فهرست مطالب

نانو مقیاس - سال دوم شماره 2 (پیاپی 6، تابستان 1394)

فصلنامه نانو مقیاس
سال دوم شماره 2 (پیاپی 6، تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/05/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • رسول ملک فر*، عمار شاکر هادی العطار، مرضیه ندافان صفحه 19
    کلوئید نقره سیتراتی با اندازه ی نانوذرات nm 17 به روش لی و میسل فراهم گردید. سپس با استفاده از روش محلولی-ژله ای نانوکامپوزیت نانولوله های کربنی چنددیواره/تیتانیای آلائیده به نانوذرات نقره TiO2 Ag/MWCNTs تهیه شد. با استفاده از دستگاه پتانسیل سنج زتا، اندازه ی نانوذرات نقره زیر nm20 تخمین زده شد. با استفاده از طیف سنجی رامان، درصدهای متفاوتی از نانولوله های کربنی چنددیواره ی عامل دار شده درون بستر تیتانیای آلائیده به نانوذرات نقره ردیابی شد که یکی از عوامل تاثیرگذار بر جابجایی فرکانس نوارهای رامان است. نوار G cm-1 1583 یکی از نوارهای اصلی نانولوله های کربنی در بستر فوق مورد بررسی قرار گرفت و جابجایی آن که تابعی از غلظت نانولوله های کربنی بود بدست آمد. با توجه به میزان جابجایی قله این نوار، کرنش تراکمی نانولوله های کربنی درون این بستر محاسبه گردید که به میزان قابل توجهی بیشتر از مقدار گزارش شده در کارهای مشابه می باشد.
    کلیدواژگان: تیتانیا، طیف سنجی رامان، کرنش تراکمی، نانوذرات نقره، نانولوله های کربنی چنددیواره
  • حسن ربانی*، محمد مردانی، مریم زندیان صفحه 25
    در این مقاله با استفاده از روش تابع گرین و در رهیافت تنگابست، به بررسی رسانش الکتریکی یک شبکه ی نردبان نامتناهی که قسمتی از آن واپیچیده است، می پردازیم. برای این منظور اثرات تغییر همپوشانی اربیتال های اتم های همسایه و پیچش را در پارامترهای پرش قسمت واپیچیده وارد می کنیم. همچنین با توجه به تقارن های هامیلتونی سامانه، مسئله مورد نظر به مسئله ی دو زنجیره ی ساده تقلیل می یابد. نتایج محاسبات عددی نشان می دهد که رسانش الکترونی قویا به میزان پیچش و ضریب تغییر قدرت همپوشانی اربیتالی وابسته است. افزایش واپیچیدگی در نردبان مرکزی باعث کوچک تر شدن پنجره انرژی آن شده و در نتیجه ناحیه ی رسانش تشدیدی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: رسانش الکترونی، تنگابست، شبکه نردبانی، واپیچش
  • جلیل بدراقی*، الهه پورفخرایی صفحه 41
    آلودگی های نفتی از مشکلات اجتناب ناپذیری است که کشور ایران به عنوان کشوری نفت خیز با آن روبه رو است. بسیاری از این آلودگی ها در اکوسیستم های آبی رخ می دهد که سبب مرگ بسیاری از آبزیان، ورود آنها به زنجیره غذایی و مشکلات سلامتی جوامع بشری می شود. برای حل این مشکل تدابیری اندیشیده شده که استفاده از نانوذرات به عنوان روشی نوین مطرح است. در این طرح سنتز نانوذرات اکسیدآهن مگنتیت با هدف روشی کاربردی برای جدایش نفت از آب به کار گرفته شده است. این نانوذرات سازگازی زیستی داشته و با استفاده از خاصیت مغناطیسی قابل هدایت و بازیابی هستند. طبق نتایج آزمایش جدایش نفت از آب به خوبی صورت پذیرفت و نفت حاصل در آنالیز گاز کروماتوگرافی تغییر معناداری نشان نداد. با توجه به نتایج این پژوهش نفت جدا شده قابل بازیابی بوده و می توان آن را به چرخه اقتصادی کشور بازگرداند و از هدر رفت سرمایه ی ملی جلوگیری نمود.
