شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1398 | دوره:38 | شماره:3 (پیاپی 93) |تعداد مقالات:27

در این مطالعه نانوذره های کاتالاز با روش حلال زدایی تهیه شدند. فاکتورهای موثر بر فرایند سنتز مانند اتانول (عامل حلال زدا)، گلوتارآلدهید (عامل اتصال دهنده عرضی)، سرعت چرخش و زمان سنتز بهینه شدند. ویژگی های نانوذره های به دست آمده شامل اندازه ذره ها، ریخت شناسی سطح و تغییرهای ساختاری آن ها با استفاده از روش های مریی-فرابنفش (UV-Visible)، پراکندگی نور دینامیکی (DLS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) تعیین شدند. هم چنین، پارامترهای سینتیکی نانوذره ها براساس معادله میکاییلس-منتن تعیین شدند. نتیجه های به دست آمده از بهینه سازی شرایط سنتز نانوذره ها نشان داد که نانوذره های به دست آمده از برهم کنش 1 میلی لیتر کاتالاز 1میلی گرم/ میلی لیتر، 4 میلی لیتر اتانول و گلوتار آلدهید 12/0میلی گرم بر میلی لیتر در محیط بافر فسفات 50 میلی مولار و 0/7 pH، تا 70٪ فعالیت آنزیمی باقی می ماند. در این شرایط شعاع متوسط نانوذره های سنتز شده 8/53 نانومتر می باشد. بررسی طیف های فرابنفش-مریی و فروسرخ نشان داد که تغییرهای ساختاری نانوذره ها در سطح ساختار سوم و دوم صورت می پذیرد. بررسی پارامترهای سینتیکی آنزیم طبیعی و نانوذره آنزیمی نشان داد که در مقایسه با آنزیم کاتالاز، ضمن افزایش Km مقدار Vmax برای نانوذره سنتز شده ثابت می ماند. پایداری فیزیکی نانوذره های کاتالاز نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتیحه ها نشان داد که پس از 72 ساعت نگهداری نمونه ها در دمای 4 درجه سلسیوس، نانوذره کاتالاز تنها 20 درصد از فعالیت خود را از دست می دهد در صورتی که کاتالاز طبیعی در همان شرایط 55 درصد از فعالیت خود را از دست می دهد که دلالت دارد بر این که نانوذره های کاتالاز پایدارتر از مولکول های کاتالاز هستند. بنابراین نانوذره های کاتالاز توان بالقوه زیادی در تولید آنزیم های پایدار برای کاربردهای گوناگون دارند.

در این کار، نانوالیاف کبالت استات/پلی وینیل الکل/PVA) 2(Co(OAc) به روش الکتروریسی تهیه شدند. در ادامه، با تیمار دمایی مناسب، نانوالیاف کبالت اکسید (CoxOy NFs) به دست آمدند. ریخت شناسی سطح و قطر نانوالیاف تهیه شده به وسیله میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها SEM نشان داد که الیاف طویل با قطر متوسط در حدود nm 50 برای CoxOyNFs به دست آمدند. با استفاده از تجزیه وزن سنجی گرمایی (TGA)، دمای مناسب برای تکلیس در حدود C 600 به دست آمد. طیف بینی فروسرخز تبدیل فوریه (FT-IR) نشان داد که همه اجزای آلی نانوالیاف الکتروریسی شده پس از تکلیس، خارج شدند. برای بررسی ساختار بلوری نانوالیاف اکسید فلزی از پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. فاز بلوری CoxOyNFs، مکعبی تعیین شد. با استفاده از هم دماهای جذب واجذب نیتروژن، مساحت سطح نانوالیاف g/2m4/4 به دست آمد. رفتار الکتروشیمیایی الکترود خمیرکربن اصلاح شده با CoxOyNFs (CoxOy/CPE) به وسیله روش های ولتامتری چرخه ای، طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی و کرونوآمپرومتری مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت الکتروکاتالیستی الکترود اصلاح شده نسبت به اکسایش اتیلن گلیکول (EG) در محیط قلیایی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده نشان داد کهCoxOyNFs/CPE قابلیت الکتروکاتالیز اکسایشEG را دارد.

در این پژوهش نانوکامپوزیت هایی از نانولوله های کربنی عامل دار شده باZnO بر پایه پلی متیل متاکریلات به عنوان یک عنصر حسگر نوری به روش هم رسوبی تهیه شد، نانو کامپوزیت سنتز شده با آنالیزهای FESEM، EDX، XRD و FT-IR شناسایی و مشخصه یابی شد. میانگین اندازه نانو ذره های ZnO دوپه شده در نانولوله های کربنی با استفاده از فناوری XRD حدود nm22 تخمین زده شد. با توجه به کاربرد نانولوله های کربنی به عنوان یک پایه و عنصر اساسی با امکان آشکارسازی بالا در حسگرها، ویژگی های نوری نمونه های تهیه شده با اسپکترو فتومتری UV-Vis بررسی شد و نتیجه های به دست آمده نشان داد، استفاده از نانولوله های کربنی عامل دار شده با ZnOدر ماتریس PMMA منجر به بهبود ویژگی های پوشش دهی نانو کامپوزیت در برابر موج UV با کاهش درخشندگی و شفافیت سطح می شود و عبور نور UV برای نمونه به تقریب برابر صفر می شودد. هم چنین طیف بازیابی نمونه ها به کمک طیف نورسنج بازیابی در بازه ی مریی با طول موج 400 تا nm700 اندازه گیری شد. مقدارهای پارامترهای رنگی مشخص شد و شاخصسیاهی حدود 65/3 برای نمونه ها محاسبه شد و دیده شد مقدار بازتاب در نمونه های دارای نانولوله های کربنی عامل دار شده 50 درصد کاهش داشته است.

