فصلنامه نانو مواد
پیاپی 47 (پاییز 1400)

پژوهش حاضر، اولین گزارش از سنتز سبز نانوذرات طلا با استفاده از عصاره آبی گلبرگ گیاه گل نیمروزی می باشد. پس از جمع آوری گیاه و عصاره گیری از آن، مقدار mL 2 از عصاره با غلظت 1% (w/w) به mL 4 نمک طلا با غلظت mM 1 در pH ذاتی محلول افزوده شد و با مشاهده تغییر رنگ محلول به ارغوانی و بررسی طیف اسپکتروفتومتری فرابنفش- مریی (UV-Vis)، سنتز سبز نانوذرات تایید شد. پس از سنتز نانوذرات طلا، پارامترهای موثر بر سنتز شامل: pH واکنش، غلظت و حجم عصاره، غلظت نمک طلا و زمان واکنش مورد بررسی قرار گرفتند و توسط اسپکتروفوتومتری UV-Vis بهینه شدند. برای مشخصه یابی نانوذرات از تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) و از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) برای شناسایی گروه های عاملی احتمالی دخیل در سنتز نانوذرات طلا استفاده شد. نتایج نشان دادند بهترین شرایط بهینه برای سنتز زیستی نانوذرات طلا توسط این گیاه، 4= pH، حجم mL 3 عصاره با غلظت 3% (w/w) و نمک طلا با غلظت mM 5/3 بوده است. آزمون طیف اسپکتروفتومتری UV-Vis، رزونانس پلاسمون سطحی برای نانوذرات طلا را در nm 543 نشان داد. نتایج بدست آمده از TEM و XRD نشان دادند که، نانوذرات کریستالی طلا با اشکال کروی، مثلثی و چند ضلعی با میانگین اندازه nm 25/18 سنتز شدند. بطور کلی گیاهان بدلیل داشتن ترکیبات موثر فراوان قابلیت سنتز نانوذرات را از طریق مسیر متابولیسم بیولوژیکی خود هستند.

در این کار، نانوالیاف دی اکسید سیلیکون به روش الکتروریسی ساخته شد. سپس نانوالیاف تولید شده در یک کوره الکتریکی در سه دمای 300، 500 و C° 700 و هر کدام به مدت h 2 در معرض عملیات حرارتی قرار گرفتند. به منظور تعیین مشخصات ساختاری نانوالیاف دی اکسید سیلیکون، از تکنیک های XRD، FESEM و EDX استفاده شد و همچنین پراکندگی عناصر آن با آنالیز X-MAP مشاهده شد. برای بررسی اثر فتوکاتالیستی، تجزیه رنگ های متیلن آبی و متیل نارنجی با استفاده از نانوالیاف دی اکسید سیلیکون به عنوان یک نانوفتوکاتالیست و با بکارگیری اشعه فرابنفش، بررسی شد. تصاویر FESEM، ساختار نانوالیاف SiO2 را با قطری در محدوده nm 400-500 نشان داد. نتایج XRD مربوط به نمونه های نانوالیاف اکسید سیلیکون کلسینه نشده، قله های گسترده ای در محدوده ی °25-15 = 2θ را با ساختاری آمورف نشان می دهد، نتایج نشان داد که بیشترین سرعت واکنش برابر min-1 4- 10×163 و کمترین سرعت واکنش برابر min-1 4- 10×61 و مربوط به رنگ متیل است. نانوالیاف SiO2 کلسینه شده در دمای C° 700، خاصیت فتوکاتالیستی بهتری از نانوالیاف SiO2 کلسینه شده در دمای 500 و C° 300 به ترتیب برای تجزیه رنگ متیلن آبی و متیل نارنجی دارد. بر این اساس نانوالیاف اکسید سیلیکون به عنوان یک ماده جاذب ارزان و با امکان آماده سازی آسان در شرایط مختلف می تواند در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.

این پژوهش به بررسی تاثیر دمای بازپخت در نانوساختار و خواص حسگری گاز آمونیاک نانولایه های اکسید روی آلاییده شده بوسیله منیزیم می پردازد و نتایج آن می تواند در توسعه حسگرهای تحلیل بازدم مورد استفاده قرار بگیرد. انباشت نانولایه های ZnO آلاییده شده بوسیله منیزیم با استفاده از روش افشانه حرارتی، بر روی زیرلایه های شیشه انجام شد و سپس نانولایه ها در دماهای مختلف (125، 250، 375 و C° 500) بازپخت شدند. ضخامت نانولایه ها با استفاده از پروفیل سنج step Alpha، ساختار بلوری و ریخت شناسی سطح نمونه ها با استفاده از پراش پرتو X (XRD) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد مطالعه قرار گرفت و بررسی حساسیت نمونه ها به گاز آمونیاک (1 تا ppm 100) با استفاده از مقاومت سنجی نمونه ها در دمای اتاق و رطوبت نسبی 80% انجام شد. بررسی ها نشان داد حساسیت نمونه ها با افزایش دمای بازپخت تا C° 500 به واسطه افزایش تبلور، زمختی سطح و مقاومت الکتریکی بهبود پیدا می کند به طوری که زمان پاسخ و بازیابی برای تشخیص ppm 1 آمونیاک، به ترتیب s 57 و s 12 بودند. همچنین، نانولایه اکسید روی آلاییده شده بوسیله منیزیم و بازپخت شده در دمای C° 500 با انتخابگری 9 تا 25 حساسیت بالایی به ppm 100 گاز آمونیاک نشان داد. بررسی قابلیت اطمینان پذیری نمونه و پایداری آن در رطوبت نسبی بالا در یک دوره زمانی شش ماهه انجام شد و نوسانات بسیار ناچیزی مشاهده شد. نتایج بررسی ها نشان داد که این نانولایه گزینه بسیار مناسبی برای سنجش گاز آمونیاک به عنوان حسگر تحلیل بازدم می باشد.

