پایان نامه نانولوله های کربنی در ترانزیستور های اثر میدانی

پایان نامه نانولوله های کربنی در ترانزیستور های اثر میدانی

فهرست مطالب

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها
 

 6

 9

 10

 15

 17

 18

 21

 21

 23

 25

 36

 43

فهرست جدول­ها

 43

 

 

 

       

تحقیق ترموديناميك تشكيل ذرات كاتاليست Ni براي رشد نانولوله هاي كربني

تحقیق ترموديناميك تشكيل ذرات كاتاليست Ni براي رشد نانولوله هاي كربني

پایان نامه مقایسه انتقال الکترون آنزیم کولین اکسیداز توسط سه نوع نانولوله کربنی

پایان نامه مقایسه انتقال الکترون آنزیم کولین اکسیداز توسط سه نوع نانولوله کربنی

این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد

 

چکیده

کولین از اجزاء سازنده فسفولیپیدها است و نقش مهمی در متابولیسم چربی ها دارد. هم­چنین، برای تشکیل استیل کولین، که در انتقال تکانه­های عصبی نقش دارد، ضروری است. کمبود یا افزایش کولین در بدن موجب ایجاد عوارض و بیماری در انسان می­گردد؛ بنابراین، تشـخیص میزان آن در بدن ضروری به نظر می­رسد. برای تشخیص کولین، اغلب از زیست حسگرهای الکتروشیمیایی مبتنی بر آنزیم کولین اکسیداز استفاده می­شود. از آنجایی که گروه ردوکس آنزیم در داخل آن مدفون است، برای ساخت حسگر الکتروشیمیایی با استفاده از آن بایسـتی از الکترودهای اصـلاح شده با عواملی مانند کامپـوزیت­های نانولوله­های کربنی/مایع یونی استفاده کرد. در این تحقیق، از سه نوع نانولوله کربنی بمبو مانند، چند جداره و تک جداره برای این منظور استفاده شد و نتایج با هم مقایسه شد. مایع یونی مورد استفاده 1- آلیل 3- متیل ایمیدازولیوم بروماید بود.

پارامترهای الکتروشیمیایی از جمله ثابت انتقال الکترون ظاهری ks به وسیله ولتامتری چرخه­ای به دست آمد. مقدار ks برای نانولوله‌های بمبو مانند، چند جداره و تک جداره به ترتیب s-1  11/23، s-1 75/1 و s-1 49/1 بود. در مرحله بعد، پارامترهای آنالیتیکی زیست حسگر برای تشخیص کولین به دست آمد. حد تشخیص در مورد زیست حسگرهای ساخته شده با نانولوله های کربنی بمبو مانند، چند جداره و تک جداره به ترتیب Mµ 28/0، Mµ 08/3 و Mµ 97/1 بود. محدوده خطی این سه زیست حسگر طراحی شده به ترتیب mM 1-10×0/7-3-10×2/1 برای نانـولوله­های بمـبو،  mM 1-10×8/2-2-10 ×2/1 و mM 1-10×3-1-10×3/1 در مورد نانولوله­های چند جداره و mM 1-10×9/5-1-10×9/1 و 2-10×4/6-2-10×2/1 برای نانولوله­های تک جداره به دست آمد. حساسیت این سه زیست­حسگر μA/mM.cm2 294 در مورد بمبو، μA/mM.cm2  67/51 و  μA/mM.cm276/136 در مورد نانولوله چند جداره و  μA/mM.cm226/45 و  μA/mM.cm213/56 در مورد نانولوله تک جداره محاسبه شد. نتایج حاصل نشان داد که زیست­حسگر طراحی شده با استفاده از نانولوله کربنی بمبو مانند فعالیت الکترو کاتالیزوری و انتقال الکترون مستقیم بهتری دارد.

 واژه گان کلیدی

نانولوله کربنی، آنزیم کولین اکسیداز، مایع یونی و انتقال الکترون مستقیم 

فصل اول   1

1-1 .آنزیم کولین اکسیداز   2

1-1-1. معرفی آنزیم.. 2

1-1-2. تاریخچه.. 2

1-1-3. واکنش آنزیمی.. 3

1-1-4. جایگاه فعال آنزیم.. 3

1-1-5. اهمیت مطالعه.. 4

1-2. زیست حسگر   7

1-2-1. نسل اول.. 8

1-2-2. نسل دوم.. 9

1-2-3. نسل سوم.. 10

1-3. تکنیک‌های الکتروشیمیایی   10

1-3-1. ولتامتری یا آمپرومتری.. 10

1-3-2. ولتامتری چرخه‌ای.. 11

1-3-3.کرونو آمپرومتری.. 12

1-4. نانولوله‌های کربنی   13

1-4-1. معرفی.. 13

1-4-2. ساختار.. 13

1-4-3. خواص ویژه نانولوله‌های کربنی.. 14

1-4-4. انواع نانولوله‌های کربنی.. 15

1-4-5. سنتز نانولوله‌های کربنی.. 19

1-4-5-1. قوس الکتریکی.. 19

1-4-5-2. سایش لیزری.. 20

1-4-5-3. رسوب دهی با بخار شیمیائی.. 21

1-4-6. خالص سازی نانولوله‌های کربنی   23

1-4-6-1. اکسیداسیون.. 23

1-4-6-2. اسید کاری.. 24

1-4-6-3.آنیل کردن.. 24

1-4-6-4. استفاده از ارتعاشات مافوق صوت.. 24

1-4-6-5. تصفیه مغناطیسی.. 25

1-4-6-6. میکروفیلتراسیون.. 25

1-4-7. عامل­دار کردن نانولوله‌های کربنی   25

1-4-7-1. ضرورت عامل­دار کردن نانولوله­ها و روش­های آن.. 26

1-4-7-2. روش‌های تائید عامل­دار شدن نانولوله‌ها.. 27

1-4-7-2-1. طیف سنجی رامان.. 27

1-4-7-2-2. طیف سنجیFT-IR.. 30

1-5. استفاده از مایعات یونی به عنوان پایدار کننده‌ها   31

1-6. هدف از انجام پژوهش:   34

فصل دوم.. 36

مواد و روش­ها.. 36

2-1. مواد.. 37

2-2. تجهيزات و دستگاه­ها:   38

2-3-1. عامل­دار کردن نانولوله‌ها   39

2-3-2. تهیه سوسپانسیون نانولوله کربنی.. 40

2-3-3. آماده سازی الکترود.. 40

2-3-4. روش تثبیت.. 41

2-3-5. مطالعات ولتامتری فیلم پروتئین   41

2-3-6. اندازه گیری فعالیت آنزیم   42

2-3-7. تهیه تصاویر میکروسکوپ الکترونی   43

فصل سوم.. 44

نتایج.. 44

3-1. میزان عامل­دار شدن نانولوله‌ها   45

3-2. مورفولوژی سطح الکترودهای اصلاح شده با نانولوله‌ها   50

3-3 . انتقال الکترون مستقیم آنزیم روی الکترودهای اصلاح شده با نانولوله   55

3-4. ميزان برگشت پذيری واکنش اکسيد و احياء آنزيم   57

3-5. میزان آنزیم الکترواکتیو روی الکترودهای اصلاح شده با نانولوله­ها.. 57

3-6. تثبیت موثر آنزیم بر نانولوله‌های کربنی   58

3-7. سرعت انتقال الکترون آنزیم تثبیت شده بر نانولوله و مایع یونی   61

3-8. فعالیت الکتروکاتالیزوری آنزیم روی الکترودهای اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی   63

فصل چهارم.. 66

بحث و پیشنهادات.. 66

4-1. عامل­دار شدن نانولوله­ها   67

4-2. مقایسه پارامترهای آنالیتیکی حسگرهای طراحی شده با سه نوع نانولوله کربنی   69

4-2-1. محدوده خطی.. 70

4-2-2. حساسیت.. 71

4-2-3. حد تشخیص.. 72

4-3. مقایسه انتقال الکترون آنزیم   72

4-3-1. میزان آنزیم الکتروفعال تثبیت شده روی نانولوله‌های کربنی   73

4-3-2.ثابت سرعت ظاهری الکترون (ks).. 74

4-3-3. مقایسه میزان تغییرات پتانسیل فرمال در سه نوع زیست حسگر   75

4-4. نتیجه گیری   77

 

پایان نامه بررسی سمیت نانولوله کربنی تک دیواره بر سلولهای سرطانی پستان در شرایط برونـتن

پایان نامه بررسی سمیت نانولوله کربنی تک دیواره بر سلولهای سرطانی پستان در شرایط برونـتن

این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد

  

چکیده

اين مطالعه به منظور بررسی اثرات سمی نانولوله هايکربني تک ديواره عامل دار شده، بر روی سه رده سلولی MCF7, HUVEC, PC12 انجام شده است. سلولها با غلظتهای مختلف دو نانولوله کربنی تک دیواره با گروه عاملی متفاوت(کربوکسیل و گروه عاملی حلقوی) تيمار و به مدت زمان 24، 48 و 72 ساعت اينکوبه شدند. سپس سنجش MTT، لاکتات دهيدروژناز و آپوپتوز برای ارزيابی اثر بازدارندگی نانومواد بر رشد سلولها انجام شد. نتايج آزمايشات روی رده سلولی MCF7 نشان داد: کاهش رشد سلول و افزايش آزاد سازی لاکتات دهيدوژناز به محيط کشت همزمان با افزايش دوز و زمان اينکوبه اتفاق افتاده است، اما در مورد زمان 72 ساعت يک استثنا وجود داشت چرا که از دوز 6 تا 10 ميکروگرم بر ميلي ليتر اندکی از اثر باز دارندگي بر رشد سلولی کاسته شد و نيز رهايش لاکتات دهيدروژناز اندکی کاهش يافت. همچنين در دو رده سلولی ديگر در مدت زمان 24 ساعت افزايش دوز منجر به کاهش رشد سلول و افزايش آزادسازی لاکتات دهيدروژناز گرديد و اما در مورد زمانهاي 48 و 72 ساعت ميزان کاهش رشد سلول و نيز افزايش آزادسازي لاکتات دهيدروژناز در مقايسه با زمان 24 ساعت مهار شد به عبارت دیگر مقاومت سلولها افزایش مییابد. در پايان آزمايش آپوپتوز انجام شد و مشاهده با ميکروسکوپ فلورسنس نشان دهنده القا مرگ سلولی از طريق مسير آپوپتوز بود. تمامی نتايج اين مطالعه حاکي از اثر سميت سلولي نانولوله کربنی تک ديواره عامل دار شده، بر روی ردههای سلولی ذکر شده است. اما سميت نانولوله کربنی کربوکسيله اندکی بيشتر از نانولوله با گروه عاملی حلقوی بوده و نيز اثر سميت برای PC12 اندکی بيشتر از سلول سرطان پستان بود. مقدمه

اولین بار هیپوکریت فیلسوف یونانی کلمه کارسینوس یا کارسینوما را در اشاره به تومورها بکار برد . احتمالا دلیل آن  شباهت ظاهری توده های سرطانی به خرچنگ بوده است. در بافتهای طبیعی بدن بعد از تعداد مشخصی تقسیم سلولی کنترل فیدبکی باعث توقف تکثیر و شروع تمایز میشود. سرطان یا نئوپلاسم شامل بافتهایی است که تقسیم غیر طبیعی دارند. منشا بیماری ژنتیکی و شامل دو اتفاق همزمان است: تکثیر دائمی یک سلول به دلیل عدم تعادل ژنی و نیز جهش ژنی و غیر فعال شدن مسیرهای طبیعی مرگ سلولی. با مختل شدن مسیرهای طبیعی تکثیر و مرگ سلولی، گروهی از سلولها به صورت کنترل نشده تقسیم شده و همزمان با تکثیر بیش از حد و تشکیل تودهای از سلولها شروع به آزاد کردن مواد شیمیایی میکنند که محرک رشد مویرگهای غیر طبیعی درون توده سلولهاست. این مجموعه به عنوان  توده بدخیم شناخته میشود که می تواند بامصرف بیش از حد مواد غذایی به شدت به بافتهای اطراف آسیب بزند. سرانجام در برخی موارد هنگامی که تومور به اندازه کافی بزرگ شد، برخی سلولها به گردش خون راه یافته و در سایر قسمتهای بدن توده هایی تشکیل میدهند به این پدیده متاستاز یا تهاجم تومور سرطانی گفته میشود (36). چکیده    1

