جستجو در:
جستجو در مقالات منتشر شده
۹۹ نتیجه برای نانوکامپوزیت
دوره ۱، شماره ۱ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
در این پژوهش، پوششهاینانوکامپوزیتی برپایه اپوکسیحاوی نانو صفحات اصلاح نشده اکسیدگرافن و اکسیدگرافن اصلاح شده با نشاسته تهیه و به کمک طیفسنجی مادون قرمز شناسایی شده و رفتار شبکهای شدن آنهابا استفاده از دادههای آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی غیر همدما مطالعه شده است. این نانوکامپوزیتها، به دلیل دارا بودننانوذرات صفحهای و منشأ آلی، میتوانند به عنوان پوششسطح فلزات در صنایع مختلف استفاده شوند.دلیل استفاده از نشاسته، طبیعی بودن آن و نیز فراوانی گروههای هیدروکسیل در ساختار آن است که میتوانند با حلقه اپوکسی وارد واکنش پخت یا شبکهای شدن شوند. سامانههای اپوکسی خالص دارای عامل پخت آمینی و نیز سامانههای کامپوزیتی حاوی رزین اپوکسی، عامل پخت آمینی و نانوصفحات اکسیدگرافن اصلاح نشده یااصلاح شده با نشاسته در نرخهای حرارتی مختلف پخت شدهاند تا رفتار حرارتی آنها بهدست آید. تغییر نرخ گرمایش در آزمون مذکور سبب تغییر دمای آغاز و دمای اوج منحنیهای گرمازا شده و گرمای واکنش نیز به تبع آن تغییر میکند. مشاهده شد که حضور نانوصفحات اکسیدگرافن، واکنشهای شبکهای شدن را به تأخیر میاندازد. حال آنکه اصلاح سطحی آنها با پلیمر طبیعی نشاسته از طریق نقش کاتالیزوری، این میزان تاخیر را جبران نموده و چگالی شبکهای شدن سامانه بالا میرود.
دوره ۱، شماره ۱ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
واشرهای حلقهای مقاوم به روغنهای هیدرولیک بر پایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین(NBR) تقویت شده با نانورس(Nanoclay) مطابق با استاندارد هوایی Aerospace Material Specification (AMS) ۷۲۷۲ تولید شدند. تولید نانوکامپوزیت ها شامل مراحل آمیزهسازی و تهیه نانوکامپوزیت با خواص بهینه از نظر حداقل مقدار دوده مورد مصرف، حداقل مقدار نانورس، بالاترین خواص مکانیکی مطابق با استاندارد مذکور، سپس طراحی و ساخت قالب و در نهایت تولید صنعتی آن است. در مرحله آمیزهسازی، نانوکامپوزیت برپایه لاستیک و نانورس از نظر خواص مکانیکی و ریختشناسی با استفاده از عامل سازگارکننده رزورسینول و هگزامتیلن تترامین و استفاده از روش پیمانه اصلی(Master batch) برای اختلاط، بهینه شد. به منظور بررسی تأثیر عامل سازگارکننده و شرایط اختلاط از روش های شناسایی تحلیل اشعه ایکس، منحنیهای پخت و آزمونهای خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج تحلیل اشعه ایکس نشان دادند که عامل سازگارکننده با استفاده از برهمکنش با زمینه لاستیکی و ذرات نانورس موجب تسهیل نفوذ زنجیرهای لاستیک در میان صفحات سیلیکاتی شده و پراکنش آنها را در فاز زمینه بهتر میکند. نتایج پخت نانوکامپوزیت نشان داد که افزودن نانورس به لاستیک اکریلونیتریل بوتادین موجب کاهش زمان برشتگی و افزایش سرعت پخت میشود. همچنین نتایج نشان داد که عامل سازگارکننده به دلیل بهبود پراکنش نانورس در زمینه لاستیکی موجب کاهش بیشتر در زمان برشتگی و افزایش سرعت پخت لاستیک میشود. در نتیجه نانوکامپوزیتهای حاوی سازگارکننده نسبت به نانوکامپوزیت های مشابه معمولی، استحکام مکانیکی بالاتر، به ویژه در ازدیاد طولهای بالا نشان میدهند.
دوره ۳، شماره ۲ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
یکی از روشهای مرسوم ازدیاد برداشت در مخازن نفتی جهان، روش سیلاب زنی با آب است. اشباع بالای نفت باقی مانده در انتهای فرایند تزریق آب، ناشی از راندمان کم جاروبی و رخ دادن سریع پدیده ی مخروطی شدن می باشد. این مشکل با افزودن پلیمر به آب تزریقی و کنترل تحرک پذیری جبهه تزریقی رفع خواهد شد. در این مطالعه سعی شده است از طریق سنتز نانوکامپوزیت ﭘﻠﻲ ﺍﻛﺮﻳﻞ ﺁﻣﻴﺪ، تغیرات تحرک پذیری سیال تزریقی، کشش بین سطحی و ترشوندگی سنگ مخزن آهکی مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، عملکرد پلی آکریل آمید تزریقی در شرایط شوری بالای آب سازند، از طریق افزودن نانو ذره سلیس، کنترل گردید. نتایج تست زتا نشان می دهد که افزودن نانو ذره سیلیس موجب پایداری عملکرد پلی آکریل آمید در شرایط شوری بالا می شود. همچنین نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با غلظت ۱ درصد نانو دارای کمترین میزان کشش بین سطحی (mN/m ۱۸,۳۴) و بیشترین تمایل به شرایط آبدوستی را دارد. علاوه بر این، نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با درصد نانو سیلیکای ۱، بهترین عملکرد را برروی ویسکوزیته آب مخزن دارد که می تواند موجب بهبود نسبت تحرک پذیری گردد (۱,۰۷=M) و تولید نفت را افزایش دهد.
دوره ۳، شماره ۳ - ( ۱۰-۱۳۹۸ )
چکیده
موضوع تحقیق: وجود ضعف در استحکام مکانیکی و عدم پایداری حرارتی هیدروژلها، سبب ایجاد محدودیت در کاربرد گستردهی آنها در صنایع مختلف شده است. نیاز روز افزون صنعت برای رفع این مسئله و دستیابی به هیدروژلهایی با خواص بهبود یافته، منجر به طراحی و تولید هیدروژلهای نانوکامپوزیتی شده است.
