فصلنامه دنیای نانو
پیاپی 44 (پاییز 1395)

در بین کلیه گزینه های موجود برای انتقال گاز، تکنولوژی ذخیره سازی و انتقال گاز به کمک هیدرات از اهمیت ویژه ای برخوردار است و از نظر اقتصادی قابل رقابت با سایر گزینه های موجود است. این تکنولوژی که از منظر عملیاتی به فرایند تشکیل هیدرات معروف است دارای فاکتورهای موثر متنوعی است که هر یک از آنها بر راندمان این فرایند موثر می باشند. اگرچه تحقیقات مختلفی به منظور بهبود عملکرد هر یک از این فاکتورها انجام شده است ولی استفاده از نانوذرات نتایج خوبی را از خود نشان داده است. بطور کلی نانوذرات با افزایش سطح تماس مولکول های گاز موجب افزایش انحلال گاز در آب شده و سایت های فعال هسته زائی را در آب افزایش می دهند و درنتیجه ضمن افزایش شدت فرایند القا زمان آنرا نیز کاهش می دهند. همچنین با ایجاد سطح تماس بسیار زیاد موجب تسریع رشد کریستال های گازی شده و زماند کلی فرایند هیدرات را کم می کنند بعلاوه موجب استحکام ساختاری هیدرات شده و ظرفیت ذخیره سازی گاز درون آب را افزایش می دهند. این نتایج علاوه بر اینکه جنبه های اقتصادی فرایند هیدرات را ارتقا می دهد موجب پایداری بیشتر هیدرات شده و کاربرد این تکنولوژی را به سوی صنعتی شدن تسهیل می نماید. در این مقاله به بررسی ابعاد کمی و کیفی نانوذرات در فرایند تشکیل هیدرات گازی پرداخته می شود.

در این پژوهش، نانوکامپوزیت های جدید با زمینه پلی آمیدی PA تقویت شده با هیدروکسید دوگانه لایه ای منیزیم-آلومینیوم اصلاح شده OLDH تهیه، و خواص گرمایی آن ها بررسی گردید. PA توسط واکنش پلیمریزاسیون مستقیم تهیه شد و ساختار آن توسط روش های اسپکتروسکوپی مادون قرمز تبدیل فوریه FTIR و رزونانس مغناطیسی هسته NMR تایید شد. OLDH به صورت تک مرحله ای توسط واکنش هم رسوبی در حضور ترکیب Orange II تهیه گردید و ساختار آن توسط FTIR و الگوی پراش پرتو X تایید شد. نانوکامپوزیت ها PANC به روش محلول و قالب ریزی توسط پلی آمید سنتزی و درصدهای متفاوت از OLDH تهیه شدند. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتو X و میکروسکوپ روبشی الکترونی SEM توزیع یکنواخت مناسبی از لایه های LDH را در زمینه PA نشان داد. رفتار گرمایی PA و PANC توسط روش های آنالیز وزن سنجی حرارتی TGA در اتمسفر نیتروژن و همچنین انتقالات گرمایی نمونه ها توسط گرماسنجی روبشی تفاضلی DSC مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج TGA، افزایش لایه های LDH در مقادیر پایین، موجب بهبود خواص گرمایی PA گردید. همچنین نتایج شاخص محدودیت اکسیژن LOI، نشان داد که PA خواص دیر سوزی داشته و با افزایش OLDH تا 5 درصد وزنی، خاصیت دیرسوزی آن افزایش پیدا می کند.

ییکی از حادترین مشکلات محیط زیست در دهه های اخیر، افزایش غلظت آلاینده ها در محیط از جمله آنیون نیترات است. هدف این مقاله مطالعه و بررسی استفاده از نانوجاذب های اکسیدروی برای حذف این آلاینده و مقایسه ی این نانوجاذب ها باهم و در نهایت پیشنهاد بهترین گزینه برای جذب نیترات، می باشد. برای محاسبه برهمکنش آلاینده با نانوجاذب اکسیدروی، ابتدا تمامی ساختارها بصورت مجزا توسط روش DFT بر پایه B3LYP/6-31 G بهینه گردید و سپس کمپلکس ایجاد شده مابین یون نیترات و نانوجاذب های اکسیدروی شبیه سازی و بهینه شد. نانوجاذب های اکسیدروی بکار رفته در این تحقیق عبارتند از: 1- نانوتیوب اکسیدروی 10،10، 2- نانوتیوب اکسید روی 14،0، 3- نانو ذره ورتزیت اکسیدروی و 4- نانوقفس اکسیدروی Zn12O12 می باشد. خواص ساختاری و ترمودینامیک آن توسط روش مذکور محاسبه گردیده است که در مقایسه بین نانوجاذب های اکسیدروی، نانوتیوب اکسیدروی 14، 0 ، تمایل بیشتری به جذب آلاینده از محیط را نشان داد.

در این تحقیق یک مبدل DC-DC افزاینده ولتاژ، با بازدهی بالا مبتنی بر شارژ پمپ برای برداشت انرژی از منابع کم توان ولتاژ پایین پیشنهاد شده است. کلیدهای استفاده شده در این ساختار از نوع ترانزیستورهای تک الکترونی می باشند. ترانزیستورهای تک الکترونی ادواتی نوظهور در الکترونیک قدرت هستند که چشم اندازهای جدیدی را برای الکترونیک قدرت در مقیاس نانو باز نموده اند. نرخ تونل زنی سریع، تلفات هدایتی و سویچینگ بسیار کم و نیز قابلیت بالای مجتمع سازی این سویچها، آنها را برای استفاده در مبدلهای با فرکانس سوسچینگ بالا و در مقیاس نانو مناسب نموده است. در صورت بکارگیری آنها در مبدلهای DC-DC افراینده، با ولتاژ گیت مناسب می توان ولتاژهای ورودی بسیار پایین را نیز تقویت نمود. در مبدل پیشنهادی با استفاده از ترانزیستورهای تک الکترونی، امکان تقویت ولتاژها و توانهای پایین با بازدهی بالا فرآهم شده و قابلیت ساخت مبدل بصورت خود درایو در ابعاد بسیار کوچک محقق شده است. نتایج شبیه سازی ساختار پیشنهادی در محیط MATLAB/SIMULINK نشان می دهد که این مبدل قادر است ولتاژهای بسیار کم را تقویت نموده و در توان های ورودی بسیار کم بازدهی بالایی داشته باشد.

نانوتکنولوژی کاربرد گسترده ای در تمام مراحل تولید، پردازش، ذخیره سازی، بسته بندی و حمل و نقل محصولات کشاورزی دارد. این فناوری با کمک ابزار جدید می تواند صنایع غذایی و کشاورزی را تغییر دهد، و می تواند برای شناسایی رفتار مولکولی بیماری، تشخیص سریع بیماری و افزایش توانایی گیاهان برای جذب مواد غذایی استفاده شود. سیستم ها برای مبارزه با ویروس ها و عوامل بیماری زا محصولات می تواند در صنعت کشاورزی استفاده شوند. در آینده نزدیک دستگاه های نانومقیاس برای سلامت گیاه، تشخیص زود هنگام و تحویل مواد شیمیایی به بافت هدف برای کشاورزی هوشمند استفاده خواهند شد. در این مقاله مروری، کاربردهای نانوفناوری و فرصت استفاده از کودهای کشاورزی مورد بررسی است.

همزمان با افزایش جمعیت جهان و سرعت صنعتی سازی، دفع پساب های صنعتی خطراتی را بر محیط زیست تحمیل می کند که در حال تبدیل شدن به بزرگترین نگرانی برای توسعه پایدار جامعه انسانی است. تصفیه پساب، هدف ضروری برای حفظ اکوسیستم جهانی و بهبود کیفیت محیط زیست است. روش های متعددی برای حذف آلاینده ها از پساب ها بکار گرفته شده است. در میان آنها، فرایند تخریب فوتوکاتالیستی به عنوان یکی از روش های متداول تصفیه این امکان را فراهم می آورد که طیف وسیعی از آلودگی های آلی را طی واکنش های سریع و در شرایط ملایم به آب و دی اکسید کربن تبدیل کند. از میان فوتوکاتالیست ها، دی اکسید تیتانیوم بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. از آنجایی که عمدتا واکنش ها در سطح فوتوکاتالیست رخ می دهند، یک فوتوکاتالیست خوب لازم است دارای مساحت سطح بالای در دسترس برای جذب و تخریب آلاینده ها باشد. با این حال، ظرفیت جذب ضعیف ناشی از مساحت سطح پائین تیتانیای تجاری، همچنین شکل گیری سریع کلوخه ها در سوسپانسیون ها بازدهی فوتوکاتالیست را محدود می کند. یکی از روش های کارامد به منظور افزایش مساحت سطح ویژه و ظرفیت جذب، توزیع گونه های تیتانیا بر روی سطح یک پایه متخلخل مانند آئروژل سیلیکا است. آئروژل سیلیکا علاوه بر این که یک پایه قوی و پایدار با مساحت سطح بالا است، رشد دانه ها و همچنین تغییر شکل فازی از آناتاز به روتیل طی فرایند کلسینه شدن را مهار و محدود کرده و بنابراین سبب افزایش قدرت فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم می گردد.

سیستم های دارورسانی یکی از روش های ایده آل برای مراقبت از سلامت انسان است که در آن دارو با یک سرعت ثابت آزاد می شود و غلظت آن در خون همواره ثابت است. مزوحفره های خالص و اصلاح شده ی SBA-15 که ساختاری شش وجهی با حفراتی در مقیاس نانو دارند، ویژگی همانند کندوی زنبور عسل دارا هستند که اخیرا توجه زیادی از دانشمندان را به منظور کاربرد در دارورسانی جلب کرده است. در این مقاله، تهیه، آنالیز و کاربرد انواع مختلفی از SBA-15 اصلاح شده به عنوان حامل دارو بررسی می شود.