پژوهش های کاربردی در شیمی
سال:1399 | دوره:14 | شماره:2 |تعداد مقالات:13

در این کار پژوهشی، تولید پیوسته نانوذره های داروی دگزامتازون در یک سامانه میکروسیالی به روش نانورسوب دهی به منظور کنترل اندازه ذره ها، حفظ ساختار فیزیکی آن ها و بالابردن کارایی این داروی آب گریز در محیط های فیزیولوژیکی است. ابتدا، به منظور ساخت تراشه میکروسیال، کانال های میکرونی با طول cm 1، عرض µ m 200 و عمق µ m 50 در قطعه ای از جنس پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) به وسیله نقش نگاری نرم با استفاده از پرتو فرابنفش ایجاد و سپس، قابلیت برقراری جریان آرام سیال در آن بررسی شد. عامل های موثر در تولید بهینه نانوذره های دارو به کمک طراحی آزمایش تعیین شد. مقادیر بهینه برای غلظت محلول دارو، غلظت ماده سطح فعال، سرعت جریان محلول دارو و سرعت جریان ضدحلال به ترتیب برابر 15میلی گرم در میلی لیتر، 1 میلی گرم در میلی لیتر، 5/4 میلی لیتر بر ساعت و 8 میلی لیتر بر ساعت به دست آمد که برپایه این مقادیر اندازه ذره های محاسبه شده از طراحی آزمایش برابر با 20 ± 590 نانومتر و به-دست آمده از تجربی برابر 20 ± 500 نانومتر شد. در ادامه، نتایج آزمون پراکندگی نور پویا (DLS) حاکی از توزیع باریک اندازه نانوذره های دگزامتازون ساخته شده با تراشه میکروسیال است. همچنین، آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و پراش پرتو ایکس (XRD) نشان می دهند که استفاده از سامانه میکروسیال بر بلورینگی نانوذره های دارو تاثیری نمی گذارد و پس از فرایند در ساختار دارو تغییر چندانی ایجاد نمی شود. در نهایت، نمونه نانوذره های دگزامتازون تولیدشده با سامانه میکروسیال مقدار حلالیت دارویی حدود هشت برابر در مقایسه با نمونه پودر تجاری را نشان می دهد.

در این پژوهش، نانوچندسازه قلع (II) اکسید دوپه شده با گرافن (SnO/graphene) به روش آب گرمایی تهیه شد. برای شناسایی ویژگی ساختاری نانوچندسازه و بررسی برهم کنش نانوذرات از پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. سپس، نانوچندسازه SnO/graphene به عنوان لایه حساس و فعال در تهیه حسگر گازی به کارگرفته شد و برای سنجش گاز اتانول مورداستفاده قرار گرفت. به منظور بهینه کردن شرایط و عملکرد حسگر، حساسیت و پاسخ نانوچندسازه در دمای کار بررسی و عامل های مهمی مانند زمان پاسخ، زمان بازیافت و گزینش پذیری تعیین شد. همچنین، در دمای کار، حسگر ساخته شده حساسیتی در حدود 12 برابر را نسبت به غلظت ppm 200 نشان داد و زمان پاسخ آن تا حد قابل توجهی پایین بود. همچنین، حسگر SnO/graphene گزینش پذیری خوبی را نسبت به گاز هدف در مقایسه با سایر گازهای مورد بررسی مانند متانول، فنیل اتیل الکل، استون، ان هگزان و غیره داشته است. با توجه به ویژگی زغال بامبو و ویژگی های سطحی ویژه و ساختار متخلخل، تهیه نانوچندسازه قلع (II) اکسید دوپه شده با زغال بامبو (SnO/bamboo charcoal) نیز تهیه شد و عملکرد این حسگر مورد بررسی قرار گرفت. نانوچندسازه SnO/bamboo charcoal نسبت به غلظت کم اتانول در حد ppm 10حساسیت قابل توجهی را نشان داد که در مقایسه با حسگر SnO/graphene از حساسیت و حد تشخیص بهتری برخوردارست.