در این مطالعه رفتار انتقال حرارت جابجایی و افت فشار هیبرید گرافن (GNP)- نانولوله کربنی چند جداره (MWCNTs) بر پایه آب دیونیزه در حال عبور از صفحات متفاوت مبدل حرارتی واشردار (صفحات نوع H، L و M) تحت شار حرارتی ثابت به صورت تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به همین منظور به روش غیرکووالانسی به کمک سورفکتانت سدیم دودسیل سولفات (SDS) سوسپانسیون آبی همگن هیبرید در غلظت 01/0 درصد وزنی تهیه شد که برای تهیه از نانوذرات و سورفکتانت به نسبت 1 به 1 استفاده شده است. جهت مورفولوژی هیبرید تصویر میکروسکوپی الکترونی عبوری از سیال تهیه شده صورت پذیرفت. جهت پایداری هیبرید سیال نیز پتانسیل زتا گرفته شد که عدد mV 30/33- می باشد که گواهی بر پایداری نانوسیال تهیه شده است. نتایج استفاده همزمان هیبرید و صفحات مختلف مبدل مشخص گردید که صفحات نوع H دارای بیشترین ضریب انتقال حرارت (نتیجه مثبت) و بیشترین افت فشار است (نتیجه منفی). استفاده از این صفحات باعث شد که دمای خروجی سیال کمترین میزان را نسبت به سایر حالات داشته باشد. صفحات نوع L تقریبا برای سیستم آزمایشگاهی هیبرید-آب و سیستم آزمایشگاهی آب-آب نتایج نزدیک به هم را به دنبال دارند در نتیجه استفاده از نانوسیال مقرون به صرفه نیست. با توجه به نتایج بهینه حالت برای صفحات نوع M و در دبی 10 لیتر بر دقیقه بدست آمد (بیشترین دبی)، زیرا میزان افزایش انتقال حرارت بیشتر از افزایش افت فشار است و این از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است. کارآیی مبدل در این شرایط بیش از 85% بدست آمد.

آرایه نانوسیم های مغناطیسی آلیاژی Co1-xSnx/Cu در قالب حفره دار آلومینای آندی (AAO) دست ساز با استفاده از روش الکتروانباشت سنتز گردید. با توجه به تمایل متفاوت یون ها به کاهش در الکترود کار (WE) نانوسیم های تشکیل شده ترکیبی متفاوت از ترکیب یون ها در محلول دارند. آنالیزهای SEM، XRD و AGFM جهت بررسی ساختار و خواص مغناطیسی نانوسیم های سنتز شده مورد استفاده قرار گرفتند. تاثیر دمای تابکاری، فرکانس الکتروانباشت و ترکیب درصد فلزات انباشت شده بر خواص مغناطیسی نانوسیم های تهیه شده شامل مغناطش اشباع، وادارندگی (Hc) و نسبت مربعی (Mr/Ms) مورد بررسی قرار گرفت. وادارندگی و نسبت مربعی نانوسیم های آلیاژی ساخته شده با یکدیگر مقایسه و مشخص شد با افزایش میزان مس در ساختار نانوسیم ها وادارندگی نانوسیم های مغناطیسی کاهش می یابد. این روند در تمام نمونه های تابکاری شده و تابکاری نشده دیده می شود. نمونه (Co99Sn1) 1-xCux با 4/25% اتم مس و 4/30% قلع و 7/43% اتم کبالت در نانوسیم تهیه شده بیشترین وادارندگی را دارد. از طرف دیگر اثر تابکاری بر وادارندگی نمونه نشان داد که با افزایش دمای تابکاری وادارندگی افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که نمونه (Co99Sn1) 1-xCux بعد از تابکاری بیشترین افزایش وادارندگی را دارد. بررسی نتایج اثر فرکانس الکتروانباشت نشان می دهند که شکل موج سینوسی و فرکانس Hz 400 مناسب ترین شرایط برای الکتروانباشت نانوسیم ها است.

در این مقاله به بررسی رفتار دمایی چگالی جریان اتصال کوتاه (Jsc) و ولتاژ مدار باز (Voc) (در بازه دمایی °C 25-120) در دو نمونه سلول خورشیدی یکی با لایه دارای نانوتخلخل های سطحی سیلیکون و دیگری بدون تخلخل پرداخته شد. نتیجه محاسبات حاکی از آن است که تغییرات دمایی گاف نواری عامل اصلی در توجیه رفتار کاهشی ولتاژ مدار باز (در حدود mV/°C  5/2) و رفتار افزایشی جریان اتصال کوتاه (در حدود mV/°C 02/0) در این نمونه ها به ترتیب ناشی از افزایش جریان اشباع معکوس دیودی، Js (T) و گسترش جذب طیف خورشید در ناحیه فروسرخ می باشد. همچنین بزرگتر بودن جریان اتصال کوتاه و ولتاژ مدار باز و افزایش بازده در قطعه متخلخل در مقایسه با نمونه بدون تخلخل ناشی از افت بازتابندگی سطحی در نمونه دارای نانوتخلخل های سطحی می باشد. محاسبات نظری ما نشانگر افزایش مقاومت متوالی و کاهش ضریب پرکنندگی قطعه متخلخل نسبت به نمونه عادی است که می تواند ناشی از ساختار هندسی اتصال اهمی و حضور ستون های سیلیکونی در سطح قطعه، در نقش مانع برای حرکت افقی حامل های نوری باشد.