سلاح های ضد زره به منظور نفوذ و انهدام اهداف زرهی مانند تانک ها ویا استحکاماتی مانند سنگریا طی کشتی ها و...از زمان جنگ جهانی دوم به بعد به وجود آمده و به سرعت توسعه یافتند .سلاح هایی مانند بازوکا ،RP6  ویا موشک هایی همانند ،لیوتکا و...جزو این دسته اند.اما شاید برخی ازدوستان با مطالعه ی مشخصات برخی از این سلاح ها متعجب شوند و چگونگی عمل ونفوذ آنها برایشان مورد سوال باشد .مثلا موشک AT14 ملقب  به کرنت که به حقیقت کابوس نیروهای اسرائیلی درجنگ 33 روزه بود قابلیت نفوذ درزره فولادی به میزان 120cm وبتون مسلح به میزان 5.3m  را دارا می باشد .

کلاهک ویا اصطلاحاً خرج سلاح های نفوذگر به طرز خاصی ساخته می شود . این نوع خرج ،خرج شکل دارگفته می شود .مکانیزم عمل خرج های شکل برمبنای پدیده ای فیزیکی است که به اثر نیومان یا کاواک مشهور می شود .

در قسمت سرکلاهک خرج های نفوذ کننده یک مخروط به صورت برعکس قرار گرفته است .بگونه ای که در هنگام اصابت موشک یا راکت و... قسمت قاعده ی مخروط به سمت زره نزدیک است ونه قسمت تیز مخروط و دوراین مخروط را مواد منفجره احاطه کرده .پس از تماس نوک کلاهک با زره مواد منفجره پشت  مخروط عمل کرده و مخروط را به سمت زره می فشارد .دراز تمرکز نقش به شکلی خاص حفره ای به شکل قرنیه در زره ایجاد می گردد و موشک از آنجا به داخل نفوذ می نماید .

بعضی ازسلاح ها دارای دو مرحله  خرج شکل دار هستند واین امکان نفوذ به ذره قطورتر را به سلاح می دهد مانند آ ر پی  جی  29 و موشک کورنت .همچنین سرعت برخورد پرتابه یا موشک با زره نیزاز عوامل تعیین کننده درمیزان نفوذ است .جنس مخروط ازفلزات مختلفی می باشد و مواد منفجره نیزاز انواع مختلف که عمدتا شدیدالانفجار می باشد .مورد استفاده قرارمی گیرد .ازاین پدیده درصنایع نفت وگاز و پتروشیمی و راه سازی نیز استفاده می شود .

محققان مبتكر ایرانی برای نخستین بار موفق به ساخت قایق پرنده شدند. این شناور پروازی نسل جدید هاوركرافت می‌باشد.این وسیله پس از رسیدن به سرعت مناسب از سطح آب فاصله گرفته و در سرعت بالا و در ارتفاع 20 متری پرواز می‌كند. با توجه به جدا شدن شناور از سطح آب نیروی مقاوم هیدرو دینامیكی كاهش یافته و دستیابی به سرعت‌های بالاتر با وجود موتور با توان پائین‌تر میسر خواهد بود.شكل كلی این قایق پرنده مشابه هواپیما با بال دیتای معكوس است و بدنه آن از طرح قایق‌های تندرو برگرفته شده است. این قایق پرنده‌ رادار گریز می‌باشد و به راحتی می‌تواند از تمامی رادارهای دشمن بگریزد. از دیگر قابلیت‌های این قایق می‌توان به قابلیت مانور بسیار بالا بر روی آب و قابلیت عملیات در آب و هوای نامساعد جوی نیز اشاره كرد.این قایق پرنده قابلیت پرتاب چند موشك همزمان را دارد و همچنین می‌تواند در ارتفاع 20 متری از سطح آب پرواز نماید.

سرعت وصف‌ناپذیر هم دارد. سرعت این شناور پروازی 185 كیلومتر در ساعت و یا 100 گره دریایی می‌باشد. این قایق زیر نظر نیروی دریایی سپاه پاسداران انقلاب اسلامی ایران ساخته شده است.

اهمیت سلاح های تک تیر انداز در مأموریت های پلیسی – ضد ترور و مقاصد نظامی بر همگان روشن است . گاهی کار یک شلیک دقیق را هزاران گلوله و تفنگ دیگر نمی توانند انجام دهند . از این جهت یگان های آموزش دیده و مجهز تک تیر انداز همواره مورد توجه نیروهای نظامی و انتظامی کشورها بوده است .

سلاح های تک تیر انداز عمدتاً بر پایه ی یک سلاح نظامی و یا شکاری دیگر مورد بهسازی قرار گرفته و ساخته می شود تقویت بدنه اصلی ، نصب پایه برای سلاح ، ایجاد سایت دقیق نشانه روی و دوربین های مختلف ، نصب لوله ی بلندتر و ... پاره ای از این بهسازی است .

اسلحه های تک تیرانداز عمدتاً در کالیبرهای 56/5 ، 62/7 ، 7/12  میلی متر موجود است .البته کالیبر های بالاترنیز وجوددارد که عمومیت ندارد . کالیبرهای پایین و کوچکتر برای مقاصد درون شهری و کالیبرهای بالاتر برای مقاصد نظامی استفاده می شود .کالیبرهای mm 62/7 و 7/12 برای شکافتن جلیقه های ضد گلوله کاربرد دارد . از کالیبر 7 /12 با مهمات ویژه برای انهدام مخازن سوخت و از کار انداختن رادار ، هواپیما وهلی کوپتر ها بر روی زمین ،خودرو و ... نیز استفاده می شود . اصابت کالیبر 7/12 به بدن انسان منجر به قطع عضو یا مرگ می گردد .

