موضوعات = مهندسی پزشکی
مهندسی پزشکی

تولید داربست نانوکامپوزیتی برپایه سلولزباکتریایی/نانوذرات اکسید روی/پلی پیرول با بررسی قابلیت ضدمیکروبی و سمیت سلولی

دوره 5، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 37-50

شریف حیدری؛ آزاده آصف نژاد؛ ناهید حسن زاده نعمتی؛ وهاب الدین گودرزی؛ علی وزیری

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 1 %، 3 % و 5 % به BC اضافه شد و سپس PPy در مقدار mmol 2 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 2 به BC و سنتز PPy، استحکام کششی و مدول یانگ BC به طور قابل توجهی کاهش یافته و به ترتیب به مقادیر MPa 71 و GPa 5/2 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 L929 بر روی داربست­ها نشان داد که با افزودن 3 % از نانوذرات ZnO، چسبندگی و تکثیر سلولی در طی روزهای مختلف 1 روز، 5 روز و 7 روز از کشت افزایش قابل توجهی یافت.

مهندسی پزشکی

طراحی، ساخت و بررسی خواص زخم‌پوش الکتروریسی شده متشکل از پلی‌وینیل‌الکل/آلوئه‌ورا

دوره 4، شماره 2، مهر 1399، صفحه 83-93

فاطمه توکلی طرقی؛ حسین بنی اسدی؛ ازاده همتی

چکیده موضوع تحقیق: یکی از روش‌های مهم در درمان زخم‌های پوستی استفاده از زخم‌پوش است. اخیراً استفاده از زخم‌پوش‌های پایه پلیمری بسیار رواج پیدا کرده است. در این راستا، استفاده از پلیمرهای طبیعی در ساخت زخم‌پوش‌ها اهمیت ویژه‌ای یافته است. هدف از پژوهش حاضر طراحی و ساخت نوعی زخم‌پوش متشکل از پلی‌وینیل‌الکل/آلوئه‌ورا با قابلیت ترمیم زخم‌های پوستی است.
روش تحقیق: برای ساخت نمونه‌ها از روش الکتروریسی استفاده شد. ابتدا ژل آلوئه‌ورا استخراج، خالص‌سازی و به روش خشک‌کردن انجمادی به پودر تبدیل شد. در تمامی نمونه‌ها درصد وزنی مجموع پلی‌وینیل‌الکل و پودر آلوئه‌ورا ثابت و معادل 8% وزنی در نظر گرفته شد. این مقدار به صورت تجربی، با سعی و خطا و باتوجه به کیفیت الیاف تولیدی انتخاب گردید. نمونه‌هایی شامل مقادیر مختلف از پلی‌وینیل‌الکل و آلوئه‌ورا ساخته شدند و ساختار، استحکام کششی، تورم‌پذیری در محیط آبی، قابلیت تخریب‌پذیری و خاصیت ضدمیکروبی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد الیاف با آرایش تصادفی و قطر یکنواخت بدون قطره‌ریزی تولید شدند. قطر الیاف با افزایش سهم آلوئه‌ورا افزایش یافت. این رفتار به افزایش ویسکوزیته محلول در حضور آلوئه‌ورا نسبت داده شد. با افزایش سهم آلوئه‌ورا در نمونه‌ها استحکام کششی کاهش ولی درصد ازدیاد طول افزایش یافت. رفتار تورمی نمونه‌ها با اندازه‌گیری افزایش وزن آنها در محیطی مشابه با pH سطح پوست مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که حضور آلوئه‌ورا خاصیت آب‌دوستی را افزایش می‌دهد. خاصیت ضدمیکروبی نمونه‌ها در مقابل دو باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس آرئوس و گرم منفی سودوموناس آئروژینوزا ‌با استفاده از روش دیسک انتشار بررسی شد و مشخص گردید حضور آلوئه‌ورا در نمونه‌ها خاصیت ضدمیکروبی نسبت به سودوموناس آئروژینوزا ایجاد کرده است. در نهایت یافته های این پژوهش ظرفیت استفاده از ترکیب پلی‌وینیل‌الکل/آلوئه‌ورا برای تولید زخم‌پوش الکتروریسی شده را تأیید می‌کند.

مهندسی پزشکی

طراحی و ساخت حسگر بر پایه کامپوزیت پلی(الکتیک اسید)/نانولوله کربنی به منظور شناسایی بخارات آلی فرار

دوره 3، شماره 4، اسفند 1398، صفحه 43-56

پیام ملاعباسی

چکیده در سال­های گذشته، مطالعات بسیاری در زمینه شناسایی و تشخیص ترکیبات آلی فرار صورت گرفته ­است. شناسایی این ترکیبات فرار در صنایع متعددی مانند کنترل آلودگی هوا، کنترل کیفیت هوا، بسته­ بندی مواد غذایی، کنترل کیفیت مواد غذایی، تشخیص بیماری­ها، کشاورزی و... مورد توجه قرار گرفته ­است. با وجود این پژوهش­ها حساسیت و انتخاب ­پذیری حسگرهای شناسایی ترکیبات فرار نیازمند بهبود می­ باشند. در این پژوهش لایه حساس کامپوزیت پلیمری رسانا بر پایه پلی (لاکتیک اسید) به عنوان ماتریس و نانولوله­ های کربنی به عنوان فاز رسانای پراکنده جهت شناسایی بخارات آلی فرار تهیه شده است. برای این منظور فیلم متخلخل کامپوزیتی به کمک روش جدایی فازی القایی خشک توسط ضدحلال آماده گردیده است. در این ساختار از حلال کلروفرم (با دمای جوش پایین و فراریت بیشتر) و ضدحلال اتانول (با دمای جوش بالاتر و فراریت کم­تر) استفاده شده است. ساختار به­ دست آمد جهت شناسایی بخارات متانول، تولوئن و کلروفرم مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار و مورفولوژی کامپوزیت متخلخل تهیه شده توسط تست­های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آزمون اندازه­ گیری سطح ویژه سه نقطه ­ای (BET) مورد مطالعه و بررسی گرفتند. نتایج بدست آمده نشان می­دهد که فرآیند جدایی فازی القایی منجر به تشکیل ساختار متخلخل با مورفولوژی سلول باز شده است. میزان سطح ویژه بدست آمده برای فیلم کامپوزیت پلیمری تهیه شده برابر با 3/22 m2gr-1 می­باشد که در مقایسه با نمونه ­های متراکم نشان دهنده افزایش چشم­گیر میزان سطح ویژه می­باشد. نتایج تست بخار نشان دهنده بهبود چشم­گیر پاسخ نمونه­ های متخلخل در مقایسه با نمونه­ های متراکم می­ باشد. به طوری که نمونه متراکم در مقابل غلظت 100 ppm از بخار تولوئن هیچ پاسخی نشان نمی­دهد در حالی­که نمونه متخلخل در مقابل همان غلظت پاسخی در حدود 14/0 % نشان می­دهد. علت این مساله را می­توان به افزایش سطح ویژه لایه حساس و بهبود ضریب نفوذ مولکول­های بخار و افزایش امکان دسترسی آن­ها به سایت­های فعال حسگر دانست. همچنین روند پاسخ و انتخاب­پذیری حسگر به­دست آمده در مقابل بخارات هدف براساس پارامترهای ترمودینامیکی مانند پارامتر برهم­کنش فلوری-هاگینز و پارامتر حلالیت هنسن مورد مطالعه قرار گرفته است

