فهرست مطالب

نانو مقیاس - سال دهم شماره 2 (پیاپی 38، تابستان 1402)

فصلنامه نانو مقیاس
سال دهم شماره 2 (پیاپی 38، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • احسان معصومی گودرزی، مرجانه جعفری فشارکی*، محمدرضا جلالی، سعید محمدی صفحات 1-9

    در این پژوهش، مطالعات ساختاری و خواص ترمولومینسانس و فوتولومینسانس نانوذرات CaZrO3 جانشانی شده با Ce3+ در غلظت های مختلف (mol% 0/6-0/1=x) بررسی شد. مطالعه ساختاری نمونه ها با طیف سنج پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی -گسیل میدانی (FE-SEM) انجام شد. الگوی XRD دلالت بر تشکیل ساختار پروسکایت در دمای °C700 داشت. خواص ترمولومینسانس نانوفسفرهای +CaZrO3:xCe3 در دمای اتاق تحت پرتودهی پرتو ایکس در زمان های مختلف بررسی شد. بیشینه شدت ترمولومینسانس برای نمونه CaZrO3:xCe+3 با ناخالصی mol%0/2=x به دست آمد. نمونه Ca0.998Ce0.002ZrO3 در بازه های زمانی 1 تا min 15 تحت پرتودهی پرتو ایکس قرار گرفت. با افزایش زمان پرتودهی، تعداد حامل های بار افزایش می یابد که افزایش شدت ترمولومینسانس را نتیجه می دهد. خطی بودن، تکرارپذیری و محوشدگی نیز برای این نمونه بررسی شد که با توجه به پایداری قابل توجه، محوشدگی پایین و خطی بودن پاسخ ترمولومینسانس، می تواند گزینه مناسبی برای دزیمتری باشد. مطالعه رفتار فوتولومینسانس در دمای اتاق نشان داد هنگامی که نانوفسفرها با نور با طول موج  nm 253 برانگیخته می شوند، به ترتیب سه قله انتشار در 404، 425 و nm 488 مشاهده می شود. با افزایش غلظت یون Ce3+، قله های انتشار در طیف فوتولومینسانس از ناحیه بنفش به آبی جابه جا می شود.

    کلیدواژگان: خواص ساختاری، لومینسانس، نانوفسفر، Ca1-xZrO3:xCe+3، پرتو ایکس
  • محمدحسن سعادتیان، غلامحسین شاه وردی زاده*، میرزاآقا بابازاده، لادن اجلالی، موسی اسحقی صفحات 10-19

    ننانوبسپار کویوردیناسیونی از مس (II) به فرمول [Cu3(L)(NO3)4(H2O)4]n (1)  بوسیله روش سونوشیمیایی سنتز شده است. برای مطالعه تاثیر حلال و غلظت مواد اولیه بر روی اندازه نانوبسپار کویوردیناسیونی آزمایش خاصی طراحی شد و شش نمونه از ترکیب به وسیله روش سونوشیمیایی تهیه شدند. حلال قطبی تر منجر به کوچکتر شدن و یکنواخت تر شدن ریخت شناسی نانوذرات می شود. از نانوبسپارهای کویوردیناسیونی سنتزی به عنوان پیش ماده برای تهیه نانوذرات مس (II) اکسید به روش کلیسنه کردن استفاده شد. ساختار و ریخت شناسی نانوذرات بسپار کویوردیناسیونی با استفاده از تصاویر SEM، XRD و طیف سنجی FT-IR مورد مطالعه قرار گرفتند. پایداری حرارتی نانوذرات بوسیله (TGA) و (DTA) مورد بررسی قرار گرفتند. رفتار نوری بسپار کویوردیناسیونی به صورت نانوذره و توده، با استفاده از طیف جذبی UV-Vis و فوتولومینسانس بررسی شد. نتایج نشان داد توافق خوبی بین طول موج و اندازه نانوذرات وجود دارد. تجزیه سطح هیرشفلد و نقشه های دو بعدی اثر انگشت برای تجزیه برهم کنش های بین مولکولی مورد استفاده قرار گرفت و نشان داد که برهم کنشهای H...H با 14/6 درصد، C...C با 6/5 درصد و N...O با 3/9 درصد و N...H با 3/8 درصد  بیشترین سهم را در ساختار بلوری به خود اختصاص داده اند.

