فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 23 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/09/26
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رامین خواجوی *، امیرحسین برنج چی صفحات 139-151
    در این تحقیق هدف بررسی خواص و مزایای رسانایی و ابرآبگریزی پارچه پنبه ای پوشش داده شده با پلی پیرول از طریق روش پلیمریزاسیون ادمایسلی و اصلاح سطحی متعاقب آن با آلکیل سیلان است. ابتدا نمونه های از پارچه پنبه ای با روش پلیمریزاسیون ادمایسلی و همچنین تحت شرایط مشابه و بدون حضور سطح فعال سدیم دودسیل سولفات (SDS) (نمونه شاهد) با پلی پیرول پوشش دهی شدند. سپس با هگزا دسیل تری متوکسی سیلان (HDTMS) مورد اصلاح سطحی قرار گرفتند و خصوصیات ابرآبگریزی و هدایت الکتریکی آنها با یکدیگر مقایسه شدند. مشخصه سازی نمونه ها با طیف سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR)، مشاهده سطح با میکروسکوپ های الکترونی پویشی (SEM) و نیروی اتمی (AFM)، تعیین مقاومت الکتریکی (روش دو الکترودی) و اندازه گیری زوایای تماس استاتیک (CA) و دینامیکی (WSA) انجام پذیرفت. طیف های مادون قرمز همراه با تصاویر میکروسکوپ های الکترونی تشکیل پوشش پلیمری پلی پیرول روی نمونه ها را تایید نمودند. نمونه های حاصله از روش ادمایسلی پوشش یکنواخت تری از پلی پیرول را روی سطح نمونه در مقایسه با نمونه شاهد نشان داد. علاوه بر آن میزان هدایت الکتریکی آنها نیز تا 52% نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. پس از اصلاح سطحی نمونه ها با HDTMS زاویه تماس 115 درجه در مورد نمونه شاهد حاصل گردید که در نمونه حاصله از روش ادمایسلی تا 153 درجه افزایش یافت و میزان ناهمواری روی سطح پنبه تا 341% افزایش یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که بکارگیری روش پلیمریزاسیون ادمایسلی جهت ایجاد پلی پیرول روی سطوح ناهموار و آبدوستی نظیر سلولز می تواند باعث ارتقا خصوصیت هدایت الکتریکی و خصلت ابرآبگریزی متعاقب آن گردد.
    کلیدواژگان: پلیمریزاسیون ادمایسلی، ابرآبگریزی، هدایت الکتریکی، پنبه، پلی پیرول
  • بهاره محمدی، علی اکبر آشکاران *، مرتضی محمدی صفحات 153-158
    در این کار تحقیقاتی نانوذرات اکسید آهن به روش تخلیه قوس الکتریکی در محلول نمک آهن سه ظرفیتی با غلظت مناسب ساخته شدند و توسط آنالیزهای متعددی شامل میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی فرابنفش مرئی (UV-Vis) مورد بررسی و شناسایی قرار گرفته اند. همچنین به منظور بررسی قابلیت این ماده در کاربردهای زیست محیطی خواص فوتوکاتالیستی این ماده در تجزیه آلاینده مدل رودامین B (Rhodamine B) تحت تابش نور ماورا بنفش مورد مطالعه قرار گرفت. آنالیز XRD و FT-IR از نمونه های بدست آمده بعد از انجام عملیات حرارتی در هوای معمولی و دمای oC 600، نشان دهنده تشکیل فاز آلفای اکسید آهن است. تصاویر TEM نیز بیانگر تشکیل ذراتی نانومتری، شبه کروی و با میانگین اندازه ای در حدود nm 5 ± 95 است. مطالعات حاصل از طیف سنجی نوری نانوذرات پخت شده نیز وجود یک لبه جذب در حدود nm 370 که با افزایش زمان تخلیه الکتریکی در محلول به سمت طول موج های بزرگ تر جابجا می شود، را نشان می دهد. خاصیت فوتوکاتالیستی نانوذرات بعد از انجام عملیات حرارتی نیز بیانگر قابلیت بسیار خوب این نانوذرات در تجزیه ماده رنگی استاندارد رودامین B تحت تابش نور ماورا بنفش بوده است.
