فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 22 (تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ارزیابی اثر نانولوله های کربنی تک جداره بر میزان تخلخل فیلترهای نانولیفی بی بافت
    سمیه فرهنگ دهقان، فریده گلبابایی*، بزرگمهر مداح، مسعود لطیفی، حمید پزشک، مهدی حسن زاده صفحات 75-85
    تخلخل به عنوان نسبت حجم فضاهایی خالی به حجم کل فیلتر، یکی از مهمترین مشخصه های فیلتراسیون در نظر گرفته می شود. مطالعه حاضر اثر افزودن نانولوله کربنی تک جداره (SWNT) بر میزان تخلخل فیلترهای نانولیفی بی بافت پلیمری حاصل از فرآیند الکتروریسی را مورد بررسی قرار می دهد. بدین منظور دو نوع محلول الکتروریسی آماده گردید. طرح آزمایش از طریق روش رویه پاسخ تهیه شد که در آن پارامترهای الکتروریسی شامل غلظت محلول، ولتاژ دستگاه و فاصله سوزن تزریق تا جمع آوری کننده به عنوان متغیرهای ورودی و پارامترهای تخلخل و قطر الیاف به عنوان متغیر پاسخ مد نظر قرار گرفت. مطالعات ریخت شناسی الیاف تولیدی از طریق پردازش تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. در بیشتر ترکیب های آزمایشی ، اضافه کردن SWNT باعث بهبود خواص ریخت شناسی الیاف گردید. ولتاژ دستگاه بیشترین تاثیر را بر میزان تخلخل هر دو نوع الیاف PAN و PAN/SWNT داشت (به ترتیب، 39/0r = و 6/0r =). بطور میانگین درصد تخلخل مدیاهای تولید شده از الیاف PAN/SWNT(41%) نسبت به الیاف PAN (5/44%) کمتر و میانگین قطر الیاف PAN/SWNT (7/149 نانومتر) نسبت به الیاف PAN (1/108 نانومتر) بیشتر بود. در مجموع، افزودنSWNT به محلول الکتروریسی توانست باعث بهبود خواص ریخت شناسی الیاف، افزایش میانگین قطر الیاف و کاهش درصد تخلخل فیلتر مدیا گردید، با این حال بسته به شرایط مختلف الکتروریسی نتایج می توانست متفاوت باشد.
    کلیدواژگان: فیلتر نانولیفی، پلی آکریلو نیتریل، نانولوله کربنی تک جداره، تخلخل
    چکیده زبان: فارسی
  • سنتز نانوذرات آهن دوپه شده با مس و بررسی کارایی آن در حذف سم مالاتیون
    محمدحسین بیگتن، مجید ساقی * صفحات 87-94
    هدف از سنتز نانوذرات آهن صفر ظرفیتی دوپه شده با مس، بررسی کارآیی آن در حذف سم مالاتیون از محیط آبی است. نانوذرات مورد نظر با روش احیای کلرید فریک، با استفاده از کلرید آهن (III) 6 آبه، سدیم بور هیدرید و در حضور گاز نیتروژن سنتز شدند. جهت حذف موثر سم، تاثیر پارامترهایی مانند pH، زمان ماند، غلظت نانوذرات فلز، غلظت اولیه سم و دما بر کارآیی حذف مورد بررسی قرار گرفت. تصویربرداری از نانوذرات به روش میکروسکوپ الکترونی نشان داد که ذرات دارای ابعاد nm 70-30 هستند. با تحلیل الگوی XRD، وجود پیک در زوایای 317/68، 130/62، 450/37، 623/33، 257/29 θ=2 گواه وجود Fe/Cu بود. به منظور تائید حذف مالاتیون، از روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا استفاده شد و نتایج حاصل از آن نشان داد که سم مورد نظر بخوبی از محیط واکنش حذف شده است. پس از بررسی عوامل موثر، نتایج نشان داد که سیستم تحت شرایط 4pH=، غلظت mg/lit 120 از سم مالاتیون، غلظت mg/lit 100 از نانوذره و زمان ماند min 40 بیشترین کارآیی را در حذف سم مالاتیون دارد. همچنین آزمایش ها نشان داد که کارآیی حذف سم با افزایش دما، افزایش و با افزایش غلظت سم، غلظت نانوذره و pH کاهش می یابد. نانوذرات آهن دوپه شده با مس دارای مزایایی از قبیل میزان حذف بالا و زمان واکنش کوتاه است که می تواند به عنوان یک روش مفید در حذف سم مالاتیون از محیط های آبی استفاده شود.
