مواد و فناوری های پیشرفته
سال:1395 | دوره:5 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

هیدروکسی آپاتیت به دلیل مشابهت با قسمت معدنی استخوان، زیست سازگاری و زیست فعالی خوب در کاربردهای پزشکی بسیار مورد توجه می باشد. در کار پیشرو، نانوذرات هیدروکسی آپاتیت دوپ شده با کبالت به روش هیدروترمال سنتز گردید. برای این منظور، ابتدا محلول کلسیم نیترات و کبالت نیترات با هم مخلوط و سپس دیآمونیوم هیدروژن فسفات به صورت قطره قطره به آن اضافه گردید. در مرحله بعدی سوسپانسیون حاصل تحت شرایط هیدروترمال در دمای 200 درجه سانتی گراد حرارت داده شد. نتایج XRD پودرهای حاصل نشان داد که جایگزینی یون کبالت با کلسیم با استناد بر تغییر در موقعیت پیک ها انجام گرفته است. ضمنا پهن شدگی و کاهش شدت پیک ها با افزایش مقدار کبالت در نتایج XRD بیانگر تاثیر کبالت بر ساختار هیدروکسی آپاتیت بود. همچنین نتایج SEM حاکی از تشکیل ذرات در محدوده نانومتری و همین طور موید تغییر مورفولوژی و اندازه ذرات در اثر ورود یون کبالت در ساختار هیدروکسی آپاتیت بود. از آنالیز FTIR نیز برای بررسی تاثیر حضور یون های کبالت بر ساختار هیدروکسی آپاتیت استفاده گردید. نتایج حاصل از آنالیز VSM نیز تغییر رفتار مغناطیسی ماده از حالت دیامغناطیس به پارامغناطیس را نشان داد. با توجه به ویژگی های بدست آمده، محصول حاصل پتانسیل خوبی برای کاربرد در زمینه عکس برداری به کمک روش تشدید مغناطیسی، درمان هایپرترمی، جداسازی سلول و رهایش دارو نشان می دهد.

در این پژوهش، نشست الکتروشیمیایی نانوذرات آلومینا- تیتانیا به صورت لایه نازک در محیط های الکلی مختلف از جمله الکترولیت های اتانولی، بوتانولی و ایزوپروپانولی بر روی زیرلایه های فولادی 5Api -GrB با استفاده از فرآیند الکتروفورتیک (Electrophoretic) مورد ارزیابی قرار گرفت. عملیات پوشش دهی در محدوده ولتاژ 30 تا 60 ولت انجام شد، همچنین از روش کرونوآمپرومتری برای بررسی مکانیزم جوانهزنی و کیفیت سطحی پوشش ها استفاده گردید. نانوذرات آلومینا- تیتانیا، الکترولیت های الکلی مختلف (اتانول، بوتانول و ایزوپروپانول)، ذرات پراکنده ساز (ید) و زیرلایه های فولادی 5Api -GrB به عنوان مواد مصرفی مورد استفاده قرار گرفتند. در آزمون اندازه گیری وزن پوشش نشان داده شد که وزن پوشش ایجاد شده با افزایش ولتاژ پوشش دهی افزایش می یابد. با اعمال ولتاژهای 30 و 40 ولت، بیشترین میزان پوشش در حضور سوسپانسیون بوتانولی ایجاد شد اما با افزایش ولتاژ، بیشترین پوشش در حضور سوسپانسیون اتانولی تشکیل شد.

