فهرست مطالب

مواد پیشرفته و پوشش های نوین - پیاپی 29 (تابستان 1398)
  • پیاپی 29 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی رفیعی*، حسین مستعان، سپهر اعتمادی صفحات 2048-2059
    در این پژوهش، با استفاده از جوشکاری قوسی تنگستن -گاز، فرایند روکش کاری با افزودن محصولات واکنش حاصل از آسیاب کاری پودرهای Cr- Alو Cr2O3- Alروی سطح فولاد CK45انجام شد. پس از تولید روکش های سطحی AlCr2 و Al2O3-AlCr2 ارزیابی های ریزساختاری و ریزسختی روکش ها توسط میکروسکوپ های نوری، الکترونی روبشی و دستگاه ریزسختی سنج انجام گرفت. به منظور بررسی مقاومت سایشی روکش ها از دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد محصول واکنش حاصل از 20 ساعت آسیاب کاری مخلوط پودری Cr-Al، محلول جامد Cr(Al) بود. بررسی آزمون تفرق اشعه ایکس از نمونه روکش کاری شده با پودر Cr-Al، حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی AlCr2 در ساختار روکش ایجاد شده نیز بود. همچنین روکش کاری مخلوط پودری Cr2O3- Alمنجر به ایجاد فازهای AlCr2 و Al2O3 گردید. ریزسختی هر دو روکش ایجاد شده نسبت به فلز پایه افزایش نشان داد. ریزسختی در نمونه روکش کاری شده ی Al2O3-AlCr2 به حدود 780 ویکرز رسید. مکانیزم غالب سایش در آزمون سایش کلیه نمونه ها، مکانیزم سایش خراشان برش ریز تشخیص داده شد. آزمون سایش برای نمونه جوشکاری شده با پودر AlCr2 کاهش وزنی در حدود 2/0 میلی گرم را نشان داد، درحالیکه در روکش Al2O3-AlCr2 کاهش وزنی مشاهده نشد. ضریب اصطکاک نمونه روکش Al2O3-AlCr2 تا حدود مسافت 200 متر، تقریبا 15/0 بود و از این مسافت به بعد به عدد 35/0 رسید. این افزایش در ضریب اصطکاک با توجه به ثابت بودن دیگر پارامترها نسبت به نمونه AlCr2، می تواند به درگیر شدن بیشتر ذرات Al2O3 با نزدیک شدن به لایه های پایین تر روکش ربط داده شود.
    کلیدواژگان: فولاد ساده کربنی CK45، GTAW، رفتار سایشی، روکش کاری
  • فاطمه متقی طلب، مهدی فرخی* صفحات 2060-2071
    پوشش پروتئین به عنوان یک استراتژی اصلاح سطح برجسته می تواند بر روی آرایش مولکول های زیستی در سطح مشترک با نانو مواد تاثیر بگذارند. در این مطالعه ، آلبومین سرم انسانی (HSA) برای اصلاح شیمی سطح نانولوله های کربنی تک دیواره (SWNTs) و نانولوله های کربنی تک دیواره کربوکسیله شده (CO2-SWNTs) اعمال شدند. این مطالعه برای پی بردن به اثر پوشش پروتئینی بر روی ترکیب پروتئین کرونا و فعالیت بیولوژیکی هر دو نوع SWNT انجام شد. روش های مختلفی به منظور مشخصه یابی خواص فیزیکوشیمیایی هر دو نوع SWNTs بعد از اصلاح سطحی انجام گرفت. نتایج نشان داد که HSA به دلیل خصوصیات بیولوژیکی و ساختاری منحصر به فرد خود می تواند باعث تغییر آرایش مولکول های زیستی کرونای SWNTs و CO2-SWNTs شود. پوشش پروتئین همچنین شدت پلاسمون هر دو نوع SWNTs را تغییر داد که بر روی کارایی برهمکنش آنها با پروتئین های موجود در پلاسما اثر گذاشت. علاوه بر این، هر دو کرونا های SWNTs سمیت و جذب سلولی کمتری را در مقایسه با نمونه های بالک نشان دادند. می توان نتیجه گیری کرد که اصلاح سطحی SWNTs با پروتئین HSA می تواند الگوی کرونا را تغییر دهد که متعاقبا بر روی فعالیت بیولوژیکی این نانوذرات تاثیر می گذارد.
