به گزارش سرویس علمی فناوری جام نیوز به نقل از نانو در تاریخ 3 دسامبر (12 آذر)، دیوید اینگلیس و همکارانش در دانشکده فیزیک دانشگاه مک‌کوآری، روش جدیدی برای افزایش حساسیت جداسازی مولکولی ابداع کرده‌اند. در این روش جدید از تمرکز گرادیان رسانایی conductivity Gradient focusin g برای تغلیظ و جداسازی همزمان پروتئینها استفاده شده است. فرایند تغلیظ و جداسازی در یک کانال عمیق به عمق 120 نانومتر و توسط یک میدان الکتریکی صورت می‌گیرد؛ این کانال یک نمک پایدار و یک گرادیان رسانایی را حمایت می‌کند. نتایج حاصل نشان می‌دهند که می‌توان پروتئینها را با این روش تا حد شناسایی تغلیظ کرد.
در این کار نشان داده شده است که یک نانوکانال ساده که به محلول‌های شیمیایی مختلف متصل است، می‌تواند یک گرادیان غلظتی پایدار و قوی میان این محلول‌ها ایجاد کند. سپس می‌توان از این گرادیان غلظتی برای جداسازی و تغلیظ انتخابی بهره برد. این فرایندها قبلاً در سامانه‌هایی اجرا شده‌اند که گرادیان غلظتی را با روش‌های بسیار پیچیده‌تری ایجاد می کنند.
اینگلیس می‌گوید: «ایده اصلی کار ما این است که با قرار دادن مولکول‌ها در یک نانوکانال و ایجاد یک گرادیان غلظتی می‌توان این گرادیان را بسط داده و بدین ترتیب مولکول‌ها را از هم جدا کرده و تغلیظ نمود. به‌علاوه، ما به‌جای تکیه بر قطبش غلظتی، از یک نانوکانال که دو میکروکانال با رسانایی بالا و پایین را به‌هم وصل می‌کند، بهره بردیم تا یک گرادیان میدان الکتریکی را به سیستم اعمال نماییم».
همانگونه که در شکل پایین نشان داده شده است، این ابزار از دو میکروکانال به عمق 8.6 میکرومتر تشکیل شده است که توسط 25 نانوکانال به عمق 120 نانومتر به یکدیگر متصل شده‌اند. عرض این نانوکانال‌ها در سمت راست (62 نانومتر) تقریباً سه برابر عرض آنها در سمت چپ (22 نانومتر) است.
بافرهای نمکی پایین و بالا به‌صورت متوالی و به‌ترتیب از کانال‌های چپ و راست عبور داده می‌شوند. اینگلیس می‌گوید: «پروتئین‌های مورد نظر به میکروکانال سمت راست (بافر نمکی بالا) اضافه می‌شوند. نیروهای موئین و تبخیر در جریان پایین‌دستی به‌صورت پیوسته سیال را با سرعت 5 نانولیتر در دقیقه به پیش می‌راند. با وجودی که تبادل بافر از طریق نانوکانال صورت می‌گیرد، این جریان گرادیان غلظتی نمک را ثابت نگه می‌دارد. یک اختلاف پتانسل مثبت به الکترود سمت راست (میکروکانال نمکی بالا) اعمال شده و الکترود سمت چپ (میکروکانال نمکی پایین) به زمین متصل میشود. جریان الکترو-اُسمزی بافر را همراه پروتئین محلول در آن به‌درون نانوکانال رانده و پروتئینها در این قسمت گیر می‌افتند.
به گزارش سرویس علمی فناوری جام نیوز به نقل از Nano در تاریخ 4 دسامبر (13 آذر)، کونستانتین کورنف و همکارانش ، از دانشگاه کلیمسون University Klymson، روشی برای جمع‌آوری مقادیر بسیار کم از سیالات یافتند. برای این کار آنها نیاز به پیمایشگری داشتند که منعطف باشد و بتوان آن را کنترل کرد. کونستانتین کورنف پس از مشاهده نحوه تغذیه پروانه و استفاده از یک خرطوم جهت بیرون کشیدن غذا، تصمیم گرفت نسخه مصنوعی پروانه را بسازد.
