فهرست مطالب

نانو مقیاس - سال نهم شماره 3 (پیاپی 35، پاییز 1401)

فصلنامه نانو مقیاس
سال نهم شماره 3 (پیاپی 35، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/14
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سیده مریم حسینی، سیده مهری حمیدی*، فاضل جهانگیری صفحات 1-10

    تابش الکترومغناطیسی تراهرتز برای کاربردهای فراوانی از جمله تصویربرداری و طیف سنجی سودمند است. در این مقاله، امیتر دولایه ه ای Fe/Pt با توجه به ضخامت لایه ها بهینه شد و با مدل سازی میدان تابشی تراهرتز، تاثیر زیرلایه های sapphire، Glass، Tungsten و MgO بر ضخامت بهینه امیتر تراهرتز اسپینترونیکی Fe/Pt بررسی شد. مدل استفاده شده در این مقاله، قطبش اسپینی، پخش و تجمع اسپینی در لایه های Fe و Pt و ویژگی های الکتریکی و نوری لایه ها را در نظر می گیرد.

    کلیدواژگان: تابش تراهرتز، جریان اسپینی، اثر اسپین هال معکوس، امیتر اسپینترونیکی تراهرتز بهینه
  • پروین بهزادی، پیمان امیری*، سید احمد کتابی، امیر علی اکبری صفحات 11-19

    در این مقاله ویژگی نوری نانوورقه و نانولوله دسته صندلی (6،6) ترکیب As2GeSe (بخش حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک، تابع اتلاف انرژی، ضریب شکست، ضریب بازتاب و ضریب جذب) با استفاده از نظریه تابعی چگالی و روش  شبه-پتانسیل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از ویژگی نوری نانوصفحه، ناهمسانگردی این ترکیب را به خصوص در انرژی های پایین و میانی نشان می دهد. رفتار تابع دی الکتریک این ماده مانند مواد نیم رسانا است. بیشتر قله های قسمت موهومی تابع دی الکتریک برای راستاهای درون صفحه ای نانوورقه و رشد نانولوله از انرژی های پایین تا حدود 6 الکترون ولت شروع می شود. انتقال های نوری در زیر تراز فرمی به اوربیتال های p برای اتم های As، Ge وS و در بالای تراز فرمی به اوربیتال های p اتم های Se و As مربوط هستند. نتایج ما نشان می دهد که بیشترین بازتاب برای نانوورقه، در راستای درون صفحه ای در انرژی 66/5 الکترون ولت برابر با 46% است.