در این پژوهش فیلم های نانوکامپوزیتی تشکیل شده از نشاسته/ژلاتین/نانورس با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ (RSM) با کمک نرم افزار Design Expert 7. 0 به روش ریخته گری محولی ساخته شدند و ویژگی های فیزیکی مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفتند. بدین منظور نسبت وزنی ژلاتین/ نشاسته و درصد وزنی نانورس به عنوان متغیرهای مستقل و استحکام کششی، مدول کششی، درصد ازدیاد طول و زاویه تماس آب به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شدند و رابطه های ریاضی حاکم بر این متغیرها توسط نرم افزار استخراج شد. نتیجه ها نشان داد که استحکام و مدول کششی با افزایش میزان نانوذره و نیز کاهش سهم ژلاتین در نانوکامپوزیت، افزایش می یابند؛ در حالی که درصد افزایش طولی رفتار وارون نشان می دهد. همچنین میزان آب گریزی سطح در حضور نانوذره و مقدارهای کم تر ژلاتینافزایش می یابد. در ادامه بهینه سازی فرایند تولید انجام شد و مقدارهای نسبت وزنی ژلاتین/ نشاسته و درصد نانوذره برای داشتن بهینه مقدار استحکام کششی و آب دوستی سطح توسط نرم افزار معرفی شد. نانوکامپوزیت پایانی با مشخصه های بهینه ساخته شدند و با آزمون های FT-IR، SEM، XRD، زاویه تماس آب و زیست تخریب پذیری مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه ها نشان داد که لایه های رسی به خوبی درون بستر پلیمری متورم شده اند و ساختار میان افزوده (Intercalated) و نیز توزیع خوب و مناسب نانوذره درون بستر پلیمری به دست آمده است. فیلم های نانوکامپوزیتی تخریب پذیری خوبی از خود نشان دادند به طوری که طی 6 هفته %40 کاهش وزن دیده شد. می توان نتیجه گرفت فیلم های ساخته شده پتانسیل کاربرد در بسته بندی های زیست تخریب پذیر مواد غذایی را دارند.

آلودگی محیطی انواع فلزهای سنگین ناشی از پیشرفت سریع صنایع، مشکلی جدی برای محیط زیست است. در این پژوهش، نخست نانوذره های ZnO به روش هیدروترمال تهیه شد و سپس به محلول تهیه نانوذره های 2MnO به وسیله رسوب دهی در طی واکنش کاهش افزوده شد. اندازه ذره ها به کمک تصویرهای میکروسکوپ الکترونی (SEM) بررسی شد. از نانوکامپوزیت روی اکسید و منگنز دی اکسید تهیه شده به عنوان یک جاذب فاز جامد برای جداسازی و اندازه گیری فلزهای سنگین سرب و کادمیم در نمونه های آبی استفاده شد. بازده حذف فلزهای سنگین و شرایط جذب با استفاده از طیف سنجی جذب اتمی تعیین شد. تاثیر عامل های گوناگون مانند pH، مقدار جاذب، غلظت اولیه یون ها، زمان هم زدن، حجم نمونه و غلظت و نوع اسید جهت شویش یون های فلزی باقی مانده مورد ارزیابی قرار گرفت و شرایط بهینه تعیین شد. برای استخراج و تعیین کادمیم و سرب در نمونه های آبی درصد انحراف استاندارد نسبی به ترتیب برای سرب 6/4-2/5 % و برای کادمیم 4/3-7/1 % به دست آمد.

نانوذره های نقره به عنوان یکی از مهم ترین مواد با خاصیت ضد میکروبی از جمله نانوذره هایی است که تهیه و بهره گیری از آن در زمینه های گوناگون بسیار مورد بررسی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف سنتز نانو ذره های نقره روکش شده با پلیمر زیستی کیتوسان با فرمول های جذب سطحی شناخته شده جهت حذف رنگ اسید اورانژ 7 از آب انجام شد. برای کاهش تعداد آزمایش ها و یافتن شرایط بهینه از روش طراحی آزمایش استفاده شد. عملکرد جاذب کامپوزیتی تهیه شده در بازه دمایی 25 الی 60 درجه سلسیوس، غلظت اولیه رنگ بین 8 تا 50 میلی گرم بر لیتر و مدت زمان تماس 5 تا 120 دقیقه مورد آزمون قرار گرفت. بر اساس نتیجه ها، مقدار جذب به غلظت اولیه ی رنگ وابسته بوده ولی مستقل از دمای فرایند در بازه دمایی مورد آزمون است. مطابق پیش بینی اولیه، هر چه زمان بیش تر شود مقدار جذب بیش تر می شود و درواقع میزان جذب تعادلی به زمان وابسته است. بیش ترین ظرفیت جذب رنگ مورد نظر توسط جاذب اصلاح شده 5/37 میلی گرم بر گرم می باشد. سینتیک واکنش نیز با معادله درجه دوم کاذب توصیف شده و هم دمای جذب از مدل فروندلیچ که بیانگر جذب شیمیایی است پیروی نمود. همچنین نانوذره های نقره میزان جذب خیلی کمی (در حدود 15/. میلی گرم بر گرم) نسبت به نانو کامپوزیت نقره/کیتوسان نشان دادند که این نیز بیانگر کارایی روش اصلاح به کار گرفته شده می باشد.