    کلیدواژگان: آلبومین سرم انسانی، نانو لوله های کربنی تک جداره، الگوی پروتئین کرونا
  • محمد علی زاده، مهدی حسن زاده*، سینا محتشمی صفحات 2072-2080
    در این پژوهش فوم پلی یورتان با استفاده از تقویت کننده های نانومتری مختلف شامل نانوالیاف پلیمری، نانولوله کربنی و نانوذرات اکسید نیکل تهیه شد. برای این منظور ابتدا نانوالیاف پلیمری پلی یورتان، پلی(متیل متاکریلات) و پلی(وینیل الکل) به روش الکتروریسی تهیه شدند و در حین شکل گیری فوم پلی یورتان به همراه نانولوله کربنی و نانوذرات اکسید نیکل به ترکیب فوم افزوده شدند. مورفولوژی، خواص مکانیکی و رفتار جذب صوت فوم‎های تهیه شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه اینسترن و لوله امپدانس ارزیابی شد. نتایج بدست آمده نشان دهنده تولید نانوالیافی یکنواخت و عاری از نقص و همچنین حضور این نانوالیاف در بین حفرات و تخلخل فوم می باشد. همچنین فوم های تقویت شده با نانوالیاف پلیمری مقاومت فشاری بیشتری نسبت به فوم پلی یورتان خالص نشان دادند. بررسی های جذب صوت فوم های تهیه شده نشان داد که افزودن تقویت کننده های نانوساختار سبب بهبود قابلیت جذب صوت فوم پلی یورتان در محدوده فرکانس 6100-250 هرتز می شود. در این میان فوم پلی یورتان تقویت شده با نانوالیاف پلی(متیل متاکریلات) و نانولوله کربنی یا نانوذرات اکسیدنیکل بیشترین میزان جذب صوت در تمامی فرکانس ها بخصوص در فرکانس های پایین را به خود اختصاص داده است.
    کلیدواژگان: فوم پلی یورتان، نانوالیاف، نانوذرات، عایق صوت
  • بهاره قنبرزاده، مریم عطایی فرد*، مسعود اعتضاد، سعید مهدوی صفحات 2082-2091
    در سال های اخیر مفهوم توسعه پایدار اهمیت بسیاری را از لحاظ سیاسی و اجتماعی پیدا کرده است. یکی از جنبه های مهم توسعه پایدار، صنعت سبز و استفاده از مواد زیست تخریب پذیر و بازیافتی است که تاثیرات منفی روی محیط زیست و مصرف آب و انرژی را کاهش می دهد.به دلیل افزایش روزافزون استفاده از چاپگرهای دیجیتال در مصارف خانگی و اداری، بازیافت کاغذهای چاپ شده به این روش با روشی سبز و سازگار با محیط زیست اهمیت بسیاری پیدا کرده است. مرکب زدایی آنزیمی به عنوان یک روش سازگار با محیط و موثر در جداسازی مرکب از کاغذ باطله مطرح می باشد. در این پژوهش از آنزیم تجاری CR Cellusoft تولید شده در شرکت Novozymes جهت مرکب زدایی کاغذهای چاپ شده به روش الکتروفوتوگرافی استفاده شده است. آنزیم سلولاز در سه سطح 2/5، 0/25 و 0/025 واحد به ازای 15 گرم خمیرکاغذ خشک بازیافت شده از کاغذ چاپ شده و در زمان های 15، 60 و 120 دقیقه و دمای 30، 45 و 60 درجه سانتی گراد در 7=pH به کار گرفته شد15 تیمار برای این تحقیق تعیین شد. بعد از مرکب زدایی آنزیمی مراحل شستشو و شناورسازی انجام شده، و پس از تهیه کاغذ دست ساز، خواص نوری و چاپ پذیری مجدد نمونه ها بررسی شد. نتایج L* a* b* ، انعکاس و دانسیته چاپ نشان داد که در کاغذهای مرکب زدایی شده، چاپ پذیری و کیفیت چاپ مجدد در محدوده قابل قبول می باشد.
