پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: در این پژوهش، در گام نخست نانوذرات Fe₃O₄ با بهره‌گیری از روش هم‌رسوبی کنترل‌شده سنتز شد. سپس با استفاده از روش اشتوبر و حضور تترااتیل‌ارتوسیلیکات (TEOS) به‌عنوان منبع سیلیکا، پوششی یکنواخت بر سطح نانوذرات اکسیدآهن ایجاد و بدین‌ترتیب، نانوذرات هسته–پوسته Fe₃O₄@SiO₂ با ساختاری پایدار و منظم تهیه شد. پس از آن، سطح نانوذرات حاصل با پلیمر نقش‌گذاری مولکولی (MIP) عامل‌دار شد تا جاذبی هدفمند و انتخاب‌پذیر برای حذف یون‌های روی (Zn²⁺) از محلول‌های آبی حاصل شود. غلظت یون‌های باقی‌مانده در محلول با استفاده از دستگاه پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP) تعیین شد.
روش تحقیق: به‌منظور بررسی دقیق ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و ساختاری نانوجاذب سنتزی، آزمون‌های مختلفی شامل میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، توزیع اندازه ذرات (DLS)، مغناطیس‌سنج نمونه ارتعاشی (VSM)، آزمون گرماوزنی (TGA)، پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) مورد استفاده قرار گرفت.
نتایج اصلی: نتایج این آزمون‌ها بیانگر ساختار منسجم، اندازه یکنواخت ذرات، پایداری حرارتی مناسب و حضور موفق گروه‌های عاملی فعال بر سطح نانوذرات است. عملکرد جذب نانوجاذب در حذف یون‌های Zn²⁺ با بررسی تأثیر عوامل مختلفی از جمله مقدار جاذب، زمان تماس، pH محلول و غلظت اولیه یون فلزی مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس نتایج بهینه‌ شده، در شرایط مقدار جاذب 16 میلی‌گرم، 7=pH، غلظت اولیه mmol/L 0.45، حجم محلول 50 میلی‌لیتر و زمان تماس 21 دقیقه، میزان حذف یون‌های روی به 96% رسید که نشان‌دهنده کارایی بالای جاذب است (mg/g107.55). مطالعات هم‌دمایی نشان داد که فرایند جذب از مدل لانگمویر پیروی می‌کند و ماهیت آن تک‌لایه‌ای است. همچنین، بررسی سینتیکی فرایند جذب نشان داد داده‌های تجربی با مدل شبه ‌مرتبه دوم انطباق بالایی دارند که این موضوع بیانگر غالب‌بودن سازوکار جذب شیمیایی در مرحله تعیین‌کننده سرعت واکنش است. علاوه بر این، نانوجاذب سنتزی قابلیت جداسازی مغناطیسی آسان و استفاده مجدد در چندین چرخه متوالی جذب–واجذب را بدون کاهش محسوس در عملکرد جذبی حفظ می‌کند. بدین‌ترتیب، جاذب طراحی‌شده به‌عنوان سامانه‌ای پایدار، کارآمد و دوستدار محیط‌زیست، گزینه‌ای امیدبخش برای تصفیه مؤثر پساب‌های صنعتی حاوی یون‌های فلزات سنگین به‌شمار می‌رود.

چکیده موضوع تحقیق: نانومواد سلولزی، شامل نانوبلور سلولز، نانوالیاف سلولزی و سلولز باکتریایی، به‌دلیل وزن کم، استحکام مکانیکی بالا، مدول کشسانی مناسب و قابلیت تجدیدپذیری، به‌عنوان تقویت‌کننده‌های مؤثر در ماتریس‌های اپوکسی موردتوجه گسترده قرار گرفته‌اند. بااین‌حال، آب‌دوستی ذاتی این نانوذرات و چسبندگی ضعیف آن‌ها با رزین اپوکسی، چالش‌هایی اساسی در بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌ها ایجاد می‌کند. ازاین‌رو، اصلاح سطح نانوذرات سلولزی به‌عنوان راهکاری کلیدی برای ارتقای سازگاری بین فازها و بهبود خواص نهایی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی مطرح است.
روش تحقیق: در این پژوهش، مطالعات منتشرشده در بازه زمانی ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ مورد مرور و تحلیل قرار گرفته‌اند. تمرکز اصلی بر روش‌های مختلف اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از جمله استفاده از سیلان‌ها، پوشش‌های آب‌گریز، واکنش‌های استری‌شدن و سایر اصلاحات شیمیایی بوده است. این روش‌ها با هدف کاهش آب‌دوستی نانوالیاف، افزایش چسبندگی بین فاز تقویت‌کننده و ماتریس اپوکسی و بهبود پراکندگی یکنواخت نانوذرات در ساختار نانوکامپوزیت‌ها بررسی شده‌اند.
نتایج اصلی: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از طریق بهبود برهم‌کنش فصل مشترک و توزیع یکنواخت در ماتریس اپوکسی، موجب افزایش محسوس دمای آغاز و بیشینه تخریب حرارتی، کاهش نرخ تخریب و افزایش مقدار زغال باقی‌مانده در دماهای بالا می‌شود. این اصلاحات همچنین با کاهش تجمع نانوالیاف، منجر به افزایش قابل‌توجه مقاومت کششی، مدول کشسانی و سفتی و بهبود رفتار شکست و مهار گسترش ترک‌ها می‌شود. نتایج کمی حاکی از آن است که نوع روش اصلاح سطح، ماهیت و تراکم گروه‌های عاملی، درصد بهینه بارگذاری و یکنواختی پراکندگی نانوالیاف نقش کلیدی در میزان ارتقای خواص حرارتی و مکانیکی ایفا می‌کنند. در مجموع، این مقاله با جمع‌بندی پیشرفت‌های اخیر، چارچوبی کمی، منظم و مهندسی‌شده برای طراحی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی پایدار، مقاوم و قابل‌کاربرد در دماهای بالا و محیط‌های صنعتی چالش‌برانگیز ارائه می‌دهد.