مهندسی پزشکی

بررسی عملکرد غشای آمیخته پبکس/ پلی(وینیل الکل) در جداسازی دی اکسیدکربن از نیتروژن

دوره 3، شماره 4، اسفند 1398، صفحه 57-71

مینا خیرطلب؛ رضا عابدینی؛ محسن قربانی

چکیده تراوایی و انتخاب­پذیری دو عامل مهم در استفاده از غشاهای پلیمری در فرآیندهای جداسازی گاز هستند. لذا امروزه اصلاح و بهبود غشاها جهت افزایش این دو پارامتر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش به منظور بهبود عملکرد غشاهای پلیمری، به سنتز غشاهای مرکب دو جزیی متشکل از Pebax®1657 و PVA در جداسازی گاز CO2 پرداخته شد و اثرات ناشی از درصدهای وزنی متفاوت PVA در شبکه پلیمر Pebax بر ساختار، مورفولوژِی و خواص گاز تراوایی غشاهای حاصله مورد ارزیابی قرار گرفت. تغییر در پیوندهای شیمیایی، میزان بلورینگی و مورفولوژی سطح مقطع غشاها به ترتیب به وسیله طیف سنجی مادون قرمز(FTIR)، میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی(FESEM) و آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی(DSC) بررسی شد. نتایج آزمون حرارتی حاکی از افزایش بلورینگی و دمای انتقال شیشه­ای در ازای افزودن 5 الی 15 درصد وزنی PVA بوده است. اما با افزایش محتوی PVA به 20درصد وزنی، بلورینگی کاهش یافت. تصاویر میکروسکوپی برای غشا Pebax خالص یک سطح مقطع یکنواخت و عاری از هرگونه عیب و نقص را نشان داده است اما با افزودن PVA، شیارها و ساختارهای غارگونه­ای در سطح مقطع غشاهای مرکب مشاهده شد. عملکرد غشاها در جداسازی CO2/N2 غشاها با استفاده از سامانه حجم ثابت در دمای°C 30 و فشار خوراک 2، 6 وbar10 اندازه­گیری شد. نتایج به دست آمده نشان داد که تراوایی CO2 در غشاهای مرکب با افزایش محتوی PVA در غشا Pebax بهبود یافت. به طوری که بهترین تراواییCO2 برابر با Barrer 204.64 بوده است که در فشار bar 10 و توسط غشای Pebax/PVA (20 wt.%) حاصل شد. علاوه بر این غشای مرکب حاوی 15 درصد وزنی PVA بیشترین گزینش پذیری CO2/N2 را با مقدار 100.21 و در فشار bar 10 و دمای °C30 نشان داد.

مهندسی پزشکی

مروری بر حذف یون سرب از محلول‌های آبی توسط عملیات جذب سطحی

دوره 3، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 3-28

احسان صالحی؛ محسن گودرزی؛ حمیدرضا سنایی پور؛ عین اله خادمیان

چکیده در این مقاله، جاذب های مورد استفاده برای حذف یون سرب با استفاده از عملیات جذب سطحی مرور شده است.
انواع جاذب‌های مورد استفاده برای حذف یون سرب، اصلاح خواص انجام شده روی آن ها، شرایط عملیاتی جذب، همدماها و ظرفیت جذب جاذب ها با مرور مقالات بررسی و مقایسه شده است.
اصلاح جاذب‌ها به روش تلقیح گروه‌های عاملی نقش موثری در افزایش ظرفیت جذب دارد. pH محلول نقش مهمی در جذب یون سرب دارد و عموما با افزایش pH محلول، ظرفیت جذب افزایش می یابد. مدل همدمای لانگمویر تطابق بیشتری با داده‌های تعادلی جذب داشته است. در بین جاذب­های مرور شده، جاذب­های پایه کربنی مثل کربن فعال و اکسیدگرافن که توسط مواد شیمیایی مثل آمونیوم پرسولفات یا پلی­آمین‌ها اصلاح شده­اند، ظرفیت جذب بیشتری دارند. زیست­توده‌ها نیز به­ علت فراوانی و قیمت ناچیز، قابلیت استفاده به­عنوان جاذب یون سرب را دارند.

مهندسی پزشکی

مدل سازی حذف سولفید هیدروژن از آب ترش در راکتور ناپیوسته

دوره 3، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 29-46

مجتبی فصیحی؛ محمد حسن فضائلی پور

چکیده
حذف سولفیدهیدروژن از آب ترش قبل از استفاده یا رها سازی آن در محیط زیست ضروری است. با توجه به هزینه بالا روشهای متداول برای حذف آن، روش های زیستی به عنوان یک جایگزین مناسب برای حذف سولفید هیدروژن از آب ترش می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
حذف زیستی سولفیدهیدروژن از آب ترش در راکتور ناپیوسته و با استفاده از گونه تیوباسیلوس به­عنوان گونه غالب در جامعه میکروبی، مورد بررسی قرار گرفت. مدلی مفهومی به­منظور توصیف فرایند تجزیه زیستی سولفید توسعه داده شد. مدل، انتقال بین فازی اکسیژن و سولفیدهیدروژن، اکسایش زیستی سولفید به گوگرد عنصری و سولفات و همچنین اکسایش شیمیایی سولفید به تیوسولفات را در فاز مایع در نظر می­گیرد. معادلات مورد استفاده در مدل با استفاده از مفاهیم بقای جرم و واکنش­های زیستی استخراج شد. چندین آزمایش برای به­دست آوردن مقادیر تجربی تغییرات غلظت پیش­ماده (سوبسترا) و محصولات، نسبت به زمان انجام و کالیبره کردن مدل با استفاده از این داده­های تجربی صورت گرفت. برای کالیبره کردن مدل از کمینه­کردن اختلاف داده­های تجربی و پیش­بینی­های مدل به­وسیله روش بهینه­سازی، ازدحام ذرات و حل هم­زمان معادلات دیفرانسیل حاکم بر سامانه استفاده شد. آزمایش اضافه برای اعتبارسنجی مدل (استفاده نشده در کالیبره کردن مدل) انجام و نتایج آن با پیش­بینی­های مدل، مقایسه شد که نشان­دهنده دقت بالای مدل ارائه شده بود. یکی از نوآوری­های مدل در نظر گرفتن مسیرهای متفاوت برای اکسایش سولفیدهیدروژن است که در حقیقت مفهوم انتخاب­پذیری محصول را در خود گنجانده است.
یکی از مهم­ترین مولفه­ها در تعیین میزان فعالیت باکتری­ها، نرخ ویژه مصرف اکسیژن است. مقدار تخمین زده شده برای این مولفه در تمامی آزمایش­های اکسایش سولفیدهیدروژن، تقریباً ثابت و برابر با 16 (میلی­گرم اکسیژن بر گرم زیست­توده بر دقیقه) بود که نشان­دهنده مستقل بودن این مولفه از غلظت ماده اولیه و باکتری است. نتایج به­دست آمده نشان داد که باکتری­ها بیشتر تمایل به اکسایش ناقص سولفیدهیدروژن به گوگرد را دارند؛ اگرچه میزان تمایل برای انتخاب مسیر اکسایش به میزان در دسترس بودن پیش­ماده و اکسیژن محلول بستگی دارد. علاوه براین مشخص شد که باکتری­ها قادر به اکسایش کل پیش­ماده به گوگرد حتی در غلظت­های بالای پیش­ماده نیستند و در هر شرایط، بخشی از پیش­ماده به سولفات تبدیل خواهد شد.