در تحقیق حاضر تاثیر افزایش درصد آلومینا به مقدار 0، 5، 10 و 15 درصد وزنی و فرایند آنیلینگ بر ریزساختار کامپوزیت Al-10 Mg/Al2O3 مورد بررسی قرار گرفت. فرایند آسیاکاری در یک آسیای سیاره ای انرژی بالا تحت اتمسفر آرگون انجام شد. سپس پودرها در دمای 400 درجه سانتی گراد به مدت 45 دقیقه آنیل شدند. برای بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات پودر از تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده گردید. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) برای تعیین اندازه دانه، کرنش شبکه، پارامتر شبکه و تشخیص فازهای تشکیل شده، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش ذرات آلومینا باعث تسریع در فرایند آلیاژسازی مکانیکی شده و یک حالت پایا در ذرات پودر حاصل می شود. افزایش درصد آلومینا منجر به کاهش اندازه دانه از حدود 32 میکرون به 15 میکرون، افزایش کرنش شبکه تا 0.7 درصد و افزایش پارامتر شبکه قبل از آنیل و ممانعت از افزایش بیش از حد اندازه دانه ها بعد از آنیل می شود. بعد از فرایند آنیلینگ به دلیل پدیده آگلومراسیون افزایش اندازه ذرات پودر مشاهده گردید. همچنین به دلیل انجام فرایند بازبلوری (recrystallization) افزایش اندازه دانه، کاهش کرنش شبکه و کاهش پارامتر شبکه مشاهده شد. برای نمونه های با درصد بالاتر فاز تقوبت کننده تغییرات ریزساختار بعد از آنیل خیلی کم تر ایجاد شد. همچنین بعد از آنیل تشکیل فاز Al3Mg2 در پیک های XRD مشاهده شده که این فاز تا حدی از فرایند بازبلوری در نمونه ها جلوگیری می کند.

در این مقاله، نانوکامپوزیت های هسته– پوسته SnO2/ZnO به روش سونوشیمیایی سنتز شده است. برای دستیابی به این هدف ابتدا نانوذرات اکسید روی با روش اولتراسونیک تهیه و سپس در مرحله بعدی نانوکامپوزیت های هسته پوسته در حضور ذرات ZnO (تهیه شده در مرحله قبل) و اضافه نمودن پیش ماده SnCl4.5H2O به سل در حین اعمال امواج اولتراسونیک تهیه شدند. پس از سنتز این نانوکامپوزیت ها، ویژگی های آن ها با استفاده از آنالیزهای XRD، TG-DTA و TEM مورد بررسی قرار گرفت. نانوکامپوزیتهای هسته– پوسته SnO2/ZnO سنتز شده دارای ساختار آمورف می باشند که پس از عملیات کلسیناسیون در دمای 650 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت، ساختار آمورف آنها به کریستالی تبدیل شد. همچنین ویژگی حسگری گاز نانوکامپوزیتهای هسته – پوسته SnO2/ZnO نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام تست های حسگری ذرات سنتز شده به روش پرس پودر به صورت قرص تهیه و تست حسگری پودرها نسبت به گازهای متانول، منوکسید کرین و هیدروژن انجام شد. نتایج نشان داد که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد ذرات نیمه هادی هسته– پوسته در مکانیزم جدایش بار، ویژگی حسگر گازی نانوکامپوزیت های هسته– پوسته از ذرات اکسیدی خالص بیشتر است.

در کار پژوهشی حاضر از پلی آنیلین (PANI) به عنوان پلیمر رسانا و از کربوکسی متیل سلولز (CMC) به علت دارا بودن خواص آنتیباکتریال و همچنین زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری مناسب، به عنوان بیوپلیمر استفاده شد. نانوذرات TiO2 نیز به عنوان تقویتکننده خواص برای تهیه نانوکامپوزیت TiO2 PANI-CMC- با درصدهای وزنی مختلف در نظر گرفته شد. نتایج به دست آمده از بررسی خواص آنتیباکتریال نشان داد که نانوکامپوزیتها با درصدهای وزنی بهینه دارای بیشترین اثرات ضدباکتریایی علیه هر دو گونه باکتریهای گرم منفی و گرم مثبت هستند. نتایج به دست آمده از تست TGA حاکی از بهبود پایداری حرارتی نانوکامپوزیت نسبت به کربوکسی متیل سلولز خالص می باشد. تکنیکهای FTIR و SEM برای مشخص کردن ترکیب و ساختار نانوکامپوزیت، مورد استفاده قرار گرفت.

