مواد پیشرفته و پوشش های نوین
سال:1398 | دوره:8 | شماره:30 |تعداد مقالات:7

در این پژوهش نانوالیاف پلی یورتان حاوی نانولوله های کربنی اصلاح شده با نانوذرات اکسید فلزی شامل اکسید مس و اکسید کروم تهیه شد. برای این منظور ابتدا نانولوله های کربنی توسط نانوذرات اکسید مس به دو روش هیدروترمال (CNT-CuO-h) و فراصوت (CNT-CuO-s) و همچنین نانوذرات اکسید کروم اصلاح شد و سپس محلول پلی یورتان 12 درصد حاوی 7/0 درصد نانولوله کربنی اصلاح شده الکتروریسی شد. بررسی مورفولوژی و نتایج طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) حاکی توزیع و پراکنده شدن نانوذرات اکسید فلزی بر روی نانولوله های کربنی و همچنین توزیع قطر یکنواخت و عاری از دانه تسبیحی نانوالیاف کامپوزیتی است. همچنین بررسی های ساختاری به روش طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و بررسی الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD) نشان دهنده اصلاح سطح نانولوله های کربنی با اکسیدهای فلزی مس و کروم می باشد. بررسی های جذب گاز سولفید هیدروژن نانوفیلترهای حاوی نانولوله های کربنی اصلاح شده و مقایسه آن با نانوفیلترهای حاوی نانولوله کربنی و کربن فعال نشان دهنده بهبود قابل توجه ظرفیت جذب گاز در نمونه های حاوی نانولوله های کربنی اصلاح شده با اکسیدهای فلزی است. نتایج بدست آمده نشان داد افزودن تنها 7/0 درصد وزنی نانولوله کربنی اصلاح شده با اکسید مس (CNT-CuO-h) به غشاهای نانولیفی پلی یورتان، سبب افزایش سه برابری ظرفیت جذب و افزایش زمان رخنه گاز سولفید هیدروژن می شود.

آندایزینگ با توجه به افزایش قابل توجه عملکرد سطحی آلومینیم و آلیاژهای آن یک روش مناسب در حوزه مهندسی سطح برای این فلز می باشد. اما برای کاربرد هر چه بیشتر این روش، پر کردن تخلخل این پوشش یک گزینه بسیار کارامد می باشد. از طرفی با توجه به ساختار منحصر بفرد لایه اکسیدی حاصل از آندایز می توان از این لایه به منظور رشد انواع نانو سیم ها نیز استفاده کرد. در این پژوهش با انجام آندایزینگ آلومینیم 1070 در محلول اسید اگزالیک-اسید سولفوریک و کاهش ولتاژ نهایی آندایز به منظور کاهش ضخامت لایه سدیِ پوشش اکسیدی، به بررسی میکروساختار پوشش به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (FESEM) پرداخته شد. سپس با استفاده از روش رسوب الکتروشیمیایی، نانوسیم های نقره درون لایه اکسیدی رشد داده شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد که لایه اکسیدی دارای ساختار غیر کریستالی بود و نقره های رشد داده شده خلوص بسیار بالایی داشتند. ت مقاومت سایشی پوشش ها با استفاده از آزمون پین بر دیسک بررسی شد. مشخص شد که رشد نقره درون پوشش منجر به افزایش 55 درصدی مقاومت سایشی پوشش می شود. بررسی تصاویر سطوح سایش به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان داد دلیل این افزایش، خاصیت روانکاری نقره و کاهش ضریب اصطکاک پوشش در حضور این پرکننده ها بوده است. أثیر حضور این نانوسیم ها بر مقاومت به خوردگی آلومینیم آندایز شده، به کمک آزمون های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون تافل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از بهبود رفتار خوردگی زیرلایه در حضور نانوسیم های نقره بود.

