برگهای مصنوعی اولین داروهای خورشیدی را تولید کردند
باشگاه خبرنگاران/ بسياري از مشکلاتي که بشر امروز با آن روبرو ميشود، قبلاً توسط طبيعت حل شده است؛ بنابراين بسياري از الهامات از طبيعت ميتواند نقطه عطفي در حل اين مشکلات باشد. ساخت نسخههاي مصنوعي از برگ دهها سال است که سير تحقيقاتي خود را ميگذراند و در يک پيشرفت جديد، محققان دانشگاه صنعتي Eindhoven (TUE) طراحي برگ مصنوعي خود را به خوبي توسعه داده و براي اولين بار از آن براي توليد دارو استفاده کردهاند. ايده اوليه اين تيم تحقيقاتي از برگهاي طبيعي آغاز شد که سيستم هوشمندي دارند، آنها نور خورشيد را جمعآوري ميکنند و سپس مولکولهاي کلروفيل با صرف انرژي و از طريق يک واکنش شيميايي CO۲ و آب را به گلوکز تبديل ميکنند. گياه از اين گلوکز براي توليد انرژي استفاده ميکند و اکسيژن را به عنوان يک محصول نهايي آزاد ميکند. با تلاش محققان برگهاي مصنوعي با الهام از اين سيستم طبيعي طراحي شده اند؛ اين برگها از مواد شفافي ساخته شده اند که به نور خورشيد اجازه ميدهد تا به درونآنها هدايت شود و از لابهلاي کانالها که همان رگبرگها هستند، عبور کند. مايع خاصي از طريق اين کانالها جريان مييابد و انرژي ناشي از نور خورشيد باعث واکنش شيميايي در آن مايع ميشود و آن را به مادهاي مفيد مانند دارو يا سوخت تبديل ميکند. به نظر ميرسد اين فناوري که پتانسيل توليد صنعت داروسازي سبز را دارد، اکنون براي پيشرفت تجاري آماده است و با وجود نور خورشيد به عنوان منبع عظيمي از انرژي قادر به توليد داروي ارزان و در همه جا خواهيم بود. در اين گام رو به جلو، شيميدانان دانشگاه صنعتي آيندهوون ميني راکتوري ساختند که مشابه برگهاي موجود در طبيعت، نور خورشيد را جذب ميکند و واکنشهاي شيميايي را به گردش در ميآورد. دستاورد نهايي آنها از ساخت اين راکتور، توليد دو نوع داروي ضد مالارياي «آرتميسينين» و داروي ضد انگلي «آسکاريدول» است. اين محققان در گفتگو با مجله Angewandte Chemie، توضيح دادند که چگونه ميتوان اين رآکتور را به راحتي مقياس پذيرکرد، براي طيف گستردهاي از واکنشهاي شيميايي مورد استفاده قرار داد و توليد پايدار دارو را در شرايط تغيير آب و هوا حفظ کرد. نمونه اوليه ايده اين تيم در سال ۲۰۱۶ ارائه شده است، زماني که آنها روياي استفاده از انرژي خورشيد براي توليد مواد شيميائي را در سر داشتند؛ مشکل اين بود که نور خورشيد موجود، انرژي بسيار کمي براي شروع واکنشها ايجاد ميکند. محققان به لطف برگهاي موجود در طبيعت، موفق شدند کانالهايي که اصطلاحا LSCs ناميده ميشود طراحي کنند که بسيار باريک و از جنس لاستيک سيليکون است، اين کانالها از تمام سطح يک برگ عبور ميکنند. در راکتور جديدي که اين تيم ارائه کرده است به دلايل مختلف لاستيک سيليکون با PMMA (پلي متيل متاکريلات) يا پلکسي گلاس جايگزين شده است، اين ماده در مقادير بيشتر ارزانتر و آسانتر ساخته ميشود همچنين داراي ضريب شکست بالاتري است، به طوري که نور بيشتر در برگ باقي بماند اما مهمترين مزيت اين ماده اين است که ميتوان انواع بيشتري از مولکولهاي حساس به نور را در PMMA اضافه کرد؛ در نتيجه، در اين راکتور تمام واکنشهاي شيميايي در طيف نور مرئي امکان پذير است. يک صنعت شيميايي سبز به گفته محققان با استفاده از اين راکتور ميتوانيد درهر جا که ميخواهيد دارو تهيه کنيد. شما فقط به نور خورشيد و اين کارخانه کوچک احتياج داريد. اين راکتور سبز پتانسيل آن را دارد که يک مشکل جدي براي صنعت داروسازي، يعني فشار فزاينده براي توليد به صورت پايدار را حل کند؛ واکنشهاي شيميايي براي توليد داروها در حال حاضر به مواد شيميايي سمي و انرژي زيادي به صورت سوختهاي فسيلي نياز دارند. حال آن که با استفاده از نور مرئي، همين واکنشها پايدار، ارزانتر و سريعتر انجام ميشوند.