فصلنامه دنیای نانو
پیاپی 40 (پاییز 1394)

نقاط کوانتومی که به عنوان نانو ذرات نیمه رسانا نیز شناخته می‌شوند دارای خواص الکتریکی، نوری و فیزیکی منحصر به فردی می‌باشند. با توجه به وابستگی زیاد خواص نقاط کوانتومی به اندازه ذراتشان، تلاش‌های زیادی برای ابداع روش‌های معتبر در زمینه سنتز این نوع از نانو ذرات در ابعاد متفاوت صورت گرفته است از میان روش‌های مختلف، روش‌های شیمیای مورد توجه زیادی می‌باشند. که به دو روش عمده : روش آلی-فلزی و روش محلول در آب تقسیم می‌شوند. در این مجموعه به بررسی عوامل موثر بر اندازه و کیفیت بازده کوانتومی نقاط کوانتمی سنتز شده به روش محلول در آب پرداخته شده است.

یک ماده دیرسوز عمدتا متشکل از دیرسوز کننده‌های آلی و معدنی است. اکثر سیستم‌های دیرسوز کننده مشکلاتی مانند مقاومت ضعیف نسبت به آب، سازگاری کمتر با زمینه پلیمری، سمی بودن، تخریب حرارتی ضعیف و نرم بودن دارند. این عیب‌ها ویژگی-های دیرسوزی کامپوزیتهای پلیمری را تحت تاثیر قرار می‌دهند. آمونیوم پلی فسفات یک نمک معدنی پلی فسفریک اسید و آمونیاک است که می‌تواند به دو صورت زنجیری و یا شاخه‌ای وجود داشته باشد. آمونیوم پلی فسفات به عنوان ماده دیرسوز کننده، مزایایی مانند محتوای بالای فسفر و نیتروژن، اثر همیاری فسفر- نیتروژن، بازده ضد حریقی بالا، دمای تخریب بالا، حلالیت کمتر، قابلیت پراکنده شدن خوب و پایداری شیمیایی دارد. همچنین این ماده می‌تواند با رنگها و یا با مواد لاستیکی و پلاستیکی بدون تاثیر گذاشتن روی ویژگی‌های فیزیکی اصلی‌شان، اختلاط بسیار خوبی داشته باشد. از آنجایی که آمونیوم‌پلی‌فسفات عامل آب زدای بسیار قوی را توسط پلی‌فسفریک‌اسید تولید می‌کند، می‌تواند نقش بسیار مهمی را در دیرسوزی ایفا نماید. این عامل آب زدایی باعث می‌شود تا تشکیل پسماند کربن در سطح رزین پلیمری پیشرفت کرده و بیشتر شود. پسماند کربنی حاوی فسفر روی سطح را پوشش داده و مانع از نفوذ اکسیژن و گسترش گازهای قابل اشتعال می‌شود. در این مقاله‌ی مروری، پس از معرفی ساختار و ویژگی‌های آمونیوم پلی فسفات، نمونه‌هایی از نانوکامپوزیت‌های پلیمری ضدحریق مانند پلی پروپیلن ، پلی اتیلن وینیل استات ، پلی اورتان ، پلی لاکتاید ، نایلون 6 ، پلی‌آکریلونیتریل – بوتادی‌ان- استایرن و پلی وینیل الکل بر پایه آمونیوم پلی فسفات به همراه روش های تهیه و کاربردها مورد بررسی قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

نانوذرات و سایر مواد نانو به طور چشمگیری برای استفاده در کاربردهای زیست‌پزشکی مانند تصویربرداری، دارورسانی و درمان هایپرترمیا مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراین، شناخت برهمکنش نانومواد با سیستم‌های زیستی نقشی کلیدی در استفاده‌ی ایمن و کارآمد آنها ایفا می‌کند. ثابت شده است که به محض ورود نانومواد به محیط زیستی، سطح آنها توسط پروتئین کرونا پوشیده می-شود. محیط‌های بیولوژیکی سطح نانومواد را تغییر می‌دهند و بنابراین پاسخ‌های بافتی/سلولی به ترکیب کرونا بستگی دارند. در این مقاله، ابتدا تغییرات کرونا با توجه به خواص فیزیکوشیمیایی نانومواد (به عنوان مثال اندازه، شکل، بار سطحی، گروه‌های عاملی سطح و آب‌دوستی/آب‌گریزی) مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم کار اثر پروتئین کرونا روی جذب سلولی غیر ویژه، سمیت، توزیع زیستی و کارآیی هدفمندی مورد بحث قرار گرفته است. علاوه براین، تکنیک‌های لازم برای مطالعه‌ی ساختار و ترکیب پروتئین کرونا و رابطه‌ی بین ماهیت سنتزی، ماهیت بیولوژیکی و پاسخ فیزیولوژیکی این نانوذرات بررسی شده است.