خواص مکانیکی و گرمایی پلیمرها وابستگی زیادی به رفتار بلوری شدن و ریخت شناسی بلور آنها دارد. در این تحقیق، رفتار بلورینگی غیر همدمای الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن/نانو صفحات گرافن (PP/GnPs) حاوی 1/0، 5/0 و 1% GnPs با استفاده از گرماسنج پویشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، از مدل های اوزاوا و Mo برای برازش مرحله ابتدای تبلور غیر همدما استفاده شد. همچنین فعالیت هسته زایی و انرژی فعال سازی موثر ماده افزودنی به ترتیب به وسیله روش های Dobreva و فریدمن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت سرمایش، پیک تبلور در منحنی های گرمازای همه نمونه ها به دماهای پایین تر انتقال یافته و پهن تر شده اند. علاوه بر این، مشاهده شد که برخلاف مدل اوزاوا، مدل Mo به خوبی می تواند تبلور غیر هم دمای الیاف PP و الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs را توصیف کند. براساس نتایج حاصله، نمونه های PP/G-0. 1 و PP/G-1 به ترتیب کمترین و بیشترین کارآیی هسته زایی را در همه سرعت-های سرمایش نشان می دهند. علاوه بر این، با افزودن GnPs به ماتریس PP انرژی فعال سازی تبلور کاهش یافته است که نمایانگر قابلیت تبلور بالاتر سیستم پلیمری PP/GnPs می باشد. نتایج حاصله نشان می دهد که اگرچه نانو صفحات دو بعدی GnPs هسته زایی ناهمگن را تسهیل می کنند ولی حضور نانو صفحات با اندازه بزرگ به عنوان موانع فیزیکی عمل کرده و از فرآیند رشد بلور ممانعت می کند و بنابراین سرعت تبلور الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs کاهش می یابد.

رنگزای دایرکت یلو یکی از رنگزا های موجود در پساب صنایع رنگرزی است که برای محیط زیست خطرات زیادی دارد. هدف از تحقیق حاضر، جذب و تخریب رنگزای دایرکت یلو با استفاده از نانوکامپوزیت سه جزئی Co3O4-ZnO-Ag با استفاده از روش فوتوکاتالیستی است. نمونه ها با استفاده از روش رسوبی دو مرحله ای سنتز شدند و مشخصه یابی پودرهای سنتز شده با استفاده از تکنیک های مختلفی مانند پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز، آنالیز حرارتی افتراقی و وزن سنجی و طیف سنجی فرابنفش-مرئی انجام شد. پراش پرتو ایکس نشان داد با افزایش درصد نقره اندازه کریستالهای اکسید روی افزایش پیدا میکنند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داده نانوذرات کامپوزیتی سنتز شده با 3 درصد نقره دارای محدوده ی اندازه ذرات 20 تا 300 نانومتر بود. بررسی طیف جذبی فرابنفش-مرئی پودرهای سنتز شده نشان داد با افزودن اکسید کبالت و نقره فلزی به اکسید روی جذب آن در طیف مرئی افزایش می یابد. محاسبهی شکاف انرژی بیانگر آن است که افزایش مقدار نقره باعث کاهش شکاف انرژی نانوکامپوزیت می شود. بررسی نوع پودر در فرایند تخریب رنگزای دایرکت یلو نشان داد با افزایش نقره به کامپوزیت اکسید کبالت – اکسید روی باعث افزایش تخریب رنگ از 71 درصد به 89 درصد می شود؛ اما با افزایش بیش از حد نقره، نانوذرات نقره به عنوان محل تجمع بارهای الکترونها عمل کرده و با جذب حفرات به خود باعث بازترکیب آنها خواهد شد و سینتیک تخریب را کاهش میدهد.

آمیزه های ترموپلاستیک پخت شده (TPVs) با مقاومت سایشی بالا بر پایه آمیزه پلی پروپیلن/ لاستیک پلی بوتادین پلی بوتادی ان (PP/BR) و پلی پروپیلن/ لاستیک پلی بوتادی ان اصلاح شده با اکریلیک اسید/ لاستیک پلی بوتادی ان) BR/Ac-(BR/PP با استفاده از روش اختلاط مذاب و تحت شرایط پخت دینامیکی تهیه گردید. ابتدا خواص مکانیکی (استحکام کششی، ازدیاد طول در نقطه شکست و مقاومت سایشی) آمیزه های BR و BR/Ac-BR بررسی شد. نتایج نشان می دهد که علیرغم این که مقاومت سایشی آمیزه لاستیکی BR/Ac-BR از BR خالص بسیار کمتری است ولی دارای مدول بیشتری می باشد. سپس نمونه های TPV حاصل از BR/PP و BR/Ac-BR/PP با نسبت فاز لاستیک به پلاستیک 70 به 30 تهیه گردید. نتایج نشان داد کهTPV بر پایه BR/Ac-BR/PP به دلیل داشتن ذرات ریزتر لاستیک پخت شده در ماتریس پلاستیک، دارای خواص سایشی و استحکام کششی بالاتری در مقایسه با TPV های بر پایه BR/PP است. همچنین آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) نشان از درصد بلورینگی کم تر TPV بر پایه BR/Ac-BR/PP دارد که این امر به دلیل پراکنش بهتر ذرات لاستیک پخت شده در ماتریس PP می باشد که منجر به برهم کنش بهتر لاستیک – پلاستیک در TPV تولید شده، می شود. و این مورد با استفاده از تصاویر میکروسکوپ روبشی الکترونی ( SEM ) نمونه ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

