نانو مقیاس
سال:1399 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

در این پژوهش، با استفاده از روش تابع گرین کلدیش، جریانهای پمپ شده اسپینی در نانو نوارهای سیلیسینی زیگزاگ در رژیم آدیاباتیک بررسی شده است. برای پمپ جریان اسپینی از دو میدان وابسته به زمان در دو طرف سامانه در حضور میدان مغناطیسی تبادلی استفاده گردیده است. در این شرایط با اعمال میدان الکتریکی میتوان جریان پمپ شده 100 قطبیده القا نمود. همچنین اثر پهنا بر شدت جریانهای پمپ شده باری بررسی نموده و نشان داده ایم که در نانونوارهای سیلیسینی با تعداد زنجیره های زوج و فرد شدت جریان پمپ شده تقریبا یکسان است، بر خلاف نانو نوارهای گرافینی که شدت جریان پمپ شده باری در پهناهای با تعداد زنجیره های زوج بیشتر از فرد است.

جاذب پایدار مغناطیسی با عنوان MIL-101 Fe @PDopa@Fe3O4 به منظور حذف رنگ کنگو قرمز از محیط آبی سنتز شد. یک فیلم نازک از 3, 4-dihydroxy-L-phenylalanine به عنوان یک اتصال دهنده کارآمد و دوست دار محیط زیست بین ذرات Fe3O4 و MIL-101 Fe استفاده شد. نانوکامپوزیت سنتز شده توسط آنالیزهای SEM, TEM, FT-IR, XRD و TGA مورد بررسی قرار گرفت. خواص مغناطیسی کامپوزیت با استفاده از مغناطیس سنج نمونه برداری ارتعاشی VSM مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای تعیین بار سطحی نانوکامپوزیت آنالیز زتا پتانسیل انجام شد. عوامل تاثیر گذار مانند pH، زمان تماس، مقدار جاذب، دما و غلظت اولیه رنگ بر قابلیت جذب مورد بررسی قرار گرفت. ظرفیت جذب بالایی در حدود 909 میلی گرم بر گرم برای کنگو قرمز به دست آمد. سینتیک های جذب و مطالعات ایزوترم نشان داد که جذب کنگو قرمز از مدل ایزوترم لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می کند. همچنین بررسی ها نشان داد که MIL-101 Fe @PDopa@Fe3O4 برای حذف کنگو قرمز قابل بازیافت است.

اکسید روی ZnO یکی از پرکاربرد ترین اکسیدهای فلزی نیم رساناست که به دلیل داشتن ویژگی های منحصر به فرد، کاربرد فراوانی در ساخت ادوات نوری دارد. ویژگی لایه های تهیه شده از این ماده به صورت مستقیم علاوه بر شرایط پرتودهی، به شرایط لایه نشانی آن نیز بستگی دارد. در این مقاله با هدف بررسی ثبات شرایط ترمودینامیکی بر کیفیت انباشت لایه های ZnO به روش لایه نشانی لیزر پالسی، مشخصه های حجم و فشار را در حین لایه نشانی ثابت در نظر گرفتیم و با سرد شدن تدریجی زیرلایه، عامل دما را به عنوان عامل موثر در تغییر شرایط ترمودینامیکی بررسی نمودیم. نتایج بدست آمده از بررسی طیف جذب مرئی-فرابنفش و تصاویر میکروسکوپی و SEM نمونه ها حاکی از آن است که کیفیت لایه ها در شرایط ترمودینامیکی پایدار به صورت موثری بهبود می یابد.

جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی رو به کاهش است. آلودگی منابع آب به وسیله سموم آفت کش یکی از معضلات زیست محیطی محسوب می گردد و حذف سموم از منابع آبی به منظور حفاظت از محیط زیست مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از روش هایی حذف سموم از منابع آبی، استفاده از کاتالیست ها و فوتوکاتالیست ها می باشد. یکی از مواد بسیار پرکاربرد در این زمینه، دی اکسید تیتانیوم است که به دلیل داشتن خاصیت فتوکاتالیستی، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهد که از این ماده برای حذف فنول استفاده شده است. اما پژوهش های اندکی در جهت حذف قارچ کش کاربندازیم صورت گرفته است. در این پژوهش تلاش شده است تا با دستیابی به کاتالیستی برپایه دی اکسید تیتانیوم با ساختار نانو، شرایط حذف و تخریب قارچ کش کاربندازیم به عنوان آلاینده مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. برای این منظور نانوذرات دی اکسید تیتانیم به روش سل-ژل سنتز شد و مقداری مس به عنوان آلاینده به آن اضافه شد. برای شناسایی و مطالعه فوتوکاتالیست های سنتزشده از الگوی پراش اشعه ایکسXRD، میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM، طیف سنجی مادون قرمزIR، تخلخل سنجیBET، طیف سنجی فرابنفش-مرئیUV-VIS و انرژی پراکندگی اشعه ایکسEDX استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که اندازه ی نانوذرات سنتز شده حدود 50-40 نانومتر و مورفولوژی ذرات کروی می باشد. کاتالیزور سنتز شده در دمای° C 400 دارای فاز آناتاز می باشد. از فاز آناتاز این ماده برای تخریب کاربندازیم تحت شرایط فوتوشیمیایی استفاده شد و پارامترpH نیز بهینه شد. در واقع با افزایش ناخالصی مس به مقدار g5/0، گاف نواری نوری کاهش یافته است و جذب به سمت طول موج های بلندتر جابجا شده است. بنابراین کامپوزیت تیتانیا-مس با فاز آناتار و قابلیت تخریب قارچ کش کاربندازیم با بازده 88، می تواند به عنوان یک فوتوکاتالیست نانوساختار مؤثر در حذف آلاینده های آبی بکار رود.

استفاده از سوخت هیدروژنی به عنوان یکی از منابع جایگزین سوخت های فسیلی، اهمیت فراوانی دارد. در این میان ذخیره سازی هیدروژن یکی از چالش های مهم و بزرگ استفاده از سوخت هیدروژنی است، بنابراین جذب و ذخیره سازی هیدروژن توسط نانولوله های کربنی اهمیت زیادی پیدا کرده است. جذب هیدروژن در نانو لوله های کربنی بستگی به عوامل فیزیکی مختلفی دارد که از مهمترین آن ها دما و فشار می باشد. هدف از این تحقیق مطالعه تاثیرات دما و فشار بر روی میزان جذب هیدروژن بر روی دسته نانو لوله های کربنی است. در این تحقیق، توسط شبیه سازی دینامیک مولکولی، مقدار جذب هیدروژن برروی یک دسته از نانولوله های کربنی مطالعه گردیده و سپس تغییرات فشار و دما مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که میزان جذب هیدروژن وابستگی زیادی به دما و فشار دارد به گونه ای که در دماهای پایین مقدار جذب به شکل قابل توجه ای افزایش می یابد. از نتایج به دست آمده مشخص گردید که در یک دسته نانو لوله کربنی چهار تایی و در دماهای بین 110 تا 210 کلوین مقدار جذب ثابت مانده ولی با کاهش دما از 110 تا 50 کلوین مقدار جذب به صورت خطی و با شیب قابل توجه ای افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهد که تغییرات فشار با دما به صورت خطی و از مرتبه اول است.

در این پژوهش، آنزیم الکل اکسیداز با استفاده از کیتوسان در سطح الکترود پلاتین تثبیت شد تا یک زیست حسگر الکتروشیمیایی دقیق و حساس برای شناسایی و اندازه گیری اتانول در فاز مایع طراحی شود. مطالعات آمپرومتری در محلول بافر فسفات M 1/0 حاوی اتانول انجام شد. باتوجه به نتایج به دست آمده، شرایط بهینه برای عملکرد زیست حسگر در دمای ° C 35 و pH برابر با 8 حاصل شد. برای بهبود عملکرد زیست حسگر از نانوذرات طلا در ساخت آن استفاده شد و مقایسه ی نتایج حاصل از زیست حسگر قبل و بعد از افزودن این نانوذرات، افزایش چهار برابری در شدت جریان تولید شده از اکسایش اتانول را نشان داد. محدوده ی خطی زیست حسگر اصلاح شده با نانوذرات طلا، ثابت میکائیلیس-منتن و حساسیت آن نیز به ترتیب برابر با mM 0/016-2/66، mM 1 و µ A/ mM cm2 2 محاسبه شدند.

