فهرست مطالب

نشریه پژوهش های شیمیایی و نانو مواد
سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/02
  • تعداد عناوین: 6
|
  • قاسم راه پیما*، جلیل خضری صفحات 1-7

    در این تحقیق، برای تهیه رزین اپوکسی با کارایی بالا و پایداری حرارتی عالی از مشتقات بنزیلیدین بیس-(4-هیدروکسی کومارین) به عنوان عامل پخت استفاده شد. برای این منظور 4 مشتق بنزیلیدین بیس 4-هیدروکسی کومارین با استفاده از کاتالیست نانوکامپوزیت پلیمری 2-آمینو فنول/طارونه نخل سنتز گردید. به منظور بررسی ریخت شناسی رزین اپوکسی پخت شده از روش میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. مقایسه پارامترهای دمای شروع تخریب، بازده کربن باقیمانده و پارامترهای سینتیکی برای ارزیابی پایداری حرارتی رزین اپوکسی پخت شده با استفاده از آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) انجام شد. نتایج نشان داد که رزین اپوکسی پخت شده با مشتق 3و'3-(4-نیترو بنزیلیدین)- بیس-(4-هیدروکسی کومارین) دمای شروع تخریب و بازده کربن بالاتری نسبت به سایر مشتقات دارد. پس از مشتق 4-نیترو به ترتیب مشتقات دارای 4-کلرو، 4- فلوئورو و 4-متیل، پایداری حرارتی بالاتری دارند. بنابراین می توان گفت که گروه نیترو پایداری حرارتی بالاتری را نسبت به کلر، فلوئور و متیل برای رزین اپوکسی پخت شده فراهم کرده است. مشتقات بنزیلیدین 4-هیدروکسی کومارین به دلیل دارابودن حلقه های آروماتیک، پایداری حرارتی بالایی را برای رزین اپوکسی پخت شده به ارمغان می آورند.

    کلیدواژگان: پایداری حرارتی، طارونه نخل، رزین اپوکسی، نانوکامپوزیت، 4 - هیدروکسی کومارین
  • امیرحسین قنبری، مریم توحیدی * صفحات 8-14

    نانوساختارهای فلزی با توجه به کاربرد بالقوه آنها مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. سنتز سریع با استفاده از امواج مایکروویو یک فناوری مناسب است که پتانسیل زیادی برای استفاده در صنعت را دارا میباشد که به دلیل کاهش زمان واکنش، افزایش بازدهی و استفاده از منابع حرارتی دهی ایمن می باشد. روش حرارت دهی با کمک مایکروویو به عنوان یک روش مناسب برای سنتز های نانوساختار های فلزی در فاز محلول توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. از این روش برای سنتز نانوساختارهایی مانند Ag ،Au ،Pt ، Pd و Au-Pd استفاده شده است. نه فقط نانوذرات کروی، بلکه نانوساختارهای صفحه ای، میله ای، سیمی، تیوبی و دندریتی در بازه زمانی چند دقیقه تهیه می شوند. در این روش،عموما نانوساختارهایی با اندازه کوچکتر، توزیع اندازه ای باریک تر و درجه بالاتری از بلورینگی در مقایسه با روش های متداول حرارت دهی حمام روغن تهیه می شوند. از طرف دیگر، مایعات یونی دمای اتاق (RTILs) در سال های اخیر توجه زیادی را به خود معطوف کرده اند. ILs می توانند امواج مایکروویو را جذب کنند و باعث افزایش سرعت واکنش و کاهش زمان واکنش شوند. یونهای مثبت بزرگ با قابلیت پلاریزه شدن بالا در ILs باعث می شود که این دسته از مواد حلال های مناسبی برای جذب امواج مایکروویو باشند. بنابراین استفاده از امواج مایکروویو به عنوان منبع گرما در کنار ILs به عنوان کاتالیست، حلال، ماده افزودنی، حلال کمکی و قالب منجر به ایجاد روشی سریع و سازگار با محیط زیست (MAIL) برای سنتز نانوساختارهای مختلف می شود.

