فهرست مطالب
فصلنامه دنیای نانو
پیاپی 66 (بهار 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/04/04
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-12امروزه به منظور تولید سوخت های پاک به جای سوخت های تجدیدناپذیر فسیلی. استفاده از دستاوردهای فناوری نانو ضروری است. یکی از روش های تولید انرژی پاک، استفاده از پیل های سوختی هیدروژنی است که طی یک فرآیند الکتروشیمیایی، با استفاده از گازهای اکسیژن و هیدروژن انرژی الکتریکی تولید می کنند. از روش های معمول تولید این گازها، برق کافت آب است که سینتیک کند واکنش آندی (آزادسازی اکسیژن) در آن، منجر به تحقیقات زیادی در زمینه ی بهبود الکتروکاتالیست های فلزی و غیرفلزی خصوصا بر پایه ی نانوساختارهای کربنی شده است. بهترین و پایدارترین الکتروکاتالیست های واکنش آزادسازی اکسیژن اکسیدهای روتنیوم و ایریدیوم هستند که سینتیک واکنش آن ها سریع است. اما دسترسی کم به این مواد و قیمت بالای آن ها، مانع تجاری-سازی این الکترودها می شود. هدف از این مقاله، برای اولین بار بررسی ضرورت تولید اکسیژن، انواع سامانه ها، چالش ها و سازوکار تولید آن و معرفی روش برق کافت آب، به عنوان به صرفه ترین روش برای تولید اکسیژن است. در خاتمه الکتروکاتالیست های نانوساختار به منظور بهبود سینتیک کند واکنش آزادسازی اکسیژن معرفی می شوند.کلیدواژگان: برق کافت آب، واکنش آزادسازی اکسیژن، الکتروکاتالیست های بر پایه ی نانوساختارهای کربنی
-
صفحات 13-20امروزه اکسید تنگستن کاربرد گسترده ای در کاربردهای مختلف پزشکی و صنعتی یافته است. پلی اتیلن گلیکول می تواند به عنوان عاملی مناسب برای کنترل ویژگی های نانوذرات مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، در این مقاله تاثیر غلظت های مختلف پلی اتیلن گلیکول بر نانوساختارهای اکسید تنگستن سنتز شده با روش سل-ژل مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج موید تاثیر قابل توجه پگیله کردن این نانوساختار بر روی مشخصه های اپتیکی و ساختاری آنها است. نتایج آنالیز XRD نشان می دهد که پگیله کردن باعث کاهش کیفیت بلوری ساختار اکسید تنگستن می شود و ساختار از حالت تکفاز (فاز اورتورومبیک) به حالت چند فاز تبدیل می شود. بررسی مورفولوژی نشان می دهد که پگیله کردن اکسید تنگستن با غلظت های کمتر پلی اتیلن گلیکول باعث ایجاد ساختارهای کوچکتر نسبت به ساختار غیرپگیله WO3 می شود در حالیکه صفحات بزرگتر در غلظت های بالاتر پلی اتیلن گلیکول ظاهر می شود. بررسی مشخصه های اپتیکی نشان می دهد که پگیله کردن باعث افزایش بازتاب نور میشود و انتقال به آبی در لبه جذب و انرژی گاف نواری با پگیله کردن اتفاق می افتد. همچنین، قله های مشخصه WO3 در طیف FTIR تمام نمونه های اکسید تنگستن پگیله و غیرپگیله مشاهده می شود.کلیدواژگان: واژه های کلیدی: اکسیدتنگستن، پلی اتیلن گلیکول، سنتز سل-ژل، درمان سرطان
-
صفحات 21-26
سرترالین یک داروی ضد افسردگی است که برای درمان افسردگی، حملات پانیک، اختلال وسواس فکری، اختلال استرس پس از سانحه، اختلال اضطراب اجتماعی، اختلال بدشکلی بدن و PMS شدید استفاده می شود. در کار حاضر ویژگی های مربوط به واکنش پذیری و ساختار شیمیایی مرتبط با خصوصیت دارویی، داروی ضد افسردگی سرترالین، در فرایند جذب سطحی سرترالین بر روی فولرن(به عنوان جاذب) در فاز گازی با استفاده از (DFT/ B3LYP/6-311+G (d, p بدست آمده است. پدیده جذب روی مولکول فولرن به صورت شیمیایی مورد بررسی قرارگرفته است و انرژی جذب محاسبه گردیده است. محاسبات ساختار شیمیایی از جمله (ممان دو قطبی)، ویژگی های ترمودینامیکی شامل (انرژی آزاد گیبس، آنتالپی، آنتروپی و همینطور ظرفیت ترمودینامیکی) و همچنین پارامترهای الکترونیکی نظیر (σ, µ, ω, χ and η) که موثر در توجیه رفتار شیمیایی ترکیب می باشند، محاسبه شده است. محاسبات پایداری و قابلیت واکنش پذیری توسط انرژی های HOMO و LUMO سرترالین نیز محاسبه شده اند. پنج ناحیه فعال شیمیایی برای سرترالین یافت شده است که پایداری ترمودینامیکی در تمامی آن ها نشان داده شده است. این جذب سطحی به انتقال سرترالین به سیستم های بیولوژیکی کمک می کند.
