میرنیوز
حسگری که عناصر کمیاب زمین را کشف می‌کند!
2021-08-27T09:39:50+04:30
به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، یک حسگر جدید و درخشان می‌تواند "تربیوم" (Terbium) را که یک عنصر کمیاب و ارزشمند است، از نمونه‌های پیچیده زیست‌محیطی مانند ضایعات اسیدی تشخیص دهد. این حسگر که توسط پژوهشگران "دانشگاه پنسیلوانیا" (Penn State) ابداع شده است، از پروتئینی استفاده می‌کند که به طور ویژه به عناصر کمیاب زمین متصل می‌شود و شاید بتوان از آن برای توسعه یک منبع داخلی از فلزاتی استفاده کرد که در فناوری‌هایی مانند تلفن‌های همراه هوشمند، باتری خودروهای برقی و روشنایی کم‌مصرف به کار می‌روند.
"تربیوم"، یکی از نادرترین عناصر زمین است که رنگ سبز را در صفحه نمایش تلفن‌های همراه تولید می‌کند و در نورپردازی با کارایی بالا و دستگاه‌های حالت جامد نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. با وجود این، انواع گوناگونی از چالش‌های شیمیایی، زیست‌محیطی و سیاسی برای به دست آوردن تربیوم و دیگر عناصر نادر وجود دارد. توسعه منابع جدید این فلزات، به روش‌های قوی تشخیص نیاز دارد که چالش دیگری را ایجاد می‌کند.
برای نمونه، روش استاندارد تشخیص عناصر خاکی نادر در یک نمونه، نوعی روش طیف‌سنجی جرمی موسوم به "طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی" (ICP-MS) که هزینه بالایی دارد و قابل حمل نیست. از سوی دیگر، روش‌های قابل حمل نیز حساسیت چندانی ندارند و در نمونه‌های پیچیده زیست‌محیطی که شرایط اسیدی و سایر فلزات می‌توانند تشخیص را مختل کنند، عملکرد خوبی ندارند.
"جوزف کوترووو" (Joseph Cotruvo)، از پژوهشگران این پروژه گفت: در حال حاضر یک زنجیره تامین داخلی از عناصر نادر مانند تربیوم وجود ندارد اما در واقع، در منابعی از جمله محصولات جانبی ذغال سنگ، معادن اسید و ضایعات الکترونیکی، بسیار فراوان است. ما در این پژوهش، یک حسگر مبتنی بر تابناکی ابداع کردیم که می‌تواند برای تشخیص و حتی تعیین تراکم کم تربیوم در نمونه‌های اسیدی پیچیده استفاده شود.
این حسگر جدید، بر پروتئین موسوم به "لانمودولین" (lanmodulin) مبتنی است که پژوهشگران آن را پیشتر کشف کرده بودند. این پروئتین، بهتر از سایر فلزات به عناصر نادر زمین متصل می‌شود. انتخاب این پروتئین برای اتصال به عناصر نادر زمین، انتخابی ایده‌آل برای یک حسگر به شمار می‌رود زیرا به احتمال زیاد به جای سایر فلزات رایج در نمونه‌های محیطی، به خاک‌های کمیاب متصل می‌شود.
پژوهشگران برای تنظیم کردن لانمودولین به عنوان حسگر ویژه تربیوم، این پروتئین را با افزودن آمینواسید "تریپتوفان" (Tryptophan) به آن تغییر دادند.
کوترووو ادامه داد: تریپتوفان برای تربیوم، یک حساس‌کننده به شمار می‌رود؛ بدین معنا که نور جذب‌شده توسط تریپتوفان می‌تواند به تربیوم منتقل شود و سپس تربیوم آن را در یک طول موج متفاوت ساطع کند. رنگ سبز این انتشار، در واقع یکی از دلایل اصلی استفاده از تربیوم در فناوری‌هایی مانند صفحه نمایش تلفن‌های همراه هوشمند است.
وی افزود: یکی از چالش‌های استخراج عناصر نادر خاک این است که باید آنها را از صخره بیرون آورد. اگر بتوانیم با استفاده از حسگرها مکان‌هایی را که ارزشمندترین عناصر خاک کمیاب را دارند، شناسایی کنیم، می‌توانیم تلاش‌هایی را که با هدف استخراج صورت می‌گیرند، بهتر متمرکز کنیم.
پژوهشگران در مرحله بعد، این حسگر را روی نمونه‌های واقعی آزمایش کردند. حسگر توانست تراکم تربیوم را در نمونه‌ها تعیین کند که با روش استاندارد تشخیص، قابل مقایسه بود و نشان می‌دهد که این حسگر می‌تواند راهی مناسب برای تشخیص تراکم پایین تربیوم در نمونه‌های پیچیده زیست‌محیطی باشد.
کوترووو گفت: ما قصد داریم که این حسگر را بهبود ببخشیم تا حساس‌تر شود و بتوان به سادگی از آن استفاده کرد. ما امیدواریم که با کمک این حسگر بتوانیم سایر عناصر نادر زمین را نیز شناسایی کنیم.
این پژوهش، در "Journal of the American Chemical Society" به چاپ رسید.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز حسگر تربیوم فلزات پروتئین آمینو اسید دانشگاه پنسیلوانیا
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد
آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!
استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد
۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند
چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند
راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور
وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند
زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت
هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه
بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک
اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک
نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود
چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم
خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است
چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند
بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا
جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد
هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی
نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود
دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم
وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت
۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند
بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان
۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند
داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود
ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است
ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد
اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد
جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است
تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا
