فصلنامه نانو مواد
پیاپی 50 (تابستان 1401)

این تحقیق مکانیسم‌های مختلف محافظت از تداخل امواج الکترومغناطیسی (EMI) با نانوکامپوزیت سه‌جزیی پلی‌یورتان ترموپلاستیک/پلی پیرول/فریت کبالت مورد تجزیه ‌و تحلیل قرار گرفته است. کامپوزیت‌های منتخب در چند مرحله و با بکارگیری روش‌های هیدروترمال، پلیمریزاسیون شیمیایی و ترکیب محلول بدست آمدند. جهت مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت‌های سنتز شده از تکنیک‌های XRD، FTIR، FESEM و VSM بهره گرفته شد. با استفاده از دستگاه Network Analyzer میزان جذب امواج مایکروویو بررسی شد. از روش سطح پاسخ (RSM) و طرح باکس بنکن (BBD) برای بررسی ارتباط بین پاسخ‌های بدست‌آمده و متغیرهای ورودی و بهینه‌سازی ترکیب کامپوزیت‌ها در نرم‌افزار Design-Expert استفاده شد. همچنین نتایج تجربی نشان داد که جذب، مکانیسم اصلی محافظت از امواج الکترومغناطیس و بازتاب، مکانیسم ثانویه است. نتایج نشان داد از میان متغیرهای ورودی به ترتیب مقدار وزنی پلی پیرول، ضخامت جاذب و مقدار وزنی فریت کبالت بیشترین تاثیر را در مقدار پاسخ خروجی SET داشته است. از سویی دیگر نسبت به پاسخ مکانیسم جذب، ضخامت تاثیر چشمگیر و سپس مقدار وزنی فریت کبالت و پلی پیرول موثر بوده‌اند.

در این پژوهش، از عصاره آبی برگ درخت زیتون تلخ  (Melia azedarach L.)و کلرید آهن (III) برای سنتز نانوذرات اکسید آهن به روش سبز استفاده شده است. نانوذرات تشکیل شده با استفاده از تکنیک‌های UV-Vis، FT-IR، XRD، SEM و TEM مورد بررسی قرار گرفتند. تشکیل نانوذرات با توجه به پیک جذبی مشاهده شده در nm 393 و الگوی بدست آمده از XRD تایید گردید. با مقایسه طیف‌سنجی FT-IR مربوط به عصاره و نانوذرات، مشخص شد که مقداری از عصاره در اطراف نانوذرات باقیمانده است. بعلاوه، پیکهای جذبی مشاهده شده در محدوده cm-1 457-580 در طیف مادون قرمز، مربوط به فرکانس کششی پیوند آهن-اکسیژن بوده و بنابراین تشکیل این پیوند تایید می‌گردد. همچنین با توجه به طیف XRD مشخص شدکه نانوذرات تشکیل شده در فازهای مگنتیت (Fe3O4) و هماتیت (α-Fe2O3) می‌باشند. تصاویر SEM و TEM، ساختار نانوذرات را شبه کروی و در اندازه نانومتر و نمودار توزیع اندازه ذرات، میانگین حدود nm 8-22 را برای نانوذرات نشان داد. همچنین میزان حذف رنگ اسید-رد 58 از محلول آبی توسط نانوذرات سنتز شده با استفاده از UV-Vis، بررسی و میزان درصد حذف رنگ اسید-رد 58 توسط نانوذرات پس از min 12 در مرتبه اول استفاده (59/68 درصد) و پس از بازیابی و استفاده مجدد (92/46 درصد) محاسبه گردید. با توجه به نتایج بدست آمده، سنتز سبز نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با استفاده از روش پیشنهاد شده آسان، زیست‌سازگار و مقرون به صرفه بوده و بدون نیاز به اصلاح سطح، توانایی حذف رنگ اسید-رد 58 از محلول آبی را با راندمان مناسبی دارد.

در این پژوهش، سطح فوق آبگریز اکسید کبالت بر روی توری فلزی از جنس استیل زنگ‌نزن با اندازه مش 400 بدون استفاده از هیچ‌گونه مواد شیمیایی کاهش دهنده انرژی سطحی به صورت تک مرحله‌ای با استفاده از روش هیدروترمال در حضور سورفکتانت کاتیونی CTAB تهیه شده است. جهت مشخصه‌یابی پوشش نانوساختار سنتز شده، از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR) استفاده شده است. همچنین برای بررسی ویژگی ترشوندگی سطح نمونه‌های ساخته شده از آنالیز زاویه تماس استاتیک قطره آب و پسماند زاویه تماس استفاده شده است. تصاویر SEM نشان داد که نمونه سنتز شده در حضور CTAB با نسبت مولی 15/0 نسبت به پیش‌ماده نیترات کبالت منجر به رشد یکنواخت ساختار علفی مانند اکسید کبالت متشکل از نانومیله‌های با طول چند میکرومتر و اندازه قطر کمتر از nm 70 می‌گردد. نتایج بدست آمده تایید کرد که حضور CTAB سبب تقویت خواص فوق آبگریزی و همچنین کاهش چسبندگی قطره آب به سطح می‌گردد که از ویژگی بسیار مهم برای کاربردهای عملی این سطوح است. انحراف معیار زاویه تماس‌های اندازه گرفته بر روی سطح سنتز شده در حضور CTAB حدود °2/1 بدست آمد که این مقدار نسبت به نمونه سنتز شده بدون حضور آن حدود °3 کاهش داشته است که نشان‌دهنده یکنواختی پوشش و همچنین همگن بودن ترشوندگی نمونه ساخته شده در حضور CTAB است.

