نانو مواد (تحقیقات مواد نانو کامپوزیتی)
سال:1388 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

در این تحقیق از مواد اولیه محلول در آب جهت ساخت نانوکامپوزیت آلومینا - نقره (2 درصد وزنی) به روش ریخته گری ژلی استفاده گردید. نیترات نقره، به عنوان منبع ایجاد نانوذرات نقره در زمینه آلومینا به کار گرفته شد. نتایج حاصل از بررسی اثر پراکنده سازهای (Dispersants) مختلف بر روی رفتار رئولوژی سوسپانسیون ها نشان داد که پراکنده ساز دولاپیکس ET85 به مقدار 1.5 درصد وزنی مناسب می باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز عنصری (EDX) حاکی از اثبات وجود نقره و توزیع بسیار یکنواخت نانوذرات نقره در زمینه آلومینا بوده و آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد که اندازه نانوذرات نقره سنتز شده حدودا 10 نانومتر می باشد.

صنایع مختلف از جمله پتروشیمی، آلومینا را به عنوان کاتالیست، جاذب رطوبت، ماده مقاوم در برابر سایش و ماده دیرگداز به طور گسترده ای بکار می برند. برای تولید نانوپودر آلومینا روش های متداول همچون سل - ژل نسبتا گران هستند. استفاده از محلول سنتزی بایر که یک ماده اولیه ارزان و صنعتی است می تواند هزینه تولید را کاهش دهد. این کار با استفاده از روش صنعتی بایر امکان پذیر است. فرآیند بایر، جیبسیت (Al(OH)3) را به کمک جوانه زا از محلول آلومینات سدیم در شرایط بازی رسوب می دهد. پس از تکلیس، پودر آلومینا با خلوص بالا بدست می آید. بررسی آزمایشگاهی پودر حاصل به وسیلهDTA ، XRD،zetasizer ،EDAX  و TEM  موفقیت این تحقیق را در تولید نانوپودر آلومینا با استفاده از فرآیند بایر نشان می دهد.

پودرهای هیدروکسی آپاتیت (HA)، فلوئور - هیدروکسی آپاتیت (FHA) و فلوئورآپاتیت (FA) در ابعاد نانومتری با روش سل - ژل سنتز شدند. تغییرات ساختاری، مورفولوژی پودر، آنالیز فازی و همچنین رفتار In vitro پودرها مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج XRD وSAED ، با افزایش درصد فاز FA، درجه بلورینگی و اندازه بلورک ها افزایش یافت. آزمایش FT-IR نشان دهنده جانشین شدن F- با OH- و تشکیل FHA یا FA خالص است. مطالعات SEM و زتاسایزر بیانگر آن است که با افزایش میزان فلوئور، تمایل به آگلومره شدن پودر بیشتر شده است. مشاهدات مستقیم TEM نشان داده که اندازه بلورک ها در محدوده 20 تا 50 نانومتر می باشد. در نمونه های FA، نسبت به HA تعداد سلول ها در آزمایش کشت سلول های فیبروبلاست افزایش یافته است. این امر بیانگر اثر مثبت افزودن فلوئور بر زیست سازگاری پودر FHA می باشد.

در این تحقیق، فوم پلی استایرن به صورت ناپیوسته و با اشباع نمودن آن از یک گاز خنثی و ایجاد یک ناپایداری ترمودینامیکی بسیار سریع تولید گردید. همچنین، فرآیند ساخت فوم نانوکامپوزیت پلی استایرن - اکسید آلومینیوم (عامل هسته زا) به کمک گاز نیتروژن در حالت فوق بحرانی (به عنوان عامل حفره زا)، نحوه هسته گذاری، رشد و اندازه متوسط حباب ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی و با نمونه پلی استایرن خالص مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که با حضور نانوذرات، اندازه نهایی و نیز سرعت رشد حباب ها کاهش می یابد. همچنین اندازه و توزیع حباب ها در فوم های نانوکامپوزیتی بسیار یکنواخت تر از فوم پلی استایرن خالص بود.

