فصلنامه نانو مقیاس
سال چهارم شماره 1 (پیاپی 13، بهار 1396)

در این مطالعه نانوسلولز باکتریایی توسط سویه Gluconacetobacter xylinus PTCC 1734 در محیطهای کشت HS و Z و با منابع کربن مختلف گلوکز، شیره خرما، ساکارز، مانیتول و ساکارز خوراکی تولید و خصوصیات سطحی آنها با روش کرماتوگرافی گازی معکوس IGC ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بطور میانگین وزن خشک سلولز در محیط کشت Z به مقدار 2/14 درصد بیشتر از HS بود. در حالیکه بازده تولید در محیط HS حدود 86/76 درصد بیشتر از Z بود. تصاویر FE-SEM ساختار شبکهای سه بعدی الیاف سلولز باکتریایی با میانگین قطر 60-20 نانومتر را تایید کرد. طبق نتایج آنالیز IGC، در محیطهای کشت HS و Z بیشترین انرژی آزاد سطح با پروب اتانول به ترتیب با شیره خرما kJ/mol 46/7 و مانیتول kJ/mol 14/11 بدست آمد که نشاندهنده بیشتر بودن خاصیت بازی سطح می باشد. ثابتهای اسیدی و بازی بدستآمده نیز این یافته ها را تایید کردند.

در این پژوهش نانوذرات لیتیوم تترابورات آلاییده با مس به روش احتراقی ساخته شده اند و خواص ترمولومینسانس و فوتولومینسانس آنها بررسی شده است. اندازه، شکل و ساختار نانوذرات بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و الگوی پراش پرتو ایکس XRD مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از فرمول شرر و ویلیامسون- هال اندازه نانوذرات به ترتیب 35 و 38 نانومتر تخمین زده شده است که با عکس های میکروسکوپ الکترونی همخوانی دارد. جابجایی قله در منحنی فوتولومینسانس نانوذرات نسبت به مواد توده ای از 420 نانومتر به 399 نانومتر تاییدکننده افزایش گاف انرژی و در نتیجه کاهش اندازه ذرات می باشد. نتایج بدست آمده نشان می-دهد که نانوذرات ساخته شده به این روش دارای حسایت بالا و پاسخ خطی نسبت به پرتوهای گاما در بازه 10- 10000 گری می باشند.

در این پژوهش به بررسی تاثیر تزریق نانو ذرات مغناطیسی FeTiO3 ، درون لایه های نورگسیل و انتقال دهنده حفره، بر عملکرد دیود نورگسیل آلی پرداخته شده است. بدین منظور، ابتدا کمپلکس آلی-فلزی روی Znq2 به عنوان ماده نشر دهنده نور در آزمایشگاه سنتز شد. سپس دیودهایی متشکل از ساختار ITO/PEDOT:PSS/Znq2/PBD/Al، ITO/PEDOT:PSS:FeTiO3NPs/Znq2/PBD/Al وITO/PEDOT:PSS/Znq2:FeTiO3NPs /PBD/Al تهیه گردید. لایه های انتقال دهنده حفره، انتقال دهنده الکترون و نشر دهنده نور با استفاده از روش لایه نشانی چرخشی و لایه کاتد Al با روش لایه نشانی تبخیر حرارتی لایه نشانی شدند. نمونه های تهیه شده با استفاده از آنالیزهای الکترولومینسانس و ولتاژ-چگالی جریان مورد بررسی قرار گرفتند. برای مشخصه یابی کمپلکس سنتز شده و دیودهای ساخته شده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس XRD، طیف سنجی UV-Vis ، فوتولومینسانس PL و سیکلو ولتامتری CV استفاده شد. نتایج نشان داد که تزریق نانو ذرات مغناطیسی FeTiO3 در لایه ی نورگسیل باعث کاهش 75 درصدی در عملکرد نورتابی دیود شده است. همچنین تزریق این نانوذرات در لایه ی انتقال دهنده حفره عملکرد نورتابی دیود را تا 30 درصد افزایش داده و باعث کاهش ولتاژ آستانه در دیود شده است.

محاسبات نظریه تابعی چگالی برای بررسی خواص هندسی، پایداری و الکترونی هتروفولرن هایSiH20-mXm که با جای گذاری واحد SiH از فولرن Si20H20 با اتم عناصر نیتروژن، فسفر و آرسنیک حاصل می شوند، مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات فرکانس ارتعاشی نشان می دهد که همه ی ساختارها در مینیمم های موضعی انرژی قرار دارند. هتروفولرن های نیتروژنی SiH15N5b و SiH10N10c با انرژی پیوندی محاسبه شده معادل3.61 eV و3.77 eV نسبت به فولرن اولیه و دیگر هتروفولرن های مورد بررسی پایدارترند. آلاییدن فولرن سیلیکونی Si20H20 با اتم های نیتروژن، فسفر و آرسنیک موجب کاهش گپ انرژی HOMO-HUMO می شود که می تواند برای بهبود خواص نوری آن ها مورد استفاده قرار گیرد. همچنین نتایج انرژی های یونیزاسیون و الکترونخواهی هتروفولرن های مطالعه شده رفتار متفاوتی را برای هتروفولرن های نیتروژنی در مقایسه با هتروفولرن های فسفری و آرسنیکی نشان می دهند.