    کلیدواژگان: خواص نوری، نانوورقه، نانولوله، ترکیب As2GeSe، نظریه تابعی چگالی
  • غلامرضا کیانی*، ایوب کریم زاد قویدل، مهسا مهدوی نیا صفحات 20-37
    درپژوهش حاضر، حسگرهایی بر پایه گرافن برای شناسایی گاز آمونیاک طراحی شده و اثر احیا کننده های آنیلین و هیدرازین هیدرات بر مشخصات مهم حسگر مورد بررسی قرار گرفته است. گرافن سنتز شده با دستگاه های SEM و XRD مورد شناسایی قرار گرفت. میکروگراف های SEM نشان داد که صفحات اکسید گرافن احیا شده به صورت صفحات مچاله شده و هندسه نامنظم هستند که تغییر در ریخت شناسی در طول فرایند احیا قابل رویت است. پیک پهن و صاف در طیف XRD مشاهده شد که بیانگر قرارگیری تصادفی و نامنظم صفحات گرافن روی هم و لایه لایه شدن کامل اکسید گرافن است. نتایج ارزیابی هر دو نوع حسگر گرافنی احیا شده با هیدرازین هیدرات و آنیلین نشان داد که اکسید گرافنی که با آنیلین احیا شده، عملکرد مطلوبی را با حداکثر تغییرات نسبی مقاومت 38 درصدی و زمان پاسخ 7/6 دقیقه برای ppm 5 از گاز آمونیاک دارد. این پژوهش موفق شد با بکارگیری اکسید گرفن احیا شده با آنیلین، حساسیت و زمان بازگشت حسگر تشخیص گاز آمونیاک را برای غلظت های کمتر از ppm 10، به ترتیب بیش از 48 درصد (حساسیت حسگر /ppm 6/7%) و 75 %، در مقایسه با ایده آل ترین نمونه های گزارش شده، بهبود دهد.
    کلیدواژگان: گرافن، حسگر گاز آمونیاک، اکسید گرافن، آنیلین، هیدرازین هیدرات
  • سروین محمدی اقدم* صفحات 38-45
    در این پژوهش، نانوساختارهای مغناطیسی Fe3O4@Ag-Cu با استفاده از روش ارزان و دوست دار محیط زیست به منظور افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی برای نخستین بار تهیه شد. نانوساختارهای مغناطیسی در حضور عصاره سرخ ولیک به عنوان عامل کاهنده و عامل پوشاننده و با استفاده از روش رسوب دهی تهیه شده اند. در این پژوهش، ابتدا نانوذرات آهن سنتز شده، سپس نانو ذرات نقره و مس بر آن قرار داده شد. نانوذرات مغناطیسی سنتز شده با استفاده از روش رسوب دهی سنتز شده است. نمونه های مغناطیسی سنتز شده با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ (FT-IR)، مغناطیس ارتعاشی (VSM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و میکروسکوب الکترونی روبشی (SEM) شناسایی شد. ریخت شناسی کروی، اندازه کوچک، خاصیت مغناطیسی بالا و کلوخه شدگی پایین از ویژگی های نانو ساختارهای مغناطیسی سنتز شده بوده است. نانوساختارهای مغناطیسی تهیه شده در تخریب آلاینده های آلی رنگ در فاضلاب آبی به کار برده شده اند. نتایج نشان داده است که درصد تخریب مواد رنگی فاضلاب آبی شامل اریتروسین و کنگو رد (Congo red) به ترتیب 96/3% و 89/6% درصد پس از 50 دقیقه تابش نور UV است. علت افزایش تخریب در رنگ های کاتیونی را می توان به بار سطحی مثبت و گروه های اکسیژن نسبت داد. به طور کلی نتایج اثبات کرد که نانوساختارهای مغناطیسی Fe3O4@Ag-Cu می تواند یک نامزد مناسب برای کاربردهای فوتوکاتالیستی معرفی شود. همچنین، داده ها اثبات می کند که نانو ساختارهای مغناطیسی سنتز شده دارای خاصیت تخریب بسیار بالا پس از چند بار استفاده مجدد هستند.
    کلیدواژگان: نانو ساختارهای مغناطیسی، اریتروسین، کنگو رد، فوتو کاتالیست
  • مالک نادری*، ندا عربی، میلاد رضایی صفحات 46-54

    در این پژوهش، سنتز نانوساختار های دوگانه هسته پوسته سیلیکا- طلا- پلاتین با بهره گیری از روشی نوین محقق شد. در ابتدا نانوذرات سیلیکا کروی، با توزیع یکنواخت و اندازه ذرات حدود 200 نانومتر، به روش استوبر سنتز شدند و پس از اصلاح سطح با APTESکه یک عامل سطح ساز است، به عنوان قالب استفاده شد. در ادامه، نانوساختار دوگانه هسته پوسته سیلیکا-طلا-پلاتین بر اساس جذب الکترواستاتیک بین هسته و پوسته ایجاد شد. سپس، با استفاده از روش های آنالیزFESEM ،HR-TEM ، XRD و FTIR به بررسی خواص نانوساختارها پرداخته شد و پس از بررسی های دقیق صحت تشکیل ساختار مورد نظر تایید شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری حاکی از تشکیل پوسته پیوسته ای متشکل از نانوساختار هسته پوسته طلا-پلاتین است که به صورت پوششی همگن با ضخامت حدود 15 نانومتر، روی سطح نانوذرات سیلیکا قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: نانومواد، نانو ساختار، هسته پوسته دوگانه، سیلیکا، طلا، پلاتین
  • کاظم بهنام پور، حسن الله داغی*، محمد زیرک، جواد باعدی، عیسی کهن باغخیراتی صفحات 55-65