مقدمه    2

فصل اول: کلیات

1-1-سرطان پستان    4

1-2- اپیدمیولوژی    5

1-3- عوامل علت شناختی    5

1-3-1- اضافه وزن    6

1-3-2- نداشتن فعالیت جسمی    7

1-3-3- الکل    7

1-3-4- رژیم غذایی    8

1- 3-5- سیگار    9

1-3-6- هورمونهای استروئیدی و گیرندههایشان    9

1-3-6-1- هورمونهای استروئیدی    9

1-3-6-2- گیرندههای هورمونهای استروئیدی    10

1-3-6-3-  تاریخچه حاملگی و شیردهی    11

1-3-6-4-  استروژن    12

1-3-6-5-  هورمون جایگزین درمانی    12

1-3-7-  مصرف داروی خوراکی ضد بارداری    13

1-3-8-  کار در شب و عوامل محیطی    14

1-3-9- سن    14

1-3-10- جنسیت    15

1-3-11- تاریخچه فعال بودن جنسی    15

1-3-12-  تاریخچه خانوادگی    16

1-3-13- تاریخچه شخصی    16

1-3-14- تغییرات سلولی پستان، زخم و جراحت پستان    17

1-3-15- مصرف دی اتیل ستیل بسترول    17

1-3-16- سابقه بیماری خوش خیم پستان    17

1-3-17- ژنهاي پر خطر    18

1-3-18- سندرم های پرخطر    19

1-3-19- نقش آنتی ژن HER2/neu    20

1-3-20- تراکم ماموگرافی    20

1-4- فرضيه های چگونگي تشکيل و منشا تومورها    20

1-5- ناهمگني ‌سرطان پستان    21

1-6- انواع سرطان پستان    22

1-6-1- سرطان پستان لومينال A و  B    22

1-6-2-  سرطان پستان HER2+:    22

1-6-3-  شبه بازال    22

1-7- مرحله بندی سرطان    22

1-7-1- مرحله صفر    23

1-7-2- مرحله اول    23 -7-3- مرحله دوم    23

1-7-4- مرحله سوم    24

1-7-5- مرحله چهارم    24

1-8- نانو در درمان و پیشگیری سرطان    24

1-9- نانولوله های کربنی    26

1-9-1- خصوصيات نانولوله های کربنی    26

1-9-2-کاربرد به عنوان حامل دارویی    28

1-9-3- پراکنده کردن نانولوله کربنی در حلال    28

1-9-4- عاملدار کردن نانولوله کربني    29

1-9-4-1- روش کووالان    29

1-9-4-2- روش غيرکووالان    30

1-9-4-3- پگيلاسیون برای بهبود ويژگيها در کاربردهای زيستی    31

فصل دوم: مروری بر متون گذشته

2-1- تجویز، جذب و انتقال CNT    33

2-2- تجویز وریدی    34

2-3- کاربرد نانوکربن تیوب تک دیواره و ایمنی زیستی    35

2-3-1- ایمنی زیستی نانولوله تک دیواره به عنوان حامل دارویی    36

2-4-  کاربرد در درمان هدفمند    37

2-5- کاربرد در ژن رسانی    38

2-6- کاربرد در سيستمهای دارورسانی هدفمند برای درمان سرطان    38

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- مواد و روش‌ها    42

3-1-1- مواد    42

3-1-2-ویژگیهای نانوذرات کربنی    43

3-2- روش ها    45

3-2-1- کشت و تیمار سلولی    45

3-2-1-1- رده های سلولی مورد استفاده    45

مشخصات کلی سلول    46

نام رده سلولی    46

3-2-1-2- دفريز كردن سلول‌هاي منجمد    47

3-2-1-3- فريز كردن سلول‌ها    47

3-2-1-4- محلول ها و بافرهای مورد نیاز    48

3-2-1-4-1- بافر فسفات نمکی(PBS)    48

3-2-1-4-2-  محیط کشت کامل    48

3-2-1-5-تست گذاری سلول ها    49

3-2-1-5-1- شمارش سلول ها    49

3-2-1-5-3-بررسی زنده بودن سلول‌ها با استفاده از روشMTT    50

3-2-1-5-4- تعیین IC-50    51

3-2-1-5-5- سنجش میزان رهاسازی آنزیم لاکتات دهیدروژناز به محیط کشت    52

3-2-1-5-6- رنگ آمیزی با 33258Hoechst    52

فصل چهارم: نتایج

4-1- سمیت القا شده توسط نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر روی سلول‌های HUV-EC-C, MCF-7 وPC12    54 -2- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر سرنوشت سلول MCF-7 به وسیله سنجش MTT    55

4-3- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر سرنوشت سلول MCF-7 به وسیله سنجش LDH    59

4-4- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر سرنوشت سلول  HUVECبه وسیله سنجش MTT    62

4-5- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر سرنوشت سلولHUVEC  به وسیله سنجش LDH    65

4-6- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر سلول PC12به وسیله سنجش MTT    69

4-6- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی بر سلول  PC12به وسیله سنجش LDH    71

4-7- سمیت القا شده توسط نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر روی سلول‌های HUV-EC-C, MCF-7وPC12    75

4-8- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر سرنوشت سلول MCF-7 به وسیله سنجش MTT    76

4-9- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر سرنوشت سلول MCF-7 به وسیله سنجش LDH    77

4-100- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر سرنوشت سلول  HUVECبه وسیله سنجش MTT    78

4-11- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر سرنوشت سلول  HUVECبه وسیله سنجش LDH    79

4-12- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر سرنوشت سلول  PC12به وسیله سنجش MTT    80

4-13- بررسی تاثیر نانولوله تک دیواره کربوکسیله بر سرنوشت سلول  PC12به وسیله سنجش LDH    81

4-14-  القا مرگ آپوپتوزی    82

فصل پنجم: بحث و پیشنهادات

5-1-بحث    85

5-2-پیشنهاد    94

 

منابع    95                       

خلاصه انگلیسی    102

ضمائم    103

 

 

 

عنوان                                                     فهرست جداول                                                      صفحه

جدول 3-1-مشخصات کلی ردههای سلولی    46

جدول 5-1-مقادیرIC50 برای هردو نانوذره    88

جدول 5-2- مقایسه مقادیر بهدست آمده از آزمایش MTTو LDH پس از تاثیر 10 میکروگرم در میلی لیتر نانوذره کربوکسیله بر ردههای سلولی    89

جدول 5-3- مقایسه مقادیر بهدست آمده از آزمایش MTTو LDH پس از تاثیر 10 میکروگرم در میلی لیتر  نانوذره با گروه عاملی حلقوی بر ردههای سلولی    90

شکل 2-1 تصویری شماتیک از نانوبمب های نانولوله کربنی و فولرن    40

شکل 3-1- تعیین خصوصیت نانو دزات کربنی    44

شکل 3-2-تصویرAFM    45

شکل 3-2اساس سنجش MTT.    51

شکل4-1-حیات سلول‌های HUV-EC-C, MCF-7 و PC12  قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره عاملدار شده با گره حلقوی به مدت 48 ساعت    54

شکل4-2-حیات سلول‌های  MCF-7قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 48 ساعت    55

شکل4-3-حیات سلول‌های  MCF-7قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 48 ساعت    56

شکل4-4-حیات سلول‌های  MCF-7قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 72 ساعت    57

شکل4-5-حیات سلول‌های  MCF-7قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت24، 48 و72 ساعت    58

شکل4-6- ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 24 ساعت انکوباسيون سلولهاي MCF-7 قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    59

شکل4-7- ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 48 ساعت انکوباسيون سلولهايMCF-7 قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف  نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    60

شکل4-8- ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 72 ساعت انکوباسيون سلولهاي MCF-7 قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    61

شکل4-9-مقایسه ی ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون  محيط کشت پس از 24، 48 و72ساعت انکوباسيون سلولهاي MCF-7قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    62

شک 4-10حیات سلول‌های HUVECقرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 48 ساعت    63

شکل4-11-حیات سلول‌هایHUVEC قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 48 ساعت.    63

شکل4-12-حیات سلول‌هایHUVEC قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 72 ساعت    64

شکل4-13-حیات سلول‌های HUVEC  قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 24، 48 و72 ساعت    65

شکل4-14- ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 24 ساعت انکوباسيون سلولهاي HUVEC قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    66

شکل4- 15ميزان رهاسازي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 48 ساعت انکوباسيون سلول HUVEC قرار گرفته در معرض غلظت‌ مختلف نانولوله  با گروه عاملی حلقوی    67

شکل4-16- ميزان رها سازي لاکتات دهيدروژناز به محيط کشت پس از 72 ساعت انکوباسيون    67

شکل4-17-مقایسه ی ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از  24، 48 و72ساعت انکوباسيون سلولهاي HUVEC قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    68

شکل4-18-حیات سلول‌های PC12 قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 24 ساعت    69

شکل 4-19حیات ‌PC12   در معرض غلظت‌های مختلف نانولوله با گروه عاملی حلقوی به مدت 48 ساعت    70

شکل4-20-حیات سلول‌هایPC12 قرار گرفته در معرض غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی به مدت 72 ساعت    70

شکل4-21-مقایسه حیات سلول‌هایPC12 قرار گرفته در معرض غلظت‌های مختلف نانولوله با گروه عاملی حلقوی به مدت 24، 48 و 72 ساعت    71

شکل4-22- ميزان رهاسازي آنزيم لاکتات دهيدروژناز به محيط کشت پس از 24ساعت انکوباسيون سلولهايPC12 قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    72

شکل4-23- ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 48ساعت انکوباسيون سلولهايPC12 قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    73

شکل4-24- ميزان رهاسازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به محيط کشت پس از 72ساعت انکوباسيون    73

شکل4-25-مقایسه ی ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 24، 48 و 72ساعت انکوباسيون سلولهاي PC12قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره با گروه عاملی حلقوی    74

شکل4-26- حیات سلول‌های HUV-EC-C, MCF-7 و PC12  قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره کربوکسیله به مدت 48 ساعت    75

شکل4-27- مقایسه حیات سلول‌های MCF-7قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره کربوکسیله به مدت 24، 48 و 72 ساعت    77

شکل4-28- مقایسه ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از24 ، 48 و 72ساعت انکوباسيون سلولهايMCF-7  قرار گرفته در مجاورت غلظت‌های مختلف نانولوله تک دیواره کربوکسیله    78

شکل4-29-مقایسه حیات سلول‌هایHUVEC    79

شکل4-30- مقایسه ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز به درون محيط کشت پس از 24، 48 و 72    80

شکل 4-31- مقایسه حیات سلول‌های PC12    81

شکل4-32- مقایسه ميزان آزاد سازي آنزيم سيتوپلاسمي لاکتات دهيدروژناز    82

شکل4-33- القای مرگ آپپتوزی    83

شکل 5-1-مقایسه نتایج به دست آمده از سنجش  MTT و LDH.    86

شکل5-2-مقایسه نتایج به دست آمده سنجش MTT و LDH    87

 

