نانو مواد (تحقیقات مواد نانو کامپوزیتی)
سال:1392 | دوره:5 | شماره:13 |تعداد مقالات:8

در این مقاله، نانوسیم های SnO2 با قطر متفاوت به روش رسوب دهی بخار شیمیایی(CVD)  بر روی زیرلایه های آلومینا، کوارتز و سیلیکون (100) سنتز شدند. نانوساختارهای یک بعدی سنتز شده بوسیله پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف فوتولومینسانس و میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخصه یابی شدند. از نانوسیم های SnO2 به عنوان لایه حساس و فعال در ساخت حسگر گاز استفاده شده است. برای ایجاد اتصال الکتریکی یک جفت الکترود طلا بر روی لایه نازک نانوسیم های SnO2 لایه نشانی شد. عملکرد حسگری نانو ساختارهای SnO2 سنتز شده برای دو گاز مهم و پرکاربرد گاز مایع و بخار اتانول بررسی شده است. به منظور بهینه کردن شرایط حسگری و عملکرد حسگر، حساسیت و پاسخ نانوسیم های SnO2 در گستره دمایی 50 تا 300oC بررسی شد و پارامترهای مهمی چون زمان پاسخ دهی، زمان بازیافت و دمای کار برای قطعات ساخته شده بدست آمد. در دماهای بالا، حسگر ساخته شده نسبت به غلظت های بسیار کم گاز مایع (LPG) حساسیت قابل قبولی را نشان داده است. از طرف دیگر این حسگر زمان پاسخ دهی و بازیافت کوتاهی را برای تشخیص بخار اتانول در دمای کار 200oC از خود نشان داد.

در این پژوهش پاسخ دهی نوری نانولایه گرافین، به کمک ساخت دیود شاتکی نانوگرافین-سیلیکون مورد بررسی قرار گرفته است. جهت ایجاد پیوند شاتکی، نانولایه ای از گرافین بر روی زیرلایه ای از سیلیکون قرار گرفته است. زیرلایه سیلیکونی تا ضخامت 270 نانومتر اکسید شده است و پس از لایه نشانی های کروم- طلا (ضخامت لایه های کروم-طلا به ترتیب 50 و 150 نانومتر است)، با استفاده از ماسک مخصوصی الگو شده است. منحنی مشخصه های (جریان- ولتاژ) دیود شاتکی نانوگرافین-سیلیکون تحت تابش هایی با طول موج های 670، 700 و 1100 نانومتر و نیز تحت تابش نور زرد مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته اند. به منظور مشخص شدن نقش نانو لایه گرافین در ایجاد جریان نوری، امواج 700 و 1100 نانومتری به پشت قطعه ساخته شده نیز تابانده شده اند و جریان های نوری تولید شده از پشت و جلوی قطعه با هم مقایسه شده اند. نتایج آزمایشات نشان می دهد که جریان نوری تولید شده تحت تابش های 700 و 1100 نانومتری و از جلوی قطعه، به ترتیب 23 برابر و 17 برابر نسبت به پشت قطعه افزایش یافته است. این افزایش می تواند تاثیر نانولایه گرافین را در امر آشکارسازی مشخص کند و همچنین مشخص کننده مقدار زیاد جریان نوری تولید شده در گرافین در حالت تابش از جلو است. منحنی مشخصه های قطعه تحت تابش های 670 نانومتر و نور زرد، علاوه بر نشان دادن جریان نوری تولید شده، نشان دهنده ولتاژ نوری تولید شده در قطعه نیز است و کاربرد آن به عنوان سلول خورشیدی را آشکار می کنند. در این پژوهش، همچنین به تحلیل فیزیکی خواص نوری نانولایه گرافین پرداخته شده است و تئوری هایی که تولید جریان نوری در گرافین را بیان می کنند، مورد بررسی قرار گرفته اند.