دقت تفنگ های تک تیرانداز با واحد MOA بیان می شود .  MOA خطای شلیک mm 25 در 91 متر است. یک سلاح تک تیر انداز خوب دقتی در حدود mm 15 در m  300 دارد یعنی کمتر از یک MOA  . مکانیزم مسلح شدن بیشتر سلاح های تک تیر انداز نیمه اتوماتیک است یعنی پس از هر شلیک باید گلنگدن کشیده شود . البته سلاح های تک تیر انداز اتوماتیک نیز وجود دارد که در جایی که سرعت در شلیک مورد نیاز است کاربرد دارند و از دقت کمتری برخوردارند .

اخیرا وزارت دفاع وپشتیبانی نیروهای مسلح اقدام به تولید نوعی تفنگ تک تیرانداز جدید بر پایه ی یک سلاح اروپایی نموده است که با دقت بسیار بالا امکان دریدن انواع زره و جلیقه ی ضد گلوله را دارد .

بهترین تک تیر اندازان تاریخ :

- بیلی سینگ از انگلستان با 150 شلیک موفق در جریان جنگ جهانی اول

- فرانسیس مگابو ازکانادابا387 شلیک موفق در جریان جنگ جهانی اول

- فینیش لانس ملقب به مرگ سفیداز فرانسه با542 شلیک موفق در جریان جنگ زمستانی میان روسیه و فرانسه

- واسیلی زایتسف ازشوروی با225 شلیک موفق در جریان جنگ جهانی دوم در استالینگراد (شخصیت اصلی فیلم دشمن پشت دروازه)

- لیودمیلا پاوالیچنکو ازشوروی با309 شلیک موفق در جریان جنگ دوم در استالینگراد و بهترین تک تیرانداز زن در تاریخ

- زانگ تا ئو فانگ از چین با 214 شلیک موفق با اسلحه ی بدون دوربین در مدت 32 روز

به نظر بسیاری از کارشناسان موشک ضد زره روسی AT-14 ملقب به کورنت هم اکنون یکی ازبهترین موشک های ضد زره دنیا،قابل حمل توسط نفراست. تجربه عملیاتی این موشک درنبردهای واقعی نیزاین مطلب را تأکید می کند. تقریبا هیچ تانکی وجود ندارد که زره آن تاب مقاومت درمقابل این موشک را داشته باشد. انهدام چند فروند تانک آبرامز درعراق وده ها دستگاه تانک مرکاوا درجنگ 33روزه توسط این موشک که موجب اعتراض شدید آمریکا و رژیم صهیونیستی .به روسیه شد ازاین دست تجربیات است .

ازسامانه ی ضد زره کرنت درسال 1994رونمایی شد ودرسال 1997به تولید انبوه رسید .سیستم هدایت آن براساس سواربریرتولیزر می باشد .وزن موشک 27kg و ازروی سه پایه شلیک می گردد.موشک انداز کورنت شامل 3پایه ،دوربین مرئی ،دوربین حرارتی ،اهرم های تنظیم ،موشک اندازو موشک می باشد .کورنت درانتها دارای 4 بالک ثابت ودرجلودارای کانارد برای تغییر جهت موشک می باشد.موشک از نسل سوم ودارای بردی برابر با 5/5 کیلومتر می باشد بنابراین از نوع موشک های برد بلند است .موشک علاوه برحمل توسط نفر قابلیت نصب برروی خودروهای مختلف را دارد. حداقل برد موشک 100مترمی باشد وظرف 22ثانیه به برد حداکثر می رسد.موشک کرنت دارای دو نوع سر جنگی ترموباریک وخرج گود جهت نفوذ درزره می باشد.سرجنگی ترموباریک عمدتا برضد اهداف پیاده وشهری مورد استفاده قرارمی گیرد.پس از قفل شدن موشک برروی هدف امکان منحرف کردن آن بسیارکم است .سرجنگی با خرج شکل دارقابلیت نفوذ 120cm درزره و5.3متر دربتون را دارا می باشد .سر جنگی با خرج گود دارای دو بخش است ،بخش اصلی وبخش پیشرو. به محض تماس موشک به زره هدف ،سرجنگی پیشرو تخریب زره را آغاز می کند .قدرت تخریب سرجنگی پیشرو به حدی می باشد که هیچ زره واکنش گری توانایی مقاومت درمقابل آن را ندارد.

پس ازتخریب زره واکنش گر،سرجنگی اصلی تخریب زره اصلی را آغازمی نماید و موجب انهدام کلی می شود .نیروهای حزب الله درجنگ 33روزه در موارد زیادی این موشک را علیه نیروهای اسرائیلی بکار گرفتند وضربات سختی به آنها وارد ساختند .طبق گزارشها ،کشورهای سوریه ،ارتیره تقاضای خرید این سلاح را داشتند ولی پس ازجنگ 33روزه انبوهی ازکشورها خواهان به خدمت گرفتن آن شدند .از دیگر ویژگی های این سلاح آمادگی برای شلیک درکمتر از یک دقیقه می باشد .پس از انهدام تانک های مرکاوا ومشخص شدن ضعف آن درمقابله تسلیحات ضد زره جدید کشورهایی از جمله ترکیه سفارش های خود را پس گرفتند وبه طورکلی قوانین جنگ تنظیم با ادوات زرهی به هم ریخت .با توجه به مقدورات این موشک به نظرمی رسد تانکها حریف بسیاری قدری را درمقابل خود دارند .