در این تحقیق نانوذرات اکسیدروی به عنوان کاتالیست، جهت حذف رنگدانه متیل اورانژ در حضور نور فرابنفش، سنتز گردید. نانوذرات اکسیدروی بدون عوامل پایدارکننده و پوششی به روش سل ژل در دمای پایین سنتز و خاصیت فوتوکاتالیستی آن با فرم توده ای اکسیدروی مقایسه گردید. مورفولوژی ذرات با استفاده از پراش ایکس ری XRD و میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM مشخصهیابی شدند. ساختار ذرات، چند وجهی و به صورت هگزاگونال مشاهده گردید و اندازه کریستالی نمونه ها با استفاده از الگوی اشعه ایکس معادله شرر 12 نانومتر و اندازه ذرات به کمک تصاویر TEM حدود 20 نانومتر بدست آمد. حذف متیل اورانژ با غلظت اولیهmg/L 20 در زمان180دقیقه تابش نور فرابنفش حاصل شد. نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذرات سنتز شده در مقایسه با فرم توده ای آن از فعالیت فوتوکاتالیستی بیشتری برخوردار می باشد.

سنسوری امپدانسی بر پایه کربن نانوتیوب ها طراحی شده که به وسیله آن می توان به سلول ها، تحریک الکترومغناطیسی داد و به صورت همزمان با سیگنال امپدانسی بین الکترود ها میزان زنده بودن سلول ها را حس کرد. از موجتاب خازنی در فرکانس 940 مگاهرتز با شدت تابش dbm 7 به مدت 5 دقیقه برای تحریک سلول های آرام گرفته بر سطح سنسور استفاده شده است. نتایج امپدانسی نشان می دهد که میزان زنده ماندن سلول های تحریک یافته بسیار کمتر از سلول های تحریک نشده است. پاسخ سنسور هایی با هندسه مشابه و بدون نانوتیوب هم اندازه گیری شده که در آنها اثر مخرب شبیه آنچه برای سنسور های نانوتیوب دار مشاهده شده، دیده نمی شود. این مهم بیش از پیش حاکی از نقش کلیدی نانوتیوب ها در القای تحریکات است. مکانیزمی بر پایه تجمع بار به وسیله امواج بر نوک نانوتیوب ها و القای بی تعادلی باری به سلول های آرام گرفته بر آنها در اثر این تجمع پیشنهاد شده است. این سنسور می تواند در آزمایشگاه بر تراشه های تشخیصی و درمانی مختلفی به کار گرفته شود.

کامپوزیتهای زمینه فلزی به دلیل دارا بودن خواص مناسبی همچون چگالی پایین، استحکام بالا، مقاومت به خوردگی بالا، قابلیت ماشینکاری مناسب و نقطه ذوب نسبتا پایین به عنوان یکی از پر کاربرد ترین مواد کامپوزیتی شناخته می شوند. روش اسپارک پلاسما یکی از بهترین روش ها برای تولید مواد کامپوزیتی با استفاده از روش متالوژی پودر می باشد. در مقاله حاضر، آلومینیوم خالص و کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی تقویت شده توسط درصدهای وزنی متفاوت فازهای ZrO2 و SiC با استفاده از روش اسپارک پلاسما تهیه شدند. عکس های میکروسکوپ الکترونی نشان داد که فاز تقویت کننده به خوبی و به طور یکنواخت در زمینه پراکنده شده اند نتایج حاصل از سختی سنجی ویکرز و استحکام خمشی نشان داد که کامپوزیت 92Al-4 SiC-4 ZrO2 سخت ترین نمونه و نمونه کامپوزیت 92 Al-2 SiC-6 ZrO2 بیشترین استحکام خمشی را دارد

در این مقاله، ساخت و افزایش سیگنال مگنتو اپتیکی کر قطبی در ساختار Ta/Cu/Ni/Co×2/Ta به کمک تحریک پلاسمون های سطحی جایگزیده نانو ذرات طلا برای کاربرد حسگری مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله ساخت، ترتیب و ضخامت لایه ها به گونه ای انتخاب شدند تا محور آسان نمونه عمود بر صفحه قرار گیرد. در مرحله بعد، به منظور بررسی اثر افزودن لایه های رویی، حلقه پسماند بدست آمده از سیگنال مگنتواپتیکی کر قطبی نمونه ، در مراحل مشخص توسط یک چیدمان اپتیکی اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که اضافه کردن نانوذرات طلا به تنهایی بر روی سطح نمونه، باعث افزایش 43 درصدی سیگنال کر و کاهش کم نیروی وادارندگی می شود. در صورتی که نانوذرات طلا بوسیله محیط دی الکتریک ZnS به طور کامل احاطه شوند، تقویت 83 درصدی سیگنال کر را بدون تغییر وادارندگی شاهد خواهیم بود. بنابراین کاهش نیروی وادارندگی نمونه ها در کنار افزایش سیگنال کر با حلقه پسماند مربعی، شرایط بهینه ای برای کاربردهای حسگری آنها ایجاد کرده است.

در این پژوهش، الکترودهای شمارنده لایه نازک آلیاژی Pt1-xNix با مقادیر متفاوت x به روش الکتروانباشت روی بستر FTO تهیه شدند. سپس ریخت لایه های مذکور توسط FESEM مورد آنالیز قرار گرفت. اثر میزان Ni موجود در لایه آلیاژی بر فعالیت الکتروکاتالیستی الکترودهای شمارنده بررسی گردید. با استفاده آنالیز داده های حاصل از ولتامتری چرخه ای CV و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی EIS، مقاومت سری، مقاومت انتقال بار و عمر حامل های بار الکترودها تعیین شدند. نتایج نشان دادند که از میان الکترودهای تولید شده، الکترودهای Pt0.29Ni0.71 و Pt0.21Ni0.79 دارای بهترین فعالیت الکتروکاتالیستی هستند.