طیف انعکاسی پراکنده پارچه های مخلوط پنبه/ نایلون پوشش داده شده با نانو ذرات معدنی جهت مطابقت با رفتار انعکاسی پراکنده محیط های جنگلی و بیابانی در نواحی زیرقرمز نزدیک (NIR) و زیرقرمز با طول موج کوتاه (SWIR) مورد بررسی قرار گرفتند. پارچه های مخلوط پنبه/ نایلون با الگوی دیجیتالی چهار رنگ به عنوان بستر اصلی مورد استفاده قرار گرفته و غلظت های مختلف از نانو ذرات دی اکسید سریم (CeO2) و اکسید منیزیم (MgO) همراه و یا بدون سیتریک اسید به عنوان اتصال دهنده عرضی بر روی این پارچه ها با استفاده از روش آغشته کردن-خشک کردن-تثبیت پوشش داده شدند. پارچه های پوششی توسط طیف سنج انعکاسی پراکنده(DRS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و طیف سنج تفکیک انرژی اشعه ایکس EDS)) ارزیابی شدند. افزودن (w/v) 1% از نانو ذرات به پارچه توانست با کاهش روند انعکاس، طیف انعکاسی پارچه ها را به الگو انعکاسی مناطق جنگلی و بیابانی نزدیک نماید. همچنین، افزودن (w/v) 6% سیتریک اسید همراه با (w/v) 1% دی اکسید سریم و اکسید منیزیم به پارچه توانست میزان انعکاس کل را در تمامی طول موج ها کاهش دهد. با این حال، کاهش شدت انعکاسِ اکسید منیزیم در تمامی این طول موج ها بیشتر بوده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که پارچه های پوشش داده شده با دی اکسید سریم با میزان پراکندگی بهتر بر روی سطح پارچه، میانگین اندازه ذرات کوچکتری (در حدود 50 تا 70 نانومتر) داشته اند. در مقابل نانو ذرات اکسید منیزیم در صورت اتصال با سیتریک اسید جذب بهتری بر روی پارچه از خود نشان داده، اما بیشتر در معرض تجمع قرار دارند.

در پژوهش حاضر، یک سنسور پلیمری نانوقالب مولکولی (N-MIP) دارای دو پروب ساخته شده از الکترود صفحه چاپی بر پایه گرافن برای شناسایی همزمان دو پروتئین خون (هموگلوبین گلیکوز شده و تروپونین T قلبی (cTnT) به صورت جداگانه، طراحی و ساخته شد. به منظور به دست آوردن سطح زیست تقلید، یک ماتریس کوپلیمری بر روی سطح الکترودهای گرافن اکسید (GO) ایجاد شد. بدین منظور، پروب سنسور توسط الکتروپلیمریزاسیون آنیلین و آنیلین کربوکسیل دار شده بر روی الکترود گرافن اکسید (GO)، در حضور پروتئین های الگو (cTnT برای پروب تروپونین T قلب و HbA1c برای پروب هموگلوبین گلیکوز شده) با ولتامتری سیکلی اصلاح شد. سطوح هر دو سنسور با استفاده از ولتامتری پالسی چرخه ای و دیفرانسیل (CV)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشخصه یابی شد. بهترین بافت سطحی زیست تقلید در نسبت آنیلین / کربوکسیل آنیلیین 1: 4 بدست آمد. محدوده خطیcTnT و HbA1c از 02/0 تا 0. 09 ng/ml و از 0. 004 تا 0. 81 میکروگرم بر میلی لیتر و با محدودیت تشخیص 0. 008 نانو گرم در میلی لیتر و 4. 3 نانو گرم در میلی لیتر بود. قابلیت اطمینان حسگرهای cTnT و HbA1c با مقایسه نتایج با نتایج حاصل از روش HPLC مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که نتایج حاصل از سنسورهای N-MIP و HPLC همبستگی خوبی داشتند.