فهرست مطالب

دنیای نانو - پیاپی 36 (پاییز 1393)

فصلنامه دنیای نانو
پیاپی 36 (پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/08/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مژده غلامی*، تورج عباد زاده صفحه 5

    اکسید روی‎ ‎یک‎ ‎ترکیب‎ ‎نیمه‎ ‎رسانا‎ ‎با باند‎ ‎ممنوعه‎ ‎‏(‏ev‏3/4) می باشد،‎ ‎که دارای ساختار‎ ‎شش گوشه پایدار است. وجود چنین‎ ‎ویژگی هایی، کاربرد ‏‎ ‎ZnOرا در ابزارهای نوری، وریستورها و سنسورهای گازی افزایش داده است. خواص جالبی از قبیل‎ ‎نیمه هادی،‎ ‎پیزوالکتریک و‎ ‎پیروالکتریک اکسید روی ‏توجه زیادی را بر‎ ‎روی‎ ‎سنتز‎ ‎کردن‎ ‎و ویژگی‎ ‎این مواد‎ ‎متمرکز‎ ‎نموده است. لذا این مقاله به بررسی روش های مختلف تولید ‏‎ ZnOو‎ ‎بطور خاص‎ ‎به‎ ‎روش های ‏سنتز: ‏VS،‏VLS‎، سل ژل، هیدروترمال و تولید نانو کریستال های ‏ZnO‏ با استفاده از امواج مایکروویو و‎ ‎بررسی‎ ‎خواص آن می پردازد.‏

    کلیدواژگان: نانو ذرات، سنتز نانو ذرات، اکسید روی
  • مصطفی یحیوی دیزج صفحه 10

    سلولز درشت مولکولی زیستی با ویژگی بالا تجدید‌شوندگی، زیست سازگاری و زیست‌تخریب‌پذیری است، ضمن آن‌که به‌عنوان فراوان‌ترین زیست پلیمر ‏موجود بر روی کره‌ی زمین نیز شناخته شده است. در مقایسه با بسیاری از انواع نانو ذرات قابل مقایسه، نانوسلولز آسان‌تر و از منابع ارزان قیمتی به دست ‏می‌آید که فراوانی بالایی دارند. نانوسلولز دارای ضریب لاغری قابل توجه و استحکام ویژه‌ی بسیار بالایی است، همچنین مقاومت شیمیایی و حراتی ‏مطلوبی دارد و نیز زیست سازگاری آن ثابت شده است. ضریب لاغری (نسبت طول به قطر) نانوذرات سلولزی بسته به منبع اولیه مورد استفاده و نیز ‏روش تهیه می‌تواند بسیار متفاوت باشد. و این نسبت گاها از حدود 30 تا 150 تغییر می‌کند. نانوسلولز به سه روش مکانیکی، شیمیایی – مکانیکی و ‏آنزیمی تولید می‌شود. نانوسلولزها شامل سلولز میکرو کریستالی، سلولز میکروفیبریله شده، سلولز نانوفیبریله شده و سلولز نانوکریستالی می‌باشند. بنابراین ‏استفاده از نانوسلولز به دلیل مزایای بی‌شمار شناخته‌شده‌ای از قبیل قیمت پایین، قابل دسترس بودن در سراسر جهان، زیست‌تخریب‌پذیر بودن، سفتی ‏بالا و خواص مکانیکی خوب جهت تقویت ساختار نانو کامپوزیت‌های پلیمری مورد توجه محققین بوده و گزارشات متعددی پیرامون آن منتشر شده است. ‏همچنین کامپوزیت‌های تمام سلولزی نگرانی‌های زیست محیطی نداشته و در طبیعت به‌راحتی از بین می‌رود و خواص مکانیکی خوبی را نیز از خود ‏نشان می‌دهد. ‏

    کلیدواژگان: نانوسلولز، روش های تولید نانوسلولز، انواع نانوسلولز، تقویت نانوکامپوزیت ها
  • فرهاد اخگری وایقان*، حسن فتاحی، یونس موسایی اسکویی صفحه 15

    با افزایش روزافزون خطرات و حملات تروریستی و به کارگیری بمب‌های مدرن در حملات تروریستی، شناسایی سریع مواد منفجره در هر مکانی به یک ‏نیاز اساسی تبدیل شده است. در سالهای اخیر از نقاط کوانتومی به دلیل دارا بودن مزایایی از قبیل حساسیت بالا، پاسخ دهی سریع و قیمت ارزان جهت ‏ساختن نانوحسگرهای مواد انفجاری برای شناسایی مواد منفجره استفاده شده است. در این مقاله تلاش شده است با جمع‌آوری مقالاتی که به تازگی در مورد ‏استفاده از نقاط کوانتومی برای تهیه و ساخت حسگرهای حساس به مواد منفجره در مجلات معتبر به چاپ رسیده است، توضیحاتی در مورد اهمیت، مکانیسم ‏عمل و مزیت‌های این روش ها نسبت به روش های متداول قدیمی ارایه شود. ‏

    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، نانو حسگر، مواد منفجره
  • الهه اسماعیلی*، متین محمودی فرد صفحه 22

    گرافن دارای خواص قابل‎ ‎توجهی مثل مقاومت کم، شفافیت اپتیکی بالا، پایداری مکانیکی و شیمیایی بالا می‌باشد که در ابزارهای اپتوالکترونیک ‏موردتوجه قرار گرفته است. در این مقاله وضعیت و کاربرد گرافن در سلول‌های خورشیدی آلی مورد بحث قرار گرفته است. در ابتدا خواص گرافن و سپس ‏کاربرد آن از سه لحاظ مورد بحث قرار می‌گیرد: 1- به‌عنوان الکترود هادی شفاف و الکترود مقابل 2- به‌عنوان لایه جداکننده در سلول‌های خورشیدی آلی ‏‏3- به‌عنوان افزودنی به مواد دهنده یا پذیرنده در ‏bulk heterojunction (BHJ)‎‏ که گرافن به‌عنوان پذیرنده الکترون یا حفره ایفای نقش می‌کند.‏

    کلیدواژگان: سلول های خورشیدی، گرافن، خواص گرافن، الکترود مقابل، الکترد شفاف
  • سعیده رمضانی ثانی صفحه 32

    در این مقاله،رشد نانوسیم‌های ‏TiO2‎‏ به روش هیدروترمال بر روی زیرلایه ‏Ti‏ در دمای 180درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفته است. به ‏منظور بررسی فرایند رشد نانوسیم‌ها، زمان واکنش از 5 تا 72 ساعت تغییر داده شد و مکانیسم رشد نانوسیم‌ها مورد مطالعه قرار گرفت.نتایج نشان داد که ‏با افزایش زمان واکنش می‌توان به نانوسیم‌هایی باقطر کمتر و طول بیشتر دست پیدا کرد. نتایج تحلیل ‏XRD‏ وجود دو فاز آناتاز و روتایل را در دمای ‏پخت700درجه نشان داد.‏

    کلیدواژگان: نانوسیم TiO2، هیدروترمال، زمان واکنش، مکانیم رشد
  • رسول محسن زاده*، کریم شلش نژاد، علی نوزادبناب صفحه 35

    بکارگیری چرخدنده های پلیمری با توجه به مشخصه هایی همچون، کارکرد بدون صدا، توانایی کارکرد بدون روانکار و هزینه پایین تولید، رو به گسترش ‏است. پلی آمید از جمله مواد پلیمری پرکاربرد در ساخت چرخدنده ها می باشد. مهمترین عیبی را که می توان برای پلی آمیدها برشمرد، جذب رطوبت ‏بالای این پلیمر است که منجر به افت قابل ملاحظه در خواص مکانیکی پلی آمید می شود. در این پژوهش پلیمر پلی پروپیلن، بدلیل مقاومت به جذب ‏آب بالا، به پلی آمید 6 اضافه شد، افزون بر این، از سازگار کننده، پلی پروپیلن پیوند خورده با مالییک آنیدرید و از نانو کربنات کلسیم بعنوان فاز پراکنده ‏در آمیخته پلیمری ‏PA6/PP‏ استفاده شد. چرخدنده های نانو کامپوزیتی مورد نظر، با استفاده از یک دستگاه قالبگیری تزریقی تولید شد. در مرحله بعد، ‏با استفاده از یک دستگاه تست ریگ، دوام چرخدنده های نانو کامپوزیتی، میزان سایش چرخدنده ها، و دمای سطح دندانه چرخدنده ها اعم ازچرخدنده ‏های محرک و متحرک، تحت گشتاور ‏Nm‏ 14.8 اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمون های دوام چرخدنده ها نشان داد که حداکثر عمر در آمیخته ‏محتوی ‏phr‏ 2.5 نانو کربنات کلسیم، نزدیک 2.5 برابر بیشتر از عمر چرخدنده های پلی آمیدی رخ می دهد.‏

    کلیدواژگان: چرخدنده، پلی آمید، نانوکامپوزیت، سایش
  • پروانه نارچین*، الیاس افرا، شیوا روشنی صفحه 39

    چوب یک جایگزین زیست فروپاش، قابل بازیافت و تجدید پذیر برای مواد نفتی می‌باشد که موجب حفاظت محیط ‌زیست از طریق محدودسازی ‏میزان آلاینده‌های غیر قابل تجزیه می‌شود. ماده سلولزی به‌عنوان عنصر اساسی گیاهان و باکتری‌ها شناخته شده است و مواد طبیعی نظیر گیاهان، چوب ‏و درختان را در زمره مواد با منفعت اکولوژیکی قرار داده است. میکرو الیاف سلولزی در دیواره سلولی چوب توانی بالقوه برای طراحی مواد جدید با ویژگی-‏های جدید ارایه می‌کند. دلیل این امر وجود اجزای با ابعاد نانومقیاس است که دارای ویژگی‌های متفاوتی از همتاهای حجیمشان می‌باشند. ‏NFC‏ سازه‏ای نانومقیاس از سلولز می‌باشد که به روش‌ها مختلفی فرآوری می‌گردد. به‌منظور کاهش مصرف انرژی بالا در ارتباط با این فرآیندها و جداسازی الیاف ‏منفرد از تجمعات فیبری پیش تیمارهای شیمیایی و آنزیمی مواد خام سلولزی توسعه داده شده است. وجود اتصالات فیبری زیاد در شبکه ‏NFC‏ موجب ‏افزایش مدول کلی شبکه‌های فیبری و ویژگی‌های مکانیکی در فیلم‌های ایجاد شده از این مواد می‌گردد. از مشتقات ایجاده شده از نانو الیاف سلولزی ‏فوم‌ها و آیروژل‌ها می‌باشند که به‌واسطه سبک وزنی خود کاربردهای زیادی را در صنعت یافته‌اند. مهم‌ترین ویژگی آن‌ها عایق صوت و حرارت بودن ‏است. از طرفی دیگر آیروژل‌های سلولزی ویژگی‌های مکانیکی خوب و شفافیت متعادلی دارند. هزینه پایین زیست کامپوزیت‌های مبتنی بر الیاف گیاهی ‏یک محرک مهم در صنعت به شمار می‌رود. سلولز توانایی فوق‌العاده‌ای را به‌عنوان یک سازه بسیار مقاوم در کامپوزیت‌های زیستی نشان داده است. ‏سطح ویژه بالا و نسبت منظر بالا (نسبت طول به قطر) که اتصالات ثانویه قوی را در نانو الیاف سلولزی ایجاد می‌کند آن‌ها را برای فرآوری ‏نانو کامپوزیت‌ها جذاب ساخته است.‏

    کلیدواژگان: سلولزنانوفیبریله شده، آئروژل، زیست کامپوزیت، ویژگی های مکانیکی
  • مژده مشکور*، الیاس افرا، حسین رسالتی صفحه 47

