فهرست مطالب

دنیای نانو - پیاپی 48 (پاییز 1396)

فصلنامه دنیای نانو
پیاپی 48 (پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/10/10
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سعید صفاری، مهدی عادلی فرد صفحه 4
    لایه نازک گرافن به دلیل خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و حرارتی منحصر به فرد خود دارای کاربردهای گسترده ای در بسیاری از زمینه های علم و فناوری است. سنتز لایه های نازک گرافن با روش ارزان، دوستدار محیط زیست و کیفیت بالا یک چالش بزرگ است. در کار حاضر، ابتدا پودر اکسید گرافن GO به روش هامر سنتز شد و سپس با استفاده از فرآیند احیای سبز، لایه نازک اکسید گرافن احیا شده RGO بر روی زیرلایه های شیشه در دمای زیرلایه 145 درجه سانتی گراد به روش اسپری پایرولیزیز تهیه شد. این نمونه با استفاده از پراش پرتو ایکس XRD، طیف نگار UV-Vis-NIR و اندازه گیری اثر هال مورد آنالیز قرار گرفتند. تحلیل الگوهای پراش پرتو X تغییر فازی از GO به RGO ناشی از وجود عصاره برگ درخت انار به عنوان عامل احیاء را نشان داد. اندازه گیری های اپتیکی نیز نشان دادند که لایه نازک RGO تهیه شده بر روی زیرلایه شیشه از میزان عبور و گاف نواری کمتری نسبت به لایه نازک GO برخوردار است. همچنین RGO از رسانش نوع p و مقاومت الکتریکی در حدود 110 kΩ برخوردار بود.
    کلیدواژگان: اکسید گرافن، سنتز سبز، لایه نازک، خواص فیزیکی
  • حامد روغنی، احسان برهانی صفحات 9-19
    ترکیب های ارگانوسیلیکای مزوحفره تناوبی PMO در سال های اخیر به عنوان یکی از موضوعات مهم پژوهشی مطرح شده اند. نانوساختارهای PMO از آلکوکسی سیلان های با اتصال آلی و بدون استفاده از منبع سیلیکا تهیه می شوند. با توجه به گستره ی انتخاب نوع پیش ماده ی حاوی سیلیکا، اتصال دهنده ی آلی و دیگرمتغیرهای سنتز، تنوع در ماهیت شیمیایی دیواره حفره های اورگانوسیلیکای تناوبی بسیار گسترده است به طوری که این مواد کاربردهای گسترده ای از جمله به عنوان جاذب گاز و مولکول، کاتالیست، انتقال دهنده ی دارو و ژن، الکترونیک، سنسورها و تصفیه آب دارند. با توجه به موارد ذکر شده، در سال های اخیر نانوساختارهای PMO بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در نوشته ی حاضر روش های سنتز ترکیب های PMO در مقیاس نانومتری، ساختارهای مختلف سنتز شده و برخی کاربردهای مهم این مواد در کاتالیست ها، پزشکی و تصفیه آب شرح داده شده است.
    کلیدواژگان: اورگانوسیلیکای مزوحفره تناوبی، تصفیه آب، کاتالیست، نانوپزشکی، نانوساختارها
  • رامین بیات، سیامک طلعت اهری صفحات 20-25
    در سال های اخیر نانوکلوزیت به دلیل ویژگی های منحصر به فرد توانسته در اکثر علوم ورود پیدا کرده و تاثیرات شگرف خود را بر جای بگذارد. از این ماده در مهندسی روسازی جهت بهبود مشخصات فیزیکی و مکانیکی مخلوط های آسفالتی استفاده می شود. با توجه به نوع دانه بندی، در طرح اختلاط آسفالت، نانوکلوزیت جایگزین فیلر که ریزدانه مخلوط است می شود و می بایست به قیر افزوده شده، مخلوط گردد و سپس مابقی مصالح به آن افزوده شود. استحکام و روانی مارشال تابع نوع، مقدار و مشخصات فیلر است. در این پژوهش با افزودن درصدهای مختلف نانوکلوزیت به مخلوط آسفالتی ملاحظه شد که این نانو افزودنی موجب افزایش مقاومت مارشال و حجم فضای خالی مخلوط آسفالتی و کاهش روانی، حجم فضای خالی مصالح سنگی و وزن مخصوص می گردد. نتایج حاکی از آن است که نانوکلوزیت نقش پرکنندگی بالایی داشته، چسبندگی بین مصالح و قیر را بهبود بخشیده، افزایش حجم قیر را در پی داشته و نهایتا موجب افزایش ضخامت غشای قیری در اطراف سنگدانه ها می گردد
