نانو مقیاس
سال:1403 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

مواد دوبعدی به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه فردشان همچون ساختار نواری خطی نزدیک سطح فرمی، رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا چشم انداز وسیعی را در ساخت ادوات نانوالکترونیک، ذخیره انرژی و انتقال اطلاعات پیش روی محققان قرار داده اند. یکی از این مواد که اخیرا مورد توجه قرار گرفته تک لایه دو بعدی از اتم های بور به نام بوروفین است که شامل آلوتروپ های مختلفی از جمله α، β12، χ3 و 8-pmmn می باشد. بوروفین دارای مخروط دیراک کج و ناهمسانگرد است و علاوه بر شفافیت عالی، رسانایی الکترونی و یونی فوق العاده دارد. این خواص به همراه ویژگی های دیگر بوروفین موجب کاربردهای متنوع و بالقوه این ماده در حسگرهای گازی، باتری های یونی فلزی و ادوات الکترونیک و اپتوالکترونیک شده است. در این پژوهش قصد داریم به صورت مروری به مطالعه خواص بوروفین پرداخته و تاثیر عواملی همچون ناخالصی، تابش نور، کرنش، چینش اتم های لبه نانونوار، دما، میدان های الکتریکی و مغناطیسی را بر ویژگی های ترابرد الکترونی در این ماده بررسی نماییم.

دسترسی به تکنیک های ارزان و مناسب در مقیاس بزرگ برای ساخت سلول های خورشیدی پروسکایت مسطح کارآمد بسیار مهم است. امروزه، در فرآیند آزمایشگاهی پوشش چرخشی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، ساخت مقیاس بزرگ لایه های پروسکایت ترکیبی با چالش هایی مواجه است. در این مقاله، لایه های پروسکایت سه کاتیونه همراه با فرمامیدینیوم (FA) با استفاده از رسوب الکتروشیمیایی (ELD) به عنوان یک رویکرد جدید و مقیاس پذیر، سنتز شده اند، سپس نتیجه با فرآیند پوشش چرخشی مبتنی بر ضدحلال (SCA) مقایسه شد. در مقایسه با پروسکایت SCA، نتایج جریان-ولتاژ افزایش قابل توجهی در ضریب پرشدگی (FF) را نشان می دهد که از ٪97/53 به ٪60.79 به دلیل مسیرهای کاهش بازترکیب بدون قربانی کردن ولتاژ مدار باز (VOC) و جریان اتصال کوتاه (JSC) افزایش یافته است.

استفاده از اثر نورگرمایی راهی مناسب برای تولید بخار آب خورشیدی بدون استفاده از سوخت های فسیلی است. در این پژوهش کامپوزیت آئروژل گرافن /نانو گل های Cu2S تهیه و از آنها به منظور تبخیر سریع آب استفاده شد. نانو گل های Cu2S به روش حلالی- حرارتی تهیه و با استفاده از آنالیز های XRD و SEM مشخصه یابی شدند و سپس مشخصات نوری این مواد با استفاده از آنالیزهای UV-Vis ، PL و FTIR بررسی شدند. همچنین آئروژل گرافن با استفاده از خشک کردن در فشار محیط تهیه شد. کامپوزیت این دو ماده به روش ریخته گری قطره ای تهیه شد. برای بررسی اثر نورگرمایی، این مواد تحت تابش نور مرئی با شدت W/m2 2000 به مدت یک ساعت قرار گرفتند. تغییرات دمای غلظت های مختلف 10، 20 و g/l 30 از این مواد به طور جداگانه نسبت به آب خالص در حضور و عدم حضور نور مقایسه شدند و مشخص شد با افزایش غلظت نانو گل ها در آب، دما افزایش قابل توجه ای داشته تا جایی که در غلظت g/l 30، دما از 25 درجۀ سانتی گراد به 4/48 درجه رسید. همچنین میزان کاهش جرم آب در حضور این نانو مواد با غلظت g/l 30 به مقدار kg/m2 64/3 رسید. سپس از کامپوزیت آئروژل گرافن/نانو گل های Cu2S به منظور بررسی همزمان اثر هر دو ماده در آب در غلظت های مختلف استفاده شد و مشاهده شد پس از گذشت 60 دقیقه، کامپوزیت با غلظت g/l 30 باعث تغییر دمای آب تا حدود 32 درجۀ سانتی گراد شده است که 6/8 درجه بیشتر از Cu2S تنها و 4 درجه بیشتر از آئروژل تنها می باشد. میزان کاهش جرم آب با حضور این کامپوزیت و تحت تابش نور مرئی با شدت W/m2 2000 به مقدار kg/m2 96/3 رسید.