یکی از چالش های پایه ای در مهندسی بافت، انتخاب نوع بسپار و طراحی ساختار مناسب برای هیدروژل ها است. در این بررسی، برای ساخت بسترهای هیدروژلی با قابلیت تزریق، حساس به گرما، ویژگی فیزیکی و مکانیکی مشابه با بافت های نرم بدن، هیدروژل ان-ایزوپروپیل آکریل آمید/ اکریلیک اسید/ ان-اکریلوسوکسینامید/2-هیدروکسی اتیل متاکریلات پلی لاکتید (NIPAAm/AAC/NAS/HEMAPLA) با روش بسپارش حلقه باز در نسبت های مولی متفاوت ساخته شد. هیدروژل گروه 1 با نسبت مولی10/5/5/80 به عنوان گروه ایده ال درنظر گرفته شد. برای بهبود ویژگی هیدروژل، متیل سلولز به گروه گفته شده، افزوده شد (گروه4). ویژگی فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و زیستی هیدروژل ها نیز موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، نسبت مولی بسپارها در افزایش آب دوستی، تخلخل، کشسانی مشابه با بافت نرم و بهبود تکثیر سلولی، نقش مهمی را ایفا می کند. حضور متیل سلولز نیز منجر به بهبود ویژگی های یادشده می شود. هیدروژل های گروه های 1 و 4 در مقایسه با گروه-های دیگر، به دلیل آب دوستی بالای 51 % و مدول کشسانی مشابه با بافت قلب (به ترتیب 22/79 % و 1/68 کیلوپاسگال) و سازگاری زیستی بالای 94 %، محیط ایده الی را برای بهبود فعالیت های سلولی ایجاد می کنند. به نظر می رسد هیدروژل های یادشده (گروه های1 و 4) توانایی پیروی از بافت های نرم مانند قلب را دارند و در روند ترمیم و بازسازی مؤثر خواهند بود. از سوی دیگر، این هیدروژل های قابل تزریق و حساس به گرما امکان مخلوط شدن یکنواخت سلول ها و عامل های رشد را فراهم می کنند و می توانند در سلول درمانی بافت های نرم نیز کاربردی باشند.

فرایند کلاوس به دلیل کاهش روزافزون ذخایر هیدروکربنی شیرین و افزایش استخراج نفت و گاز از مخازن ترش، مبنای فرایند صدها واحد بازیافت گوگرد در سطح جهان است. انتخاب مناسب و پیش بینی عملکرد کاتالیست آلومینای کلاوس با توجه به تنوع در سازندگان و مصرف بالای این نوع کاتالیست، یک مسئله مهم برای پالایشگاه ها در بازدهی فرایندکلاوس است. در این مقاله، کاتالیست ها تهیه و ویژگی فیزیکی، شیمیایی و ریزساختاری آن با استفاده از روش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب نیتروژن و جیوه، مقاومت مکانیکی و غیره مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، حضور فازهای آلومینای فعال و ناخالصی سدیم تا ppm 2500، عدم حضور فاز بوهمیت و ناخالصی های دیگر مانند سیلیکا و آهن اکسید، توزیع مناسب از حجم حفره ها ریز و درشت برای افزایش مکان های سطح فعال و دسترسی آزاد به منطقه واکنش از ویژگی های مهم بشمار می آید که منجر به عمر طولانی تر کاتالیست می شود. همچنین، مقاومت سایشی و مکانیکی بالا با حفظ توزیع مناسب حجم حفره ها و چگالی پایین مشخصه های مهم در انتخاب کاتالیست هستند. کاتالیست های با ساختارنانو ویژگی مناسب تری دارند.