    کلیدواژگان: مایع یونی، نانوفناوری، امواج مایکروویو، نانوساختار
  • صفیه مومنی * صفحات 15-24

    ظرفیت آنتی اکسیدانی تام (TAC) به عنوان فعالیت تجمعی آنتی اکسیدان ها در یک نمونه، پارامتر مهمی در تجزیه و تحلیل ماتریس های بیولوژیکی یا غذایی است. بنابراین ارزیابی ظرفیت آنتی اکسیدانی تام مواد موجود در رژیم غذایی و مایعات بیولوژیک اهمیت زیادی دارد. بر این اساس روش های زیادی به شیوه های گوناگون در شرایط مختلف، ظرفیت آنتی اکسیدانی و موثر بودن آن ها را بررسی می کنند. اما اغلب همبستگی قوی بین ظرفیت های اندازه گیری شده بر روی مواد یکسان با روش های مختلف وجود ندارد که علت آن تنوع مواد فعال، ساز و کارو ویژگی های متفاوت مانند انواع مختلف آنتی اکسیدان ها، حضور سایر مواد مداخله کننده در نمونه، عدم شرکت همه آنتی اکسیدان های نمونه در واکنش روش مورد استفاده می باشد. در سال های اخیر، روش های تجزیه ای متفاوتی بر اساس نانوذرات توسعه یافته اند تا ظرفیت آنتی اکسیدانی غذاها و مواد گیاهی را تعیین کنند. در این روش های سنجش عمدتا از نانوذراتی مثل طلا، نقره، اکسید آهن، اکسید منگنز، کوانتم دات ها و اکسید سریم استفاده کرده اند. در این مقاله مروری به بعضی از پژوهش های انجام گرفته در زمینه ی سنجش ظرفیت آنتی اکسیدانی تام می پردازیم.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، ظرفیت آنتی اکسیدانی تام، نانوذرات، رادیکال آزاد
  • شیدا اسمعیل زاده * صفحات 25-41

    چاپ سه بعدی فلزی یک روش ساخت لایه لایه است که برای ساخت مدل سه بعدی ساختارهای پیچیده استفاده می شود. این فناوری دارای روش ها، مواد و تجهیزات متعدد است و بسیاری از هزینه های مرتبط با فرآیندهای سنتی، تجهیزات و مهارت های فلزکاری را کنار گذاشته تا با فرآیندی ساده تر و طراحی خلاقانه تر ساخت نمونه را انجام دهد. چاپ سه بعدی به عنوان ساخت افزایشی نیز شناخته شده است. ویژگی های ساخت افزایشی عبارتند از سفارشی سازی چاپ، هزینه پایین برای تولید نمونه، ارتباط مستقیم با تصویربرداری سه بعدی و امکان تولید نمونه با موادی که زیست سازگار و زیست تخریب پذیر هستند. چاپ سه بعدی در پیشرفت علوم زیست پزشکی بسیار موثر بوده و برای طیف گسترده ای از کاربردهای پزشکی از جمله ساخت انواع ایمپلنت های زیست سازگار با پاسخ مکانیکی مناسب، داربست های زیست تخریب پذیر با سرعت تخریب مهندسی شده، ابزارهای جراحی پزشکی، ابزارهای دندانپزشکی و تجهیزات پزشکی مناسب هستند. این مقاله به بررسی چاپ سه بعدی فلزی، مواد اولیه و روش های مرتبط با آن و کاربردهای زیست پزشکی این فناوری می پردازد.

    کلیدواژگان: چاپ سه بعدی فلزی زیست تخریب پذیر، کاربردهای زیست پزشکی، چاپ سه بعدی فلزی زیست سازگار، ساخت افزایشی فلزی
  • مجید روزی فر *، سارا سبحانی صفحات 42-54

    چارچوب های فلز آلی (MOFS) که به عنوان پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل شناخته می شوند، در سال های اخیر توجه محققان بی شماری را به خود جلب کرده است. این ساختارها یک دسته جدید از مواد متخلخل هستند، که بوسیله اتصال یون ها یا کلاسترها فلزی با لیگاندهای آلی چند دندانه توسط پیوندهای کوولانسی تشکیل می شوند. پلیمرهای کوئوردیناسیونی در مقایسه با دیگر ترکیبات متخلخل مانند زئولیت ها، سیلیکا و کربن فعال به دلیل قابلیت تنظیم سطح حفره، اندازه، شکل وگروه های عاملی سطح حفره هایشان به عنوان موادی چند منظوره با خواص متفاوت مطرح هستند. به همین دلیل این ترکیبات در زمینه های متفاوت از جمله ذخیره سازی و جذب گازها، ساخت انواع سنسورها، جداسازی مواد، پزشکی، بیولوژیک، کاربردهای زیست محیطی و کاتالزوری کاربرد دارند.