    در این مطالعه، یک روش سبز، مقرون به صرفه، آسان، غیر سمی و سریع برای سنتز نقاط کوانتومی کربنی (CQDs)  از طریق تابش امواج مایکروویو با استفاده از گیاه کمای با نام علمی Ferula assa-foetida  به عنوان منبع کربن گزارش شده است. اثر زمان و توان تابشی امواج مایکروویو بر میزان جذب نوری و خاصیت نورتابی CQDs بررسی شد. نقاط کوانتومی کربنی که تحت زمان و توان تابشی بهینه (10 دقیقه، 100 وات) تهیه شدند، دارای فلورسانس آبی درخشان با بازده ی کوانتومی 33% هستند، که بازده ی بالایی در میان CQDs سنتز شده به کمک زیست توده ها است. نتایج FTIR و SEM-Mapping، وجود اتم های نیتروژن و گوگرد در ساختار را تایید کردند. تصاویر TEM نشان دهنده ذرات شبه کروی CQDs با اندازه ی متوسط nm 6 است. با توجه به پتانسیل بالای نقاط کوانتومی کربنی سنتز شده، به کمک آن ها فیلم PVA-CQDs تهیه شد. PVA-CQDs تهیه شده فلورسانس آبی قوی همراه با شاخصه ی مختصات (121/0 ،158/0) CIE را نشان می دهند.

    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، کربن، سنتز سبز، نورتاب، کمای (Ferula assa-foetida)
  • آرش منتظری*، محمدرضا میرزایی، احمد احمدی دریاکناری صفحات 66-73

    جداسازی مشتقات و آلودگی های نفتی از آب یکی از زمینه های مورد اهمیت در صنعت و تصفیه فاضلاب های روغنی صنعتی است. سنتز نانومیکرو ساختارهای معدنی بر مواد متخلخل به منظور جداسازی مشتقات از آب تحت دما و فشار های به نسبت بالا، یک روش بسیار موثر محسوب می شود. در این پژوهش، نانوساختارهای کبالت-فسفر با استفاده از یک روش الکتروشیمیایی تک مرحله ای بر فوم نیکل نشست داده شد. سپس، پس از فرایند رسوب گذاری کبالت-فسفر به روی فوم نیکل، دو نوع محلول روغن دیزل و روغن خوراکی، برای جداسازی روغن از آب مورد بررسی قرار گرفته شد. در این روش، تاثیر غلظت هیپوفسفیت سدیم و اعمال ولتاژهای پالسی بر روی الکترولیت بررسی شد. غلظت های متفاوت هیپوفسفید سدیم با مقدارهای 100، 300 میلی مولار و بدون هیپوفسفیت سدیم در محلول الکترولیت ایجاد شد. سپس، بر فوم نیکل پوشش داده شد. ریخت شناسی و شناسایی پوشش های ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، طیف سنجی پراش پرتو ایکس (EDX) ، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) ، الگوی پراش پرتو ایکس XRD  ، طیف سنجی نشر اتمی (ICP) و زاویه تماس مورد بررسی قرار گرفته شد. در ادامه، عملکرد جداسازی روغن از آب با استفاده از بازده وزنی جداسازی و زاویه تماس روغن مورد بررسی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: رسوب الکتروشیمیایی: ابر روغن گریزی: کبالت، فسفر
  • سحر بهزادی، مهدی هدایتیان*، پریا همتی صفحات 74-86