محققان رباتیک دانشگاه ایالت میشیگان (MSU) بر روی ربات هایی با فناوری هـوش مـصنوعی در حال كارند فیلم جدید بازگشت ماتریكس سوژه ای مـشترك با فیلـم های دیگـری دارد كه در آنها ماشین های رایانه ای كه بسیار پیشرفته اند با تفكر خود قصد سلطه بر جهان را دارند.

این تصور و تخیل چندان كه به نظر می رسد خیال پردازانه نیست محققان دانشگاه میشیگان بر روی ربات هایی با فناوری هوش مصنوعی در حال كارند كه قادر می باشند فكر كنند یا حداقل از تجربیاتشان بیاموزند درست همانند یك بچه. اما آیا این امكان وجود دارد كه ربات های ساخت بشر روزی علیه سازندگانشان به جنگ بپردازند؟

آرتور تانگ كه یك محقق است اعتقاد دارد، از لحاظ تكنیكی چنین امری در آینده ای نه چندان نزدیك امكان پذیر است و ربات های دارای هوش مصنوعی این استعداد را دارا می باشند هوش مصنوعی از داغ ترین موضوعاتی است كه دانشمندان علوم رایانه آن را تحت بررسی دارند آنها قصد دارند تا به جای ساخت یك ماشین هوش مصنوعی (AI) آن را به بار آورده و رشد دهند تانگ در این مورد می گوید: «به جای دادن برنامه حل یك مسأله به رایانه ما قصد داریم تا با بزرگ كردن یك ماشین هوش مصنوعی همانند یك كودك امكان حل مسأله و پیدا كردن راه حل را به خود او واگذار كنیم مثلاً ما دوست داریم به جای برنامه دادن به آن جهت تشخیص كاراكترها و گرامر، نحوه خواندن را به این ماشین ها یاد دهیم.» این درست همان كاری است كه جان ونگ استاد دانشگاه MSU در حال انجام آن است. او هم اكنون دومین ربات نمونه خود را نیز ساخته است. این ربات كه Dav نام دارد شبیه رباتی است كه در سریال تلویزیونی «گم شدن در فضا» به نمایش در آمد.

یك جفت دوربین چشم های Dav می باشند و یك میكروفن به همراه پردازنده صوت گوش های این ربات را تشكیل می دهند قدرت تشخیص حركت و حسگرهای حرارتی این ربات را به توانایی های انسان نزدیك تر می كنند.

این ماشین ها پس از ساخته شدن، خود توانایی های فكری خود را بهبود می بخشند به منظور دادن آموزش راه رفتن به آنها، محققان این ربات ها را به سمت گوشه ها و در درون راهروها به جلو هل می دهند درست همانند والدینی كه پشت دوچرخه كودكانشان را به هنگام آموزش دوچرخه سواری نگاه داشته و به دنبال آنان می دوند تا زمانی كه كودكانشان بدون نیاز به آنها بتوانند به دوچرخه سواری بپردازند.

برنامه نویس پشت سر ربات حركت نموده و با تنظیم حسگرها و تغییر دستورالعمل های ورودی حركت آن را بهبود می بخشد با ده بار انجام این كار ربات یاد می گیرد كه هنگام رسیدن به گوشه ها دور بزند و از برخورد با دیوار اجتناب ورزد.

ونگ می گوید در مورد انسان ها فراگیری و اندازه مغز محدود است اما در مورد ربات ها چنین موانعی وجود ندارد البته ونگ معتقد است احتمالاً ربات ها هیچ گاه از كنترل انسان خارج نخواهند شد،چرا كه برنامه نویسان آنها انسانها هستند.

چرا ستارگان هیچ گاه به هم نمی خورند؟

خورشید ما در قسمت معمولی کهکشان راه شیری قرار گرفته است. نزدیک ترین ستاره به ما پروکسیما قنطورس در 2/4 سال نوری از ما قرار دارد. میانگین فاصله ی ستاره ها در این محدوده کهکشان 5 سال نوری است.

 ولی در خوشه های کروی که تراکم ستارگان زیاد است، چی؟ تلسکوپ هابل به دانشمندان امکان می دهد تا تراکم ستاره ها را در مرکز کهکشان به طور صحیح تعیین کنند. M15، محدوده ای از راه شیری است که در آنجا تراکم ستارگان 75 میلیون برابر تراکم ستارگان ناحیه ی اطراف خورشید است. در محدوده M15 فاصله ی بین ستارگان 013/0 (سیزده هزارم) سال نوری یا 860 واحد نجومی بین ستارگان است

(یک واحد نجومی برابر میانگین فاصله ی زمین و خورشید است). بسیاری از کهکشان ها مانند M31 در آندرومدا، M33 در صورت فلکی مثلث و کهکشان راه شیری، در مرکز خود دارای تراکم بسیار زیاد ستارگان هستند. میانگین فاصله ی ستارگان در این محدوده ها 13/0 سال نوری است. یکی از اقمار کهکشانی آندرومدا به نام M32 در مرکز خود دارای تراکم بسیار زیاد ستارگان است طوری که تراکم ستارگان در این محدوده 08/0 سال نوری یا 500 واحد نجومی است.