             

دانلود پایان نامه نانولوله های کربنی(رشته شیمی)

 

 

 

 

 

 

 

 

فرمت:word(قابل ويرايش)

تعداد صفحات:140

 

فهرست مطالب:

چکیده    1
مقدمه:    3
فصل اول :
1.    توليد نانولوله هاي کربني با سوزاندن گياهان:    6
فصل دوم :
1.    انتقال گرما به وسيله نانوسيالات    9
2 . تهيه نانوسيالات    11
3 . انتقال حرارت در سيالات ساکن    13
4 . جريان، جابه‌جايي و جوشش    16
5 . هدايت حرارتي نانوسيال    18
6 . چشم‌انداز    19
فصل سوم :
1.    محققان با نانو لوله‌هاي كربن نخستين مدارالكترونيك تك مولكولي را ساختند :    22
2.    پژوهشگران ايراني موفق به افزايش شار و انرژي مغناطيسي نانوآلياژ مغناطيسي شدند:    ………………………………………………………………………………………………………………………………23
3.    نانولوله‌هاي پليمري پايدار با كاربردهاي نانو زيست‌فن‌آوري توليد شد :    26
فصل چهارم :
1.    خوردگي در جهان نانو :    30
3.    فناوري نانو چيست و چه اثري در آينده جهان خواهد داشت؟    32
4.    حفظ خواص نانولوله‌هاي كربني متصل شده با افزودن هيدروژن (86/01/19 )    39
5.    روشي براي تلخيص نانو لوله هاي نارس  (86/01/28 )    41
6.    ساخت نانو مدارهاي رايانه‌اي نانو لوله اي  (86/02/01 )    42
7.    رشد قطعات بريده شده نانولوله‌هاي كربني (85/10/29 )    42
8.    مشاهده نانولوله‌هاي كربني با پرتوهاي الكتروني (85/03/01 )    46
9.    انحناپذيري نانولوله‌ها، عاملي جهت كليدزني (84/09/13 )    49
10.    ساخت جليقه‌هاي ضدگلوله به كمك نانولوله‌كربني (85/11/08 )    51
11.    نانو لوله‌هاي کربني جاذب با آستانه تراوايي کمتر (84/06/03 )    54
فصل پنجم :
1.    جابه‌جايي شكاف انرژي نانولوله‌هاي كربني با دما (85/02/27 )    57
2.    عامل‌دار كردن نانولوله‌ها بدون كاهش هدايت الكتريكي آنها (85/07/17 )    58
3.    غيرسمي‌کردن نانو لوله‌هاي کربني با پوشش‌دار کردن آنها (85/03/10 )    60
4.    خالص‌سازي نانولوله‌هاي كربني از طريق فرآيند مبتني بر ليزر (85/10/30 )    63
5.    رشد نانو لوله‌هاي کربني با روش CVD در دماي پايين (85/06/07 )    66
فصل ششم :
1.    پر نمودن نانو لوله هاي نيتريد بور (82/04/04 )    68
2.    نانو لوله‌هاي کربني داغترين موضوع در فيزيک (85/03/03 )    69
3. توليد نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره به وسيله يك فرآيند پلاسماي منحصر به فرد 84/02/25 )    71
4. معرفي پايان نامه :سنتز نانولوله‌‌هاي كربني با روش رشد بر روي پاية كاتاليست آلومينا (85/12/24 )    73
5.    تشخيص و شناسايي بخارهاي شيميايي به کمک نانولوله‌هاي كربني (84/02/21 )    75
روبرت اي فريتاس    77
6.    نخستين كنگره بين المللي نانو فناوري و كابردهاي آن    78
7.    نانولوله کربنی    82
8.    نانولوله‌هاي كربني خالص و اولين آزمايش درون بدن موجود زنده (85/10/17 )    83
9.    كاربرد نانولوله‌ها در پيل‌هاي خورشيدي    86
فصل هفتم    95
1.    تأثير فناوري‌نانو بر بازارهاي انرژي ‏ (85/12/24 )    96
3.    سنتز نانولوله‌‌هاي كربني با روش رشد بر روي پايه كاتاليست آلومينا    100
4.    نانولوله‌هاي كربني خالص و اولين آزمايش درون بدن موجود زنده (85/10/17 )    101
واکنش‌هاي جديد    106
مسير انتقال کوتاه    111
5.    مزاياي الکترودهاي نانوساختار براي تجهيزات ذخيره انرژي پرسرعت    115
6.    استانداردسازي نانولوله‌هاي کربني    115
7.    چالش‌هاي استانداردسازي نانولوله‌هاي کربني    118
9.    روش‌ها و ابزار اندازه‌گيري براي مشخصه‌يابي نانولوله‌هاي کربني    121
10.    كش آمدن نانولوله‌هاي كربني؛ زيربناي توسعه نسل آينده نيمه‌‌‌رساناها و نانوكامپوزيت‌ها (85/01/14 )    129
11.    ساخت نانوسيم‌هاي مقاوم با ساختار هيبريدي جديد (85/11/29 )    130
12. نانو لوله كربني …………………………………………………………………………………………………………….133
فصل هشتم :
1.خواص نانولوله كربني……………………………………………………………………………..135
2.كاربرد نانوتيوب در صنعت ساختمان…………………………………………………………..135
3.دلايل رجحان نانولولة كربني عبارتند از :………………………………………………………136
منابع ……………………………………………………………………………………………………………141

 

چکیده:

تحقیقات اخیر روی نانوسیالات، افزایش قابل توجهی را در هدایت حرارتی آنها نسبت به سیالات بدون نانوذرات و یا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان می‌دهد. از دیگر تفاوت‌های این نوع سیالات، تابعیت شدید هدایت حرارتی از دما، همچنین افزایش فوق‌العاده فلاکس حرارتی بحرانی در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از نانوسیالات نتایج قابل بحثی است که به عنوان مثال می‌توان به انطباق نداشتن افزایش هدایت حرارتی با تئوری‌های موجود اشاره کرد. این امر نشان دهنده ناتوانی این مدل ها در پیش‌بینی صحیح خواص نانوسیال است. بنابراین برای کاربردی کردن این نوع از سیالات در آینده و در سیستم‌های جدید، باید اقدام به طراحی و ایجاد مدل‌ها و تئوری‌هایی شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهای سیالیت نانوذرات و تصحیحات مربوط به آن کرد

سیستم‌های خنک کننده، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های کارخانه‌ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هر جایی است که به نوعی با انتقال گرما روبه‌رو باشد. با پیشرفت فناوری در صنایعی مانند میکروالکترونیک که در مقیاس‌های زیر صد نانومتر عملیات‌های سریع و حجیم با سرعت‌های بسیار بالا (چند گیگا هرتز) اتفاق می‌افتد و استفاده از موتورهایی با توان و بار حرارتی بالا اهمیت به سزایی پیدا می‌کند، استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته و بهینه، کاری اجتناب‌ناپذیر است. بهینه‌سازی سیستم‌های انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسیله افزایش سطح آنها صورت می‌گیرد که همواره باعث افزایش حجم و اندازه این دستگاه‌ها می‌شود؛ لذا برای غلبه‌ بر این مشکل، به خنک کننده‌های جدید و مؤثر نیاز است و نانو سیالات به عنوان راهکاری جدید در این زمینه مطرح شده‌اند. نانوسیالات به علت افزایش قابل توجه خواص حرارتی، توجه بسیاری از دانشمندان را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمی (حدود یک درصد حجمی) از نانوذرات مس یا نانولوله‌های کربنی در اتیلن گلیکول یا روغن به ترتیب افزایش 40 و 150 درصدی در هدایت حرارتی این سیالات ایجاد می‌کند [2] [3]؛ در حالی که برای رسیدن به چنین افزایشی در سوسپانسیون‌های معمولی، به غلظت‌های بالاتر از ده درصد از ذرات احتیاج است؛ این در حالی است که مشکلات رئولوژیکی و پایداری این سوسپانسیون‌ها در غلظت‌های بالا مانع از استفاده گسترده از آنها در انتقال حرارت می‌شود. در برخی از تحقیقات، هدایت حرارتی نانوسیالات، چندین برابر بیشتر از پیش‌بینی تئوری‌ها است. از دیگر نتایج بسیار جالب، تابعیت شدید هدایت حرارتی نانوسیالات از دما [4] [5] و افزایش تقریباً سه برابری فلاکس حرارتی بحرانی آنها در مقایسه با سیالات معمولی است.

 
مقدمه:

نانولوله‌های کربنی به عنوان یکی از دو جایگزین اصلی سیم‌ها در داخل تراشه‌ها و دیگر اجزاء الکترونیکی در دهه آینده مطرح هستند. این ساختارها نه تنها هادی خوبی برای الکتریسته هستند، بلکه فوق‌العاده کوچک‌اند، بطوری که به سازندگان اجازه استفاده از میلیاردها ترانزیستور را در یک تراشه می‌دهند.

امروزه نانولوله‌ها را می‌توان تنها در آزمایشگاه و به میزان اندک تولید کرد. دستیابی به روش‌های تولید انبوه، سالها به طول می‌انجامد.

در روش کاتالیست فلزی، نیکل، آهن یا کبالت همراه با اتمهای کربن تا ذوب شدن فلز حرارت داده می‌شوند، سپس نانولوله‌های تک‌دیواره بر روی سطح فلز مذاب تشکیل می‌شوند.

متأسفانه در این روش ذرات فلزی به نانولوله‌ها چسبیده و آنها را مغناطیسی کرده و برای استفاده در ترانزیستورها غیرقابل استفاده می‌گردانند. آویریس می‌گوید: “در هر نانولوله ذره‌ای از فلز وجود دارد که برای زدودن آنها باید نانولوله‌ها را در اسیدنیتریک جوشانید که این عمل باعث تخریب نانولوله‌ها می‌گردد.”

در روش ابداعــی شرکتIBM نانولوله‌ها تخریب نمی‌شوند. پژوهشگران، کریستالی که از لایه‌های سیلیکون و کربن تشکیل یافته را تا 1650 درجه سانتیگراد حرارت دادند. این عمل باعث تبخیر سیلیکون و باقی ماندن لایه‌‌ای از کربن می‌گردد. از آنجا که کربن از قبل به سیلیکون متصل شده است، پس از تبخیر سیلیکون، برای پیوند با مواد دیگر آزاد می‌شود. در این حالت، پیوند کربن با خودش، موجب تشکیل لوله‌های کربنی می‍شود.

آویریس می‌گوید، ساختار اتمی که این لوله‌های کربنی اختیار می‌کنند بعداً به صورت الگویی برای آرایش لوله‌ها به کار می‌رود به طوری که می‌توان از آنها در ساخت پردازشگرها استفاده کرد. این ساختارها برای ایجاد ترانزیستور باید به صورت شبکه‌هایی از خطوط موازی تشکیل شوند.