کلیدواژگان: سرترالین، C60، فولرن، فعالیت شیمیایی، DFT -
صفحات 27-35
یکی از منابع رایج دارای ماده طلا به صورت فروان، صفحه های الکترونیکی هستند که به وفور در صنایع قابل دستیابی هستند. طلا، یک ذره با خاصیت الکترونیکی و رسانای الکتریکی است که با تغییر عاملیت سطح آن و اندازه ذرات می تواند در کاربردهای متفاوتی همچون پزشکی، مهندسی و زیستی استفاده شود. به عبارتی می توان گفت، تغییر خواص طلا موجود در صفحات الکترونیکی با تغییر اندازه ذرات رخ می دهد، به شکلی که با انتقال اندازه ذرات از میکرومتر به نانومتر، نسبت سطح به حجم افزایش خواهد یافت و بر همین اساس، ویژگی های ساختاری ذرات طلا موجود در صفحات الکترونیکی تغییر کرده و بهبود خواهد یافت. به منظور استخراج نانو ذرات طلا از صفحات الکترونیکی، صفحات تهیه و طلا موجود در آن ها، به کمک روش شیمیایی در حضور اسید هیدروکلریک و کاهنده سولفات آهن استخراج شد. آزمون های انجام شده همچون طیف سنجی فروسرخ، طیف سنجی پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی تاییدی بر استخراج مناسب و بهینه نانوذره طلا، در مقیاس نانومتر از صفحات الکترونیکی ضایعاتی با بازده استخراج بیش از 80 درصد و حداقل اندازه ذرات 60 نانومتر را داشته است. همچنین، طراحی آزمایش، دما، نوع اسید، محیط واکنش و pH را به عنوان عوامل مهم تاثیر گذار در بازیابی نانوذره طلا عنوان کرده است.
کلیدواژگان: صفحات الکترونیکی، طلا، بازیابی طلا، کاهنده ترکیبات آهن، روش پایین به بالا، ضایعات الکترونیکی -
صفحات 36-53
در این مقاله خواص ساختاری، الکترونی، اپتیکی و فتوکاتالیستی مکسین های دو بعدی از جمله Hf2CS2، Hf2CO2 و Hf2NO2 با استفاده از محاسبات نظریه تابعی چگالی (DFT) مورد مطالعه قرار گرفته است. این محاسبات با استفاده از تابعی های GGA-PBE و HSE06 انجام شده است. سلول واحد مربوط به هر سه ساختار ذکر شده و همچنین موقعیت اتمی آن ها به طور کامل بهینه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که ثابت شبکه برای این نانوساختارها به ترتیب 3.3592، 3.4026 و 3.2378 آنگستروم می باشد. با استفاده از محاسبات تابعی GGA-PBE، فقط نانوساختار Hf2CO2 نیمه رسانا با گاف نواری 0.92 الکترون ولت است و دو نانوساختار دیگر فلز هستند. بنابراین ما محاسبات را با یک تابعی هیبریدی HSE06 نیز انجام دادیم. از اینرو نانوساختار Hf2CS2 از حالت فلزی به حالت نیمه رسانا تغییر پیدا کرد. گاف های نواری محاسبه شده برای نانوساختارهای Hf2CO2 و Hf2CS2 با استفاده از تابعی هیبریدی HSE06 به ترتیب 1.75 و 0.22 الکترون ولت می باشند. نتایج بدست آمده در این مطالعه با سایر مطالعات پیشین دارای تطابق خوبی می باشد. در این مطالعه، اختلاف گاف نواری محاسبه شده توسط این تابعی ها برای نانوساختارهای Hf2CO2 و Hf2CS2 به ترتیب 0.83 و 0.22 الکترون ولت می باشد. بخش های حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک نیز با هدف پی بردن به ویژگی های اپتیکی این نانوساختارها مورد مطالعه قرار گرفته است. از میان نانوساختارهای مورد مطالعه، نانوساختار Hf2CO2 دارای جذب نوری بسیار بالایی می باشد. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت که تنها نانوساختار Hf2CO2 تمامی خواص لازم را برای انتخاب آن به عنوان فتوکاتالیست در فرایند شکافت آب را دارد.