در مطالعه حاضر، یک روش پردازش تصویر با یک رنگ سنج دست ساز برای اندازه گیری مقادیر اندک نیتریت در نمونه های آبی متفاوت ارائه شده است. روش پیشنهادی مبتنی بر یک تلفن همراه هوشمند برای به دست آوردن مقادیر فضای رنگی RGB مربوط به تصاویر دیجیتالی است. برای تبدیل نیتریت به یک فراورده رنگی از 4-نیتروآنیلین و -α نفتول استفاده شد. سپس، استخراج فاز جامد مغناطیسی برای استخراج رنگ آزو به دست آمده، مورداستفاده قرار گرفت. در استخراج فاز جامد مغناطیسی، گرافن مغناطیسی به عنوان جاذب و استون به عنوان حلال شوینده به کار برده شد. پس از تهیه تصاویر دیجیتالی فاز استخراجی با یک گوشی تلفن همراه و آزمون آن ها با استفاده از نرم افزار Color Grab، مقادیر R در به دست آوردن نشانک تجزیه ای مرتبط با غلظت نیتریت مورد استفاده قرار گرفت. عامل های تجربی موثر بر واکنش و بازده استخراج نیز بررسی شد. تحت شرایط بهینه، حد تشخیص و حد کمی روش به ترتیب 2/1 و 4 میکروگرم بر لیتر به دست آمدند. نمودار معیارگیری در گستره 10 تا 300 میکروگرم بر لیتر با ضریب همبستگی 0/993 خطی شد. انحراف استاندارد نسبی برای غلظت های 100 و 30 میکروگرم بر لیتر به ترتیب 2/2 و 3/9 به دست آمد. روش پیشنهادی با موفقیت برای اندازه گیری نیتریت موجود در نمونه های آبی متفاوت به کار برده شد.

مقاومت باکتری ها به پادزیست یکی از بزرگترین چالش هایی است که سلامت انسان را تهدید می کند. برای معرفی ترکیب های جدید آلی با اثر ضدباکتری، دو مشتق از خانواده ایندنوبنزوفوران از واکنش تراکمی نین هیدرین با پیروگالل با نسبت های متفاوت در محیط مایع یونی به عنوان حلال سبز تهیه و اثر آن ها در برابر باکتری های استافیلوکوکوس اورئوس، اشرشیاکلی و سودوموناس آئروژینوزا جداشده از بیماران بستری در بیمارستان طالقانی بررسی شد. برای تعیین کمترین غلظت بازدارندگی رشد باکتری (MIC) از روش رقت سازی محیط مایع در حجم کم، استفاده و کلرامفنیکل به عنوان پادزیست استاندارد درنظرگرفته شد. مقایسه نتایج دو نمونه سنتتیک نشان داد که فراورده افزایشی 1: 1 پیروگالل-نین هیدرین در مقابل باکتری های یادشده (MIC: 100 µ g/ml) در مقایسه با فراورده افزایشی 2: 1 پیروگالل-نین هیدرین (MIC: 200 µ g/ml (اثر ضدباکتریایی بهتری دارد. مطالعه اثر هم افزایی 200 میکروگرم بر میلی لیتر از فراورده افزایشی 2: 1 پیروگالل-نین هیدرین و یا 100 میکروگرم بر میلی لیتر فراورده افزایشی 1: 1 پیروگالل-نین هیدرین به همراه سری رقتی از کلرامفنیکل، نشان داد که غلظت مهارکننده رشد کلرامفنیکل تا 50 میکروگرم بر میلی لیتر کاهش یافت.

پروپیونیک اسید به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی و صنایع وابسته استفاده می شود و می تواند با روش زیستی در یک مسیر پاک و سازگار با محیط زیست تولید شود. بازیابی اسید از تعلیقه رقیق تخمیری یک چالش اقتصادی است. استخراج واکنشی یک روش امیدبخش برای بازیابی اسید است. در بررسی حاضر، نقش تری اکتیل آمین (TOA) در استخراج واکنشی پروپیونیک اسید از محلول رقیق آبی بررسی شد. برای بررسی متغیرهای مؤثر بر فرایند استخراج به منظور بهینه سازی، از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. شرایط بهینه برای عامل های غلظت TOA، غلظت پروپیونیک اسید، نوع نمک و دما به ترتیب 30 درصد حجمی به حجمی، 0/25 مولار، KH2PO4 و C° 40 به دست آمد. نتایج نشان داد که TOA و نوع نمک در افزایش بازده استخراج پروپیونیک اسید نقش اصلی را ایفا می کنند. افزون بر این، عامل های ترمودینامیکی به عنوان تابعی از دما برای این سامانه محاسبه شدند. نتایج نشان داد که استخراج پروپیونیک اسید با تغییرات آنتروپی کنترل می شود.

در این پژوهش، نانوذره های نقره (Ag NPs) با استفاده از عصاره برگ بیدمشک (Salix aegyptiaca) به عنوان عامل کاهنده و پایدارکننده، بر سطح نمونه معدنی کلسیت (CaCO3) قرار گرفتند. تبدیل یون های +Ag به Ag NPs در یک مدت کوتاه در دمای اتاق انجام شد. بستر کلسیت و نانوچندسازه نقره آن (Ag NPs/Calcite) با استفاده از روش های طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، فرابنفش-مریی (UV-Vis)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) کوپل شده با طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شناسایی شدند. پیک های پهن بین450 تا 500 نانومتر در طیف های فرابنفش-مریی نانوذره های نقره و نانوچندسازه Ag NPs/Calcite به پلاسمای سطحی نانوذره های نقره نسبت داده می شود. با توجه به تصویر TEM، میانگین اندازه نانوذره های نقره بر سطح کلسیت حدود 11 نانومتر بود. در حضور نانوچندسازه Ag NPs/Calcite، واکنش کاهش کاتالیستی رنگ های متیل اورانژ (MO)، متیلن بلو (MB) و رودامین B(RhB) در زمان کوتاهی انجام شد و کاتالیست مورد نظر بدون از دست دادن قابل توجه فعالیتش، سه بار بازیابی شد.

در این پژوهش، نانوترکیب C32H16ClFeN8 با استفاده از پیش ماده های آهن (III) کلرید، اوره و فتالیک انیدرید به منظور گوگردزدایی از سوخت جت JP4 تهیه شد. همچنین، از پودر نیکل در فرایندی جداگانه استفاده شد و گوگردزدایی آن با آلیاژ نیکل رانی و نانوترکیب تهیه شده مقایسه شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای ریخت شناسی ذره ها، آزمون BET برای تعیین سطح و تخلخل ذره ها، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) برای شناسایی ترکیب های آلی و گروه های عاملی آن ها، پراش پرتو ایکس (XRD) برای بررسی فازهای بلوری نمونه ها و طیف سنجی جذب اتمی (AAS) برای تجزیه عنصری نمونه ها به کارگرفته شد. بررسی گوگرد زدایی سوخت جت در حضور نانوترکیب C32H16ClFeN8 در شرایط دمایی 25 تا C° 35 و فشار اتمسفری در دستگاه حمام فراصوت با بسامد های اعمالی 100 تا Hz 400 انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نانو ترکیب تهیه شده با توجه ایمن تربودن آن در گوگرد زدایی، قابل رقابت با پودر نیکل است.

در این پژوهش، یک نانوچندسازه مزوحفره مغناطیسی شده پوسته-هسته پوشیده شده با تیتانیم اکسید Fe3O4@MCM@TiO2 به عنوان جاذب تهیه و با یک ماده سطح فعال آنیونی برای حذف یک رنگدانه کاتیونی (متیلن بلو) از نمونه های آب چاه و آب فاضلاب اصلاح شد. آهن اکسید بر مزوحفره MCM-41 قرار گرفت و با تیتانیم اکسید به عنوان یک پوسته پوشیده شد. سدیم دودسیل سولفات به عنوان ماده سطح فعال آنیونی (SDS) از راه فرایند نیم ریشال/ برجذب ریشال جاذب را اصلاح و از تجمع و کلوخه شدن جاذب جلوگیری کرد. ویژگی های جاذب با روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و جذب و واجذب نیتروژن و نیز به کارگیری میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) بررسی شدند. حذف متیلن بلو در نمونه های آب محیطی در حضور جاذب تهیه شده و تاثیر عامل های متفاوت برای حذف مورد مطالعه قرار گرفت. داده های جذبی با مدل لانگمویر همخوانی داشت و زمان تعادل کوتاهی را با حداکثر ظرفیت جذب 227/27 میلی گرم بر گرم نشان داد. حذف متیلن بلو در حضور جاذب تهیه شده با بازیابی مناسب در گستره 89 % و 94/2 % صورت گرفت.