    کلیدواژگان: نانوکلوزیت، آسفالت، مقاومت، اختلاط، مارشال
  • ساسان فولادپنجه، احسان حسنی صفحات 26-35
    در این مقاله، یک مطالعه ی تجربی و عددی بر روی مدول یانگ و استحکام خمشی کامپوزیت های تقویت شده با گرافن اکساید و نانوذرات هیدروکسی آپاتیت انجام شده است. گرافن اکساید تا سقف 5/0 درصد وزنی و نانوذرات هیدروکسی آپاتیت تا سقف 7 درصد وزنی مورد استفاده قرار گرفته است. درصدهای وزنی مورد استفاده از طریق طراحی آزمایش و به کمک روش طراحی کامپوزیت مرکزی بدست آمده اند که به عنوان پارامترهای موثر بر خواص یاد شده نیز لحاظ گردیده اند. همچنین این دو پارامتر به عنوان پارامترهای ورودی جهت مدلسازی نتایج توسط روش سطح پاسخ و شبکه عصبی مصنوعی در نظر گرفته شده اند. نتایج تجربی نشان می دهد افزایش محتوای نانوذرات باعث افزایش مدول یانگ و استحکام خمشی شده است. همچنین نتایج مدلسازی نشان می دهد که میانگین خطای بدست آمده از روش شبکه عصبی مصنوعی دارای کمترین میانگین خطا بوده است. بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است و نتایج نشان می دهد که مقدار بهینه ی مدول یانگ در 2.739 درصد وزنی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت و 0.429 درصد وزنی از گرافن اکساید بدست آمده است و مقدار آن 876.9 مگاپاسکال است. همچنین مقدار بهینه ی استحکام خمشی معادل 24.32 مگاپاسکال گزارش شده است که در 0.021 درصد وزنی از گرافن اکساید و 2.435 درصد وزنی نانورات هیدروکسی آپاتیت بدست آمده است.
    کلیدواژگان: مدول یانگ، شبکه عصبی مصنوعی، استحکام خمشی، هیدروکسی آپاتیت، گرافن اکساید
  • مصطفی پرنده، بهرام عابدی روان صفحات 36-43
    در این پژوهش، برای مطالعه اثر پارامترهای عملیاتی به منظور بهبود رفتار نورکاتالیزوری تیتانیوم دی اکسید، به منظور تخریب آلاینده ها چهار فاکتور موثر انتخاب شد: درصد وزنی گوگرد 5-0، درصد وزنی کروم 5-0، دمای کلسیناسیون °C 700-400 و زمان دقیقه 70-10. طراحی آزمایش به وسیله روش رویه پاسخ RSM، با نرم افزار Design-Expert ver. 10.0.6.0 انجام شده است. طراحی ماتریس، شامل سی آزمایش با شش نقطه تکراری می باشد. بعد از ساخت نانوذرات براساس ماتریس طراحی آزمایش به روش سل-ژل، عملکرد نورکاتالیزوری آن ها در تخریب متیل اورانژ به عنوان آلاینده در برابر نور مرئی مورد بررسی قرار گرفت و براساس نتایج به دست آمده، مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای عملیاتی انجام شد. با توجه به مقادیر 98/0adj-R2، 99/0R2 بین مقادیر تجربی و پیش بینی شده مدل توسعه داده شده توافق بسیار خوبی دیده شد. شناسایی ساختار و مورفولوژی نانوذره Cr/S/TiO2 توسط آنالیزهای XRD، DRS، SEM و EDS انجام شد.
    کلیدواژگان: تیتانیوم دی اکسید، روش رویه پاسخ، نورکاتالیزور
  • طاهره احمدی، قدسی محمدی زیارانی، علیرضا بدیعی صفحات 44-49
    در سال های اخیر کربن نانوتیوب ها به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند مورد توجه قرار گرفته اند، سطح ویژه زیاد و قابلیت اتصال به دیواره های بیولوژیکی آنها راتبدیل به ابزاری مناسب ساخته است. این ویژگی ها فرصت های متنوعی برای کاربردهای نانو داروها در تشخیص، درمان بیماری ها و تصویربرداری اریه می دهند. با وجود این، CNTs طبیعی در آب و اغلب حلال های آلی غیر محلول می باشند و در نتیجه برای افزایش ویژگی های سازگاری بافتی عامل دار کردن سطح آن ها ضروری است. در این مقاله با روش های عامل دار کردن کربن نانوتیوب ها و کاربردهای آنها به عنوان حامل های دارویی آشنا خواهیم شد.