    در این مقاله، مشخصه جریان آشفته نانوسیالات آب-اکسید گرافن به طور کامل بررسی شده است. همچنین، اثرات برخی از پارامترهای مهم مانند غلظت نانوذرات اکسید گرافن و عدد رینولدز بر سرعت انتقال حرارت ارایه می شود. محدوده غلظت نانوسیال از صفر تا یک درصد وزنی نانوذرات اکسید گرافن در نظر گرفته شده است و در یک مبدل حرارتی دو لوله‏ای جریان مخالف در شرایط جریان آشفته که عدد رینولدز بین 80000 تا 180000 انتخاب می‏شود؛ موضوع تاثیر نانوکاتالیست اکسید گرافن در میزان انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد گرانروی نانوسیال نسبت به سیال پایه (آب) حداکثر 23 درصد افزایش یافته است. همچنین، افزایش 25/4 درصدی هدایت حرارتی در نانوسیال حاضر در مقایسه با حداقل مقدار آن برای آب وجود دارد. با در نظر گرفتن داده‏ های به دست آمده از این مطالعه، عدد ناسلت، ضریب انتقال حرارت هدایتی، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی داده‏ها، نتایج این مطالعه با مطالعات قبلی و داده‏های آزمایشگاهی مقایسه شده است. حداکثر، نانوسیال دارای 23 درصد افزایش در ضریب اصطکاک، 69/7 درصد افزایش در ضریب انتقال حرارت هدایتی، 37 درصد رشد در عدد ناسلت در مقایسه با سیال پایه است. با این حال، ضریب عملکرد حرارتی حداکثر 1/85 افزایش می‏یابد. با توجه به نتایج به دست آمده، می توان از نانوسیال حاضر در مبدل های حرارتی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: مبدل حرارتی، اکسید گرافن، نانوسیال، جریان مغشوش، مدل سازی ریاضی
  • عظیم سلطان آبادی*، طاهره نعمتی صفحات 87-95
    در این پژوهش، شبیه سازی دینامیک مولکولی برای برهمکنش های بین مولکول های داروی مکلورتامین در حالت خالص، در محیط آبی، با نانولوله کربنی تک جداره از نوع صندلی (6، 6) و با نانولوله کربنی عاملدار شده با (COOH) بررسی شده است. با استفاده از میدان نیروی OPLS، شبیه سازی دینامیک مولکولی برای تعیین خواص ساختاری و داینامیکی این دارو با نانولوله انجام شد. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی خواص میکروسکوپی و خواص داینامیکی مانند دانسیته، تابع توزیع شعاعی (RDF)، میانگین مربعات جابجایی (MSD) و نفوذ مولکول های دارو در محیط آبی، همراه با نانولوله کربنی و نانولوله کربنی عاملدار شده محاسبه شدند. نتایج حاصل از RDF، نشان داد که جذب بین مولکول داروی مکلورتامین بر روی سطح نانولوله کربنی تحت تاثیر گروه عاملی است همچنین، نتایج MSD و RDF بیان میکند که پیوندهای هیدروژنی نقش اساسی در خواص ساختاری و دینامیکی این مولکول را دارد.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، مکلورتامین، تابع توزیع شعاعی، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • وحید مرادی، سپیده کتابی*، مرجانه صمدی زاده، الهه کنوز، نسرین مسن آبادی صفحات 96-103
    کاربرد زیستی نانولوله های کربنی در دارورسانی هدف اصلی ما در این پژوهش است. به این منظور به بررسی امکان برهم کنش کلرامبوسیل و ملفالان با سطح خارجی نانولوله ی کربنی به عنوان حامل دردو فاز گازی و محلول پرداخته ایم . در نخستین مرحله، هر یک از ساختار ها با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتمی مدل سازی شدند و در مرحله بعدی، انرژی آزاد حلال پوشی و انرژی آزاد برهم کنش در فاز محلول با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و روش اختلال  مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج محاسبات نظریه تابعیت چگالی در فاز گازی نشان داد که هر دو دارو قابلیت برهم کنش با نانولوله کربنی را دارند. محاسبات شبیه سازی مونت کارلو نشان داد که برهم کنش داروها با نانولوله کربنی، حلالیت آنها را در محلول آبی افزایش می دهد که باعث افزایش کاربردهای دارویی می شود. انرژیهای آزاد بر هم کنش در فاز محلول نشان داد کمپلکس ملفالان با نانولوله کربنی پایدارتر از کلرامبوسیل است که کاملا با نتایج فاز گازی سازگار است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی مونت کارلو، نانولوله کربنی، انرژی آزاد حلال پوشی، کلرامبوسیل، ملفالان
  • غلامرضا مهرآئین، مهدی رضایی صامتی*، الهام عسگری، محمد آقامحمدی صفحات 104-122