در مقاله ی پیش رو به بررسی خواص الکترونیکی و اپتیکی نانوصفحه ها ی خالص روی سولفید ZnSو آلاییده ی Cr-ZnS، با استفاده از بسته ی محاسباتی کوانتوم اسپرسو و بکارگیری تقریب GGA-PBE در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی پرداخته ایم و در حل محاسبات نیز، از روش شبه پتانسیل و بسط تابع موج الکترون های ظرفیت برحسب امواج تخت بهره گرفته ایم. بررسی ها حاکی از آن است که افزودن اتم کروم به عنوان ناخالصی، منجر به کاهش گاف انرژی نانوصفحه به 5/1 الکترون ولت و پیدایش خواص نیمه فلزی می شود، همچنین باعث کاهش مقدار تابع دی الکتریک و ضریب خاموشی شده و پیک هایی در ناحیه ی مرئی برای هر دو نمودار ظاهر می شود؛ مقدار تابع اتلاف نیز در ترکیب آلاییده به کروم کاهش می یابد و باعث جابجایی پیک های پلاسمونی به انرژی های کمتر می گردد، علاوه بر این با افزودن کروم ضریب شکست در انرژی های پایین افزایش می یابد، بطوریکه می توان آن را جز مواد با ضریب شکست بالا دانست. افزایش ضریب بازتابندگی نیز نشان از فلزی تر شدن خواص ترکیب ناخالص دارد. ضریب بازتابندگی اپتیکی بعد از 13 الکترون ولت و ضریب خاموشی بعد از 21 الکترون ولت به طورکلی صفر می شوند؛ با در نظر داشتن نتایج بدست آمده می توان طراحی و ساخت ابزارهای الکترونیکی و اپتیکی را بهبود بخشید.

لایه های نازک مس به طور گسترده در حسگرهای امنیتی، حسگرهای پزشکی، صفحات خورشیدی، لیزرهای قفل شده مد، درمان سرطان و. . . . کاربرد دارند. روش تبخیر حرارتی روش مناسبی برای ایجاد لایه های نازک مس است. فاصله بین چشمه مس و زیرلایه پارامتر مهمی است که تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. بنابراین در این مقاله تأثیر این کمیت بر فرایند ایجاد لایه نازک مس با روش تبخیر حرارتی به صورت نظری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که فشار بخار مس بر سطح زیرلایه، نرخ لایه نشانی و ضخامت لایه نازک با افزایش این فاصله کاهش می یابد. در حالی که میزان یکنواختی ضخامت لایه نازک با افزایش این فاصله بهبود می یابد. با افزایش فاصله از cm13 تا cm33 نرخ لایه نشانی از nm/s57/5 تا nm/s12/1 کاهش و پهنای تابع ضخامت لایه از nm56 تا nm120 افزایش می یابد. همچنین تابع وابستگی پهنای ضخامت و نرخ لایه-نشانی لایه نازک به فاصله چشمه تا سطح زیرلایه ارائه شده است تا فاصله مناسب با توجه به کاربرد لایه نازک انتخاب شود.

در این پژوهش چندسازه کیتوسان/نانوفلوئورهیدروکسی آپاتیت با 10و 50 و 60 درصد وزنی فلوئور هیدروکسی آپاتیت به روش سل ژل سنتز شد. این نانوچندسازه قابلیت استفاده در مهندسی بافت استخوان را دارد. برای دست یابی به مقدار استوکیومتری 67/1Ca/P و 6P/F محلول فسفر/فلوئور به صورت قطره قطره به محلول کلسیم اضافه شد. آنالیز فازی، ریخت شناسی پودر، نوع پیوندها، گروه های عاملی، رفتار حرارتی و ارزیابی بیولوژیکی نمونه های سنتز شده به ترتیب توسط تفرق اشعه ایکس XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM، آزمون طیف نگاری مادون قرمز FTIR، آنالیز حرارتی TG-DTA و آزمایش کشت سلولی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که اندازه متوسط نانوبلورک FHA با افزایش مقدار کیتوسان در چندسازه کاهش می یابد. نتایج طیف سنجی مادون قرمز نشان دهنده ایجاد فاز فلوئورهیدروکسی آپاتیت بود. بر اساس نتایج کشت سلولی نیز اضافه کردن فلوئورهیدروکسی آپاتیت به میزان 10 درصد وزنی اثر مثبتی در تکثیر سلول ها داشته است.

در این مقاله، جذب و هدایت الکتریکی نانوساختارهای اکسید مس-گرافن و اکسید روی-گرافن برای ساخت حسگر غیر آنزیمی گلوکز مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات بر پایه نظریه تابعی چگالی انجام شد. نتایج محاسبات نشان داد گلوکز به خوبی بوسیله نانوساختارهای اکسید مس-گرافن و اکسید روی-گرافن جذب می شود. همچنین، این نتایج نشان داد که هدایت الکتریکی نانوساختار اکسید مس-گرافن بعد از شناسایی گلوکز افزایش می یابد. این در حالی است که جذب گلوکز بر اکسید روی-گرافن باعث کاهش هدایت الکتریکی نانوساختار می شود. کار ارائه شده نشان می دهد، نانوساختارهای اکسید مس-گرافن و اکسید روی-گرافن می توانند به عنوان واسطه الکترونی فعال و کارآمدی برای ساخت حسگرهای گلوکز غیر آنزیمی عمل کنند.