کلیدواژگان: فتوکاتالیست، نظریه ی تابعی چگالی، نانوساختار، HSE06، گاف نواری، تابع دی الکتریک -
صفحات 54-71
نانوذرات اکسید آهن به دلیل خواص ویژه از جمله رفتار سوپرپارامغناطیس، سمیت کم، زیست سازگاری، روش های متعدد جهت سنتز و پتانسیل اصلاح سطح آن ها با پوشش های مختلف، کاربرد گسترده ای در حوزه های مختلف علوم و مهندسی از جمله زیست پزشکی یافته اند. با این وجود تشکیل کلوخه، توزیع اندازه پراکنده و نیز اکسیداسیون سریع نانوذرات از جمله چالش هایی است که به هنگام استفاده از این مواد وجود دارد. در همین راستا روش ها و ترکیبات مختلفی برای سنتز و اصلاح سطحی نانوذرات اکسید آهن به منظور بهبود ویژگی ها و افزایش کارایی آن ها، معرفی شده است. در این پژوهش براساس تحقیقات و مطالعات پیشین، به مرور مزایا و معایب انواع روش های سنتز نانوذرات اکسید آهن، اصلاح سطحی نانوذرات تولید شده به کمک مواد شیمیایی مختلف، کاربردهای نانوذرات اصلاحی و نیز چالش های پیشرو به هنگام استفاده پرداخته شده است و پیشنهادات ارایه شده جهت بهبود کارایی این مواد در عرصه زیست پزشکی اعم از درون تن و برون تن، نیز بیان شده است.
کلیدواژگان: نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، پوشش های سطحی، خواص نانوذرات اکسید آهن، زیست پزشکی
-
Pages 1-12Today to produce clean fuels instead of non-renewable fossil fuels, It is essential to use the achievements of nanotechnology. One way to generate clean energy is to use hydrogen fuel cells, which generate electricity using oxygen and hydrogen gases in an electrochemical process. One of the common methods of producing these gases is electrolysis of water in which the slow kinetic anodic reaction (oxygen evolution reaction) has led to many researches in the field of improving metal and non-metal electrocatalysts, especially based on carbon nanostructures. The best and most stable electro-catalysts for oxygen evolution reactions are ruthenium and iridium oxides, whose reaction kinetics are rapid. However, low availability of these materials and their high price hinder the commercialization of these electrodes. The purpose of this article is to study for the first time the necessity of oxygen production, types of systems, challenges and mechanisms of its production and to introduce the method of electrolysis of water as the most cost-effective method for oxygen production. Finally, nanostructured electrocatalysts are introduced to improve the slow kinetic oxygen evolution reaction.Keywords: Electrolysis of water, oxygen evolution reaction, carbon nanostructure-based electrocatalysts
-
Pages 13-20Today, tungsten oxide is widely used in various medical and industrial applications. Polyethylene glycol can be used as a suitable agent to control the properties of nanoparticles. Therefore, in this paper, the effect of different concentrations of polyethylene glycol on synthesized tungsten oxide nanostructures using sol-gel method is investigated. The results confirm that the pegylation significantly affect the optical and structural properties of tungsten oxide nanostructures. The results of XRD analysis show that pegylation reduces the crystalline quality of this nanostructure and the crystalline structure changes from single-phase (orthorombic) to multi-phase. Morphological investigations declare that pegylation of tungsten oxide with lower concentrations of polyethylene glycol results in smaller particles than the non-polygylated structure of WO3, while larger plates appear at higher concentrations of polyethylene glycol. Also, optical analysis shows that pegilation increases the light reflection of nanostructures. Furthermore, blue shift of absorption edge and energy bandgap occurs by pegylation of tungsten oxide nanostructures. Also, characteristic tungsten oxide peaks are observed in the FTIR spectra of all polygylated and non-polygylated structure of WO3.Keywords: Tungsten oxide, Polyethylene glycol, Sol-gel synthesis, Cancer treatment
-
Pages 21-26