چکیده این مقاله مروری به بررسی پیشرفت‌های اخیر در زمینه بهبود خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و ضدخوردگی رزین اپوکسی از طریق افزودن نانوذرات اکسیدروی اصلاح‌شده می‌پردازد. هدف از این مرور، تبیین نقش نوع عامل اصلاح سطحی و درصد وزنی نانوذرات در عملکرد نانوکامپوزیت‌های اپوکسی و ارائه دیدی جامع از یافته‌های پژوهش‌های انجام‌شده در این حوزه است. در این مطالعه مروری، منابع علمی و پژوهش‌های تجربی منتشرشده در زمینه نانوکامپوزیت‌های اپوکسی حاوی نانوذرات اکسیدروی مورد بررسی و تحلیل تطبیقی قرار گرفته‌اند. مقالات منتخب بر اساس معیارهایی همچون نوع اصلاح سطح نانوذرات، روش اختلاط و پراکنش، درصد وزنی نانوذرات و اثر آن‌ها بر خواص مکانیکی و حرارتی رزین اپوکسی تحلیل شده‌اند. همچنین، یافته‌های گزارش‌شده در زمینه استفاده از ساختارهای هیبریدی و اثرات هم‌افزایی آن‌ها جمع‌بندی شده‌است. مرور مطالعات نشان داد که توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس اپوکسی موجب افزایش چسبندگی بین فازها، جلوگیری از تمرکز تنش و رشد ترک‌ها و در نتیجه بهبود استحکام و دوام ساختار می‌شود. نتایج اغلب پژوهش‌ها حاکی از آن است که بارگذاری‌های پایین نانوذرات (در محدوده ۰٫۲۵ تا ۱ درصد وزنی) به پراکندگی بهتر و بهبود خواص مکانیکی منجر می‌شود، درحالی‌که مقادیر بالاتر باعث تجمع ذرات و افت عملکرد مکانیکی می‌شود. همچنین اصلاح سطح نانوذرات با گروه‌های سیلانی یا آمینی موجب افزایش سازگاری با ماتریس پلیمری، بهبود انتقال تنش و پایداری حرارتی بیشتر شده است. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ساختارهای هیبریدی نانوکامپوزیت‌ها با ایجاد اثر هم‌افزایی، موجب ارتقای هم‌زمان چندین ویژگی عملکردی می‌شوند. جمع‌بندی نتایج نشان می‌دهد که استفاده از نانوذرات اصلاح‌شده در رزین اپوکسی چشم‌انداز روشنی برای توسعه مواد پیشرفته در صنایع الکترونیک، نوری، دریایی، پزشکی و هوافضا فراهم کرده است.

چکیده  موضوع تحقیق: در این پژوهش با استفاده از تکنیک الکتروریسی الیاف پلیمری لایه حساس رسانای برپایه پلی­ بنزی ­ایمیدازول/ نانولوله ­کربنی به منظور شناسایی ترکیبات آلی فرار (متانول، اتانول، ایزوپزوپیل الکل (IPA)، استون) و بخار آب طراحی و ساخته شده است.
روش تحقیق: روش انجام پژوهش به صورت تجربی می ­باشد. در ابتدا شرایط فرایندی مختلف مانند دبی، ولتاژ و فاصله سوزن تا جمع کننده مورد بررسی قرارگرفت تاامکان تولید لیف یکنواخت و با قطر نانومتری بدست بیاید. سپس با لایه نشانی الیاف بر روی الکترود شانه ­ای لایه حساس حسگر ساخته شد و پاسخ دینامیک آن توسط یه دستگاه ساخته ­شده توسط گروه مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج اصلی: نتایج نشان داده است که با تنظیم میزان دبی cc.hr-1 0/5 و ولتاژ24 کیلو ولت و فاصله نازل تا جمع ­کننده 15 سانتی­متر می ­توان الیاف یکنواخت با قطر چند نانومتر تولید کرد که این ساختار با استفاده از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تائید شده­ است. میزان تخلخل موجود در الیاف با استفاده از آزمون اندازه ­گیری سطح ویژه سه نقطه ­ای (BET) اندازه ­گیری شد که برابر 18/23 m2.gr-1 بدست آمد. نتایج آزمون پویای حسگری نشان­ دهنده پاسخ بسیار خوب حسگر ساخته شده در مقابل الکل­ها و استون می ­باشد، به ­گونه­ای که شدت پاسخ با کاهش میزان قطبیت الکل­ها از متانول به ایزوپزوپیل الکل افزایش می ­یابد. زمان پاسخ حسگرها بسیار کوتاه (کمتر از10 ثانیه ) می ­باشد که این مساله به­ دلیل ساختار نانوالیاف لایه حساس است که سبب می­شود تا نفوذ مولکول­های بخار و دسترسی آن­ها به سایت­های فعال به­ شدت افزایش یابد. در نهایت نیز روند پاسخ و انتخاب­ پذیری حسگر به­ دست آمده در مقابل بخارات هدف بر اساس پارامترهای ترمودینامیکی مانند پارامتر برهم­کنش فلوری- هاگینز مورد مطالعه قرار گرفته است.

