پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1397 | دوره:12 | شماره:3 |تعداد مقالات:17

بازشناختی مولکولی، در اثر تجمع مولکول ها به وسیله برهم کنش های غیرکووالانسی مانند نیروهای واندروالسی، پیوندهای هیدروژنی و برهم کنش های الکترواستاتیک انجام و تحت عنوان برهم کنش های میزبان و مهمان نامیده می شوند. کالیکس آرن ها به سبب شکل کاسه ای و توانایی تشکیل کپسول های مولکولی موردتوجه پژوهشگران بوده اند. حفره های موجود در این کپسول ها می توانند با مهمان های زیستی تشکیل پیوند دهند. در این مقاله مروری، مثال هایی از واکنش های عامل دارشدن کالیکس آرن ها از لبه های بالایی و پایینی آورده شده که از این ترکیب ها به عنوان گیرنده یا لیگاند برای بازشناختی کاتیون ها، آنیون ها و درشت مولکول های زیستی مانند آمینو اسیدها، پروتئین ها، NADH، DNA استفاده شده است. برای بررسی برهم کنش های میزبان و مهمان، به دلیل سادگی روش بیشتر از طیف سنجی فلورسانس استفاده شده است.

در این پژوهش، به ساخت و کنترل متغیرهای تولید گرانول های به طور کامل کروی با اندازه های دلخواه به روش روغن دوار با توانایی حمل دارو و رشد بافت پرداخته شده است. اساس این روش، مبتنی بر آب دوستی دوغاب سرامیکی و گریز از محیط روغنی است. در این پژوهش، سرعت چرخش روغن، دمای روغن، شماره سوزن و درصد وزنی ژلاتین نسبت به آب، هرکدام در سه سطح به عنوان متغیرهای آزمایش در نظر گرفته شد. بررسی همه متغیرها در سطوح در نظر گرفته شده، نیازمند صرف زمان و هزینه بسیار است. ازاین رو، به منظور بهینه سازی شرایط تولید و صرفه جویی در هزینه، زمان و نیز به حداقل رسانیدن تعداد آزمایش ها، مدل تاگوچی با آرایش ارتوگونال L9 به کار برده شد. برای تولید گرانول کلسیم فسفات دوفازی از هیدروکسی آپاتیت با کمبود کلسیم به عنوان ماده شروع کننده استفاده شد. ماده شروع کننده به کمک روش آبکافت در محیط بازی تهیه شد. به منظور شناسایی نمونه ها از روش پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و تخلخل سنجی استفاده شد. با استفاده از شرایط بهینه به دست آمده، گرانول هایی با بیشترین اندازه تولید شد. بر پایه نتایج به دست آمده اثر عامل درصد وزنی ژلاتین در اندازه گرانول نهایی بیشتر از سایر عامل ها بود. اندازه و تخلخل گرانول های تهیه شده به ترتیب در گستره 120 تا 1500 میکرومتر و درصد تخلخل 35 تا 45% قرار داشت که تمام زمینه ها از قبیل دارورسانی، دندانپزشکی و ارتوپدی را پوشش می دهد.

در این پژوهش، تأثیر افزودن نانوذره های نقره در ویژگی فیزیکی سیال پایه پلی الفاالفین شامل گرانروی و رسانایی گرمایی مورد بررسی قرارگرفت. نانوذره های نقره در اندازه ها و غلظت های متفاوت در سیال پایه پلی الفاالفین پخش شده و ضریب رسانایی گرمایی آن ها اندازه گیری شد. همچنین، در شرایط دمایی متفاوت، ضریب رسانایی گرمایی مخلوط سیال و نانوذره ها اندازه گیری شد. همچنین، تأثیر نانوذره ها بر گرانروی سیال در غلظت های متفاوت نیز بررسی شد. ضریب رسانایی گرمایی و گرانروی نانوسیال ها با افزایش غلظت حجمی نانوذره های نقره افزایش یافت. همچنین، با افزایش دما ضریب رسانایی گرمایی افزایش و گرانروی نانوسیال پلی الفاالفین-نقره کاهش یافت. افزون بر آن، با افزایش اندازه نانوذره ها ضریب رسانایی گرمایی کاهش یافت.