پایان نامه بررسی نظری اثر حضور ناخالصیهای لانتانیدی بر روی ساختار الکترونی نانولوله های کربنی(CNT) و نانولوله های BC3،BC2N

 

 

 

 

فرمت فايل : WORD (قابل ويرايش)

تعداد صفحات:100

فهرست مطالب:
فصل اول نانولوله های کربنی
عنوان                                                                                                                 صفحه
1-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2- نانوچیست؟………………………………………………………………………………………………………………………………………………2
1-3- تاریخچه فناوری نانو………………………………………………………………………………………………………………………………..3
1-4-کربن………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….3
1-5- انواع گونه های کربن………………………………………………………………………………………………………………………………..3
     1-5-1-گرافیت……………………………………………………………………………………………………………………………………………4
     1-5-2- الماس……………………………………………………………………………………………………………………………………………5
      1-5-3-فولرن……………………………………………………………………………………………………………………………………………..5
     1-5-4-گرافن……………………………………………………………………………………………………………………………………………..6
1-6- ¬نانولوله های کربنی………………………………………………………………………………………………………………………………….7
1-7- تاریخچه نانولوله ها………………………………………………………………………………………………………………………………….7
۱-8- انواع نانولوله های کربنی………………………………………………………………………………………………………………………….7
      1-8-1- نانولوله تک جداره……………………………………………………………………………………………………………………….8
      2-8-2- نانو لوله چند جداره ……………………………………………………………………………………………………………………8
      1-8-3-فولرایت………………………………………………………………………………………………………………………………………….8
      1-8-4- تروس یا حلقه ای………………………………………………………………………………………………………………………..8
      1-8-5- ساختارهای غیر ایده آل………………………………………………………………………………………………………………8
1-9- ساختارنانولوله ها………………………………………………………………………………………………………………………………………9
      1-9-۱- ساختار هندسی……………………………………………………………………………………………………………………………9
    1-9-2 – ساختارالکترونی………………………………………………………………………………………………………………………….10
1-10- فيزيکي و شيميايي نانو لوله¬ها …………………………………………………………………………………………………………..11
1-11- واكنش‌پذيري شيميايي نانولوله¬های کربنی………………………………………………………………………………………..11
1-12- نانو لوله كربني- روشهاي¬توليد……………………………………………………………………………………………………………12
     1-12-1- روش تخليه قوس الکتریکی…………………………………………………………………………………………………….12
     1-12-2- روش فرسایش ليزر………………………………………………………………………………………………………………….13
     1-12-3- رسوب بخار شيميايی……………………………………………………………………………………………………………….13
1-13- ويژگي هاي نانو لوله هاي كربني………………………………………………………………………………………………………..14
1-14- كاربردهای نانولوله‌های کربنی…………………………………………………………………………………………………………….16
     1-14-1-کابل های برق……………………………………………………………………………………………………………………………16
     1-14-2- حسگرها……………………………………………………………………………………………………………………………………16
     1-14-3-پزشکی………………………………………………………………………………………………………………………………………17
     1-14-4-حافظه¬های ¬نانولوله¬ای………………………………………………………………………………………………………………..17
     1-14-5- دیگر کاربردها…………………………………………………………………………………………………………………………..17
فصل دوم مقدمه ای بر شیمی محاسبات
2-1- شیمی محاسباتی…………………………………………………………………………………………………………………………………..19
2-2- شيمي محاسباتي شامل روشهاي مختلف رياضي در دو مدل تقسيم بندي مي شود………………………….19
    2-2-1- مدل مكانيك مولكولي…………………………………………………………………………………………………………………19
    2-2-2- مدل مکانیک کوانتومی……………………………………………………………………………………………………………….20
2-3- تئوری ساختار الكتروني………………………………………………………………………………………………………………………..21
     2-3-1- روش‌هاي نيمه تجربي……………………………………………………………………………………………………………….21
     2-3-2- روش‌هاي آغازين (Ab initio)…………………………………………………………………………………………………..21
     2-3-3- روشهایی بر پایه نظریه تابعیت چگالی(DFT)…………………………………………………………………………..21
2-4- مجموعه پایه………………………………………………………………………………………………………………………………………….21
2-5- تئوری تابعیت چگالی(DFT)………………………………………………………………………………………………………………..22
     2-5-1- قضیه هوهنبرگ – کوهن…………………………………………………………………………………………………………..23
     2-5-2- نظریه کوهن – شم…………………………………………………………………………………………………………………….25
     2-5-2- تابعیت¬های تبادل – همبستگی………………………………………………………………………………………………….26
2-6- تقریب های مورد استفاده در محاسباتDFT……………………………………………………………………………………….27
     2-6-1- تقریب دانسیته محلی(LDA)…………………………………………………………………………………………………….27
     2-6-2- تقریب شیب تعمیم یافته (GGA)…………………………………………………………………………………………….29
     2-6-3- روش پیوستگی آدیاباتیک (ACM)…………………………………………………………………………………………..30
2-7- پتانسیل مؤثر هسته (ECP)………………………………………………………………………………………………………………….32
فصل سوم اشکال و جداول
3-1- اهمیت نانو لوله های کربنی (CNT)…………………………………………………………………………………………………….35
3-2- برنامه های محاسباتی مورد استفاده……………………………………………………………………………………………………..35
3-3- جزئیات محاسباتی…………………………………………………………………………………………………………………………………36
3-4- شکل ساختارهای بهینه شده کمپلکس ها……………………………………………………………………………………………36
3-5- جداول……………………………………………………………………………………………………………………………………………………45
فصل چهارم نتایج و بحث
4-1- بررسی نتایج بدست آمده برای کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]……………………………………………………………60
    4-1-1- بررسی طول پیوندی و انرژی برهمکنش کمپلکس[CNT-Ln(H2O)n] …………………………………..60
    4-1-2- بررسی هدایت الکتریکی کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]…………………………………………………………….62
    4-1-3- بررسی نتایج بدست آمده از آنالیز QTAIM در کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]………………………..66
   4-1-4- بررسی نتایج بدست آمده از آنالیز NBO در کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]……………………………..68
4-2- بررسی نتایج کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]………………………………….. ……………………………………………………..70
   4-2-1- بررسی طول پیوندی و انرژی برهمکنش برای کمپلکس  [CNT-Ln(H2)n]…………………………….70
   4-2-2- بررسی هدایت الکتریکی کمپلکس  [ CNT-Ln(H2)n]……………………………………………………………..72
   4-2-3- نتایج بدست آمده از آنالیز QTAIM در کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]………………………………………75
   4-2-4- نتایج آنالیز NBO در کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]……………………………………………………………………..76
4-3- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در نانولوله های BC3, BC2N…………………………………………………………..77
  4-3-1- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در هدایت الکتریکی نانولوله BC3………………………………………………77
  4-3-2- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در هدایت الکتریکی نانولوله BC2N…………………………………………..80
4-4- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………….84
4-5- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………………………84
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..85

 

فهرست شکل ها
شکل 1-1. انواع فرم های کربنی……………………………………………………………………………………………………………………..4  
شکل1-2. صفحات گرافیت………………………………………………………………………………………………………………………………4
شکل1-3. ساختار بلوری الماس………………………………………………………………………………………………………………………5
شکل1-4. مولکول C60 ……………………………………………………………………………………………………………………………………6
شکل1-5. ساختار اتمی صفحه گرافن……………………………………………………………………………………………………………..6
شکل1-6. انواع نانولوله¬های تك ديواره، چند ديواره، فولرایت و تروس…………………………………………………………..8
شکل 1-7. بردار های هندسی نانولوله…………………………………………………………………………………………………………….9
شکل1-8. انواع نانولوله¬هاي كربني تك ديواره……………………………………………………………………………………………….10
شکل 1-9. روال روش قوس الکتریکی……………………………………………………………………………………………………………12
شکل1-10. روش فرسایش لیزری………………………………………………………………………………………………………………….13
شکل 3-1. ساختارهای بهینه شده کمپلکس n=1,2,3 ,[CNT-La(H2O)n ]…………………………………………….37
شکل 3-2. ساختارهای بهینه شده کمپلکس n=1,2,3 ,[CNT-Eu(H2O)n ]…………………………………………….37
شکل 3-3. ساختارهای بهینه شده کمپلکس n=1,2,3 ,[CNT-Lu(H2O)n]……………………………………………..38
شکل 3-4. ساختارهای بهینه شده کمپلکس n=1,2,3 ,[CNT-La(H2)n]…………………………………………………38
شکل 3-5. ساختارهای بهینه شده کمپلکس n=1,2,3 ,CNT-Eu(H2)n]…………………………………………………..39
شکل3-6. ساختارهای بهینه شده کمپلکس n=1,2,3 ,[CNT-Lu(H2)n]…………………………………………………..39
شکل 3-7. ساختار بهینه شده نانولوله اولیه (6,0)BC3……………………………………………………………………………….40
شکل3-8. ساختار بهینه شده کمپلکس  La(6,0)BC3. در این ساختار کاتیون La جایگزین اتم B6
شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..40
شکل 3-9. ساختار بهینه شده کمپلکسLa (6,0)BC3. در این ساختار کاتیون La جایگزین اتمC7
شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..41
شکل 3-10. ساختار بهینه شده کمپلکس La(6,0)BC3. در این ساختارکاتیون La جایگزین اتم C8
شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..41
شکل 3-11. ساختار بهینه شده نانولوله اولیه BC2N………………………………………………………………………………….42
شکل 3-12. ساختار بهینه شده نانولولهBC2N(6,0)La  در این ساختار اتم La جایگزین اتم N5
شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..42
شکل 3-13. ساختار بهینه شده نانولوله BC2N(6,0)La در این ساختار اتم La جایگزین اتم  C6
شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..43
شکل 3-14. ساختار بهینه شده نانولوله BC2N(6,0)La. در این ساختار اتم La جایگزین اتم C7
شده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..43

شکل 3-15. ساختار بهینه شده نانولوله BC2N(6,0)La در این ساختار اتم La جایگزین اتم B8
شده است…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………44
شکل4-1. انرژی برهمکنش در کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n] برحسب فاصلهLn…O ……………………………..62
شکل4-2. اوربیتال های HOMO و LUMO در کمپلکس [CNT-La(H2O)n]…………………………………………64
شکل 4-3. نمایش چگالی حالت در کمپلکس¬های، CNT، [CNT-La] و [CNT-La(H2O)]……………………65
شکل 4-4. گراف مولکولی کمپلکس [CNT-La(H2O)2] …………………………………………………………………………..67
شکل4-5. انرژی برهمکنش در کمپلکس  [ CNT-Ln(H2)n]بر حسب فاصله پیوندی Ln…H2……………….72
شکل 4-6. اوربیتال های HOMO و LUMO در کمپلکس [CNT-La(H2)n]……………………………………………73
شکل 4-7. نمایش چگالی حالت در،CNT ، [CNT-La] و [CNT-La(H2)]………………………………………………74
شکل 4-8. گراف مولکولی در کمپلکس [CNT-La(H2)2]…………………………………………………………………………..76
شکل4-9. ساختار بهینه شده BC3(6,0)……………………………………………………………………………………………………..78
شکل 4-10. اوربیتال های HOMO و LUMO در کمپلکس [BC3-La] ………………………………………………….79
شکل 4-11. نمایش چگالی حالت در کمپلکس¬های،BC3  و [BC3-La]……………………………………………………80
شکل4-12. ساختار بهینه شده نانولوله (6,0)BC2N……………………………………………………………………………………81
شکل 4-13. اوربیتال¬های HOMO و  LUMOدر کمپلکس [BC2N-La]…………………………………………………82
شکل 4-14. نمایش چگالی حالت در کمپلکس¬های،BC2N  و [BC2N-La]…………………………………………….83

 