    کلیدواژگان: آلودگی نفتی، اکوسیستم آبی، نانوذرات اکسید آهن، بازیابی نفت
  • الهام رحمانیان، علی ساجدی مقدم، امیر بیات، اسماعیل ساعی ور ایرانی زاد، رسول ملک فر* صفحه 63
    نانوصفحه های دیسولفیدمولیبدن به دلیل ظهور پدیده های جالب فیزیکی و نیز قابلیت استفادهی گسترده در زمینه های مختلف همچون ترانزیستورهای اثر میدان، باتری های یون لیتیمی و حسگرهای گازی مورد توجه قرار گرفتهاند. با این حال، یافتن روش هایی به منظور تولید نانوصفحه ها در مقیاس گسترده و به صورت ارزان یکی از چالش های اساسی در توسعهی هر چه بیشتر این نانوساختارها محسوب میشود. در این تحقیق، رویکرد لایهبرداری مبتنی بر حلال برای سنتز نانوصفحه های دوبعدی دیسولفیدمولیبدن به کمک ترکیب حلالهای آب و اتانول معرفی میشود. استفاده از این ترکیب شامل مزیتهای برجستهای همچون تولید نانوصفحه هایی با ضخامتی در ابعاد اتمی، کاهش حضور ماده حلال در نمونه، بازدهی بالا در تولید نانوصفحه ها از نمونه تودهای و نیز پایداری تعلیق بدست آمده میباشد. ساختار فونونی بلوری، گاف انرژی و ریختشناسی نانوصفحه های تولید شده به ترتیب با استفاده از پراکندگی رامان، طیفسنجی جذبی، و میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی و کنترل شد. نسبت حجمی بهینه برای حلالهای آب و اتانول به ترتیب 55% و 45% بدست آمد. مشخصهیابی اپتیکی این نانوصفحه ها به کمک طیف جذبی، گاف انرژی 7/1 الکترون ولت رابرای نانوصفحه های چندلایه نشان داد. تجزیه و تحلیل داده های مذکور موید تولید نانوصفحه های چندلایه دیسولفیدمولیبدن است.
    کلیدواژگان: دیسولفیدمولیبدن، کالکوژنهای فلزات واسطه، لایهبرداری مبتنی بر حلال، نانوصفحه ها
  • بهار مشگین قلم، حمید طلوع، محمدتقی احمدی*، Anthony Centeno صفحه 69
    مواد پایه گرافنی با ویژگی های برجسته نوری و الکتریکی بهمنظور بهبود حساسیت و در نتیجه عملکرد واحد پذیرنده در حسگر زیستی تشدید پلاسمون سطحی )SPR( مورد توجه محققان قرارگرفتهاند. در این مقاله تغییرات ترا کم حاملها ناشی از عناصر عاملدار، به صورت تغییرات رسانندگی در حسگر زیستی )SPR( پایه گرافنی مدلسازی شده است. خواص مولکولی مانند الکترونگاتیویته، جرم مولکولی و گروه جدول تناوبی موثر در نظر گرفته شده اند. معادله تغییر ضریب شکست تعریف و ضرایب مربوطه ارائه شده اند و در نهایت مدل تئوری از روی داده های تجربی برای تفسیر تغییرات منحنی SPR، ارائه شده است.
    کلیدواژگان: تشدید پلاسمون سطحی، حسگر زیستی، گرافن، مدلسازی
  • سید سلمان سید افقهی، رضا پیمان فر، شهرزاد جوانشیر، عبدله جاویدان صفحه 73
    در این تحقیق نانوکامپوزیت مغناطیسی چندعنصره بر پایه نانولوله های کربنی چند دیواره عاملدار شده MWCNT/6MnO3.2La0.2Sr0.Ba0 تهیه و برای تقویت شدت و پهنای نوار جذبی در محدودهی فرکانس X امواج ریزموج استفاده شد. ابتدا نانوذره مغناطیسی 2La0.2Sr0.Ba0 و 6MnO3 به روش سل-ژل سنتز شد. سپس سطح نانولوله های کربنی با استفاده از مخلوط 3 به 1 سولفوریک/نیتریک اسید تحت امواج فراصوت و همزن مکانیکی به طور همزمان، با گروه های عاملی کربوکسیلیک عاملدار شدند. در مرحله بعد نانولوله های کربنی عاملدار شده با استفاده از پلیمر پلی متیل متا کریلات در کورهی گاز آرگون با نانوذرات مغناطیسی پوشش دادهشدند. ساختار بلوری و مورفولوژی نانوذره سنتز شده و پوششدهی مناسب نانولوله های کربنی بااین نانوذرات به کمک FTIR،VSM،XRD،FESEM بررسی و تایید شد. در نهایت، نمونه های جاذب با پخشکردن مناسب نانوذره مغناطیسی و نانوکامپوزیت در پلی اورتان بوسیلهی امواج فراصوت آماده و میزان جذب یا افت انعکاس نمونه های جاذب در محدودهی فرکانس GHz 4/12-2/8 بررسیشد. نانوذره 6MnO3.2La0.2Sr0.Ba0 دارای بیشینه افت انعکاس dB 46/14 در ناحیه GHz 74/10 بود و در این ناحیه با پهنای باند GHz 72/1 جذب بیش از dB 10 از خود نشانداد. همچنین نانوکامپوزیت MWCNT/6MnO3.2La0.2Sr0.Ba0 دارای جذب dB 97/22 امواج ریزموج در ناحیه GHz 45/11 و با پهنای باند GHz 29/2 جذب بیش از dB 10 میباشد. این نتایج Ba نشان میدهدا گر چه نانوذره سنتزشده 6MnO3.2La0.2Sr0.0 خود به تنهایی دارای خاصیت جذب امواج ریزموج بوده و جاذب
    کلیدواژگان: جاذب امواج ریزمو ج، سل، ژل، نانوکامپوزیت مغناطیسی، نانولولهی کربنی
  • سینا سلیمانی، سعید گل محمدی* صفحه 97
