فصلنامه نانو مواد
پیاپی 40 (زمستان 1398)

فریت های روی ZnFe2O4، منگنز-روی Mn0.5Zn0.5Fe2O4 و کبالت- روی Co0.5Zn0.5Fe2O4 از انواع فریت ها با ساختار اسپینل و از جمله مواد نرم مغناطیس هستند. در این پژوهش، هر سه نوع فریت مورد نظر به روش هم رسوبی از نمک های روی، منگنز، کبالت و آهن در محیط آبی و بدون دخالت حلال های ارگانیک سنتز شد. ساختار بلوری با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) و مورفولوژی نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شد. مشخصه یابی نمونه های سنتز شده توسط پراش پرتو ایکس، در مقیاس θ2، در محدوده 20 تا 60 درجه و با تاباندن (CuKα) با طول موج Å 54056/1 ساختار مکعبی اسپینلی با گروه فضایی Fd3m را برای نمونه های سنتز شده نشان می دهد. اندازه بلورک ها با رابطه دبای- شرر حدود nm 33 محاسبه شد. بر اساس مطالعات وسیع میکروسکوپ الکترونی انجام شده، میانگین اندازه قطر ذرات برای ZnFe2O4 در حدود nm 86/71، برای نانوذرات Co0.5Zn0.5Fe2O4 حدود nm 77/69 و برای نانوذرات Mn0.5Zn0.5Fe2O4 در حدود nm 49/68 برآورد شد. لذا محاسبه اندازه بلورک ها و میانگین قطر ذرات برای هر سه نمونه نانوذرات فریت سنتز شده در این کار کمتر از nm 100 هستند. همچنین برای بررسی جذب امواج فرابنفش- مرئی (UV-Vis) و محاسبه گاف انرژی، طیف فرابنفش- مرئی انعکاسی نانوذرات سنتز شده، تهیه شد. خواص مغناطیسی نانوذرات، با رسم منحنی هیسترزیس نمونه ها توسط دستگاه مغناطومتر نمونه لرزشی (VSM) بررسی شد.

در این تحقیق، برای سنتز نانوکامپوزیت پودر آلومینا (میکرونی/نانو) با 90 درصد حجمی، به همراه 10 درصد حجمی نانوذرات کاربید سیلسیم مخلوط گردید. ترکیب بدست آمده داخل آسیاب پرانرژی همگن شده سپس این ترکیب خشک شده و با استفاده از پرس سرد شکل دهی گردید. سپس قطعات خام حاصل به روش پرس گرم به مدت h 2 در دمای °C 1650 و فشار MPa 20 در اتمسفر گاز آرگون تحت زینتر قرار گرفت. در ادامه، عملیات حرارتی نمونه ها در دماهای 1200، 1400، 1500 و °C 1600 و در زمان های یک و دو ساعت تحت اتمسفر هوا انجام شد. بعد از عملیات حرارتی، نمونه های نانوکامپوزیتی توسط آنالیز XRD و SEM قبل و بعد عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فازی نشان داد، که فازهای قبل و بعد از عملیات حرارتی فازهای دلخواه بوده اند.با بررسی تصاویر SEM، ترمیم ترک و رفتار ترک مورد بررسی قرار گرفت و با بررسی این نتایج، بعد از عملیات حرارتی خواص ترمیم ترک نانوکامپوزیت، کاملا متحول گردید و شرایط مطلوبتری نسبت به قبل از آن حاصل شد. همچنین با بررسی سختی نمونه های عملیات حرارتی شده، تغییر زیادی در سختی حاصل نگردیده است. دستاورد مهم این تحقیق در مورد چقرمگی شکست کامپوزیتنانوآلومینا- نانوکاربید سیلسیم بود کهحدود MPa.m1/2 56/5 حاصل شد .همچنین، چقرمگی شکست برای نمونه میکرو- نانو در بهترین حالت، مقدار MPa.m1/2 753/4 بدست آمد.

در این پژوهش از سورفکتانت آمفوتری کوکامیدو پروپیل بتائین جهت اصلاح سطح نانوذرات رس استفاده شد. بدست آوردن نانو رس مونت موریلونیت اصلاح شده آلی از طریق فرآیند مبادله یونی انجام شد. مطالعات ساختاری نمونه بدست آمده با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) و الگوی پراش پرتوی ایکس (XRD) نشان داد که توزیع سورفکتانت در میان لایه های نانو رس مونت موریلونیت مناسب می باشد و افزایش ماده اصلاح کننده، سبب افزایش فاصله بین لایه ای از Å 02/15 به مقدار Å 34/17 شده است. ترکیب شدن سورفکتانت با نانو رس این ماده را که یک ترکیب آبدوست بود به یک ماده با ویژگی آبگریزی تبدیل می کند. نانو رس اصلاح شده با سورفکتانت آمفوتری کوکامیدو پروپیل بتائین می تواند به عنوان یک ترکیب پر کننده موثر در نانوکامپوزیت های پلیمر-رس استفاده شود. سورفکتانت آمفوتری کوکامیدو پروپیل بتائین استفاده شده در این فرآیند در اصلاح سطح نانوذرات و افزایش فاصله بین لایه های رس تاثیر قابل توجهی داشت. نتایج نشان داد که ماده مورد استفاده دارای توانایی لازم در اصلاح سطح نانو رس به منظور استفاده در نانوکامپوزیت های پلیمر-رس را دارد.