هدف از این تحقیق، سنتز نانوساختارهای تیتانیا (TiO2) در ابعاد نانومتری به روش ژلاسیون می باشد. نتایج اولیه نشان می دهد که شرایط متفاوت آماده سازی ژل مانند غلظت مواد اولیه، مقدار شتاب دهنده، میزان pH، زمان و دمای تکلیس تاثیر بسیار زیادی بر روی ویژگی های پودر تولید شده دارند. زمان و دمای تکلیس می تواند بلوری شدن پودرهای TiO2 را بهبود بخشیده و یک عامل شتاب دهنده در تبدیل فاز غیر متبلور به فاز آناتاز یا روتایل باشد. ساختار بلورین و آنالیز فازی پودر TiO2 با پراش اشعه X و بررسی های مورفولوژی به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده مشخص می کند که تغییر فازی از آناتاز به روتایل به طور کامل در دمای 900oC اتفاق می افتد و اندازه دانه پودرهای تولید شده در محدوده 35±10nm می باشد.

در این تحقیق، پودر هیدروکسی آپاتیت حاوی ذرات سوزنی شکل در مقیاس نانومتر با استفاده از پروتئین حاوی اسید گلوتامیک با غلظت 0.2 و 0.4 مولار بوسیله روش بیومیمتیک سنتز شد. مواد اولیه شامل محلول کلسیم نیترات چهارآبه و دی آمونیوم هیدروژن فسفات مورد استفاده قرار گرفتند. تغییرات ساختاری و فازی بوسیله XRD و FT-IR مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، مورفولوژی نانوذرات بوسیله SEM و TEM مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان بلورینگی با افزایش مقدار اسیدهای آمینه در محلول کاهش یافت. پیک های ویژه آپاتیت در نمودارهای XRD و طیف های FT-IR تایید شده است. همچنین، آنالیز FT-IR حضور پیوندهای COOH اسید گلوتامیک را تایید می نماید. تصاویرTEM ، تشکیل نانوذرات سوزنی شکل را بعد از عملیات حرارتی در 600oC نشان می دهد. به علاوه، این تصاویر نشان می دهد که اندازه ذرات در حدود 100- 20 نانومتر است. بر اساس نتایج این تحقیق، پروتئین هایی با گروه های کربوسیلات، کربونیل و آمید می توانند به عنوان محل های جوانه زنی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت سوزنی شکل در نظر گرفته شوند.

رشد دانه های مواد نانوساختار، در دمای محیط یا بالاتر به عنوان یکی از مهمترین چالش های پیش روی محققین علم مواد در زمینه نانوتکنولوژی مطرح بوده است. یکی از مهمترین روش های جلوگیری از رشد دانه ها استفاده از توزیع ذرات فاز ثانویه می باشد. در این مقاله ابتدا مروری جامع بر تحقیقات متمرکز بر اصول تئوری رشد دانه ها انجام شده و سپس با استفاده از محاسبات ریاضی و استفاده از الگوهای ارائه شده تاثیر حضور نانوذرات آلومینا بر اندازه دانه نهایی ترکیب بین فلزی RuAl نانوساختار مطرح می شود. نتایج نشان می دهد که روابط سینتیکی متداول همچون D2-Do2 در بسیاری از موارد نمی تواند الگوی مناسبی برای پیش بینی رفتار رشد دانه زمینه های نانوساختار باشد.

شبکه ای نمودن پلی اتیلن با دانسیته بالا و نانوکامپوزیت پلی اتیلن – خاک رس ابتدا توسط اشعه الکترونی با انرژی بالا (EB) انجام شد و سپس هر دو نوع نمونه توسط دی کیومیل پراکسید (DCP) شبکه ای گردیدند و با آنالیزهای متعدد تاثیر نوع شبکه ای نمودن پلیمر و ارتباط آن با خواص الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور میزان محتوای ژل نمونه ها توسط استخراج با حلال تعیین گردید و آزمایش میزان شبکه ای شدن نمونه ها توسط دستگاه مانایی دمایی انجام شد. نتایج نشان می دهد که در محتوای ژل یکسان خواص الکتریکی پلیمرهای شبکه ای شده توسط دو روش، متفاوت می باشند. همین نتایج در مورد ارتباط خواص الکتریکی مانند مقاومت حجمی، ثابت دی الکتریک و استحکام دی الکتریک با میزان محتوای ژل برای نمونه های حاوی نانو خاک رس، بدست آمد. به عبارت دیگر اغلب خواص الکتریکی در نمونه های شبکه ای شده توسط اشعه تغییر اندکی داشته اند، اما در نمونه های شبکه ای شده توسط روش شیمیایی میزان تغییرات نسبت به محتوای ژل بیشتر است.