حتی در چنین ناحیه هایی که تراکم ستارگان زیاد است برخورد بین ستارگان به ندرت اتفاق می افتد. در مرکز خوشه های کروی ستارگان پُرجرمی وجود دارند که از برخورد دو ستاره ی کم جرم به وجود آمده اند.

در هر 10000 خوشه ی کروی یک ستاره ی پُرجرم دیده می شود که نشان می دهد برخورد بین ستارگان حتی در جاهایی که تراکم آنها زیاد است به ندرت اتفاق می افتد.

ترجمه:

صبا اکبری

منبع:

Astronomy.Jan.2006

به نقل از:

مجله نجوم، شماره 178

در واقع جو زمین مانع عظیمی در زندگی یک ستاره شناس محسوب می شود! زیرا یکی از ویژگی های رنجش آورش این است که نور را خمیده می کند؛ پدیده ای که به نام شکست نور بارها با آن روبرو شده ایم. در حقیقت نور با گذر از محیطی به محیط دیگر- برای مثال از آب به هوا یا عکس آن دچار شکست می شود. حتماً تا به حال متوجه شکل خمیده ی قاشق چایخوری هنگامی که آن را وارد لیوان چای می کنید شده اید و اگر تا به حال برای ماهیگیری رفته باشید احتمالاً دریافته اید که اگر شکست نور را در نظر نگیرید با توری خالی از شام شب تان به خانه باز خواهید گشت!

درباره ی جو زمین نیز همین طور است، نور با گذر از لایه های جو که دارای چگالی متفاوتی هستند می شکند. برای مثال هوای گرم چگالی کمتری نسبت به هوای سرد دارد. لایه ای از هوا که درست بالای آسفالت سیاه رنگ خیابان قرار دارد از لایه های بالاتر از خود گرم تر است. نور با گذر از این لایه ها می شکند و این همان چیزی است که موجب می شود آسفالت روبروی شما در یک روز تابستانی مواج به نظر برسد، که به آن سراب می گوییم.. لایه های هوا پرتوهای نور را می شکنند و موجب می شوند آسفالت خیابان مایع به نظر برسد و حتی گاهی می توانید تصویر بازتابیده خودرو را در این لایه ببینید.

نزدیک سطح زمین لایه های هوا تقریباً پایدار و یکنواخت هستند. اما فقط چند کیلومتر بالاتر دنیای دیگری حاکم است! در این دنیا جریان هوا به طور مدام به اطراف تازیانه می زند. بسته های کوچک هوا که سلول نامیده می شوند و قطر تقریبی چند ده سانتی متری دارند، دانم به اطراف میوزند و نور با گذر از این سلول ها خمیده می شود. در حقیقت نور ستاره ها تمام سال های نوری میان زمین ما و ستاره ی مادرشان را یکنواخت طی می کند و اگر با جو زمین روبه رو نمی شدند کاملا مستقیم به چشم ما می رسیدند اما چه کنیم که زمین ما جوی گرد خود دارد. هنگامی که نور ستاره از میان این جو و به طور مشخص سلول های هوایی می گذرد، هر کدام از این سلول ها پرتو مورد نظر را اندکی در جهتی تصادفی خم می کند و البته در هر ثانیه صدها سلول هوایی در مسیر این نور قرار می گیرند که موجب می شوند نور ستاره کمی به اطراف بپرد. از طرف دیگر از روی زمین اندازه ی ظاهری یک ستاره بسیار کمتر از اندازه ی یک سلول هوایی است، بنابراین تصویر ستاره در نظر ناظر زمینی مدام جهش خواهد داشت و در نتیجه ستاره سوسو خواهد زد!

هنگامی که نور ستاره از میان این جو و به طور مشخص سلول های هوایی می گذرد، هر کدام از این سلول ها پرتو مورد نظر را اندکی در جهتی تصادفی خم می کند و البته در هر ثانیه صدها سلول هوایی در مسیر این نور قرار می گیرند که موجب می شوند نور ستاره کمی به اطراف بپرد. بنابراین تصویر ستاره در نظر ناظر زمینی مدام جهش خواهد داشت و در نتیجه ستاره سوسو خواهد زد!

در یک شب رصدی، ستاره شناس با اندازه گیری قطر ظاهری ستاره مشخص می کند که میدان دید رصدی اش تا چه حد بد است! در حقیقت تصویر ستاره با چنان سرعت بالایی به اطراف پراکنده می شود که چشمان ما آن را به صورت قرص مه آلودی از نور می بیند. هر چه میدان دید بدتر باشد این قرص بزرگ تر خواهد بود. در یک شب معمولی، هرچه میدان دید بدتر باشد این قرص بزرگ تر خواهد بود. در یک شب معمولی، میدان دید در حد چند ثانیه قوسی است (برای این که تصویری به این اندازه در ذهن تان داشته باشید به خاطر بسپارید که قطر ماه در حدود 2000 ثانیه ی قوسی است و چشم انسان فقط توانایی تشخیص جرمی را با حداقل قطر 100 ثانیه ی قوسی دارد). از روی زمین، بهترین میدان دید ممکن معمولاً در حدود نیم ثانیه قوسی است. که کاملا بستگی به میزان آشفتگی جو دارد. البته میدان دید با زمان نیز تغییر می کند. گاهی ممکن است برای چند ثانیه جو ناگهان بسیار آرام شود، در این هنگام صفحه ی ستاره انقباض چشمگیری خواهد کرد و از آنجایی که نور ستاره در ناحیه ی کوچک تری متمرکز می شود ممکن است ستاره های کم نورتری را که پیش از این نمی دیدید در محدوده ی رصدی خود بیابید! تصور کنید که پشت چشمی تلسکوبی نشسته اید و چند دقیقه ای است که به دنبال ستاره ی کم نور مرکزی یک سحابی جستجو می کنید و این ستاره درست در مرز میدان دید تلسکوپ شما قرار دارد، برای لحظه ای ناگهان بهتر دیده می شود و ستاره ی روح مانند با رنگ پریده ی آبی اش در محدوده ی دید شما نمایان و فقط ثانیه ای بعد با افت افق دید ناپدید می گردد!