    کلیدواژگان: چارچوب های فلز-آلی، مواد متخلخل، سنتز، کاتالیزور
  • سمیرا آقامیری، مجتبی نوفلی*، حمیدرضا گودرزی، پروانه صفاریان، زهرا صالحی نجف آبادی صفحات 55-70

    توسعه واکسن های نوترکیب بر علیه بیماری های عفونی وابسته به شناسایی آنتی ژن های ایمنی زا و سیستم های انتقال واکسن مانند نانوذرات پلیمری است که قادر به تحریک پاسخ های ایمنی مشابه یا بیشتر از واکسن های معمولی و کاهش عوارض مرتبط با واکسن سنتی هستند. در پژوهش حاضر به ارزیابی سنتز و بررسی خصوصیات نانوذرات آلژینات سدیم حامل پروتئین CRM197 به عنوان سیستم انتقال آنتی ژن پرداخته شد. سنتز نانوذرات بلانک بهینه شده بدون بارگذاری پروتئین و نانوذرات حاوی پروتئین انجام شد. پس از طراحی آزمایش و تعیین فاکتورهای فیزیکو شیمیایی موثر در سنتز نانوذرات بهینه، اندازه، پتانسیل زتا، مورفولوژی، راندمان کپسوله سازی، الگوی رهایش، طیف سنجی FTIR بررسی شد. نانوذرات بهینه شده در غلظت آلژینات سدیم w/v 2/0%، کلرید کلسیم w/v 1/0%، پلی ال- لایزین w/v 04/0% طی 45 دقیقه هم زدن با دور 2000 دور در دقیقه و 5/6 pH تهیه شدند. متوسط اندازه نانوذرات و پتانسیل زتا برای نانوذرات بلانک و بارگذاری شده با CRM197 به ترتیب 88 و 245 نانومتر وپتانسیل زتا 21- و 2/24- میلی ولت بود. LE و LC به ترتیب بیش از 80% و 20% و رهایش پروتئین از نانوذرات پایدار و طولانی مدت بود. عدم ایجاد علائم موضعی و سیستمیک و همچنین افزایش وزن در گروه موشی مورد مطالعه، نشان دهنده بی ضرر بودن ترکیب نانوذره و پروتئین بود. نانوذرات آلژینات به عنوان سیستم انتقال آنتی ژن جهت انتقال هدفمند همراه با آزادسازی کنترل شده، آهسته و بهبود پایداری آنتی ژن نوترکیب دیفتری (CRM197) جهت ایمن سازی در برابر بیماری دیفتری استفاده کرد.

    کلیدواژگان: CRM197، سیستم انتقال آنتی ژن، نانوذرات آلژینات سدیم، ژلی شدن یونی
|
  • Ghasem Rahpaima *, Jalil Khezri Pages 1-7

    In this research, benzylidene bis-(4-hydroxycoumarin) derivatives were used as a curing agent to prepare epoxy resin with high performance and excellent thermal stability. For this purpose,4- benzylidene bis 4-hydroxycoumarin derivatives were synthesized using 2-aminophenol/phoenix dactylifera polymer nanocomposite catalyst. Scanning Electron Microscope (SEM) technique was used to investigate the morphology of cured epoxy resin. The comparison of parameters of degradation start temperature, residual carbon yield and kinetic parameters was done to evaluate the thermal stability of cured epoxy resin using thermogravimetric analysis (TGA). The results showed that the epoxy resin cured with 3,'3-(4-nitrobenzylidene)bis(4-hydroxy-coumarin) have a high degradation start temperature and good carbon efficiency rather than other derivatives. After the 4-nitro derivative, the 4-chloro, 4-fluoro and 4-methyl derivatives have higher thermal stability. So it can be said that the nitro group has provided higher thermal stability rather than chloro, fluoro and methyl groups for cured epoxy resin. As a result, benzylidene 4-hydroxycoumarin derivatives bring high thermal stability to cured epoxy resin due to having aromatic rings

    Keywords: Phoenix dactylifera, 4-hydroxycoumarin, thermal stability, Epoxy Resin, nanocomposite
  • Amirhossein Ghanbari, Maryam Tohidi* Pages 8-14

    Metallic nanostructures have received a lot of attention. Rapid synthesis using microwaves is a suitable technology that has great potential for use in industrial fields due to the significant reduction in reaction time, increase in product yield, and the use of safe heating sources. The heating method with the help of microwaves has attracted a lot of attention as a suitable method for the synthesis of metal nanostructures in the solution phase. This method has been used to synthesize many nanostructures such as Ag, Au, Pt, Pd and Au-Pd. Not only spherical nanoparticles, but plate, rod, wire, tube and dendritic nanostructures are prepared in a few minutes. Generally, nanostructures with smaller size, narrower size distribution and higher degree of crystallinity are prepared method compared to conventional oil bath heating methods. On the other hand, room temperature ionic liquids (RTILs) have attracted much attention in recent years. ILs can absorb microwaves and increase the reaction speed and decrease the reaction time. The large cations with high polarizability in ILs make these materials suitable solvents for absorbing microwaves. Therefore, the use of microwaves as a heat source along with ILs as a catalyst, solvent, additive, co-solvent and template leads to the creation of a fast and environmentally friendly method (MAIL) for the synthesis of various nanostructures.