فهرست جدول ها
جدول 3-1. فاصله و میانگین فاصله Ln-O برای کمپلکس [CNT-La(H2O)n]. فاصله ها بر حسب Å
می‌باشند………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….45
جدول 3-2. فاصله و میانگین فاصله Ln-O برای کمپلکس [CNT-Eu(H2O)n]. فاصله ها بر حسب Å
می‌باشند………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….45
جدول 3-3. فاصله و میانگین فاصله Ln-O برای کمپلکس [CNT-Lu(H2O)n]. فاصله ها بر حسب Å
می¬باشند……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………45
جدول 3-4. انرژی کل مولکولی (هارتری)، انرژی برهمکنش و میانگین انرژی برهمکنش (کیلوکالری بر مول) در کمپلکس¬های [CNT-Ln(H2O)n]…………………………………………………………………………………………………………….46
جدول 3-5. انرژی  HOMO (Highest occupied molecular orbital)و انرژی
LUMO (Lowest unoccupied molecular orbital) و ΔE شکاف انرژی درکمپلکس
 [CNT-Ln(H2O)n] ……………………………………………………………………………………………………………………………………..46
جدول 3-6. ساختار الکترونی طبیعی و بار اتم برای کاتیون های لانتانیدی در کمپلکس
 [CNT-Ln(H2O)n] بوسیله آنالیز NBO……………………………………………………………………………………………………….47
جدول 3-7. نشان دهنده مرتبه پیوندی Ln…O برای کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n] براساس تعداد
مولکول های آب کئوردینه شده …………………………………………………………………………………………………………………….48
جدول 3-8. میزان انرژی پایداری حاصل از فرایند انتقال بار در کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]………………….49
جدول 3-9. نتایج حاصل از آنالیز QTAIM برای کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]………………………………………..50
جدول 3-10. فاصله و میانگین فاصله La…H2 برای کمپلکس[CNT-La(H2)n]. فاصله ها بر حسب Å است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….51
جدول 3-11. فاصله و میانگین Eu…H2 فاصله برای کمپلکس [CNT-Eu(H2)n]. فاصله ها برحسب    Å
است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….51
جدول 3-12. فاصله و میانگین فاصله  Lu…H2برای کمپلکس [CNT-Lu(H2)n]. فاصله ها بر حسب Å است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….51
جدول 3-13. انرژی کل مولکولی (هارتری)، انرژی برهمکنش و میانگین انرژی برهمکنش (کیلوکالری بر مول) در کمپلکس های[CNT-Ln(H2)n]………………………………………………………………………………………………………52
جدول 3-14. انرژی HOMO (Highest occupied molecular orbital) و انرژیLUMO
(Lowest unoccupied molecular orbital) و ΔE شکاف انرژی در برای کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]…….52
جدول 3-15. نتایج حاصل از آنالیز QTAIM برای کمپلکس [CNT-Ln (H2)n]………………………………………..53
جدول 3-16. ساختار الکترونی طبیعی و بار اتم برای کاتیون های لانتانیدی در کمپلکس
 [CNT-Ln(H2)n] بوسیله آنالیز NBO………………………………………………………………………………………………………….54
جدول 3-17. نشان دهنده مرتبه پیوندی Ln…H2 برای کمپلکس [CNT-Ln(H2)n] براساس تعداد مولکول های هیدروژن کئوردینه شده …………………………………………………………………………………………………………………………56
جدول 3-18. میزان پایداری حاصل از فرایند انتقال بار درکمپلکس [CNT-Ln(H2)n]………………………………57
جدول 3-19. انرژی HOMO (Highest occupied molecular orbital) و انرژی LUMO
(Lowest unoccupied molecular orbital) و ΔE شکاف انرژی در کمپلکس [BC2N-La]…………………….57
جدول 3-20. انرژی HOMO (Highest occupied molecular orbital) و انرژی LUMO
(Lowest unoccupied molecular orbital) و ΔE شکاف انرژی در کمپلکس [BC3-La]……………………….58

چکیده: در این پایان نامه، به بررسی نظری اثر حضور ناخالصیهای لانتانیدی بر روی ساختار الکترونی نانولوله¬های کربنی(CNT)  و نانولوله¬های BC3،BC2N  پرداخته شده است. همچنین اثر کاتیونهای لانتانیدی (La3+,Eu3+,Lu3+) دکره شده در فرآیند جذب H2O و  H2در کمپلکس¬های [CNT-Ln(H2O)n] و
 [CNT-Ln(H2)n] بررسی گردیده است. محاسبات شیمی کوانتومی در سطح نظریه تابعیت چگالی، برای این کمپلکس¬ها با استفاده از روش محاسباتی B3LYP و از مجموعه پایه ECP/7s 6p 5d برای اتمهای لانتانیدی و هم چنین از مجموعه پایه 6-31G* برای سایر اتم¬ها انجام شده است. انرژی برهمکنش، آنالیز اتم¬ها در مولکولها(AIM)  و آنالیز اوربیتال¬های طبیعی پیوندی (NBO) در کمپلکس¬های [CNT-Ln(H2O)n] و [CNT-Ln(H2)n] مطالعه شده¬اند. با جایگزین کردن کاتیون لانتانیوم در کمپلکسهای [BC3-La] و
 [BC2N-La] نتایج محاسبات نشان داد که شکاف انرژی نسبت به نانولوله اولیه تغییر یافته و به ترتیب باعث کاهش و افزایش رسانایی در این کمپلکس¬ها شده است.
کلمات کلیدی: نانولوله، ذخیره سازی هیدروژن، ساختارالکترونی، نانولوله BC3

پایان نامه تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله های کربنی/ پلیمر رسانا

 

 

 

 

 

 

 

فرمت فايل : WORD (قابل ويرايش)

تعداد صفحات:104

فهرست مطالب:
فصل اول
1-    مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………11
1-1-    تعریف کامپوزیت………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………11
1-2-    تاریخچه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….11
1-3-    تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف……………………………………………………………………………………………………………………..11
1-4-    کامپوزیت نانولوله¬های کربنی و پلیمر رسانا……………………………………………………………………………………………………………………..12
1-4-1-    کامپوزیت¬های نانولوله-پلی-انیلین………………………………………………………………………………………………………………………………….13
1-4-1-1-    برهمکنش¬های نانولوله/پلی¬انیلین ………………………………………………………………………………………………………………………….13
1-4-1-1-1-    برهمکنش¬های پلی¬انیلین با نانولوله¬ی عامل-دارنشده…………………………………………………………………………………………..13
1-4-1-1-2-    برهمکنش¬های پلی¬انیلین با نانولوله¬ی عامل¬دار شده…………………………………………………………………………………………..14
1-4-2-    روش¬های سنتز………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14
1-5-    کاربرد کامپوزیت نانولوله¬های کربنی/ پلیمر رسانا……………………………………………………………………………………………………………15
1-6-    نقش و خصوصیت الکترود مقابل……………………………………………………………………………………………………………………………………..15
1-6-1-    مشکلات سلول¬های خورشیدی رنگ حساس……………………………………………………………………………………………………………….16
1-7-    تکمیل منسوج توسط پلیمرهای رسانا……………………………………………………………………………………………………………………………..16
1-7-1-    تکمیل منسوج توسط پلی-انیلین…………………………………………………………………………………………………………………………………..17
1-7-1-1-    پلی-انیلین…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………17
1-7-1-2-    کاربرد پلیمر رسانای پلی-انیلین………………………………………………………………………………………………………………………………18
1-7-1-3-    پارچه¬های پوشش¬دهی شده توسط پلی-انیلین……………………………………………………………………………………………………….19
1-7-2-    تکمیل منسوج توسط پلی-پیرول…………………………………………………………………………………………………………………………………..19
1-7-2-1-    پلی-پیرول…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………19
1-7-2-2-    کاربرد پلیمر رسانای پلی-پیرول………………………………………………………………………………………………………………………………21
1-7-2-3-    پارچه¬های رسانای پوشش¬دهی شده با پلی-پیرول…………………………………………………………………………………………………..21
1-8-    تکمیل منسوج توسط نانولوله¬های کربنی………………………………………………………………………………………………………………………..22
1-8-1-    نانولوله¬های کربنی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………22
1-8-2-    کاربرد نانولوله¬های کربنی……………………………………………………………………………………………………………………………………………..23
1-8-3-    تهیه پارچه رسانا توسط نانولوله¬های کربنی………………………………………………………………………………………………………………….23
1-8-3-1-    روش¬های تهیه دیسپرسیون نانولوله¬های کربنی……………………………………………………………………………………………………..26
1-8-3-1-1-    دیسپرسیون نانولوله¬های کربنی عامل-دار…………………………………………………………………………………………………………….26
1-8-3-1-2-    دیسپرسیون نانولوله¬های کربنی بر پایه¬ی حلال¬های آلی……………………………………………………………………………………26
1-8-3-1-3-    دیسپرسیون نانولوله¬های کربنی با آب…………………………………………………………………………………………………………………26
1-9-    تهیه منسوج رسانا توسط نانوذرات فلزی…………………………………………………………………………………………………………………………27
1-9-1-    تکنیک¬های فلزدار کردن……………………………………………………………………………………………………………………………………………….27
1-9-2-    لایه¬نشانی احیایی و پیشرفت آن در نساجی…………………………………………………………………………………………………………………28
1-9-2-1-    لایه¬نشانی احیایی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….28
1-9-2-2-    مکانیزم فرآیندلایه¬نشانی احیایی…………………………………………………………………………………………………………………………….28
1-10-    زیرلایه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….30
1-10-1- آماده¬سازی زیرلایه با فرآیند پلاسما…………………………………………………………………………………………………………………………….31
1-10-1-1-    فرآیند پلاسما………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….31
1-10-1-2-    برهمکنش بین پلاسما با سطح منسوجات…………………………………………………………………………………………………………….31
فصل دوم
2-    شرح کلي آزمايشات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..35
2-1-    آماده-سازی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..35
2-2-    آماده¬سازی نمونه با پلاسما……………………………………………………………………………………………………………………………………………….35
2-2-1-    آماده¬سازی نمونه با هیدرولیز قلیایی…………………………………………………………………………………………………………………………….36
2-3-    مواد و روش¬هاي مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط لايه¬نشاني به ‌روش احيايي………………………………………..36
2-3-1-    لايه¬نشاني با مس……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………36
2-3-1-1-    مواد مورد استفاده در لايه‌نشاني احيايي با مس……………………………………………………………………………………………………..36
2-3-1-2-    روش لايه¬نشاني احيايي با مس……………………………………………………………………………………………………………………………….37
2-3-1-3-    روش لايه¬نشاني احيايي با مس……………………………………………………………………………………………………………………………….38
2-3-2-    لايه¬نشاني احيايي با نیکل……………………………………………………………………………………………………………………………………………..38
2-3-2-1-    مواد مورد استفاده در لايه‌نشاني با نیکل………………………………………………………………………………………………………………..38
2-3-2-2-    روش لايه¬نشاني احيايي با نیکل……………………………………………………………………………………………………………………………..38
2-4-    مواد و روش¬هاي مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط پليمرهاي رسانا…………………………………………………………39
2-4-1-    مواد و روش¬هاي مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط پليمر رساناي پلی-انيلين………………………………………..39
2-4-1-1-    مواد براي پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از پلی-انيلين……………………………………………………………………………………..39
2-4-1-2-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از پلی¬انيلين به روش پلیمریزاسیون شیمیایی…………………………………………………39
2-4-1-3-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از پلی¬انيلين به روش اسپری……………………………………………………………………………40
2-4-1-4-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از پلی¬انيلين به روش غوطه-وری……………………………………………………………………….40
2-4-2-    مواد و روش¬هاي مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط پلی-پيرول……………………………………………………………….41
2-4-2-1-    مواد براي پوشش¬دهي با استفاده از پلی-پيرول……………………………………………………………………………………………………….41
2-4-2-2-    پوشش¬دهي منسوج با استفاده از پلی¬پيرول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی……………………………………………………..41
2-4-2-3-    پوشش¬دهي منسوج با استفاده از پلی¬پيرول به روشCVD…………………………………………………………………………………..41
2-4-3-    مواد و روش¬هاي مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط لايه¬نشاني با نانوذرات کامپوزيتي…………………………..42
2-4-3-1-    مواد و روش مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط لايه¬نشاني کامپوزيتي از پليمر رسانا انيلين با فلز مس………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..42
2-4-3-2-    مواد و روش مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط لايه¬نشاني کامپوزيتي از پليمر رسانا انيلين با فلز نیکل………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………42
2-4-3-3-    مواد و روش مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط لايه¬نشاني کامپوزيتي از پليمر رسانا پیرول با فلز مس………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..43
2-4-3-4-    مواد و روش مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط لايه¬نشاني کامپوزيتي از پليمر رسانا پیرول با فلز نیکل………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………43
2-5-    مواد و روش¬هاي مورد استفاده براي ساخت منسوج رسانا توسط نانولوله¬های کربنی چند دیواره…………………………………43
2-5-1-    مواد براي پوشش¬دهي با استفاده از نانولوله¬های کربنی چند دیواره…………………………………………………………………………….43
2-5-2-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از نانولوله¬های کربنی چند دیواره به روش فیلتراسیون………………………………………….44
2-5-3-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از نانولوله¬های کربنی چند دیواره به روش الکتروریسی…………………………………………44
2-5-4-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از نانولوله¬های کربنی چند دیواره به روش الکترواسپری………………………………………..44
2-5-5-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از نانولوله¬های کربنی چند دیواره به روش چاپ جوهرافشان………………………………..45
2-5-6-    پوشش¬دهي منسوجات با استفاده از نانولوله¬های کربنی چند دیواره به روش اسپری…………………………………………………45
2-6-    دستگاه¬ها و تجهيزات مورد استفاده براي تهيه منسوجات رسانا……………………………………………………………………………………..46
2-6-1-    دستگاه اولتراسونيک……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..46
2-6-2-    اسپری با استفاده از پیستوله…………………………………………………………………………………………………………………………………………46
2-6-3-    بررسي و تعيين خصوصيات پارچه رسانا………………………………………………………………………………………………………………………47
2-6-3-1-    اندازه‌گيري وزن………………………………………………………………………………………………………………………………………………………47
2-6-3-2-    بررسي مقاومت الکتریکی سطحی نمونه-ها……………………………………………………………………………………………………………..47
2-6-3-3-    بررسي سطح نمونه‌ها………………………………………………………………………………………………………………………………………………48
2-6-3-4-    تعيين چگونگي برهمکنش شيميايي پلیمرها و نانولوله¬ی کربنی با پارچه……………………………………………………………48
2-6-3-5-    بررسی میزان انعکاس نور از سطح نمونه-ها…………………………………………………………………………………………………………….49
2-6-3-6-    ولتامتري چرخه-اي………………………………………………………………………………………………………………………………………………….49
فصل سوم
3-    مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………52
3-1-    بررسی مورفولوژی نمونه¬های آماده شده با پلاسمای اکسیژن و هیدرولیز قلیایی………………………………………………………….52
3-2-    بررسی طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه……………………………………………………………………………………………………………………53
3-3-    بررسی مورفولوژی نمونه¬های لایه¬نشانی شده با نانوذرات مس و نیکل……………………………………………………………………………54
3-4-    بررسی خصوصیات  منسوج لایه¬نشانی شده با پلیمر رسانای پلی¬انیلین و پلی-پیرول……………………………………………………..55
3-4-1-    بررسی منسوج لایه¬نشانی شده با پلی-انیلین…………………………………………………………………………………………………………………55
3-4-1-1-    بررسی مورفولوژی منسوج لایه¬نشانی شده با پلی-انیلین………………………………………………………………………………………..57
3-4-2-    بررسی منسوج لایه¬نشانی شده با پلی-پیرول…………………………………………………………………………………………………………………57
3-4-2-1-    بررسی مورفولوژی منسوج لایه¬نشانی شده با پلی-پیرول………………………………………………………………………………………..58
3-4-2-2-    مقاومت الکتریکی سطحی و تغییرات وزن منسوج لایه¬نشانی شده با پلیمر رسانا…………………………………………………61
3-4-2-3-    بررسی خصوصیات نوری پارچه¬ی لایه¬نشانی شده با پلیمر رسانای پلی-پیرول………………………………………………………62
3-4-2-4-    بررسی رفتار الکترو شیمیایی منسوج لایه¬نشانی شده با پلی-پیرول……………………………………………………………………….64
3-5-    بررسی خصوصیات  منسوج لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی………………………………………………………………………………….71
3-5-1-    بررسی مورفولوژی منسوج لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی به روش اسپری……………………………………………………….74
3-5-2-    مقاومت الکتریکی سطحی و تغییرات وزن منسوج لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی……………………………………………77
3-5-3-    بررسی خواص نوری منسوجات لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی…………………………………………………………………………77
3-5-4-    بررسی رفتار الکترو شیمیایی منسوج لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی چند دیواره…………………………………………….80
3-6-    بررسی طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه…………………………………………………………………………………………………………………86
فصل چهارم
4-    نتیجه¬گیری نهایی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………89
4-1-    پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..92