چکیده آلودگی آب و خاک با فلزات سنگین خطرات و تهدیدهای جدی برای سلامتی بشر و محیط زیست ایجاد می­کند و لذا یافتن راهکاری مؤثر برای حذف این فلزات بسیار لازم و ضروری می­باشد. در این پژوهش ابتدا نانو ذرات مغناطیسی MnFe₂O₄@SiO₂ عامل­دار شده با N- فسفونو متیل آمینو دی­استیک اسید با ساختار هسته-پوسته سنتز شدند. سپس خصوصیات گروه‌های عاملی سطحی، ساختار کریستالی، خواص مغناطیسی، اندازه و مورفولوژی سطحی این نانوذرات با بکارگیری آنالیزهای طیف­سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش اشعه ایکس (XRD)، میکرسکوپ الکترونی عبوری (TEM) میکرسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، آنالیز توزین حرارتی (TGA) و مغناطیس­سنج نمونه مرتعش (VSM) مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. نهایتاً بررسی کارایی این نانوجاذب سنتزی در حذف یون­های مس و کروم از محلول­های آبی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلف همچون اثر pH، مقدار جاذب و زمان تماس بر میزان جذب یون­های مس و کروم از محلول بررسی گردید. نتایج نشان می­دهد که با افزایش میزان pH از 5/2 تا 5 میزان جذب دو یون فلزی مس (II) و کروم (VI) به طور چشمگیری افزایش می­یابد و بالاترین راندمان جذب در pH برابر 7 حاصل شد. میزان R در نمودار جذب فرندلیچ یون مس نسبت به ایزوترم لانگمویر بیشتر است و در نتیجه جذب یون مس بر روی جاذب از معادله جذب فرندلیچ تبعیت می­کند. همچنین میزان R در نمودار جذب فرندلیچ برای یون کروم نسبت به ایزوترم لانگمویر بیشتر می­باشد و از اینرو جذب یون­های کروم بر روی جاذب از معادله جذب فرندلیچ پیروی می­کند. همچنین در معادله فرندلیچ میزان nبالا نشان­دهنده جذب مطلوب و مؤثر می­باشد. علاوه بر این بررسی ایزوترم­های جذب نشان می­دهد که جذب فلزات کروم و مس از دو مدل لانگمویر و فرندلیچ پیروی می­کند. همچنین قابلیت بازیافت و استفاده مجدد جاذب در چرخه متوالی جذب-واجذب با بکارگیری یک مگنت مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان می­دهد که کاهش قابل توجهی در فعالیت جاذب مشاهده نمی­شود.

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 (1، 2 و 3 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 %68 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 2 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.

چکیده فرضیه­: یکی از روش های بهبود غشاهای ماتریس مخلوط نانوکامپوزیتی استفاده از نانوذرات و ترکیبات حاوی گروه ­های عاملی هیدروکسیل و کربوکسیل است که می ­تواند انتخابی مناسب برای کمک به نفوذ بیشتر گاز CO₂ باشد. در پژوهش حاضر، گزینش­ پذیری و نفوذ پذیری ماتریس پلی اتر بلوک آمید/پلی وینیل الکل (Pebax/PVA) با بارگذاری نانوذره اکسید منیزیم (MgO) بررسی شد. طبق مطالعات پیشین حضور MgO در ماتریس Pebax/PVA می­ تواند با ایجاد فضای بین مولکولی، نفوذپذیری CO₂ را افزایش ­دهد.
روش ­ها: در این پژوهش، غشای نانوکامپوزیتی پلی اتر بلوک آمید/پلی وینیل الکل (Pebax/PVA) با نسبت وزنی 80 به 20 حاوی 10% نانوذره اکسید منیزیم (MgO) به روش ریخته ­گری محلول ساخته شد. عملکرد نانوکامپوزیت Pebax/PVA/MgO به منظور جداسازی گازهای CH₄و CO₂ با آزمون های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته ­ها: مشخصه ­یابی غشاهای ساخته شده به وسیله آزمون ­های تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مورد بحث قرار گرفت. تصاویرFESEM نشان داد زبری سطح با افزودن نانوذرات افزایش یافته و نانوذرات به خوبی در ماتریس پلیمری پراکنده شده ­اند.تجزیه و تحلیل نتایج XRD نشان داد که نانوذره MgO برهمکنش بیشتری با زنجیره ­های PVA نسبت به زنجیره ­های Pebax دارد. پارامترهای مختلفی شامل محتوای پلی وینیل الکل و محتوای نانوذره MgO، فشار و دما به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب و اثرات آنها بر نفوذ پذیری گازهای CH₄ و CO₂ مطالعه شد. میزان نفوذپذیری غشاهای ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج دریافتی میزان نفوذپذیری گازهای CH₄ و CO₂ با افزودن MgO به طور قابل توجهی افزایش می­ یابد.