مهندسی پزشکی

تهیه و تقویت استحکام برشی چسب اکریلیکی پایه‌آبی با قابلیت بازپراکنش در آب برای ایجاد مفصلهای سلولزی

دوره 3، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 47-57

علی احمدی دهنوئی؛ سمیه قاسمی راد؛ رضا شیری

چکیده در سال‌های اخیر، به دلیل محدودیت منابع فسیلی و افزایش غیرمعمول قیمت محصولات پایه‌نفتی، تلاش‌های بسیاری در راستای بهره‌برداری صنعتی از چسب‌های مشتق از منابع طبیعی صورت گرفته است. اما استحکام چسبندگی این دسته از چسب‌ها نیازمند اصلاح است.
در مطالعه جاری، استحکام برشی لب­به­لب پلیمر طبیعی صمغ پارسی (Persian gum, PG) تراوش­شده از درخت بادام کوهی بر سه زیرآیند شیشه، پلی(اتیلن ترفتالات) و پارچه سلولزی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، به­منظور تهیه چسب پودری اکریلیکی و ارزیابی چسبندگی آن بر زیرآیندهای مذکور، آلیاژسازی پراکنه صمغ با لاتکس کوپلیمر پلی(متیل متاکریلات - تصادفی - بوتیل اکریلات) با 30 درصد وزنی متیل ­متاکریلات (Poly(methyl methacrylate-co-butyl acrylate) with 30 wt. % methyl methacrylate, MBC30) انجام شد. برهم‌کنش‌های مولکولی PG، MBC30 و آلیاژ حاوی 50 درصد وزنی PG با طیف‌سنجی فروسرخ شناسایی گردید. همچنین مورفولوژی آلیاژهای حاوی مقادیر مختلف PG با استفاده از میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطح مقطع شکست آن‌ها ارزیابی شد.
مفصل سلولزی تهیه شده با پراکنه آبی PG استحکام برشی بالایی برابر با 340 کیلوپاسکال نشان داد؛ در حالی که PG به­دلیل عدم توانایی تشکیل فیلم یکپارچه، تردی زیاد و عدم قابلیت نفوذ و درهم‌تنیدگی مکانیکی با زیرآیندهای شیشه‌ای و پلی‌استری، مفصل مناسبی تشکیل نداد. نتایج نشان داد که با افزودن 50 درصد وزنی PG به MBC30، علاوه بر امکان تهیه چسب پودری، استحکام برشی MBC30 بر زیرآیندهای گوناگون از قبیل شیشه، پلی(اتیلن ترفتالات) و پارچه به ترتیب 20، 11 و 14 برابر MBC30 خالص افزایش یافت. به­ عبارت دیگر، با تقویت برهم‌کنش اجزای سازنده چسب و در نتیجه افزایش هم‌چسبی (Cohesiveness) آمیزه از یک سو و افزایش چسبندگی آمیزه چسب با زیرآیند از سوی دیگر می‌توان استحکام برشی چسب را بهبود بخشید. در پژوهش حاضر، صمغ پارسی به عنوان عامل بازپراکنش چسب‌های فشار- حساس اکریلیکی در آب معرفی و سامانه‌های چسبی جدیدی با قابلیت استفاده در صنایع سلولزی ابداع شد.

مهندسی پزشکی

ساخت جاذب پلی وینیل الکل/گرافن / دی اکساید تیتانیوم و بررسی پتانسیل آن در حذف رنگ مالاکیت سبز

دوره 3، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 59-68

بهار رهنما؛ حسین بنی اسدی؛ مرضیه لطفی

چکیده حذف رنگ از پساب‌های صنعتی به خصوص کارخانه‌های نساجی و رنگرزی همواره از اقدامات مهم برای کنترل آلودگی آن‌ها است. استفاده از جاذب‌های پلیمری روش موثر در حذف رنگ از پساب صنعتی است. در این پژوهش طراحی و ساخت نوعی جاذب بر پایه پلی‌وینیل‌الکل (PVA) با قابلیت مناسب برای جذب رنگزای مالاکیت از پساب‌های صنعتی گزارش شده است.
برای ساخت جاذب محلول %4 از PVA در حضور عامل اتصال عرضی %10 گلوتارآلدهید (GA) به ژل تبدیل شد. سپس با استفاده از پانچ به قطعات یکسان تقسیم شد. هیدروژل‌های پانچ شده درون خشک کن انجمادی متخلخل شدند. برای بهبود قابلیت جذب از نانوذرات گرافن و اکسید گرافن استفاده شد. میزان جذب زنگ‌زای مالاکیت توسط جاذب در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری شد تا درصد بهینه هر یک از نانوذرات مشخص شود. همچنین تأثیر مولفه‌های زمان تماس جاذب و نور UV بر روی میزان جذب آلودگی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت هم‌دماهای جذب و مطالعات ترمودینامیکی در دماهای مختلف بررسی گردید.
نتایج درصد جذب آلودگی توسط جاذب PVA/گرافن در زمان‌های مختلف نشان داد %0.5 میزان بهینه گرافن در ماتریس PVA است. این مقدار برای دی‌اکسید تیتانیوم معادل %3 وزنی بود. درصد جذب، توسط جاذب بهینه در شرایط تاریکی نشان داد که یک دقیقه بعد از اضافه کردن جاذب، میزان جذب آلودگی حدود %75 است که نشان‌دهنده قابلیت بالای این جاذب در جذب آلودگی مذکور بود. ساختار متخلخل جاذب توسط تصاویر SEM تایید گردید. با مقایسه ضریب همبستگی در هم‌دماهای لانگمویر و فروندلیچ مشخص شد هم‌دمای فروندلیچ مطابقت بهتری با یافته‌های این پژوهش دارد؛ به عبارت دیگر جذب رنگزای مالاکیت توسط جاذب ساخته شده به صورت چند لایه‌ای انجام شده است. مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که با توجه به منفی بودن انرژی آزاد گیبس واکنش جذب رنگزای مالاکیت توسط جاذب ساخته شده خودبه‌خودی است.