کونستانتین کورنف می‌گوید: دستگاهی که او ساخته یک خرطوم با دو نوع کانال است، یکی کانال بسیار کوچک جهت جمع‌آوری مایعات و دیگری کانالی بزرگ جهت انتقال این مایع به جای دیگر. برای ساخت این سیستم، این تیم تحقیقاتی یک فیبرپلیمری متخلخل تولید کردند و با استفاده از یک روش الکتروریسندگی جدید آن را تابیده و رشته‌ای ایجاد کردند. در الکتروریسندگی از محلول حاوی بار الکتریکی استفاده میشود که این محلول از نقطه‌ای با پتانسیل الکتریکی بالا به نقطه‌ای با پتانسیل الکتریکی پایین پرتاب می شود که در این بین رشتههای مورد نظر تولید می‌شوند. بخش جدید این روش آن است که از یک برس غلطکی شکل (بازو) استفاده شده تا الیاف تولید شده را جمع‌آوری کند. این بازو با چرخش خود موجب تنیدن رشته‌ها میشود. کونستانتین کورنف می‌گوید: که تبدیل این الیاف به رشته کاری چالش برانگیز بود. اگر فاصله میان الیاف زیاد باشد آنگاه تنیده شدن الیاف به سرعت انجام می شود و اگر این فواصل کم باشد نیروی ستونی افزایش می‌یابد.
برای دستکاری این خرطوم به نحوی که بتواند به‌سمت هدف مورد نظر – قطره، تک سلول یا غده- برود، کونستانتین کورنف و همکارانش از پلیمرهای متخلخل دارای ذرات مغناطیسی استفاده کردند. با استفاده از میدان مغناطیسی، آنها توانستند این سیستم را تحت کنترل بگیرند. با چنین انعطاف‌پذیری، خرطوم می‌تواند به ادوات میکروسیالی متصل شده و از آن نمونه‌برداری کند.
جوشا ایدل، متخصص زیست‌نانوفناوری از امپریال کالج لندن، می‌گوید: این گروه برای اولین بار در دنیا موفق شدند تا از پیمایشگر منعطف نانوحفره‌ای به‌عنوان خرطوم مصنوعی استفاده کنند. اگر فرض کنیم که کار آنها تکرارپذیری خوبی داشته باشد، من فکر می‌کنم برای تجاری‌‌سازی این پروژه مشکل خاصی وجود نداشته باشد.
کونستانتین کورنف می‌گوید: برای تولید انبوه این خرطوم ما روش خودکاری را ارائه کرده‌ایم.
به گزارش سرویس علمی فناوری جام نیوز به نقل از Nano در تاریخ 4 دسامبر (13 آذر)، روش‌های مختلفی برای سنتز دی‌ان‌ای ارائه شده است اما هر روش دارای معایب خاص خود است. تولید انبوه دی‌ان‌ای نیازمند ستون‌های جداگانه‌ای است تا واکنش‌ها را در آنها انجام داد. با این روش می‌توان دی‌ان‌ای را به‌صورت انبوه تولید کرد اما این روش بسیار پرهزینه بوده و محدودیت توالی مختلف دی‌ان‌ای را داراست.
محققان دانشگاه دوک با استفاده از یک پرینتر جوهرپراش (اینکجت) قطرات بسیار کوچکی از محلول شیمیایی را روی سطح یک تراشه پلاستیک قرار دادند. در ادامه آنها ترکیبی از رشتههای مختلف دی‌ان‌ای را روی این تراشه ایجاد کردند. در نهایت محققان از یک فرآیند کپی برداری زیستی استفاده کردند تا دی‌ان‌ای به‌دست آمده روی تراشه را از روی آن بردارند. پژوهشگران دریافتند که می‌توانند از این تراشه مجددا برای تولید دی‌ان‌ای‌های مختلف استفاده کنند.
اشتیک ساعم، مهندس زیست پزشکی دانشگاه دوک، می‌گوید: ما می‌توانیم با استفاده از فرآیند کپی برداری زیست شناسی، با سرعتی 10ها برابر بیشتر، مواد را از سطح تراشه برداریم. این کار روی تراشه‌ای که ما ساخته‌ایم هم قابل انجام است حتی زمانی که این تراشه در دمای 20- درجه نگهداری شده و دوباره مورد استفاده قرار گیرد.