    Keywords: Nanostructure, nanotechnology, Microwaves, Ionic liquid
  • Safieh Momeni* Pages 15-24

    Total antioxidant capacity (TAC) as the cumulative activity of antioxidants in a sample is an important parameter in the analysis of biological or food matrices. Therefore, it is very important to evaluate the total antioxidant capacity of the substances in the diet and biological fluids. Based on this, many methods check their antioxidant capacity and effectiveness in different conditions. However, there is often no strong correlation between the capacities measured on the same materials with different methods, which is due to the variety of active materials, mechanisms and different characteristics such as different types of antioxidants, the presence of other interfering substances in the sample, lack of participation of antioxidants are used in the method reaction. In recent years, different analytical methods based on nanoparticles have been developed to determine the antioxidant capacity of foods and plant materials.In these measurement methods, nanoparticles such as gold, silver, iron oxide, manganese oxide, quantum dots and cerium oxide have been used. In this article, we review some of the researches conducted in the field of total antioxidant capacity measurement.

    Keywords: Antioxidant, Total Antioxidant Capacity, Nanoparticles, Free radical
  • Sheida Esmaielzadeh* Pages 25-41

    Metal 3D printing is a layer-by-layer fabrication method used to manufacture 3D models of complex structures. This technology has multiple methods, materials, and equipment that bypassing many of the costs associated with traditional processes, equipment, and skills for metal working, while creating free-form, near-net-shape 3D objects. This procedure is more accurately portrayed as additive manufacturing. Additive manufacturing’s attributes include print customization, low perunit cost for production, seamless interfacing with mainstream medical 3D imaging techniques, and feasibility to create freeform objects in materials that are biocompatible and biodegradable. The term 3D printing, in any case, is generally new and has been an active part of current developments in biomedical. Consequently, additive manufacturing is apposite for a wide range of biomedical applications including custom biocompatible implants that mimic the mechanical response of bone, biodegradable scaffolds with engineered degradation rate, medical surgical tools and biomedical instrumentation. This review surveys the materials, 3D printing methods and technologies, and biomedical applications of metal 3D printing.

    Keywords: biocompatible metal 3D printing, Biomedical applications, Metal Additive Manufacturing, biodegradable metal 3D printing
  • Majid Rouzifar *, Sara Sobhani Pages 42-54

    Metal-organic frameworks (MOFS), which are known as porous coordination polymers, have attracted the attention of countless researchers in recent years. These structures are a new class of porous materials, which are formed by connecting metal ions or clusters with polydentate organic ligands by covalent bonds. Compared to other porous compounds such as zeolites, silica, and activated carbon, coordination polymers are considered multifunctional materials with different properties due to the ability to adjust the surface of the cavity, size, shape, and functional groups of the surface of their cavities. For this reason, these compounds are used in different fields, including gas storage and absorption, manufacturing of various sensors, material separation, medical, biological, environmental and catalysis applications.

    Keywords: Metal-organic frameworks, porous materials, Synthesis, Catalysis
  • Samira Aghamiri, Mojtaba Noofeli *, Hamidreza Goudarzi, Parvaneh Saffarian, Zahra Salehi Najafabadi Pages 55-70

    Development of the recombinant vaccines against infectious diseases is dependent on the identification of immunogenic antigens and vaccine delivery systems such as polymeric nanoparticles that are able to stimulate immune responses similar to or better than conventional vaccines and reduce complications associated with traditional vaccines. At the present study, synthesis and properties of the sodium alginate nanoparticles carrying CRM197 protein as an antigen delivery system were evaluated. Synthesis of the blank optimized without protein loading and protein-containing nanoparticles was performed by ionic gelation method. After designing of the experiment (DoE) and determining the influential physicochemical factors in ideal nanoparticles synthesis; size, zeta potential, morphology, encapsulation efficiency, release pattern and FT-IR spectroscopy were investigated. The optimized nanoparticles were prepared at a concentration of 0.2% w/v sodium alginate, 0.1% w/v calcium chloride, 0.04% w/v poly-L-lysine during 45 minutes of stirring at 2000 rpm and in pH 6.5. The average nanoparticle size for blank and CRM197 loaded nanoparticles were 88 and 245 nm also zeta potential -21 and -24.2 mV, respectively. LE and LC were >80% and >20%, respectively, associated with a stable and long-term encapsulated protein release pattern from nanoparticles. Absence of local and systemic signs, as well as weight gain in the mice group studied, indicated the safety of the nanoparticles and CRM197 protein combination. Based upon the above achievements, alginate nanoparticles can be used as an antigen delivery system for targeted delivery with controlled, slow release and improved stability of recombinant diphtheria antigen (CRM197) for immunization against diphtheria disease.

    Keywords: CRM197, Antigen delivery system, Sodium alginate nanoparticles, Ionic- gelation method