    هدف از این تحقیق بررسی جذب مرکاپتوپیریدین (MCP) بر روی سطح نانو خوشه بور فسفید (B12P12) خالص و جایگزین شده با اتم کبالت (Co) با استفاده از نظریه تابع چگالی (DFT) است. برای این منظور ابتدا موقعیت های متفاوتی از جذب مرکاپتوپیریدین در سطح نانو خوشه در نظر گرفته و سپس تمامی مدلهای در نظر گرفته شده با استفاده از روش B3LYP/ LanL2DZ توسط نرم افزار گاوسین (09) بهینه شدند. با استفاده از ساختارهای بهینه شده پارامترهای ساختاری، کوانتومی، ترمودینامیکی، الکترونی محاسبه شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد در اثر جذب MCP برروی سطح نانو خوشه خالص و جایگزین شدهCo ساختار الکترونی نانو خوشه تغییر قابل توجهی می کند و گاف انرژی بین اربیتالهای هومو- لومو و همچنین سختی کروی سیستم کاهش محسوسی می یابد که این عامل باعث افزایش رسانایی نانو خوشه، فعالیت، و واکنش پذیری نانو خوشه می شود. این ویژگی نشان می دهد نانو خوشه خالص و جایگزین شده با کبالت می تواند گزینه مناسبی برای تهیه حسگر MCP در سیستم های بیولوژیکی باشد. از طرف دیگر نتایج حاصل از محاسبات انرژی جذب و خواص ترمودینامیکی سیستم نشان می دهد که جذب دارو بر روی نانو خوشه مساعد بوده و می توان از این نانو خوشه بعنوان ناقل و حامل دارو در سیستم بیولوژیکی در بدن انسان استفاده کرد. نتایج حاصل از محاسبات پارامترهای نظریه کوانتومی اتم در مولکول (AIM) و نمودارهای تغییرات جزیی چگالی کاهش یافته (RDG) نشان داد که پیوند داروی MCPبر روی سطح نانو خوشه از نوع الکترواستاتیک است.

    کلیدواژگان: نظریه تابعی چگالی، نانوخوشهB12P12، مرکاپتو پیریدین، جایگزینی کبالت، اتم در مولکول
|
  • Seyedeh Maryam Hosseini, Seyedeh Mehri Hamidi *, Fazel Jahangiri Pages 1-10

    Terahertz electromagnetic emission is useful for many applications, including imaging and spectroscopy. In this paper, the emitter is optimized with respect to layer thickness by modeling the terahertz emission field. the effect of sapphire, glass, W and MgO substrates on the optimal thickness of the Fe/Pt spinterahertz emitter was investigated. The model used in this paper considers spin polarization, spin scattering and spin accumulation in Fe and Pt layers, and the electrical and optical properties of the layers.