این گروه تحقیقاتی پس از جداکردن رشتههای دی‌ان‌ای از سطح تراشه، آنها را با استفاده از یک رشته دی‌ان‌ای ویروسی به‌هم متصل کردند. در این فرآیند، رشته دی‌ان‌ای ویروسی با استفاده از رشتههای کوچک دی‌ان‌ای به شکل دلخواهی در می‌آید. این شکل می‌تواند شبیه خانه باشد تا با استفاده از آن مواد آلی یا معدنی به‌صورت فضایی جهت‌گیری کنند. در نهایت از این ساختار به‌عنوان داربست جهت رهاسازی دارو استفاده کرد.
به گزارش سرویس علمی فناوری جام نیوز به نقل از دویچه وله در تاریخ 3 دسامبر (12 آذر)، کوچکتر و سریعتر همواره دو ویژگی است که صنعت کامپیوترسازی آن را ضابطه کار خود قرار داده و تا به حال با رعایت آن به موفقیت چشم‌گیری دست یافته است. اما حال به نظر می‌آید که این صنعت به کشفی دست یافته که دیگر فراتر رفتن از آن قابل تصور نیست.
هولگر اشپشت، فیزیکدان آلمانی و همکارانش از موسسه ماکس پلانک آلمان Max Planck Institute موفق شده‌اند به رکورد جهانی در زمینه مینیاتوریزه کردن حافظه برای ذخیره کردن اطلاعات دست یابند، رکوردی که دیگر به آسانی قابل شکستن نیست. آنها راهی یافته‌اند که می‌توان از طریق آن اطلاعات را تنها در یک اتم روبیدیوم ذخیره کرد.
تیم پژوهشی موسسه ماکس پلانک موفق شده است تا یک کیوبیت (بیت کوانتومی) که مقدار پایه‌ای پردازش کوانتومی است را در تنها یک اتم فلز قلیایی روبیدیم Rubidiumذخیره کند.
کوبیت Qubits معادل بیت در کامپیوترهای کلاسیک است. بیت به معنای رقم بر مبنای دو است. در این سیستم عددنویسی که در کامپیوترهای کلاسیک بکار برده میشود، تنها دو رقم صفر و یک وجود دارد. اما کیوبیت Qubit در محاسبات کوانتومی در واقع ترکیبی از این دو عدد است، یعنی همزمان دارای دو حالت صفر و یک است.
بیت‌های رایج در کامپیوترهای کلاسیک معمولا از طریق اختلاف پتانسیل در مدارهای الکتریکی روی باند و لوح‌های مغناطیسی ذخیره و نمایش داده می‌شوند. ویژگی‌های بیت، ارتباطی با نوع نمایش آن ندارد. این نکته در مورد کوبیت نیز صادق است. به طور مثال کوبیت‌ها را می‌توان از طریق پلاریزه کردن ذره‌های نوری(فوتون) نمایش داد. کوبیت بر خلاف بیت این ویژگی را دارد که ترکیب‌های مختلفی از دو عدد صفر و یک را در بر گیرد. از این رو محاسباتی که با کامپیوترهای کوانتومی انجام می‌شوند محدود به یک اندازه مشخص نیست، بلکه می‌تواند ترکیب اندازه‌های مختلف را نیز پردازش کند.
این ویژگی کامپیوترهای کوانتومی به آنها این امکان را می‌دهد که محاسبات بسیار پیچیده را تنها در چند ثانیه انجام دهند. در صورتی که حل کردن اینگونه محاسبات با یک کامپیوتر عادی سالها طول خواهد کشید. این نکته انجام دادن این محاسبات با کامپیوترهای عادی را عملا غیرممکن می‌کند.
اتصال کامپیوترهای کوانتومی در سراسر جهان
محققان آلمانی اطلاعات را از طریق پلاریزه کردن فوتون کدگذاری کرده و سپس این اطلاعات را به یک اتم فلز روبیدیم انتقال داده و در مدت 100 میکرو ثانیه ذخیره کردند. آنها در نهایت اطلاعات ذخیره شده در اتم روبیدیم را دوباره از طریق فوتون جدیدی بازخوانی کردند.
محققان برای انجام این کار با یک مشکل روبه‌رو بودند: برای انتقال و بازخوانی اطلاعات از یک فوتون به اتم روبیدیم، کنش‌های متقابل میان اتم و فوتون بسیار ضعیف بود. از این رو تا به حال تنها این امکان وجود داشت که تبادل اطلاعات کوانتومی بین فوتونها و مجموعه‌هایی که متشکل از هزارها اتم بوده‌اند، صورت گیرد. حال محققان توسط رزوناتور Rzvnatvr، کنش متقابل بین اتم و فوتون را تقویت کرده‌اند.