در مطالعه حاضر به بررسی امکان اتصال نانوذرات تولید شده توسط قارچ Fusarium oxysporum به داروی سرطانی تاکسول و بررسی سمیت اعمال شده آن‌ها در کشت سلولی رده سرطان سینه پرداخته شد. سوپرناتانت حاصل تنظیم pH و در معرض غلظت نهایی غلظت 1 میلی‌مولار از نمک طلا قرار داده شد. نانوذرات طلا تولید و توسط روش‌های اسپکتروفتومتری نور مریی و اسپکتروفتومتر مادون قرمز (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) تایید شد. بعد از اتصال نانوذرات طلا تولید شده به داروی تاکسول توسط تکنیک‌های اسپکتروفتومتری نور مریی و FTIR این اتصال تایید شد و نهایتا با انجام آزمون سمیت سلولی بر روی رده سلولی سرطانی پستان MCF7 تاثیر محلول مورد آزمون بررسی شد. نهایتا با انجام تست ICP-OES میزان نانوذرات وارد شده به درون سلول‌های محیط کشت بررسی شد. نانوذرات طلا تولیدی کروی و شش‌وجهی با سایز متوسط nm 25 بودند که دارای طبیعت کریستالین بودند. تاکسول، به عنوان داروی ضدسرطان، به نانوذرات تولیدی متصل شد. مطالعات ICP-OES نشان داد که نانوذرات طلا به درون سلول‌های کشت رده MCF7 وارد شده است. مطالعات زنده ماندن سلول‌ها نشان داد که داروی کنژوگه و تاکسول دارای اثرات کشندگی مناسب بر روی سلول‌ها بوده‌اند که این اثرات برای داروی کنژوگه بهتر بود و با اتصال داروی تاکسول به نانوذرات طلا سمیت سلولی بیشتری اعمال شد.

بیوسنتز یکی از روش‎های مدرن ساخت نانوذرات است که در آن از موجودات زنده به عنوان یک بیوراکتور استفاده می‏شود. در این تحقیق از 3 گونه لاکتوباسیلوس فرمنتوم، پلانتاروم و اسیدوفیلوس جهت بیوسنتز نانوذرات آهن مغناطیسی استفاده شده است. محلول یک میلی‌مولار از Fe2O3 تهیه شد و سوپرناتانت هر یک از لاکتوباسیلوس‌ها به آن افزوده شد. برای اثبات بیوسنتز MINPs از تغییر رنگ محلول، UV-Vis، XRD، FTIR و TEM استفاده شد. اثر ضدمیکروبی MINPs به روش دیسک دیفیوژن و تعیین MIC و MBC انجام شد. درصد جذب نیترات توسط MINPs از آب هم توسط دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج nm 410 انجام شد. تغییر رنگ محلول نشانه بیوسنتز MINPs است. پیک در ناحیه 441 تا 450 اسپکتروفتومتر مشاهده شد. نتایج XRD و FTIR هم تاییدی بر بیوسنتزMINPs  داشتند. سایز MINPs بین 20-30 نانومتر و شکل آن‌ها کروی بوده است. نتایج اثر ضدمیکروبی MINPs به روش دیسک دیفیوژن و MIC به ترتیب عبارت است از باسیلوس سریوس 5/0±26  و 2/1±30، استافیلوکوکوس اوریوس 1±21 و 8/0±40، اشریشیا کلی 5/0±18 و 1±65 و سودوموناس آیروژینوزا 2±14 و0/0±80. درصد جذب نیترات از آب 60 درصد بوده است. نتایج نشان داد که هر سه گونه لاکتوباسیلوس توانایی بیوسنتز نانوذرات آهن مغناطیسی را دارند که دارای خواص ضدمیکروبی مناسب بر علیه گرم مثبت‎ها و گرم منفی‎ها دارد و در حذف نیترات از آب می‎تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در این تحقیق یک روش ساده با حساسیت زیاد و سریع برای تعیین فنتانیل در محلول‌های آبی توسعه داده شد. در این کار پژوهشی حاضر ابتدا نانوساختار 3D مکعبی با وجه‌های شبدر مانند از Eu3+/Cu2O (Eu3+/Cu2O CLFNs) به روش هیدروترمال سنتز شد. نانوساختار سنتز شده با روش‌های مختلف از جمله XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDX) مورد شناسایی قرار گرفت. الکترودهای کربن شیشه‌ای با استفاده از Eu3+/Cu2O CLFNs به منظور دستیابی به یک حسگر الکتروشیمیایی با حساسیت بالا اصلاح شدند. سپس، الکترواکسیداسیون فنتانیل در سطح الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای (CV)، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)، کرونوآمپرومتری (CHA) و ولتامتری پالس تفاضلی (DPV) مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج، هنگام مقایسه با سطح الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح نشده، بهبود قابل توجهی در پاسخ ولتامتری فنتانیل در سطح Eu3+/Cu2O CLFNs/GCE نشان داد. تحت شرایط بهینه‌سازی شده، جریان پیک ولتامتری پالس تفاضلی با افزایش فنتانیل در محدوده 1/0 تا μM 0/900 افزایش یافت. حد تشخیص فنتانیل در این روش μM 01/0 بدست آمد.