    در این مقاله با یک روش جدید که بر اساس مختصات سیلندری می باشد، به معرفی تابع دی الکتریک غیرایزوتروپیک برای نانولوله ی کربنی چندجداره پرداخته شده است. نانولوله ای با شعاع داخلی 22 نانومتر و شعاع خارجی 25 نانومتر که داخل آن با ماده ی دی الکتریک پلی سیلیکون پر شده است برای هدایت امواج نوری بصورت پلاسمون پلاریتون های سطحی مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به قابل تغییر بودن سطح فرمی در صفحات گرافنی نانولوله، با اعمال میدان الکتریکی هدایت دینامیک آن را در نقطه ای تغییر داده ایم که از هدایت پلاسمون پلاریتون های سطحی جلوگیری کرده و می تواند به عنوان یک سوئیچ نوری عمل نماید.
    کلیدواژگان: پلاسمون پلاریتون های سطحی، تابع دی الکتریک، غیرایزوتروپیک، گرافن، نانولوله های کربنی چندجداره
|
  • A. Shakir Hadi Al Attar, R. Malekfar*, M. Nadafan Page 19
    Citrate colloidal silver nanoparticles were synthesized with 17 nm by Lee and Meisel technique. TiO2-Ag/MWCNTs nanocomposites were synthesized by sol-gel method. The size of colloidal silver nanoparticles were estimated under 20 nm by Dynamic Light Scattering DLS and Zeta analyzer. By Raman spectroscopic methodology different loading of MWCNTs into TiO2-Ag matrix were scanned in which it is an effective factor in shifting Raman frequencies bands. G band 1583 cm-1 that is one of the main bands of MWCNTs in above matrix, was analyzed and evaluated according to the shift of this band as a function of different loading percentages of MWCNTs. According to the amount of shifting of this band, the compressive strain of MWCNTs in the matrix was calculated that is more remarkable than the amount of the reported values in similar works.
    Keywords: Ag nanoparticles, MWCNTs, Raman spectroscopy, Compressive strain, Titania
  • H. Rabani*, M. Mardaani, M. Zandiyan Page 25
    In this paper, we study the electronic transport of an infinite ladder network that a part of it is twisted by using Green’s function method at the tight-binding approach. For this purpose, we insert the effects of orbital overlapping of the neighbor atoms as well as the effect of twisting, in the tight-binding parameters of the twisted part. Moreover, due to the symmetric considerations of the system Hamiltonian, the under consider problem reduces to the problem of the two simple chains. The numerical results show that the conductance dramatically depends on amount of twisting and the coefficient of variation of orbital overlapping strength. Increasing of twisting in the center ladder causes the decreasing of its energy window and consequently the resonance region becomes smaller.
    Keywords: electronic conductance, tight, binding, ladder network, twisting
  • E.Pourfakhraei, J.Badraghi *, A.Banaei, F.Mamashli, S.Ashkevarian Page 41
    Oil contaminations are a problem that Iran, as a country having oil reserves, faces it. These contaminations mostly occur in aquatic ecosystems and cause death of many aquatic organisms, their entrance in food chain, and health problems in human societies. Many solutions have been proposed for this problem and using nanoparticles has been introduced as a new approach. In this project, iron oxide nanoparticles have been synthesized in order to be used in separating petroleum from water. These nanoparticles are biocompatible and could be directed and recovered by magnetism. Based on our experiments, nanoparticles were successful in separating petroleum from water. Furthermore, the recovered petroleum was analyzed by Gas Chromatography and showed no significant change. According to the results of current investigation, the separated petroleum could be recovered and returned to the economic cycle of the country and inhibit the loss of national wealth.