در این تحقیق، لایه های نازک نانوساختار اکسید قلع خالص و آلاییده شده با فلز روی به روش لایه نشانی اشعه الکترونی لایه نشانی شدند. پراش اشعه ایکس از لایه های نازک ایجاد شده وجود اکسید قلع آمورف با ترکیب شیمیایی (SnO2) را نشان داد. سیکل عملیات حرارتی در دمای 500oC و به مدت 10 ساعت بر روی فیلم های نازک تشکیل شده انجام شد که منجر به ایجاد ساختار تتراگونال دی اکسید قلع (SnO2) نانوساختار شد. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نشان دادند که مورفولوژی فیلم های نازک ایجاد شده بعد از لایه نشانی بسیار صاف و ریز می باشد، اما با اعمال عملیات حرارتی بر روی آنها مورفولوژی فیلم ها به تدریج خشن می شود. علاوه بر این تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان دادند که ساختار فیلم های نازک ایجاد شده همگن و فشرده می باشد. همچنین نقشه عنصری از فیلم های نازک، توزیع همگن عنصر روی در ساختار دی اکسید قلع را اثبات کرد. در انتها ارزیابی الکتروشیمیایی لایه های نازک دی اکسید قلع خالص و آلاییده شده به عنوان آند به صورت گالوانواستاتیکی در محدوده پتانسیل صفر تا 1.7 ولت انجام شد. نتایج نشان دادند که در طول فرآیند شارژ/ دشارژ ظرفیت ویژه لایه های نازک اکسید قلع خالص از 69.5 mAhcm-2mm-1 به 137.6 mAhcm-2mm-1 برای لایه های نازک اکسید قلع آلاییده با فلز روی افزایش می یابد.

این تحقیق با هدف بررسی ویژگی های سنتز پودر اکسید سریم و اکسید نیکل که به طور همزمان در زیرکونیای پایدار شده با ایتریا دوپ شدند، انجام گرفته است. روش انتخابی برای سنتز، سل-ژل پلیمری (پچینی) می باشد. این روش قابلیت تولید محصولاتی همگن با خلوص و اکتیویته بالا را دارد. برای تهیه پودر زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (8 درصد مولی ایتریا) از تتراکلراید زیرکونیم و نیترات ایتریم به عنوان منبع تامین زیرکونیا و ایتریا، همچنین از نیترات سریم و نیترات نیکل به عنوان منبع تامین سریا و اکسید نیکل استفاده شد. نمونه های سنتز شده بعد از خشکایش در دمای 140oC به مدت 24 ساعت، در دمای 900oC به مدت 2 ساعت کلسینه شدند. ویژگی های پودر سنتز شده به کمک روش های DTA/TG،XCR ، SEM و TEM به ترتیب برای بررسی محدوده دمای تشکیل فاز، تشخیص فازهای موجود در آن و بررسی خواص ریزساختاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز حرارتی محدوده دمایی تشکیل فاز بدست آمده از آنالیز XRD را تایید می کند. اندازه متوسط کریستالی فاز مورد نظر که توسط روش شرر محاسبه شد، 11 nm می باشد. بر اساس نتایج SEM و TEM ورفولوژی کروی گزارش شده است.

حضور فلزات سنگین در پسماند و فاضلاب های روان یکی از خطرات اساسی است که باعث بروز خطرات شده و بر روی سلامتی انسان، جانداران موجود در آن اقلیم و گیاهان تاثیر می گذارد. حذف فلزات سنگین بوسیله فرآیند جذب و رسوب دهی به عنوان سازوکارهای عمومی کاهش آسیب ناشی از فلزات سنگین مورد توجه است. در این پژوهش امکان ارزیابی حذف یون Cd2+ از محلول های آبی بوسیله نانوبلورک های تری کلسیم فسفات بررسی شد. همچنین تاثیر عامل های فرآیند جذب مانند غلظت اولیه یون، جرم جاذب، دما و pH مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه یون مورد بررسی، دما و همچنین pH ظرفیت جذب افزایش یافته و با افزایش جرم ماده جاذب، ظرفیت جذب یون Cd2+ توسط تری کلسیم فسفات نانوبلورین کاهش می یابد. عامل های گوناگون ترمودینامیک، چونDG°،DH° و DS° محاسبه شد. پارامترهای ترمودینامیکی اندازه گیری شده در سیستم جذب در نظر گرفته شده، نشان دادند که فرآیند جذب به صورت طبیعی خودبخود و گرماگیر می باشد.

