فیزیکدانهای دانشگاه هاروارد نشان داده‌اند که پوشش‌های الماسی خاصی می‌تواند آب را در دمای بدن منجمد نگه دارد، یافته‌ای که می‌توانند در ایمپلت‌های 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 مک کی" استاد فیزیک کاربردی، یک سال بر روی ساخت و آزمایش مدل‌های رایانه‌ای کار کردند که نشان داد که یک لایه الماس که با اتم‌های سدیم پوشانده می‌شود قادر است تا دمای ۴۲درجه سانتیگراد ( ۱۰۸درجه) فارنهایت آب را منجمد نگه دارد.
مولکولهای آب در ساختار یخی در یک چارچوب جامد قرار می‌گیرند که به آن سختی می‌دهد. فرایند ذوب نیز بگونه‌ای شبیه فروپاشی یک ساختمان است:
اجزایی که در ساختار جامد قرار گرفته بودند، حرکت کرده و روی هم جریان می‌یابند و تبدیل به آب مایع می‌شوند.
این مدل رایانه‌ای نشان می‌دهد، هنگامی که مولکول آبی نزدیک سطح الماس - سدیم، شروع به حرکت از جایگاه خود می‌کند، این سطح تثبیت شده و ساختار یخی کریستالی آن دوباره تشکیل می‌شود.
شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد این فرایند تنها برای لایه‌های یخ بسیار نازک که ضخامت آن تنها چند مولکول است، کارآمدی دارد، سه نانومتر در دمای اتاق و دو نانومتر در دمای بدن. (یک نانو متر یک میلیاردم متر است).
ویسنرگراس افزود، ضخامت این لایه باید به اندازه‌ای باشد که بتواند یک سپر با سازگاری بیولوژیکی بر روی سطح الماسی تشکیل دهد و پوشش‌های الماسی را در وسایل پزشکی مفیدتر کند.
این مطالعه نخستین تحقیقی نیست که نشان می‌دهد آب می‌تواند در دمای بالا منجمد باقی بماند. دانشمندان هلندی پیش از این نشان داده بودند درصورتی که یخ بین یک لایه نازک از تنگستن و یک سطح گرافیتی قرار داشته باشد، می‌تواند در دمای اتاق شکل بگیرد.
تحقیق کاکسیراس و ویسنرگراس نشان می‌دهد یخ را می‌توان در محیط بزرگتری تحت فشار و دمای بدن حفظ کرد.
تولیدکنندگان وسایل پزشکی استفاده از پوشش‌های الماسی را در ایمپلت‌های پزشکی به خاطر سختی آنها مورد توجه قرار داده‌اند.
با این حال به خاطر دشواری صیقل دادن این پوشش‌ها و احتمال ایجاد خراش در بافت اطراف ایمپلنت و اینکه در این صورت الماس بیش از هر ماده دیگری می‌تواند موجب بروز لخته‌های خونی شود، نگرانی‌ها در مورد استفاده از این پوشش‌ها افزایش یافته است.
ویسنر گراس اضافه کرد، یک لایه دو نانو متری یخ می‌تواند حفره‌های موجود در سطح الماس را پر کرده و آن را صیقلی دهد و مانع از اتصال توده‌های پروتئینی به سطح آن شود.
وی گفت، این ماده می‌تواند آن قدر نرم و آب دوست باشد که مضرات الماس را از بین ببرد.
این محققان که در حال طراحی آزمایشاتی هستند تا یافته‌های رایانه‌ای خود را در دنیای واقعی تایید کنند، انتظار دارند ظرف یک سال به نتیجه برسند.
منبع خبر : وبلاگ هنر فیزیک
ارسال خبر : محمد میرزایی