در این تحقیق نانوساختار های ZnO، به صورت نانوصفحه به روش هیدروترمال ساخته شده است. در این راستا از روی استات وهتروپلی اسید پرایسلر (H14[NaP5W30O110]) به عنوان کاتالیزور سبز و سازگار با محیط زیست استفاده شده، و نانو صفحات در دمای°C 140و در مدت 72 ساعت در آون بدست آمدند. شناسایی این ذرات به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)، پراش اشعهX(XRD) وطیف سنجی(FTIR) انجام شده، نتایج نشان می دهد نانو صفحات شبیه شش ضلعی با قطر 40 تا 60 نانومترتولید شده اند. نانو اکسید روی بدست آمده در فرآیند فوتوکاتالیتیکی حذف رنگدانه متیلن بلو از پساب های نساجی مورداستفاده قرار گرفته و در زمان کوتاهی حدود 3/67%رنگدانه را حذف نموده است. سینتیک واکنش از نوع مرتبه اول است.

سلولز، فروان‌ترین پلیمر طبیعی است که برای هزاران سال به‌عنوان ماده‌ای با ویژگی‌های مناسب در علوم مهندسی استفاده شده است. این پلیمر تجدیدپذیر، زیست‌تخریب و همچنین غیرسمی است. نانوسلولز یک ماده توسعه یافته و امیدبخش با ویژگی‌های استثنایی زیاد می‌باشد و در طیف گسترده‌ای از کاربرد‌ها مثل تقویت کامپوزیت‌ها، آرایشی و بهداشتی، کاغذ‌سازی و صنایع غذایی پتانسیل مطلوبی دارد. ویژگی‌هایی جدید ایجاد شده مثل سطح ویژه و مدول یانگ زیاد می‌تواند برای سلولز قابل ملاحظه باشد. توسعه مقیاس نیمه تجاری برای تجاری سازی تولید نانوسلولز شروع شده است. این بدین معنی است که شناسایی انواع، روش‌های تولید و کاربرد‌های نانوسلولز امری ضروری است. نوع دیگری از نانوسلولز، سلولز باکتریایی می‌باشد که یکی از مناسب‌ترین جایگزین-ها برای منابع فیبری می‌باشد. در فرایند تولید این ماده، مصرف انرژی و مواد شیمیایی بسیار کمتر از سایر روش‌های تولید نانوسلولز است. سلولز باکتریایی بسیار خالص بوده و فاقد لیگنین، همی‌سلولز، مواداستخراجی و سایر ترکیبات دیواره سلولی می‌باشد. این ماده دارای ویژگی‌های منحصر به‌فرد فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مثل بلورینگی زیاد، ظرفیت نگهداری آب زیاد، سطح زیاد، الاستیسیته، مقاومت مکانیکی و زیست‌سازگاری زیاد است. در این مطالعه، روش‌های تولید و کاربرد‌های سه نوع مختلف نانوسلولز شامل سلولز میکروفیبریله شده، نانوکریستال سلولز و سلولز باکتریایی بررسی شده است.