در این کار، ویژگی های ضد رسوبی غشای ماتریکس اولترافیلتراسیون مخلوط پلی سولفون (PSF) و نانو لوله های اصلاح شده هالوسایت (mHNT) مورد بررسی قرار گرفت. غشا به وسیله فرایند جداسازی فاز و در غلظت های گوناگونی از mHNT و PSF تهیه شد. شار آب خالص، حذف پروتیین و پارامترهای رسوب سازی برای آنالیز عملکرد غشا مورد مطالعه قرار گرفتند. ابتدا اصلاح ساختار نانوذره های HNT به وسیله TiO2انجام گرفت و ساختار آن به وسیله میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) تعیین شد. در مرحله ساخت غشا، ساختار غشا با استفاده از میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) مورد مطالعه قرار گرفت. غالب ترین مشاهده های نتیجه های عملکردی، افزایش چشمگیر شار آب بود که این میزان از 140 به L/m2. h350 در فشار bar5 رسید. این نتیجه را ممکن است حضور گروه های عاملی موجود در mHNT و وجود نانوذره های TiO2 نسبت داد. مقاومت رسوب سازی غشا بهه وسیله فیلتراسیون محلول سرم البومین گاوی (BSA) ارزیابی شد که نشان داد غشای با بارگیری 5/0 و wt% 1 از mHNT بهترین ویژگی ضد رسوبی را از خود نشان می دهد که منجر به بازیافت % 100 شار آب شد.

در این پژوهش، به منظور بهبود و افزایش کارایی غشاهای پلیمری، سطح غشای پلیمری ترکیبی PES/PIبا دی آمین های گوناگون اصلاح شده و عملکرد آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. سه نوع دی آمین گوناگون به نام های اتیلن دی آمین (EDA، یک آمین آلیفاتیک)، پیپرازین (PIp، یک آمین حلقوی) و فنیلن دی آمین (PPD، یک آمین آروماتیک) به عنوان اصلاح کننده مورد استفاده قرار گرفت. نتیجه ها نشان دهنده افزایش توانایی پس زنی غشای اصلاح شده با اتیلن دی آمین نسبت به یون مس از حدود 35% به بیش از 70% است (حدود 100% افزایش توانایی پس زنی دیده شده). از سوی دیگر میزان پس زنی غشاها نسبت به یون سرب از حدود 29% به به بیش از 55% افزایش یافت. هم چنین، غشاهای اصلاح شده افزایش ملموسی برای حذف رنگ های آلی از خود نشان داده اند. تغییردر مقدار زاویه تماس غشاهای اصلاح شده گویای آب دوست تر شدن این دسته از غشاها است که به نوبه خود موجب تغییر در عملکرد غشاها شده است. بررسی ویژگی های فیزیکو شیمیایی غشاها با استفاده از روش های شناسایی ATR-IR، SEM، EDX و AFM نشان دهنده اصلاح موفقیت آمیز غشاها با دی آمین ها به ویژه اتیلن دی آمین و افزایش کارایی آنهاست.

در پژوهش حاضر، کامپوزیت دندانی نوین بر پایه بیس فنول A-گلیسیدیل متاکریلات (Bis-GMA)/ تری اتیلن گلیکول دی متاکریلات (TEGDMA) دارای پرکننده نانوساختار ایروژل سیلیسی آبگریز با تخلخل بالای 80٪ ، روزنه های با اندازه متوسط 10 نانومتر و سطح ویژه m2/g 811 تهیه شد و اثر متغیرهای فرایندی مهم شامل زمان نوردهی، نسبت وزنی دو رزین و روش تهیه بر ویژگی های این نوع کامپوزیت بررسی شد. شناسایی ذره های ایروژل سیلیسی و بررسی ویژگی های کامپوزیت دندانی با استفاده از آزمون های FT IR، جذب و واجذب نیتروژن، تغییر رنگ و آزمون استحکام فشاری انجام گرفت. نتیجه ها نشان دادند که استفاده از ذره های نانوساختار ایروژل سیلیسی به عنوان پرکننده در کامپوزیت دندانی، شاخص سفیدی کامپوزیت به دست آمده را در مقایسه با رزین اولیه به طور چشمگیری افزایش می دهد. با افزایش زمان نوردهی تا 40 ثانیه، شاخص زردی کامپوزیت به شدت کاهش و شاخص سفیدی آن افزایش یافت و پس از آن، هر دو شاخص ثابت ماندند. با حضور ذره های ایروژل در رزین دندانی، استحکام فشاری کامپوزیت به دست آمده تا 50% افزایش یافت. همچنین کامپوزیت تهیه شده با ترکیب مونومرهای Bis-GMA/TEGDMA با نسبت وزنی 50/50 به دلیل گرانروی پایین تر رزین و نفوذ بهتر آن به درون حفره هایی نانومتری پرکننده، از استحکام فشاری بالاتر در مقایسه با کامپوزیت تهیه شده با نسبت وزنی 30/70 از Bis-GMA/TEGDMA برخوردار است. با استفاده از روش اختلاط ایروژل سیلیسی با مونومر رقیق تر TEGDMA و سپس فرایند حباب گیری و اختلاط با رزین Bis-GMA و آغازگر، کامپوزیتی با استحکام فشاری بالاتر تهیه شد. همچنین استفاده از ایروژل سیلیسی به عنوان تقویت کننده رزین دندانی منجر به افزایش درصد زنده ماندن سلول ها و کاهش سمیت کامپوزیت دندانی شد.