    Keywords: Terahertz emission, Spin current, Inverse Spin Hall effect, Optimized Spinterahertz emitter
  • Parvin Behzadi, Peiman Amiri *, Seyed Ahmad Ketabi, Amir Aliakbari Pages 11-19

    In this paper, the optical properties of nanosheet and (6,6) armchair As2GeSe nanotube (the real and imaginary part of dielectric function, spectrum of energy loss, refractive index, extinction coefficient, and absorption coefficient) are investigated based on the density functional theory. The results obtained from the optical properties of the nanosheet show the anisotropy of this compound, especially at low and middle energies. The behavior of the dielectric function of this material is like a semiconductor material. The main peaks of the imaginary part of dielectric function for in-plane and nanotube growth directions start from low energies up to about 6 eV. The optical transmissions below the Fermi level are associated with the p-orbitals for the As, Ge, and S atoms and above the Fermi level to the p-orbitals of the Se and As atoms. Our results show that the highest reflectance for both in-plane-direction at the energy of 5.66 eV is 46%.

    Keywords: Optical Properties, Nanosheet, Nanotube, As2GeSe compound, density functional theory
  • Gholamreza Kiani *, Ayub Karimzad Ghavidel, Mahsa Mahdavinia Pages 20-37
    In this research, the graphene-based sensors were designed to recognize the ammoniac gas, and the influence of Hydrazine and Aniline as reducing agents were investigated on the important characteristics of sensor. The synthesized graphene has been assessed by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction spectroscopy (XRD). The SEM micrographs showed that the reduced graphene sheets are in the shape of agglomerates with irregular geometry, which the changes during reduction process is obtainable. The broad and flat peak was observed in XRD spectrum, confirming the randomize and irregular orientation graphene sheets on each others, and their fully delamination. The evaluation of the both of the graphene-based sensors, reduced by Hydrazine and Aniline indicated that the fabricated sensor by Aniline presents a better performance by maximum relative resistance change (S) of 38% and response time (Rt) of 7.6 min at 5 ppm of ammoniac gas. This study was succeeded to improve the sensitivity of the ammoniac gas detection sensor more than 48% (sensitivity=6.7%/ppm) by utilization of Aniline as reducer for the cocentrations less than 10 ppm, compared to the ideal graphene-based sensor.
    Keywords: Graphene, Ammonia gas sensor, Graphene oxide, Aniline, Hydrazine hydrate
  • Sarvin Mohammadi-Aghdam * Pages 38-45
    In this research, Fe3O4@Ag-Cu magnetic nanostructures were synthesized with inexpensive, and eco-friendly method to enhance the photocatalytic properties, for the first time. Magnetic nanostructures were prepared by precipitation method in presence of Crataegus microphylla extract as capping agent and reducing agent. As-synthesized magnetic products were characterized by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared (FT-IR), vibrating sample magnetometer (VSM), energy dispersive X-ray (EDS), Transmission Electron Microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) analysis. Spherical morphology, high magnetic property, less agglomeration and small size are the various features of synthesized nanostructures. As-prepared nanostructures were used in degradation of organic pollutants. The results show that the degradation percentage of erythrosine and congo red were 96.3% and 89.6% after 50 min under UV irradiation, respectively. Oxygen group and positive charge in the molecular structure of rhodamine b can be effective factors to increases of photocatalytic performance. Due to the results, Fe3O4@Ag-Cu magnetic nanostructures can be introduced good candidate for photocatalytic applications. As well as, the catalyst shows high recovery and stability even after several separation cycles.
    Keywords: Magnetic nanostructures, Erythrosine, Congo red, photocatalyst
  • Malek Naderi *, Neda Arabi, Milad Rezaei Pages 46-54

    Due to the unique properties of core shell nanostructures and the fact that different advantages can be achieved simultaneously, in recent years core-shells has received much attention. The synthesis method presented in this research is based on electrostatic adsorption between the core and the shell, which is a new method in the synthesis of core shell nanostructures. This method has advantages such as simplicity, high speed, high quality, repeatability and no need for complex preparation steps.Silica nanoparticles were synthesized by Stober method and after surface modification by APTES, which is a surfactant; it was used as a mold. The Unique dual core shell nanostructure of the silica-gold-platinum synthesized based on the electrostatic adsorption between the core and the shell.Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), elemental mapping, X-ray diffraction (XRD) pattern and Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR employed to characterize the structures.