در این پژوهش، یک حسگر الکتروشیمیایی مؤثر برای اندازه گیری سریع ال-سیستئین بر مبنای الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با پلیایندول/ نانوذره های نقره ارائه شده است. نانوفیبرهای پلی ایندول با روش ولتامتری چرخه ای در سطح الکترود شیشه ای کربن تهیه شدند. سپس، نانوذره های نقره روی این نانوفیبرها با روش اعمال پتانسیل ثابت نشانده شدند. ساختار ویژگی های سطحی الکترود اصلاح شده با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس و طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ تأیید شد. بررسی الکتروشیمیایی نشان داد که پلی ایندول/ نانوذره های نقره کارایی بسیار خوبی نسبت به اکسایش الکتروکاتالیستی ال-سیستئین در محلول بافر فسفات (7 =pH) دارد. پاسخ الکترود کربن شیشه ای/ پلی ایندول/ نانوذره های نقره نسبت به ال-سیستئین در گستره غلظتی 01/0 تا 10 میلی مولار خطی بود که حد تشخیص در نسبت نشانک/نوفه برابر با 3، 7/5 میکرومولار به دست آمد. افزون براین، حسگر پایداری و تکرارپذیری خوبی را نشان داد. کاربرد حسگر پیشنهادی برای بررسی ال-سیستئین در سرم خون انسان موفقیت آمیز بود.

واژه دیابت ملیتوس (DM) دربرگیرنده گروهی از نقص های متابولیک است که با زیاد شدن طولانی قند خون مشخص می شود و ناشی از نارسایی در ترشح یا فعالیت انسولین است. در این پژوهش، حامل دارویی هیدروژلی هوشمند بر پایه کربوکسی متیل سلولز-پلی آکریل آمید (CMC-g-pAAm) طراحی شد که با رسانش حلقه-بسته قادر به رهایش انسولین است. آنزیم گلوکز اکسیداز (GOX) برای کنترل رهایش انسولین و پاسخگویی به غلظت های متفاوت قند در هیدروژل به دام انداخته شد. تولید هیدروژل های هوشمند از طریق واکنش بسپار رادیکالی بین کربوکسی متیل سلولز و آکریل آمید انجام گرفت. اثبات بارگذاری داروی انسولین با استفاده از آزمون های طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (IR-FT)، تجزیه گرما وزن سنجی (TGA/DTG) و میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. حساسیت به قند هیدروژل با جذب در ناحیه مریی-فرابنفش (UV-Vis) در طول موج 280 نانومتر مورد بررسی قرار گرفت. بهینه سازی مشخصه های بارگذاری در هیدروژل ها با استفاده از روش طراحی آزمایش فاکتوریال بررسی و در نهایت رهایش انسولین با استفاده از الگوهای سینتیک مورد بررسی قرار گرفت.

در این پژوهش چارچوب آلی-فلزی زئولیتی ایمیدازولات هشت (ZIF-8) به عنوان یک جاذب جدید برای حذف یونهای آرسنات از محلول آبی مورد استفاده قرارگرفت. ذره های بلوری ZIF-8 به صورت موفقیت آمیز با استفاده از روش آب گرمایی و با اعمال عامل دما ساخته شد. تعیین مشخصه های جاذب با استفاده از روش های جذب نیتروژن، پراش پرتو ایکس، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. اثر متغیرهای غلظت اولیه یون های فلزی، مقدار جاذب، زمان تماس و pH مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، تطابق فرایند جذب از معادله های فروندلنیچ، لانگمویر و سینتیک شبه درجه اول و دوم مورد مطالعه قرار گرفت. سطح فعال ZIF-8 برپایه معادله 1303، BET مترمربع بر گرم به دست آمد و اندازه نانوذره های نمونه70 تا150 نانومتر بود. داده های هم دما و سینتیک جذب آرسنات بر ZIF-8 به ترتیب با الگو لانگمویر با ضریب همبستگی 0/979 و سینتیک شبه درجه دوم خطی نوع دوم با ضریب همبستگی 0/963 تطابق داشت. در شرایط بهینه، بیشترین ظرفیت جذب یون آرسنات 69/36 میلی گرم به ازای هر گرم جرم جاذب بود. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد که جاذب ZIF-8 توانایی بالایی در جذب یون های آرسنات بدون نیاز به اصلاح pH از آب های آلوده دارد.