مهندسی پزشکی

مقایسه عملکرد ماده فعال سطحی زیستی تولید شده (رامنولیپید) و مواد فعال سطحی متداول (CTAB، DTAB، SDS و SDBS) در ازدیاد برداشت نفت

دوره 3، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 69-80

رسول خادم الحسینی؛ آرزو جعفری؛ سید محمد موسوی؛ مهرداد منطقیان

چکیده در سالیان اخیر مطالعات زیادی در مورد استفاده از مواد فعال سطحی در زمینه افزایش برداشت از مخازن نفتی انجام شده است؛ ولی تا کنون تحقیقات اندکی در مورد مقایسه عملکرد مواد فعال سطحی زیستی و شیمیایی صورت گرفته است که عموماً شامل مقایسه عملکرد ماده فعال سطحی زیستی با ماده فعال سطحی شیمیایی بوده و مطالعات جامعی در این زمینه انجام نشده است. لذا در این تحقیق کارایی انواع مواد فعال سطحی با تزریق در میکرومدل شیشه‏ای بررسی شد.
با کشت سویه سودوموناس آئروژینوزا HAK01 در محیط کشت تخصصی، ماده فعال سطحی زیستی رامنولیپیدی تولید، جداسازی و شناسایی شد و پایداری آن در محیط شور بررسی گردید. سپس محلول این ماده به همراه محلول مواد فعال سطحی SDS، SDBS، CTAB و DTAB ( در غلظت بحرانی میسل) در آزمون های سیلابزنی میکرومدل استفاده شدند. در این تحقیق برای نخستین بار کارایی رامنولیپید تولیدی در ازدیاد برداشت نفت بررسی شد. از آزمون های گرانروی، کشش سطحی و بین سطحی و همچنین آزمون زاویه تماس برای برررسی مکانیسم های حاکم بر فرایند استفاده شد.
استفاده از مواد فعال سطحی فوق سبب افزایش میزان برداشت نفت در مقایسه با سیلاب­زنی آب گردید. رامنولیپید، SDBS وSDS به ترتیب با 4036% و 34% بازدهی، بیشترین میزان برداشت را به خود اختصاص دادند. رامنولیپید تولیدی با کاهش کشش سطحی آب بهmN/m 28 عملکرد بهتری در مقایسه با سایر مواد فعال سطحی داشت. همچنین این مواد سبب تغییر ترشوندگی از حالت نفت­دوست به آب­دوست شدند؛ به­طوری­که رامنولیپید با تغییر زاویه تماس از 106 به 6، 94.3% تغییر، بهترین عملکرد را در بین مواد فعال سطحی فوق داشت. SDBS، SDS، CTAB و DTAB به ترتیب با 92.792.088.9% و86.6% تغییر در رده­های بعدی قرار گرفتند. کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی، سازوکارهای اصلی حاکم بر فرایند بودند. بر اساس نتایج به­دست آمده رامنولیپید تولید شده از توانایی بالایی در زمینه برداشت نفت برخوردار بوده و موثرتر از سایر مواد فعال سطحی در این زمینه عمل کرد.

مهندسی پزشکی

مدلسازی به کارگیری بخارآب تولیدی از دستگاه زباله سوز به وسیله بویلر برای غیر فعال کردن کاتالیست در تولید پلی اتیلن سبک خطی در پتروشیمی لرستان

دوره 3، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 81-92

امیر کریم دوست یاسوری

چکیده زباله­ سوزها و سامانه­ های متنوع دیگر دما بالا که برای منهدم کردن زباله­ ها طراحی شده­ اند، به ­عنوان سامانه­ های عملیات حرارتی یاد می­شوند. سوزاندن مواد زایدی مانند زباله­ ها، آن­ها را به خاکستر جمع شده در کف زباله ­سوز، گازهای خروجی از دودکش، ذرات بسیار ریز و از همه مهم­تر حرارت تبدیل می­کند که این حرارت می­تواند برای تولید توان الکتریکی به ­کار گرفته شود.

در این تحقیق ابتدا به بررسی بازده انرژی و اگزرژی چرخه توان زباله­ سوز به­ همراه استفاده از پسماند پتروشیمی لرستان به­ عنوان سوخت اضافی زباله­ سوز پرداخته و از این طریق میزان انرژی مورد نیاز برای تولید بخارآب لازم برای غیرفعال کردن کاتالیزور زیگلر ناتا در تولید پلی­اتیلن سبک خطی محاسبه شد. پس از آن مدل ساده­ ای برای واکنش غیرفعال شدن کاتالیزورهای زیگلر ناتا با استفاده از بخارآب تولیدی از دستگاه زباله ­سوز ارائه شد و سپس معادلات ریاضی این واکنش­ها با استفاده از قانون واکنش­های ابتدایی به ­دست آمد. با وارد کردن این واکنش­ها در مدل واکنش، معادله جدیدی برای مدل واکنش به ­دست آمد که لحظات پس از زمان انحراف را نیز تا حد قابل قبولی پوشش می­دهد. این امر نشانگر غلبه واکنش­های غیرفعال­سازی بر واکنش­های تولید مراکز فعال در مراحل پایانی واکنش است.
بازده ­های انرژی و اگزرژی چرخه توان زباله ­سوز به­ همراه استفاده از پسماند پتروشیمی لرستان به ­عنوان سوخت اضافی زباله ­سوز مورد بررسی قرار گرفت و از این طریق میزان انرژی مورد نیاز برای تولید بخارآب لازم برای غیرفعال کردن کاتالیزور زیگلر ناتا در تولید پلی­اتیلن سبک خطی محاسبه شد. برای شروع این کار، چرخه ترکیبی پیشنهاد شد و بازده ­های انرژی و اگزرژی آن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با تغییر مولفه­ های کلیدی نظیر چگونگی ترکیب محلول آمونیاکی، دمای تقطیر محلول آمونیاکی و فشارهای ورودی و خروجی توربین، راه­کاری برای دستیابی به انرژی مورد نیاز برای تولید بخارآب لازم برای غیرفعال کردن کاتالیزور زیگلر ناتا در تولید پلی ­اتیلن سبک خطی ارائه شد.

مهندسی پزشکی

تاثیر ترکیب درصد مواد اولیه بر میزان تورم ذرات ژل از پیش تشکیل شده

دوره 2، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 1-17

حمید رضا ثقفی؛ سید محمد جواد کاظمی

چکیده استفاده از ژل‌های پلیمری یکی از مورد اعتماد‌ترین راه حل‌ها برای بهبود یکپارچگی تولید در مخازن ناهمگن به‌منظور داشتن بازده جارویی بهتر است. در این مقاله، ذرات ژل از پیش تشکیل شده جدید برای کنترل یکپارچگی تولید در میدان نفتی بلال واقع در خلیج فارس تولید شده‌اند. در ساخت این ذرات، سه جزء مونومری شامل آکریل آمید، نمک سدیم 2-متیل 2-پروپان سولفونیک اسید و وینیل پیرولیدون به‌منظور سنتز به روش همبستگی رادیکال‌های آزاد در دمای اتاق و با استفاده از متیلن بیس آکریل آمید به‌عنوان عامل پیونددهنده مولکولی، بکاررفته است. خواص تورمی ذرات ژل از پیش تشکیل شده با افزودن نانورس مونت موریلونیت بهبود داده شد. همچنین، یک عامل پایدار کننده دما برای سازگار کردن ذرات ژل از پیش تشکیل شده با شرایط مخازن بلال نیز افزوده شد. در ادامه ژل های متورم شده را به منظور بررسی پایداری در شرایط مخزن، در دما و شوری مخزن نگهداری شدند. بدین منظور ترکیب درصد 50 نمونه ژل ذره ای از پیش تشکیل شده با انجام طراحی آزمایش به روش پاسخ سطح ساخته شد و در نهایت یک مدل جدید به منظور پیش بینی میزان تورم ژل ذره ای از پیش تشکیل شده براساس درصد وزنی مواد و در شوری های مختلف ارائه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که عامل اتصال دهنده عرضی تاثیرگذاری بیشتری بر میزان تورم گذاشته و ژل از پیش تشکیل شده با فرمولاسیون بهینه قابلیت تحمل شرایط مخزنی (دمای ˚C82 و شوری 260000 قسمت در میلیون) را دارد.