روش تحقیق: شبکهی پلیمری هیدروژلهای نانوکامپوزیتی در مقایسه با هیدروژلهای مرسوم، دارای خواص ارتجاعی و رئولوژیکی بهبود یافته است. از دیگر نکاتی که بر اهمیت مطالعات ساختاری هیدروژلهای نانوکامپوزیتی میافزاید، استحکام بالای این مواد در مقابل اعمال نیروی خارجی و همچنین حفظ ساختار آن در برابر افزایش دما است. در ایــن راســتا نوع و مقادیر نانوماده، روش ساخت و شکلگیری شبکهی هیدروژل، نقش قابل توجهی در بهبــود خــواص فیزیکــی، شــیمیایی و زیســتی هیدروژلها دارد و البته پارامترهای ذکر شده وابسته به کاربرد هیدروژلهای نانوکامپوزیت، متفاوت خواهد بود. که همین امر لزوم تولید هیدروژلهای نانوکامپوزیت خیاط دوز(tailor-made) را نشان میدهد. بنابراین آشنایی با گسترهی نانومواد، روش ساخت و شناسایی محصول در کنار اطلاعات کافی در مورد کاربرد این مواد نقش مهمی در تضمین موفقیت این مواد خواهد داشت که این امر مستلزم پژوهش و مطالعات کتابخانهای جامع و اشراف به فرایندهای پلیمریزاسیون، علوم ریختشناسی و رئولوژی خواهد بود.
نتایج اصلی: در این مقاله مروری، به پیشرفتهای علمی در زمینهی هیدروژلهای نانوکامپوزیتی با تمرکز بر انواع آن مبنی بر نوع نانوذرات، ویژگیهای آن، روشهای ساخت، روشهای شناسایی با دیدگاهی نوین در زمینههای رئولوژی، آنالیز حرارتی و ریختشناسی پرداخته شده است و در نهایت قابلیت کاربرد این مواد در قالب یک جدول جامع در زمینههای متفاوتی چون مهندسی بافت، ازدیاد برداشت نفت، کشاورزی و... گردآوری شده است.
محسن کاظمی، بهاره شعبانپور، پرستو پورعاشوری،
دوره ۴، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۴ )
دوره ۴، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۴ )
چکیده
به‌منظور بهبود خواص فیلم‌های تولیدی بر پایه پروتئین میوفیبریل ماهی فیتوفاگ (Hypophthalmichthys molitrix)، از ۳ سطح نانوفیبرسلولز (۱، ۳ و ۵%) استفاده شد. تیمار بهینه با ارزیابی خصوصیات مکانیکی، فیزیکی، نوری و همچنین آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تعیین شد. افزودن نانوذرات سلولز تغییری در استحکام کششی ایجاد نکرد اما سبب کاهش کشسانی فیلم‌های تولیدی شد (۰۵/۰>p). خاصیت ممانعت فیلم‌ها در برابر بخار آب و دیگر خواص فیزیکی، با افزودن نانوفیبرهای سلولز در سطح ۱% بهبود یافت اما در غلظتهای بالاتر تضعیف شد (۰۵/۰>p). نتایج حاصل از SEM نیز نشان داد که نانوذرات در غلظت پایین پراکنش همگن‌تری دارند و فیلم‌های بهدست آمده دارای سطح مقطع صاف‌تر و مناسب‌تر نسبت به سطوح بالاتر نانوذرات بودند. به‌طور کلی می‌توان گفت در تولید فیلم‌های پروتئین میوفیبریل-نانوفیبر سلولز، استفاده از سطوح پایین نانوذرات در بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی فیلم‌ها موثر میباشد.
دوره ۴، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۹ )
چکیده
متفورمین اثر انسولین را تقویت کرده و حساسیت سلولها به انسولین را افزایش می دهد. در این تحقیق نانو ذرات اکسید روی به روش سل-ژل تهیه شده و از طراحی آزمایش با استفاده از از روش سطح پاسخ کامپوزیت مرکزی برای بهینه سازی نانوذرات بر اساس متغیرهای (وزن استات روی (گرم) (X۱) ، حجم تری اتانول آمین (میلی لیتر) (X۲) استفاده شده است. . اندازه نانوذرات بهینه سازی شده ۲۷/۲۱ ± ۲۸ nm ، پتانسیل زتا ۶۴/۱ ± ۵۴/۲۵ mV و PdI مقدار ۰۵/۰ ± ۱۶۸/۰ توسط پراکندگی نور پویا (DLS) گزارش شده است. در مرحله بعد از پلیمر کیتوزان برای بهبود سازگاری محیطی و خصوصیات مکانیکی نانوذرات ، افزایش کنترل رهاسازی دارو استفاده شد و در نهایت متفورمین روی نانوکامپوزیت بارگذاری شد. خواص ساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) پراش پرتوی ایکس (XRD) ، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) ، پراکندگی نور پویا (DLS) مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر SEM نشان می دهد که متوسط اندازه نانوکامپوزیت ۴۰ نانومتر است. همچنین نتایج الگوهای XRD و تصاویر SEM با یکدیگر سازگار است و متوسط اندازه ذرات یکسان است. اسپکتروفتومتری مادون قرمز وجود کیتوزان مورد استفاده برای پوشش نانوذرات بر روی سطوح آنها را نشان داد و بارگذاری متفورمین را تأیید کرد. رهایش برون تنی متفورمین از نانوکامپوزیت در یک ساعت اول در محیط شبیه سازی شده معده و سپس محیط روده با بافرفسفات (pH = ۷,۴) انجام شد و میزان جذب با استفاده از اسپکتروفتومتر در ۲۳۳ نانومتر اندازه گیری شد. متفورمین ، محلولیت بالایی در آب دارد و از آن جایی که تهیه فرم آهسته رهش داروها با حلالیت بالا، مشکل می باشد؛ هدف از این مطالعه طراحی فرمولاسیون آهسته رهش متفورمین با پروفایل مناسب بوده که توانسته آزادسازی را بدون رهایش انفجاری تا ۱۲۰ ساعت کنترل کند.
دوره ۵، شماره ۱ - ( ۴-۱۴۰۰ )
چکیده
نانو مواد از جمله موادی هستند که به علت اندازه ای که دارند به راحتی می توانند به حفرات ریز نفوذ کرده و تاثیرخود را بگذارند. شناخت دقیق مکانیزم های رفتاری این نانو سیالات در تغییر ترشوندگی امری ضروری است. چرا که اگر شناخت مناسبی بر این مکانیزم ها وجود نداشته باشد ممکن است با رفتار عکس باعث ضرر و آسیب به مخزن شوند. در این مطالعه در ادامه مطالعه ی پیشین نویسندگان بررسی رفتاری و مکانیزمی به صورت دقیق تر و مستند تر بررسی گردیده و تست های جذب طیفی، سیلابزنی شیمیایی و نمودار های تراوایی نسبی تایید کنندگان نتیجه ی ازدیاد برداشتی این نانوکامپوزیت می باشند. درسنگ های کربناته جذب نانوماده در حالت لایه مضاعف الکتریکی به عنوان مکانیزم غالب و در سنگ های ماسه ای فشار جدایشی مکانیزم غالب تغییر ترشوندگی به دست آمد. به جهت تایید مطالب تست جذب طیفی در حضور متقابل نانوسیال غلظت ppm ۲۰۰ در دو سیستم کربناته و ماسه سنگی انجام گردید که میزان جاذبه و دافعه ی الکترواستاتیکی در کربناته ها و ماسه سنگ ها اثبات گردد. نتایج تست جذب بیانگر وجود دو فرایند جذب و ته نشینی برای سیستم کربناته و فرایند ته نشینی برای سیستم ماسه سنگی بود. تست دینامیک سیلابزنی شیمیایی به جهت تایید اثر گذاری این ماده در افزایش تولید انجام گردید. سیلابزنی نانوسیالی به عنوان ازدیاد برداشت تولید نفت ۵۶,۵ و ۵۹.۵۵ درصدی را به ترتیب برای سیستم نانوسیال ۲۰۰ ppm-سنگ کربناته و نانوسیال ۱۵۰۰ ppm-سنگ ماسه ای نشان دادند که به ترتیب ۸,۵ و ۶.۳۵ درصد نسبت به تزریق آب شور ازدیاد برداشت نتیجه حاصل گردیده است. نمودار های تراوایی نسبی با افزایش ۱۰ درصدی اشباع آب نقطه تقاطعی در سیستم کربناته و با افزایش ۱۲ درصدی اشباع آب نقطه تقاطعی در سیستم ماسه سنگی و اثر گذاری رفتاری ماده را در غلظت های مورد بررسی نشان دادند.
