บางครั้ง คำตอบของคำถามที่ยากอยู่ในสายตา นั่นคือสิ่งที่นักวิจัยจากUniversity of Southern Californiaตระหนักเมื่อพวกเขามองหาวิธีใหม่ในการค้นหาและมองเห็นเซลล์มะเร็งในร่างกายมนุษย์ และพบว่าสีย้อมที่พวกเขาสามารถใช้ได้นั้นอยู่รอบตัวเราทุกวัน การตรวจหาเซลล์มะเร็งในระยะเริ่มต้นช่วยให้ผู้ป่วยมีโอกาสรักษาและอยู่รอดได้ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม
การค้นหาเซลล์เหล่านั้นอาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย
ในงานวิจัยล่าสุดของพวกเขา รายงานในBiomaterials Scienceระบุว่าCristina Zavaletaและทีมของเธอพบว่าพวกเขาสามารถใช้สีย้อมและเม็ดสีทั่วไป เช่น สีผสมอาหารและหมึกสัก รวมกับอนุภาคนาโนเพื่อระบายสีเซลล์มะเร็งโดยพื้นฐานแล้ว ทำให้มองเห็นได้ง่ายเมื่อเทียบกับปกติ เซลล์.
ระบายสีตามประเภทเซลล์การค้นหาเซลล์มะเร็งโดยไม่มีสารสร้างภาพเป็นงานที่ยาก “ตัวอย่างเช่น ถ้าปัญหาคือมะเร็งลำไส้ใหญ่ ปัญหานี้จะถูกตรวจพบผ่านการส่องกล้อง” Zavaleta อธิบาย “แต่แท้จริงแล้วกล้องเอนโดสโคปเป็นเพียงไฟฉายที่ปลายแท่ง ดังนั้นมันจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของลำไส้ใหญ่เท่านั้น คุณสามารถเห็นติ่งเนื้อและรู้ว่าคุณจำเป็นต้องทำการตรวจชิ้นเนื้อ”
แต่ด้วยตัวแทนการถ่ายภาพที่สามารถระบายสีเซลล์มะเร็งโดยเฉพาะ แพทย์มีงานได้ง่ายขึ้นมาก Zavaleta กล่าวว่า “ถ้าเราสามารถจัดหาเครื่องมือการถ่ายภาพเพื่อช่วยให้แพทย์เห็นว่าติ่งเนื้อนั้นเป็นมะเร็งหรือไม่เป็นพิษเป็นภัย
แรงบันดาลใจสำหรับงานนี้มาจากแหล่งที่ไม่ธรรมดา:
จินตนาการของ Zavaleta ได้จุดประกายในชั้นเรียนแอนิเมชั่นร่วมกับศิลปินของ Pixar “ฉันกำลังคิดว่าสีที่มีเม็ดสีสูงเหล่านี้สว่างไสวในแบบที่ฉันไม่เคยเห็นมาก่อน” เธอกล่าว สิ่งนี้นำไปสู่การเดินทางไปหาศิลปินสักคนและตระหนักว่าหมึกประจำวันเหล่านี้อาจมีคุณสมบัติที่น่าตื่นเต้นสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์
ประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกันนักวิจัยได้สร้างตัวแทนการถ่ายภาพด้วยแสงโดยใช้อนุภาคนาโนไลโปโซม อนุภาคนาโนเหล่านี้เป็นทรงกลมเล็ก ๆ ที่ทำจากเมมเบรนของไขมันหรือโมเลกุลไขมัน ซึ่งเป็นโครงสร้างแบบเดียวกับที่สร้างขอบเขตของเซลล์ของมนุษย์ และสีย้อมที่มีสีสันสามารถอยู่ภายในได้ การใช้อนุภาคนาโนที่ทำจากไขมันและสีย้อมที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA และใช้ในชีวิตประจำวันแล้ว เป็นวิธีที่ชาญฉลาดในการเร่งการแปลทางคลินิกของพวกมัน
นักวิจัยพบว่าอนุภาคนาโนที่ประกอบด้วยสีย้อมทั่วไปเหล่านี้ไม่เพียงแต่แสดงสัญญาณการเรืองแสงที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับสีย้อมทางคลินิก เนื่องจากสีย้อมสามารถบรรจุลงในอนุภาคนาโนแต่ละอนุภาคได้มากขึ้น แต่ยังมองเห็นได้ชัดเจนภายในเนื้องอกมากกว่าในเซลล์ปกติที่อยู่ติดกัน นักวิจัยแนะนำว่านี่เป็นเพราะเนื้องอกมีเส้นเลือดที่รั่วไหลออกมาเลี้ยงพวกมัน ปล่อยให้อนุภาคนาโนซึ่งไม่สามารถเข้าสู่เซลล์ปกติได้
สีย้อมใหม่นี้ยังมีลายนิ้วมือสเปกตรัมที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งสามารถช่วยในการตรวจจับเฉพาะของพวกมันได้ อาจเป็นไปได้ที่จะใช้สีย้อมหลายแบบร่วมกันเพื่อทาสีเซลล์ประเภทต่างๆ ด้วยวิธีที่ไม่เหมือนใคร
แม้ว่าการค้นพบครั้งแรกในแบบจำลองหนูจะเป็นกำลังใจ
แต่ก็ยังมีอีกทางหนึ่งที่ต้องทำจนกว่างานนี้จะช่วยผู้ป่วยในคลินิกได้ อย่างไรก็ตาม Zavaleta และเพื่อนร่วมงานของเธอหวังว่าการศึกษาครั้งนี้จะเป็นรากฐานในการตรวจหามะเร็งที่ดีขึ้นในอนาคต