    کلیدواژگان: نانوذرات اکسید آهن، تخلیه الکتریکی در محلول، خواص فوتوکاتالیستی
  • حسین اسلامی شاهد، علی اکبر فراشیانی *، تورج عبادزاده صفحات 159-173
    در این تحقیق، اثر افزودن اکسید نایوبیم نانومتری بر خواص الکتریکی تیتانات باریم بررسی شد. بدین منظور مقادیر 0، 1/0، 2/0، 3/0 و 6/0 درصد مولی اکسید نایوبیم به تیتانات باریم اضافه شده و با استفاده از روش پخت پلاسمای جرقه ای، قطعاتی در دماهای 1100، 1200 و ̊C 1300 تهیه شده و در نهایت ویژگی های آن توسط الگوی پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه LCR-meter مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج الگوی پراش پرتو X هیچ گونه تجزیه فازهای اولیه و تشکیل فازهای جدید را نشان نمی دهد و همچنین در تصاویر میکروسکوپ الکترونی دیده می شود که با افزایش درصد مولی اکسید نایوبیم، اندازه دانه های تیتانات باریم روند کاهشی دارد. علاوه بر این، نتایج نشان می دهد که نمونه حاوی 3/ 0درصد مولی از اکسید نایوبیم پخت شده در دمای ̊C 1300 دارای بیشترین چگالی (5/99%) است و همچنین ثابت دی الکتریک آن 6300 است و نمونه حاوی 5/0 درصد مولی اکسید نایوبیم پخت شده در دمای ̊C 1100، دارای بهترین خواصPTCR را دارد.
    کلیدواژگان: تیتانات باریم، پلاسمای جرقه ای، ثابت دی الکتریک، PTCR
  • صاحبعلی منافی *، سید حسین بدیعی، رضا طاهریان، ایمان فرح بخش صفحات 175-180
    در این تحقیق، آلومینای تقویت شده با نانولوله های کربنی چندجداره از طریق زینترینگ به کمک قوس پلاسما (SPS) ساخته شدند. جهت ارزیابی کامپوزیت ها، آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش اشعه ایکس و طیف سنجی رامان مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که نانولوله های کربنی چندجداره اثر تقویت کنندگی قابل قبولی از خود نشان می دهند. همچنین مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که نانولوله های کربنی چندجداره توزیع مناسبی از خود نشان می دهند. نتیجه مقایسه اندازه کریستالیت بدست آمده از آلومینا زینتر شده به روش زینترینگ به کمک قوس پلاسما در تحقیق حاضر نسبت به سایر روش ها تایید می کند که روش SPS یک روش زینترینگ سریع تر است که اندازه کریستالیت کمتری نشان می دهد. همچنین، اختلاط سازی پودرهای اولیه به دلیل ارزانی، در دسترس بودن و حذف آسان پس از عملیات اختلاط سازی در دماهای پایین در آب مقطر انجام شد و همچنین این روش از واکنش های پیچیده گروه های کربنی با پراکنده سازهای مختلف را حذف نمود.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانولوله های کربنی چندجداره، آلومینا، روش قوس پلاسما، خواص مکانیکی
  • حسین حسن نژاد *، اشکان نوری صفحات 185-190
    در این تحقیق تشکیل پوشش زیست سازگار کیتوسان-گرافن به روش آبکاری یک مرحله ای بر فولاد زنگ نزن با استفاده از نمودارهای ولتامتری چرخه ای در محلول حاوی اکسید گرافن و کیتوسان مورد مطالعه قرار گرفت. در این فرآیند گرافن از احیای اکسید گرافن بطور همزمان با کیتوسان از محلول پوشش دهی روی فولاد زنگ نزن رسوب پیدا کرد. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، عبوری (TEM) و طیف سنجی رامان برای بررسی پوشش تشکیل شده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پوشش نانوکامپوزیتی کیتوسان-گرافن به روش آبکاری یک مرحله از محلول حاوی کیتوسان و اکسید گرافن روی فولاد زنگ نزن رسوب داده شد. همچنین در طیف سنجی رامان دو پیک در مقادیر cm-1 1290 و cm-1 1580 مشاهده شد که تاییدکننده حضور نانوذرات بصورت گرافن می باشد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، کیتوسان، گرافن، زیست سازگار
  • سیما میرزایی *، علی جزایری قره باغ، علیرضا عبدالهی صفحات 191-200