در این مقاله، با به کارگیری روش های هامرز پیشرفته و هامرز گرافن اکسید تهیه و نمونه های به دست آمده با روش های پراش پرتوایکس، طیف سنجی نشری پلاسمای جفت شده القایی، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، واجذب برنامه ریزی شده دمایی و BET شناسایی شدند. نتایج نشان می دهد که در روش هامرز پیشرفته، سطوح کربنی بیشتر اکسیدشده و دارای گروه های عاملی اکسیژن دار بیشتری هستند. گرافن اکسید تهیه شده به روش پیشرفته دارای تعداد لایه های کمتری است. همچنین، با توجه به حذف سدیم نیترات به عنوان یکی از اکسنده های اصلی در روش هامرز، تولید گازهای سمی در روش پیشرفته حذف می شود. همچنین، ساختارهای تهیه شده به عنوان پایه کاتالیست در واکنش گوگردزدایی هیدروژنی نفتا مورد بررسی قرار گرفت. فاز فعال فلزی شامل فلزهای کبالت و مولیبدن با نسبت وزنیCo/Mo برابر با 1 (Co) به 4 (Mo) و مقدار کل فلزها برابر با 10% وزنی کاتالیست، با روش تلقیح روی هر دو پایه گرافن اکسید بارگذاری شد. درنهایت، عملکرد کاتالیست های تهیه شده در واکنش گوگردزدایی هیدروژنی نفتا بررسی شد.

روش ساده، سریع و ارزان میکرواستخراج مایع-مایع پخشی براساس جامدکردن قطره شناور با استفاده از سوانگاری مایع با عملکرد بالا (HPLC) برای استخراج و تعیین مقادیر آتورواستاتین در نمونه های قرص به کار برده شده است. اثر عامل هایی مانند حجم حلال استخراج کننده، حجم حلال پخش کننده و pH با استفاده از طراحی آزمایش بهینه شدند. تحت شرایط بهینه، منحنی واسنجی با دامنه خطی ا تا 200 میکروگرم بر لیتر با حد تشخیص 3/0 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. روش بهینه شده دقت و انحراف استاندارد نسبی خوبی را با مقدار 2/2 % نشان داد. توانایی روش معرفی شده برای اندازه گیری آتورواستاتین در نمونه های قرص نیز مورد آزمون قرارگرفت. نتایج این کار نشان داد که روش معرفی شده کارایی استخراج بالا و حد تشخیص پایین دارد. مهم ترین مزیت این روش استفاده از حجم بالای نمونه و حذف حلال های آلی سمی است.

در این پژوهش، تهیه یک حسگر بسپاری جدید برای اندازه گیری یون منگنز در محیط آبی با استفاده از روش پویشگری به دلیل داشتن مزایایی از قبیل ارزانی قیمت، توانایی حمل ونقل آسان، امکان به کارگیری بسترهای غیرشفاف مانند فیلم های بسپاری، امکان اندازه گیری تعداد بسیار زیاد نمونه به طور هم زمان و صرفه جویی در زمان معرفی شده است. به منظور تهیه فیلم بسپاری حسگر منگنز، بسپار تری استیل سلولز به عنوان بستر انتخاب و با استفاده از فرایند پیش فعال سازی، واکنشگر به ریلیانت کرزیل به لو بر بستر بسپاری تثبیت شد. پس از اینکه سطح فیلم بسپاری به طور کامل فعال شد، عامل های متفاوت تجربی ازجمله مدت پاسخگویی فیلم، دامنه pH، غلظت شناساگر به ریلیانت کرزیل به لو بهینه شد. در ادامه، مقدار حساسیت فیلم های بسپاری حسگر و دامنه خطی آن نسبت به یون منگنز برای تمام عامل های رنگی تعیین شدند. برای اندازه گیری شدت رنگ هر فیلم بسپاری از روش پویشگری استفاده شد. بالاترین گستره خطی برای رنگ قرمز و آبی (با هم برابر) و کمترین گستره خطی برای رنگ سبز به دست آمد، عامل سبز بیشترین مقدارحساسیت را دارد.