    کلیدواژگان: مالاتیون، نانوذرات، آهن صفر ظرفیتی، مس
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • سنتز سبز نانوذرات اکسید مس و بررسی کاربردهای آن در تولید رنگ مو
    سعید جعفری راد *، سمیه پورقلی صفحات 93-103
    استفاده از عصاره گیاهان در فیتوسنتز نانوذرات، می تواند به عنوان یک روش دوست دار طبیعت و یک جایگزین مناسب ممکن، برای روش های مرسوم مانند روش های فیزیکی و شیمیایی استفاده شود. یک مسیر فیتوسنتزی با روش حرارتی کلاسیک با استفاده از گیاه شاه تره برای تولید نانوذرات اکسید مس استفاده شد. نانو ذرات اکسید مس دوپه شده برای بررسی خلوص فازها، میزان بلورینگی و میانگین اندازه بلور ذرات ها توسط پراش اشعه ایکس شناسایی شدند. آنالیز عنصری نمونه های سنتز شده برای به دست آوردن اطلاعات ساختاری توسط روش طیف سنج انرژی انتشاری اشعه ایکس آنالیز شدند. در ادامه آزمونDPPH برای بررسی فعالیت ضد رادیکالی استفاده گردید. نتایج آزمون به دام اندازی رادیکال های آزاد دی فنیل پیکریل هیدرازین نشان داد که غلظت مهار 50 درصد در عصاره متانولی گیاه شاه تره 80/59 میکروگرم بر میلی لیتر بوده است. عصاره آبی گیاه مورد مطالعه با استفاده از روش عصاره گیری تلفیقی برای فیتوسنتز نانوذرات اکسید مس (با استفاده از CuSO4.5H2O) تهیه گردید. واکنش فیتوسنتز به روش ریفلاکس انجام شد. برای بررسی اندازه، ریخت شناسی و ترکیبات شیمیایی پایدار کننده نانوذرات اکسید مس، رسوب بدست آمده توسط فن های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنج انرژی انتشاری اشعه ایکس (EDX)، پراکندگی دینامیک نور (DLS) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد آنالیز قرار گرفت. خاصیت ضدباکتریال ذرات سنتز شده در برابر چهار باکتری استافیلوکوکوس اورئوس، لیستریا مونوسیتوژن، اشرشیا کولی و سالمونلا تیفیموریوم بررسی شد که در بین این باکتری ها، در برابر استافیلوکوکوس اورئوس بیشترین فعالیت ضدباکتریال مشاهده گردید. نهایتا رنگ مو از عصاره شاه تره و نانوذرات سنتز شده از آن به روش سبز تهیه گردید. در این پژوهش، برای اولین بار در سطح دنیا عصاره آبی گیاه شاه تره با استفاده از روش عصاره گیری تلفیقی برای فیتوسنتز نانوذرات اکسید مس به کار رفت. نتایج گویای کاهش سایز نانوذرات و افزایش بازده در روش عصاره گیری تلفیقی است. روش سنتز گیاهی می تواند به عنوان روش دوست دار محیط زیست و ارزان برای تولید رنگ موی طبیعی به کار رود.
    کلیدواژگان: گیاه شاه تره، نانوذرات مس، رنگ موی طبیعی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بهبود خواص آبدوستی غشاء نانوکامپوزیتی PSF/SiO2 با استفاده از افزودنی پلیمری
    فتانه سعیدی، رامین ظفر مهرابیان * صفحات 105-112
    یکی از موادی که برای تشکیل غشاء قابلیت زیادی دارد پلی سولفون می باشد اما به دلیل ذات آبگریزی که دارد کاربردش را در غشاهای اولترا فیلتراسیون دارای مشکل کرده است. راه حلی که برای برطرف کردن مشکل آبگریزی پلی سولفون پیشنهاد می شود، اضافه کردن مواد افزودنی مختلف معدنی و پلیمری به غشاهای پلی سولفونی می باشد. نانوذرات سیلیکون دی اکسید (SiO2) به دلیل اینکه منابع تولید فراوانی بر روی پوسته زمین (سیلیس) دارد و همچنین خواص شیمیایی خوب، واکنش پذیری کم و عملکرد مناسب دارد، یکی از معروف ترین نانوذرات استفاده شده به عنوان افزودنی معدنی می باشند. در این مقاله، نانوذرات سیلیکون دی اکسید به غشاهای پلی سولفون تهیه شدند. با اضافه کردن جداگانه افزودنی های پلیمری پلی اتیلن گلیکول یا کیتوزان به غشاهای تهیه شده، خواص و عملکرد آبدوستی غشاهای نانوکامپوزیتی بهبود یافته و بهبود نیافته با افزودنی های پلیمری که با روش وارونگی فاز تهیه شدند، مقایسه و بررسی شدند. غشاهای تهیه شده با دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراکنش پرتو X (XRD)، اسپکتروسکوپی تفکیک انرژی X (EDS)، اسپکتروسکوپی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، شناسایی شدند. خواص آبدوستی غشاهای نانوکامپوزتی بهبود یافته و بهبود نیافته با آزمایشات جذب آب و زاویه تماس قطره آب برای بررسی خواص آبدوستی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده علاوه بر توزیع مناسب نانوذرات SiO2 در غشاهای بهبود یافته و بهبود نیافته PSF/SiO2، نشان دهنده عامل تشکیل دهنده منفذ بودن افزودنی های کیتوزان و پلی اتیلن گلیکول علاوه بر پلیمرهای بهبود دهنده بودن آنها بود. نتایج آبدوستی غشاهای تهیه شده نشان داد که اضافه کردن افزودنی پلیمری کیتوزان نسبت به افزودنی پلی اتیلن گلیکول خواص آبدوستی را بطور چشمگیری افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: پلی سولفون، کیتوزان، غشای نانوکامپوزیتی، نانوذرات SiO2