    کلیدواژگان: پلیمرکوئوردیناسیون، سونوشیمیایی، نانو ساختار، تجزیه سطح هیرشفیلد
  • شریف کامیابی*، فاطمه بیرقدار، ابوالفضل اکبرزاده صفحات 20-27

    در این مطالعه، سامانه جدیدی از نانوحامل آرتسونات بر پایه پلیمر پلی آمیدو آمین تهیه و شناسایی شده است. دارو آرتسونات بر روی سطح دندریمر پلی آمیدوآمین پیوند زده شد، سپس، با اتصال عرضی اتیلن گلیکول دی متیل آکریلات، نانوحامل مبتنی بر پلیمر تهیه شد. نمونه تهیه شده با استفاده از رزونانس مغناطیسی هسته هیدورژن (1HNMR)، طیف سنج مریی- فرابنفش (UV-vis) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی و تایید شد. نتایج نشان داد که نانوحامل بدست آمده دارای چگالی کم، انحلال پذیری بالا در آب، توانایی بارگیری مقدار زیادی دارو و پیوسته رهش است. خود گسستی موجب انتشار طولانی مدت و پایداری دارو در محیط سلولی شده از طرفی با توجه به وابستگی رهش دارو بهpH، با تغییر pH در محیط های مختلف می توان میزان رهش دارو را کنترل کرد. این ویژگی ها به طور موثر و قابل توجهی کارایی دارو آرتسونات را افزایش داده و نانوبسپار پلی آمیدو آمین را برای دارورسانی هدفمند آرتسونات مناسب خواهد کرد.

    کلیدواژگان: نانوبسپار، دندریمر، خودگسست، آرتسونات
  • منصور فربد*، علی رضا مبارک مآب، لیلا شریف، فاطمه مطرودی صفحات 28-35
    در این کار، نانوگل های Cu2S که یک نیم رسانای نوع p و غیرسمی است و دارای گاف نواری غیرمستقیم است، به روش حلالی-حرارتی سنتز و از طریق آنالیزهای XRD و FESEM شناسایی شدند. سپس، خواص نوری آنها از طریق آنالیز UV-Vis اندازه گیری و برای بررسی پیوندهای ارتعاشی و شناسایی و مشخص کردن گروه های عاملی از آنالیز FT-IR استفاده شد. همچنین، خواص نورگرمایی این نانوگل ها در محدوده نور مریی و فروسرخ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد این نانوگل ها در هر دو محدوده نور مریی و فروسرخ خواص نورگرمایی خوبی از خود نشان می دهد. در ناحیه مریی، با تابش نور مریی تابیده شده از لامپ متال هالید با توان 400 وات با شدت  W/m21000 به مدت 60 دقیقه به محلول آب حاوی g/l 30 از Cu2S، °C 23 افزایش دما و در ناحیه مادون قرمز با تابش لیزر 808 نانومتر یک افزایش 44 درجه ای در مدت زمان 15 دقیقه برای غلظت g/l 10 از Cu2S مشاهده شد. همچنین، تبخیر سطحی آب، در حضور این نانوگل ها با تابش نور مریی بررسی شد و نشان داد که با افزایش غلظت این نانوگل ها تا g/L 30، تبخیر سطحی تا 4 برابر نسبت به آب خالص افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: Cu2S، نانوگل، نورگرمایی، تبخیر سطحی
  • قاسم انصاری پور*، سمیرا شعبانی بهاری صفحات 36-47
    نیاز به افزاره های عمل کننده در دمای اتاق و آشکارسازهای تابش در محدوده تراهرتز (10-0/2) وجود دارد. این نیاز توسط پیشرفت های سریع علوم و فناوری های تراهرتز در گستره ای از نجوم تا زیست امنیتی ایجاد می شود. با توسعه برآرایی پرتو مولکولی (MBE) رشد ابرشبکه های نیم رسانا از مرتبه ی°A 102 انجام می شود. این ثابت شبکه بزرگ بوده  و می تواند رفتارهای غیراهمی میدان بالا را آشکار کند. اثر رسانندگی دیفرانسیلی منفی (NDC) از تعداد زیادی الکترون در لبه مرز ریز نوار ناشی می شود. با نزدیک شدن الکترون ها به مرز ریز نوار سرعت آن ها کاهش یافته و باعث اثر (NDC) می شود. در این مقاله، NDC در ابر شبکه های نیم رسانا برای پتانسیل های سینوسی و دوره ای چاه مربعی بررسی شد. سرعت های سوق حامل استخراج شده در یک ابرشبکه به ترتیب در حدود 1.8x105 m/s و 2.6x105 m/s و نسبت بیشینه سرعت سوق به کمینه متناظر در هر دو پتانسیل بیش از 3 به دست آمد. همچنین، NDC در ابر شبکه های نیم رسانا برای معادلات پاشندگی سهموی و سینوسی در فرکانس های مختلف مطالعه شد. در معادله پاشندگی سهموی، نزدیک نوسانات هارمونیک بلاخ در فرکانس های بین نوسان های زوج و فرد هارمونیک، NDC فرکانس بالا مشاهده شد.
    کلیدواژگان: ابرشبکه، نیم رسانا، نوسانات بلاخ، ریزنوار، پاشندگی سهموی وسینوسی، رسانندگی دیفرانسیلی منفی
  • طیبه مولاروی*، پروین زنگانه صفحات 48-53

    در این مقاله، خواص الکترونی، ساختاری و مغناطیسی نانوروبان های گرافنی هیدروژنه با لبه زیگزاگ شکل (ZGNR-H)  و دسته صندلی شکل (AGNR-H)، با استفاده از نظریه تابعی چگالی (DFT) بررسی شده است. چگالی حالتهای اسپینی و ساختار نواری برای نانو روبان های ZGNR-H و AGNR-H با پهناهای مختلف محاسبه شده است. نتایج بیانگر این است که خواص الکترونی و مغناطیسی  نانوروبان های گرافنی به شدت به پهنای روبان و شکل لبه روبان که زیگزاگ یا دسته صندلی باشد، وابسته است. بطوریکه نانوروبان های دسته صندلی هیدروژنه همگی نیم رسانا غیرمغناطیسی هستند و با افزایش پهنای روبان گاف نواری روندی تناوبی و کاهشی دارد. درحالیکه نانوروبان های گرافنی هیدروژنه زیگزاگ با پهناهای مختلف، همگی فلز مغناطیسی هستند و مقادیر گشتاور مغناطیسی برای نانوروبان هایZGNR-H با افزایش پهناهای روبان افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: نانو روبان گرافنی، نظریه تابعی چگالی، خواص مغناطیسی، خواص الکترونی
  • سروین محمدی اقدم*، امید احمدی صفحات 54-69
    بسیاری از پژوهشگران، سنتز نانو ذرات فلزی با عصاره های گیاهی و کاربرد های بالقوه آن ها را گزارش کرده اند ، عصاره برگ درخت گیلاس از مواد موثر در سنتز نانوذرات نقره بوده که نتایج حاصل از آنالیز FTIR نیز تایید کرد. نانوذرات نقره طبق طراحی آزمایش انجام گرفته با روش Mixture Design از اختلاط سه ماده احیاکننده (برگ درخت گیلاس 3-0 میلی لیتر) ماده نمک پایه (محلول 1 میلی مولار نیترات نقره 9-5 میلی لیتر) و ماده پایدارکننده (ژل آلوورا 1-0 میلی لیتر) به روش سبز سنتز شد. پس از بهینه سازی انجام گرفته نتایج نشان داد که مقادیر 2/51، 5/79 و 0/69 میلی لیتر به ترتیب برای ماده احیاکننده، محلول پایه و ماده پایدارکننده مناسب ترین حالت سنتز نانوذرات بوده که در این حالت بیشترین غلظت ppm 16/88، کمترین میانگین اندازه ذرات 36 نانومتر، مناسب ترین شاخص پراکندگی 0/43 و بالاترین پتانسیل زتا 25 میلی ولت بدست خواهد آمد. خواص نانوذرات سنتز شده در شرایط بهینه مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از آنالیزهای UV-Vis و DLS نتایج بدست آمده را با اختلاف جزیی تایید کردند. نانوذرات نقره خواص مناسب آنتی اکسیدانی 45/28% و ضدباکتریایی در مقابل باکتری گرم مثبت (استافیلوکوکوس اوریوس) و گرم منفی (اشرشیا کولی) از خود نشان داد. خاصیت ضدقارچی نیز مقدار 65/55% بدست آمد.
    کلیدواژگان: برگ درخت گیلاس، سنتز سبز، طراحی آزمایش، فرمولاسیون، نانوذرات نقره
|
  • Ehsan Masumi Goodarzi, Marjaneh Jafari Fesharaki *, MohammadReza Jalali, Saeed Mohammadi Pages 1-9