در این پژوهش، جفت شدن اکسایشی مشتق های پیریدین N-اکساید و مشتق های بنزوفوران از طریق واکنش جفت شدن اکسایشی کاتالیست شده با پالادیم موردبررسی قرارگرفته است. مشتق های بنزوفوران، به خصوص 2-آریل بنزوفوران ها، ویژگی کاربردی و زیستی متفاوتی مانند ضدسرطان، ضدقارچ، ضدمالاریا از خود نشان می دهند. این گروه از ترکیب ها در درمان آسم و روماتیسم نیز استفاده شده است. 2-پیریدیل بنزوفوران ها دارای ویژگی الکترولومینسنس هستند و از آن ها در عکس برداری از پلاک های بتاآمیلوییدی در بیماری آلزایمر استفاده می شود. در این مقاله، با استفاده از شیمی آلی فلزی و با به کارگیری پالادیم استات به عنوان کاتالیست و مس استات و مس برمید به عنوان اکسنده، روشی با کارایی بالا برای تهیه ترکیب هایی با ویژگی زیستی ارائه شده است. در این سازوکار با تشکیل مستقیم یک پیوند کربن-کربن بین دو پیوند کربن-هیدروژن بین مشتق های بنزوفوران و پیریدین N-اکساید، با گروه های الکترونی متفاوت، مشتق های 2-پیریدیل بنزوفوران ها با بازده خوبی تهیه می شوند.

قطعه های فولادی را می توان با استفاده از پوشش های محافظ موقت در برابر خوردگی اتمسفری محافظت کرد. بازدارنده ها به عنوان یکی از اجزای پوشش محافظ موقت، با جذب شدن بر سطح فلز، مکان های فعال سطح را اشغال کرده و درنتیجه سرعت خوردگی را کاهش می دهند. در این پژوهش، دو ترکیب 3-نیتروفنیل مالئامیک اسید (NPMA) و 2و4-دی نیتروفنیل مالئامیک اسید (DNPMA) تهیه و هر دو ترکیب به وسیله طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) شناسایی شدند. بازده تهیه NPMA و DNPMA به ترتیب 80 % و 84 % به دست آمد. در ادامه، عملکرد این ترکیب ها به عنوان بازدارنده خوردگی موردبررسی قرارگرفته به طوری که از آن ها در پوشش موقت محافظ روغنی استفاده شده است. برای این منظور، بازدارنده های تهیه شده با غلظت های 300 تا ppm 3600 به روغن افزوده و به عنوان پوشش محافظ موقت برای پوشش دهی سطوح نمونه های فولاد نرم به کار گرفته شدند. قطعه های پوشش داده شده درون اتاقکی با رطوبت نسبی 100% و بر اساس ASTM D1748، قرار داده و بازدارندگی خوردگی آن ها به کمک میکروسکوپ نوری و روش کاهش وزن بررسی شد. نتایج بیانگر تأثیر قابل توجه پوشش های دارای بازدارنده در کاهش خوردگی است. غلظت بهینه بازدارنده ها ppm 900 بود و بازدارنده DNPMA عملکرد بهتری از خود نشان داد.