    کلیدواژگان: مرکب زدایی، آنزیم، چاپ پذیری، دانسیته چاپ، الکتروفوتوگرافی
  • عباس رجبی ابهری، محمد ابراهیم علیا*، علی اکبر سیف کردی، نیازمحمد محمودی صفحات 2092-2107
    در پژوهش پیش رو عملکرد فتوراکتور ناپیوسته سوسپانسیونی با هدف حذف رنگزای بازیک بنفش 16(BV16) از پساب سنتزی با راکتور هیبریدی غشایی - فتوکاتالیستی PMR در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است . در ابتدا اثر پارامترهای موثر بر روی فرآیند فتوکاتالیستی در حضور اکسید روی دوپ شده با کلسیم (ZnO:Ca) شامل دوز نانو فتوکاتالیست ، اثر pH ، دما ، غلظت اولیه رنگزا و هوادهی انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده، بهینه هر یک از پارامترهای مذکور به ترتیب 0.06 g.L-1 ، pH نرمال (5.5) ، دمای محیط ، 10 mg.L-1 و 5.5 Lit.min-1 بدست آمد. نتایج نشان داد راندمان حذف در غلظت های بالا در فرآیند فتوکاتالیستی کاهش می یابد. همین امر لزوم تلفیق یک سیستم به عنوان پیش تصفیه خوراک ورودی قبل از فتوراکتور را آشکار میکند. در این پژوهش از یک غشای ساخته شده بر پایه پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) به عنوان عامل پیش تصفیه قبل از فتوراکتور ناپیوسته استفاده شد. نتایج حاصل از پژوهش و محاسبه راندمان فرآیند نشان میدهد که PMR در حذف رنگزای BV16 در غلظت های یکسان و همچنین بیشتر از غلظت بهینه رنگزا نسبت به فتوراکتور ناپیوسته سوسپانسیونی موفق تر عمل کرده است. با مقایسه ثابت سرعت واکنش در دو سیستم مشخص گردید که ثابت سرعت واکنش در PMR نسبت به فتوراکتور ناپیوسته در غلظت بهینه 60% و در بیش از غلظت بهینه (30 mg.L-1) حدود 14% افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: راکتور هیبریدی غشایی - فتوکاتالیستی، فرآیند اکسیداسیون پیشرفته، روی اکسید، پلی وینیلیدین فلوراید، حذف رنگزای آلی
  • عبدالرسول هجری، علیرضا خسروی*، کمال الدین قرنجیگ صفحات 2108-2115
    در این پژوهش، سینتیک تخریب بتاکاروتن در حامل های لیپیدی نانوساختار به روش اسپکتروفوتومتری بررسی شده و تاثیر غلظت های بتاکاروتن، روغن مایع، سطح فعال و دما بر روی پایداری بتاکاروتن مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، حامل های لیپیدی نانوساختار حاوی بتاکاروتن به روش نفوذ حلالی ساخته شده و در دمای محیط در تاریکی نگهداری شدند. نتایج نشان داد که سینتیک تخریب بتاکاروتن در حامل های لیپیدی نانوساختار از واکنش درجه یک پیروی می کند. همچنین میزان پایداری بتاکاروتن با افزایش غلظت روغن مایع افزایش محسوسی پیدا می کند. افزایش غلظت بتاکاروتن و سطح فعال از 1 به 5 درصد وزنی به ترتیب موجب افزایش ثابت سرعت تخریب از 0/00473 و 0/00737 به 0/01280 و 0/01093 بر ساعت می شود. افزایش دما از 5 به °C 65 موجب کاهش پایداری بتاکاروتن می شود و این در حالی است که با افزایش دما به بیش °C 65 روند معکوسی مشاهده می گردد. لازم به ذکر است که افزودن بتاکاروتن به حامل های لیپیدی نانوساختار سبب افزایش اندازه ذرات از 38 به 105 نانومتر می شود. ضمن اینکه اندازه ذرات اولیه حامل های لیپیدی نانوساختار بدون حضور روغن مایع تغییر محسوسی نمی کند