    Keywords: Oil contaminations, aquatic ecosystem, Iron oxide nanoparticles, Oil recovery
  • E. Rahmanian, A. Sajedi Moghaddam, A. Bayat, E. Saievar, Iranizad, R.Malekfar* Page 63
    Two dimensional molybdenum disulfide nanoflakes; due to the emergence of new physical phenomena as well as promising practical applications such as field effect transistors, lithium ion batteries and gas sensors, have attracted considerable attention. However, finding new ways for large-scale production in a cost-effective way is one of the main bottlenecks in the development of these nanostructures. In this study, solvent-based exfoliation approach is introduced for the synthesis of two dimensional molybdenum disulfide nanoflakes by the use of ethanol/water mixture. Using this mixture offers distinct advantages including production of atomic scale nanoflakes, reduced residues of solvent used, high yield and high stability of suspension. Crystal phononic structure, energy gap and morphology of the synthesized nanoflakes have been investigated by using Raman scattering, absorption spectroscopy and atomic force microscopy, respectively. The optimum volume ratio for water and ethanol solvents was obtained equal to 55% and 45%, respectively. Optical characterization using absorption spectrum of the nanoflakes showed an energy gap of 1.7 eV for multilayer nanoflakes. The reported data reveals the production of two dimensional molybdenum disulfide nanoflakes.
    Keywords: Molybdenum Disulfide, Transition Metal Chalcogenides, Solvent, Based Exfoliation, Nanosheets
  • H. Toloue, B. Meshginqalam, M.T. Ahmadi*, A. Centeno Page 69
    G raphene based materials with outstanding optical and electrical characteristics attract substantial interest of the researchers to improve sensitivity and performance of sensing element of surface Plasmon resonance (SPR) based biosensors. In this research carrier density variation because of functionalized element on graphene based SPR biosensor modeling is employed. The molecular specifications such as electro-negativity, molecular mass and periodic table group effect are engaged. The refractive index shift equation is defined and related coefficients are proposed. Finally a semi-empirical model for interpretation of changes in SPR curve is suggested.
    Keywords: Surface Plasmon Resonance, Bio, sensor, Graphene, Modeling
  • S.S. Seyyed Afghahi*, R. Peymanfar, S. Javanshir, A. Javidan Page 73
    In this research, MWCNT-based nanohybrids made of functionalized multi-walled carbon nanotubes with multi-element magnetic nanocomposites Ba0.2Sr0.2La0.6MnO3/MWCNT were prepared and used to strengthen the intensity and absorbing frequency bandwidth and maximum microwaves absorption in X-band. Initially Ba0.2Sr0.2La0.6MnO3 NPs was synthesized by sol-gel method. Afterwards, the MWCNT was functionalized with carboxylic functional group by acid treating in a mixture of sulfuric/nitric acid in 3:1 ratio (V/V) using ultrasonic irradiation and mechanical stirring simultaneously. The functionalized MWCNT was then coated with these NPs using poly methyl methacrylate (PMMA) in an argon atmosphere furnace. The crystal structures and morphology of synthesized nanoparticles and suitable coating of carbon nanotubes with these nanoparticles were characterized and confirmed by FESEM, XRD, VSM, FTIR analysis. Finally absorbent samples were prepared by dispersion of magnetic NPs and nanocomposite in polyurethane in an ultrasonic bath and the absorption or reflection loss for absorbing samples was investigated at the frequency range of 8.2 – 12.4 GHz. The maximum reflection loss of Ba 0.2Sr0.2La 0.6MnO3 NPs was -14.46 dB at 10.74 GHz with a bandwidth of 1.72GHz (more than –10 dB) and the maximum reflection loss for Ba0.2Sr0.2La0.6MnO3/MWCNT nanocomposite was -22.97 dB at 11.45GHz with a bandwidth of 2.29GHz (more than –10dB). These results indicated that albeit Ba 0.2Sr0.2La 0.6MnO3 NPs has its own microwave absorption properties and could be a good absorber in X-band, but the microwave absorption properties of the hybrid Ba 0.2Sr0.2La 0.6MnO3/MWCNT nanocomposites are significantly enhanced.
    Keywords: Microwave absorbant, Sol, gel, Magnetic nanocomposite, Carbon nanotube
  • S. Soleymani, S. Golmohammadi Haris* Page 97
    In this paper we utilized a new method in definition of anisotropic permittivity function of multi-wall carbon nanotubes, which is based on cylindrical coordination. Nanotube with inner radius of 22nm and outer radius of 25nm and having its inside filled with poly-silicon as a dielectric material, utilized for guiding surface plasmon polariton waves. Thanks to adjustable Fermi level of graphene sheets in nanotube, we can change dynamic conductivity of them by applying external electric field and design a tunable plasmonic switch.
    Keywords: Anisotropic, Graphene, Multi, wall carbon nanotube, Permittivity function, Surface plasmon polaritons