Sertraline is an antidepressant drug used to treat depression, panic attacks, obsessive-compulsive disorder, post-traumatic stress disorder, social anxiety disorder, body dysmorphic disorder, and severe PMS. In the present work, the properties related to the reactivity and chemical structure related to the medicinal properties of the antidepressant drug sertraline, in the process of adsorption of sertraline on fullerene (as an adsorbent) in the gas phase using DFT / B3LYP / 6-311 + G (d, p) has been obtained. The adsorption phenomenon on the fullerene molecule has been chemically studied and the adsorption energy has been calculated. Calculations of chemical structure including (dipolar moment), thermodynamic properties including (Gibbs free energy, enthalpy, Entropy as well as thermodynamic capacity) as well as electronic parameters such as (σ, µ, ω, χ and η) that are effective in justifying the chemical behavior of the compound have been calculated. Stability and reactivity calculations by HOMO and LUMO sertraline energies Five chemically active regions for sertraline have been found, all of which have been shown to have thermodynamic stability, and this adsorption helps to transfer sertraline to biological systems
Keywords: DFT, Sertraline, C60, Buckyball, Reactivity -
Pages 36-53
In this study, the structural, electronic, optical, and photocatalytic properties of two dimensional (2D) Hf2CO2, Hf2CS2, and Hf2NO2 MXenes nanostructures were investigated by density functional theory (DFT) calculations. These computations were used with GGA-PBE and HSE06 functionals. The unit cell of these three structures and their atomic positions are fully optimized. The results show that the lattice constants for these nanostructures are 3.3592, 3.4026 and 3.2378 Aͦ, respectively. Using calculations GGA-PBE functional, only nanostructure Hf2CO2 is semiconductor with a band gap 0.92 eV and the two nanostructures Hf2CS2 and Hf2NO2 are metal. So we did the calculations with a HSE06 hybrid functional, too. Hence the nanostructure Hf2CS2 changed from metal to semiconductor. The computed band gaps in HSE06 hybrid functional for nanostructures Hf2CO2 and Hf2CS2 were 1.75 and 0.22 eV, respectively. The results obtained in this study are in good agreement with other previous studies. The results show the overall form of band structures is independent of the functional. The distance between conduction and valence bands is the band gap, which is the main difference in calculating the band structure using two functionals. In this study, the band gap difference calculated by these functionals for Hf2CO2 and Hf2CS2 nanostructures is 0.83 and 0.22 eV, respectively. The real and imaginary parts of the dielectric function have been calculated to investigate the optical properties of these nanostructures. We show that the Hf2CO2 nanostructure has high absorption in visible and ultraviolet regions. Thus Hf2CO2 nanostructure may apply in designing optoelectronic devices.
Keywords: photocatalyst, DFT, nanostructure, HSE06, Band gap, Dielectric function -
Pages 54-71
As a consequence of special properties such as superparamagnetic behavior, low toxicity, biocompatibility, numerous ways of synthesis and surface modification capability with diverse materials, nowadays Iron Oxide nanoparticles (IONPs) are widely utilized in a great deal of scientific fields, as well as biomedicine. However, agglomerations formation and broad particle size distribution, beside rapid oxidation are still a challenge of these nano-sized particles. In this regard, several routes of synthesis and many chemicals in order to modify IONPs surface have been proposed so as to enhance their properties and increase their potency. Therefore, in this research based on previous articles and studies, the benefits and the drawbacks of various routes of iron oxide nanoparticles synthesis, surface modification of the produced nanoparticles with different components, the applications of the modified nanoparticles along with the leading challenges are discussed. In addition, suggestions offered by other biomedical researchers and scientists to intensify their performance and their effectiveness in-vitro and in-vivo are stated in the following.
Keywords: Iron Oxide magnetic nanoparticles, Coatings, Iron Oxide nanoparticles Properties, Biomedicine
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.