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • پراکندگی موج از سطوح فراکتالی با زبری نانومتری
    مجید سلامی *، سید مهدی فاضلی صفحات 113-121
    در این مقاله اثر سه طول مشخصه طول موج پرتو تابیده شده به سطح (l)، زبری (s) و طول همبستگی سطح (x) برای سطوح با زبری نانومتری با استفاده از شدت موج پراکنده شده به کمک تئوری پراکندگی موج کیرشهف مطالعه شده است. در این مطالعه مشخص شد که مقیاس طول همبستگی نقش مهمی در نوع پراکندگی از سطوح زبر با زبری نانومتری بازی می کند. تاکنون در اغلب گزارش ها برای پراکندگی موج از سطوح زبر از پارامتر بدون بعد ks استفاده شده است که این موضوع زمانی که تنها طول مشخصه سیستم s در نظر گرفته شود، مناسب است. اما با وجود طول مشخصه دیگری همچون طول همبستگی x شرایط متفاوت می شود. تا زمانی که l>>x باشد طول همبستگی تاثیری در رفتار موج پراکنده شده ندارد، ولی نتایج نشان می دهد که وقتی x در برابر l قابل مقایسه باشد نمودار تغییرات شدت پراکندگی بر حسب ks برای حالتی که k تغییر کند یا s نتایج متفاوتی حاصل می کند (k=2p/l عدد موج نور تابشی است). بدین منظور یک سطح زبر فراکتالی با ساختار نانومتری به عنوان نمونه انتخاب شده است و تاثیر پارامترهای مشخصه سطح بر شدت پراکندگی پخشی حاصل از آن مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: پراکندگی موج، سطوح فراکتال، طول همبستگی، تئوری کیرشهف
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی اثر کسر حجمی نانوذرات کاربید سیلیسم بر خواص مکانیکی و سطحی نانوکامپوزیتAl/SiCp تولید شده به روش متالورژی پودر
    حسن شریفی *، حسین رفیعی، حمید غیور، مهدی علیزاده صفحات 123-132
    هدف از انجام این پژوهش، بررسی خواص مکانیکی و رفتار سایشی نانوکامپوزیت Al/SiCp در بارهای اعمالی مختلف و کسر حجمی های 0، 1، 3 و 5 درصد از تقویت کننده نانوذرات کاربید سیلیسیم می باشد. بدین منظور نمونه ها در یک آسیا پر انرژی به مدت 1 ساعت تحت اتمسفر آرگون و با نسبت وزنی گلوله به پودر 10:1 آسیا شدند. جهت بررسی اثر بار اعمالی بر رفتار سایشی نمونه ها، آزمون سایش تحت بارهای 3، 8 و 20 نیوتن در شرایط سرعت لغزش m/s 11/0 در دمای محیط و مسافت لغزش m 1000 قرار گرفت. نتایج نشان داد در تمامی بارهای اعمالی یکسان، نمونه های کامپوزیتی نرخ سایش کمتری نسبت به آلومینیم تقویت نشده دارند. همچنین افزایش کسر حجمی ذرات تقویت کننده، باعث کاهش میزان نرخ سایش و ضریب اصطکاک نمونه های کامپوزیتی گردید که این شرایط برای نمونه Al-5vol%SiC از نمود بیشتری برخوردار می باشد. با توجه به تصاویر SEM در بار اعمالی 3 نیوتن مکانیزم غالب سایش نمونه ها، خراشان و با افزایش نیرو این مکانیزم برای تمامی نمونه ها به جز نمونه Al-5vol%SiC به حالت چسبان تغییر پیدا می کند.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، Al، SiCp، سایش، متالورژی پودر، SEM
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Effect of Single-walled Carbon Nanotubes on the Porosity of Nonwoven Nanofiber Filter Media
    S. Farhang Dehghan, F. Golbabaei*, B. Maddah, M. Latifi, H. Pezeshk, M. Hasanzadeh Pages 75-85
    Porosity is defined as a ratio of the volume of the void space in a filter medium to the total volume of the filter is considered one of the main characteristics of the filtration. The study aimed to assess the effect of adding single-walled carbon nanotubes on the porosity of nonwoven nanofiber (NFs) filter media produced by electrospinning process. For this purpose, two types of electrospin solutions were prepared. Design of experiment was made through the response surface methodology, in which thelectrospinning parameters including solution concentration, applied voltage and tip-to-collector distance were considered the input variables and percent of porosity and fiber diameter as output ones. Morphological studies were done using SEM image analysis by microstructure measurement. In most experimental runs, adding SWNTs could improve the morphological properties of nanofibers. Applied voltage had the highest effect on porosity for both PAN and PAN/SWNT media (r = 0.39, r = 0.6, respectively). In total, mean porosity of PAN/SWNTs webs (41%) was lower than PAN (44.5%) and average fiber diameter of PAN/SWNT (149.7 nm) was higher than PAN (108.1 nm). In summary, using SWNTs can lead to the improved morphological properties of NFs, increase in average fiber diameter and decrease in percent of porosity; however these effects were strongly dependent on electrospinning conditions.