چکیده چکیده
موضوع تحقیق: پلی (2-اکسازولینها) خانواده ای از پلیمرهای مصنوعی هستند که دارای زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری مطلوبی بوده و به دلیل شباهت ساختاری با پلی پپتیدها اخیرا در کاربردهای دارورسانی نیز مورد توجه قرار گرفته اند. از آنجا که این پلیمرها خواص گرمایی و مکانیکی نسبتا پایینی دارند به کمک نانوذرات مناسب نظیر گرافن و نانولوله، تقویت شده و به صورت نانوکامپوزیت استفاده می شوند. سازوکار تقویت کنندگی نانوذرات در ماتریس این پلیمرها هنوز از دیدگاه مولکولی کاملا مشخص نشده است.
روش تحقیق: این پژوهش به منظور فهم بهتر برهمکنش پلیمری بر پایه 2-اکسازولین با تقویت کننده های نانویی دو بعدی و رفتار این پلیمر در مجاورت آنها صورت گرفت. صورتبندی و دینامیک یک تک زنجیر پلی (2-اتیل-2-اکسازولین)، به عنوان نماینده شناخته شده ای از این گروه، در مجاورت یک نانوصفحه گرافن عاملیت دار شده، به کمک دینامیک مولکولی کلاسیک و در یک بازه زمانی 10 نانوثانیه ای شبیه سازی شد. همچنین، اثر تغییر دما به همراه تغییر تعداد مونومرهای زنجیر پلیمر بر روی صورتبندی و دینامیک پلی (2-اتیل-2-اکسازولین) بررسی گردید.
نتایج اصلی: تصاویر لحظه ای بدست آمده در زمانهای مشخص نشان دادند که زنجیر پلیمر با نانوصفحه گرافن برهمکنش موثری نشان داده و جذب سطحی به سرعت رخ می دهد. این رویداد با تغییر صورتبندی زنجیر و دینامیک آن همراه است. زنجیر پلیمری در مجاورت نانوصفحه گرافن به صورت تقریبا موازی قرار گرفته و تاخوردگی ایجاد می شود. شعاع چرخش زنجیر در اثر این برهمکنش افزایش یافته و همچنین طول همبستگی جذب سطحی در حد ابعاد واحد تکراری زنجیر است. جابجایی مربع میانگین زنجیر پلی (2-اتیل-2-اکسازولین) با نزدیک شدن زنجیر پلیمر به نانوصفحه گرافن کاهش می یابد.

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 (T_g) و دمای مذاب (T_m) 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 25 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.

چکیده در این کار پژوهشی پلیمر با ساختار گروه­های دهنده-گیرنده حاصل از پلی­ آنیلین متصل به نانوذرات روی اکسید (ZnO) در یک انتها و گروه نفتالن در انتهای دیگر زنجیر سنتز، و ساختار و ترکیب شیمیایی، ریختار محصول و نیز خصوصیات نوری و الکتروشیمیایی آن مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار شیمیایی ترکیبات سنتز شده به کمک روش­های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)، رزونانس مغناطیسی هسته­ای (Nuclear Magntic Resonounce, ¹H NMR)، و ترکیب درصد اجزاء آلی و معدنی آن توسط روش­های تجزیه وزن سنجی گرمایی (Thermal Gravimetric Analysis, TGA) و طیف سنجی جذب اتمی (AAS)، بصورت 10 درصد بخش معدنی و ۹۰ درصد بخش آلی تعیین شده است. ثبت تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (Scanning Electron Microscopy, SEM) نشان داده که نمونه دارای ذرات با ریختار کروی و اندازه حدود 70 نانومتر می­باشد. طیف سنجی فرا بنفش-مرئی بازتابش نفوذی و بررسی رفتار الکتروشیمیایی نمونه­ها با استفاده از روش ولتامتری چرخه­ای (CV) نشان داده که با اتصال گروه­های نفتالن و نانوذرات ZnO به دو انتهای زنجیرهای پلی­آنیلین کافِ نوار انرژی نوری و الکتریکی نمونه­ها بترتیب به 19/1 و 95/0 الکترون ولت کاهش پیدا کرده است که به اثر این گروه­ها در افزایش طول سامانه مزدوج، کاهش سطح انرژی پایین­ترین اربیتال مولکولی اشغال نشده (LUMO) و افزایش سطح انرژی بالاترین اربیتال مولکولی اشغال شده (HOMO) نسبت داده می­شود. بررسی نمودارهای CV نشان داده که اثر این گروه­ها در کاهش سطح انرژی اربیتال LUMO کمی بیشتر از اثر آنها در افزایش سطح انرژی اربیتال HOMO می­باشد.

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 2-یوریدو-4-]1-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.

چکیده سوسپانسیون­های الیاف گیاهی بواسطه بار آنیونی نیازمند پلیمرهایی با بار الکترواستاتیکی کاتیونی برای تشکیل ساختاری مناسب و مستحکم می­باشند. تاجائیکه پلیمرهای باردار (پلی­الکترولیت) سنتزی و طبیعی جزو مواد پرکاربرد کارخانجات فراورده­های سلولزی قلمدادشده که بهبود ویژگی­های سوسپانسیون و شبکه الیاف را سبب می­گردند. در این راستا، افزودن پلیمر کاتیونی اکریلامید (CPAM) و نانوفیبریل سلولز آنیونی در چهار سطح صفر، 1/0، 15/0 و 2/0 درصد جرم خشک سوسپانسیون بصورت منفرد و تلفیقی به سوسپانسیون الیاف بازیافتی کاغذهای بسته­بندی قهوه­ای، بهبود ویژگی­های سوسپانسیون مشتمل بر ماندگاری، روانی و اتلاف مواد به­هنگام شکل­گیری و نیز شبکه لیفی خشک­شده شامل دانسیته، مقاومت­های کششی و ترکیدن را در مقایسه با تیمار شاهد نشان­داد. کاربرد منفرد پلی­اکریلامید کاتیونی و نانوفیبریل سلولز آنیونی به­ترتیب تا %8 و %2 ماندگاری کل (بهره­وری) را افزایش­داد. روانی سوسپانسیون الیاف و میزان اتلاف مواد با افزایش کاربرد منفرد CPAM بطور پیوسته و به­ترتیب تا %47 افزایش و کاهش یافته که مزایای چشمگیر فنی و اقتصادی را به­همراه دارد. دانسیته (5%+) و مقاومت­های کشش (% 17+) و ترکیدن (% 27+) کاغذ نیز بهبود چشمگیری را نسبت به نمونه شاهد نشان­داد. با اینحال، مقاومت پارگی شبکه لیفی کاهش یافت (% 4-) که به افزایش سهم ذرات ریز بواسطه نگهداشت بیشتر آنها توسط پلی­الکترولیت اکریلامیدی مربوط می­گردد. نانوفیبریل سلولزی نیز در کاربرد منفرد منجر به افزایش ماندگاری سوسپانسیون، دانسیته، شاخص­های کشش و ترکیدن کاغذ؛ کاهش روانی و اتلاف مواد از خمیرکاغذ و نیز افت مقاومت پارگی ­گردید. ماهیت آنیونی، سطح ویژه بالا و واجد پتانسیل پیوندهای فراوان هیدروژنی؛ دلیل این نتایج هستند. افزودن نانوفیبریل سلولز پس از CPAM، منجر به افزایش ماندگاری (تا بیش از %10) و روانی سوسپانسیون (حداقل %20)، تراکم و مقاومت­های کشش (تا %20) و ترکیدن (تا %50) و کاهش مقاومت پارگی (تا %8) گردید. افزودن نانوفیبریل سلولزی پس از CPAM در سطوح %2/0 و %15/0 به سوسپانسیون الیاف، عمدتاً موجب بهبود مقاومت کششی کاغذ در مقایسه با کاربرد منفرد پلیمر کاتیونی گشت. کاربرد توام پلیمرهای CPAM و نانوفیبریل سلولزی در مقاومت ترکیدن نیز بسته به تعامل نانوذره با پلیمر کاتیونی و سوسپانسیون الیاف، اثرات متفاوتی را برجای گذارده­است