 

ترجمه:

لنا عباسی

به نقل از:

مجله نجوم شماره 178

در مقاله ی آینده نشان خواهیم داد که علت چشمک ستارگان چیست. ولی...با وجود تمام این توصیفات، پس چرا سیارات در آسمان شب ما سوسو نمی زنند؟!

سیاره ها اندازه ی ظاهری بزرگی دارند. درست است که در حقیقت بسیار کوچک تر از ستاره ها هستند اما بسیار هم نزدیک تر به ما جای گرفته اند. بزرگ ترین ستاره ها در محدوده ی دید بهترین تلسکوپ دنیا چیزی جز نقطه ای کوچک اما نورانی نیست، اما قرص مشتری حتی با یک دوربین دو چشمی نیز قابل رؤیت است. مشتری درست به اندازه ی ستاره ها تحت تأثیر شرایط جوی قرار می گیرد اما چون قرصی که ما از آن می بینیم نسبتاً بزرگ است، تصویر این سیاره در نظر ما به اطراف جهش نمی کند. قرص سیار حرکت می کند اما این حرکت در مقایسه با اندازه ظاهری اش بسیار

ناچیز است و به همین سبب سوسو نمی زند، در حقیقت این حرکت موجب می شود جزییات کوچک سطح سیاره محو شوند اما سیاره به طور کلی محکم سرجای خودش می نشیند و تأثیر ناپذیر از آشفتگی جو به نظر می رسد. البته کمابیش در شرایط جوی بسیار بد حتی سیاره ها نیز چشمک زن به نظر می رسند، پس از توفان های عظیم جو بسیار متزلزل است و اگر سیاره در اوج مداری خود قرار داشته باشد، قرص کوچک تری خواهد داشت و برای سوسو زدن مستعدتر خواهد بود، پس شب هایی که سیاره ها چشمک می زنند شرایط دید مناسب نیست و بهتر است از رصد شبانگاهی تان چشم پوشی کنید!

دلیل دیگری که باید در نظر گرفته شود این است که طول موج های مختلف نور، شکست های متفاوتی دارند، برای مثال نور آبی و سبز بیش از نور قرمز شکسته می شوند، به همین دلیل گاهی در شرایط جوی بسیار ناپایدار، شما می توانید شاهد تغییر رنگ ستاره ها باشید. ابتدا یک رنگ و سپس رنگ دیگری از آن ستاره به سوی شما می شکند. برای مثال

شباهنگ پرنورترین ستاره ی آسمان شب را در نظر بگیرید، این ستاره بیشتر اوقات رنگ سفید یکنواختی دارد اما زمان هایی که در ارتفاع کمی قرار گرفته به طور چشمگیری چشمک می زند و تغییر رنگ می دهد.

ترجمه:

لنا عباسی

به نقل از:

یکی از مهم‌ترین تأثیر نانوکامپوزیت‌های زمینه‌ی فلزی، کاهش وزن خودروها و متعاقباً کاهش مصرف سوخت خواهد بود. طبق محاسبات صورت گرفته،‌ جهت کاهش 25 درصدی ِ مصرف سوخت، لازم است که وزن خودرو در حدود 45 درصد کاهش یابد. در این راستا آلومینیوم و منیزیم به همراه آلیاژهای‌شان با چگالی فوق‌العاده پایین، استحکام بالا، قابلیت ریخته‌گری، ماشین کاری و نیز در دسترس بودن فراوان در بازار جهانی، فلزات بسیار مناسبی برای این امر می‌باشند. لذا، محققان برای برطرف کردن برخی از خواص مکانیکی نامطلوب آلومینیوم و منیزم مانند: استحکام نه چندان بالا و مقاومت سایشی کم، آن‌ها را با نانوذرات سرامیکی هم‌چون SiO2، SiC، Al2O3 و... کامپوزیت می‌کنند. این نانوکامپوزیت‌ها کاربردهای مختلف در صنایع حمل و نقل، هوا فضا، ورزش و الکترونیک عمدتاً به عنوان تأمین سبکی دارند.

