فصلنامه نانو مواد
پیاپی 53 (بهار 1402)

در این مطالعه به منظور دستیابی به داربست های با خواص مطلوب از نقطه نظرهای خواص مکانیکی و زیستی، با بکار گیری پلیمرهای PCL و PHBV به مهندسی بافت استخوان پرداخته شده است. برای ساخت داربست ها از روش الکتروریسی به صورت هسته-پوسته استفاده شده است. پلی کاپرولاکتون پلیمر هسته و PHBV پلیمر پوسته را تشکیل داده است. نتایج خواص مکانیکی نمونه ها نشان داد که افزودن گرافن اکسید سبب بهبود قابل توجه خواص الاستیک داربست ها بخصوص مدول الاستیک تا MPa 14/61 و استحکام کششی تا MPa 24/3 شده است. نتایج آزمون سمیت سلولی با روش MTT، به خوبی نشان داد که نمونه ها در مقایسه با نمونه کنترل برای زمان های 1، 3، 5 و 7 روز زنده مانی سلولی بهتری داشته که نشان از چسبندگی و رشد سلولی مناسب بر روی داربست های ساخته شده بوده است. همچنین به منظور ارزیابی توانمندی داربست ها در تمایز سلولی از آزمون فعالیت آلکالین فسفاتاز (ALP) استفاده شد و میزان ALP نمونه ها در روز 7، 14 و 21 از کشت سلولی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاکی از افزایش میزان ALP تا روز 14 بخصوص برای نمونه BS3 بوده است که مویید صحت تمایز سلول ها بوده است. همچنین از آزمون رنگ آمیزی آلیزارین قرمز (ARS) برای تایید تمایز سلولی و معدنی شدن داربست ها استفاده شد، که این آزمون هم فرآیند معدنی شدن برای نمونه ها را نشان داد.

در این تحقیق به بررسی اثر مقدار پرکننده بر رفتار پخت، خواص مکانیکی و پسماند آمیزه بر پایه لاستیک استایرن بوتادی ان (SBR) و تقویت شده با هیبرید نانورس Cloisite 15A و دوده پرداخته شده است. نمونه ها به روش اختلاط مذاب بر روی غلتک تهیه و سپس برای پخت در دمای oC 160، قالبگیری فشاری شدند. نتایج بیانگر این بود که نانوکامپوزیت تقویت شده با phr 4 نانورس بهترین خواص را ارایه داد. در ادامه، از تقویت کنندگی دوده به همراه نانورس به منظور بهبود خواص SBR بهره برده شد. در نمونه های SBR تقویت شده با هیبرید نانورس/دوده، افزایش مقدار دوده منجر به کاهش قابل توجه زمان برشتگی و زمان تکمیل پخت و نیز افزایش قابل توجه سرعت پخت و اختلاف گشتاور شد. بررسی خواص مکانیکی نمونه های SBR تقویت شده با هیبرید نانورس/دوده نیز بیانگر بهبود قابل توجه استحکام کششی، مدول کششی و سختی با افزایش مقدار دوده بود. نمودارهای پسماند نشان داد که با افزایش تقویت کننده ها و به ویژه دوده، مساحت سطح زیر نمودار تنش-کرنش در حالت بارگذاری- باربرداری بطور قابل توجهی افزایش یافته است. اتلاف پسماند در چرخه اول برای لاستیک SBR مقدار 8/6% بود و برای نانوکامپوزیت phr 4 نانورس و هیبریدهای حاوی 30، 50 و phr 70 به ترتیب به مقادیر 4/16، 1/42، 7/44 و 6/58% رسید. تکنیک SEM دلالت بر پراکنش مناسب ذرات فیلرها داشت و آزمون آسودگی تنش که با دستگاه تحلیلگر فرآیند لاستیک انجام شد نشان داد مدول آسایش اولیه و نهایی و میزان افت آن در نمونه هیبریدی بیشتری از نمونه نانوکامپوزیتی بود.