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 200 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 56.5 و 59.55 درصدی را به ترتیب برای سیستم نانوسیال 200 ppm-سنگ کربناته و نانوسیال 1500 ppm-سنگ ماسه ای نشان دادند که به ترتیب 8.5 و 6.35 درصد نسبت به تزریق آب شور ازدیاد برداشت نتیجه حاصل گردیده است. نمودار های تراوایی نسبی با افزایش 10 درصدی اشباع آب نقطه تقاطعی در سیستم کربناته و با افزایش 12 درصدی اشباع آب نقطه تقاطعی در سیستم ماسه سنگی و اثر گذاری رفتاری ماده را در غلظت های مورد بررسی نشان دادند.

چکیده این تحقیق با هدف بررسی خواص نوری نانو کامپوزیت اکسیدگرافن و پلی متیل متا کریلات انجام شد. در ابتدا نانواکسید گرافن از اکسیداسیون پودر گرافیت توسط یک اسید قوی تهیه شد. شناسایی، تعیین خلوص و اندازه ذرات با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز، پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی بدست آمد. میانگین اندازه نانو ذرات اکسید گرافن با استفاده از تکنیک XRD حدود nm 4/38 تخمین زده شد. سپس نانوکامپوزیت هایی از آن بر پایه پلی متیل متاکریلات به عنوان یک عنصر حسگر نوری به روش هم رسوبی آماده گردید، نانوکامپوزیت اکسیدگرافن / پلی متیل متاکریلات سنتز شده توسط آنالیزهای FE-SEM ، XRD وFT-IR شناسایی شد. برای بررسی خواص نوری نمونه های تهیه شده از طیف سنجی UV-vis و طیف سنج انعکاسی استفاده شد و مقادیر پارامترهای رنگی b*، a* و L* برای سه نمونه نانوکامپوزیتی که در شرایط یکسان تهیه شده بودند بدست آمد. همچنین شاخص سیاهی از رابطه Westlan محاسبه گردید که میانگین شاخص سیاهی برای این نانوکامپوزیت 7/3 بدست آمد. بررسی طیف های عبوری امواج UV-vis نمونه سنتز شده در ناحیه nm 300-1100 نشان داد که در ناحیه nm300- 700 عبور نور برای نمونه تقریبا صفر است. نتایج بدست آمده نشان دادکه استفاده از نانواکسید گرافن در ماتریس PMMA منجر به بهبود خواص پوششی نانو کامپوزیت می گردد و با به کارگیری این نانوذرات به عنوان رنگدانه­ها یا پرکننده­های سیاهرنگ، فام سیاه بهتری حاصل می شود.

چکیده نانوالیاف پلیمری در یک دهه گذشته علاقه صنعتی زیادی را به خود جلب کرده است. به طور کلی ، این الیاف برای کاربردهای مختلفی از جمله کاربردهای پزشکی ، عایق بندی، خازن ها، فناوری های پیشرفته هوا فضا و ... مناسب است. با این حال ، بسیاری از این نانوالیاف پلیمری از نظر حرارتی ناپایدار و از نظر الکتریکی دارای رسانایی ضعیف می باشند. به همین دلیل استفاده از آنها در برخی از کاربردها، محدود است و نیاز به تقویت کننده مناسب دارد. گرافیت دارای خواص بی نظیری مانند رسانایی و پایداری حرارتی بالا است. این ماده استثنایی به منظور تقویت خواص الکتریکی و حرارتی می تواند در نانوالیاف پلیمری به عنوان نانوتقویت کننده استفاده شود. هدف از این پروژه بررسی تأثیر افزودن نانوذرات گرافیت به الیاف پلیمری، بر خصوصیات حرارتی و الکتریکی حاصل از آن است. برای این منظور از پلی وینیل الکل 72000(PVA) ، بعنوان یک پلیمر غیر رسانا و نانوذرات گرافیت استفاده شد. روش سنتز، الکتروریسی بود که با پارامترهای بهینه کنترل و پس از توزیع گرافیت بوسیله هموژنایزر، انجام شد. بدین منظور شرایط بهینه برای فرآیند الکتروریسی در این پژوهش، غلظت محلول پلیمریW % 8، ولتاژ Kv 22، نرخ تغذیه 10 و فاصله ریسندگی cm 20 در نظر گرفته شد. بررسی های انجام گرفته با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد الیاف PVA حاصل از این شرایط صاف، پیوسته، بدون هیچگونه دانه کروی یا دوکی شکل و با قطر حدودا 350 نانومتر بود. در حالی که نانو الیاف PVA / گرافیت با همین شرایط الکتروریسی، صاف و بسیار نازک تر، با قطر حدودا nm200 تولید شد. همچنین با توجه به الگوهای پراش پرتو ایکس ( XRD ) از نانوالیاف پلی وینیل الکل/ گرافیت، حضور ذرات کریستالی گرافیت در یک زمینه با ساختار آمورف تایید گردید. رفتار حرارتی نانوالیاف PVA پس از ترکیب با گرافیت، بوسیله آنالیز حرارتی ( DSC )و TGA بررسی و پایداری حرارتی نمونه ها تا دمای 300درجه سانتی گراد به اثبات رسید. همچنین طبق نتایج دستگاه مقاومت سنج 4 پراب، با افزایش درصد وزنی گرافیت در الیاف، افزایش رسانایی الکتریکی تا حداکثر 5/0 مشاهده شد.