    در این پژوهش، فویل های نازک FINEMET با ضخامت μm 21 و پهنای mm 5 با استفاده از فناوری انجماد سریع به روش ریخته ریسی تولید شد. پس از تایید آمورف بودن ساختار فویل های انجماد سریع یافته توسط پراش اشعه X (XRD) و تعیین دمای کریستالیزاسیون توسط کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC)، فویل های آمورف به منظور انجام فرآیند نانوکریستالیزاسیون و ایجاد پوشش عایق بطور همزمان، به مدت زمان 60 دقیقه تحت عملیات حرارتی آنیل در محیط شامل مخلوطی از بخار آب و هوا قرار گرفتند. ساختار فویل های نانوکریستالین حاصله توسط پراش اشعه X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت و ترکیب شیمیایی پوشش عایق تشکیل شده بر سطح فویل های نانوکریستالین نیز توسط FE-SEM، GI-XRD و FTIR بررسی شد. بررسی های انجام شده مشخص ساخت که ضخامت پوشش در سطوح تبریدی و آزاد به ترتیب برابر با 65 و nm 145 بوده و پوشش متشکل از اکسیدهای آهن، سیلیسیم، بور و نیوبیم می باشد. بررسی خواص مغناطیسی هسته های تولید شده توسط دستگاه پسماندنگار (Hysteresisgraph) نشان داد که خواص نرم مغناطیسی فویل های نانوکریستالین پوشش داده شده بهبود قابل ملاحظه ای نسبت به فویل های آمورف اولیه داشته است. به عبارت دیگر، انجام فرآیند همزمان نانوکریستالیزاسیون و عایق کاری، منجر به کاهش نیروی پسماندزدا و افزایش قابل ملاحظه القای اشباع، نفوذپذیری اولیه و نفوذپذیری ماکزیمم شده است.
    کلیدواژگان: فرآیند ریخته ریسی، فویل نانوکریستالین FINEMET، پوشش عایق
|
  • R. Khajavi*, A. Berendjchi Pages 139-151
    In this study, it was aimed to investigate the super-hydrophobicity and conductivity properties of cotton fabrics coated with polypyrrole (PPy) through admicellar polymerization (AP) process and modified with alkyl silanes. Firstly, samples of cotton fabric were coated with PPy through AP process and also some samples were coated in the same condition without using sodium dodecyl sulfate (SDS) surfactant and then they were modified with HDTMS. Finally, their super-hydrophobicity and surface resistivity were studied and compared with each other. The samples were characterized by attenuated total reflectance FTIR spectroscopy. Their morphology and surface roughness were investigated by SEM and AFM respectively. Conductivity and hydrophobicity were also assessed by a standard two probe method and static and dynamic water contact angle measurements, respectively. Infrared spectroscopy and SEM images confirmed the existence of PPy on the treated samples. The agglomeration of PPy particles was more obvious on the surface of pristine sample. However, a uniform distribution of PPy films was observed for the admicellar polymerized cotton samples. After treating with HDTMS, the CA value for pristine sample was 115˚. But, it was reached to 153˚ for admicellar polymerized samples and their roughness increased up to up to 341%. It was concluded that AP process can be applied for fabrication a PPy layer on the rough and hydrophilic surface like cotton and consequently, it can be used for achieving to modified conductivity and superhydrophobicity properties.
    Keywords: Admicellar polymerization, Superhydrophobicity, Conductivity, Cotton, Polypyrrole
  • B. Mohammadi, A.A. Ashkarran*, M. Mohammadi Pages 153-158
    In this research, iron oxide nanoparticles were prepared using electrical arc discharge in iron salt solution with appropriate concentration and were characterized using various analyzes such as Xray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and ultra violet visible (UV-Vis) spectroscopy. In addition, the capability of these nanoparticles for environmental applications was probed by measuring the photocatalytic activities in photodegradation of Rhodamine B (Rh. B) as a standard dye under UV illumination. FTIR and XRD analyzes of the obtained samples after heat treatment at 600 oC in ambient air confirmed formation of α-Fe2O3 phase. TEM images demonstrated formation semi spherical shape nanometric particles with average diameter of 95±5 nm. UV-Vis studies exhibited an absorption edge about 370 nm which shifts to higher wavelengths by increasing the arc duration time. Photocatalytic properties of the nanoparticles obtained after heat treatment also shows the high capability of these nanoparticles in degradation of Rh. B model dye under UV illumination.