    In this study, structural studies, photoluminescence and thermoluminssence properties of CaZrO3 nanoparticles added with Ce3+ ion at different concentrations (x = 0.1-0.6 mol%) were investigated. Structural analysis of the samples was performed by X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The XRD pattern indicated the formation of a perovskite structure at 700 °C. The thermoluminssence (TL) properties of CaZrO3:xCe3+ nanophosphors were investigated at room temperature under X-ray at different times. Maximum TL intensity was obtained for Ca0.998Ce0.002ZrO3 samples. The sample of Ca0.998Ce0.002ZrO3 was exposed to X-ray at different time intervals from one to 15 minutes. As the irradiation time increases, the number of charge carrier increases, which results in an increase in the intensity of TL. Linearity, reproducibility and fading were also investigated for this sample, which is suitable for TL dosimetry due to its significant stability, low fading and linearity of the TL response. Study of photoluminescence (PL) behavior at room temperature showed when the phosphors were excited by light with a wavelength of 253 nm, three emission peaks at 404, 425 and 488 nm were obtained, respectively. By increasing Ce concentration, the emission peaks in PL spectra slightly shift from violet region to blue region.

    Keywords: structural properties, luminescent, nanophosphors, Ca1-xZrO3:xCe3+, X-ray
  • MohamadHasan Saadatian, GholamHossein Shahverdizadeh *, Mirzaagha Babazadeh, Ladan Ejlali, Mosa Eshaghi Pages 10-19

    Nano-sized of a copper (II) coordination polymer [Cu3(L)(NO3)4(H2O)4]n (1) {H2L=[2,6-bis(pyridine-2-ylmethylidene) hydrazinocabonyl] pyridine} compound was synthesized by sonochemistry method. To study the influence of solvent and concentrations of initial reagents on the nano-sized compound (1) certain test was designed and six samples of 1 were prepared through the sonochemical irradiation process. Polar solvent led to smaller and uniform nanostructure particle morphology. To prepare copper (II) oxide nano-sized by calcination specimen of 1 was used as a precursor. The structure and morphology of nanoparticles are characterized by using scanning electron microscopy (SEM), x-ray powder diffraction (XRD) and IR spectroscopy. The thermal stability of nano compound 1 was studied by thermal gravimetric (TGA) and differential thermal analyses (DTA). In order to study the optical behavior of the prepared compound 1 as nanoparticle and bulk form the UV-Vis absorption spectral along with photoluminescence was carried. Hirshfeld surface analysis and two-dimensional fingerprint plots were used to analyze the intermolecular interactions, indicating that the most important contributions for the crystal packing are from O…H/H…O (31.7%), H…H (14.6%), C…C (6.5%), N…O (3.8%) and N…H/H…N (3.8%).

    Keywords: Coordination polymers, Sonochemical, nanostructure, Hirshfeld surface analysis
  • Sharif Kaamyabi *, Fatemeh Biraghdar, Abolfazl Akbarzadeh Pages 20-27

    In this study, a novel system of artesunate polymer based nanocarrier has been produced and characterized. The drug was grafted on the surface of the polyamidoamine dendrimer, then by cross-linking with ethylene glycol dimethyl acrylate, the polymer based nanocarrier was prepared. Then the prepared sample was analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (1HNMR), ultraviolet-visible spectrometer (UV-vis), and the scanning electron microscope (SEM). The results confirmed that the prepared nanocarrier has high water solubility, low density, the ability to load a large amount of drug, and sustained release. After pH dependent nanodrug degradation artesunate controlled released from the polymer network. According to the prolonged release time, the drug remains stable in the cellular environment. On the other hand, since drug release is pH dependent, by changing the pH in different environments, the amount of drug release can be controlled, this properties is one of the characteristics of targeted drug delivery, and effectively and significantly, the efficiency of this nanopolymer will be suitable for artesunate drug delivery.

