مهندسی شیمی ایران
سال:1400 | دوره:20 | شماره:115 |تعداد مقالات:7

داربست های نانولیفی برای رهش کنترل شده دارو، سلول و ژن و نیز در درمان موثر بیماری های مختلف به کار رفته است. بسپارهای طبیعی و همنهشتی و مخلوطی از آن ها و نیز زیست سرامیک ها از اجزای سازنده داربست های نانویی هستند. از برتری های مهندسی بافت، کشت سه بعدی است که می تواند در اندام ها و بافت های اصلی یافت شود؛ بنا بر این در کشت دوبعدی، سلول ها و دیگر مواد نمی توانند جهت گیری مناسب و سه بعدی لازم را به دست آورند. به همین دلیل از روش های نوین ساخت داربست های نانو لیفی بهره گرفته می شود. از تکنیک های مختلفی نظیر روش الکتروریسی، روش کششی، روش همنهشت الگویی، روش مش لیفی، روش خود تجمعی، روش اتصال رشته ای و فناوری ساخت فرم آزاد جامد (SFF)1 برای ساخت داربست های نانویی استفاده شده است. در این مقاله، علاوه بر مروری بر ویژگی ها و مواد سازنده داربست ها، روش های ساخت آن ها بررسی می شود. از ویژگی های بی همتای ساختارهای بر پایه نانوالیاف می توان به بازده بارگذاری بالا، عملکرد مکانیکی عالی، بسته بندی در محدوده های مختلف داروها، آزادسازی کنترل شده و پایداری مناسب در تحویل DNA2 پلاسمایی، پروتیین های بزرگ دارویی، مواد ژنتیکی و سلول های بنیادی به مکان هدف اشاره کرد.

در کشور ایران سالانه صدها هزار تن گاز ترش حاصل از فرایندهای شیرین سازی از راه سامانه فلر، سوزانده می شود. رایج ترین روش برای شیرین سازی گازهای ترش، روش جذب H2S به وسیله آمین و سپس استفاده از فرایند کلاوس برای تبدیل H2S به سولفور است که در این صورت سالانه حجم زیادی سولفور تولید می شود. در این مقاله مطالعات امکان سنجی شیرین سازی گازهای ترش ارسالی به فلر به روش تبدیل کاتالیستی H2S به متیل مرکاپتان، نشان می دهد که استفاده از این روش، سودآوری بسیار زیادی نسبت به فرایندهای تبدیل H2S به سولفور دارد. در این مطالعه، یکی از شرکت های پتروشیمی کشور که سالانه بیش از 80 هزار تن گاز ترش می سوزاند محل بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهد که با تبدیل کاتالیستی H2S به متیل مرکاپتان در این مجتمع پتروشیمیایی، ضمن تولید یکی از مواد راهبردی و مورد نیاز کشور، سود ناخالص طرح، بیش از 5000 میلیارد ریال در سال است که بیش از چهار برابر سود ناخالص فرایند تبدیل H2S به گوگرد است و کل هزینه های صرف شده در مدت زمانی کمتر از دو سال باز خواهد گشت.

در این مطالعه، نانوحامل های مزومتخلخل سیلیکای زیست سازگار همراه با توزیع منظم و یکنواخت حفره ها از منابع طبیعی هم چون سبوس برنج و گندم تحت فرایند سل-ژل برای دارورسانی پایدار به سلول های سرطان سینه همنهشت شدند. خواص فیزیکی و شیمیایی نانوحامل ها با تجزیه های XRD، FT-IR، SEM و BET بررسی شد. نانوحامل های حاصل از سبوس برنج و گندم به ترتیب دارای مساحت سطح ویژه 741 و m2/g 630 همراه با توزیع منظم و یکنواخت حفره ها با اندازه 6/2 و nm 6/3 بودند. داروی دوکسوروبیسین به عنوان داروی مدل در نانوحامل ها بارگیری و رهش دارو در دو pH 4/7 و 4/5 بررسی شد. نتایج حاکی از دو برابر شدن نرخ رهش دارو در شرایط اسیدی شبیه ساز محیط توموری بود. با بررسی سمیت سلولی نانوحامل ها روی رده های سلولی HFF-2 و MCF-7، مشخص شد که نانوحامل ها دارای زیست سازگاری بالا هستند و موجب جلوگیری از رشد و هم چنین مرگ سلول های سرطانی شده اند.