    Keywords: Iron oxide nanoparticles, Electrical discharge in liquid, Photocatalytic properties
  • S.H. Eslami, Shahed, A.A. Farashiani*, T. Ebazzadeh Pages 159-173
    In this research, the effect of nanometer niobium oxide additions on electrical properties of barium titanate was investigated. 0.1, 0.2, 0.3 and 0.6 wt.% niobium oxide was added to barium titanate using planetary mill and ethanol media. The dried powder mixtures were spark plasma sintered at 1100, 1200 and 1300 °C and the characteristics of sintered samples were evaluated by XRD, SEM and LCR meter. XRD results showed no decomposition of initial phases and formation of new phase by adding niobium oxide while the microscopic investigation revealed the particle size reduction of barium titanate by increasing niobium oxide. Sample containing 0.3 %wt. niobium oxide sintered at 1300 °C had the maximum density of 99.5 and dielectric constant of 6300. On the other hand, sample containing 0.1 %wt. niobium oxide sintered at 1100 °C obtained the lowest density of 95.5 which showed optimal PTCR properties rather than other samples because of the sharp change in slope of the resistivity at Curie temperature.
    Keywords: Barium titanate, Spark plasma sintering, Dielectric constant, PTCR
  • S.A. Manafi*, S.H. Badiee, R. Taherian, E. Farahbakhsh Pages 175-180
    In this research, two types of nanocomposites containing alumina as matrix, SWCNTs and MWCNTs as reinforcements are prepared by spark plasma sintering method (SPS). In order to characterization of composites, SEM, XRD, bending strength, density and hardness tests were performed. The results show that MWCNTs have more effect on reinforcement of alumina in comparison to SWCNTs. Furthermore, the SEM images indicate that SWCNTs have more tendencies to agglomeration. The results of bending strength and hardness tests show that the composites reinforced by MWCNTs have higher bending strength and hardness in comparison to composites reinforced by SWCNTs. Comparing of the small crystallite sizes of Al2O3/CNTs composites prepared by SPS method confirmed that this is a fast sintering method.
    Keywords: Nanocomposites, Carbon nanotubes, Al2O3, Spark plasma sintering, Mechanical properties
  • H. Hassannejad*, A. Nouri Pages 185-190
    In this research, it was studied a direct one-step electrodeposition approach to synthesis of chitosan-graphene biocompatible nanocomposite coating onto stainless steel by cyclic voltammetric electrolysis of a bath containing both graphene oxide and chitosan. Graphene is obtained by electrochemical reduction of graphene oxide. In addition, chitosan is simultaneously obtained by electrophoretic. Cyclic voltametry, SEM, TEM and Raman spectroscopy were used to characterize the obtained coating. The results show that the chitosan-graphene nanocomposite coating was electrodeposited on the stainless steel in one step. The D-band at 1290 cm 1 and the broad G-band at 1580 cm-1 in the Raman spectra demonstrate the presence of graphene nanoparticles in the coating.
    Keywords: Nanocomposite, Chitosan, Graphene, biocompatibility
  • S. Mirzaei*, A. Jazayeri Gharehbagh, A. Abdollahi Pages 191-200
    In the present research¡ amorphous Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 FINEMET foils¡ 21 μm in thickness and 5 mm in width¡ were prepared by planar flow casting (PFC) process. Wound cores of amorphous FINEMET foils were simultaneously annealed and heat treated at 540°C for 60 minutes in steam and air flow to form oxide insulating coating layer on both surfaces of the foils. The structure of nanocrystalline foils was examined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy (TEM). The thickness and chemical composition of the insulating coating layer were studied by FE-SEM¡ GI-XRD and FTIR techniques. The results show that the coating thickness formed on air and wheel surfaces of the foil was 65 and 145 nm¡ respectively¡ and these thin coating layers contain a mixture of iron¡ silicon¡ boron and niobium oxides. The study of magnetic properties in amorphous and nanocrystalline states revealed that nanocrystalline cores have superior soft magnetic properties compared with the amorphous ones. In other words¡ the heat treatment gives rise to a decrease in coercivity and a significant increase in saturation induction and magnetic permeabilities.
    Keywords: Planar flow casting (PFC) process, Nanocrystalline FINEMET foil, Insulating coating