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้จักเอฟเฟกต์แม่เหล็กและไทรโบอิเล็กทริกตั้งแต่สมัยโบราณ – ในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตศักราช นักปรัชญายุคก่อนโสกราตีส Thales of Miletus เรียกพวกมันว่าเป็น “หลักฐานของวิญญาณชนิดหนึ่ง” – เจนกินส์ตั้งข้อสังเกตว่า “จุดที่น่าสนใจไม่สามารถ อธิบายได้อย่างคลาสสิก” ความต้องการกลศาสตร์ควอนตัมเพื่ออธิบายพฤติกรรมของแม่เหล็กถาวรนั้นก่อตั้งโดยNiels Bohrและ Hendrika Johanna van Leeuwenเมื่อกว่า 100 ปีที่แล้ว
เจนกินส์กล่าวว่างานล่าสุดของเขาและอลิคกิแสดงให้เห็นว่าเรื่องไทรโบอิเล็กทริกก็เช่นเดียวกัน แม้ว่าวัฏจักรการสูบน้ำและวัฏจักรการทำงานจะมีอยู่ในอุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิก แต่ทั้งคู่ยืนยันว่ามีเพียงการบำบัดด้วยควอนตัมเท่านั้นที่เข้าใจพฤติกรรมเฟอร์มิโอนิกของอิเล็กตรอนได้ในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ระหว่างพื้นผิวในเอฟเฟกต์ไทรโบอิเล็กทริก ผลที่ได้ Alicki กล่าวว่า “กลศาสตร์ควอนตัมคือจิตวิญญาณของวัตถุที่ไม่มีชีวิต”
ขณะนี้ Alicki และ Jenkins กำลังพิจารณาวิธีตรวจสอบแรงเสียดทานแบบแห้งเพิ่มเติมเพื่อสำรวจว่าสัมพันธ์กับผลกระทบของไทรโบอิเล็กทริกอย่างไร พวกเขายังสนใจที่จะทำความเข้าใจรายละเอียดของการถ่ายโอนพลังงานในอุปกรณ์แอคทีฟ เช่น แบตเตอรี่ เซลล์แสงอาทิตย์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก ตลอดจนกระบวนการเชิงรุกในการใช้งานต่างๆ ตั้งแต่ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา ไปจนถึงฟิสิกส์พื้นฐาน
การผลักดันขีดจำกัดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซิลิคอนเพื่อทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลง เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้นนั้นยากขึ้น ทางหนึ่งที่เป็นไปได้คือการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติอันเป็นปรากฎการณ์มากมายของโครงสร้างนาโนคาร์บอนที่ถูกค้นพบในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ในบรรดาวัสดุนาโนคาร์บอนชุดนี้มีการขาดวัสดุคล้ายลวดที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งสามารถปรับแต่งและผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือ สิ่งนี้ทำให้เกิดความท้าทายเนื่องจากการเชื่อมต่อส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์นาโนคาร์บอนกับสายทองแดงหรือเงินแบบเดิมสามารถขจัดความน่าดึงดูดใจของพวกเขาได้
ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนที่มีคุณสมบัติทางโลหะสามารถทำได้โดยง่าย แต่อุปสรรคก็คือท่อนาโนจำนวนมากที่มีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์นั้นถูกผลิตขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในเวลาเดียวกัน น่าเสียดายที่การแยกท่อนาโนโลหะออกจากท่อนาโนเซมิคอนดักเตอร์ จำนวน มากยังคงเป็นศิลปะมืด อีกทางเลือกหนึ่งคือกราฟีน ด้วยความคล่องตัวที่ไม่เคยมีมาก่อนของ π-อิเล็กตรอน ยาสลบสามารถดันค่าการนำไฟฟ้าของกราฟีนได้ดีกว่าทองแดง แต่ถ้ากราฟีนถูกตัดเป็นแถบที่เรียกว่า กราฟีนนาโนริบบอน (GNRs) เพื่อสร้างสายไฟสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกัน อิเล็กตรอนที่แยกตัวออกจากกันของวัสดุจะถูกจำกัดด้วยความกว้างของนาโนริบบอน ซึ่งจะเปิดแถบคาดที่ทำให้วัสดุเป็นเซมิคอนดักเตอร์หรือแม้แต่ฉนวน
Credit : fashionliability.com fiestasdesanjuan.org fiksius.com foliumzuurb11.com fpclouisville.com