    Keywords: Nanofiber filter, Polyacrylonitrile, Single, walled carbon nanotube, Porosity
    Abstract Original: Persian
  • Synthesis of Iron Nanoparticles Doped with Copper and Investigation of its Performance in Removing Malathion Toxin
    M.H. Bigtan, M. Saghi* Pages 87-94
    The purpose of synthesis of zero valent iron nanoparticles doped with copper is to study the efficiency of removing Malathion toxin from aqueous environment. The considered nanoparticles were synthesized by reduction of ferric chloride using iron (III) chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O), sodium borohydride and in presence of nitrogen gas. In order to effective remove the toxin, effects of parameters such as pH, retention time, nano-metal concentration, initial concentration of the toxin and temperature on the removal efficiency have been studied. Imaging nanoparticles as SEM indicated that the particles have 30-70 nm dimensions. Through XRD analysis, the peak existence in 2θ = 29.257, 33.623, 37.450, 62.130 and 98.317 angles was evidence of Fe/Cu presence. In order to validate removal of Malathion, the high performance liquid chromatography method was utilized and the results indicate that the toxin has well been eliminated from reaction environment. Following the effective factors investigation, the results indicate that the system under condition pH=4, concentration 120 mg/lit Malathion, concentration 100 mg/lit nanoparticle and retention time equal 40 min yielded highest efficiency at removal of Malathion. Moreover, the experiments showed that the efficiency of toxin removing increase through temperature rise and decrease when concentration of toxin, nanoparticle concentration and pH increase. The iron nanoparticles doped with Cu have many advantages such as high removal and short reaction time which could be used as helpful method for removing Malathion toxin from aqueous environments.
    Keywords: Malathion, Nanoparticles, Zero valent iron, Copper
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Synthesis of CuO Nanoparticles and Investigation on their Applications in Preparing Hair Color
    S. Jafarirad*, S. Poorgholi Pages 93-103
    The use of plant extract in the phytosynthesis of nanoparticles can be an eco-friendly approach and have been suggested as possible alternative to conventional method namely physical and chemical procedure. A convetional heating phytosynthesis route by using fumitory, was used to produce the CuO nanoparticles. The synthsized nanoparticles were characterized by XRD for the crystallinity, phase purity and average particle crystallites size. The compositional analysis of synthesized samples was carried out using EDX in order to obtain the information about their structures. The DPPH radical scavenging activity test was used to check their anti-oxidant activities. The test results for 50% of the methanol extract of hydrazine trapping free radicals diphenyl pykryl showed 59 micrograms per milliliter of the extract of that Fumariaofficinalis. Aqueous extracts was prepared using combinational method of extraction for producing of copper oxide nanoparticles (using CuSO4.5H2O). The phytosynthesis was applied by using reflux. The morphological properties and particle size of synthesized copper oxide nanoparticles have been confirmed by scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) and dynamic light scattering (DLS). We also investigate antibacterial activity against L.monocylogenes, L.monocytogens and E.coil. eventually, a natural hair color was produced using Fumariaofficinalis extract and copper oxide nanoparticles through a green method. Stable and spherical CuO nanoparticles were produced, for the first time, using different concentration of Fumariaofficinalis extract which used as precursor. The results showed a reduction in the size as well as an increase in the extraction efficiency of combinational method. The findings proved that phytosynthesis could produce natural hair color as a bio-friendly and cheap method.