به طور کلی روش‌های ساخت نانوکامپوزیت‌های زمینه فلزی را می‌توان به سه دسته طبقه‌بندی کرد:

1. روش مایع (ریخته‌گری)

2. روش متالورژی پودر

3. آلیاژسازی مکانیکی

1. روش ریخته‌گری

در روش ریخته‌گری، ذرات تقویت کننده به فلز مذاب اضافه شده و به صورت مکانیکی در داخل فلز توزیع می‌شوند. مهم‌ترین معایب روش ریخته‌گری جدا شدن ذرات از فاز مذاب است. تر نشدن ذرات فاز دوم به وسیله‌ی آلومینیوم مذاب و جدا شدن فاز نانوذره، منجر به ایجاد ساختاری ناهمگن می‌گردد. گاهی نیز انجام واکنش بین نانوذرات و فاز مذاب سبب افت خواص مکانیکی می‌گردد. به طور مثال در تولید نانوکامپوزیت Al/SiC به روش ریخته‌گری، واکنش بین ذرات SiC و فاز مذاب، سبب تشکیل فصل مشترک ترد و نامطلوب Al4C3 و Si شده که منجر به خواص مکانیکی نامطلوب می‌گردد.

یانگ و همکاران‌اش اخیراً روش جدیدی را برای ساخت نانوکامپوزیت‌های زمینه فلزی ابداع کرده‌اند که در آن نانوذرات به فلز مذاب افزده شده و با اعمال امواج مافوق صوت (اولتراسونیک ) به فلز مذاب، از چسبیدن ذرات به یکدیگر جلوگیری می‌گردد. در این روش از طریق امواج مافوق صوت، هزاران میکروحباب در داخل فلز مذاب تشکیل شده که با واپاشی آن‌ها در زمانی بسیار کوتاه، تجمع ذرات نانومتری از بین می‌رود و امکان چسبیدن ذرات به یکدیگر کاهش می‌یابد. لذا، ذرات داخل فلز مذاب پخش شده و توزیع یک‌نواختی از نانوذرات در داخل ساختار به وجود می‌آید.

شکل 1 شماتیکی از این روش را نشان می‌دهد. این روش کاملاً مبتنی بر ریخته‌گری است و محققان در این روش نانوذرات را پس از ذوب زمینه، از بالای بوته اضافه می‌کنند. نکته‌ی قابل توجه افزایش ویسکوزیته‌ی فلز مذاب با افزایش درصد حجمی نانوذرات است که برای حل این مشکل، دمای مذاب را افزایش می‌دهند.

2. روش متالورژی پودر

در این روش، پودرهای آلیاژی یا خالص فلزی با نانوذرات مخلوط می‌گردند و سپس با پرس کردن ذرات پودر در داخل قالب و تف جوشی، ذرات پودری به یکدیگر متصل می‌شوند و با کاهش درصد حفره‌ها، چگالی افزایش می‌یابد. روش متالورژی پودر در مقایسه با روش ریخته‌گری دارای مزایای زیر می‌باشد:

- در حالت جامد-‌ جامد، واکنش بین فاز دوم و زمینه به حداقل مقدار ممکن می‌رسد.

- امکان کنترل دقیق حجم فاز دوم به این روش ممکن است.

- امکان کنترل ضریب انبساط حرارتی و مدول کامپوزیت متناسب با کاربرد آن در این روش وجود دارد.

این روش البته، معایبی هم دارد. از قبیل: احتمال تجمع ذرات فاز تقویت کننده و توزیع غیریک‌نواخت آن‌ها در ساختار کامپوزیت، تفاوت اندازه ذرات فاز زمینه و تقویت کننده. اختلاف چگالی ذرات و باردار شدن آن‌ها مهم‌ترین دلیل توزیع غیریک‌نواخت فاز تقویت کننده و تجمع ذرات است.

یکی از روش‌های مبتنی بر متالورژی پودر، روش پرس با سینتر هم‌زمان  است که در طی آن میکروپودرهای زمینه با نانوذرات تقویت کننده در محفظه‌ای به مدت چند ساعت و با سرعت مشخص مخلوط می‌شوند تا در نهایت، تحت فشاری با هم فشرده شوند.

3. آلیاژسازی مکانیکی

شاید بتوان گفت در حال حاضر آلیاژسازی مکانیکی مهم‌ترین روش تولید نانوکامپوزیت‌های زمینه‌ی فلزی است. در این روش، ذرات نانوپودری دو فاز با یکدیگر آسیاب می‌شوند، و با تغییر شکل، جوش خوردن و شکست ذرات به صورت مکرر انتقال مواد صورت می‌پذیرد. در صورتی که ذرات نانوپودر ترکیب شیمیایی یکسانی داشته باشند و با عملیات خردایش فقط اندازه‌ی ذرات کاهش یابد، فرایند آسیای مکانیکی اتفاق می‌افتد، ولی چنانچه آسیای مکانیکی با انجام واکنش شیمیایی در حالت جامد- جامد و یا جامد- گاز همراه باشد، فرایند آسیای واکنشی نامیده می‌شود.

برای ایجاد پودرهای کامپوزیتی می‌توان با اضافه کردن مستقیم ذرات فاز تقویت کننده به ذرات زمینه و آسیای هم‌زمان این ذرات، نانوپودرهای کامپوزیتی تهیه کرد. با افزایش زمان آسیاب کردن تحت انرژی زیاد، می‌توان ابعاد فاز تقویت کننده و حتی اندازه‌ی دانه‌های زمینه را تا حد نانومتر کاهش داد. قابل ذکر است که آسیای هم‌زمان، توزیع یک‌نواختی از ذرات نانومتری تقویت کننده در فاز زمینه را به دست می‌دهد.