اسید چرب چند غیر اشباعی دوکوزاهگزاانوییک اسید (DHA) از مهم ترین اسیدهای چرب غیر اشباع ضروری امگا-3 با اثرهای سلامت بخش فراوان می باشد، که در صنعت غذاهای فراسودمند مورد توجه زیادی قرار گرفته است. وجود پیوند های دوگانه در اسید چرب DHA باعث تخریب اکسایشی شده و به سرعت ایجاد طعم و بوی ناخوشایند کرده و از اثرهای تغذیه ای آن می کاهد. هدف از این پژوهش توسعه ی یک نوع ریزکپسول است که بتواند اسید چرب DHA را کپسوله کرده و از آن در برابر شرایط نامناسب محافظت کند. نخست، زیست کامپوزیتی تشکیل شده از آلژینات، پکتین و ژلاتین با غلظت های معین تهیه شد و کپسول ها به روش ژل ه ای شدن یونی کلسیم آلژیناتسنتز شدند. ریخت شناسی، بلورینگی، پیوند های فیزیکی و شیمیایی و آنالیز گرمایی پلیمرها و زیست کامپوزیت دارای DHA به ترتیب با استفاده از روش های SEM، XRD، FT-IR و TGA مورد بررسی قرار گرفتند. طبق نتیجه ها، میکروذره های کروی و مسطح تولید شده دارای بازده ریزپوشانی %77. 78 و بازده فرایند %88. 97 بودند. در مجموع، زیست کامپوزیت اسید چرب DHA سنتز شده با این روش، می تواند به عنوان سامانه ای نوین در حفظ و نگهداری اسید چرب DHA در صنعت غذاهای فراسودمند مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش، الکتروکاتالیست FeCo/rGO با استفاده از روش حلال گرمایی (سولوترمال) ساخته شده و برای کاربرد در واکنش آزادسازی هیدروژن در محیط آلکالاین مورد ارزیابی قرار گرفت. درصد های گونگون فلزهای آهن و کبالت بر روی بستر گرافن در این نمونه مورد بررسی قرار گرفته و درصد بهینه ی ابن فلزها در آلیاژ مربوطه تعیین شد. فعالیت کاتالیست های آلیاژی آهن-کبالت به روش های گوناگون الکتروشیمیایی در محلول یک مولار پتاسیم هیدروکسید مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی نتیجه های ارزیابی های ولتامتری چرخه ای و روبش خطی الکتروکاتالیست های آهن کبالت نشان داد که الکتروکاتالیست Fe0. 5Co0. 5/rGO فعالیت الکتروشیمیایی بالاتری در واکنش آزادسازی هیدروژن دارد. این نمونه با نمایش پتانسیل مازاد آغازین برابر با mV 129-، پتانسیل اضافه mV 245-در چگالی جریانmA / cm2 10 و شیب تافلی mV/de 165 دارای فعالیت بهتری نسبت به سایر نمونه ها می باشد. به منظور ارزیابی ساختاری این کاتالیست ها از فناوری های شناسایی XRD، TEM و FT-IR بهره گرفته شد که نشان داد نانو ذرات آهن کبالت در فاز کوبیک بوده و دارای ابعادی در حدود 36 نانومتر می باشند.

کاتالیست دی ب وتیل تین دی لورات به عنوان یکی از کاتالیست های مهم قلع طی سه دهه اخیر در صنعت تهیه پلی یورتان مورداستفاده قرارگرفته است. . در این پژوهش سنتز دی بوتیل تین دی لورات (DBTDL) با استفاده از دی بوتیل تین دی کلرید و دی بوتیل تین دی اکسید در شرایط دمایی و حلال های گوناگون انجام شد. در تمام روش ها لوریک اسید به عنوان ماده ضروری در فراهم آوردن لیگاند لورات مورداستفاده قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد از بین این روش ها بهترین راندمان (95%) مربوط به استفاده از حلال تتراهیدروفوران در دمای محیط (ماده اولیه دی بوتیل تین دی کلرید) و حلال تولوین در دمای بازروانی (ماده اولیه دی بوتیل تین دی اکسید) است. تعیین مشخصه های فراورده واکنش با استفاده از روش های دستگاهی IR, 1H-NMR, 13CNMR انجام شد. مطالعه سینتیکی واکنش پخت پلی یورتان در حضور DBTDL.، با بررسی اثر دما بر سرعت واکنش فرایند پخت در حضور کاتالیست تجاری و کاتالیست سنتزی انجام شد. برای این منظور اندازه گیری تغییر شدت پیک جذب ایزوسیانات ([1]IPDI) در فرکانس کششی cm-12266 توسط طیف بینی IR در دماهای گوناگون انجام شد. با استفاده از داده های به دست آمده از بررسی اثر دما، افزون بر ثابت سرعت، میزان پیشرفت واکنش و انرژی فعال سازی واکنش پخت پلی یورتان در حضور دو نوع کاتالیست تجاری و سنتزی محاسبه شد. مقدارهای انرژی فعال سازی با استفاده از کاتالیستDBTDL تجاری و سنتزی به ترتیب 09/65 و 09/54 کیلوژول بر مول به دست آمد.

در این پژوهش روشی بسیار کارآمد برای سنتز تک ظرفی ترکیب های دارای اسکلت ایمیدازول با استفاده از واکنش های چند جزیی ارایه شده است. در انجام واکنش سه جزیی با استفاده از ترکیب های بنزیل، آلدهیدهای آروماتیک و آمونیوم استات در حضور پکتین به عنوان کاتالیست سبز، مشتق های سه استخلافی ایمیدازول در حلال اتانول با بازده بالا تهیه شده است. در این واکنش انواعی از آلدهیدهای آروماتیک با استخلاف های الکترون دهنده و الکترون کشنده مورد استفاده قرار گرفت و راندمان بالا در تهیه فراورده های پایانی بیانگر از کارایی کاتالیست در این نوع از واکنش ها می باشد. از برتری های این روش می توان به استفاده از پکتین به عنوان کاتالیست ارزان، سبز، غیر سمی، همچنین به جداسازی آسان فراورده های به دست آمده که استفاده نکردن از کروماتوگرافی برای جداسازی را در بر دارد و نیز خلوص بالای فراورده های به دست آمده در این نوع واکنش ها که از اهمیت بالایی برخوردار است، اشاره نمود.