اشپشت می‌گوید: «امکان جابجا کردن کوبیت‌ها با کمک ذره‌های سریع نوری و ذخیره کردن و پردازش آنها برای آینده کامپیوترهای کوانتومی از اهمیت زیادی برخوردار است.»
با استفاده از این روش شاید بتوان در آینده کامپیوترهای کوانتومی را در سراسر جهان به هم متصل کرد. اما هنوز معلوم نیست که برای رسیدن به این هدف چقدر زمان نیاز است.
فیزیکدانان دقیق‌ترین حد تعیین‌شده برای ذرات ماده تاریک- ماده اسرارآمیز و مبهمی که تصور میشود 98 درصد از همه ماده جهان و تقریبا یک چهارم جرم کل جهان را تشکیل دهد- را به دست داده‌اند.
به گزارش لایوساینس پژوهشگران از داده‌های به دست آمده از "تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی" ناسا برای محاسبه سرعت برخورد ذرات ماده تاریک با ضدماده‌های‌شان و نابودشدنشان در کهکشان‌هایی که به دور کهکشان راه شیری ما می‌چرخند، استفاده کردند تا پارامترهای مربوط به جرم ذرات تاریک را تعیین کنند.
ساواس کوشیاپاس، استادیارد بخش فیزیک در دانشگاه براون، و دانشجوی دوره فوق‌لیسانس آلکس گرینگر- اسمت دریافتند که ذرات ماده تاریک باید جرمی بیشتر از 40 گیگا الکترون ولت(GeV)- تقریبا 42 برابر جرم یک پروتون را داشته باشند.
کوشیاپاس در بیانیه‌ای اعلام کرد: "بر اساس یافته‌های ما اگر ذره یک توده جرمی کمتر از 40 گیگا-الکترون‌ولت داشته باشند، نمی‌توان آنها را ذره ماده تاریک خواند."
جزئیات این بررسی در جورنال Physical Review Letters منتشر شده است.
تردید در یافته‌های پیشین
این پژوهشگران می‌گویند نتایج آنها با یافته‌های اخیر از تجربیات زیرزمینی که کشف بالقوه ماده تاریک را گزارش کرده بود، تطبیق ندارد.
این تجربیات مدعی بودند که ذرات ماده تاریک با جرمی از 7 تا 12 گیگا الکترون ولت یافته‌اند، میزانی بسیار کمتر حد تعیین شده بر اساس بررسی جدید است.
اما قضیه پیچیده‌تر از اینهاست. در دهه 1920 ادوین هابل ستاره‌شناس کشف کرد که جهان ایستا نیست، بلکه در حال گسترش است. بیش از70 سال بعد، مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل که نام این ستاره‌شناس را بر خود داشت، نشان داد که جهان با سرعتی بسیار بیشتر از حدی که قبلا تصور می‌شد، در حال گسترش و انبساط است.
کیهان‌شناسان معتقدند نیروی مرموزی به نام انرژی تاریک زمینه‌ساز این شتاب گرفتن شگفت‌آور انبساط جهان است. انرژی تاریک، مانند ماده تاریک، به طور مستقیم شناسایی نشده است، اما تصور میشود عامل نیرویی باشد که کیهان را با سرعت مرتبا فزاینده گسترش می‌دهد.
کوشیاپاس می‌گوید: "اگر فرض کنیم که جرم ذره ماده تاریک کمتر از 40 گیگا الکترون ولت است، در این صورت مقدار ماده تاریک در حال حاضر آنقدر زیاد خواهد بود که دیگر نمی‌‌شود با این سرعت شتابنده انبساط پیدا کند."
جهان پیچیده ما
تصور میشود که انرژی تاریک 73 درصد از کل جرم و انرژی جهان را تشکیل می‌دهد. ماده تاریک 23 درصد بقیه را تشکیل می‌دهد و تنها 4 درصد از جهان از ماده معمول که ما می‌توانیم آن را ببینیم، مانند ستاره‌ها، سیاره‌ها و کهکشانها تشکیل شده‌اند.
اما از آنجایی که نه ماده تاریک و نه انرژی تاریک به طور مستقیم قابل شناسایی نیستند، مفاهیمی ثابت‌نشده باقی می‌مانند.
