معرفی ۷ محصول بومی با نوآوری جهانی؛ از تشخیص سرطان تا درمان آلزایمر

به گزارش خبرنگار مهر، ستاد نانو با هدف افزایش قدرت رقابت و تاب‌آوری شرکت‌های ایرانی در عرصه بین‌المللی، از برنامه‌ها و فعالیت‌هایی حمایت می‌کند که منجر به توسعه محصولات نوآورانه در حوزه فناوری نانو شود. در این برنامه، تمرکز اصلی بر توسعه محصولاتی است که دارای نوآوری جهانی (با معیار قابلیت ثبت اختراع خارجی) و تأثیرگذاری نسبتاً بالا از لحاظ اقتصادی، اجتماعی، امنیتی و غیره باشند. محصولاتی که در ادامه معرفی شده‌اند، مبتنی بر فناوری نانوی ایران بوده و دارای نوآوری جهانی با ارزش‌آفرینی بالا هستند و توسعه‌دهندگان آن‌ها در مسیر افزایش سطح بلوغ فناوری و تجاری‌سازی محصولات خود قرار دارند.

در این گزارش، نمونه‌هایی از محصولات پیشرفته نانوفناوری در حوزه‌های مختلف از جمله تصفیه آب، درمان بیماری‌های مزمن، بهبود عملکرد باتری‌ها و دارورسانی هدفمند معرفی شده‌اند.

نانوجاذب گرانولی حذف آرسنیک از آب

آرسنیک یکی از آلودگی‌های خطرناک در آب آشامیدنی است. مشکلات اصلی جاذب‌های رایج شامل دشواری تأمین مواد خام برای تولید در مقیاس بالا، ظرفیت جذب پایین، استحکام مکانیکی و شیمیایی ناکافی، هزینه‌های اضافی فرآیندهای جداسازی و به‌ویژه اسیدی کردن آب برای ایجاد شرایط مناسب جهت عملکرد مطلوب جاذب است. همچنین، نشت جاذب به آب باعث تغییر رنگ آن به قرمز شده که تأثیر روانی منفی بر مردم دارد. تولید یک جاذب کامپوزیتی با لایه فعال سطحی می‌تواند هم‌زمان از طریق چند سازوکار، گونه‌های آرسنیک را از آب حذف کند. محصول جدید در مقایسه با نمونه تجاری دارای ظرفیت جذب تا ۳ برابر، استحکام مکانیکی تا ۲۰ درصد بیشتر و عملکرد مناسب در pH خنثی است.

ماده مؤثر رادیوداروی Tilmanocept (mTc۹۹ Technetium)

برای درمان سرطان‌هایی مانند سرطان پستان، جراحی اغلب منجر به برداشت حجم وسیعی از بافت سرطانی و غدد لنفاوی می‌شود که این امر عوارض بالایی برای بیمار به همراه دارد. داروی Tilmanocept برای حل این معضل و همچنین تشخیص زودهنگام و دقیق بافت‌های سرطانی ساخته شده است، اما در حال حاضر این محصول بسیار گران‌قیمت بوده و تولید آن تنها در اختیار کشور آمریکا قرار دارد و دسترسی عموم مردم جهان به آن محدود است. شرکت آپرین سما فارمد با استفاده از راهکار جدیدی، از معرف‌های خاصی جهت کنترل شکنندگی بستر پلیمری دارو در pH بالا بهره برده و همچنین با بهینه‌سازی متغیرهای دما و زمان در فرایند تولید، به دانش فنی اختصاصی تولید این محصول دست یافته است.

این ماده مؤثره در سیستم لنف آغاز به حرکت می‌کند و نواحی دارای گیرنده‌های سلول‌های سرطانی در تصاویر اسکن مشخص می‎‌شوند و جراحان می‌توانند گره‌های لنفاوی درگیر تومورها و سلول‌های سرطانی را شناسایی و به صورت گزینشی آنها را خارج کنند.

درمان نوین آلزایمر با استفاده از فناوری‌های فراصوت متمرکز

با وجود افزایش روزافزون بیماران آلزایمر و عوارض سخت و طولانی‌مدت این بیماری، در حال حاضر درمان مؤثری برای آن شناسایی نشده است و روش‌های درمانی موجود تنها منجر به کاهش علائم بیماری می‌شوند. این موضوع ناشی از عدم دسترسی به نواحی آسیب‌دیده در عمق مغز و محدودیت عبور دارو از سد خونی مغزی (BBB) است. بنابراین، نیاز به راهکارهای نوین برای عبور از سد خونی مغز وجود دارد. بهره‌برداری هم‌زمان از امواج متمرکز فراصوت و نانوحباب‌ها، پتانسیل بالایی برای ورود دارو به پارانشیم مغز و ایجاد سیستم دارورسانی هدفمند با حداکثر اثربخشی و حداقل عوارض جانبی دارد.

بازدارنده و پایدارکننده هیبریدی جهت تثبیت سازندهای حساس به آب

پایدارکننده‌های سازند شیل نقش کلیدی در عملیات حفاری و دسترسی به ذخایر نفت و گاز دارند. با توجه به ممنوعیت استفاده از سیالات حفاری پایه روغنی به دلیل مشکلات شدید زیست‌محیطی، سیالات حفاری پایه آبی و پایدارکننده‌های آن‌ها در حال گسترش هستند. محصولات فعلی پایه آبی مشکلاتی از جمله حساسیت به تغییرات pH، مهرده بودن، محدودیت دمایی و اثرات افزایش ویسکوزیته سیال دارند. بنابراین، توسعه یک پایدارکننده نوین ضروری است. با توسعه پایدارکننده‌ای مبتنی بر فناوری نانو و خواص کوانتومی، امکان به‌کارگیری هم‌زمان مکانیزم‌های پایدارسازی فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فراهم شده و این محصول به گزینه‌ای امیدوارکننده در افزایش پایداری چاه و روان‌سازی کلی عملیات حفاری تبدیل می‌شود.

باتری اسید-سرب

باتری‌های اسید-سرب به‌عنوان پرکاربردترین و قدیمی‌ترین باتری‌های صنعتی در صنایع مختلف از جمله برق، نفت و گاز و صنایع دفاعی، همواره با چالش کاهش طول عمر و ظرفیت نسبت به رقبای جدید مواجه هستند که این موضوع در بلندمدت منجر به افزایش هزینه‌های بهره‌برداری جهت تعویض باتری می‌شود. بنابراین، نیاز به بهبود کارایی باتری با استفاده از مواد سبک و کاراتر وجود دارد. شبکه گرافنی پیوسته در صفحات باتری، ضمن حفظ وزن محصول، با افزایش هدایت بونی و الکتریکی از خوردگی صفحات جلوگیری کرده و مکانیزم شکست منفی را کاهش می‌دهد؛ این امر استفاده از باتری را در شرایط نرخ جریان بالا و دامنه دمایی وسیع‌تر ممکن می‌سازد.

الکترولیت جامد پلیمری باتری‌های لیتیومی

با توجه به حرکت جهان به‌سوی حمل‌ونقل پایدار، امروزه شاهد اهمیت و کاربرد بیش‌ازپیش وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) در جهان هستیم. باتری‌های لیتیوم‌یون (LIBs) با انرژی نسبتاً بالاتر در مقایسه با نمونه‌های متداول، بازار دستگاه‌های قابل‌حمل را تسخیر کرده‌اند. با این حال، وابستگی این نوع باتری‌ها به الکترولیت‌های مایع مشکلاتی از قبیل ایمنی پایین، زمان شارژ طولانی و چگالی انرژی محدود را به همراه دارد. استفاده از الکترولیت‌های جامد حاوی نانوساختارهای فلز-آلی، راهکاری مؤثر و با قابلیت مقیاس‌پذیری بالا برای دستیابی به ایمنی بهتر، افزایش چگالی انرژی، هدایت یونی و خواص مکانیکی بهبود یافته در مقایسه با باتری‌های لیتیوم‌یون معمولی است.

دستگاه تولید میکرونیدل به‌صورت خودکار و پیوسته

میکرونیدل‌های تجزیه‌پذیر یکی از روش‌های نوین و مؤثر دارورسانی از طریق پوست هستند که استفاده از آن‌ها معمولاً بدون درد بوده و در زمینه‌هایی مانند درمان هدفمند بیماری‌های پوستی و صنایع آرایشی و بهداشتی کاربرد فراوانی دارند. با این حال، تولید این میکرونیدل‌ها نیازمند دقت در زوایا، ترکیبات متنوع و زیست‌سازگاری بالا است. محدودیت در انتخاب مواد اولیه و طولانی بودن فرایند ساخت از مهم‌ترین چالش‌های روش‌های مرسوم محسوب می‌شود. دستگاه مبتنی بر روش DAB این امکان را فراهم می‌کند تا تولید میکرونیدل‌های تجزیه‌پذیر به‌صورت خودکار، تک‌مرحله‌ای و در مدت زمان کوتاه حدود ۱۵ دقیقه انجام شود.از مزایای این دستگاه می‌توان به کاهش مراحل ساخت، سهولت استفاده، مقیاس‌پذیری بالا و کاهش هزینه‌های تولید تا ۵۰ درصد اشاره کرد.