در این مقاله روشی جهت گزین برای سنتز مشتق های نوین پیریدو-b]4و3] پیرازین ها با بازده درخشان و زمان کوتاه گزارش شده است. طی واکنش تراکمی بین 4و3-دی آمینوپیریدین و آریل گلی اکسال های گوناگون در حلال اتانول و دی متیل فرم آمید در دمای 55 درجه سلسیوس به دست آمد.

ساختارهای کربوهیدرازیدی و مشتق های آسیل هیدرازونی از ویژگی های درمانی یگانه برخوردار می باشند و به همین دلیل به عنوان گروه های هدف در طراحی ساختارهای دارویی مورد توجه پژوهشگران می باشند. با توجه به اهمیت مشتق های کربوهیدرازیدی، هسته ایندول و ایزوکسازول در ترکیب های دارویی موثر با اثرهای ضد انباختگی پلاکت، ضد آلزایمر، ضد سرطان و اثرهای گسترده دیگر، در این پژوهش سنتز ساختار نوین کربوهیدرازیدی حلقه ایندول ایزوکسازول از پیش ماده 3 استیل ایندول آغاز شد و با استفاده از واکنشگرها و شرایط واکنش (حلال، دما) مناسب ساختار جدید 5 (1 متیل 1 ایندول 3 ایل)ایزوکسازول 3 کربوهیدرازید تهیه و ساختار فراورده ها در هر مرحله با استفاده از روش های طیف سنجی FT-IR، 1H-NMR و Mass شناسایی و تایید شد.

در این پژوهش، تاثیر پروتون دار شدن مرکز پورفیرین بر طیف های UV-vis، 13C NMR و 1H NMR مزو-تترا (آریل)پورفیرین ها بررسی شد. پورفیرین های به کار برده شده از نظر توانایی الکترون د هندگی و ازدحام فضایی گروه های موقعیت مزو با هم تفاوت دارند. در طیف UV-vis جابجایی در موقعیت نوار سورت و در طیف های NMR تغییر در جابجایی شیمیایی هیدروژن و کربن های موقعیت بتا شواهدی در مورد میزان تغییر شکل بیرون از صفحه ای هسته پورفیرین به دست می دهند. همچنین، موقعیت نوارهای مربوط به طول موج های بلندتر در طیف UV-Vis دی کاتیون ها ارتباط مستقیمی با میزان هم صفحگی گروه های آریل موقعیت های مزو با صفحه میانگین پورفیرین دارد. جانشین کردن موقعیت اورتوی گروه فنیل با گروه های حجیم متیل و کلر منجر به کاهش زیادی در میزان زینی شکل شدن مرکز پورفیرین و هم صفحگی گرو ه های آریل با آن م ی شود. به کارگیری هم زمان از سه نوع طیف بینی یاد شده، اطلاعات مفیدی در مورد میزان انعطاف پذیری هسته پورفیرین نسبت به تغییر ساختار از صورت بندی مسطح به صورت بندی زینی شکل فراهم می کند. همچنین این تغییرهای طیفی امکان مقایسه اندازه نسبی زاویه دووجهی بین گروه های آریل و صفحه میانگین پورفیرین های گوناگون را فراهم می کند.

با این که ویژگی های ضد سرطان کمپلکس های پلاتین (II) اثبات شده است، ولی به دلیل هیدرولیز این کمپلکس ها پیش از رسیدن به سلول های هدف از کمپلکس های پلاتین(IV) به عنوان پیش دارو استفاده می شود. در این بررسی نظری، مکانیسم فضای داخلی کاهش پیش داروی ضدسرطان تتراپلاتین(PtIV[Cl4(dach)]، dach = دی آمینو سیکلوهگزان) به وسیله آسکوربات که توسط الدینگ پیشنهاد شده به کمک نظریه تابعی چگالی (DFT) مطالعه شد. مقایسه انجام واکنش کاهش با سه گونه آسکوربات (تک آنیونی، آب پوشیده و دیمر) با ایجاد پل کلرید نشان می دهد که گونه دیمر به دلیل ویژگی پروتون زدایی آسکوربات دوم بسیار فعال تر بوده و واکنش از این مسیر پیش می رود. بررسی ساختارهای حالت گذار از نظر طول پیوندها و محاسبه جمعیت الکترون به وسیله NBO نشان می دهد که حالت گذار گونه دیمر یک حالت گذار زودهنگام است و انجام واکنش از این مسیر را تایید می کند.

کربونیک آنهیدراز (CA) آنزیم دارای فلز روی می باشد که واکنش برگشت پذیر تبدیل گاز کربن دی اکسید به بی کربنات را کاتالیز می کند. این آنزیم برای سامانه های زیستی و از جمله بدن انسان بسیار مهم است. در این پژوهش به بررسی مکانیسم عملکرد بازدارنده کومارین و برخی از مشتق های قندی کومارین با آنزیم کربونیک آنهیدراز XII و II پرداخته شد. پایدارترین کنفورمر این بازدارنده ها برای محاسه انتخاب شد و برهم کنش آن ها با این دو آنزیم بررسی شد. کلیه محاسبه ها با استفاده از نظریه تابعی چگالیDFT در سطحB3LYP با سری پایه6-31G* و با استفاده از تابع مینسوتا M06 با سری پایه 6-31+G*انجام شده است. در ادامه کلیه متغیرهای ترمودینامیکی واکنش مانند ∆ Hrxn° , ∆ Srxn° و ∆ Grxn° محاسبه شدند. نتیجه ها نشان می دهد که واکنش بین این خانواده از بازدارنده ها و آنزیم کربنیک آنهیدراز از نوع مستقیم و اتصالی نمی باشد بلکه آنزیم با اثر فضایی، غیرفعال می شود.