امروزه در بیشتر روش هایی که برای درمان سرطان بکار گرفته می شود، انتقال موثر و کامل دارو صورت نمی گیرد و همچنین بافت های سالم بیش از بافت های تومور از بین می روند. برای رفع این مشکل از سامانه جدید و موثر نانوساختارها که یکی از جدیدترین آن ها گرافن می باشد، استفاده می گردد. در این تحقیق به منظور تحقق بخشیدن به امر دارو رسانی آهسته رهش از نانو کامپوزیت زیست سازگار و زیست تخریب پذیر کیتوسان-گرافن اکساید درون شبکه گلیسرول منولئات برای حمل داروی 5- فلورویوراسیل استفاده شد. از میکروسکوپ نور پلاریزه جهت تایید فاز مکعبی در نسبت وزنی گلیسرول مونولئات-آب برابر با 4/0 استفاده شد. همچنین بررسی رهایش دارو در محیط معده و روده میزان %88 در مدت زمان 30 ساعت را نشان داد. محدوده pHهای 10-3 جهت تعیین pH بهینه برای جذب داروی 5- فلورویوراسیل مورد بررسی قرار گرفت که بیشترین جذب در 9=pH رخ داد سپس اثر زمان تماس نانوجاذب بر ظرفیت جذب دارو در زمان های مختلف 2، 5، 15، 30، 45، 60، 90 و min 120 بررسی و مشخص شد که فرآیند جذب سطحی پس از30 دقیقه به تعادل می رسد. در ادامه آنالیزهای پراش پرتو ایکس، وزن سنجی حرارتی جهت تایید مقاومت حرارتی تا °C 600 و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی مادون قرمز جهت تایید ساختار اصلاح کوالانسی گرافن اکساید و جذب دارو بر سطح نانوکامپوزیت کیتوسان-گرافن اکساید انجام گرفت.

در این پژوهش، با استفاده از آسیاب سیاره ای، کامپوزیت های زمینه آلومینیومی با فاز تقویت کننده نیترید آلومینیوم بوسیله روش فعال سازی مکانیکی تولید شدند. بررسی تغییرات ساختاری سیستم آلومینیوم- 5/2 درصد وزنی نیترید آلومینیوم در حین فعال سازی مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. پودر آلومینیوم یک بار با 1 میکرومتر AlN و بار دیگر با نیترید آلومینیوم µm 50 به همراه اسید استئاریک مخلوط شد. نمونه ها در مدت زمان های مختلف آسیاب، پرس و در دماهای مختلف پخت شدند. خواص مکانیکی نمونه ها بررسی و تغییرات فازی با استفاده از الگوی پراش ایکس (XRD) مطالعه شد. اندازه دانه ها با استفاده از رابطه شرر و ویلیامسون- هال محاسبه شدند. نتایج نشان داد که استحکام نمونه های کامپوزیتی با اندازه دانه µm 1 برای فاز تقویت کننده نسبت به اندازه 50 میکرون فاز تقویت کننده در کامپوزیت بیشتر است.گسیختگی نمونه ها با زمان آسیاب افزایش می یابد.

در این پژوهش، نانوساختار چارچوب فلز-آلی FeIII(OH)[O2C-C6H4-CO2] با نام تجاری MIL-53 (Fe) به عنوان یک کاتالیزگر بسیار فعال برای تهیه مشتقات پیرازولوپیرانوپیریمیدین مورد استفاده قرارگرفت. به منظور تهیه نانوساختار MIL-53 (Fe) از FeCl3.6H2O و اتصال دهنده 1و4 بنزن دی کربوکسیلیک اسید در حلال دی متیل فرمامید استفاده شد. کاتالیزگر تهیه شده با استفاده از تکنیک های FT-IR، EDX، FE-SEM، XRD، TEM، TGA، DTA، BET و BJH مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج آنالیز حرارتی وزن سنجی نشان داد که ساختارهای تهیه شده دارای پایداری حرارتی بالا (°C 500) می باشند. همچنین با استفاده از نمودار تخلخل سنجی جذب و واجذب نانوساختار فلز-آلی تهیه شده مشخص گردید سطح فعال مطلوب m2/g 300، حجم کلی حفرات معادل cm3/g 97 و قطر متوسط حفرات nm 15 می باشد. اندازه ذرات کاتالیزگر در مقیاس نانو (nm 50-200) بوده و بازیافت ساده کاتالیزگر (حداقل 6 بار قابل استفاده مجدد) از مزایای این کاتالیزگر می باشند. استفاده از این نانوحفره منجر به تهیه ترکیبات متنوع از مشتقات پیرازولوپیرانوپیربمیدین با بهره بالا 98% و زمان تقریبی min 10 می شود. روش مورد استفاده در این تحقیق دارای مزایایی از جمله غیرسمی بودن، زمان کوتاه واکنش، سنتز آسان و بازده بالا می باشد.