دوره ۵، شماره ۲ - ( ۶-۱۴۰۰ )
چکیده
افزایش عفونت های باکتریایی به مشکلی جدی در جوامع بشری تبدیل شده است. براین اساس توسعه مواد نانوکامپوزیتی برپایه مواد زیست سازگار و بی خطر برای محیط زیست که علاوه بر قابلیت ضد میکروبی و زیست سازگاری یا عدم سمیت سلولی، خواص ساختاری منحصر بفردی نیز داشته باشد از اهمیت بالایی برخورداراست. در این پژوهش، سلولز باکتریایی (BC)/ پلی پیرول (PPy) و نانوذرات روی (ZnO) که همزمان دارای خواص ضدمیکروبی و قابلیت تکثیر سلولی باشند، بهعنوان نسل جدیدی از ایروژل نانوکامپوزیتی که به روش خشک کردن انجمادی تولید شدند، معرفی شد. بر این اساس ابتدا ZnO با درصدهای وزنی مختلف ۱ %، ۳ % و ۵ % به BC اضافه شد و سپس PPy در مقدار mmol ۲ به روش پلیمریزاسیون درجا در ساختار مذکور تعبیه شد. تصاویر FESEM اثبات کرد که ساختار نانولیفی و متخلخل BC، در حضور PPy و ZnO نیز حفظ شده است. هرچند بعد از افزودن PPy و ZnO ساختار متراکم شده و ریزساختار خوشه انگوری تشکیل دادند. با افزودن mmol ۲ به BC و سنتز PPy، استحکام کششی و مدول یانگ BC به طور قابل توجهی کاهش یافته و به ترتیب به مقادیر MPa ۷۱ و GPa ۵/۲ رسید. از سوی مقابل، با افزودن نانوذرات ZnO خواص مکانیکی افزایش قابل توجهی یافته (افزایش مدول یانگ و استحکام کششی در مقایسه با نمونه های BC/PPy) که این موضوع به دلیل فشرده شدن ساختار ایروژل نانوکامپوزیتی حاصل و همچنین تشکیل فصل مشترک نانوذرات ZnO با دو پلیمر BC و PPy است. مشاهده هاله و ناحیه ممانعت در محیط کشت حاوی دو باکتری گرم مثبت و منفی، به خوبی قابلیت ضدباکتریایی داربستهای نانوکامپوزیتی سه جزئی را اثبات کرد. نتایج MTT مربوط به L۹۲۹ بر روی داربستها نشان داد که با افزودن ۳ % از نانوذرات ZnO، چسبندگی و تکثیر سلولی در طی روزهای مختلف ۱ روز، ۵ روز و ۷ روز از کشت افزایش قابل توجهی یافت.
دوره ۵، شماره ۳ - ( ۱۰-۱۴۰۰ )
چکیده
موضوع تحقیق: امروزه یکی از موضوعات مورد علاقه پژوهشگران استفاده از ترکیبات زیست تخریب پذیر با خواص مکانیکی و حرارتی بالاست. پلی لاکتیک اسید، پلی استری آلیفاتیک، زیست تخریب پذیر و انعطاف پذیر بوده که دارای ضعف‌هایی همچون عبورپذیری زیاد در برابر بخار آب و گازها، دمای انتقال شیشه‌ای کم، پایداری گرمایی ضعیف، ترد و شکننده بودن میباشد. یکی از روشهایی که برای بهبود خواص این زیست پلیمر در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از پرکننده‌ها در مقیاس نانومتری و تولید بیونانوکامپوزیت‌ها میباشد. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر حضور همزمان نانوکریستال سلولز و نانونقره بر رفتار مکانیکی، حرارتی و عبورپذیری نسبت به بخار آب فیلم‌های بر پایه پلی لاکتیک اسید انجام گردید.
روش تحقیق: فیلم‌های پلی لاکتیک اسید و بیونانوکامپوزیت‌های آن حاوی مقادیر مختلف نانوکریستال سلولز (۰۱/۰، ۰۳/۰ و ۰۵/۰ گرم) و نانونقره (۰۱/۰ گرم) با استفاده از روش قالبگیری حلال تهیه شدند. برای بهبود سازگاری و قابلیت اختلاط‌پذیری بیشتر نانوکریستال سلولز با پلی لاکتیک اسید، از واکنش آن با استیک انیدرید استفاده گردید. طیفسنجی FTIR، آزمون کشش، خواص حرارتی (DSC)، آزمون مهاجرت و بررسی خاصیت ضدباکتریایی برای مطالعه ویژگیهای نمونهها مورد استفاده قرار گرفت. برای ارزیابی عبورپذیری فیلم‌ها، میزان نفوذ پذیری نسبت به بخار آب نمونهها نیز اندازهگیری شد.
نتایج اصلی: با افزودن نانوکریستال سلولز، دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) و دمای مذاب (Tm) افزایش نشان دادند. وجود نانوکریستال سلولز موجب افزایش استحکام کششی و مدول الاستیسیته بیونانوکامپوزیت ها نسبت به پلی لاکتیک اسید خالص گردید. با افزودن نانوکریستال سلولز، عبورپذیری تا حدود ۲۵ درصد کاهش یافت. با افزایش میزان نانوکریستال سلولز، میزان تورم و جذب آب نمونهها به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرد. میزان مهاجرت نمونهها نیز پس از افزودن نانوسلولز کاهش یافت.
روش تحقیق: فیلم‌های پلی لاکتیک اسید و بیونانوکامپوزیت‌های آن حاوی مقادیر مختلف نانوکریستال سلولز (۰۱/۰، ۰۳/۰ و ۰۵/۰ گرم) و نانونقره (۰۱/۰ گرم) با استفاده از روش قالبگیری حلال تهیه شدند. برای بهبود سازگاری و قابلیت اختلاط‌پذیری بیشتر نانوکریستال سلولز با پلی لاکتیک اسید، از واکنش آن با استیک انیدرید استفاده گردید. طیفسنجی FTIR، آزمون کشش، خواص حرارتی (DSC)، آزمون مهاجرت و بررسی خاصیت ضدباکتریایی برای مطالعه ویژگیهای نمونهها مورد استفاده قرار گرفت. برای ارزیابی عبورپذیری فیلم‌ها، میزان نفوذ پذیری نسبت به بخار آب نمونهها نیز اندازهگیری شد.
نتایج اصلی: با افزودن نانوکریستال سلولز، دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) و دمای مذاب (Tm) افزایش نشان دادند. وجود نانوکریستال سلولز موجب افزایش استحکام کششی و مدول الاستیسیته بیونانوکامپوزیت ها نسبت به پلی لاکتیک اسید خالص گردید. با افزودن نانوکریستال سلولز، عبورپذیری تا حدود ۲۵ درصد کاهش یافت. با افزایش میزان نانوکریستال سلولز، میزان تورم و جذب آب نمونهها به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرد. میزان مهاجرت نمونهها نیز پس از افزودن نانوسلولز کاهش یافت.
دوره ۵، شماره ۳ - ( ۱۰-۱۴۰۰ )
چکیده
موضوع تحقیق: در این پژوهش، نانوکامپوزیتهای مغناطیسی Fe۳O۴@SiO۲ عاملدار شده با اتیلن دیآمین تترااستیک اسید با ساختار هسته-پوسته به منظور حذف یونهای کادمیوم دوظرفیتی از محلولهای آبی سنتز شده و مورد بررسی قرار گرفتند.
روش تحقیق: در مرحله اول، نانوذرات کروی هسته-پوسته Fe۳O۴@SiO۲ با به کارگیری نانوذرات Fe۳O۴ به عنوان هسته، تترااتیل اورتوسیلیکات (TEOS) به عنوان منبع سیلیکا و پلی وینیل الکل (PVA) به عنوان فعالکننده سطحی سنتز شدند. سپس در مرحله بعدی، خصوصیات گروههای عاملی سطحی، ساختار کریستالی، خواص مغناطیسی، اندازه و مورفولوژی سطحی این نانوذرات با به کارگیری طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه FT-IR))، پراش اشعه ایکس XRD))، میکرسکوپ الکترونی عبوری TEM))، میکرسکوپ الکترونی روبشی FE-SEM))، توزیع اندازه ذرات (DLS(، مغناطیسسنج نمونه مرتعش (VSM) و اندازهگیری سطح ویژه و تخلخل (BET) مورد بررسی، شناسایی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. به خاطر خصوصیات مغناطیسی جاذب، این نانوذرات قابلیت جداسازی ساده از مخلوط واکنش با به کارگیری یک مگنت مغناطیسی و استفاده مجدد در پنج چرخه متوالی بدون کاهش جدی در فعالیت را دارا میباشد.
نتایج اصلی: به منظور بررسی طبیعت جاذب، آزمایشهای گوناگون همچون مقدار جاذب و زمان تماس بررسی و بهینه شدند. تأثیر مقادیر مختلف و زمان تماس جاذب به منظور حذف یونهای کادمیوم دوظرفیتی از محلولهای آبی، مقدار جذب ماکزیمم ۹۴% را در دمای محیط نشان میدهد. تمامی نتایج مطالعات نشان میدهند که نانو کامپوزیت سنتزی Fe۳O۴@SiO۲-EDTA یک جاذب مؤثر، قابل بازیافت با عملکرد عالی برای حذف کادمیوم دوظرفیتی میباشد. همچنین قابلیت بازیافت Fe۳O۴@SiO۲-EDTA به منظور حذف کاتیون دوظرفیتی برای چرخه های متوالی جذب-واجذب مورد بررسی قرار گرفت.
روش تحقیق: در مرحله اول، نانوذرات کروی هسته-پوسته Fe۳O۴@SiO۲ با به کارگیری نانوذرات Fe۳O۴ به عنوان هسته، تترااتیل اورتوسیلیکات (TEOS) به عنوان منبع سیلیکا و پلی وینیل الکل (PVA) به عنوان فعالکننده سطحی سنتز شدند. سپس در مرحله بعدی، خصوصیات گروههای عاملی سطحی، ساختار کریستالی، خواص مغناطیسی، اندازه و مورفولوژی سطحی این نانوذرات با به کارگیری طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه FT-IR))، پراش اشعه ایکس XRD))، میکرسکوپ الکترونی عبوری TEM))، میکرسکوپ الکترونی روبشی FE-SEM))، توزیع اندازه ذرات (DLS(، مغناطیسسنج نمونه مرتعش (VSM) و اندازهگیری سطح ویژه و تخلخل (BET) مورد بررسی، شناسایی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. به خاطر خصوصیات مغناطیسی جاذب، این نانوذرات قابلیت جداسازی ساده از مخلوط واکنش با به کارگیری یک مگنت مغناطیسی و استفاده مجدد در پنج چرخه متوالی بدون کاهش جدی در فعالیت را دارا میباشد.
نتایج اصلی: به منظور بررسی طبیعت جاذب، آزمایشهای گوناگون همچون مقدار جاذب و زمان تماس بررسی و بهینه شدند. تأثیر مقادیر مختلف و زمان تماس جاذب به منظور حذف یونهای کادمیوم دوظرفیتی از محلولهای آبی، مقدار جذب ماکزیمم ۹۴% را در دمای محیط نشان میدهد. تمامی نتایج مطالعات نشان میدهند که نانو کامپوزیت سنتزی Fe۳O۴@SiO۲-EDTA یک جاذب مؤثر، قابل بازیافت با عملکرد عالی برای حذف کادمیوم دوظرفیتی میباشد. همچنین قابلیت بازیافت Fe۳O۴@SiO۲-EDTA به منظور حذف کاتیون دوظرفیتی برای چرخه های متوالی جذب-واجذب مورد بررسی قرار گرفت.
دوره ۵، شماره ۳ - ( ۱۰-۱۴۰۰ )
چکیده
موضوع تحقیق: استفاده از نانوذرات هیدروکسی آپاتیت (HAp) در پلیمرهای سنتی به عنوان فاز تقویت کننده گزارش شده است. در حالیکه تعداد گزارشات در رابطه با تاثیر مورفولوژی HAp بر روی خواص مکانیکی ماتریس پلیمری محدود است، تاکنون تحقیقی در رابطه با این اثر بر روی پلیمرهای ابرمولکولی ارائه نشده است. این مطالعه این فرضیه را بررسی می کند که واردسازی نانوذرات HAp رشد یافته از یک جهت (نانوذرات میله ای، rHAp) به درون پلی کاپرولاکتون ابرمولکولی (SPCL) منجر به سنتز یک ساختمان جدید زیست فعال میشود.