    کلیدواژگان: حامل های لیپیدی نانوساختار، بتاکاروتن، تخریب، سینتیک، فناوری نانو
  • نرجس کوپایی*، مهدی طاقه دل شاد، احمدرضا قاسمی صفحات 2116-2128
    هیدروژل، شبکه پلیمری سه بعدی نا محلول در آب است که توانایی جذب مایعات بدن را در محیط بیولوژیکی دارد. چنین شبکه پلیمری از طریق مکانیسم های اتصال عرضی شیمیایی از جمله پلیمریزاسیون نوری، واکنش های آنزیمی و اتصال عرضی فیزیکی نظیر روش های وابسته به دما و pH و اتصالات عرضی یونی تشکیل می شود. هیدروژل فیزیکی از طریق نیروی ثانویه ضعیف و هیدروژل شیمیایی از طریق نیروهای کوالانس تشکیل می شوند. پلیمرهای مختلفی با منشا طبیعی و مصنوعی برای ساخت هیدروژل ها استفاده می شود. تورم، خواص مکانیکی و خواص بیولوژیکی از جمله مهم ترین خصوصیات هیدروژل است که هر کدام از این خصوصیات می تواند بر روی ساختار و مورفولوژی هیدروژل تاثیر گذار باشد. هیدروژل ها به دلیل دارا بودن ساختاری شبیه به ماتریس خارج سلولی (ECM) و توانایی جذب آب در کاربردهای مختلف پزشکی از قبیل مهندسی بافت، لنزهای تماسی، زخم پوش ها و رهایش عوامل درمانی استفاده می شوند. این مقاله در مورد مکانیسم های مختلف تشکیل هیدروژل، انواع هیدروژل ها، خصوصیات و کاربرد آن ها در زمینه پزشکی بحث می کند.
    کلیدواژگان: هیدروژل، مهندسی بافت، تورم، زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری
|
  • Mahdi Rafiei *, Hossein Mostaan, Sepehr Etemadi Pages 2048-2059
    In this research, the cladding process was done using the mechanically alloyed Al-Cr and Al-Cr2O3 powder mixtures by GTAW process on the surface of CK45 steel. After creating the AlCr2 and AlCr2-Al2O3 surface layers, the microstructural and microhardness of the claddings were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy and microhardness measurements. In order to evaluate the wear resistance of the claddings, pin-on-disk wear test was done. It was found that after 20 h of MA of Al-Cr powder mixture, Cr(Al) solid solution was formed. XRD analysis of created cladding by this powder mixture indicated the formation of AlCr2 phase. Also the cladding of Al-Cr2O3 powder mixture led to the formation of AlCr2 and Al2O3 phases. The microhardness of both claddings was higher than the base metal. Also the microhardness of AlCr2-Al2O3 cladding reached to about 780 HV. The predominant wear mechanism in wear test of both claddings was micro-cutting abrasive wear. The wear weight loss of AlCr2 cladding was about 0.2 mg, while AlCr2-Al2O3 cladding did not show any weight loss. The friction coefficient of AlCr2-Al2O3 cladding after 200 m of sliding distance was about 0.15 which reached to about 0.35 at longer sliding distances. This increase in friction coefficient of this cladding as compared with AlCr2 cladding was related to the presence of Al2O3 hard particles in this cladding.