چکیده در این پژوهش به بررسی خواص ضد خوردگی پوشش های اپوکسی حاوی زینک فسفات (به عنوان عامل ضد خوردگی) به همراه نانو سیلیکای آبگریز با ترکیب درصد های مختلف با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی پرداخته خواهد شد. خواص ضد خوردگی پوشش های اپوکسی تحت تاثیر فاکتورهای بسیار مهم مانند درصد نانوسیلیکا، درصد پیگمنت ضد خوردگی و نسبت پیگمنت به رزین بر اساس روش تاگوچی مدل 9L مورد تجزیه تحلیل قرار گرفت. خواص ضدخوردگی پوشش اپوکسی توسط آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول آبی NaCl 5/3 درصد و آزمون مه نمکی (سالت اسپری) مورد بررسی قرار گرفتند. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور بررسی نحوه توزیع و پخش ذرات نانو سیلیکا در رزین اپوکسی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از آزمون های خوردگی برمبنای نمودارهای نایکوئیست تعیین شرایط بهینه نشان می دهد که نمونه حاوی 8% پیگمنت زینک فسفات و 3% نانو سیلیکا و نسبت پیگمنت به رزین 1 بیشترین مقاومت به خوردگی را نشان می دهد. از طرفی این طلب در خصوص آزمون مه نمکی نمونه ها مشاهده شد که اضافه کردن همزمان زینک فسفات و نانوسیلیکا به رزین اپوکسی سبب کاهش تاول ها و محصولات خوردگی شده است و بهترین خواص ضد خوردگی زمانی مشاهده شد که از 8 درصد زینک فسفات، 3 درصد نانو سیلیکا و نسبت پیگمنت به رزین 1 استفاده شده بود. نتایج به دست آمده در این پژوهش حاکی از آن است که خواص بازدارندگی زینک فسفات و خواص ممانعتی ناشی از حضور نانوسیلیکا در پوشش اپوکسی تاثیر بسزایی در کاهش میزان خوردگی را دارا می باشند.

چکیده در سالهای اخیر، استفاده از نانو صفحات گرافن (GnPs) در تهیه نانو کامپوزیت‌های پلیمری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. چگونگی پخش GnPs در ماتریس پلیمری از اهمیت به‌سزایی برخوردار است به‌نحوی که می‌تواند بر ریزساختار و خواص نهایی نانو کامپوزیت تاثیرگذار باشد. بر این اساس، در این پژوهش تاثیر استفاده از سازگارکننده بر نحوه پخش GnPs و نیز شکل‌گیری ساختار داخلی، آرایش‌یافتگی و خواص کششی الیاف نانو کامپوزیت پلی‌پروپیلن (PP) حاوی GnPs مورد بررسی قرار می‌گیرد.
الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs حاوی %1/0 و %5/0 GnPs با و بدون سازگارکننده پلی‌پروپیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA) به روش ذوب‌ریسی تهیه شدند. نحوه پخش GnPs و مکان قرارگیری آنها در درون الیاف با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش اشعه ایکس با زاویه باریک (SAXS) بررسی شدند. همچنین آرایش‌یافتگی و بلورینگی الیاف به‌ترتیب با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز پلاریزه (FTIR) و گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. علاوه براین، به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) به‌دست آمده از سطح مقطع عرضی الیاف، چگونگی شکست در طی آزمون خواص کششی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مدل Halpin-Tsai نتایج آزمایشگاهی مدول کششی الیاف با مقادیر تئوری پیش‌بینی شده مقایسه شدند.
تصاویر TEM نشان می‌دهند که در الیاف نانو کامپوزیت حاوی سازگارکننده، میزان تجمعات GnPs کاهش یافته، اندازه تجمعات کوچک‌تر شده و پخش آنها بهبود یافته است. افزایش در طول ناحیه آمورف و بلوری (L_p) به‌دست آمده از آزمون SAXS نشان می‌دهد که در الیاف نانو کامپوزیت حاوی سازگارکننده، بخش اعظم GnPs در ناحیه درون فیبریلی قرار گرفته‌‌ا‌ند. براساس نتایج به‌دست آمده از آزمون FTIR پلاریزه و DSC، آرایش‌یافتگی و بلورینگی الیاف نانو کامپوزیت PP/G0.5 در حضور سازگارکننده به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. همچنین اثر تقویت‌سازی GnPs در الیاف نانو کامپوزیت PP/MA/GnPs را می‌توان با پخش بهتر GnPs و تغییر ساختار داخلی الیاف تشریح نمود. علاوه بر این، حضور سازگارکننده در ساختار الیاف نانو کامپوزیت PP/GnPs، موجب تغییر رفتار شکست کششی الیاف از حالت انعطاف‌پذیر به حالت شکننده می‌شود.