    Keywords: Nanomaterials, nanostructure, Shell Core, silica, Gold, Platinum
  • Kazem Behnampoor, Hassan Alehdaghi *, Mohammad Zirak, J. Baedi, Eisa Kohan Pages 55-65

    Herein, a facile, nontoxic, economic and fast green synthesis method was utilized to prepare carbon quantum dotes (CQDs). The CQDs were prepared via microwave-assisted hydrothermal method using Ferula assa-foetida. plant as carbon source. The effects of microwave power and irradiation time on optical and photoluminescence properties of CQDs were investigated. The CQDs prepared under optimum power and irradiation time (100 W, 10 min) have the average diameter of ~ 6 nm and emitted a bright blue light, when they were excited under a UV light with λex = 360 nm. The florescent quantum yield (QY) of the CQDs was 33 % which is higher than other CQDs prepared by bio-source carbons. FTIR and SEM-EDS mapping results confirmed the presence of nitrogen and sulfur elements in the CQDs structure. The CQDs were implemented into polyvinyl alcohol (PVA) matrix to prepare PVA-CQDs films. The prepared films also emitted an intense bule light with CIE index of (0.185, 0.121). The green-synthesized CQDs and PVA-CQDs film via a fast, facile and economic approach, have great potential to be used in various application fields.

    Keywords: Quantum Dot, Carbon, Green synthesis, Fluorescent, Ferula assa-foetida
  • Arash Montazeri *, MohammadReza Mirzaei, Ahmad Ahmadi Daryaknari Pages 66-73

    Separation of oil derivatives and contaminants from water is one of the important fields in industry and industrial oil wastewater treatment. Synthesis of nano micro-mineral structures on porous materials is a very effective method to separate petroleum derivatives from water under relatively high temperatures and pressures. In this study, cobalt-phosphorus nanostructures were deposited on nickel foam using a single-step electrochemical method. Then, after cobalt-phosphorus deposition process on nickel foam, two types of diesel oil and edible oil solutions were investigated to separate the oil from the water. In this method, the effect of sodium hypophosphite concentration and application of pulse voltages on the electrolyte was investigated. Different concentrations of sodium hypophosphite were created in the amount of 100 mM, 300 mM, 500 mM and without sodium hypophosphite in the electrolyte solution. It was then coated on nickel foam. The morphology and identification of the coatings were investigated using field emission scanning electron microscopy, energy dispersive X-Ray analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction pattern, atomic emission spectroscopy and contact angle. Next, the performance of oil separation from water was investigated using weight separation efficiency and oil contact angle.

    Keywords: Electrochemical, Deposition, Superhydrophobicity, cobalt-phosphorus
  • Sahar Behzadi, Mahdi Hedayatian *, Parya Hemati Pages 74-86

    In this article, turbulent flow characteristic of GO-water nanofluids is thoroughly reviewed. Also presents the effects of some important parameters such as, GO nanoparticles concentration, and Reynolds number on heat transfer rate. The range of nanofluid concentration is considered as 0.0%-1.0% of volume concentration and in a double tube heat exchanger counter flow under turbulent flow conditions which Reynolds number of the turbulent flow is chosen between 80000 and 180000; the effect of graphene oxide nanocatalysts on heat transfer has been investigated. The viscosity of nanofluid has a maximum of 23% increase in comparison to the base fluid (water). There was a 25.4% growth in thermal conductivity in the present nanofluid compared to the minimum amount of that for water. Considering the data obtained from this study, the Nusselt number, the convective heat transfer coefficient, the friction factor, and the thermal performance coefficient are investigated. In order to validate the data, the results of this study are compared with preceding studies and experimental data. Maximally, the nanofluid has a 23% increment in the friction factor, 69.7% augmentation in the convective heat transfer coefficient, 37% growth in Nusselt number in comparison to the base fluid. However, the thermal performance coefficient maximally increments by 1.85. According to the achieved results, the present nanofluid can be used in heat exchangers.