    Keywords: Nano Polymer, Dendrimer, Self-Dissociation, Artesunate
  • Mansoor Farbod *, Alireza Mobaralmoab, Leyla Sharif, Fatima Matroodi Pages 28-35
    In this work, Cu2S nanoflowers, which is a non-toxic p-type semiconductor and has an indirect band gap of 1.21 eV, were synthesized by solvothermal method and characterized through XRD and FESEM analyses. Then, their optical properties were measured through UV-Vis, FT-IR and PL analyses. Also, the photothermal properties of these nanoflowers were investigated in the range of visible and near infrared light. The results showed that these nanoflowers have good photothermal properties in both visible and infrared light ranges. In the visible region, by irradiating a water solution containing 20 g/l of Cu2S, a temperature increase of 23 °C was observed during 60 min. and in the infrared region, with 808 nm laser radiation, a 44 °C increase was observed for a concentration of 10 g/l of Cu2S. Also, surface evaporation of water in the presence of these nanoflowers was investigated with visible light irradiation and showed that the water evaporation increases up to 4 times with increasing the concentration of these nanoflowers
    Keywords: Cu2S, Nanoflowers, Photothermal, Surface evaporation
  • Ghassem Ansaripour *, Samira Shabani Bahari Pages 36-47
    Radiative detectors and devices operating in the range (0.2-10) terahertz and room temperature are needed. The need is created by fast advances of the science and terahertz technologies in the domain of astronomy to biosecurity. By the advances of molecular beam epitaxy (MBE) the growth of semiconductor superlattices of the order of 100 A° is performed. This lattice constant is big and could reveal high field non-ohmic behaviors. The negative differential conductivity (NDC) arises from the grate numbers of electrons in the proximity edge of miniband boundary. The velocity of electrons approaching to the miniband is reduced, causing the NDC effect. In this article the NDC in semiconductor superlattices for sinusoidal and periodic square -well potentials was studied. The extracted maximum carrier drift velocities for a superlattice semiconductor were nearly 1.8x105 m/s and 2.6x105 m/s respectively and the obtained ratio of maximum drift velocity to the corresponding minimum was more than 3 for the two potentials. Also the NDC in semiconductor superlattices for parabolic and sinusoidal dispersion equations at different frequencies was investigated. In the parabolic dispersion equation, near the harmonic Bloch oscillations at frequencies between even and odd harmonic oscillations, the high frequency NDC was observed.
    Keywords: Superlattices, Semiconductor, Bloch oscillations, Miniband, Parabolic, sinusoidal dispersion, Negative differential conductivity
  • Tayebeh Movlarooy *, Parvin Zanganeh Pages 48-53

    In this article, the electronic, structural and magnetic properties of hydrogenated graphene nanoribbons with zigzag-shaped edges (ZGNR-H) and armchair-shaped edges (AGNR-H) have been investigated using density functional theory (DFT). The spin density of states and band structure have been calculated for ZGNR-H and AGNR-H nanoribbons with different widths. The results show that the electronic and magnetic properties of graphene nanoribbons are strongly dependent on the width of the ribbon and the shape of the edge of the ribbon, which is zigzag or armchair. So that the hydrogenated armchair ribbons are all non-magnetic semiconductors and with the increase in the width of the ribbon, there is a periodic and decreasing bandgap trend. While zigzag hydrogenated graphene nanoribbons with different widths are all magnetic metal and the values of magnetic moment for ZGNR-H nanoribbons increase with increasing of ribbon widths.

    Keywords: Graphene nanoribbon, density functional theory, Magnetic Properties, Electronic properties
  • Sarvin Mohammadi-Aghdam *, Omid Ahmadi Pages 54-69
    Many researchers have reported the synthesis of metal nanoparticles by plant extracts and their potential applications. Cherry tree leaf extract is one of the effective materials in the synthesis of AgNPs, which is confirmed by the results of FTIR analysis. Did AgNPs according to the design of the experiment carried out by the Mixture Design method by mixing three regenerating substances (cherry tree leaves 0-3 ml), basic salt substance (1 mM solution of AgNO3 5-9 ml) and stabilizing agent (AloeVera gel) (0-1 ml) was synthesized by green method. After the optimization, the results showed that the amounts of 2.51, 5.79 and 0.69 mL respectively for reducing agent, basic solution and stabilizing agent were the most suitable mode of synthesis of nanoparticles, and in this mode, the highest concentration of 16.88 ppm, the lowest average particle size of 36 nm, the most appropriate PDI of 0.43 and the highest zeta potential of 25 mV will be obtained. The properties of synthesized AgNPs were evaluated in optimal conditions and the results of UV-Vis and DLS analyzes confirmed the obtained results with slight differences. AgNPs showed good antioxidant properties of 28.45% and antibacterial properties against Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Escherichia coli) bacteria. Antifungal properties were also found to be 65.55%.
    Keywords: Cherry tree leaves, Experimental design, Formulation, Green synthesis, Silver nanoparticles