فصلنامه نانو مواد
پیاپی 32 (زمستان 1396)

در پژوهش حاضر، اثر افزودن نقره (3، 5 و 7% وزنی) بر رفتار زیست فعالی، آنتی باکتریال و سلول سازگاری شیشه زیست فعال لایه نشانی شده بر زیرلایه آلیاژ تیتانیمی (Ti-6Al-4V) مورد ارزیابی قرار گرفت. شیشه زیست فعال در این پژوهش به روش سل- ژل تهیه شد و توسط XRD، TEM و FTIR مشخصه یابی گردید. فرآیند پوشش دهی کامپوزیت شیشه زیست فعال- نقره به روش الکتروفورتیک انجام شد و قابلیت زیست فعالی نمونه ها درون محلول SBF در بازه زمانی 21 روزه مورد آزمایش قرار گرفت. مورفولوژی پوشش ها قبل و بعد از قرار گرفتن درون SBF به کمک SEM بررسی شد. دو رده باکتریایی E. coli و S. aureus به منظور آزمون آنتی باکتریال پوشش تولیدی مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه بر این، سمیت سلولی پوشش های تولیدی توسط آزمون MTT بر رده سلولی استئوبلاست MG63 ارزیابی شد. با افزوده شدن نقره به ساختار شیشه زیست فعال، میزان زیست فعالی و سلول سازگاری پوشش کامپوزیت تولیدی کاهش می یابد. همچنین حداقل غلظت لازم به منظور خواص آنتی باکتریالی پوشش کامپوزیتی حاوی 5 و 7% وزنی نقره 1/0 میلی گرم بر میلی لیتر در معرض باکتری های S. aureus و 1/0 میلی گرم بر میلی لیتر برای کامپوزیت حاوی 3، 5 و 7% وزنی نقره در معرض باکتری های E. coli بدست آمد. شیشه زیست فعال حاوی 5% وزنی نقره پوشش داده شده بر زیرلایه Ti-6Al-4V با داشتن خواص آنتی باکتریال کارآمد و عدم سمیت سلولی در مقایسه با نمونه های دیگر دارای پتانسیل بالاتری می باشد و می تواند به عنوان کاشتنی استخوانی دارای خواص آنتی باکتریالی در کاربردهای مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار گیرد.

هدف از این پژوهش، تهیه و بررسی اثرات سایتوتوکسیک نانوذرات آهن زیست سازگار شده با نشاسته بر رده سلولی MDA-MB-231 می باشد. در این تحقیق، نانوذرات اکسید آهن با پوشش نشاسته به روش هم رسوبی تهیه گردید. جهت ارزیابی های سلولی، نانوذرات مغناطیسی پوشش دار و بدون پوشش با غلظت های 240، 180، 120، 60 و g/mlμ 30 بر رده سلولی MDA-MB-231 در زمان های 24، 48 و72 ساعت تیمار گشت. در نهایت اثر زیستایی سلول با استفاده از آزمون MTT مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج طیف سنجی XRD وجود فاز مگنتیت به همراه مقادیر بسیار اندک از اکسیدهای دیگر آهن را نشان داد. بررسی های میکروسکوپی نشان دادند که ذرات دارای مورفولوژی کروی شکل، با اندازه تقریبی nm 100-80 می باشند. همچنین نتایج آنالیز FT-IR وجود پوشش در سطح ذرات و یکنواختی آن را اثبات نمود. ارزیابی های سلولی نشان دادند که نانوذرات اکسید آهن فاقد پوشش در غلظت g/mlμ 30 و نانوذرات اکسید آهن با پوشش نشاسته در غلظت g/mlμ 180 در زمان 24 ساعت باعث مرگ 50 درصد از سلول های MDA-MB-231 شدند.نتایج این پژوهش می تواند گامی مهم در جهت بهبود درمان سرطان با نانوذرات مغناطیسی به روش هایپرترمیا باشد. پوشش زیست سازگار ایجاد شده باعث کاهش سمیت سلولی نانوذرات مغناطیسی می گردد که حتی آن را برای کاربردهای دیگری مانند افزایش دهنده وضوح تصویر در MRIمناسب می سازد.