    Keywords: CK45 steel, GTAW, Wear behavior, Cladding
  • Fatemeh Mottaghitalab, Mehdi Farokhi * Pages 2060-2071
    Protein coating as an outstanding surface modification strategy can influence the organization of biomolecules in the interface with nanomaterials. In the present study, human serum albumin (HSA) were applied to modify the surface chemistry of single walled carbon nanotubes (SWNTs) and carboxylated SWNTs (CO2-SWNTs). This study was conducted to discover the effect of protein coating on the protein corona composition and biological activity of both SWNT types. Different methodologies were performed in order to characterize the physicochemical properties of both SWNTs after surface modification. The results showed that HSA followed changed the biomolecular organization of SWNTs and CO2-SWNTs coronas . Protein coating also changed the plasmon intensity of both SWNT derivatives which affected the efficacy of their interaction with proteins existed in plasma. Moreover, both SWNTs coronas revealed less cytotoxicity and cellular uptake in comparison to bulk samples. It can be concluded that surface modification of SWNTs with different protein can alter the corona pattern that consequently affect the biological behavior of these nanomaterials.
    Keywords: Human Serum Albumin, Single walled carbon nanotube, Protein corona composition
  • Mohammad Alizadeh, Mahdi Hasanzadeh *, Sina Mohtashami Pages 2072-2080
    In this study, polyurethane foam was prepared using various nanostructures including polymer nanofibers, carbon nanotubes, and nickel oxide nanoparticles. Polyurethane, poly (methyl methacrylate) and poly (vinyl alcohol) nanofibers were first fabricated by electrospinning method and added to the foam during the formation of polyurethane foam along with carbon nanotube and nickel oxide nanoparticles. The morphology, mechanical properties and sound absorption behavior of the foam were evaluated using scanning electron microscopy (SEM), Instron an impedance tube. The results indicate that the nanofibers are uniform and free of beads, as well as the presence of these nanofibers within the pores and porosity of the foam. Polyurethane foam reinforced with polymer nanofibers also showed higher compressive strength than pure polyurethane foam. Sound absorption studies of foam showed that the addition of nanostructures improves the sound absorption efficiency of polyurethane foam in the frequency range of 250-610 Hz. Polyurethane foam reinforced with poly (methyl methacrylate) nanofibers and carbon nanotubes as well as nickel oxide nanoparticles exhibits the highest sound absorption at all frequencies, especially at low frequencies.
    Keywords: Polyurethane Foam, Nanofibers, Nanoparticles, sound insulator
  • Bahareh Ghanbarzadeh, Maryam Ataeefard *, Masoud Etezad, Saeed Mahdavi Pages 2082-2091
    Because of increasing in consumption of digital printers in home and office uses it is important to recycle these papers in a green and sustainable way. Enzyme deinking is an eco-friendly and effective deinking method. In this paper enzyme deinking of electrophotography papers done with commercial cellulose, cellusoft CR supplied from Novozymes Company. The enzyme was applied in three doses including 2.5, 0.25, and 0.025 U on 15 g recycled oven dry pulp prepared from printed paper. Reaction temperature and time were used at of 30, 45, 60 ˚C and 15, 60, 120 min, respectively.15 treatments were intended for this study. Washing and floatation of pulp carried out after enzyme treatment and then optical properties and reprinting of handsheet was evaluated. Measurement of CIE L*a*b*, reflection and optical density showed that printability and print quality after enzyme deinking is acceptable. Measurement of CIE L*a*b*, reflection and optical density showed that printability and print quality after enzyme deinking is acceptable.