    اخیرا استفاده از مواد جدید به‌دست آمده از منابع تجدید پذیر و سازگار با محیط زیست، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. سلولز نانوفیبریله شده از جمله ‏موادی است که به لحاظ دارا بودن ویژگی‌هایی همچون تجدیدپذیری، زیست تخریب پذیری، سطح ویژه و نسبت منظر زیاد، مورد توجه محققان می ‏باشد. این نانو ماده عمدتا با اعمال تیمار مکانیکی بسیار شدید به یک سوسپانسیون خمیری، تهیه می‌شود. پالایش و همگن‌سازی، میکروفلودایز کردن، ‏آسیاب، خرد کردن سرمایی و روش فراصوتی با شدت زیاد از مهم‌ترین روش های تولید آن می باشند. مشکل اصلی تولید نانوالیاف سلولزی توسط این ‏فرآیندها، مصرف انرژی زیاد می باشد. از جمله روش های رفع این مشکل، استفاده از پیش تیمار، قبل از اعمال تیمار مکانیکی می باشد. مهم‌ترین روش-‏های پیش تیمار شامل پالایش مکانیکی، اکسایش با واسطه 2-2-6-6- تترا متیل پیپریدین- 1- اکسیل (‏TEMPO‏)‏ ، پیش تیمار قلیایی- اسیدی، ‏پیش تیمار آنزیمی و مایعات یونی می‌باشند. از موارد استفاده این نانو ماده می‌توان به کاربرد در نانوکامپوزیت‌ها، عامل مقاومت سطحی، ایجاد پایداری در ‏سوسپانسیون‌ها و تهیه کاغذهای ترکیبی اشاره نمود. ‏

    کلیدواژگان: سلولز نانوفیبریله شده، پیش تیمار، کاربرد، نانوکامپوزیت
  • مهدیه جلالی، زهره زرنگار، جواد صفری صفحه 55

    امروزه دنیای شگفت انگیز اتم شناخته شده است. در واقع، اساس تشکیل ساختار مواد و ترکیبات اتم می‌باشد. انواعی از اتم در دنیای امروزی کشف شده ‏اند و نقش و کاربرد بسیاری از آن‌ها نیز آشکار گردیده است. در این بین اتم کربن به علت داشتن خصوصیت منحصربه فرد خود ،یکی از کاربردی‌ترین ‏اتم‌ها به شمار می‌آید. بسیاری از ترکیبات هیدروکربنی و دیگر مواد از جمله نانوساختارهای کربنی از کربن ساخته شده‌اند. در این مقاله به اتم و نقش اتم ‏کربن در ساختارهای کربنی مانند الماس، گرافیت، فولرن، الیاف کربنی و نانولوله‌های کربنی پرداخته می‌شود.‏

    کلیدواژگان: اتم، اتم کربن، نانو لوله های کربنی، فولرن، گرافیت، الماس
  • بررسی اثر استوکیومتری ‏MgxZn1-xO‏ روی پایداری سل ‏
    سیده ثریا موسوی، بابک عفافی صفحات 59-61

    در این مقاله سل ترکیبی غلیظ اکسیدروی و منیزیم با غلظت‌ 1 مولار و درصدهای مختلف ترکیبی به روش سل-ژل تهیه شده ‏که برای‎ ‎مدت طولانی همچنان پایدار است. این غلظت نقش بسیار اساسی در تهیه لایه‌های نازک یکنواخت ایفا می‌کند. برای ‏دست یابی به این مهم از پیش ماده‌ی استات روی دوآبه، استات منیزیم چهارآبه و تری اتانول آمین (TEA) به عنوان تنها پایدار ‏کننده استفاده گردیده است. خواص اپتیکی نانو ذرات سنتز شده در این محلول با محاسبه گاف انرژی و سایز ذرات از روی طیف ‏جذبی و بررسی طیف عبوری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. ‏

    کلیدواژگان: اکسید روی، سل-ژل، سنتز