دست کم از یک لحاظ تصور میشود که ماده تاریک مانند ماده معمول عمل می‌کند، هنگامی که ذرات ماده تاریک با ذرات ضدماده مربوط به خود برخورد می‌کنند، باید یکدیگر را نابود کنند. ضدماده متناظر ماده معمولی است؛ تصور بر این است که برای هر ذره ماده یک ذره ضدماده متناظر وجود دارد که جرمی معادل آن و باری مخالف آن دارد.
دانشمندان تصور می‌کنند که ماده تاریک از ذراتی به نام "ذرات پرجرم با تعامل ضعیف" (WIMP) تشکیل شده باشند. هنگامی که یک WIMP با ضدذره خود برخورد می‌کنند، باید یکدیگر را نابود کنند.
کوشیاپاس و گرینگر- سامت برای بررس جرم ماده تاریک، اساس این روند نابودی را معکوس کردند. آنها به مشاهده هفت کهکشان کوتوله پرداختند که تصور میشود مملو از ماده تاریک باشند، زیرا حرکت ستاره‌‌های درون آنها را نمی‌توان با جرم آنها به تنهایی به طور کامل توضیح داد.
به گفته کوشیاپاس از آنجایی که این کهکشانهای کوتوله همچنین گاز هیدروژن و سایر مواد معمول بسیار کمتری دارند، تصویر واضحتری از ماده تاریک و اثرات آن را به دست می‌دهند.
فیزیکدانان با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده در سه سال گذشته بوسیله تلسکوپ فرمی که تابش پرتوهای پرانرژی گاما را رصد می‌کند، به عقب باز گشند.
این دانشمندان با اندازه‌گیری شمار ذرات نور، به نام فوتونها، در این کهکشانها محاسبه معکوس انجام دادند تا مشخص کنند هر چند وقت یک بار ذراتی نام کوارک تولید می‌شده‌اند که فراورده واکنش نابودی WIMP و ضدWIMP هستند.
این کار فیزیکدانان را قادر کرد تا حدود جرم ذرات ماده تاریک و سرعت نابودشدنشان را تعیین کنند.
| برای مطالعه پدیده‌های فیزیکی بنیادین نظیر چگونگی حرکت الکترون در اتم‌ها، مولکول‌ها و جامدات، پرتوهای فرابنفش با پالس‌های کوتاه (EUV) می‌تواند بسیار مفید باشد. اخیرا محققان طول موج فلزی سه بعدی یا نانوکانالی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند این پالس‌ها را ایجاد کند. پرتوهای فرابنفش با پالس‌های کوتاه (EUV) دارای طول موجی بین 5 تا 50 نانومتر هستند که 10 تا 100 برابر از نور مرئی کوتاه‌تر است. بنابراین با استفاده از روش‌های رایج نمی‌توان این پرتوها را ایجاد کرد و تنها با تقویت امواج ایجاد شده توسط نوسان‌گر می‌توان آنها را به‌دست آورد. الکترون‌های آزاد در این فرآیند شتاب داده شده و انرژی مازاد آنها در پالس‌هایی کوتاه در حد آتوثانیه (10–18s) آزاد میشود. فرآیندی که کوتاه‌ترین طول‌موج‌های نور فیلتر شده و پرتوهای فرابنفش با پالس‌های کوتاه را ایجاد می‌کند، بسیار پیچیده است. |
 |
| محققان مرکز علوم و فناوری پیشرفته کره (LAIST)، موسسه ماکس پلانک آلمان و دانشگاه ایالتی جرجیا با استفاده از ایده‌ای این مشکل را حل کردند. آنها پالس‌های نور فمتوثانیه(10–15s) که در محدوده مادون قرمز هستند را به پالس‌های نوری فمتوثانیه در محدوده فرابنفش تبدیل کردند. این پالس‌ها فرکانس 75 مگاهرتزی را ایجاد نمودند. برای این کار از پدیده "پلاریزاسیون پلاسمون سطحی" استفاده شد. نانوکانالی که این گروه تحقیقاتی ایجاد کرده موجب میشود تا نور مادون قرمز ورودی متمرکز شده، به طوری که طول موج آن از نور ورودی کوتاه‌تر شود. این نانوکانال از جنس نقره بوده به شکلی که حفره میانی آن به‌صورت قیف شکل است. طول این ساختار چند میکرون و درون آن از گاز زنون پر میشود. نوک این کانال تقریبا 100 نانومتر است. محققان پالس مادون قرمز را با نرخ 75 مگاهرتز به‌درون کانال می‌فرستند که دیواره آن دارای بار مثبت و منفی است. چیدمان این بارها به شکلی است که منجر به نوسانات امواج الکترومغناطیس و تشکیل پلاریزاسیون پلاسمون سطحی میشود. این ذرات به‌سمت نوک رفته و در آنجا به دلیل شکل مخروطی نوک، میدان آنها متمرکز میشود. این میدان که روی سطح داخلی تونل قرار دارد چند صد برابر قوی‌تر از میدان نور مادون قرمز تابیده شده است. افزایش میدان، منجر به تولید پرتوهای فرابنفش با پالس‌های کوتاه در گاز زنون میشود. سونگ وو کیم، رهبر این تیم تحقیقاتی، می‌گوید از آنجایی که طول موج این پرتوها و همچنین زمان پالس آنها بسیار کوتاه است، از پرتوهای فرابنفش با پالس‌های کوتاه می‌توان به‌عنوان ابزاری برای بررسی دینامیک الکترون در اتم‌ها استفاده کرد. نتایج این تحقیق در نشریه Nature Photonics به چاپ رسیده است. |
 |
عنصر اصلی این آهنربای دائم عنصر ساماریوم با علامت اختصاری Sm و عدد اتمی 62 است. چون این آهنربای کمیاب (به دلیل عنصر تشکیل دهنده کمیاب ساماریوم) دارای پس ماند مغناطیسی و خنثی کننده خیلی زیادی است، به همین دلیل می‌تواند شدتی به مراتب بزرگتر از آهنربای دائم معمولی داشته باشد. به عنوان مثال در یک طول و مساحت برابر ، چگالی شار (B) این آهنربا دو برابر آهنربای سرامیک است.
هزینه تولید این آهنربا قابل ملاحظه است و به همین دلیل آن را کم قطر می‌سازند. چون شدت مغناطیسی این آهنربا بالا است، لذا از چنین آهنربایی که در ابعاد کوچک و وزن کمتر شدت مغناطیسی خوبی دارد در ساعتهای الکترونیکی و لامپهای ماگنترون و تجهیزات نظامی و سروموتورها هواپیما استفاده می‌کنند. به این ترتیب روز به روز دامنه کاربرد این آهنربا رو به افزایش است.
 |
| سال کویر این نقشه میانگین گرما و باران را در کویر سونورون در آمریکا نشان می دهد. |
 |
| سال کوه این نمودار میانگین دمای درههای بلند در کوههای راکی را نشان می دهد. |
 |
| سال توندرا و قطب این نمودار متوسط دمای توندرای کانادا را نمایش می دهد. در زمستان دما معمولاَ زیر 20-درجه سانتیگراد (4- درجه فارنهایت) می باشد. |
 |
| دوره یکساله زندگی صخره های مرجانی این نمودار نشان دهنده دمای متوسط ساحل شرقی استرالیا است . |
 |
| دمای آب دریا و ساحل در طول سال این نمودار نشانگر دمای متوسط آب و خشکی دور از ساحل غربی اسکاتلند است. |
دمای آب دریا بیش از 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) در نواحی استوایی تا حدود 1- درجه سانتیگراد (30 درجه فارنهایت) در آبهای قطبی متفاوت است . در اقیانوس اطلس شمالی ، درجه حرارت آب بوسیله جریان اطلس شمالی که آبهای گرم را از مناطق استوایی به سمت شمال حمل می کند ، همیشه بالا می ماند.
آب و هوا (1)
آب و هوا (2)
 |
 |
واقعیت جرم فوتون ، به خاصیت عکس مجذوری قانون کولن بر می‌گردد. بر اساس قانون کولن ، نیروی الکتریکی که دو ذره باردار به یکدیگر وارد می‌کنند، نیرویی است که با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد. اما این مطالب در تمام شرایط دقیقا درست نیستند، یعنی در فواصل خیلی کوچکتر انحرافاتی وجود دارد و این نیرو دقیقا عکس مجذوری نیست. در این حالت باید فوتونها را ذراتی دارای جرم بدانیم. اما در موارد دیگر که تقریبا بیشتر موارد را شامل میشود، این نیرو دقیقا عکس مجذوری است. بنابراین در این حالت باید فوتونها را ذراتی بدون جرم تصور کنیم.