    Keywords: enzyme deinking, paper recycling, electrophotography printing
  • Abbas Rjabi Abhari, Mohammadebrahim Olya *, Ali Akbar Safekordi, Nyazmohammad Mahmoodi Pages 2092-2107
    In the present study, the performance of a batch suspension photoreactor has been investigated and compared with a catalytic-membrane photoreactor (PMR) for removal of Basic Violet 16 (BV16) from synthetic effluent. Initially, influence of the effective parameters on the photocatalytic process in the presence of Zinc oxide doped with calcium (ZnO: Ca) such as photocatalyst dosage, pH, temperature, initial dye concentration and aeration was studied. Based on the results, the optimal condition of the process was: Catalyst dosage (0.06 g.L-1), normal pH (5.5), ambient temperature, Dye concentration: 10 mg.L-1 and Aeration: 5.5 L.min-1, respectively. The results showed that the removal efficiency at the high concentrations decreases in the photocatalytic process. This will reveal the need to integrate a system as pre-treatment of input feed prior to the preparation. In this study, a polyvinylidene fluoride-based membrane (PVDF) was used as a pre-purification agent before the batch rector system. The results of the research and the calculation of process efficiency show that PMR has been successful in removal of BV16 dye in the same concentrations and also more than the optimal dye concentration of suspension system. Comparing the kinetc of the reactions, the constant reaction rate in PMR increased by about 14% in comparison of the batch system at the optimal concentration (60%) and above the optimal concentration (30 mg.L-1).
    Keywords: Catalytic membrane reactor, Advance Oxidation Process, ZnO, PVDF, Organic dye removal
  • Abdolrasoul Hejri, Alireza Khosravi *, Kamaladin Gharanjig Pages 2108-2115
    In this research, degradation of ß-carotene in nanostructured lipid carriers was studied employing spectrophotometric method. The effect of ß-carotene concentration, liquid lipid concentration, surfactant concentration and temperature on stability of ß-carotene was investigated. ß-carotene loaded nanostructured lipid carriers were prepared using solvent diffusion method and the samples were kept in darkness at room temperature. The results indicated that the degradation of ß-carotene in nanostructured lipid carriers follows first order kinetics. The stability of ß-carotene increased significantly by increasing the liquid oil concentration. Furthermore, rising the ß-carotene and surfactant concentrations from 1-5 %w/w resulted in climbing of degradation rate constants from 0.00473 and 0.00737 up to 0.01280 and 0.01093 1/h, respectively. ß-carotene retention decreased by Increment of temperature from 5°C to 65°C while further elevating of temperature was led to reverse results. Particle size studies revealed that addition of ß-carotene to nanostructured lipid carriers grows particle size from 38nm to 105 nm. Moreover, liquid lipid concentration had no significant effect on initial particle size of ß-carotene loaded nanostructured lipid carrier.
    Keywords: Nanostructured lipid carriers, ß-carotene, degradation, Kinetics, Nanotechnology
  • Narjes Koupaei *, Mehdi Taghe Delshad, Ahmadreza Ghasemi Pages 2116-2128
    Hydrogel is a three dimensional water insoluble polymeric network that can absorb body fluids in a biological environment. Its polymer network structure can be formed by chemical cross-linking such as photo-polymerization, enzyme-catalyzed reactions, and physical cross-linking induced by temperature, pH, and ionic interaction. Physical hydrogel is formed by weak secondary interaction. Covalent bonds are normally formed among polymer chains in a chemically crosslinked hydrogel. To synthesize hydrogels, natural and synthetic polymers were applied. Swelling, mechanical and biological properties of the hydrogels are the most important parameters that can be affected on its structure and morphology. The large volume of water that they can absorb and an ability to mimic the extracellular matrix environment are the main reasons for use the hydrogels for many biomedical applications such as tissue engineering, contact lenses, wound healing, and the controlled delivery of therapeutic agents. This review covers the various mechanisms of hydrogel formation, types of hydrogels, their properties and applications in the medicine.
    Keywords: Hydrogel, Tissue EngineeringT Swelling, Biocompatibility, Biodegradability