مهندسی پزشکی

اثر قیر قطران بر بهبود کارایی عایق حرارتی ایروژل کربنی بر پایه رزین نووالاک

دوره 2، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 53-64

نفیسه میرآخورلو؛ حمیدرضا شاهوردی؛ احمدرضا بهرامیان

چکیده ژوهش حاضر در راستای سنتز ایروژل کربنی ارزان‌قیمت با خواص مطلوب و با رویکرد عایق حرارتی است. در این پژوهش از رزین ارزان‌قیمت نوولاک به‌عنوان ماده اولیه تولید ایروژل پلیمری و روش خشک‌کردن محیطی استفاده شد؛ سپس قیر قطران زغال‌سنگ به‌وسیله غوطه‌وری نمونه‌های پلیمری در محلول قیر به نمونه‌ها اضافه شد. در مرحله‌ی بعد، ایروژل‌های پلیمری نوولاک- قیر، در عملیات حرارتی گرماکافت به ایروژل‌های نانو ساختار کربنی تبدیل شدند. نتایج حاصل نشان داد که با این روش می‌توان به ایروژل‌هایی با ساختار نانو و با چگالی قابل‌پیش‌بینی دست یافت؛ همچنین با بررسی ریزساختار و ریخت‌شناسی این ایروژل‌ها مشخص شد که این ایروژل‌ها دارای تخلخل بالا، چگالی پایین (حدود 4/0-1/0) و مساحت سطح ویژه بالا (حدود 600) هستند. قیر زغال‌گذاری بالایی از خود نشان داد و افزودن آن باعث بهبود خواص حرارتی حداقل به‌میزان 100 ثانیه تاخیر در بالا رفتن دما در آزمون تاریخچه حرارتی گردید؛ که نتیجه آن دستیابی به عایقی با عملکرد حفاظت حرارتی مطلوب‌تر بود.

مهندسی پزشکی

مدل سازی آماری و بهینه سازی فرآیند هیدروژن‌زدایی اکسایشی پروپان با استفاده از کاتالیست مولیبدن بر پایه گاما آلومینا

دوره 2، شماره 3، بهمن 1397، صفحه 21-39

رضا اسدی؛ جعفر توفیقی؛ سید محمد موسوی

چکیده رشد شدید تقاضای جهانی برای پروپیلن، موجب مطالعات و تحقیقات گسترده‌ای جهت یافتن روش­های جایگزین به‌صرفه‌تر و با مصرف کمتر انرژی و بازده مناسب گردیده است. در این پژوهش از گاما آلومینا به‌عنوان پایه­ی کاتالیست­های مولیبدن در فرآیند هیدروژن‌زدایی اکسایشی پروپان، جهت تولید پروپیلن استفاده شده است. کاتالیست­ها به روش تلقیح مرطوب تهیه شده است. به منظور ارزیابی و تعیین دقیق مشخصات کاتالیست­های ساخته‌شده، آنالیزهای FTIR، XRD، BET، SEM و XRF انجام گرفته است. از طراحی آزمایش به روش مرکب مرکزی برای بررسی تأثیر پارامترهای دمای واکنش، درصد بارگذاری مولیبدن، نسبت پروپان به اکسیژن و همچنین بررسی تأثیر برهمکنش بین آن‌ها در تولید پروپیلن طی فرآیند هیدروژن‌زدایی اکسایشی پروپان استفاده شد. برای این منظور از بارگذاری مولیبدن در محدوده 16-4 درصد وزنی، نسبت پروپان به اکسیژن در محدوده 3-1 و دما در محدوده‌ی 540-380 درجه سلسیوس به‌عنوان متغیرهای ورودی روش مرکب مرکزی استفاده شد. پس از انجام آزمون راکتوری و تحلیل نتایج توسط نرم­افزار طراحی آزمایش مشاهده شد، مدل­های پیش‌بینی‌شده برای درصد تبدیل پروپان، درصد گزینش­پذیری پروپیلن و درصد بازده هیدروژن­زدایی اکسایشی با دقت 95% موردقبول است. حالت بیشینه درصد بازده هیدروژن­زدایی اکسایشی با مقدار 02/14 درصد در دمای 487 درجه سلسیوس، 22/11 درصد بارگذاری مولیبدن و نسبت پروپان به اکسیژن 5/1 به دست آمد که در حالت آزمایشگاهی توانست با دقت 94% نسبت به حالت پیشنهادی بهینه مدل طراحی آزمایش حاصل شود.

مهندسی پزشکی

بهبود کارایی و بررسی انتقال حرارت در ایروژل‌های ساختار گرادیانی سیلیکا با تغییر قطر حفرات

دوره 2، شماره 3، بهمن 1397، صفحه 41-50

مینا نوروزی؛ مهیار پناهی سرمد؛ احمدرضا بهرامیان

چکیده در ایروژل‌های باساختار گرادیانی، تغییر قطر حفرات در ضخامت بر هدایت حرارتی موثر تاثیر گذار است. از آنجا که قطر حفرات با چگالی رابطه‌ی عکس دارد، پارامتر نسبت هدایت حرارتی موثر به چگالی ایروژل(B) تعریف می‌شود.کمترین مقدار B نشان دهنده‌ی شرایط بهینه ایروژل است. هدف این پژوهش، بهبود و شبیه سازی انتقال حرارت در ایروژل‌های ساختار گرادیانی برای بررسی تأثیر تغییر ساختار‌ در ضخامت نمونه نسبت به ساختار‌های هموژن است. بدین منظور از داده‌های خواص و ساختار ایروژل سیلیکا استفاده شده و همچنین اثر هدایت حرارتی بهم پیوستگی کلویید‌ها در نظر گرفته شد. تغییرات انتقال حرارت با استفاده از نرم افزار کامسول برای ساختار هموژن با کمترین چگالی (L)، بالاترین چگالی (H) و با کمترین مقدار پارامتر B که عنوان ساختار بهینه (OPT) معرفی شده، بررسی و با میزان انتقال حرارت در ایروژل‌های ساختار گرادیانی شبیه سازی شده مقایسه شد. ایروژل‌های ساختار گرادیانی شبیه سازی شده در دو حالت از چگالی بالا به پایین (HtL) و چگالی پایین به بالا (LtH) طراحی و روند تغییرات دما با زمان در هر دو حالت مطالعه شده است. در نتایج بدست آمده، ایروژل‌ساختار گرادیانیLtH کمترین میزان انتقال حرارت را نشان داده (افزایش بازده ۲ درصدی ساختار گرادیانی(LtH) نسبت به ساختار بهینه(OPT)) و به عنوان بهترین ساختار برای ایجاد یک عایق حرارتی پیشنهاد می‌شود.

مهندسی پزشکی

امکان سنجی و بررسی میکروسکوپی ساز و کار فرایند ازدیاد برداشت نفت با استفاده از تزریق نانو ذرات خاک رس در میکرو مدل شیشه ای

دوره 2، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 41-56

آرزو جعفری؛ رضا غریب شاهی؛ وحید برخورداری

چکیده در سال‌های اخیر با پیشرفت علم نانو، بسیاری از محققین به استفاده از این مواد برای حل مشکلات موجود در بخش‌های مختلف صنعت نفت روی آورده‌اند. نانو سیال‌های تهیه شده با این مواد می‌توانند جدایش نفت و گاز در داخل مخزن را تسهیل نمود و میزان برداشت نفت را نسبت به روش‌های فعلی افزایش دهند. لذا در این پژوهش اثر نانو ذرات خاک رس بر روی ضریب برداشت نفت مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از دو سیال پایه مختلف آب و اتانول برای پخش شدن نانو ذرات در آن‌ها استفاده شد. اثر افزودن نانو ذرات خاک رس بر روی تغییرات گرانروی و کشش بین سطحی اندازه‌گیری شد. همچنین به منظور بررسی اثر غلظت نانو ذرات در سیال پایه بر روی ضریب برداشت نهایی نفت، نانو سیالات با 3 و 5 درصد وزنی نانو ذرات تهیه شدند. نتایج نشان دادند که اگرچه نانو سیالات حاوی نانو ذرات خاک رس پایداری کمی دارند اما در همین شرایط نیز با اضافه کردن آن‌ها به سیال پایه ضریب برداشت نفت افزایش چشمگیری داشت. همچنین اثر این نانو ذرات هنگامی که در سیال پایه آب پخش می‌شوند بیشتر از اتانول خواهد بود. به عنوان مثال در 5 درصد وزنی، ضریب برداشت نفت با نانو سیال پایه آبی 7/49 درصد و با نانو سیال پایه اتانولی 46 درصد است.

مهندسی پزشکی

مطالعه داده‌های آزمایشگاهی مربوط به تغییر گرانروی نفت خام بر پایه نانو سیالات حاوی اکسید‌های نانو ذرات به کمک شبکه‌های عصبی مصنوعی

دوره 2، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 75-89

فهیمه درخشان فرد؛ حسن عطاری

چکیده در این مقاله عملکرد تعمیم شبکه‌های عصبی مصنوعی RBF بر داده‌های آزمایشگاهی بدست آمده بر تاثیر نانو ذرات Fe2O3، ZnO، TiO2، WO3و NiO در دما و کسرجرمی‌های مختلف بر گرانروی نفت خام مورد بررسی قرار گرفته است. مورفولوژی و پایداری نانوذرات با استفاده از آنالیز DLS و TEM بررسی شده، نتایج آنالیزها نشان داد که متوسط قطر نانوذرات از 10 تا 40 نانومتر برای اکسیدهای نانو ذرات مختلف تغییر می‌کند. روش جامعی جهت محاسبه مقدار بهینه گستردگی توابع گاوسین آیزوتروپیک همراه با الگوریتم ویژه‌ای برای آموزش شبکه‌های RBF ارائه شده است. نتایج این مطالعه مشخص می‌نماید که شبکه‌های عصبی RBF به دلیل دارا بودن مبانی علمی مستحکم و همچنین قابلیت فیلتر نمودن نویزها، از عملکرد مناسبی برخوردار است. با افزایش دما نسبت ویسکوزیته نانو سیال به سیال پایه کاهش می‌یابد. علاوه بر آن با افزایش درصد نانوذرات ویسکوزیته نسبی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. برای دماهای بالاتر از °C50 ویسکوزیته نسبی کمتر از واحد به دست آمده که این نشان دهنده کاهش ویسکوزیته نانوسیال به سیال پایه می‌باشد.

مهندسی پزشکی

بهبود خواص حرارتی اَبَرعایق چندلایه بر پایه ایروژل نووالاک

دوره 2، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 3-18

بابک ولی پور گودرزی؛ احمدرضا بهرامیان

چکیده در بین مواد بشرساخت، ایروژل دارای کمترین ضریب هدایت حرارتی است. کمترین میزان هدایت حرارتی که ایروژل می‌تواند داشته باشد، معادل هدایت حرارتی گاز هوا، W/mK021/0 است. در برخی کاربردها، هدایت حرارتی بسیار کمتری مورد نیاز است. در این تحقیق از ایروژل‌ نووالاک به عنوان جداکننده در طراحی و ساخت ابرعایق چندلایه با صفحات بازتابشی آلومینیوم استفاده شده است. عملکرد این عایق‌ها به شدت به چگالی، تخلخل و ابعادحفرات جداکنند‌های ایروژل و همچنین تعداد لایه در واحد ضخامت کل عایق چندلایه وابسته است. در این تحقیق به منظور کاهش هدایت حرارتی موثر عایق‌های چندلایه، دو متغیر چگالی جداکننده ایروژل جداکننده و نسبت تعداد لایه در ضخامت عایق(چگالی لایه)، برای شرایط مرزی دمایی ˚C25 تا ˚C200 مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، با بررسی تاثیر تغییرات چگالی ایروژل نووالاک بر هدایت حرارتی، ایروژل نووالاک با چگالی g/cm3 076/0 به عنوان بهترین جداکننده در عایق چندلایه انتخاب شد، و در بخش بعدی، نسبت 25 لایه در هر سانتی متر از ضخامت عایق به عنوان بهترین چگالی لایه انتخاب شد. در نهایت با ساخت عایق چندلایه بر اساس این نتایج، عایق با ضریب هدایت حرارتی موثر حدود W/mK4-10×5 بدون اعمال خلا در لایه جداکننده حاصل شد.

مهندسی پزشکی

اثر سوخت جی پی-4 بر اصطکاک لاستیک نیتریل و آلومینیوم با زبری‌های مختلف

دوره 2، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 19-29

محمد رضا پورحسینی؛ مهدی رزاقی کاشانی؛ سیده مهدیه عمرانی

چکیده یکی از مشکلات استفاده لاستیک‌ها در صنایع مختلف ایجاد تنش سطحی در سطح لاستیک است که منجر به ترک سطحی و شکست لاستیک شده و عمر آن را کاهش می‌دهد. این تنش‌ها به هنگام تماس قسمت لاستیکی با سطح فلزی و اصطکاک این دو سطح ایجاد می‌شوند. ناهمواری سطح، ترکیب آمیزه لاستیکی و عوامل محیطی، شرایط آزمون و ... بر اصطکاک لاستیک – فلز اثر می‌گذارند. ناهمواری سطح نقش مهمی در سرش دو سطح در کنار یکدیگر ایفا و عمدتا رفتار اصطکاکی را کنترل می‌کند. از طرفی اثر ناهمواری بر ضریب اصطکاک با استفاده از یک روان‌کننده مناسب قابل کنترل است. در پژوهش حاضر با توجه به کاربرد سوخت جی پی -4 در صنایع هوایی، اثر روانکاری سوخت جی پی-4 بر میزان کاهش ضریب اصطکاک سرشی میان لاستیک نیتریل و سطح آلومینیوم با زبری‌های مختلف بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد، ضریب اصطکاک وابستگی خوبی با متغیر متوسط ناهمواری سطح (Ra) دارد. با اعمال سوخت جی پی -4 به عنوان روان‌کننده، ضریب اصطکاک حدود 75 % درصد کاهش یافت. همچنین جی پی -4، روند تغییرات ضریب اصطکاک نسبت به ناهمواری سطح را از کاهشی در حالت خشک به روندی افزایشی در حالت روانکاری تغییر داد.

مهندسی پزشکی

مطالعه سینتیک رشد و تولید کمپلکس کیتین- گلوکان در کشت غوطه ور قارچ دارویی گنودرما لوسیدوم

دوره 2، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 31-43

اکرم مرادی تنها؛ اشرف‌السادات حاتمیان زارمی؛ بهمن ابراهیمی حسین‌زاده؛ زهرا بیگم مختاری حسینی؛ سهیل کیانی راد

چکیده گنودرما لوسیدوم یکی از شناخته شده‌ترین قارچ‌های دارویی جهان است. این قارچ حاوی مقادیر قابل توجهی از متابولیت‌های ثانویه و پلی‌ساکاریدهای خارج و داخل سلولی می‌باشد که هریک از آن‌ها مصرف دارویی و پزشکی بخصوصی دارند. کمپلکس کیتین گلوکان (CGC) از پلی‌ساکاریدهای مهم این قارچ محسوب می شود. از بین ده محیط کشت متفاوت که مورد آزمایش قرار گرفت، محیط کشت دارای مقدار 24 گرم در لیتر PDB و 1 گرم در لیتر پپتون با میزان وزن خشک سلولی برابر 6/11 گرم در لیتر، مقدار CGC تولیدی برابر 2/3 گرم در لیتر و 6/27 درصد CGC در وزن خشک سلولی، به‌عنوان محیط کشت مناسب انتخاب شد. برای مشخصه یابی CGC تولید شده آنالیز FTIR و بررسی خاصیت ضدباکتریایی انجام شد. پروفایل زمانی رشد و تولید CGC به مدت 20 روز به دست آمد و با استفاده از مدل رشد لجستیک و لودکینگ- پایرت، ضریب ویژه رشد قارچ گنودرما لوسیدوم (mµ) و نرخ بهره‌وری حجمی تولید محصول به ترتیب 1- day5274/ و0 g CGC L -1 day-1 85/2 محاسبه شد. نتایج نشان داد که انطباق خوبی بین دادهای تجربی رشد سلولی با مدل لجستیک (9679/0 R2 =) و داده های تجربی تولید CGC با مدل لودکینگ-پایرت (9901/0 R2 =) وجود دارد. مدل سینتیکی ارائه شده می‌تواند راهنمایی موثر برای کنترل فرآیند تخمیر در تولید صنعتی پلیمر ارزشمند CGC باشد.

مهندسی پزشکی

طراحی سامانه دارویی آهسته رهش 5 - فلوئوراسیل با استفاده از نانوذرات مغناطیسی کیتوسان در ماتریس گلیسرول مونولئات

دوره 2، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 45-56

مریم عسگرزاده؛ شاداب شهسواری؛ علی وزیری یزدی؛ الهام منیری

چکیده هدف پژوهش: امروزه با افزایش سرطان، بسیاری از دانشمندان برآنند که این بیماری را درمان کنند و به همین جهت داروهای متعددی در این زمینه تولید شده است که اثرات جانبی برروی بافت های غیر هدف دارند، یکی از راههای غلبه بر این مشکل استفاده از نانوذرات کیتوسان به عنوان حامل داروها می باشد زیرا کیتوسان به عنوان یک ترکیب غیرسمی دارای خاصیت زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بوده و کاربرد های بسیاری در زمینه داروسازی و پزشکی دارد. روش: در این تحقیق داروی 5-فلوئوراسیل به عنوان یک داروی ضد سرطان سینه، با استفاده از نانوذرات مغناطیسی کیتوسان که درون ماتریس گلیسرول مونولئات پوشش داده شده است برای دارورسانی هدفمند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: سپس جهت مطالعه ویژگیهای سطحی نانو جاذب اصلاح شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، برای بررسی ساختار از طیف سنجی مادون قرمز و برای تعیین مقاومت حرارتی آنالیز وزن سنجی-حرارتی، جهت تجزیه تحلیل ساختار نمونه از طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، برای بررسی خواص مغناطیسی نانو ذره سنتز شده از دستگاه مغناطیس سنج و جهت تشخیص نوع فاز تشکیل شده در شبکه ماتریس گلیسرول مونولئات از میکروسکوپ نوری پلاریزه استفاده شد. همچنین مطالعه رهایش اسانس در محیط برون-تنی میزان 90% در طول 30 ساعت را نشان داد. نتیجه گیری: نانوذرات مغناطیسی کیتوسان در ماتریس گلیسرول مونولئات تهیه شده در شرایط بهینه با ساختار کروی و پایداری حرارتی بالا، می تواند به عنوان حاملی مناسب برای مصارف دارویی و علی الخصوص داروی 5-فلوئوراسیل به کار رود.

مهندسی پزشکی

بازیابی زیستی مس از زباله‌های الکترونیکی بدون تنظیم روزانه pH با استفاده از اسیدیتیوباسیلوس‌فرواکسیدانس

دوره 2، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 57-65

مهدخت ارشدی؛ سهیلا یغمایی؛ سید محمد موسوی

چکیده زباله‌های الکترونیکی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پسماندهای جامد قرن 21ام شناخته شده‌اند و دو تا سه برابر سریع‌تر از سایر جریان‌های زباله‌های شهری در حال تولید شدن هستند. زباله‌های الکترونیکی به دلیل داشتن مقادیر قابل توجهی از فلزات قلیایی طبیعتی قلیایی دارند و در هنگام افزودن به محیط pH را به صورت قابل توجهی افزایش می‌دهند. بسیاری از پژوهشگران با پیش‌فرض قراردادن این موضوع‌که فعالیت این باکتری در محدوده pH بهینه آن (5/1 تا 5/2 ) منجر به استخراج بیشنیه فلزات هدف می‌شود در حین فرایند فروشویی زیستی با تصحیح روزانه pH و استفاده از مقادیر قابل توجه سولفوریک اسید در تمامی مراحل pH فرایند را حدود 2 تنظیم می‌کنند. در این پژوهش به منظور بررسی صحت این فرضیه دو نمونه کاملا مشابه تنها با تفاوت اینکه pH یکی از نمونه‌ها روزانه تنظیم می‌شد مورد بررسی قرار گرفت. در هر دو آزمایش سایر شرایط مشابه و برابر چگالی توده نمونه زباله الکترونیکی g/l 15، تلقیح 10% حجمی، در دمای ºC30 و دور همزن rpm130در نظر گرفته شد. در مدت 25 روز میزان بازیابی فلز مس، شمارش باکتری، pH و پتانسیل اکسایش و کاهش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان ‌داد بیشینه بازیابی مس در نمونه‌ی بدون تنظیم pH برابر 100% و در نمونه با تنظیم pH برابر 90% است. همچنین منحنی شمارش باکتری نشان‌دهنده فعالیت مناسب باکتری در هر دو حالت است. بنابراین به منظور افزایش بازیابی، کاهش مصرف اسید و در نتیجه صرفه اقتصادی فرایند، عدم تنظیم pH در طول فرایند پیشنهاد داده می‌شود.

مهندسی پزشکی

مطالعه رفتار جذب سامانه‌های رقیق پلیمری بر پایه پلی‌اکریل‌آمید سولفونه در بهبود بازیافت نفت

دوره 1، شماره 1، آذر 1396، صفحه 5-16

جمال اعلایی؛ احسان الوند؛ محمود همتی؛ ولی احمد سجادیان

چکیده جذب سامانه­های پلیمری بر روی سنگ مخازن نفتی با تغییر ترشوندگی سطح، سبب بهبود بازیافت نفت و کاهش تولید آب ناخواسته می­شود. در پژوهش حاضر، رفتار جذب سامانه­های رقیق پلیمری بر پایه پلی­اکریل­آمید سولفونه بر روی سطح ذرات شیشه (به عنوان نمادی از سطح مخازن ماسه سنگی) و همچنین تأثیر این پدیده بر تغییر خواص سطحی این ذرات بررسی شد. نتایج آزمون­های انجام شده نشان داد که سامانه­های شبکه­ای شده پلی­اکریل­آمید سولفونه رقیق، نسبت به محلول پلی­اکریل­آمید سولفونه، جذب کمتری بر روی سطح شیشه دارند. همچنین آزمون­های زاویه تماس نیز نشان داد که تأثیر سامانه­های شبکه­ای شده بر تغییر خواص سطحی ذرات شیشه کمتر از محلول پلی­اکریل­آمید سولفونه است. علاوه بر این، مشخص شد که مدل هم­دمای جذب لانگمویر (Langmuir Isotherm) بهتر از مدل فرندلیش (Freundlich Isotherm) با داده­های آزمایشگاهی جذب سامانه­های تهیه شده تطابق دارد. همچنین بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد که جذب این سامانه­ها بر روی سطح شیشه فرایندی خودبه­خودی و گرمازا است.

مهندسی پزشکی

بهبود خاصیت ضد گرفتگی غشای پلی‌اترسولفون با افزودن پلورونیک اف-127 در همودیالیز خون

دوره 1، شماره 1، آذر 1396، صفحه 17-30

مهدی منصور شریف لو؛ آزاده غائی؛ بهروز سادات نیا؛ زهرا منصورپور

چکیده فرایند همودیالیز به منظور تصفیه خون بیمارانی که مبتلا به نارسایی کلیه هستند، مورد استفاده قرار می­گیرد. غشاهای همودیالیز معمولاً از پلی­اترسولفون هستند که در کنار مزایای ویژه، آب‏گریزی آن سبب کاهش شدید زیست‏سازگاری غشای مورد استفاده می‏شود. در اثر تماس خون با غشاهای همودیالیز پلی‏اترسولفون، پروتئین‏های خون جذب سطح غشا شده و با تشکیل یک لایه پروتئینی سبب بروز مشکلاتی نظیر چسبندگی پلاکت‏ها و انعقاد سلول‏های خون می‏شود. امروزه با استفاده از روش‏های اصلاحی، آب­دوستی و زیست‏سازگاری غشاهای پلی‏اترسولفونی را افزایش می‏دهند. در این تحقیق به منظور بهبود آب­دوستی و جلوگیری از گرفتگی غشاهای پلی‌اترسولفون از کوپلیمر سه بلوکی دوگانه‏دوست پلورونیک اف- 127 به صورت پلی‏اتیلن اکسید- پلی‏پروپیلن اکسید- پلی‏اتیلن اکسید به عنوان افزودنی در ساخت غشا استفاده شده است. در این کوپلیمر جزء آب­گریز پلی‏پروپیلن اکسید باعث چسبندگی پلورونیک به زمینه پلی‏اترسولفونی شده و جزء آب­دوست پلی‏اتیلن اکسید سبب آب­دوستی غشا می‏شوند. به منظور بررسی وجود یا عدم وجود پلورونیک اف-127 در غشاهای ساخته شده، آزمون طیف‏سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای بررسی عملکرد غشاها به منظور دست­یابی به بهترین درصد پلورونیک اف-127، این غشاها تحت آزمون زاویه تماس با آب، استحکام مکانیکی و آزمایش‏های صافش قرار گرفتند. برای بررسی ریزساختار غشاها نیز از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش پلورونیک اف-127 اندازه حفرات غشا افزایش و زاویه تماس کاهش یافته و در نتیجه شار عبوری غشا تا L/m2h554 افزایش می­یابد. خواص مکانیکی غشاها با افزودن پلورونیک اف-127 به زمینه غشا با افت شدید مواجه می­شود. نسبت بازیابی شار غشاهای پلی‏اترسولفون/پلورونیک اف-۱۲۷ نسبت به غشاهای پلی­اترسولفون خالص تا %12 افزایش داشته است.

مهندسی پزشکی

تهیه و شناسایی سازه لیفی فوق آب گریز سیلیکاایروژل/بازالت خشک‌ شده در فشار محیط

دوره 1، شماره 1، آذر 1396، صفحه 31-38

زهرا طالبی مزرعه شاهی؛ نگار حبیبی؛ علی زادهوش

چکیده در سال­های اخیر، تهیه سازه­های لیفی ایروژلی منعطف، مستحکم و دوست­دار محیط­زیست، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، سازه لیفی جدید سیلیکاایروژل/الیاف بازالت برای اولین بار با استفاده از الیاف بازالت و نانوساختار سیلیکاایروژل بر اساس فرآیند سل-ژل دومرحله­ای و روش خشک­کردن در فشار محیط و با غوطه­ورسازی لایه­ی الیاف بازالت در سل سیلیکا تهیه شد. ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل با استفاده از آزمون­های میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان وسیع (FE-SEM) و جذب و واجذب نیتروژن، شناسایی و گروه­های شیمیایی، خواص آب­گریزی و زبری سطح الیاف بازالت و سازه با استفاده از آزمون­های مختلف شامل آزمون­ طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، زاویه تماس و زبری سطح بررسی شد. نتایج نشان دادکه ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل حاصل، چگالی g/cm3 34/0، تخلخل 85% و سطح مخصوص m2/g 750 دارند. اندازه حفرات در محدوده 2-22 نانومتر بوده و میانگین آن­ها 5/1±7 نانومتر است. بررسی ریخت­شناسی الیاف و سازه حاصل نشان داد که تشکیل ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل و پوشش آن­ها بر سطح الیاف بازالت در اثر فرایند سنتز سل-ژل به­طور موثری صورت گرفته و منجر به ایجاد خواص آب­گریزی شدید در الیاف بازالت آب­دوست شده است. به­طوری­که زاویه تماس الیاف بازالت با آب از ۰ درجه به ۱۱۴ درجه در سازه حاصل افزایش پیدا کرد. همچنین زبری سطح الیاف بازالت در اثر پوشش­دهی با سیلیکاایروژل، به میزان قابل­ملاحظه­ای افزایش یافته و افزایش حجم سل در تهیه سازه حاصل منجر به پوشش­دهی بیشتر سطح الیاف بازالت با ذرات سیلیکاایروژل شده و بنابراین افزایش زبری سطح الیاف از 6/3 به 11 میکرومتر را درپی داشت.

مهندسی پزشکی

بهبود خواص واشرهای حلقه‌ای مورد استفاده در سامانه‌های هیدرولیک بر پایه لاستیک آکریلونیتریل بوتادین با استفاده از نانورس

دوره 1، شماره 1، آذر 1396، صفحه 39-48

سیدمحمدرضا پرن؛ قاسم نادری؛ میرحمیدرضا قریشی

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) 7272 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.