برخی ترکیب های شیمیایی مانند رنگ های مصنوعی مورد استفاده در صنایع گوناگون می توانند اثر بدی بر سلامتی بدن داشته باشند. مهم ترین مولکول زیستی در بدن موجودهای زنده، DNA می باشد که هرگونه تغییر در ساختار آن می تواند کل سامانه موجود زنده را تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش برای اولین بار برهم کنش رنگ زرد دایرکت 42، که به طور عمده در صنعت نساجی استفاده می شود، باDNA به کمک روش های طیف سنجی فلورسانس، UV-Vis و FT-IR در بافر فیزیولوژیکی) 4/7 (pH~ و در سه دمای 298 تا 308 و 318 کلوین مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده از طیف سنجی جذبی نشان داد که رنگ زرد دایرکت 42 می تواند در غلظت های پایین به DNA متصل شود. پارامترهای ترمودینامیکی به دست آمده از آزمایش های فلورسانس در دماهای گوناگون، پیوند هیدروژن و نیروی واندروالسی در روند اتصال این رنگ، با DNA را نشان داد. ثابت پیوندی (Kb) و تعداد سایت اتصال محاسبه شد. نتیجه ها نشان داد که مکانیسم خاموش سازی (DNA + اتیدیوم برمید) با رنگ ساز از نوع استاتیک می باشد. سرانجام تغییرهای ساختار DNA دو رشته ای، ناشی از رنگ زرد دایرکت42 توسط نتیجه های FT-IR تایید شد. نتیجه های این مطالعه می تواند نگاه نوینی به کاربرد رنگ ها در صنعت و خطرهای ناشی از استفاده از آن ها را ارایه دهد.

تعیین دقیق پارامترهای مدل های ریاضی غیرخطی، یکی از مهم ترین محاسبه ها در علوم و مهندسی می باشد. رو ش های بسیاری بر پایه ی خطی سازی و یا بهینه سازی برای بررسی پارامترهای این معادله ها به کار گرفته شده است. در این مطالعه، روشی نوین جهت تعیین پارامترهای معادله ی هم دمای جذب لانگمویر ارایه شده است. در این روش، ساختار معادله ی یاد شده همانند روش برازش خطی مورد بررسی قرار گرفته و یک مساله ی بهینه سازی غیرخطی یک متغیره به دست آمده است. داده های تجربی جذب متیلن بلو بر بنتونیت، به عنوان داده های آزمایشگاهی به کار رفته اند. در ادامه، روش ارایه شده با سایر روش های خطی سازی مقایسه شده است. این مقایسه بر مبنای سه روش آماری شامل ضریب همبستگی، جذر میانگین مربعات خطا و انحراف استاندارد نرمال شده انجام شده و مقدارهای پارامترهای هم دمایجذب نیز مد نظر قرار گرفته اند. در مقایسه با ماهیتخطی سازی که منجر به ایجاد خطا در محاسبه های ریاضیمی شود، روش غیرخطی ارایه شدهنتیجه های بهتری ارایه می دهد و می تواند در سایر معادله های همانند نیز مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش، از شبکه ه ای عصبی مصنوعی (ANN) پس انتشار پیش خور برای پیش بینی روند تغییرهای هدایت گرمایی نسبی و گرانروی نسبی بازه گسترد ه ای از نانوسیال ها با سیال های پایه و نانوذره های متفاوت، استفاده شده است. در اولین مدل ANN، هدایت گرمایی نانوسیال ها بر اساس هدایت گرمایی سیال پایه، هدایت گرمایی نانوذره، درصد کسرحجمی نانوذره، دما و اندازه ی متوسط نانوذره مدل سازی شده است. 483 داده ی تجربی جمع آوری و برای طراحی این شبکه مورداستفاده قرارگرفت و ساختار شبکه به صورت (5-18-1) کم ترین خطا را در پیش بینی هدایت گرمایی نانوسیال نشان داد و نتیجه های AARD% برای داده های آموزش، ارزیابی و تست به ترتیب 6/2، 2/2 و3/2 به دست آمد. در شبکه ی عصبی مصنوعی دیگری که برای پیش بینی گرانروی نانوسیال طراحی شد، پارامترهای گرانروی سیال پایه، نسبت چگالی سیال پایه به نانوذره، درصد کسرحجمی نانوذره، دما و اندازه ی متوسط نانوذره به عنوان ورودی های شبکه استفاده شد. تعداد 510 داده ی تجربی برای طراحی این شبکه مورد استفاده قرار گرفت و ساختار بهینه ی شبکه به صورت (5-19-1) به دست آمد. نتیجه های AARD% برای داده های آموزش، ارزیابی و آزمون به ترتیب 9/2، 2/3 و 1/3 به دست آمد. نتیجه های به دست آمده از این دو شبکه ی عصبی مصنوعی توانمند بودن آن ها را در پیش بینی ویژگی های هدایت گرمایی و گرانروی نانوسیال ها نشان می دهد. مقایس ه ای بین پیش بینی مدل های پیشنهادی و پیش بینی مدل های مرسوم مانند، ماکسول، براگمن، انیشتین، کرینگر و. . . (در مورد هدایت گرمایی) و مدل های اینشتین، کریگر، نیلسن، باتچلر و برینکمن (در مورد گرانروی) نشان داد که مدل های پیشنهادی این پژوهش در توافق بیش تری با مقدارهای تجربی هستند. این دو مدل همچنین ما را در پیش بینی هدایت گرمایی و گرانروی نسبی نانوسیال های تازه با مشخصه های گوناگون توانمند می سازند.