1. مقدمه

چالش عمده در درمان سرطان هدف‌گیری¹  و از بین بردن سلول‌های سرطانی‌ است به طوری که، تا حد امکان کم‌ترین تأثیر را بر سلول‌های سالم داشته باشد. در حال حاضر، روش‌های معمول جهت تشخیص و درمان سرطان شامل: جراحی، تشریح، بافت‌برداری، شیمی درمانی و پرتو درمانی، قادر نیستند میان سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی تفاوتی قائل شوند و این مسئله موجب مسمومیت بدن و عوارض جانبی زیان‌آور در بافت‌های دیگر از قبیل: تخریب مغز استخوان، بیماری‌های عضله‌ی فلب و صدمات عصبی می‌شود که این امر خود بزرگ‌ترین محدودیت در تعیین دوز²  دارو می‌باشد. 

نانوفناوری آغاز تغییرات در مقیاس و روش‌های رهاسازی دارو در بدن می‌باشد. ذرات و ابزارهای نانو از نظر ابعاد، کاملاً به مولکول‌های زیستی نزدیک بوده و به سادگی می‌توانند در اغلب سلول‌ها نفوذ کنند. قابلیت ادغام فیزیکی، شیمیایی و خواص بیولوژیک این نانوذرات، پژوهشگران و مهندسین را قادر خواهد ساخت تا نانوذرات را در جهت ساخت دارو به کار گیرند. داروهایی که در حوزه تشخیص و درمان بیماری‌ها از جمله سرطان می‌تواند مفید واقع شود.    

2. نانوذرات؛ حامل دارو 

یکی از اهداف نانوفناوری سوارکردن مولکول‌ها و داروها بر روی مواد حامل (نانوذره) و سپس فرستادن و رها کردن آن‌ها به درون سلول می‌باشد. دارورسانی هدف‌دار موضوع جدیدی نیست و به اوایل قرن بیستم، هم‌زمان با طرح گلوله‌ی سحرآمیز از سوی ارلیخ، برمی‌گردد. اما هنوز تهیه و بکارگیری آن برای آزمایش‌های بالینی یک چالش بزرگ است. این چالش شامل پیدا کردن هدف مناسب برای یک بیماری خاص، یافتن دارویی مناسب جهت درمان بیماری موردنظر و پیدا کردن حاملی مناسب برای رساندن دارو به اندام هدف می‌باشد، به شکلی که این حامل از سیستم ایمنی بدن–که مواد بیگانه را به سرعت از گردش خون حذف می‌کند– در امان باشد. نانوذرات با پوشش محافظ برای دوری از سیستم ایمنی بدن و لیگاندهایی جهت هدف قرار دادن سلول یا بافت خاص، بسیاری از ویژگی‌های لازم یک گلوله‌ی سحرآمیز را برآورده می‌سازند.

نانوذرات شامل انواع مختلف از سامانه‌های کلوئیدی با مقیاس زیر میکرون (کوچک‌تر از یک میکرومتر) می‌باشند، و ممکن است غیرآلی، لیپوزومی یا پلیمری باشند. یکی از مزیت‌های اصلی نانوذرات کوچکی اندازه آنها می‌باشد، که می‌توانند به راحتی از بسیاری از سلول‌های زیستی عبور نمایند. برتری دیگر، چگالی بالای عامل دارویی در آنهاست که می‌توان از آن برای رسیدن به خصوصیات رهایش دارویی متفاوت استفاده نمود. به دلیل وجود انواع مختلف روش‌های تولید نانوذرات، خصوصیات سطحی متفاوتی نیز می‌توان برای نانوذرات ایجاد کرد، از این طریق ویژگی‌های دیگری نیز مانند اتصال لیگاندهای محافظ برای افزایش مقاومت نانوذره در برابر سیستم ایمنی بدن، و در نتیجه افزایش حضور آنها در گردش خون، و یا اتصال لیگاندهایی برای متصل شدن نانوذرات به سلول  بافت هدف، به نانوذرات افزوده می‌شود.

3. تکنیک هدف‌گیری در درمان سرطان

شیوه‌های مورد بررسی در سیستم رهاسازی دارو در سه زمینه طبقه‌بندی می‌شود:

3-1. تکنیک‌های پخش و توزیع دارو

3-2. کنترل انتقالات غشایی

3-3. تکنیک‌های هدف‌گیری

مدت زمانی‌که دارو دارای غلظت مؤثر می‌باشد، به زمان نیمه عمر دارو در بدن بستگی دارد و جهت نگه‌داشتن غلظت مؤثر دارو در بدن، ناچاریم دوز بیشتری از دارو را تجویز نمائیم. اما در یک حالت ایده‌آل دارو می‌تواند این قابلیت را داشته باشد که با میزان دوز معین، در جایگاه اثر، غلظت خود را تا حد غلظت مؤثر افزایش دهد و در مدت زمان اثر دارو با همین غلظت ثابت باقی بماند. در تکنیک توزیع دارو، هدف، دست‌یابی به این مطلوب خواهد بود. جهت کنترل نقل و انتقالات غشائی، می‌توان از محرک‌های ویژه‌ی فیزیکی یا از پیش‌دارو استفاده نمود و اثر نفوذپذیری دارو را افزایش داد. در تکنیک پیش‌دارو، دارویی را که در محل غشا دارای فعالیت کمتری می‌باشد، دچار تغییرات شیمیایی کرده تا بتواند آسان‌تر و سریع‌تر از غشا عبور نماید و پس از انتقال، داروی تغییر شکل یافته به وضعیت نخستین خویش بازگشته و در داخل اندام هدف فعال می‌گردد.