در مقاله حاضر، نانوذرات اکسید روی (ZnO) و اکسید روی دوپه شده با منگنز (Mn-ZnO) به روش سل-ژل سنتز شدند. برای شناسایی نانوذرات سنتز شده از روش های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) استفاده شد. نتایج حاصل از تجزیه XRDنشان داد که منگنز در ساختار اکسید روی دوپه شده است. تصاویر حاصل از SEM، سنتز فتوکاتالیست های ZnO و Mn-ZnO را در ابعاد نانومتری تایید کرد. فعالیت فتوکاتالیستی نانوذرات سنتز شده ZnO و Mn-ZnO برای حذف رنگزای آبی مستقیم 71 زیر تابش نور فرابنفش بررسی شد. میزان تخریب رنگزای آبی مستقیم 71 به کمک فتوکاتالیست های ZnO و Mn-ZnO با میزان بارگذاری g/L 1/5 بعد از 90 دقیقه تابش نور به ترتیب برابر با 82 و 97 درصد به دست آمد. سازوکاری برای عملکرد نانو ذرات Mn-ZnO و نقش منگنز در افزایش فعالیت فتوکاتالیستی اکسید روی ارایه شد. بررسی ها نشان دادند که جنبش شناسی تخریب فتوکاتالیستی رنگزای آبی مستقیم 71 از واکنش شبه درجه یک پیروی می کند. نانوفتوکاتالیست Mn-ZnO پایداری مناسبی برای بازیابی و استفاده مجدد از خود نشان دادند.

هدف از مقاله حاضر، همنهشت و مشخصه یابی نانوساختار چارچوب فلز آلیUiO-66 است؛ این همنهشت با استفاده از زیرکونیوم تتراکلراید، ترفتالیک اسید، ان و ان-دی متیل فرمامید و کلروفرم انجام شد. UiO-66 همنهشت شده با تجزیه های XRD، FT-IR، FESEM وBET مشخصه یابی شد. در منحنی XRD، پیک های مشخصه در زوایایθ 2 برابر 4/7، 5/8 و 8/25 درجه مشاهده شد که همنهشت موفق نانوذرات بلورین UiO-66 را تایید می کند. تجزیه FT-IR، تشکیل گروه های عاملی مشخصه OH در cm-1 3428 کشش نامتقارن O-C-O در cm-1 1566، کشش متقارن O-C-O در cm-1 1399 و ارتعاش کششی پیوندZr-O چارچوب در cm-1 1082 را در ساختار UiO-66 نشان داد. نتایج تجزیهFESEM، تشکیل بلور های منفرد مکعبی UiO-66 با ریخت شناسی هشت ضلعی را نشان داد و نانوذرات در محدوده 30 تا 60 نانومتر مشاهده شد. منحنی جذب-واجذب نیتروژن UiO-66 از نوع I بود و مساحت سطح ویژه BET، حجم حفره کل و میانگین قطر حفره ها به ترتیب برابر با m2/g 1130/9، cm3/g 1129/1 و nm 0425/4 حساب شد که مساحت سطح بزرگ و حجم حفره زیاد UiO-66 را تایید می کند.

برای شبیه سازی پدیده سه فازی تشکیل یخ روی یک جسم جامد که در معرض جریان هوای مرطوب قرار دارد، از روش هیدرودینامیک ذرات هموار با فرض قابلیت تراکم ضعیف1 با در نظر گرفتن معادلات در مختصات سه بعدی استفاده شد. فرض شد که هوا حامل قطرات آب فوق سرد است که در صورت برخورد به سطح جامد بخشی از این قطرات تغییر فاز داده، به یخ تبدیل می شوند. برای توصیف این پدیده معادلات هیدرودینامیک سیال به همراه معادلات موازنه انرژی در نظرگرفته و حل شد. از آنجا که بازده جمع آوری2 سطح به دست آمده از این روش برای جریان روی کره با آنچه که در منابع به دست آمده است، مطابقت خوبی داشت اعتبار روش تایید شد. سپس از این روش برای پیش بینی فرایند تشکیل یخ در شرایط مختلف استفاده شد. از جمله اثر عدد بی بعد استوکس بر بازده محلی جمع آوری و اثر شار حرارتی سطح بر بازده محلی و متوسط تشکیل یخ بررسی شد. مشاهده شد که بازده جمع آوری در مرکز جسم بیشتر بوده و با افزایش عدد استوکس بیشتر می شود. متعاقبا بازده متوسط تشکیل یخ با افزایش شار کاهش می یابد، هم چنین بازده کلی تشکیل یخ در مرکز جسم بیشتر و در کناره ها کمتر است.