چکیده نانوکامپوزیت ها گروه جدیدی از مواد هستند که حداقل یک جزء از اجزای اصلی تشکیل دهنده آنها دست کم در یک بعد، در گستره یک تا صد نانو متر داشته باشد. به طور معمول، نانوکامپوزیت ها ویژگی هایی متفاوت و برتر از نظر خواص مکانیکی و فیزیکی نسبت به کامپوزیت های متعارف دارند در این پژوهش، پلی‌وینیل‌استات به روش پلیمریزاسیون امولسیونی به منظور ماتریس پلیمری تهیه شد. سپس نانو ذرات الماس با عامل سیلانی اصلاح گردید. در نهایت نانو کامپوزیت پلی وینیل استات- الماس با 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد از نانو ذره الماس اصلاح شده تهیه و مورد آنالیز قرار گرفت. جهت تعیین مشخصات و بررسی ساختار نانو کامپوزیت تشکیل شده از آنالیزهای FTIR، TGA، RMS، FESEM، اندازه­گیری میزان نفوذ اکسیژن در فیلم­های تولیدی و اندازه­گیری زاویه تماس استفاده شده است. آنالیز FTIR مشخص کرد که اصلاح نانو ذرات الماس با عامل سیلانی به خوبی صورت گرفته است. تصاویرFESEM نشان می دهد که نانوکامپوزیت همگن ایجاد شده است. با افزایش درصد نانو ذره الماس اصلاح شده در نانو کامپوزیت میزان نفوذپذیری اکسیژن در فیلم نانو کامپوزیت پلی وینیل استات- الماس کاهش می یابد. در صورتیکه این نانو کامپوزیت به عنوان پوشش نگهدارنده میوه ها استفاده شود، این خاصیت ارزشمندی است. اندازه گیری زاویه تماس نانو کامپوزیت پلی وینیل استات- الماس نشان داد که با افزایش میزان نانو ذرات الماس اصلاح شده از 5/0 به 2 درصد وزنی، خاصیت آب گریزی فیلم نانو کامپوزیت افزایش می یابد. بنابراین با افزایش میزان مشخص از نانوذرات به ماتریس پلیمری، خواص پلیمر از جمله مقاومت گرمایی و استحکام کششی افزایش یافته که این باعث بالا رفتن کارآیی پلیمر می‌شود.

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.

چکیده در این پژوهش، هدف طراحی و بهینه­سازی فرمولاسیون چسب­های پایه اپوکسی جهت اتصال قطعات کامپوزیتی به فلز است. بیشترین کاربرد این اتصالات در صنایع هوافضا با هدف کاهش تمرکز تنش در یک نقطه می­باشد. مفاصل، جهت اتصال تک لبه شامل فلز از جنس فولاد ضد زنگ با کد تجاری 316L و کامپوزیت از جنس رزین اپوکسی/ الیاف کربن می­باشند. در این پژوهش اثر سه نوع افزودنی: شامل پرکننده (میکروذرات آلومینا)، نایلون6،6 و رزین فنولیک (نوع رزول)، بر خواص مکانیکی و حرارتی چسب اپوکسی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمون کشش نشان داد که افزایش پرکننده آلومینا سبب افزایش میزان استحکام کششی و برشی همپوشان چسب به ترتیب در نمونه­های دمبلی و اتصال تک لبه می­گردد. همچنین این آزمون نشان داد که افزایش میزان نایلون6.6 هنگامی که از حدی بالاتر رود سبب افت شدید استحکام کششی و برشی همپوشان به ترتیب در هر دو نمونه دمبلی و اتصال تک لبه چسب­ها می­گردد. این حد وابسته به ظرفیت حلقه­های اپوکسی برای جذب هیدروژن­های آمیدی است. در بخش نتایج آزمون بررسی خواص حرارتی (TGA) مشخص گردید که افزایش میزان فنولیک سبب بهبود پایداری حرارتی می­گردد. مناسب بودن نتایج آزمون کشش در دمای بالا نیز تاثیر افزایش رزین فنولیک است. در انتها خواص چسب ساخته شده با چسب مشابه (UHU) مقایسه گردید. نتایج در حالت اتصال تک لبه فلز به کامپوزیت نشان از برتری چسب ساخته شده در این پژوهش را دارد.