در این کار پژوهش، مایع یونی ایمیدازولی 1-بوتیل3-متیل ایمیدازولیم متیل سولفات [BMIM][MeSO4] تهیه و با روش های طیف سنجی رزونانسی مغناطیس هسته (NMR)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و تجزیه عنصری شناسایی شد. برای نخستین بار، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی این مایع یونی از جمله چگالی، گرانروی، کشش سطحی، ضریب شکست، pH و سرعت صوت در گستره دمایی 10 تا C° 90، همچنین، پنجره الکتروشیمیایی آن در دمای محیط، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این مایع یونی پنجره الکتروشیمیایی وسیع (6 ولت) دارد و عامل های فیزیکی و شیمیایی بررسی شده برای این مایع یونی به جز pH به طور کامل وابسته به دما هستند و با افزایش دما روند کاهشی به خود می گیرند. pH مایع یونی در گستره دمایی مورد مطالعه به طور تقریبی ثابت بود. نتایج این کار پژوهشی می تواند به عنوان پایگاه داده در گستره دمایی گفته شده برای این مایع یونی مورد استناد قرار گیرد.

دراین پژوهش، نانوچندسازه گرافن اکسید-مس-1و3و5-بنزن تری کربوکسیلات (GO-Cu-BTC) به روش سبز، درجا، شرایط بدون حلال و با روش مکانوشیمیایی بدون نیاز به خالص سازی ساخته شد. با به کارگیری پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) ساختار نانوچندسازه را تایید شد. در راستای بررسی کاربرد نانوچندسازه که در شرایط سبز تهیه شد، حذف فلز سنگین کادمیم مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، بررسی سینتیکی و هم دما برای حذف فلز انجام و غلظت یون های کادمیم با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب کادمیم با جاذب نانوچندسازه به عامل هایی مانند pH و زمان تماس واکنش وابسته است. نتایج نشان داد که داده های هم دما از مدل لانگمویر پیروی می کنند. در این بررسی، مشخص شد که نانوچندسازه GO-Cu-BTC توانایی بالایی برای حذف کادمیم دارد و می تواند به عنوان یک جاذب موثر به کارگرفته شود. برپایه شرایط بهینه، 6 میلی گرم از نانوچندسازه، 94 % کادمیم محلول در آب را در pH برابر با 8 حذف می کند.

در این پژوهش، روان سازی نفت خام در دمای پایین بر نمونه های نفت خام ایران با دو مایع یونی [NTF2][C12mim] و [NTF2][C14mim] که بر پایه ایمیدازول هستند، بررسی شد. هر دو ترکیب مورد بررسی از حلالیت بسیار خوبی در انواع نفت های خام برخوردار هستند. بررسی ها نشان داد که [NTF2][C14mim] توانایی بالایی در کاهش نقطه ریزش به مقدار C° 12 در غلظت ppm 2000 را دارد. همچنین، تشکیل بلور های واکس در نفت خام با و بدون افزودنی با روش های گرماسنجی پویشی تفاضلی و میکروسکوپی نوری قطبیده، بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده، مشخص شد که هر دو مایع یونی با تغییر در فرایند تشکیل بلورهای واکس، رسوب شدن آن ها را به تعویق می اندازند. همچنین، سیالیت نفت خام در حضور [NTF2][C14mim] بهبود یافت و گران روی در دمای 23/5 و C° 15 به ترتیب 73 و 87 % کاهش پیدا کرد.