گسترده ای در مدارهای انعطاف پذیر، قطعات و دستگاه های الکترونیکی مقاوم در برابر سایش استفاده می شود.

 

کاربرد گرافن در پزشکی:

همانطور که مشاهده کردید گرافن خواص نوری، مکانیکی و شیمیایی منحصر به فردی دارد و از زمان کشفش توجه افراد زیادی را به خود جلب نموده است. این ماده تنها از  اتم کربن تشکیل شده که به شکل ساختار خانه عسل( شش گوشه) و با ضخامت تنها یک اتم  دیده می شود.

 درمان سرطان به کمک گرافن:

احتمالات زیادی برای کاربرد گرافن در دنیای پزشکی وجود دارد. یکی از بحث برانگیزترین کاربردهای گرافن در درمان سرطان است. پیشنهاد شده است که گرافن های عامل دار با اندازه نانو  را می توان به عنوان حامل دارو برای رسانش داروهای شیمی درمانی برای درمان سرطان مورد استفاده قرار داد. علاوه بر این، گرافن های نانو با پوشش زیست سازگار پلی اتیلن گیلکول به طور موثر در فرسایش تومورها در مدل موش به کار رفته است. چیپ های میکروسیال مبتنی بر گرافن اکسید نیز برای گیر انداختن سلول های تومور از خون توسعه یافته است و از رشد آن برای تجزیه و تحلیل های بعدی پشتیبانی می کند. زمانی که این دستگاه کامل شد می توان از آن برای تشخیص سرطان و نیز گزینه های درمانی که نیازمند بیوپسی نیستند استفاده کرد. این موضوع مانع از بروز ناراحتی در بیمار می شود و خطر عفونت بعد از بیوپسی را کاهش می دهد. همانند چیپ های میکروسیال، بیوسنسورهای مبتنی بر گرافن را می توان برای تشخیص الکتریکی باکتری های ای کولی مورد استفاده قرار داد.  علاوه بر این برخی از مولکول های دارویی را می توان به سطح  گرافن متصل کرد. به همین خاطر می توان از آن در رسانش دارو برای هدف قرار دادن بیماری هایی که در سطح سلولی یافت می شوند استفاده کرد.

گرافن می تواند عنصر موثرتری از لاتکس در کنترل بارداری باشد و از انتقال بیماری های جنسی پیشگیری نماید. محققان دانشگاه منچستر  در حال توسعه کامپوزیت های گرافن-لاتکس برای استفاده در کاندوم ها هستند که می توانند نازک تر، قوی تر و امن تر و انعطاف پذیرتر از قبل عمل کنند.

 کاربردهای ضد میکروبی:

محققان در دانشگاه Case Western Reserve،در حال برنامه ریزی بر روی خاصیت ضد میکروبی گرافن برای کاهش عفونت در بیمارستان ها هستند. می توان از این ماده برای پوشش استنت ها و  دستگاه های پزشکی استفاده کرد که برای جراحی ها امن تر هستند. آن ها بر این باورند که گرافن می تواند  توسعه و انتشار بیماری های مقاوم به آنتی بیوتیک ها را کندتر نماید.

اختلالات نورولوژیکی:

درمان به کمک سلول های بنیادی عصبی  برای فراهم آوردن درمان مناسب برای اختلالات نورولوژیکی متعدد، مورد مطالعه قرار گرفته است. با اینحال سلول های بنیادی عصبی نیازمند داربست یا سکویی برای فراهم آوردن محیط های میکرو برای رشد و متمایز کردنشان هستند.  محققان کره ای  دریافته اند که ورقه های گرافن می توانند  از رشد لازم این سلول ها پشتیبانی کنند و به عنوان داربستی برای این سلول ها عمل نمایند.

 بیماری های ژنتیکی:

محققان رشه نانوفناوری پزشکی در دانشگاه منچستر بر این باورند که نانوتکنولوژی را می توان برای ارائه اطلاعات ژنتیکی به بخش های خاصی از مغز برای بیمارانی که از اختلالات منحط کننده اعصاب رنج می برند مورد استفاده قرار داد.  او در کنار تیمش در حال کار بر روی گرافن و داروهایی است که  وارد بازار خواهد شد.

آینده در دستان ضخامت یک اتم است:

اگرچه نانوتکنولوژی پزشکی هنوز هم در مراحل اولیه خود قرار دارد اما گرافن به زودی با سایر نانوذرات ترکیب خواهد شد و می توان از آن برای درمان و تشخیص بیماری های مختلف استفاده کرد. سرمایه گذاری های متعددی بر روی این ماده انجام شده است و تعداد زیاد تحقیقات انجام شده بر روی گرافن نشان می دهد این ماده می تواند اینده امیدوار کننده ای داشته باشد.

برچسب ها

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن