کاربرد جدید یخ داغ در ساخت ابزار پزشکی


 

 فیزیک دان های دانشگاه هاروارد نشان داده اند که پوشش های الماسی خاصی می تواند آب را در دمای بدن منجمد نگه دارد ، یافته ای که
می توانند در ایمپلت های پزشکی آینده کاربرد داشته باشد .

به گزارش ایرنا و به نقل از ساینس دیلی ، "الکساندر ویسنر گراس " دانشجوی دکترای فیزیک ، "افتیمیوس کاکسیراس" استاد فیزیک و "گوردون مکی کی " استاد فیزیک کابردی ، یک سال بر روی ساخت و آزمایش مدل های رایانه ای کار کردند که نشان داد که یک لایه الماس که با اتم های سدیم پوشانده می شود قادر است تا دمای 42 درجه سانتیگراد (108 درجه ) فارنهایت آب را منجمد نگه دارد .

مولکولهای آب در ساختار یخی در یک چارچوب جامد قرار می گیرند که به آن سختی می دهد . فرایند ذوب نیز به گونه ای شبیه فروپاشی یک ساختمان است : اجزایی که در ساختار جامد قرار گرفته بودند ، حرکت کرده و روی هم جریان می یابند و تبدیل به آب مایع
می شوند .

این مدل رایانه ای نشان می دهد ، هنگامی که مولکول آبی نزدیک سطح الماس سدیم ، شروع به حرکت از جایگاه خود می کند ، این سطح تثبیت شده و ساختار یخی کریستالی آن دوباره تشکیل می شود .

شبیه سازی ها نشان می دهد این فرایند تنها برای لایه های یخ بسیار نازک که ضخامت آن تنها چند مولکول است ، کارآمدی دارد ، سه نانو متر در دمای اتاق و دو نانو متر در دمای بدن . (یک نانو متر یک میلیاردم متر است ) .

وسنرگراس افزود ، ضخامت این لایه باید به اندازه ای باشد که بتواند یک سپر با سازگاری بیولوژیکی بر روی سطح الماسی تشکیل دهد و پوشش های الماسی را در وسایل پزشکی مفیدتر کند .

این مطالعه نخستین تحقیقی نیست که نشان می دهد آب می تواند در دمای بالا منجمد باقی بماند . دانشمندان هلندی پیش از این نشان داده بودند در صورتی که یخ بین یک لایه نازک از تنگستن و یک سطح گرافیتی قرار داشته باشد ، می تواند در دمای اتاق شکل بگیرد . تحقیق کاکسیراس و ویسنرگراس نشان می دهد یخ را می توان در محیط بزرگتر یتحت فشار و دمای بدن حفظ کرد .

تولید کنندگان وسایل پزشکی استفاده از پوشش های الماسی را در ایمپلت های پزشکی به خاطر سختی آنها مورد توجه قرار داده اند . با این حال به خاطر دشواری صیقل دادن این پوشش ها و احتمال ایجاد خراش در بافت اطراف ایمپلنت ها و اینکه در این صورت الماس بیش از هر ماده دیگری می تواند موجب بروز لخته های خونش شود ، نگرانی ها در مورد استفاده از این پوشش ها افزایش یافته است .

ویسنر گراس اضافه کرد ، یک لایه دو نانو متری یخ می تواند حفره های موجود در سطح الماس را پر کرده و ان را صیقلی دهد و مانع از اتصال توده های پروتئینی به سطح آن شود .

وی گفت ، این ماده می تواند آن قدر نرم و آب دوست باشد که مضرات الماس را از بین ببرد .

این محققان که در حال طراحی آزمایشاتیهستند تا یافته های رایانه ای خود را در دنیای واقعی تایید کنند ، انتظار دارند ظرف یکسال به نتیجه برسند