دبیر ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست گفت: با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری دستگاهی برای شبیه‌سازی فرسایش بادی ساخته شده که کاربردهای زیادی در مباحث مرتبط با فرسایش بادی و ریزگردها دارد.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، دکتر حسینعلی بهرامی درباره یکی از برنامه‌های این ستاد در خصوص مبارزه با ریزگردها اظهار داشت: در این ستاد برای هماهنگی دستگاههای متولی و پر کردن خلا تحقیقاتی موجود جهت برطرف‌کردن مشکل ریزگردها تلاش‌های گسترده‌ای شده است.
دبیر ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری ادامه داد: علت به وجودآمدن ریزگردها این است که ذرات خاک وقتی که در معرض وزش باد قرار گیرند تحت تاثیر انرژی باد به حرکت درآمده و هر چه این ذرات ریزتر باشد در ارتفاع بالاتر حرکت کرده و مسیر طولانی‌تری را طی می‌کنند و پس از کاهش انرژی باد یا وقتی به مانعی برخورد می‌کنند رسوب کرده و مشکلات عدیده‌ای به وجود می‌آورند. از جمله مهمترین اقدامات برای مقابله با این امر تثبیت خاک در کانون‌های بحران است؛ لذا یکی از مسائل مهم، شناخت کانون‌های بحران است که با تکنیک‌ها و فناوری‌های سنجش از دور، سازمان‌های ذیربط در این زمینه اقدامات موثری انجام داده‌اند.
بهرامی گفت: در مقابله با ریزگردها دو رویکرد وجود دارد. اول اینکه بعد از اتفاق افتادن این پدیده به فکر چاره باشیم یعنی به عنوان مثال سیستم‌های هشدار را فعال کنیم، ستادهای بحران تشکیل دهیم، بیمارستان‌ها را مجهز و یا فیلترهای تصفیه هوا یا ماسک‌های مناسب طراحی کنیم ولی راه حل دوم و اصولی، تثبیت خاک در محل است که همان پیشگیری است. به گونه‌ای که ذرات خاک توان حرکت‌کردن نداشته باشند؛ بنابراین باید به فکر راه‌حل‌هایی باشیم که خاک را در محل تثبیت کند.
دبیر ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری با بیان اینکه در ایران سابقه تثبیت شن‌های روان به 40 سال پیش باز می‌گردد، گفت: در طول سال‌های گذشته در استان‌های خوزستان، اصفهان و دیگر استان‌ها به وسیله مالچ‌های نفتی این کار صورت می‌گرفته است.
وی توضیح داد: مالچ به معنی پوشش است. در سنوات گذشته مواد نفتی خاصی را به وسیله دستگاههای اسپری‌کننده روی سطوح تپه‌های شنی می‌پاشیدند تا لایه‌ای محافظ روی سطح خاک ایجاد شود و این لایه باعث به هم پیوسته‌شدن ذرات شود. با این کار ذرات سنگین‌تر می‌شوند و باد توان حرکت دادن آنها را ندارد. اگرچه تجارب بسیار ارزشمندی از فعالیت‌های سازمان جنگل‌هاو مراتع در تثبیت شن‌های روان با مالچ‌های نفتی وجود دارد ولی بررسی‌های محققان و صاحبنظران حاکی از آن است که مالچ‌های نفتی آثار بد زیست‌محیطی به همراه دارد. یکی از این اثرات جذب حرارت زیاد و گرم شدن خاک است دلیل آن نیز رنگ تیره مالچ‌ها و بالا بودن ضریب جذب رنگ تیره است و با توجه به اینکه خاک یک محیط زنده است با بالارفتن دمای خاک، زندگی موجودات زنده در خاک مختل میشود. مشکل دیگر مالچ‌های نفتی قیمت اولیه بالا و هزینه اجرایی زیاد آن است قبلا این مواد بعنوان مواد زاید پالایشگاه‌ها تلقی می‌شد و تقریبا رایگان در اختیار بود ولی اکنون چنین نیست.
دبیر ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری با اشاره به اینکه با این دیدگاه باید به دنبال جایگزین کردن مواد دیگری برای مقابله با ریزگردها بود، اظهار داشت: این فکر تقویت شد تا با اتکا به دانش بومی و توانمندی‌های محققان برای مقابله با ریزگردها مالچ های پلیمری و بیولوژیک تولید شود. اگر چه این مواد نیز موافقان و مخالفان خاص خود را دارد و بایستی آثار خوب و بد آن به طور کامل مورد بررسی قرار گیرد.