چکیده در این مطالعه، به منظور بهبود خواص فیزیکی-شیمیایی و کاربرد زیستی هیدروژل کیتوزان، از نانوکامپوزیت ZnO@HAP پوشش یافته با ترکیبات فنولی (Ph.ZnO@HAP) استفاده شد. نخست، ترکیبات فنولی از غلاف سبز گردو استخراج شده، سپس سنتز نانوکامپوزیت Ph.ZnO@HAP با کمک عصاره فنولی، با استفاده از روش هیدروترمال انجام شد. همچنین هیدروژل کیتوزان با استفاده از NaHCO₃ در دمای 37 درجه سانتی­گراد تهیه شد. هیدروژل­های هیبریدی مبتنی بر کیتوزان و نانوکامپوزیت Ph.ZnO@HAP به روش مشابه تهیه شده و با استفاده از آنالیز طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مشخصه­یابی شدند. خواص آنتی­اکسیدانی، سمیت سلولی و قدرت القاء تمایز استخوانی هیدروژل­های هیبریدی به ترتیب با استفاده از آزمون­های DPPH، MTT و سنجش آنزیم آلکالین فسفاتاز سنجیده شد. بر اساس نتایج طیف­های FTIR، تصاویر FESEM، طیف­سنجی انرژی پرتوایکس (EDX) و پتانسیل زتا، نانوکامپوزیت­های Ph.ZnO@HAP دارای مورفولوژی میله­ای با پوششی از ترکیبات فنولی بر سطح و بار سطحی منفی می­باشند. علاوه براین، نتایج آزمون DPPH نشان داد که خواص آنتی­اکسیدانی نانوکامپوزیت در یک روند وابسته به غلظت افزایش می­یابد. در تصاویر FESEM از هیدروژل­های هیبریدی کیتوزان با غلظت­های مختلف Ph.ZnO@HAP مشاهده شد که هیدروژل­های هیبریدی دارای ساختار شبکه­ای منظم­تری نسبت به هیدروژل کیتوزان می­باشند. همچنین هیدروژل­های هیبریدی دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بوده و با افزایش غلظت نانوکامپوزیت در ساختار هیدروژل، خاصیت آنتی­اکسیدانی افزایش می­یابد. مطالعات زیستی نشان داد که سمیت سلولی هیدروژل­های هیبریدی بر سلول­های شبه-استئوبلاست (Saos-2) کمتر از هیدروژل کیتوزان می­باشد و پتانسیل بالاتری در القاء استئوژنز (استخوان­سازی) نسبت به هیدروژل کیتوزان خالص دارند.

چکیده تتولید الیاف در مقیاس نانومتری (نانوالیاف) سطح تماس بسیار زیادی را ایجاد می کند و موجب بهبود خواص آن‌ها نسبت به الیاف معمول می‌شود. الکتروریسی یک روش نسبتاٌ ساده و موًثر برای سنتز نانوالیاف با قطرهای مختلف است. با تغییر عوامل تاثیرگذار بر فرایند الکتروریسی شامل متغیرهای محیطی، دستگاهی و محلول، می‌توان الیافی با مورفولوژی مختلف تولید کرد. پلی وینیل الکل (PVA) به دلیل پایداری حرارتی بالا، زیست سازگاری، غیر سمی بودن و حلالیت در آب مورد توجه واقع شده است. افزودن بنتونیت به PVA باعث بهبود خواص آن می شود. در این پژوهش برای تهیه غشاء نانوالیاف PVA و نانوبنتونیت، مقادیر بهینه سه متغیر مؤثر بر فرایند شامل ولتاژ، نرخ تغذیه و غلظت بنتونیت بر اساس موفولوژی و خواص مکانیکی نانوالیاف تعیین شد. نتایج نشان داد که در شرایط ولتاژ kV 11، نرخ تغذیه mL/h 5/0 و غلظت بنتونیت w/w 3% الیافی با مناسب ترین موفولوژی و بیشترین استحکام بدست می آید. در این شرایط نانوالیاف تولیدی قطری برابر 243 نانومتر با انحراف معیار 0551/0 و تحمل کشش MPa 64/7را دارند. نتایج این مطالعه نشان داد که افزودن مقدار کمی بتنونیت به PVA باعث استحکام بیشتر نانوالیاف تولیدی می شود. در اثر افزودن بنتونیت قطر نانوالیاف از 308 به 243 نانومتر کاهش می یابد. بنابراین نانوالیاف کامپوزیتی PVA/نانوبنتونیت تولید شده یک غشا مناسب برای تصفیه آب است.

چکیده در این پژوهش، سه اندازه متفاوت ( µm 100-300-500 ) از پودر لاستیک (تایر ضایعاتی) در فرمولاسیون چسب­­های اپوکسی- فنولیک استفاده شد. از اصلاح شیمیایی پودر تایر آسیابی به روش پیوند زنی مونومر آکریل آمید استفاده شد. به منظور جلوگیری از افت خاصیت مدول و استحکام در اثر افزودن پودر لاستیک به چسب، از میکروذرات سیلیکا استفاده شد. آزمایش توسط روش تاگوچی طراحی شد و در این آزمایش اثر ترکیب­درصد پودر لاستیک، اندازه پودر لاستیک، ترکیب درصد پرکننده و ترکیب درصد رزین فنولیک بر خواص مکانیکی و حرارتی چسب­های اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی چسب­ها و همچنین خواص چسبندگی آن­ها، نمونه­های دمبلی شکل و اتصال تک لبه فلز (فولاد ضدزنگ) به کامپوزیت (رزین­ اپوکسی/ الیاف کربن) تهیه شد و از آن­ها آزمون کشش گرفته شد. پایداری حرارتی و برهم کنش­های بین سطحی، به ترتیب توسط آزمون­های گرما وزن سنجی(TGA) و طیق سنجی انتقال فوریه (FTIR) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون کشش نمونه­های اتصال فلز به کامپوزیت نشان داد که با افزودن هر یک از عوامل در سطح بهینه خود به چسب اپوکسی، خواص مکانیکی، شامل استحکام کششی- برشی، مدول و چقرمگی نسبت به نمونه­های متصل شده با چسب اپوکسی خالص، به ترتیب. ترتیب به میزان 5/7%، 56/27% و 114% افزایش یافت. در نمونه های دمبلی شکل نیز کلیه خواص مکانیکی بهبود یافت. افزایش قابل توجهی در پایداری حرارتی چسب­های ساخته شده نسبت به چسب ­اپوکسی خالص، حاصل شد.