با توجه به ویژگی های یگانه نانولوله های کربنی و توانایی های نهفته آن ها به ویژه در ساختار یگانه و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و گرمایی آن ها، در این پژوهش تلاش شده که با ایجاد اصلاح سطحی به دو روش فیزیکی و شیمیایی و تغییر کنترل شده این ویژگی ها، برای استفاده ویژه از آن در صنایع مرتبط به ویژه نفت و گاز مورد بررسی و پژوهش قرار گیرد. با توجه به ساختار شبکه ای کربنی این نانوذره و ویژگی آب گریزی آن، از دو فناوری اکسیداسیون به عنوان یک روش شیمیایی و پگیلاسیون سطحی یا پلیمره کردن نانولوله توسط پلیمر پلی اتیلن گلایکول به عنوان یک روش فیزیکی برای تغییر ویژگی آب گریزی آن به آب دوست استفاده شده است. نتیجه ها بیانگر تغییر دلخواه این پارامترها در شرایط گوناگون هستند و از این جهت قابلیت توزیع بهینه آن را در محیط های آلی یا آبی و یا هر دو را فراهم می نماید. از داده های این بخش در شبیه سازی گرمایی نانوسیال های مرتبط با آن ها در دو مبدل پرکاربرد پوسته لوله و صفحه ای بر اساس یک الگوی استاندارد طراحی مبدل ها، استفاده شده است. نتیجه ها بیانگر افزایش محسوس برداشت گرمایی با استفاده از این نانوسیال ها دارد. این نتیجه ها می تواند برای افزایش توان گرمایی سیال های فرایندی و همچنین برای افزایش راندمان مبدل های گرمایی موجود و درحال استفاده، مفید و کاربردی باشد.

در این مطالعه روش های اعمال نیروی بین مولکولی را از زاویه تاثیر این نیروها بر معادله اصلی شبکه بولتزمن و سرعت های تعادلی، فیزیکی و جمله نیرو به سه دسته کلی و هفت زیر روش تقسیم بندی شد. مشاهده ها نشان می دهد پایداری روش های معرفی شده به سه عامل نسبت چگالی، زمان آرامش، دمای کاهیده وابسته و مستقل از فیزیک مسیله می باشد. نتیجه ها بیانگر آن است که در همه ی روش ها به جز روش کوپرشتاخ (مدل 3 ب) به ازای، چگالی گاز(چگالی کمینه) از چگالی بحرانی بزرگ تر شده و حل واگرا یا به پاسخ غیر فیزیکی همگرا می شود. هم چنین، با تغییر دمای کاهیده و به ازای، چگالی کمینه همه ی روش ها به جز روش هی (روش 2-د) بیش از چگالی بحرانی شده و حل واگرا یا به پاسخ غیرفیزیکی همگرا می شود. این در حالی است که روش هی به ازای همگرا می شود. تغییر فیزیک مسیله و انتقال حباب از وسط میدان به کنار دیواره تاثیر چندانی بر روی چگالی تعادلی نمی گذارد و از اثر آن می توان صرف نظر کرد. این در حالی است که این موضوع می تواند بر وابستگی پایداری روش کوپرشتاخ به زمان آرامش تاثیرگذار باشد. سرانجام اثر روش نیرودهی بر مدل سازی زاویه تماس بررسی شد که نتیجه ها نشان می دهد روش های 2 د و 1 الف دارای پاسخ به تقریب یکسان بوده و اختلاف زاویه تماس محاسبه شده به کمک این روش ها نسبت به روش های 3 الف یا 3 ب حدود 21% می باشد.

امروزه پدیده ریزگرد ها یکی از مشکل های بزرگ و بسیار جدی در حوزه محیط زیست می باشد که بسیاری از کشورها از جمله ایران با آن روبرو هستند. مشکل های تنفسی و بروز برخی سرطان ها، آلودگی هوا و منابع آبی از جمله اثرهای این پدیده به شمار می روند. از این رو مقابله با این پدیده، ضرورتی بسیار جدی می باشد. فعالیت های انسانی که بر شدت رخداد ریزگردها افزوده است، باعث شده تا راهکارهای کنونی برای مقابله با چنین پدیده ای کارآمدی لازم را نداشته باشد. برای رسیدن به راه حل های عملیاتی و موثرتر برای مواجه شدن با این پدیده، نخست باید مکانیسم های انتقال ریزگردها و نیز چسبندگی آن ها به سطح به طور کامل و جامع بررسی شود و سپس براساس این مطالعه ها، رسیدن به راهکار مقابله با پدیده ریزگرد ها امکان سنجی شود. در این مطالعه، مکانیسم های انتقال و چسبیدن ریزگرد ها به سطح بررسی شده و چالش های موجود بر اساس مطالعه های پیشین شناسایی شده است. سپس براساس نظریه DLVO، به محاسبه نیروی بین مولکولی متفاوت بین ذرات ریزگرد و سطح های نشست در چندین حالت پرداخته شده است. نتیجه های این مطالعه نشان می دهد که محاسبه های مربوط به چسبندگی ریزگرد به سطح با چالش های فراوانی روبرو است و به ه مین دلیل ارایه راهکارهای مقابله با ریزگردها پیچیدگی هایی دارد. در این میان، انرژی سطح و رطوبت، مهم ترین عامل های پیچیدگی در نشست ریزگرد هستند.

بیودیزل یک سوخت پاک و جایگزینی برای دیزل به شمار می رود که تنها از منبع های تجدید پذیر مانند روغن های گیاهی و حیوانی تهیه می شود. از این رو عمده ترین روش سوءاستفاده در این سوخت، مخلوط کردن سوخت های ارزان قیمت دیگر مانند دیزل به بیودیزل خالص است. بنابراین هدف این پژوهش ارزیابی یک سامانه هوشمند به منظور تشخیص درصد خلوص سوخت بیودیزل به کمک تلفیق طیف سنجی دی الکتریک و فناوری پردازش تصویر می باشد. به منظور استفاده از فناوری دی الکتریک با گذاشتن ماده در بین حسگر خازنی با توجه به محتوای خود، اثرهای گوناگونی روی ظرفیت خازن می گذارد. همچنین در راستای بهره گیری از ماشین بینایی از فناوری پردازش تصویر استفاده شد. بدین منظور تصویر هم زمان با داده برداری توسط سامانه دی الکتریک گرفته شد و سپس در فضاهای رنگی RGB، L*A*B* و CMY مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به منظور طبقه بندی نمونه های بیودیزل تقلبی و اصلی با استفاده از ویژگی های فرکانسی و رنگی، از فناوری های آنالیز مولفه های اصلی، تحلیل جداسازی خطی، درخت تصمیم گیری، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. بهترین شبکه با ساختار 36-6-1 برای پیش بینی نمونه های مخلوط شده بیودیزل پالم و دیزلمقدارهای ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا را به ترتیب 944/0 و 006/0 ارایه داد. در گام پایانی از ترکیب ویژگی های دی الکتریک و رنگی به منظور مدل سازی مسیله استفاده شد. مقدارهای ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا برای نمونه های مخلوط شده بیودیزل و دیزل برابر 962/0 و 008/0 با ساختار 38-2-1 به دست آمد. نتیجه های ارزیابی ها نشان می دهد که دستگاه طراحی شده توانایی تشخیص درصد خلوص سوخت بیودیزل را با دقت بالایی دارا است.

در پژوهش حاضر، پیش بینی تشکیل رسوب معدنی کلسیم سولفات بدون آب در سامانه نفتی و در حضور محلول آبی الکترولیتی مورد توجه بوده است. در این مطالعه به منظور پیش بینی مقدار رسوبات دو معادله ضریب فعالیت و ثابت تعادل ترمودینامیکی مطالعه شده است. برای بررسی و تعیین شاخص تشکیل رسوب معدنی کلسیم سولفات از مدل ضریب فعالیتUNIQUAC Extended استفاده شده است. کارایی این مدل در سامانه های الکترولیتی دلخواه بوده و ضریب های آن براساس نتیجه های تجربی بهینه سازی شده است. نتیجه های این پژوهش درباره مطالعه پیش بینی تشکیل رسوب معدنی انیدریت با نتیجه های تجربی، مدل Pitzer، مدل NRTL و نرم افزارOLI3. 2 مقایسه شد. براساس نتیجه های این مطالعه، میزان خطای نسبی کل پیش بینی رسوب انیدریت با مدل Extended UNIQUAC، مدل Pitzerو مدل NRTLو نرم افزار OLI نسبت به نتیجه های تجربی، به ترتیب 41/0 (41%)، 44/0 (72/44%)، 5326/0 (26/53%) و 9904/0 (04/99%) است. هم چنین براساس نتیجه های مدل بهینه شده و نتیجه های تجربی، حلالیت رسوب کلسیم سولفات در حضور منیزیم کلرید و کلسیم کلرید با افزایش دما کاهش می یابد. با مقایسه نتیجه های محاسبه شده می توان دریافت که مدل پیشنهادی از صحت و دقت خوبی برخوردار است. در این مطالعه بازه تغییر فشار بین 25 تا 250 بار و دما بین 1 تا 300 درجه سلسیوس بوده است.

فرایند تزریق آب و سیلاب زنی در سال های متمادی به عنوان یکی از روش های مهم و کاربردی برای حفظ فشار مخزن و بهبود جریان نفت به سمت چاه های تولیدی شناخته شده است. نتیجه های به دست آمده از مطالعه ها بیانگر آن است که جنس سنگ، ترکیب و درجه شوری آب تزریقی در کارایی فرایند سیلاب زنی تاثیر به سزایی دارند. تزریق آب کم شور به دلیل در دسترسی و ارزان بودن آب و سازگاری آن با محیط زیست نسبت به سایر روش های تزریقی کاربردی تر است. نتیجه های آزمایشگاهی بیانگر این است که بیش ترین بازیافت نفت زمانی به دست می آید که غلظت نمک آب تزریقی کم تر از آب سازند باشد. مکانیسم های بسیاری برای توصیف عملکرد تزریق آب کم شور در ازدیاد برداشت نفت بیان شده است که مهاجرت ذره های رس، تغییر ترشوندگی، تبادل یونی، انبساط لایه دوگانه، تغییر PH، حلالیت کانی و اثر نمک از جمله آ ن ها است. برهم کنش ها و اثر متقابل این مکانیسم ها افزون بر تاثیر مستقل هریک از آن ها، بر پیچیدگی شناخت عملکرد دقیق تزریق آب کم شور افزوده است. اگرچه اعتقاد عمومی بر این استکه تزریق آب کم شور سبب افزایش ضریب بازیافت نفت می شود لیکن به دلیل تناقض در نتیجه های برخی از آزمایش ها ابهام هایی در این زمینه وجود دارد. در این مقاله چکیده ای از مهم ترین مطاله های منتشر شده در زمینه اثر آب کم شور در مقیاس آزمایشگاهی ارایه و مشاهده های میدانی و موردهای مرتبط با شبیه سازی فرایندهای درگیر در تزریق آب کم شور بیان می شود. افزون بر این به چالش های مطالعه های مرتبط با تزریق آب کم شور اشاره خواهد شد.