    Keywords: heat exchanger, Graphene oxide, nanofluid, Turbulent flow, Numerical modelling
  • Azim Soltanabadi *, Tahereh Nemati Pages 87-95
    In this research, the molecular dynamics simulation for interactions between molecules of meclortamine in pure state, in aqueous medium, with single-walled carbon nanotubes of the armchair type (6, 6) and with carbon nanotubes functionalized with (COOH) has been investigated. Using the OPLS force field, molecular dynamics simulations were performed to determine the structural and dynamic properties of this drug with nanotubes. Using molecular dynamics simulations of microscopic properties and dynamic properties such as density, total energy, and radial distribution function (RDF), mean time-dependent displacement squares (MSD) and diffusion of drug molecules in aqueous medium with carbon nanotubes and functionalized nanotubes have been calculated. The results of RDF showed that the adsorption between the molecules of mechlorethamine on the surface of carbon nanotubes is affected by the functional group. Also, the results of MSD and RDF indicate that hydrogen bonds play an essential role in the structural and dynamic properties of this molecule.
    Keywords: Carbon nanotubes, Mechlorethamine, Radial distribution function Molecular, Dynamics Simulations
  • Vahid Moradi, Sepideh Ketabi *, Marjaneh Samadizadeh, Elaheh Konoz, Nasrin Masnabadi Pages 96-103
    Biological application of carbon nanotubes in drug delivery is our main concern in this investigation. For this purpose, possibility of the interaction of chlorambucil and melphalan with carbon nanotube surface as a carrier was studied in both gas phase and in aqueous media. At first step each species was modeled using quantum mechanical calculations, in the next step, solvation free energies and association free energies of considered structures in water were studied by Monte Carlo simulation and perturbation method. The results of density functional calculations in gas phase showed that both two drugs can interact with carbon nanotube. Monte Carlo simulation results revealed that interaction with carbon nanotube enhanced the solubility of drugs in water which improve the pharmaceutical applications. Calculated association free energies indicated that melphalan produced more stable complex with carbon nanotube than chorambucil in aqueous solution. This tendency could be observed in gas and liquid phase similarly.
    Keywords: Monte Carlo Simulation, Carbon Nanotube, solvation free energy, Chlorambucil, melphalan
  • Gh. Mehrayin, M. Rezaei Sameti *, E. Ahmadi, M.Aghamohamadi Pages 104-122

    The aim of this study is to investigate the adsorption of mercaptopyridine (MCP) on the surface of pristine and Co doped boron phosphide (B12P12) nanocage using density functional theory. For this purpose, different positions of mercaptopyridine (MCP) are considered on the surface nanocage and then all the considered models are optimized using cam-B3LYP / Lanl2DZ method by Gaussian software (09). Using optimized structures, geometrical parameters, quantum, thermodynamic, and electronic parameters are calculated and the results are analyzed. The results showed that due to MCP adsorption, the electronic structure of the nanocage changes and the energy gap between HOMO and LUMO orbitals and global hardness of system decrease significantly, which increases the conductivity and reactivity of the nanocage. This results suggests that Co doped nanocage could be a good option for MCP sensors in biological systems. The calculated results of the adsorption energy and thermodynamic properties of the system show that the adsorption of the drug on the nanocage is favorable and this nanocage can be used as a carrier of the drug in the biological system in the human body. The results of quantum atom theory in molecules (QAIM) and reduced density gradient (RDG) parameters show that the bond of MRC drug on the surface of nanocage is electrostatic type.

    Keywords: density functional theory, B12P12 nanocage, Mercaptopyridine, Co doped, Atom in Molecule