قصة غلاف لباحثين من جامعة تل أبيب في مجلة Nature Nanotechnology

 صور توضح البيانات المأخوذة من أبحاث غازيت وريكس.

في الماضي، تمكنت مجموعات البروفيسور إيهود غازيت والبروفيسور يهوديت راشبون من جامعة تل أبيب من إثبات قدرة الأنابيب النانوية الببتيدية على تحسين حساسية أجهزة الاستشعار البيولوجية الكهروكيميائية بشكل ملحوظ. "إن التوافق البيولوجي والصلابة والاستقرار للأنابيب يسمح بدمجها في مختلف الأجهزة الإلكترونية والبصرية والكهروميكانيكية. ومن المتوقع أن يتم تحسين الطريقة الجديدة التي اكتشفناها لترتيب الأنابيب باستخدام العديد من أنواع أجهزة الاستشعار المختلفة للحصول على أقصى قدر من الحساسية. ومن المتوقع أن يؤدي ترتيب ملايين "الشعرات" القادرة على اكتشاف مادة متفجرة أو سم بيولوجي أو كيميائي على جهاز كشف صغير إلى إنجازات مبتكرة للغاية في هذا المجال. قال البروفيسور ايهود غازيت. في المختبر، يتم أيضًا اختبار قدرة هياكل الببتيد على استخدامها كعوامل تباين في التصوير بالرنين المغناطيسي، والإطلاق البطيء للأدوية، وهندسة الأنسجة. وأضاف غازيت أن المجالات الأخرى التي تبدو أشبه بـ "الخيال العلمي" في هذه المرحلة هي استخدام الأنابيب النانوية كحقن نانوية للتلاعب داخل الخلايا.

الطريقة الجديدة هي في الواقع استجابة لواحد من أكبر التحديات في مجال تكنولوجيا النانو، التحدي المتمثل في الترتيب المكاني للهياكل النانومترية الصغيرة بغرض إنشاء أجهزة وظيفية من شأنها إظهار الخصائص الفريدة للغاية للمواد الصغيرة. وهو تحدٍ صعب بشكل خاص من وجهة نظر هندسية يحد من القدرة على التعامل مع مثل هذه المواد الصغيرة. من خلال علم الأحياء نتعرف على الخصائص الإعجازية للمواد البسيطة التي تنظم نفسها تلقائيًا في هياكل معقدة ذات أنشطة خاصة. إن دراسة قوانين التنظيم الذاتي والبناء البيولوجي يمكن أن تساهم بشكل كبير في تطوير تكنولوجيا النانو في القرن الحادي والعشرين.

وفقا لأحدث الأبحاث التي أجراها البروفيسور غازيت وطلابه، فقد وجد أن الأنابيب المصنوعة من مادة الببتيد من مادة بيولوجية من خلال عمليات التنظيم الذاتي، ليست فقط رقيقة ومنظمة، ولكن لها أيضًا خصائص كيميائية وفيزيائية غير عادية.

وتعتمد الهياكل المبتكرة التي طورتها المجموعة في تل أبيب على تفاعلات خاصة تسمى التفاعلات العطرية وهي تعطي المواد المبتكرة خصائص عالية القوة مع وزن خفيف. ومثال على ذلك ألياف الكيفلار الخاصة التي تستخدم كأقوى الألياف البلاستيكية، كخمسة فولاذ من نفس الوزن. تُستخدم هذه الألياف في تطبيقات مختلفة بدءًا من تقوية الإطارات والإطارات البلاستيكية وحتى دمجها في واقيات الجسم. تمكنت مجموعة الباحثين من TA من إنشاء بنية جزيئية مشابهة للبوليمر الخاص، ولكن ليس في ألياف يبلغ طولها أمتارًا أو سنتيمترات ولكن في أنابيب نانومترية. تم تحديد القوة الهائلة للأنابيب التي تم تطويرها في جامعة تل أبيب في الماضي القريب بالتعاون مع مجموعات من معهد وايزمان وجامعة بن غوريون.

كما وجد أن هذه الأنابيب النانومترية مقاومة للرحلان الحراري والظروف القاسية، مما سيسمح بدمجها في عمليات إنتاج الإلكترونيات الدقيقة. علاوة على ذلك، فإن الأصل البيولوجي لهذه المواد يسمح أيضًا باستخدامها في بيئة بيولوجية، مما سيمكن من التطبيقات الطبية والتكنولوجية الحيوية التي تتطلب تفاعلًا مباشرًا مع الأنظمة الحية.

..

البروفيسور إيهود غازيت هو عالم دولي، وهو عضو في قسم علم الأحياء الدقيقة الجزيئي والتكنولوجيا الحيوية في جامعة تل أبيب وله موعد زائر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). وهو عضو في مجلس إدارة مركز علوم النانو وتكنولوجيا النانو في جامعة تل أبيب، ويقود برنامج بحث استراتيجي في مجال تكنولوجيا النانو كجزء من شبكة التميز للمجتمع الأوروبي، وهو عضو في العديد من أنظمة المجلات في مجال علم النانو، وتكنولوجيا النانو، والكيمياء الحيوية.

 تتناول أبحاثه، التي نالت شهرة عالمية في المجتمع العلمي وفي المجلات الرائدة عالميًا (أمثلة صحيفة نيويورك تايمز)، عمليات التجميع الذاتي في الأنظمة البيولوجية والكيميائية والكيميائية الحيوية. اكتشف البروفيسور غازيت العناصر الدنيا التي تؤدي إلى تكوين ألياف الأميلويد النانومترية في أمراض مثل مرض الزهايمر والسكري، وتستخدم هذه الاكتشافات الآن لتطوير الأدوية. أدى توصيف التعرف الجزيئي الذي أدى إلى بناء ألياف النانومتر إلى تطوير وحدات بناء للأنابيب النانوية، والكرات النانوية، والمواد الهلامية بترتيب النانومتر. يمكن استخدام هذه الهياكل، من بين أمور أخرى، لغرض بناء أجهزة استشعار حساسة بشكل خاص، ومواد تباين للتصوير المغناطيسي النووي (MRI) وتوصيل الأدوية.     

 غلاف المجلة المخصصة لأبحاث غازيت وركس