بهرامی گفت: اقدامی که در ستاد توسعه فناوری آب،خشکسالی، فرسایش و محیط زیست صورت گرفت این بود که ما با چند دانشگاه و موسسه تحقیقاتی گفت وگو کردیم تا طرحی برای تولید مالچ ها با کمترین آسیب زیست محیطی ارائه دهند. ضمن آنکه برای این هدف تیمی تشکیل دادیم که 2500 مقاله علمی را در زمینه مالچ‌های پلیمری بررسی و خلاصه‌بندی کردند. بر این اساس به این نتیجه رسیدیم که اگر می‌خواهیم این مالچ‌ها اثر زیست‌محیطی نداشته باشند، باید چند خصوصیت از جمله نداشتن آثار سوء زیست محیطی برای انسان و سایر موجودات زنده، سازگاری با محیط، دوام در مقابل نور و حرارت، قابلیت ذخیره آب و برخی موارد دیگر را مد نظر قرار دهیم.
وی خاطرنشان کرد: قابلیت ذخیره آب سبب حفظ رطوبت خاک در شرایط بارندگی و در نتیجه توسعه پوشش گیاهی میشود. مالچ‌ها ممکن است برای مدتی پوشش مکانیکی برای حفظ خاک ایجاد کنند ولی در دراز مدت حتما بایستی با فعالیت‌های بیولوژیک یا توسعه پوشش گیاهی همراه باشد والا بعد از مدتی عقب گرد خواهد بود.
بهرامی با بیان این که این ویژگی‌ها به موسسات و دانشگاه‌هایی که توانمندی ساخت این مالچ‌ها را دارند اعلام شده است، اظهار داشت: بعد از مدتی سه موسسه به ما پاسخ دادند و ادعا کردند که پلیمرهایی هم با این ویژگی‌ها تولید کرده‌اند. ما نیز برای آزمایش این پلیمرها، طرح ساخت دستگاه پورتابل با قابلیت پایش و رفتارسنجی پدیده گرد و غبار را به یک دانشگاه ارائه دادیم تا دستگاهی برای شبیه‌سازی محیط مورد نظر برای تست توانایی این پلیمرها در تثبیت خاک طراحی و ساخته شود. ضمن اینکه علاوه بر این کاربرد، این دستگاه کاربردهای متعددی دیگری هم دارد. با هماهنگی‌های ایجاد شده پس از تست کامل پلیمرهای ساخته شده در راستای تثبیت کانون‌های بحران این مواد در اختیار سازمان محیط زیست قرار خواهد گرفت تا پس از تولید انبوه با هماهنگی سازمان جنگل‌ها و مراتع در تثبیت کانون‌های بحرانی داخلی و خارجی استفاده شود.
وی در ادامه افزود: یکی از محورهای فعالیت ستاد، رصد فناوری‌های نو در حوزه آب و خشکسالی در روش‌های نوین باران‌زایی است که در این رابطه اقدامات موثری انجام شده است و خبرهای خوشی در راه است.
به گزارش ایسنا، دبیر ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری بیان داشت: این دستگاه با نام دستگاه شبیه ساز متحرک فرسایش بادی، حدود یک ماه پیش ساخته و ثبت اختراع شد. این امر یکی از اقدامات مهم ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری تلقی میشود که همچنان در دستور کار برای انجام تحقیقات بیشتر جهت مقابله با ریزگردها و رسیدن به راهکارهای مناسب‌تر علمی و فناورانه قرار دارد.
بهرامی با بیان این مطلب که در زمینه حمایت از فناوران جهت تامین نیازهای آزمایشگاهی آزمایشگاه‌های آب و خاک، سه دستگاه مهم و پر کاربرد دیگر در حال ساخت است، اظهار داشت: این دستگاه‌ها شامل دستگاه صفحات فشاری که به همت یکی از محققان آذربایجانی ساخته می شود، دستگاه نمونه‌گیر سیار آب زیر زمینی که توسط یکی از محققان شیرازی و دستگاه انعکاسی سنج زمانی (TDR) است که به همت محققان پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری در حال ساخت است.