روش تحقیق: برای این منظور، ابتدا نانوذرات rHAp با روش میکروامولسیون سنتز شدند و سپس با گروه های ۲-یوریدو-۴-]۱-هیدروژن[پیریمیدینون (UPy) عامل دار شدند. همچنین عامل دار کردن PCL و تبدیل آن به ساختارهای ابرمولکولی با واکنش دادن گروه های انتهایی هیدروکسیل با گروه های UPy انجام گرفت. در نهایت با روش ریخته گری محلول نانوکامپوزیت های SPCL/rHAp سنتز شدند و ساختار و خواص آنها با طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه بازتاب کلی تضعیف شده (ATR-FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه آزمون عمومی و مایع شبیه سازی شده بدن (SBF) مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج اصلی: بر اساس نتایج به دست آمده میکروامولسیون یک روش کارآمد برای سنتز نانوذرات میله ای با خلوص فازی زیاد است. از طرف دیگر بر اساس نتایج عامل دار کردن این نانوذرات با UPy امکانپذیر است. تست کشش نشان داد که با واردسازی این نانوذرات اصلاح شده به SPCL یک افزایش معنی دار هم در مدول الاستیک و هم در استحکام کششی مشاهده میشود. در واقع در حالی که PCL اولیه یک جامد مومی شکل بود، اصلاح با UPy و سپس واردسازی نانوذرات اصلاح شده، آن را به یک ماده الاستیک تبدیل میکند. در نهایت، نتایج به دست آمده فعالیت زیاد زیستی نانوکامپوزیت های ابرمولکولی را در مقایسه با نمونه فاقد پرکننده نشان داد. بنابراین نانوکامپوزیت های ابرمولکولی SPCL/rHAp با خواص زیست فعالی و ماهیت پویا میتوانـند به عنوان جایگزینی مناسب برای ضایعه های بافت استخوانی مورد استفاده قرار گیرند.
روش تحقیق: برای این منظور، ابتدا نانوذرات rHAp با روش میکروامولسیون سنتز شدند و سپس با گروه های ۲-یوریدو-۴-]۱-هیدروژن[پیریمیدینون (UPy) عامل دار شدند. همچنین عامل دار کردن PCL و تبدیل آن به ساختارهای ابرمولکولی با واکنش دادن گروه های انتهایی هیدروکسیل با گروه های UPy انجام گرفت. در نهایت با روش ریخته گری محلول نانوکامپوزیت های SPCL/rHAp سنتز شدند و ساختار و خواص آنها با طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه بازتاب کلی تضعیف شده (ATR-FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه آزمون عمومی و مایع شبیه سازی شده بدن (SBF) مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج اصلی: بر اساس نتایج به دست آمده میکروامولسیون یک روش کارآمد برای سنتز نانوذرات میله ای با خلوص فازی زیاد است. از طرف دیگر بر اساس نتایج عامل دار کردن این نانوذرات با UPy امکانپذیر است. تست کشش نشان داد که با واردسازی این نانوذرات اصلاح شده به SPCL یک افزایش معنی دار هم در مدول الاستیک و هم در استحکام کششی مشاهده میشود. در واقع در حالی که PCL اولیه یک جامد مومی شکل بود، اصلاح با UPy و سپس واردسازی نانوذرات اصلاح شده، آن را به یک ماده الاستیک تبدیل میکند. در نهایت، نتایج به دست آمده فعالیت زیاد زیستی نانوکامپوزیت های ابرمولکولی را در مقایسه با نمونه فاقد پرکننده نشان داد. بنابراین نانوکامپوزیت های ابرمولکولی SPCL/rHAp با خواص زیست فعالی و ماهیت پویا میتوانـند به عنوان جایگزینی مناسب برای ضایعه های بافت استخوانی مورد استفاده قرار گیرند.
دوره ۶، شماره ۲ - ( ۶-۱۴۰۱ )
چکیده
موضوع تحقیق: در مطالعه حاضر، نانوکامپوزیتهای دی‌اکسید تیتانیوم/نقره (TiO۲/Ag) به روش سل-ژل سنتز و عملکرد آنها برای حذف فوتوکاتالیستی متریبوزین با کاتالیزورهای TiO۲ تجاری P۲۵ Degussa مقایسه شده‌است.
روش تحقیق: نانوکامپوزیتهای سنتز شده با استفاده از طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، و تجزیه و تحلیل پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX) آنالیز شدهاند. تأثیر پارامترهای عملیاتی شامل زمان واکنش (۰-۲۴۰ دقیقه)، pH (۴-۹)، دوز کاتالیزور (۰۱۵/۰ – ۰۰۵/۰ گرم)، دما (۶۰-۱۰ درجه سانتی‌گراد)، نور مرئی و تابش نور UV، غلظت اولیه متریبوزین (۲۵-۱۰ میلی گرم بر لیتر)، اثر کاتالیزور در تاریکی، و میزان نقره موجود در نانوکامپوزیتهای TiO۲/Ag (۷-۱۰/۰ درصد وزنی) بر روی حذف فتوکاتالیستی متریبوزین از محلولهای آبی مصنوعی و واقعی مورد بررسی قرار گرفته‌است.
نتایج اصلی: بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داد که نانوکامپوزیت TiO۲/Ag حاوی ۱۰ درصد وزنی نقره، زمان واکنش ۱۲۰ دقیقه، pH برابر ۶، جرم کاتالیست ۰۱۳/۰ گرم، و غلظت اولیه ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر متریبوزین بهترین ویژگی‌ها برای حداکثر‌کردن حذف متریبوزین در حضور نور UV است. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که عملکرد این نانوکامپوزیت در تخریب علف‌کش‌ها بهتر از نانوکاتالیست TiO۲ تجاری است. علاوه بر این، روش پیشنهادی برای حذف متریبوزین تزریق شده به آب رودخانه‌های کارون و زهره و پساب کارخانه نیشکر در شرایط بهینه به کار گرفته شد و نتایج موفقیت آمیزی بدست آمد. همچنین نتایج حاصل از سه بار استفاده و احیای نانوکامپوزیت دی‌اکسید تیتانیوم/نقره، کارآمدی زیاد این فتوکاتالیست در حذف متریبوزین از نمونه‌های آبی را نشان داد. مقایسه روشهای موجود در مقالات برای حذف متریبوزین با تحقیق حاضر نشان داد که روش پیشنهادی بهتر از این روش‌ها بوده و یا تفاوت چندانی با آنها ندارد.
روش تحقیق: نانوکامپوزیتهای سنتز شده با استفاده از طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، و تجزیه و تحلیل پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX) آنالیز شدهاند. تأثیر پارامترهای عملیاتی شامل زمان واکنش (۰-۲۴۰ دقیقه)، pH (۴-۹)، دوز کاتالیزور (۰۱۵/۰ – ۰۰۵/۰ گرم)، دما (۶۰-۱۰ درجه سانتی‌گراد)، نور مرئی و تابش نور UV، غلظت اولیه متریبوزین (۲۵-۱۰ میلی گرم بر لیتر)، اثر کاتالیزور در تاریکی، و میزان نقره موجود در نانوکامپوزیتهای TiO۲/Ag (۷-۱۰/۰ درصد وزنی) بر روی حذف فتوکاتالیستی متریبوزین از محلولهای آبی مصنوعی و واقعی مورد بررسی قرار گرفته‌است.
نتایج اصلی: بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داد که نانوکامپوزیت TiO۲/Ag حاوی ۱۰ درصد وزنی نقره، زمان واکنش ۱۲۰ دقیقه، pH برابر ۶، جرم کاتالیست ۰۱۳/۰ گرم، و غلظت اولیه ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر متریبوزین بهترین ویژگی‌ها برای حداکثر‌کردن حذف متریبوزین در حضور نور UV است. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که عملکرد این نانوکامپوزیت در تخریب علف‌کش‌ها بهتر از نانوکاتالیست TiO۲ تجاری است. علاوه بر این، روش پیشنهادی برای حذف متریبوزین تزریق شده به آب رودخانه‌های کارون و زهره و پساب کارخانه نیشکر در شرایط بهینه به کار گرفته شد و نتایج موفقیت آمیزی بدست آمد. همچنین نتایج حاصل از سه بار استفاده و احیای نانوکامپوزیت دی‌اکسید تیتانیوم/نقره، کارآمدی زیاد این فتوکاتالیست در حذف متریبوزین از نمونه‌های آبی را نشان داد. مقایسه روشهای موجود در مقالات برای حذف متریبوزین با تحقیق حاضر نشان داد که روش پیشنهادی بهتر از این روش‌ها بوده و یا تفاوت چندانی با آنها ندارد.
دوره ۷، شماره ۱ - ( ۴-۱۴۰۲ )
چکیده
آلیاژ پلیکربنات/آکریلونیتریل بوتادی‌ان استایرن یکی از پرکاربردترین آلیاژهای پلیمری در جهان است که به دلیل خواص و ویژگیهای ممتاز این آلیاژها و نیز مزایای دیگر، بسیار فراگیر شده است. با این حال به نظر میرسد تقویت هر چه بیشتر خواص و کارایی این آلیاژها بتواند دامنه کاربرد آنها را گستردهتر از پیش کند. به طور معمول، پلیمرها مقاومت زیادی در برابر عبور جریان الکتریسیته دارند. در سالهای اخیر افزایش هدایت الکتریکی و یا کاهش مقاومت الکتریکی پلیمرها با استفاده از نانوذرات رسانا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به همین منظور ابتدا آلیاژهایی از پلیکربنات و آکریلونیتریل بوتادی‌ان استایرن به روش اختلاط مذاب تهیه و از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی، خواص گرمایی و رفتار مذاب مورد آزمون و ارزیابی قرار گرفتند. در ادامه با افزودن نانوگرافن به بهترین آلیاژ، خواص الکتریکی، مکانیکی و ریختشناسی نانوکامپوزیتها بررسی شد. به منظور افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیتها از نانوگرافن با مقادیر مختلف (۱، ۲ و ۳ درصد) استفاده شد. با افزایش مقدار پلیکربنات، استحکام و مدول کششی، استحکام و مدول خمشی و نیز HDT آلیاژها افزایش یافت. نتایج نشان داد که آلیاژ دارای %۶۸ پلیکربنات به طور کلی خواص بهتری نسبت به آلیاژهای دیگر دارد بنابراین این آلیاژ به عنوان بستر پلیمری نانوکامپوزیتها در نظر گرفته شد. نتایج آزمون مکانیکی نشان دهنده افزایش استحکام کششی و مدول کششی نمونهها با افزایش درصد نانوذرات است. همچنین بررسی مقاومت الکتریکی نانوکامپوزیتها نشان داد که در همه نمونهها نانوگرافن توانسته است مقاومت الکتریکی پلیمر را تا حد بسیار چشمگیری کاهش دهد. با بررسی خواص مکانیکی و الکتریکی نمونهها مشخص شد که آستانه نفوذ نانوذرات برابر ۲ درصد است. تصاویر FE-SEM نانوکامپوزیتها نشان داد که نانوگرافن به خوبی در زمینه پلیمری پخش شده و اثری از حضور کلوخه و یا خوشههای حاصل از تجمع نانوذرات مشاهده نشد.
دوره ۷، شماره ۳ - ( ۸-۱۴۰۲ )
چکیده
هدف: حذف فلزات سنگین آب شرب از چالش های بزرگ صنعت آب و فاضلاب محسوب می گردد. بدین منظور کاربرد روشهایی نظیر استخراج فاز جامد و به دنبال آن بکارگیری جاذب های انتخاب گزین یونهای فلزی در این روش از موضوعات حائز اهمیت بالا در صنعت آب و فاضلاب محسوب می گردد.
روش: در این تحقیق، به منظور حذف فلز سنگین آلاینده و سمی کادمیوم از آب در صنعت تصفیه آب، نانو ذرات Fe۳O۴ با قطر ۱۰ نانومتر سنتز شده است. برای مقاوم سازی این نانو ذرات به خوردگی و عوامل فرسایشی محیط، با پوسته سیلیکا پوشش داده شده است و سپس با هدف حذف یونهای کادمیوم از محلولهای آبی سطح نانو ذرات Fe۳O۴@SiO۲ با مولکولهای ۱و۴-دی هیدروکسی آنتراکوئینون اصلاح شده است. با مشخصه یابی نانو ذرات سنتز شده، کارآیی این نانو ذرات در جداسازی یونهای کادمیوم محلول در آب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نانو ذرات مغناطیسی سنتز شده و عامل دار شده دارای سطح موثر m۲/g ۳۷۸ با رنگ سیاه و مورفولوژی کروی هستند. آثار پارامترهای میزان نانو جاذب ، pH محلول، غلظتهای متفاوت محلول و زمان آزمایش در حذف یونهای کادمیوم دو ظرفیتی ارزیابی شد.
نتایج: بر اساس نتایج، مقادیر بهینه برای فرایند جذب در ۷ = pHو با بکارگیری mg ۱۸ جاذب در ml ۵۰ محلول کادمیوم با غلظت اولیه mmol/L ۳۵/۰ منجر به حذف یون کادمیوم با ماکزیمم جذب ۹۲% در دمای محیط در مدت زمان ۳۵دقیقه بدست آمد. همچنین قابلیت بازیافت و استفاده مجدد Fe۳O۴@SiO۲-DAQ در فرآیند جذب-واجذب یون کادمیوم با بکارگیری آهن ربای مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج مؤید آن است که این نانوکامپوزیت سنتزی یک جاذب مؤثر با عملکرد عالی به منظور حذف یون کادمیوم دو ظرفیتی از محلولهای آبی است.
دوره ۷، شماره ۴ - ( ۱۰-۱۴۰۲ )
چکیده
با توجه به افزایش روزافزون تقاضا برای انرژی و محدودیت منابع فسیلی، بهره‌وری انرژی و ذخیره‌سازی آن به یکی از مهمترین چالش‌های پیش روی بشر تبدیل شده است. مواد تغییرفازدهنده (PCMها) به عنوان موادی که قابلیت جذب و آزادسازی انرژی گرمایی را در دمای ثابت دارند، به عنوان راهکاری نوآورانه در حوزۀ ذخیره‌سازی مطرح شدهاند. این مواد با ظرفیت گرمایی نهان بالا، قابلیت حفظ دمای محیط در یک بازۀ مشخص و سازگاری با محیط زیست، قابلیت بالایی برای به کارگیری در صنایع مختلف دارند. با این حال، پایین بودن رسانایی گرمایی، به ویژه در PCMهای آلی، مانع از کاربرد گستردۀ آنها شده است. برای رفع این چالش، پژوهشگران به دنبال راهکارهایی برای بهبود خواص گرمایی PCMها هستند. یکی از مؤثرترین روش‌ها، افزودن نانوذرات با رسانایی گرمایی بالا به ساختار PCMهاست. در این پژوهش، ضمن بررسی مزایا و چالش‌های استفاده از PCMها، به طور جامع به پیشرفتهای اخیر در زمینه تهیه و کاربرد نانوکامپوزیتهای مواد تغییرفازدهنده پرداخته شده است. انواع مختلف نانوذرات مورد استفاده، روشهای تولید نانوکامپوزیتها، تأثیر نانوذرات بر خواص گرمایی و مکانیکی PCMها، پایدارسازی نانوکامپوزیتها به کمک سطح فعال ها و اصلاح سطح و نیز کاربردهای بالقوه آنها در صنایع مختلف، از جمله مواردی است که در این پژوهش مورد بحث قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان میدهد که استفاده از نانوذرات می‌تواند به طور قابل توجهی رسانایی گرمایی PCMها را بهبود بخشد که در این میان نانوافزودنی های کربنی بالاترین تاثیر را نشان داده اند. همچنین نانوذرات باعث کاهش نسبی پدیده ابر سرمایش در PCM ها شده اند. با توجه به نتایج تحقیقات انجام شده، نانوکامپوزیتهای مواد تغییرفازدهنده قابلیت بالایی برای بهبود عملکرد سامانه های ذخیره‌سازی انرژی، کاهش مصرف انرژی در صنایع مختلف و توسعه فناوری‌های پایدار دارند. این نانوکامپوزیتها میتوانند در صنایع ساختمان، خودرو، الکترونیک و نساجی برای ایجاد محیط‌های راحت‌تر، افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مورد استفاده قرار گیرند. با ادامۀ پژوهش‌ها در این زمینه، می‌توان به توسعه مواد تغییرفازدهنده با کارایی بالاتر و کاربردهای گستردهتر امیدوار بود.
دوره ۹، شماره ۴ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
اهداف: استفاده همزمان از پلیمرهای عایق و نانوساختارهایی مانند نقره به‌منظور تهیه نانوکامپوزیتهای سه‌جزیی با تقویت اثر یکدیگر می‌تواند در بهبود خواص مکانیکی و فرآیندپذیری پلی‌آنیلین نتایج مطلوب‌تری به‌دنبال داشته باشد. هدف این پژوهش، تهیه نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره و بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و ضدباکتریایی آن بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر از پلی‌آنیلین (PANI) بهعنوان پلیمر رسانا، پلی‌وینیل‌الکل (PVA) بهعنوان پلیمر طبیعی و نانوذرات نقره (Ag) بهعنوان تقویت‌کننده خواص آنتی‌باکتریال، خواص مکانیکی و پایداری حرارتی برای تهیه نانوکامپوزیت استفاده شد. سنتز کامپوزیت PANI-PVA و نانوکامپوزیت PANI-PVA-Ag از طریق افزایش پلی‌آنیلین و نقره به محلول پلی‌وینیل‌الکل، انجام و از درصدهای وزنی مختلف اجزای سازنده و طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM)، آنالیز ترموگراویمتری (TGA) و میکروسکوپ الکترونی پویشی متصل به سامانه پراش انرژی پرتوی ایکس (EDX) برای بررسی خواص استفاده شد.
یافته‌ها: پایداری حرارتی نانوکامپوزیت نسبت به پلی‌وینیل‌الکل خالص در دماهای بالای ۴۰۰ºC بهبود یافت. حضور پیک‌های شاخص پلی‌آنیلین، پلی‌وینیل‌الکل و نقره در طیف FT-IR نانوکامپوزیت نشان‌دهنده سازگاری اجزای سازنده نانوکامپوزیت بود. نانوکامپوزیت پلی‌وینیل‌الکل- پلی‌آنیلین- نقره به‌ترتیب با ۸۸-۹-۳% وزنی دارای بیشترین مقدار استحکام کششی بود و نانوکامپوزیت سه‌تایی حالت بهینه به شمار می‌رفت.
نتیجه‌گیری: اجزای سازنده نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره سازگار هستند. حضور نانوذرات نقره و پلی‌آنیلین در ساختار نانوکامپوزیت باعث بهبود پایداری حرارتی آن نسبت به پلی‌وینیل‌الکل خالص در دمای بالا میشود. نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره، مقابل باکتری‌های بیماری‌زای گرم‌مثبت و گرم‌منفی اثر بازدارندگی دارد. کاهش درصد وزنی پلی‌وینیل‌الکل یا افزایش درصد وزنی پلی‌آنیلین باعث افت مقادیر استحکام کششی میشود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر از پلی‌آنیلین (PANI) بهعنوان پلیمر رسانا، پلی‌وینیل‌الکل (PVA) بهعنوان پلیمر طبیعی و نانوذرات نقره (Ag) بهعنوان تقویت‌کننده خواص آنتی‌باکتریال، خواص مکانیکی و پایداری حرارتی برای تهیه نانوکامپوزیت استفاده شد. سنتز کامپوزیت PANI-PVA و نانوکامپوزیت PANI-PVA-Ag از طریق افزایش پلی‌آنیلین و نقره به محلول پلی‌وینیل‌الکل، انجام و از درصدهای وزنی مختلف اجزای سازنده و طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM)، آنالیز ترموگراویمتری (TGA) و میکروسکوپ الکترونی پویشی متصل به سامانه پراش انرژی پرتوی ایکس (EDX) برای بررسی خواص استفاده شد.
یافته‌ها: پایداری حرارتی نانوکامپوزیت نسبت به پلی‌وینیل‌الکل خالص در دماهای بالای ۴۰۰ºC بهبود یافت. حضور پیک‌های شاخص پلی‌آنیلین، پلی‌وینیل‌الکل و نقره در طیف FT-IR نانوکامپوزیت نشان‌دهنده سازگاری اجزای سازنده نانوکامپوزیت بود. نانوکامپوزیت پلی‌وینیل‌الکل- پلی‌آنیلین- نقره به‌ترتیب با ۸۸-۹-۳% وزنی دارای بیشترین مقدار استحکام کششی بود و نانوکامپوزیت سه‌تایی حالت بهینه به شمار می‌رفت.
نتیجه‌گیری: اجزای سازنده نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره سازگار هستند. حضور نانوذرات نقره و پلی‌آنیلین در ساختار نانوکامپوزیت باعث بهبود پایداری حرارتی آن نسبت به پلی‌وینیل‌الکل خالص در دمای بالا میشود. نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره، مقابل باکتری‌های بیماری‌زای گرم‌مثبت و گرم‌منفی اثر بازدارندگی دارد. کاهش درصد وزنی پلی‌وینیل‌الکل یا افزایش درصد وزنی پلی‌آنیلین باعث افت مقادیر استحکام کششی میشود.
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۰ )
چکیده
هدف این پژوهش، مطالعه رفتار کششی و خمشی پلی آمید در حضور نانو خاک رس برای تصحیح کننده های مختلف در شرایط واقعی است. در بسیاری از پژوهش های پیشین، مدول خمشی و مدول کششی در شرایط استاندارد یا پس از خشک شدن نمونه ها مطالعه شده است. بنابراین موارد گزارش شده قابل استناد برای کاربردهای طراحی و کاربردی نیست. در این تحقیق ابتدا پلی آمید با سه نوع نانو خاک رس کلوزیت ۳۰B، کلوزیت ۲۰A و کلوزیت Na+ به روش درهم رفتگی مذاب با درصدهای ۱، ۳، ۵، ۷ و ۹ درصد مخلوط شد. سپس برای نمونه ها آزمایش تفرق اشعه ایکس برای تعیین ساختار نانوکامپوزیت انجام شد. سپس نمونه های استاندارد برای آزمایش استحکام خمش و استحکام کشش به روش قالبگیری تزریقی تولید و آزمایش کشش و خمش برای آنها انجام شد. نتایج نشان داد که هر نوع نانو خاک رس که به ساختار پلی آمید افزوده شود، می تواند تا اندازه ای خواص مکانیکی را بهبود دهد. با افزایش سازگاری نانو خاک رس با زمینه پلیمری، پخش شدگی در ساختار نانوکامپوزیت به دست آمده بیشتر شده و بهبود بیشتری را نتیجه می دهد. همچنین مدول و استحکام خمشی در تمامی نانوکامپوزیت ها با افزایش درصد نانو خاک رس افزایش می یابد. البته بیشترین افزایش برای نانوکامپوزیت های تقویت شده با کلوزیت ۳۰B دیده شد که ساختاری پخش شده دارد.
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۰ )
چکیده
از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر خواص مکانیکی پلیمر تقویت‌شده با نانولوله کربن، ابعاد نانولوله کربن و وجود ناحیه فاز واسط است که به سبب ساختار نانولوله تشکیل می‌گردد. در این پژوهش، روش تحلیلی جدیدی برای تعیین مدول پلیمر حاوی نانولوله کربن ارائه شده است. این تحقیق با در نظر گرفتن ساختار نانولوله کربن، ابعاد (قطر و طول نانولوله) و ناحیه فاز واسط به محاسبه مدول الاستیسیته نانوکامپوزیت می‌پردازد. مدل جدید ارائه شده با استفاده از روابط الاستیسیته، نانولوله کربن را به صورت تک‌رشته توپر با خواص ایزوتروپ عرضی معادل‌سازی نموده و در ادامه ناحیه فاز واسط بین نانولوله کربن و ماتریس که دارای پیوند واندروالس است را با روابط مکانیک محیط پیوسته، به صورت یک محیط مادی ایزوتروپ در نظر می‌گیرد. با در نظر گرفتن یک المان حجمی، یک تک‌رشته معادل ارائه میشود و با استفاده از رابطه هالپین-تسای و کویان مدول نانوکامپوزیت محاسبه می‌گردد. نتایج حاصل از این روش جدید، مطابقت بسیار مناسبی با دادههای آزمایشگاهی متنوع را نشان میدهد. مزیت این مدل جدید آن است که برخلاف بسیاری از مدل‌های ارائه شده، نه تنها از روابط و مدلسازی‌های پیچیده استفاده نکرده، بلکه به کمک روابط الاستیسیته با سرعت بسیار بالایی به نتایجی با دقت بسیار مناسب میرسد.
دوره ۱۲، شماره ۱ - ( ۲-۱۳۹۱ )
چکیده
در این مقاله، تاثیر نانورس Closite ۳۰B بر روی رفتار بالستیکی و خواص مکانیکی کامپوزیتهای لایه ای الیاف شیشه/اپوکسی با بافت دوبعدی بطور تجربی مورد بررسی قرار می گیرند. نانوکامپوزیتها دارای ۱۲ لایه الیاف شیشه با بافت دوبعدی با دانسیته gr/m۲ ۲۰۰ و با کسر حجمی الیاف ۶۰% بوده و با روش VRTM ساخته شده است. سیستم رزین نیز از یک دیکلیسیدیل اتربیسفنول نوع A (DGEBA) با نام تجاری ایپون ۸۲۸ به عنوان پایه اپوکسی و یک پلیاکسیپروپیلن دیامین با وزن مولکولی gr/mol ۴۰۰ با نام تجاری جف امین دی ۴۰۰ به عنوان سفت کننده ساخته شده است. نانورس Closite ۳۰B درون سیستم اپوکسی با درصد وزنی نسبت به مجموعه رزین (اپوکسی- نانورس) ۰% ، ۱% ، ۲% ، ۳% ، ۵% و ۷% پخش می گردد. علاوه بر آزمایشات بالستیکی بر روی نمونه های آزمایش کشش نیز انجام شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که در سرعتهای نزدیک حد بالستیک، بیشترین افزایش در مقدار جذب انرژی به مقدار ۵/۴% مربوط به افزودن wt% ۵ می باشد.در حالی که با افزایش سرعت برخورد، جهت افزایش توانایی جذب انرژی ممکن است احتیاج به درصدهای وزنی بالاتری از نانورس در حدود wt% ۷ می باشد.
دوره ۱۲، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۱ )
چکیده
نانو تیوب کربن خواص چشمگیری دارد و تحقیقات زیادی در مورد کاربرد آن در تقویت مواد مختلف از جمله مواد ساختمانی انجام شده و اثر مثبت نانوتیوب‌ها مشاهده شده است. استفاده از روشهای تجربی برای تعیین خواص کامپوزیتهای تقویت‌شده با نانوتیوب کربن، نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی گران و روشهای پیچیده است؛ بنابراین در این پژوهش با استفاده از روشهای تحلیلی، رابطهای برای تعیین مقاومت فشاری کامپوزیت سیمان تقویت‌شده با نانوتیوب کربن بهدست میآید. برای سادگی محاسبات، فرض شده است که نانوتیوب‌ها ایزوتروپ بوده و در ابتدا داخل کامپوزیت به صورت تک‌جهته و همگن چیده شده است. حجم پایه معرف به عنوان المان نماینده از این نانوکامپوزیت انتخاب شده و به روش مکانیک محیط پیوسته، تحلیل میشود. با این تحلیل، مقاومت فشاری کامپوزیت سیمان تقویت‌شده با چیدمان منظم الیاف محاسبه میشود. در موارد عملی، نتایج این تحلیل برای یک کامپوزیت سیمانی دارای چیدمان تصادفی نانوتیوب کربن تعمیم داده شده و رابطه تحلیلی به‌دست‌آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است.