فهرست جدول¬ها    
جدول ‏2 1- نسبت مولی و غلظت اسید مورد استفاده……………………………………………………………………………………………………………….42
جدول ‏2 2- فرآیند آماده¬سازی زیرلایه و تهیه دیسپرسیون نانولوله¬های کربنی………………………………………………………………………..44
جدول ‏2 3- شرایط الکترواسپری و ترکیبات دیسپرسیون………………………………………………………………………………………………………….45
جدول ‏3 1- کدگذاری نمونه¬های لایه¬نشانی شده با پلی¬پیرول……………………………………………………………………………………………………58
جدول ‏3 2- تغییرات مقاومت الکتریکی سطحی و وزن نمونه¬های لایه¬نشانی شده با پلی¬پیرول به روش CVD…………………….59
جدول ‏3 3-ولتاژ و چگالی جریان متناظر با پیک کاتدی در نمونه¬های لایه¬نشانی شده با پلی¬پیرول………………………………………..71
جدول ‏3 4- ولتاژ و چگالی جریان متناظر با پیک کاتدی در نمونه¬های لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی…………………………85
جدول ‏3 5- مقایسه¬ی بین ولتاژ و چگالی جریان متناظر با پیک کاتدی نمونه¬های تهیه شده با نتایج سایر پژوهشگران………..85

 فهرست شکل¬ها
شکل ‏1 1- فرمول کلی انیلین…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….18
شکل ‏1 2- فرم¬های مختلف پلی-انیلین……………………………………………………………………………………………………………………………………….18
شکل ‏1 3- ساختار پلی-پیرول……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..20
شکل ‏1 4- مراحل پلیمریزاسیون پلی-پیرول……………………………………………………………………………………………………………………………….20
شکل ‏1 5- مکانیسم پلیمریزاسیون پلی-پیرول……………………………………………………………………………………………………………………………20
شکل ‏1 6- روش پوشش¬دهی الف) غوطه¬وری، ب) دورانی………………………………………………………………………………………………………..24
شکل ‏1 7- نحوه قرارگیری نانولوله-ها………………………………………………………………………………………………………………………………………….25
شکل ‏1 8- تصویر شماتیک اجزای اصلی لایه¬نشانی احیایی………………………………………………………………………………………………………30
شکل ‏1 9- ساختار شیمایی پلی اتیلن ترفتالات………………………………………………………………………………………………………………………..30
شکل ‏1 10- برهمکنش بین سطح و پلاسما………………………………………………………………………………………………………………………………32
شکل ‏2 1- دستگاه پلاسما………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….36
شکل ‏2 2- مراحل لایه¬نشانی احیایی………………………………………………………………………………………………………………………………………….37
شکل ‏2 3- تقطیر مونومر…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….39
شکل ‏2 4- حمام آب…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..40
شکل ‏2 5- دستگاه اولترا سونیک………………………………………………………………………………………………………………………………………………..46
شکل ‏2 6- پیستوله و پمپ باد……………………………………………………………………………………………………………………………………………………47
شکل ‏2 7- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی نشر میدانی…………………………………………………………………………………………………..48
شکل ‏2 8- تصویر دستگاه طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه…………………………………………………………………………………………….49
شکل ‏2 9- تصویر اسپکتروسکوپی انعکاسی……………………………………………………………………………………………………………………………….49
شکل ‏2 10- دستگاه ولتامتری چرخه-ای…………………………………………………………………………………………………………………………………….50
شکل ‏3 1- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استری خام، عمل¬شده با پلاسمای اکسیژن و سدیم هیدروکسید……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………53
شکل ‏3 2- طیف مادون قرمز پارچه¬ی پلی¬استر خام، عمل شده با پلاسمای اکسیژن و سدیم هیدروکسید…………………………….54
شکل ‏3 3- تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استر لایه¬نشانی شده با نانوذرات نیکل و مس………………………….54
شکل ‏3 4- تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استر لایه¬نشانی شده با نانوذرات نیکل و مس………………………….55
شکل ‏3 5- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استری خام و لایه¬نشانی شده با پلی-پیرول……………………………….57
شکل ‏3 6- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی لایه¬نشانی پارچه¬ی پلی¬استری خام، پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس و نیکل با پلی¬پیرول به روش CVD…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………59
شکل ‏3 7- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استری خام………………………………………………………………………………..60
شکل ‏3 8- تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استری زیرلایه¬ها با پلی¬پیرول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………60
شکل ‏3 9- نمودار ولتامتری چرخه¬ای پلی¬استر هیدرولیزشده پس از لایه¬نشانی با پلی-پیرول……………………………………………………65
شکل ‏3 10- نمودار ولتامتری چرخه¬ای پلی¬استر عمل شده با پلاسما پس از لایه¬نشانی با پلی-پیرول……………………………………….66
شکل ‏3 11- نمودار ولتامتری چرخه¬ای پلی¬استر پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس پس از لایه¬نشانی با پلی-پیرول…………………67
شکل ‏3 12- نمودار ولتامتری چرخه¬ای پلی¬استر پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس پس از لایه¬نشانی با پلی-پیرول…………………68
شکل ‏3 13- نمودار ولتامتری چرخه¬ای پلی¬استر پوشش¬دهی شده با نانوذرات نیکل پس از لایه¬نشانی با پلی-پیرول……………….69
شکل ‏3 14- پلی¬استر پوشش¬دهی شده با نانوذرات نیکل  پس از لایه¬نشانی با پلی-پیرول…………………………………………………………70
شکل ‏3 15- تصویر میکروسکوپ نوری پارچه¬ی لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی به روش فیلتراسیون……………………………72
شکل ‏3 16- تصویر میکروسکوپ نوری پارچه¬ی لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی به روش الکتروریسی……………………………72
شکل ‏3 17- تصویر میکروسکوپ نوری پارچه¬ی لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی به روش الکترواسپری………………………….73
شکل ‏3 18- تصویرمیکروسکوپ نوری منسوج لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی به روش چاپ جوهرافشان……………………..74
شکل ‏3 19- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی زیرلایه¬ی پوشش¬دهی شده با پلی¬پیرول قبل از لایه¬نشانی با نانولوله¬های کربنی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….75
شکل ‏3 20- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی نمونه¬های لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی…………………………………………76
شکل ‏3 21- تصویر میکروسکوپ الکترونی پویشی پارچه¬ی پلی¬استری لایه¬نشانی شده با پلی¬انیلین و نانولوله¬های کربنی……..76
شکل ‏3 22- طیف انعکاسی نمونه¬های لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی…………………………………………………………………………….80
شکل ‏3 23- نمودار ولتامتری چرخه¬ای نمونه¬های لایه¬نشانی شده با نانولوله¬ی کربنی چند دیواره………………………………………….83
شکل ‏3 24- نمودار ولتامتری چرخه¬ای نمونه¬های لایه¬نشانی شده پلی¬انیلین و نانولوله¬ی کربنی……………………………………………..84
شکل ‏3 25- طیف مادون قرمز پارچه پلی¬استری خام، لایه¬نشانی شده با پلی¬انیلین و لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی…..86
شکل ‏3 26- طیف مادون قرمز پارچه پلی¬استری خام، لایه¬نشانی شده با پلی¬پیرول و لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی…..87