در این پژوهش، نانو جاذب گرافن مغناطیسی (GM)تهیه و تثبیت آن بر سطح بسپار نایلون6 (N6) برای حذف آلاینده یون سرب (II) از محلول آبی، انجام شد. شناسایی جاذب تهیه شده با به کارگیری پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، تجزیه عنصری (با روشEDS)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و تعیین مساحت سطح (BET) انجام گرفت. با توجه به تصاویر SEM، اندازه نانوذره های مغناطیسی (Fe3O4) بین 33 تا 74 نانومتر بود که بیانگر توزیع به نسبت یکنواخت آن ها بر بستر نایلون6 بود. همچنین، تجزیه عنصری نانوجاذب سه جزیی گرافن مغناطیسی نایلون6 وجود سه عنصر کربن، اکسیژن و آهن را در ساختار آن تأیید می کند. در ادامه، نتایج طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) و پراش پرتو ایکس (XRD) نشان دهنده تشکیل نانوچندسازه موردنظر است. مساحت سطح ویژه (BET) این نانوجاذب چندسازه سه جزیی گرافن مغناطیسی نایلون6 با گاز نیتروژن اندازه گیری و برابر با m2/g 189 گزارش شد. یکی از ویژگی های نانوجاذب تهیه شده، تبدیل گرافن از حالت دوبعدی به حالت سه بعدی با به کارگیری سطح بسپار بود که باعث افزایش سطح جاذب و درنتیجه بالا بردن بازده جذب برای حذف آلاینده ها است. ویژگی دیگر این جاذب، مغناطیسی بودن آن است که جداسازی (خارج کردن) آن را پس از جذب آلاینده ها با یک آهنربای خارجی آسان می سازد. عوامل مؤثر بر بازده حذف، شامل pH محلول، زمان تماس، مقدار جاذب، غلظت آلاینده یون سرب (II) و دمای محلول، موردبررسی قرارگرفت. همچنین، شرایط بهینه برای حذف آلاینده یون سرب (II)، 95 % به دست آمد.

در این پژوهش، روش استخراج جذبی با میله چرخان پوشش دار شده با یک بسپار قالب مولکولی جدید برای استخراج انتخابی 4-کلروفنل، به طور مستقیم از آب دریا، به کار رفته است. برای تهیه قالب مولکولی، از بسپار وینیل پیریدین و از 4-کلروفنل به عنوان مولکول الگو استفاده شد. برای جذب آنالیت ها، میله چرخان به طور مستقیم در نمونه آب دریا قرار داده و سپس، برای واجذب آنالیت، به ظرف شیشه ای محتوی 5/2 میلی لیتر استونیتریل منتقل شد. برای تعیین غلظت 4-کلروفنل، این محلول در میکروکووت یک طیف نورسنج در برابر محلول شاهد قرارگرفته و در طول موج 292 نانومتر اندازه گیری انجام شد. تأثیر عامل های متفاوت روی بازده استخراج بررسی و شرایط بهینه به این صورت به دست آمد: زمان های جذب و واجذب 20 دقیقه تعیین شدند، سرعت چرخش همزن 500 دور بر دقیقه بود، pH روی 5/5 تنظیم شد و غلظت NaCl افزوده شده به نمونه استانداردها، برابر 35/0 میکروگرم بر لیتر بود. همچنین، فرایند استخراج در دمایC˚ 40 انجام شد. گستره خطی منحنی واسنجی برای 4-کلروفنل 0/1 تا 0/80 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. تحت شرایط بهینه، حد تشخیص 33/0 میکروگرم بر لیتر با عامل تغلیظ برابر 97 برای این آنالیت به دست آمد. این روش با موفقیت برای تجزیه مقادیر اندک 4-کلروفنل در آب خلیج چابهار استفاده و مقادیر آن از 5/1 تا 5/2 میکروگرم بر لیتر در نمونه ها اندازه گیری شد. تکرارپذیری روش به صورت انحراف استاندارد نسبی برای ده بار اندازه گیری نمونه حقیقی، بین 69/0 تا 7/5 درصد بود.