در این مقاله، استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی نانوکامپوزیت های پی وی سی/نانورس به منظور استفاده در روکش های لوله های پلیمری نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از سه نوع نانورس مختلف کلوزیت 10، کلوزیت Na+ و کلوزیت20 تا حداکثر سطح بارگذاری phr 5 استفاده شده است. فرآیند اختلاط توسط دو روش میکسر مکانیکی و همگن سازی با سرعت بالا با دو فرمولاسیون مختلف برای تولید دو نوع نانوکامپوزیت پی وی سی سفید و شفاف بصورت جداگانه انجام شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. از پراش اشعه ایکس با زاویه دید گسترده WAXD و همچنین میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM برای مشخصه یابی ساختار استفاده شده است. پایداری حرارتی نمونه های نانوکامپوزیت پی وی سی با استفاده از یک آون Metrastat PLC مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. با افزایش بارگذاری نانورس تا phr 5 مقدار دمای انتقال شیشه ای برای نمونه های سفید و شفاف به ترتیب 58% و 35% افزایش یافته و مقاومت نمونه های نانوکامپوزیتی نسبت به تغییر رنگ بیشتر شده است. در ادامه خواص مکانیکی نمونه های نانوکامپوزیتی تولیدی توسط آزمایش های استاندارد تحت تست کشش قرار گرفته و مقادیر مدول یانگ و درصد کشیدگی تا نقطه شکست بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از روش همگن سازی با سرعت بالا در حدود rpm 9000 در فرآیند اختلاط بر روی خواص مکانیکی نمونه های نانوکامپوزیتی بخصوص از بارگذاری نانورس phr 1 به بالا بسیار تاثیرگذار است بطوریکه در بهترین حالت با افزودن phr 5 نانورس کلوزیت 10 به زمینه پی وی سی مقدار مدول یانگ برای نمونه های سفید و شفاف به ترتیب 22% و 12% افزایش داشته است.

در این مطالعه، مواد نانومزوپور SBA-15 سنتز و سپس توسط ترکیب لیگاند 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-diethylamino phenol (Br-PADAP) اصلاح سطح گردید و ترکیب SBA-15 و نانوکامپوزیت SBA-15/Br-PADAP به عنوان جاذب برای جذب رنگزای اسید آبی62 (AB62) به عنوان یک رنگزای نساجی مورد استفاده قرار گرفت. محصول بدست آمده به منظور بررسی مورفولوژی و شناسایی ساختار توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه آنالیز گرماسنجی (TGA)، دستگاه آنالیزی عنصری (CHNS) و روش BET مورد آنالیز قرار گرفت. در 2 =pH فرآیند جذب باعث افزایش قابل ملاحظه ای در میزان جذب رنگ می شود که این اتفاق را می توان به نقش pH در فعال سازی سطوح جاذب دانست. زمان رسیدن به تعادل در فرآیند جذب رنگ در حدود min 60 می باشد که نشان دهنده کارآمد بودن جاذب و سرعت فرآیند جذب است. تجزیه و تحلیل سینتیک جذب با استفاده از شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم انجام شد. نتایج رگرسیون نشان داد که روند جذب سینتیک با مدل شبه مرتبه دوم دقیق تر بیان شده است. پارامترهای ترمودینامیکی مانند تغییرات انرژی آزاد گیبس (ΔGº)، آنتالپی (ΔHº) و آنتروپی (ΔSº) محاسبه شد که نشان می دهد که فرآیند جذب AB62 توسط جاذب نانوکامپوزیت مزوپور یک فرآیند امکان پذیر، خود به خودی، جذب فیزیکی و گرمازا می باشد.