تخریب فوتوکاتالیستی آلاینده های آلی با استفاده از نانوفوتوکاتالیست های نیمه هادی پراکنده در جریان های آبی و فاضلاب ها پیامدهای مفیدی از قبیل فعالیت فوتوکاتالیستی زیاد، هزینه ارزان، استفاده از نور خورشید و تجزیه کامل آلاینده ها را در بردارد. اما بازیابی و استفاده مجدد فوتوکاتالیست ها مشکل می باشد. نشانش فوتوکاتالیست ها بر روی بستر مانند بسترهای کربنی و سیلیکاتی یکی از راه حل ها می باشد، اما به دلیل کاهش فعالیت فوتوکاتالیستی ناشی از کاهش سطح و انتقال جرم چندان مناسب به نظر نمی رسد. بنابراین ارایه راهکار موثرتری که نه تنها بر بازدهی فوتوکاتالیستی تاثیر نداشته باشد بلکه منجر به بازیافت موثر نانوفوتوکاتالیست ها شود، ضروری به نظر می رسد. آنچه در این مقاله، مورد بررسی قرار گرفته است، در حقیقت مروری بر خصوصیات و انواع نانوفوتوکاتالیست های مغناطیسی، علل ظهور این مواد، ساختارهای مختلف این مواد و کاربردهای آنها در حوزه های مختلف به ویژه تصفیه آب می باشد. نانو فوتوکاتالیست های مغناطیسی به عنوان راه حلی اساسی برای حل مشکل بازیافت فوتوکاتالیست ها از محیط های حاوی آلاینده های آلی، آلاینده های رنگی، تصفیه گازهای خروجی می باشند. ما در این مقاله سعی نمودیم، به معرفی گوشه ای از ویژگی های این دسته مواد ارزشمند بپردازیم.

نقاط کوانتومی که به عنوان نانو ذرات نیمه رسانا نیز شناخته می‌شوند دارای خواص الکتریکی، نوری و فیزیکی منحصر به فردی می‌باشند. با توجه به وابستگی زیاد خواص نقاط کوانتومی به اندازه ذراتشان، تلاش‌های زیادی برای ابداع روش‌های معتبر در زمینه سنتز این نوع از نانو ذرات در ابعاد متفاوت صورت گرفته است از میان روش‌های مختلف، روش‌های شیمیای مورد توجه زیادی می‌باشند. که به دو روش عمده : روش آلی-فلزی و روش محلول در آب تقسیم می‌شوند. در این مجموعه به بررسی عوامل موثر بر اندازه و کیفیت بازده کوانتومی نقاط کوانتمی سنتز شده به روش محلول در آب پرداخته شده است.

اندازه‌گیری زاویه تماس در آزمون‌های ترشوندگی کمک شایان توجهی به علم و مهندسی سطح نموده است. بسیاری فرآیند‌های مختلف، از جمله پوشش‌دهی گرم و سرد، ریخته‌گری‌های دوغابی، صنایع مرتبط با سیستم‌های بیولوژیکی، چاپ و به طور کلی هر فرآیندی که با سیستم‌های سه فازی جامد-مایع-سیال(بخار) سر و کار دارند، از این آزمون بهره می‌برند. بنیان این آزمون بر مبنای نظریه‌ای که نخستین بار توماس یانگ ارایه نمود، بنا شده است. با این حال سادگی این آزمون و امکان داده‌برداری فوق‌العاده موجب شده است که بسیاری محققین بدون توجه به دیگر مباحث با اهمیت در ترشوندگی، به توصیف و توجیه پدیده‌ها بپردازند. مسیله‌ی پسماند زاویه تماس، یکی از این مباحث با اهمیت است که می‌بایست بیشتر مورد توجه قرار گیرد. پسماند در ترشوندگی اختلاف میان بیشترین و کمترین زاویه تماس ممکن برای سطح را نشان می‌دهد. همین نکته خود موید آن است که نمی‌بایست مطلقا به بررسی زاویه تماس اتکا نمود. در این مقاله بنیان مسیله‌ی پسماند مورد بررسی قرار می‌گیرد. با توجه به اینکه این موضوع بیشتر از نگاه ترمودینامیکی بررسی می‌شود، پسماند در حالت سکون موضوع اساسی مقاله خواهد بود. در پایان مقاله روش‌های معمول و پیشرفته‌ی اندازه‌گیری پسماند به همراه مزیت‌ و نقص‌های هر کدام مورد بررسی قرار خواهند گرفت. در نهایت امید است که مقاله حاضر بتواند نگاه محققین علم سطح را که در تمامی علوم دیگر از جمله علم و فناوری نانو، علم و مهندسی مواد، شیمی فیزیک ماده چگال و البته مواد نرم فعالیت می‌کنند، با دیگر جنبه‌های تکمیلی و اساسی‌تر مبحث ترشوندگی آشنا نماید.