در این پژوهش، انتشار نیتروژن اکسید (NO) در یک دیگ بخار بازیافت گرمایی (HRSG) با دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شد. مقایسه بین مقادیر اندازه گیری شده در دیگ بخار HRSG با داده های به دست آمده از مدل سازی، تطابق خوبی بین این مقادیر را نشان داد. این تطابق بیانگر آن بود که مدل های مورداستفاده در سوختن و تولید NO برای پیش بینی ویژگی های جریان، سوختن و انتشار NO در دیگ بخار مناسب هستند. نتایج مدل سازی نشان داد که تولید NO به طور کامل به جریان سیال، توزیع دما و غلظت اکسیژن حساس است. همچنین، اثر نسبت اکی والان در دبی ثابت هوا بر دمای شعله و تولید NO بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت اکی والان در شرایط کم سوخت، دمای شعله در دیگ بخار افزایش یافته و مقدار بیشتری NO تولید شد. با این حال در شرایط پرسوخت، افزایش نسبت اکی والان در دبی ثابت هوا، سبب کاهش دمای شعله و تولید NO شد. بیش ترین مقدار دمای شعله و NO تولیدی در شرایط استوکیومتری مشاهده شد.

در این پژوهش، یک روش ساده و مؤثر برای پیش تغلیظ و اندازه گیری یون پالادیم براساس جابه جایی با کمپلکس Cu(DDTC)2 در نمونه های آبی ارائه شده است. این روش شامل دو مرحله است. برای به حداقل رساندن مزاحمت های یونی ابتدا +Cu2 با دی اتیل دی تیوکاربامات، برای تشکیل کمپلکس Cu(DDTC)2 واکنش داده که با روش میکرو استخراج مایع-مایع پخشی با کمک میکروقیف و با استفاده از نرمال اکتانول (به عنوان حلال استخراج کننده) استخراج شد. در ادامه، برای تشکیل کمپلکس +Pd(DDTC)2، Pd2 جایگزین +Cu2 در فاز آلی شده و سپس، غلظت آن با طیف سنجی جذب اتمی شعله اندازهگیری شد. عامل های مؤثر بر بازدهی استخراج با استفاده از روش باکس-بنکن بررسی و بهینه شدند. تحت شرایط بهینه، عامل تغلیظ، حد تشخیص و انحراف استاندارد نسبی (8 = n) به ترتیب برابر با 153، μ gl-1 22/1 و 9/4 % به دست آمد. درنهایت، این روش به خوبی توانست مقادیر ناچیز پالادیم را در نمونه های آبی اندازه گیری کند.

در این پژوهش، نانوچندسازه های پایه پلی لاکتیک اسید (PLA)، لاستیک اکریلونیتریل بوتادی ان (NBR) و 4 % وزنی نانورس به روش اختلاط مذاب در دستگاه مخلوط کن داخلی برای نخستین بار تهیه شدند. ریزساختار نمونه های نانوچندسازه تهیه شده با روش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپی الکترونی روبشی و عبوری و آزمون های اندازه گیری زاویه تماس بررسی شدند. به منظور مطالعه اثر مقدار اکریلونیتریل (ACN) بر پخش و چگونگی چیدمان نانولایه های سیلیکاتی نانورس و ریزساختار آمیزه، سه نوع لاستیک نیتریل با مقدار اکریلونیتریل متفاوت، کم (19 %)، متوسط (33 %) و زیاد (51 %) موردبررسی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان داد که در نانوچندسازه پایه NBR با درصد ACN کم، نانولایه های رس بیشتر تمایل به استقرار در بستر PLA نشان می دهند؛ درحالی که با افزایش مقدار اکریلونیتریل نانولایه های نانورس بیشتر در سطح مشترک دو فاز PLA و NBR قرار می گیرند. اندازه قطره های فاز لاستیکی پخش شده در بستر PLA، در حضور ذره های نانورس نسبت به آمیزه مشابه بدون نانورس، مستقل از مقدار اکریلونیتریل، کاهش یافت. اگرچه کاهش اندازه ذره ها، به دلیل قرارگیری صفحه های نانورس در سطح مشترک دوفاز در نانوچندسازه برپایه لاستیک نیتریل با مقدار اکریلونیتریل بیشتر، محسوس تر بوده است. همچنین، با به کارگیری پراش پرتو ایکس برای نمونه ها، مشاهده شد که برای نمونه بر پایه ACN زیادتر، نانورس بیشتر در سطح مشترک دو فاز پخش می شود.