 
چکیده
در این پژوهش، هدف اصلی تکمیل منسوج با چندلایه¬ی مرکب نانولوله¬های کربنی و پلیمر رسانا و استفاده از آن به عنوان الکترود مقابل در سلول¬های خورشیدی می¬باشد. جهت دستیابی به این هدف آزمایشات در چند مرحله انجام شد.  
در مرحله¬ی اول آماده¬سازی به دو روش هیدرولیز قلیایی و پلاسمای اکسیژن به منظور افزایش مکان¬های جاذب بر روی سطح انجام شد. سپس برخی از نمونه¬ها به روش لایه¬نشانی احیایی با نانوذرات مس یا نیکل پوشش¬دهی شدند. در مراحل بعدی از این نمونه¬ها (خام، پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس و پوشش¬دهی شده با نانوذرات نیکل) به عنوان زیرلایه استفاده گردید.
لایه¬نشانی پارچه¬های پلی¬استری پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس یا نیکل به دلیل حضور اسید و ماده¬ی اکسیدکننده در شرایط پلیمریزاسیون پلی¬انیلین، با موفقیت انجام نشد. لایه¬نشانی با پلی¬پیرول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی انجام شد. الکتریکی سطحی و درصد افزایش وزن نمونه¬های لایه¬نشانی شده با پلی¬پیرول برای پارچه¬ی پلی¬استری خام، پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس و پوشش¬دهی شده با نانوذرات نیکل (آماده¬سازی شده به روش پلاسمای اکسیژن) به ترتیب 41، 52 و Ω/Sq 22 و 80/22، 31/7 و 71/18 درصد و برای نمونه¬های آماده¬سازی شده به روش هیدرولیز قلیایی 42، 61 و Ω/Sq 27 و 65/21، 92/5 و 90/15 درصد بدست آمد. پس از لایه¬نشانی با پلی¬پیرول، انعکاس کاهش یافت. نمودارهای ولتامتری چرخه¬ای هم نشان¬دهنده¬ی رسانایی مناسب و فعالیت الکتروشیمیایی خوب نمونه¬ها می¬باشد.
در مرحله¬ی آخر لایه¬ای از نانولوله¬های کربنی بر روی سطح لایه¬نشانی شد. پس از لایه¬نشانی زیرلایه¬ها با نانولوله¬های کربنی مقاومت الکتریکی سطحی افزایش یافت. مقاومت الکتریکی سطحی و درصد افزایش وزن نمونه¬های لایه¬نشانی شده با نانولوله¬های کربنی برای پارچه¬ی پلی¬استری خام، پوشش¬دهی شده با نانوذرات مس و پوشش¬دهی شده با نانوذرات نیکل (آماده¬سازی شده به روش پلاسمای اکسیژن) به ترتیب 127، 112 و Ω/Sq 70 و  399/0، 967/0 و 520/0 درصد و برای نمونه¬های آماده¬سازی شده به روش هیدرولیز قلیایی 128، 112 و Ω/Sq 88 و  633/0، 810/0 و 545/0 درصد بدست آمد. پس از لایه¬نشانی با نانولوله¬های کربنی، انعکاس کاهش یافت.
کلمات کلیدی: پلیمر رسانا، نانولوله¬های کربنی، پارچه¬ی پلی¬استر
پیشگفتار
فرآیند تکمیل به مجموعه عملیاتی که بر روی یک سطح (بستر) جهت رسیدن به یک ویژگی و کاربرد خاص انجام می¬گیرد، گفته¬ می¬شود. این فرآیند در صنایع مختلف از جمله صنعت نساجی بسیار مورد استفاده قرار می¬گیرد. فرآیند تکمیل می¬تواند در کاربردهایی از جمله بهبود ظاهر، چسبندگی یا ترشوندگی، مقاومت در برابر خوردگی مقاومت در برابر مواد شیمیایی، تغییر هدایت الکتریکی به کار گرفته ¬¬شود[1].
امروزه انرژی یک نیاز مهم برای زندگی روزمره و صنعت به شمار می¬آید. نیاز به انرژی هر روز در حال افزایش اما منابع انرژی محدود و رو به پایان هستند. به همین دلیل محققان درصدد گسترش منابع جدید انرژی هستند که فراوان، ارزان و دوست¬دار محیط زیست هستند. انرژی خورشیدی نامحدود، تمیز و تجدیدپذیر است که می¬تواند گزینه¬ی مناسبی جهت رفع این نیازهای بشر باشد. سلول¬های خورشیدی که مستقیما نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می¬کنند ساختار جالبی برای تولید انرژی هستند که یکی از انواع آن سلول¬های خورشیدی رنگ حساس می¬باشند. در ساخت این سلول¬ها از شیشه-های رسانا به عنوان زیرلایه استفاده می¬شود[2]. نيروي الكتريكي توليدي از نور خورشيد، می¬تواند برای کاربردهای مختلفی چون خنك سازي، حرارت دهي، روشنايي، شارژ باطري¬ها و توليد نيروي الكتريكي براي وسايل الكتريكي متنوع، مورد استفاده قرار بگیرد  .[3]سلول¬های خورشیدی رنگ حساس در مقایسه با دیگر انواع سلول¬های خورشیدی مزایایی همچون عدم نیاز به تجهیزات پیچیده جهت تولید انبوه، سازگار با محیط زیست، عدم وابستگی به زاویه تابش، امکان کار در روزهای ابری و بارانی، ارزان بودن و تنوع زیاد دارند که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده¬اند [4, 5].
از جمله مشکلات سلول¬های خورشیدی رنگ حساس، سنگین وزن بودن، عدم انعطاف¬پذیری شیشه¬های رسانا به عنوان زیرلایه و الکترود مقابل پلاتین می¬باشد. پلاتین ماده¬ای گران قیمت می¬باشد که آماده¬سازی سلول¬ها در مقیاس وسیع را با هزینه¬ی زیادی همراه می¬کند به همین جهت محققان به دنبال یافتن موادی جهت جایگزینی پلاتین در سلول¬های خورشیدی هستند. تاکنون مواد زیادی از جمله مواد کربنی، پلیمرهای رسانا و یا کامپوزیتی از آن¬ها که رسانایی، فعالیت الکتروشیمیایی و قیمت مناسبی دارند به کار گرفته شده اند[6].
در این پروژه، تکمیل منسوج با پلیمر رسانا و نانولوله¬های کربنی به منظور ایجاد هدایت الکتریکی با هدف استفاده در سلول¬های خورشیدی به عنوان الکترود مقابل انجام شده است.

 
با توجه به اهداف یاد شده و به منظور آشنایی مقدماتی با موضوع باید بیان گردد که این پژوهش در قالب چهار فصل تهیه شده که به شرح ذیل می باشند:
    در فصل نخست با عنوان )) مقدمه و مروری بر مقالات (( به بررسی تحقیقات انجام گرفته در زمینه ساخت الکترود مقابل با پلیمر رسانا و نانولوله¬های کربنی و روش¬های تولید منسوجات پوشش¬دهی شده با پلیمر رسانا و نانولوله¬های کربنی پرداخته شده است.
    در فصل دوم این پژوهش، با عنوان )) تجربیات (( به بیان شرح مواد و دستگاه های مورد استفاده جهت تولید منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانو لوله¬های کربنی پرداخته است.
    فصل سوم تحت عنوان )) نتایج و بحث (( به بیان دقیق نتایج آزمایش ها و نیز بررسی منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانو لوله¬های کربنی، تحلیل خواص فیزیکی، مورفولوژی، نوری، رفتار الکتروشیمیایی و همچنین بررسی روش های مختلف استفاده شده جهت تولید منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانولوله¬های کربنی پرداخته شده است.
    فصل چهارم با عنوان )) نتیجه گیری نهایی و پیشنهادات ((  به نتیجه¬گیری پایانی پرداخته و پیشنهادات مربوطه جهت مطالعات آینده را ارائه نموده است.

دانلود پایانامه مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

دانلود پایانامه مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

پایان نامه حسگرهای زیستی بر اساس ترانزیستور اثر میدان نانولوله های کربنی (CNTFETs) برای تشخیص پاتوژن

پایان نامه حسگرهای زیستی بر اساس ترانزیستور اثر میدان نانولوله های کربنی (CNTFETs) برای تشخیص پاتوژن

توضیح:

این پایان نامه به زبان انگلیسی، دپارتمان تحلیلی و شیمی آلی دانشگاه اسپانیا UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI مربوط به  سال 2009  می باشد. ( با نمره عالی به چاپ رسیده است)

Abstract
   Microorganisms are present in a variety of sources, including food, water, animals, environment as well as the human body. They can be harmless or harmful. The latter is also called pathogenic and their detection is extremely important due to health and safety reasons. It is well known that food contaminated with bacteria can produce a number of foodborne diseases. As a consequence, thousands of euros are invested each year in medical treatments trying to keep the population healthy. There are more than 250 known foodborne diseases. For example, outbreaks of salmonellosis have increased in many countries in the last decades being Salmonella Infantis one of the most important etiological agents associated with this enteric disease. Moreover, due to the wide distribution of the microorganisms, they can also contaminate foods in the field as well as during the storage stage. In that sense, filamentous fungi are one of the etiological agents responsible for most post-harvest food spoilage producing quality losses and economic devaluation. On the other hand, the invasive fungal infections due to yeast have risen considerably in recent years. Candidiasis is the so-called disease produced by Candida albicans. This is an opportunistic infection that affects immunocompromised patients requiring costly treatment with advanced medicine. Several methods have been proposed so far to detect pathogenic microorganisms. Conventional culture is highly selective and sensitive but they also require several days to yield the results. To simplify and automate the identification of both bacteria and fungi rapid biochemical kits have been developed. Although the results obtained with these kits are comparable to the traditional biochemical tests they also need 1 or 2 days to obtain results. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) can be applied for the direct identification of pathogenic microorganisms in real samples. This immuno-based method has been widely used in both food and the medical sector with high sensitivity. Nevertheless, the main disadvantage of this method is that it can also be time-consuming because a pre-enrichment of the sample is often required in order to achieve low limits of detection. As a consequence, many researchers have addressed their efforts towards the development of alternative methods to allow the rapid detection of pathogens. Molecular biology-based methods, specifically polymerase chain reaction (PCR) and real-time PCR are nowadays the most common tools used for pathogen detection. They are highly sensitive and allow the quantification of the target. In addition, microarray platforms of DNA have been developed in order to analyse hundreds of targets simultaneously. However, this technique is costly and reagent-consuming. The introduction of biosensors has brought new alternatives in pathogenic detection. Biosensors are the most used tools in pathogenic detection after PCR, culture methods and ELISA. They provide rapid results after the sample has been taken. However, their real application lies in achieving selectivities and sensitivities comparable to the established methods and at low cost. Since carbon nanotubes (CNTs) were discovered by Iijima, many papers have reported their unique electronic and optical properties which, together with their size, make these nanostructures interesting materials in the development of biosensing platforms. Their very high capacity for charge transfer between heterogeneous phases makes them suitable as components in electrochemical sensors. The electrical conductivity of the CNTs is highly sensitive to changes in their chemical environment and, as a result, they have been successfully applied in the study of molecular recognition processes. An approach for the direct electrical detection of biomolecules integrates CNTs as transducer elements within a field-effect transistor (FET) configuration. The main advantages of this kind of configuration lies in that the conducting channel is usually located on the surface of the substrate and as a result, they are extremely sensitive to any change in the surrounding environment. Moreover, CNTFET devices can operate at room temperature and in ambient conditions. At the beginning of this research (2006) electrochemical CNTFETs based on single walled carbon nanotubes had not been applied to detect bacteria or fungi. Only the interaction between CNTs and bacteria had been explored, but without sensing purposes. Therefore, this thesis reports the first CNTFET devices applied to the detection of pathogenic microorganisms. First, the background and the introduction containing the state of the art are presented covering relevant investigations made in the last years. Next, the main analytical methods are described. These descriptions involve detailed information of all procedures, analytical tools and materials used throughout this research work. In the following chapters, the application of the CNTFETs for the determination of bacteria, yeast and moulds is presented throughout the scientific articles published along the development of the thesis. Briefly, the first device developed was applied to the detection of Salmonella Infantis in a simple matrix (0.85 % saline solution) and it was proven for first time, that this kind of sensor was able to detect, at least, 100 cfu/mL of the bacteria in just one hour with high selectivity. Subsequently, we enlarged the application field to other types of microorganisms: Candida albicans. In this study we improved not only the detection limit of the devices to 50 cfu/mL but also we proved the selectivity of the CNTFETs against possible interference that can be present in real samples like serum proteins. Finally, the devices were applied to the detection of the mould Aspegillus flavus in real samples. In this assay the response time was 30 minutes and a high sensitivity (10 µg of A. flavus / 25 g of rice) was obtained. As the final chapters, general conclusions extracted from the overall work and annexes are reported. It can be stated that nanomaterials displaying extraordinary properties like carbon nanotubes can be combined with biological entities to obtain highly sensitive and selective biosensors able to detect bacteria, yeasts and moulds in a very short time. In future work, other performance parameters such as, long term stability, robustness and reusability must be studied further and contrasted with standard methods before thinking of the commercialization of the devices.