در این مقاله، یک سلول خورشیدی ناهمگون با دو لایه ذاتی ریز بلوری با استفاده از نرم افزار AFORS-HET طراحی و بهینه سازی شده است. ساختار شبیه سازی به صورت TCO/a-Si:H(n)/mc-Si:H(i)/c-Si(p)/mc-Si:H(i)/BSF/TCO/Ag می باشد. با ثابت فرض کرن ضخامت لایه امیتر و لایه میدان سطحی تحتانی (BSF) اثر پارامتر های مختلفی مانند: تغییر ضخامت لایه ذاتی تحتانی، ضخامت ویفر، نقص چگالی لایه واسط و با استفاده از سه نوع مختلف لایه میدان سطحی تحتانی و مقایسه خروجی های بدست آمده از این سه نوع ساختار با ساختاری که بدون لایه میدان سطحی تحتانی است، راندمان سلول خورشیدی مورد مطالعه قرار می گیرد و در بهترین حالت موجود مقدار بهینه به ازای سلول انتخاب می شود. شایان ذکر است با توجه به نتایج شبیه سازی، استفاده از لایه ذاتی ریز بلوری بین لایه های a-Si:H(n)/c-Si(p) و c-Si(p)/a-Si:H(p+) چگالی حالات و باز ترکیبی حامل ها را کاهش داده و سبب افزایش راندمان سلول خورشیدی سیلیکانی به مقدار عددی 28% می شود.

در این پژوهش امکان ارزیابی حذف یون Cd2+، از محلول های آبی به وسیله گرانول های نانوهیدروکسی آپاتیت در سیستم راکتور بستر ثابت بررسی شد. همچنین تاثیر عامل های فرآیند جذب مانند غلظت اولیه یون کادمیم، ارتفاع ستون جذب و سرعت جریان در راکتور بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در راکتور بستر ثابت، افزایش سرعت جریان خطی شدیدتر از حجم تحت عملیات قرار گرفته، تا نقطه شکافت می کاهد و در نتیجه باعث کاهش عملکرد بستر می شود. همچنین با افزایش عمق بستر، جذب افزایش می یابد که این امر به دلیل افزایش میزان جاذب در بسترهای بزرگتر بوده که باعث ایجاد مکان های جذب بیشتری می شود. نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت اولیه فلز سرعت جذب در بستر را افزایش می دهد و ظرفیت جذب بستر را بالا می برد. نتایج حاصل نشان می دهد که مدل های توماس و یون- نیلسون از تطابق مناسبی با داده های تجربی برخوردار است. ظرفیت جذب به دست آمده برای غلظت های اولیه 300، 400 و 500 میلی گرم در لیتر از یون کادمیم دو ظرفیتی به ترتیب برابر با 2425.95، 2679.14 و 4265.51 میلی گرم به ازای یک گرم جاذب است. همچنین با توجه به مدل یون- نیلسون زمان مورد نیاز برای شکافت به دست آمده برای غلظت های اولیه 300، 400 و 500 میلی گرم در لیتر از یون کادمیم دو ظرفیتی به ترتیب برابر با 18.33، 15.18 و 19.33 دقیقه است.

در این مقاله، تاثیر اضافه شدن اتم پالادیم به نانولوله های کربنی به منظور استفاده از آن در حسگر گاز منو اکسید کربن، بررسی شده است. با بررسی و مقایسه حالت های مختلف نحوه قرار گرفتن اتم پالادیوم بر روی سطح نانولوله های کربنی و نیز نحوه تماس مولکول منو اکسیدکربن بر روی آن با استفاده از نرم افزار های شبیه سازی ابعاد اتمی (siesta و QuantumWise)، مناسب ترین حالت جهت افزایش حساسیت نانولوله ها بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده، پایدارترین نوع قرارگیری پالادیوم در حالت موازی با سطح و بهترین نوع تماس مولکول در حالتی است که گاز منواکسیدکربن از سمت اتم کربن خود به نانولوله کربنی نزدیک شده باشد. با استفاده از سنجش انرژی کل سیستم، نشان داده شده که ساختار بدست آمده برای استفاده در حسگرهای گاز منواکسیدکربن مناسب می باشد.