در این پژوهش، از نقاط کوانتومی ZnCdTeS با گسیل نور در طول موج های مختلف جهت بهبود خواص دی الکتریکی و الکترو اپتیکی سلول های بلور مایع نماتیک E7 استفاده شده است. مؤلفه های گذردهی دی الکتریکی (ɛ‖ وɛꓕ) و ناهمسانگردی دی الکتریکی (Δɛ) نمونه های بلور مایع نماتیک حاوی نقاط کوانتومی ZnCdTeS به صورت تابعی از دما اندازه گیری شد. در فاز نماتیک، با افزودن نقاط کوانتومی، ɛ‖ در مقایسه با ɛꓕ افزایش بیشتری می یابد. در حضور نقاط کوانتومی با نشر نور قرمز، افزایش قابل توجه ɛ‖ منجر به افزایش حدود 19 درصدی ناهمسانگردی دی الکتریکی سامانه شده است. نتایج دی الکتریکی نشان می دهد که محیط بلور مایع موجب القاء آرایه هایی یک بعدی از نقاط کوانتومی درون سامانه می شود و این امر موجب بهبود خواص دی الکتریکی سلول می شود. مطابق نتایج الکترواپتیکی، حضور نقاط کوانتومی موجب کاهش قابل توجهی در ولتاژ آستانۀ سلول های بلور مایع نماتیک می شود. مقدار ولتاژ آستانه از V 57/2 برای بلورمایع خالص به V 21/2 برای بلور مایع حاوی نقاط کوانتومی کاهش یافته است. نقاط کوانتومی با جذب ناخالصی های یونی درون سامانه، موجب کاهش اثرات پوششی و افزایش میدان مؤثر سامانه می شوند. افزایش میدان موثر درون سلول، افزایش ناهمسانگردی و بهبود برهم کنش میان بلور مایع و نقاط کوانتومی موجب بهبود خواص کلیدزنی سلول شده است.

آنزیم کربنیک انیدراز II پروتئینی سیتوزولی واقع در غشای گلبول های قرمز است که در فرایندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی مختلفی شرکت دارد. این آنزیم به طور مؤثر هیدراتاسیون برگشت پذیر دی اکسید کربن را نیز کاتالیز می کند. با توجه به نقش مهم آنزیم مذکور، در این مطالعه از روش محاسباتی شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) برای مطالعه ساختار و دینامیک آنزیم وحشی و چند آنزیم جهش یافته استفاده شد. بر اساس مطالعات تجربی گذشته، آنزیم های جهش یافته این مطالعه، در جهت افزایش فعالیت سینتیکی و یا تغییر در پایداری آنزیم اثرگذار هستند. در ابتدا مطالعات مکانیک کوانتومی و سپس MD انجام شد. طبق نتایج، مشاهده شد که آنزیم طبیعی ازنظر انرژی پتانسیل و انرژی آزاد گیبس در وضعیت مطلوب و پایداری قرار دارد، همچنین با توجه ‏به RMSD،RMSF وRg مشخص شد آنزیم جهش یافته ای که بر فعالیت آنزیم تأثیرگذار است نسبت به سایر آنزیم ها دارای پایداری بیشتر، نوسانات و شعاع ژیراسیون کمتری است. در دو جهش یافته دیگر که بر پایداری آنزیم نیز اثرگذار بودند، نسبت به دو آنزیم قبل، پایداری کمتر و نوسانات و سطح انرژی پتانسیل بالاتری مشاهده شد، که باعث ناپایداری این آنزیم‏ها در طول شبیه سازی می شد. این نتایج می توانند در مهندسی و طراحی واریانت های جدیدی از آنزیم کربنیک انیدراز کمک کننده باشند.

کروسین یکی از مواد مؤثره زعفران است که به طور مستقیم بر کیفیت و ارزش تجاری آن تأثیر می گذارد. در این پژوهش، یک روش ساده برای استخراج حساس و انتخابی کروسین از زعفران با استفاده از پلیمرهای قالب مولکولی مغناطیسی (MMIPs) توسعه داده شد. MMIPs با استفاده از جنتیوبیوز به عنوان مولکول الگو، متااکریلیک اسید به عنوان مونومر عاملی، اتیلن گلیکول دی متاکریلات به عنوان عامل شبکه ساز و Fe3O4@SiO2 به عنوان حامل مغناطیسی تهیه شد. مشخصه یابی نانوذرات با استفاده از طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) و آنالیز گرماوزنی (TGA) انجام شد. پارامترهای مختلف مؤثر بر راندمان استخراج، همدماهای جذب، سینتیک جذب و گزینش پذیری MMIPs مورد مطالعه قرار گرفت. آنالیت ها با استفاده از طیف سنجی مرئی-فرابنفش و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا تعیین شدند. نتایج نشان داد که مدل شبه مرتبه دوم جذب کروسین را توصیف می کند و داده های تعادلی جذب با مدل فروندلیچ مطابقت دارد. هم چنین جاذب ساختاری همگن داشت و جذب کروسین از طریق جذب برگشت پذیر چندلایه انجام شد. در شرایط بهینه، محدوده خطی mgL-1 0/50-05/0 بود. حد تشخیص و حد کمی سنجی به ترتیب mgL-1 014/0 و mgL-1 10/0 بود. روش پیشنهادی در استخراج کروسین از نمونه های حقیقی، نتایج رضایت بخشی را نشان داد.