تکنیک‌های هدف‌گیری نیز در دو شیوه بررسی می‌شود:

الف) هدف‌گیری فعال : که از سیگنال پپتید، برهم‌کنش آنتی‌بادی‌ــ ‌آنتی‌ژن و یا لیگاندــ‌گیرنده استفاده می‌گردد.

ب) هدف‌گیری غیرفعال : که از افزایش نفوذ و نگهداری یا EPR (Enhanced Permeation and Retention) در نزدیکی اندام هدف استفاده می‌گردد.

الف) هدف‌گیری فعال³

هدف‌گیری فعال معمولاً پیوستن جزء هدف‌گیری به نانوذرات و تشکیل مجموعه دارو-‌نانوذره می‌باشد. این روش به دلیل برهم‌کنش‌های بسیار ویژه، امکان تجمع نانوذرات را در اندام هدف، اندامک‌های درون سلولی و حتی مولکول‌های ویژه‌ای در درون سلول، فراهم می‌سازد. این تکنیک بر مبنای برهم‌کنش‌هایی از قبیل: برهم‌کنش کربوهیدارت‌– ‌لکتین، لیگاند– گیرنده‌، آنتی‌بادی‌– ‌آنتی‌ژن می‌باشد.

برهم‌کنش کربوهیدرات– لکتین، یکی از روش‌های قدیمی رهاسازی دارو در اندام هدف می‌باشد. لکتین پروتئینی با منشأ غیرایمنی می‌باشد که توانایی تشخیص و پیوستن به گلیکوپروتئین‌های سطح سلول را داراست. برهم‌کنش لکتین با برخی کربوهیدارت‌ها در سطح سلول بسیار ویژه است. از طرفی به دلیل وجود کربوهیدرات‌ها در سطح تمامی سلول‌ها، این سیستم دارورسانی اساساً به تمامی اندام‌ها توسعه یافته و می‌تواند منجر به آسیب سلول‌های طبیعی شود. بنابراین، اخیراً هدف‌گیری به سمت گیرنده‌های ویژه و یا آنتی‌ژن‌های مشخصی روی غشاء پلاسما یا نقطه دیگری در جایگاه هدف سوق پیدا کرده است.

گیرنده‌های ویژه یا آنتی‌ژن‌هایی که روی سلول وجود دارند می‌توانند دارو را به طور غیرمستقیم از طریق آندوسیتوز وارد سلول نمایند. از آنجائی‌که گلیکوپروتئین‌ها نمی‌توانند از ورود اتصال دارو-نانوذره به طریق آندوسیتوز، به درون سلول ممانعت نمایند، این مکانیسم (هدف‌گیری از طریق لیگاند یا آنتی‌ژن ویژه) می‌تواند یک جریان متناوب جهت غلبه بر مقاومت سلول‌ها ایجاد نماید.

ب) هدف‌گیری غیرفعال⁴

در هدف‌گیری غیرفعال تکنیکی که استفاده می‌شود عبارت‌ است از: بکارگیری محیط منحصر به فرد اندام هدف، که این تدبیر، درمان از طریق پیش‌داروی فعال شده نامیده می‌شود. کلیه ترکیبات شیمیایی که بتوانند در ارگانیزم، یک ماده مؤثره را آزاد نمایند به عنوان پیش‌دارو معرفی می‌شوند.

در این روند، دارو با احاطه شدن توسط یک پلیمر و ایجاد نانوذره به پیش‌دارو تبدیل شده، و به اندام هدف هدایت می‌شود؛ سپس اتصال دارو- پلیمر توسط آنزیم‌های ویژه و یا تنظیم pH در محل اندام هدف شکسته می‌شود.

4. دورنما

تاکنون تعامل میان نانوفناوری و بیولوژی در زمینه‌ی سرطان، تحولی عظیم در روش‌های تشخیص، درمان و پیش‌گیری از سرطان ایجاد کرده است، که این دستاوردها آغازی برای رسیدن به کاربردهای بالینی می‌باشد.

جهت هدف‌گیری ویژه‌ی سلول‌های سرطانی، اختلاف بین سلول‌های سرطانی و سلول‌های طبیعی از قبیل: تکثیر غیرقابل کنترل، غیرحساس بودن نسب به روند منفی رشد، پیدایش آوندهای خونی و لنفی و گسترش آن و... می‌تواند مورد بهره‌برداری قرار گیرد. طراحی حامل (نانوذره) و تکنیک‌های هدف‌گیری می‌تواند بر طبق نوع، میزان پیشرفت و محل سرطان تغییر نماید.

نانوفناوری علاوه بر هدف‌گیری و از بین بردن سلول‌های سرطانی، می‌تواند کاربردهای دیگری از قبیل تصویربرداری و تشخیص سرطان نیز داشته باشد. این تصور از نانوفناوری می‌تواند توسط نانوذرات درخت‌سان که هم‌زمان دارو و مقادیر زیادی اتم فلزی پارامغناطیس را جهت تصویربرداری حمل می‌کند، تحقق یابد (شکل 1).

شکل 1. پلیمر درخت‌سان همراه با عوامل تصویربرداری

1.targeting

2.dose

3.actice targeting

4.passive targeting