    کلیدواژگان: کربن نانوتیوب، عامل دار کردن و حامل های دارویی
  • پروانه فهیمی، مسعود مفرحی، حسین اسکندری صفحات 50-56
    امروزه پژوهش درباره فناوری های جدید برای تولید نانو الیاف و به کارگیری آن ها در کاربردهای متنوع با هدف افزایش نرخ تولید، کاهش هزینه ها، بالا بردن ایمنی فرایند، بهبود خواص نانو الیاف و غیره مورد توجه بسیاری از پژوهشگران در سراسر جهان قرار گرفته است. با کاهش قطر الیاف از طریق تبدیل مقیاس میکرومتر به نانومتر بسیاری از خواص الیاف مانند سطح مقطع ویژه، انعطاف پذیری، ویژگی های مکانیکی، نوری و الکتریکی افزایش می یابد. به منظور بهبود خواص و بالا بردن کاربرد نانوالیاف مطالعات بسیار زیادی صورت گرفته است. باتوسعه نانوفناوری در زمینه الیاف، استفاده از نانوذرات مختلف و تولید نانوالیاف کامپوزیتی موجب بهبود خواص نانوالیاف می گردد. تاکنون روش های متعددی مانند: کشش، تولید از قالب، جداسازی فازی، خودآرایی برای تولید نانوالیاف وجود دارد. اما عواملی همچون: پیچیدگی فرایند، محدودیت در انتخاب مواد اولیه، نرخ تولید کم و غیره موجب شده است که این روش ها با محدودیت مواجه شوند. روش الکتروریسی به عنوان رایج ترین روش تولید نانو الیاف شناخته شده اما به دلیل نرخ تولید کم در این روش، تمایل به استفاده از این روش برای کاربردهای صنعتی محدود است. در سال های اخیر، روش ریسندگی گریز از مرکز به عنوان روشی جدید در ساخت نانو الیاف معرفی شده است. این روش دارای مزیت هایی از جمله نرخ تولید بالا، هزینه عملیاتی پایین، تجهیزات ساده، توانایی تولید الیاف سه بعدی و ایمنی بالا است. در این مقاله مروری بر روش نوین ریسندگی گریز از مرکز، بهبود نانوالیاف توسط نانوذرات و کاربرد نانو الیاف کامپوزیتی انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: ریسندگی گریز از مرکز، نانوالیاف کامپوزیتی، نانوذرات
  • مریم امینی، علیرضا وجدانی نقره ئیان، زهرا دهقانی، محمدحسین مجلس آرا صفحات 57-60
    نانوذرات اکسیدمنیزیم با استفاده از روش سل _ژل فراهم شده اند. نتایج تجربی XRD نشان می دهد که نانوذرات MgO دارای ساختار مکعبی و شش ضلعی با قطر متوسط حدود 20 نانومتر می باشند. گاف انرژی نور مستقیم این نانوذرات توسط طیف سنجی UV-Vis، 54/4 الکترون ولت به دست آمده است. مقادیر ضریب تضعیف جرمی تجربی برای نانوذرات تابش ندیده با مقادیر تئوری میکروذرات محاسبه شده توسط پایگاه داده ی NIST XCOM مقایسه شد; نتایج نشان می دهد که ضریب تضعیف جرمی نانوذرات اکسیدمنیزیم علاوه بر عدد اتمی موثر، به سایز ذره نیز وابسته است. همچنین نتایج تجربی نشان می دهد که ضریب تضعیف جرمی با افزایش انرژی فوتون کاهش می یابد. علاوه بر موارد ذکر شده، ضریب تضعیف جرمی نانوذراتی که Gy100دز توسط چشمه ی 60Co دریافت نموده اند با ضریب تضعیف جرمی نانوذرات تابش ندیده مقایسه شد و نتایج نشان می دهد که با دریافت دز توسط نانوذرات، ضریب تضعیف جرمی آن ها کاهش می یابد که ممکن است ناشی از تغییر ساختار مولکولی پس از تابش دهی باشد.
    کلیدواژگان: روش سل-ژل، ضریب تضعیف جرمی، نانوذراتMgO