در این پژوهش، پوشش ابرآبگریزی از پلی پروپیلن گرید (MFI 6) با نانو ذرات اکسید روی به روش ریخته گری محلولی بر روی شیشه تولید شد و شرایط بهینه معرفی گردید. ریخته گری محلولی به عنوان روشی ساده و کم هزینه می باشد که برای تولید پوشش ابرآبگریز استفاده شد و تاثیر دو پارامتر غلظت نانوذرات اکسید روی و دمای خشک شدن بر خواص نهایی و عملکرد پوشش های ابرآبگریز بررسی گردید. مطالعه بر روی آبگریزی پوشش ها بر مبنای آزمون زاویه تماس (CA) نشان داد که رفتار ابرآبگریزی از خود به نمایش می گذارد و طبق مشاهدات دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) پوششی با سطحی زبر و آبگریز بدست آمد بطوریکه سطح هر چه زبرتر باشد زاویه تماس بالاتر ایجاد می شود اگر این مقدار به 150 تا 180 درجه برسد سطح ابرآبگریز خواهد شد. افزایش غلظت نانو ذرات اکسید روی به پلی پروپیلن باعث ایجاد زبری بیشتر در سطح شد. زبری بوجود آمده در سطح دارای مقیاس نانو و میکرو بود که با افزایش بیش از اندازه نانو ذرات اکسید روی از زبری پوشش کاسته شد و آبگریزی آن کاهش پیدا کرد که دلیل آن انباشتگی نانوذرات اکسید روی است.

هدف از این مطالعه بررسی تاثیر نانوصفحات گرافن بر روی خواص روغن موتور می باشد. گرانروی، شاخص گرانروی، نقطه اشتعال و نقطه ریزش روغن موتور SAE 20W50، به عنوان چهار پارامتر کیفی و موثر در عملکرد روغن موتور مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد که نقطه اشتعال و نقطه ریزش در روغن حاوی نانوصفحات گرافن با غلظت 0.2 درصد وزنی، به ترتیب به میزان 6.7 و 11.1 درصد نسبت به روغن پایه بهبود داشتند. هر چند گرانروی نانوروانکارها به عنوان یک پارامتر بسیار مهم در امر روانکاری، با بالا رفتن غلظت گرافن کمی افزایش یافت. از بین روش های مختلف انجام شده برای پراکنده کردن نانوذرات درون روغن پایه، استفاده از آسیاب گلوله ای سیاره ای به عنوان بهترین روش برای پایدارسازی نانوصفحات گرافن درون روغن موتور تعیین شد.

این مقاله یک تحقیق تجربی بر روی انتقال حرارت جابجایی اجباری جریان فروسیال در داخل یک لوله مسی مدور در حضور یک میدان مغناطیسی متناوب را مطالعه می کند. جریان از طریق یک لوله تحت شار حرارتی یکنواخت و آرام عبور می کند. شدت بخشیدن به انتقال ذرات و آشفتگی در لایه مرزی با استفاده از اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوذرات برای افزایش انتقال حرارت بیشتر، هدف اصلی در این کار بوده است. رژیم های جابجایی پیچیده ناشی از فعل و انفعالات میان نانوذرات مغناطیسی تحت شرایط مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند. فرآیند انتقال حرارت با غلظت ها و حجم های مختلف، تحت فرکانس های مختلف میدان مغناطیسی اعمال شده و بصورت دقیق مورد بررسی قرار گرفتند. ضریب انتقال حرارت جابجایی آب مقطر و فروسیال اندازه گیری و تحت شرایط مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. اثرات میدان مغناطیسی، غلظت حجمی و عدد رینولدز بر روی ضریب انتقال حرارت جابجایی به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه بدست آمده است. افزایش فرکانس متناوب میدان مغناطیسی و کسر حجمی، منجر به افزایش بهتر انتقال حرارت شده است. اثر میدان مغناطیسی در اعداد رینولدز کم بالاتر بوده، و حداکثر افزایش %27.6 می باشد که در انتقال حرارت جابجایی مشاهده گردید.