در این تحقیق، این کامپوزیت با درصدهای مختلف 0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 5/2% نانولوله های کربنی چندجداره (MWCNTs) به روش ریخته گری اغتشاشی تولید گردید. برای این منظور ابتدا آلیاژ آلومینیم A356 در دمای °C 850 ذوب گردید و در خارج از کوره نانولوله های کربنی به آن اضافه شد و به وسیله همزن پره دار با سرعت rpm 120 به مدت s 30 بهم زده شد و در حین اختلاط در قالب های ماسه ای استوانه ای شکل به قطر cm 2 و ارتفاع cm 10 ریخته گری شدند. به منظور بررسی خواص کامپوزیت ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی، سختی سنج راکول و دستگاه آزمایش خوردگی به روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول wt.% NaCl 5/3 استفاده گردید. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست نمونه ها نشان داد که با افزایش درصد نانولوله های کربنی از 5/0 تا 5/2% از مقدار ترک های شکست کاسته شده و همچنین طرح فنجان و مخروط ناشی از تغییر شکل نرم روی سطح شکست کاهش می یابد. نتایج حاصل از آزمایش سختی سنجی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نیز نشان داد که با افزایش درصد نانولوله های کربنی از 0 تا 5/2%، سختی نمونه از حدود RB 60 به حدود RB 88 و جریان خوردگی از 2/6- به A/cm2 8/4- افزایش می یابد. با توجه به این نتایج مشخص گردید که با آنکه افزایش نانولوله های کربنی باعث افزایش سختی کامپوزیت می گردد ولی در محیط های حاوی یون کلر باید با دقت بیشتری مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش از یک ورق مس به عنوان فلز پایه استفاده شده است که با افزودن نانوپودر سرامیکی ZrO2 به آن و استفاده از فرآوری اصطکاکی- اغتشاشی نانوکامپوزیت Cu/ZrO2 ایجاد شده است. پس از آن خواص مکانیکی نانوکامپوزیت بوجود آمده بررسی و با فلز پایه مقایسه گردید. همچنین در بخشی دیگر از این پژوهش نمونه ای بدون استفاده از پودر ZrO2 با شرایط مشابه تهیه و خواص آن به منظور مقایسه با دیگر نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون های سایش، ریزسختی و بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی، حاکی از آن است که خواص سایشی و سختی بسیار مطلوبی نسبت به فلز پایه به دست آمده و ریزدانه کردن مس که از پیش مد نظر بوده کاملا بدست آمده است. در حالت چهارگذره فرآیند با نانوذرات، لایه کامپوزیتی فرآوری شده از یکنواختی و همگنی بیشتری برخوردار است و دارای خواص مکانیکی بالاتری نسبت به فلز پایه و نمونه های بدون پودر است. بر اساس نتایج، بیشترین میزان سختی بدست آمده در حالت چهارگذره با پودر و در حدود 288 ویکرز بوده است که این مقدار در مقایسه با سختی فلز پایه که در حدود 80 ویکرز بوده است افزایش بیش از 5/3 برابری را نشان می دهد. کمترین میزان ضریب اصطکاک مربوط به نمونه چهارگذر فرآیند با نانوذرات و با مقدار 47/0 است که این مقدار نسبت به ضریب اصطکاک فلز پایه که در حدود 81/0 بوده است، بهبود چشمگیری در خواص سایشی نشان می دهد.

در این تحقیق، ابتدا نانواکسید نیکل به روش سونوشیمیایی با میانگین اندازه ذرات حدود nm 20 تهیه گردید که در آن اعمال امواج التراسونیک در مرحله رسوب گیری زمان رسوب گیری را کاهش داده و میزان رسوب را افزایش می دهد. در نهایت پس از سنتز نمونه ها، روی آنها تست های XRD و FTIR انجام گرفت. سپس قطعات فریت نیکل با استفاده از نانوپودرهای اکسید نیکل بدست آمده و پودرهای اکسید آهن با نسبت یکسان تهیه گردیدند. این پودر پس از خشک کردن ژل حاصل از فرآیند سونوشیمی در دمای °C 320 تکلیس گردیده است و با استفاده از مغناطیس سنج ارتعاشی، SEM و XRD، خواص مغناطیسی و خواص ساختاری فریت نیکل مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که محصولات آماده شده مغناطیسی اشباع بالایی در حدود (Ms) emu/g 51/54 را دارند که به علت درجه بالای بلوری شدن و مورفولوژی های یکنواخت تر می باشد. در این روش فریت نیکل به عنوان یک محصول مغناطیسی با کیفیت بالاتر و هزینه پایین تر تولید گردید.