    Keywords: Fumitory, CuO nanoparticles, Natural hair color
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Hydrophilic Properties of PSF/SiO2 Nanocomposite Membranes with Polymeric Additives
    F. Saeidi, R. Zafar, Mehrabian* Pages 105-112
    One of the materials which have great potential to form the membrane is polysulfone, but because of its nature of hydrophobicity, its function in ultrafiltration membranes has some problem. A solution which is proposed to solve the problem of polysulfone hydrophobicity is adding various inorganic and polymeric additives to polysulfone membranes. In this paper, silicon dioxide nanoparticles were prepared to polysulfone membranes, by adding chitosan polymer additive to prepared membranes, hydrophilic properties and performance of prepared nanocomposite membranes were examined. Membranes were prepared by phase inversion method. Prepared membranes by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fourier transformation infrared spectroscopy (FT-IR), were identified. Properties of hydrophilic nanocomposite membranes improved and not improved were studied with water uptake and water drop contact angle for hydrophilic properties. The obtained results, in addition to the proper distribution of SiO2 nanoparticles in the membranes improved and not improved of PSF/SiO2 indicated pore-forming agent of chitosan and polyethylene glycol additives in addition to polymers to improve them. Hydrophilic results of the membranes prepared showed that, the addition of chitosan polymeric additive compared with polyethylene glycol increases hydrophilic properties dramatically.
    Keywords: Polysulfone, Chitosan, Nanocomposite membrane, SiO2 nanoparticles
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Wave Scattering from Fractal Surfaces with Nanometer Roughness
    M. Salami*, S.M. Fazeli Pages 113-121
    In this paper, the effect of the length scales, wave-length (λ) of the incident wave, the roughness (σ) and the correlation length (ξ) of the surface with nanostructure, through scattered wave intensity in frame work of the Kirchhoff wave theory is studied. In this study showed that the correlation length of the surface has the effective role surface scattering. Up to now, some of the reports for wave scattering from rough surfaces are based on the product of the wave number and surface roughness kσ, which is suitable when the only characteristic length is . But despite other length scale such as correlation length ξ, situation is different. In the case of λ≫ξ, correlation length has no effects on the properties of the scattered wave, but, if ξ and λ are in comparable range, scattered wave depends on how kσ is chosen by k or σ. To justify our statements we compare our theoretical results with experimental data for the intensity profile obtained from a self-affine rough surface. For this purpose, a fractal rough surface with nanometer structure is selected for sample and the effect of its characteristic studied on the diffused scattered intensity.
    Keywords: Wave scattering, Fractal surfaces, Correlation length, Kirchhoff theory
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The Effect of Volume Fraction of the SiC Nanoparticles on Mechanical and Surface Properties of the Al/SiC Composite Produced by Powder Metallurgy
    H. Sharifi*, H. Rafiei, H. Ghayour, M. Alizadeh Pages 123-132
    The objective of the present research is to investigate mechanical properties and wear behavior of the Al/vol%SiC (x) nanocomposite under various applied loads and different volume fractions (x= 0, 1, 3 and 5) of reinforcement nanoparticles of SiC. For this purpose, the samples were milled in a high energy ball mill for 1 h under argon atmosphere with powder to ball weight ration of 10:1. To investigate the effect of the applied load on wear behavior of the samples, wear test was performed under the loads of 3, 8 and 20 N at room temperature with sliding speed of 0.11 m/s and sliding distance of 1000 m. Results revealed that under the same applied loads, the composite samples have lower wear rate compared to the un-reinforced aluminum. Also, increase of volume fraction of the reinforcement particles decreases the amount of wear rate and friction coefficient of the composite samples, among which the Al-5vol%SiC sample shows these variations to a greater extent. SEM images revealed that under the load of 3 N, the dominant wear mechanism of the samples is the abrasive mode, and that with increase of the force this mechanism changes in to the adhesive mode for all the samples except Al-vol%SiC.
    Keywords: Nanocomposite, Al, SiCp, Wear, Powder metallurgy, SEM
    Abstract View Paper Original: Persian