در این پژوهش، شیشه زیست فعال به روش سل-ژل سنتز شد و با آنالیزهای XRD، FTIR، SEM و DLS مورد سنجش قرار گرفت. ساخت کامپوزیت با ترکیب بهینه 40% شیشه زیست فعال، 30% بتاتری کلسیم فسفات و 30% هیدروکسی آپاتیت (HAp) به روش پرس سرد انجام و سپس نمونه ها زینتر شدند. به منظور بررسی زیست فعالی، نمونه ها در محلول SBF غوطه ور شده و در نهایت پس از خشک سازی مورد آنالیزهای XRD و SEM قرار گرفتند. استحکام فشاری نمونه ها قبل و بعد از غوطه وری در SBF توسط ماشین تست یونیورسال ارزیابی شد. آنالیز XRD و FTIR حاکی از صحت ترکیب شیمیایی و استوکیومتری بودن پودر شیشه زیست فعال سنتز شده و آمورف بودن آن بود. طبق آنالیز DLS اندازه ذرات پودر شیشه زیست فعال در محدوده nm 250-300 بود. دمای بهینه جهت زینتر کردن نمونه ها طبق نتایج DTA، C° 800 تعیین شد. آنالیز XRD و SEM نمونه های کامپوزیتی قرار داده شده در محلول شبیه سازی شده بدن موید تشکیل لایه HAp روی سطح و زیست فعالی خوب آن ها بود. بیشترین میزان استحکام فشاری در نمونه قبل از زینتر شدن MPa 83/0 اندازه گیری شد که این میزان پس از زینتر شدن و با افزایش زمان غوطه وری در SBF کاهش نشان داد. با توجه به نتایج، نمونه های کامپوزیتی ساخته شده دارای خصوصیات فیزیکی-مکانیکی و زیست فعالی قابل قبول بوده و می تواند گزینه مناسبی جهت استفاده به عنوان جایگزین بافت استخوان به شمار رود.

در این پژوهش، به بررسی اثر مقادیر متفاوت (5/1، 1، 5/0، 0 درصد وزنی) از نانوذرات الاستومری بر مدلسازی سینتیک پخت رزین اپوکسی پرداخته شده است. در ابتدا برای بررسی پراکنش نانوذرات در رزین اپوکسی از آزمون SEM استفاده شد. برای برهمکنش احتمالی از FTIR استفاده شد و همچنین برای بررسی ویسکوزیته کمپلکس از آزمون ریومتری (Rheometry) در شرایط همدما 65، 70 و C° 75 استفاده شد. از آزمون DSC برای ارزیابی خواص حرارتی و مدلسازی سینتیک پخت در سه دمای متفاوت 65، 70 و C° 75 در شرایط همدما استفاده شد. بررسی ریخت شناسی نانوکامپوزیت های اپوکسی نشان داد که ظاهر نانوذرات الاستومری به صورت شکل کروی بوده و اندازه ذرات بین 40 تا nm 70 می باشد. نتایج طیف سنج مادون قرمز فوریه نشان داد که که با ایجاد نانوکامپوزیت اپوکسی، طول موج گروه هیدروکسیل (O-H) افزایش می یابد که نشان از پیوند هیدروژنی بین رزین اپوکسی و نانوذرات الاستومری می باشد. نتایج آزمون ریومتری نشان داد که در دمای C° 70، ویسکوزیته کمپلکس نانوکامپوزیت 1 و 5/1 درصد رفتار مشابه یکدیگر را دارند و در این دما ویسکوزیته کمپلکس نانوکامپوزیت های اپوکسی در مقایسه با دیگر دماها، کاهش پیدا کرده است. مدلسازی سینتیک پخت نانوکامپوزیت های اپوکسی بوسیله مدل های درج nام، کمال، و هوری مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج نشان داد که مدل درجه nام توافق بهتری با داده های آزمایشگاهی دارد و همچنین حضور 5/0 و 1 درصد وزنی از نانوذرات الاستومری در رزین اپوکسی انرژی فعال سازی رزین اپوکسی را کاهش می دهد.