کاربرد بالقوه نانولوله‌ های کربنی در گندزدایی آب

کاربرد بالقوه نانولوله‌ های کربنی در گندزدایی آب
عنوان: کاربرد بالقوه نانولوله‌ های کربنی در گندزدایی آب، متن ترجمه به فارسی
قالب: Word
تعداد صفحات: 33
چکیده
گندزدایی آب در جهت کنار آمدن با تعارض بین تقاضای مردم برای آب و کمبود آب متداول در همه جا (به طور جهانی) اهمیت دارد. به علت منحصر به‌ فردی و تنظیم پذیری خصوصیات ساختاری فیزیکی و شیمیایی، نانولوله های کربنی عوامل مهمی در تصفیه آب مطرح شده‌اند. این پژوهش موجب یک کوشش برای فراهم ‌سازی بازبینی از راه ‌حل‌های بالقوه در جهت چالش‌های مختلف محیطی با استفاده از جاذب‌های CNT می‌شود. کاتالیزورها یا کمک کاتالیزورها، غشاءها و الکترودها مزیت‌های CNT برای مواد متداول تصفیه­ ی پساب ها تأیید شده اند و چالش‌های باقی‌مانده مطرح شده‌اند.
مقدمه
بحران آب یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های زمان ما است. کمبود آب تازه و تمیز یک مشکل حاضر در سراسر جهان است. تقاضا برای آب به سرعت در حال افزایش است، چون پیامد افزایش جمعیت و شهرنشینی سریع می‌باشد. کمبود منابع آبی تکنولوژی‌های مؤثر را برای بازیافت پساب و نمک‌زدایی آب دریا فرا می‌خواند. ضمناً آلودگی، مشکلات کمبود آب را تشدید می‌کند. آلاینده‌های مختلف منابع آبی وارد می‌شوند و از طریق فعالیت‌های انسانی حاصل از آلاینده‌های متداول، مانند فلزات سنگین و فراورده‌های نفتی، پدیدار شدن میکروآلاینده‌ها مانند Microcystin و آنتی‌بیوتیک‌ها (Shannon 2008) برخی از این آلاینده‌ها را به طور مؤثر نمی‌توان از طریق روش‌های سنتی تصفیه پساب ها از آب و پساب ها جدا کرد. به علاوه، تکنولوژی‌های مؤثرتر و کم هزینه برای گندزدایی و تصفیه آب و پساب‌های صنعتی برای اهداف کاربردی مورد نیاز هستند، مخصوصاً در نواحی روستایی.
بعد از اولین اکتشاف در سال 1991، CNTها توجه پژوهشگران عظیمی را در مجامع مختلف علمی به خود جلب کردند. به علت خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، الکتریکی و ساختاری تنظیم پذیر، CNTها می‌توانند تکنولوژی‌های نوین را در جهت عنوان کردن کمبود آب و مشکلات آلودگی آب القا سازند. نانولوله‌های کربنی بر پایه نانوتکنولوژی¬ها کاربردهای تصفیه آب را در بسیاری از زمینه‌ها، مانند جاذب‌ها، کاتالیزورها، فیلترها یا غشاءها برپا کرده اند. هزینه، اغلب یک فاکتور محدودکننده در کاربردهای CNT مبنی بر مواد تصفیه آب در مقیاس‌های بزرگ است.

پاورپوینت (اسلاید) نانوساختارهای کربنی

پاورپوینت (اسلاید) نانوساختارهای کربنی

توضیحات:
پاورپوینت ارائه کلاسی با موضوع نانو ساختارهای کربنی، در حجم 44 اسلاید با توضیحات کامل و همراه با تصاویر.

بخشی از متن:
ترکیبات کربنی (ترکیبات آلی) گستردگی زیادی داشته و از اهمیت بسزایی برخوردارند. ترکیبات آلی در دو گروه آلیفاتیک و آروماتیک قرار می گیرند. این ترکیبات می توانند زنجیره ای، حلقوی و یا دربرگیرنده ساختارهای سه بعدی باشند. کربن می تواند هیبریدهای متنوع را در این ترکیبات دارا باشد. خصوصیات متنوع (نانو) ساختارهای کربنی مستقیما با هیبرید اتم های کربن مرتبط است. به جز کربن و هیدروژن، اتم هایی همچون اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، هالوژن ها و … نیز در ساختار ترکیبات آلی مشارکت می کنند.

فهرست مطالب:
شیمی ترکیبات کربن
هیبرید های اتم کربن و پیوند کوالانسی
هیدروکربن های آروماتیک و آلیفاتیک
وجود هترواتم ها (Heteroatoms) و گروه های عاملی
انواع گونه های کربن
گرافیت
گرافیت پیرولیتی با نظم بسیار بالا
الماس
فولرن
نانو الیاف کربنی
نانو لوله های کربنی
گرافن
کربن آمورف
کربن شیشه ای
کربن سیاه
کربن های متخلخل
کربن فعال شده
فرایند فعال سازی شیمیایی
فرایند فعال سازی حرارتی

                             

غشاهاي نانوکامپوزيتي پليمر/ نانولوله هاي کربني براي جداسازي گازها

غشاهاي نانوکامپوزيتي پليمر/ نانولوله هاي کربني براي جداسازي گازها

توضیحات:
  با موضوع غشاهاي نانوکامپوزيتي پليمر/ نانولوله هاي کربني براي جداسازي گازها، در قالب فایل word و در حجم 29 صفحه، بصورت ویرایش شده و همراه با تصاویر.

بخشی از چکیده:
استفاده از غشاء در فرايند هاي جداسازي داراي مزاياي زيادي مانند کاهش مصرف انرژي و کاهش آلودگي محيط زيست است. به همين دليل از غشا در کاربرد هاي زيادي مانند جداسازي گازها، صنايع تصفيه پساب هاي صنعتي، شيرين سازي آب دريا، دياليز، صنايع لبنيات و غيره استفاده مي شود.
مهمترين چالش ها در ساخت غشاها افزايش شار جريان عبوري از غشاء و افزايش انتخاب پذيري مي باشند. در واقع در طبيعت, ديواره سلولي به عنوان غشايي عمل مي نمايد که به صورت کاملا ويژه مواد مورد نياز را به داخل سلول انتقال مي دهد. کانال هاي پروتئني موجود در ديواره سلولي مسيرهايي مستقيم براي عبور مواد مورد نياز سلول مي باشند. محققين نيز در تلاش بوده اند که با تقليد از چنين ساختارهايي بتوانند غشاهاي کارامدتري با انتخاب پذيري و فلاکس بالاتر بسازند.

بخشی از مقدمه:
تکنولوژي نانو اکنون به يکي از مهمترين و پيشرفته ترين تکنولوژي هاي مبدل شده است. اين تکنولوژي در زمينه هاي گوناگوني مانند پزشکي، کشاورزي، علم مواد، مهندسي و غيره کاربرد پيدا کرده و رشد بسيار سريعي نيز داشته است. توليد انواع نانوکامپوزيت ها، سنسور ها، نانوکاتاليست ها، غشاهاي نانو و غيره از مهمترين کاربرد هاي نانوتکنولوژي در مهندسي شيمي و مواد محسوب مي شوند.
اولين نانوکامپوزيت هاي مصنوعي بوسيله اصلاح خاک رس هاي معدني و توسط شرکت تويوتا ساخته شد. نتايج اين تحقيق نشان دهنده خواص بسيار بهبود يافته اي براي ماتريس زمينه پليمري بود. از آن زمان ساخت کامپوزيت هايي با فيلرهاي نانواندازه مورد توجه بسياري از محققين بوده است.

فهرست مطالب:
1-مقدمه
2-نانولوله هاي کربني
2-1-ساختار
2-2-خواص
2-3-روش هاي تهيه
2-4-روش هاي آرايش دادن
2-5-کاربرد
3-غشاهاي نانوکامپوزيتي از نانولوله هاي کربني
3-1-غشاهاي نانولوله/مواد معدني
3-1-1-روش تهيه غشاء
3-1-2-نتايج
3-2-غشاهاي پليمر/نانولوله
3-2-1-غشاهاي پليمر/نانولوله تهيه شده به روش CVD
3-2-1-1-روش تهيه غشا
3-2-1-2-بررسي غشا ساخته شده
3-2-2-غشاهاي پليمر/نانولوله تهيه شده به روش فيلتراسيون
3-2-2-1-روش تهيه غشا
3-2-2-2-بررسي غشاء ساخته شده
3-2-3-غشاهاي ساخته شده با روش تمپليت
4-منابع

فهرست اشکال:
شکل ‏2 1: هليسيته در نانولوله هاي کربني
شکل ‏3 1: A. مراحل ساخت B. تصوير SEM از نانولوله ها رشد يافته روي سيليکون C. تصوير SEM از سطح مقطع غشاء D. تصويري از سطوح باز غشاء E. تصويري از چيپ غشاء
شکل ‏3 2: آرايش فشرده اي از نانولوله هاي توليد شده با CVD با کاتاليست آهن (خط: 50ميکرون)
شکل ‏3 3: آرايش دنسي از نانولوله ها در لبه برش خورده غشا پس از اکسيداسيون پلاسما
شکل ‏3 4: تصويري از سطح غشا پس از اکسيداسيون پلاسما (خط: 5/2 ميکرون)
شکل ‏3 5: A. جريان نيتروژن از غشا CNT با سطح 3.1 cm2 و ضخامت 5 ميکرون B. توزيع اندازه حفرات
شکل ‏3 6: توزيع اندازه حفرات در نانولوله هاي کربني تهيه شده (محاسبه شده با استفاده از نيتروژن)
شکل ‏3 7: تصوير HRTEM از MWNT که پس از اسيدشويي از SWNT توليد شده
شکل ‏3 8: تصوير HRTEM از چندين دسته از SWNT
شکل ‏3 9: A: مکانيزم فرايند. B: نانولوله هاي کربني آرايش يافته بر سطح فيلتر تفلوني. C: غشاء ساخته شده که فضاي بين نانولوله هاي کربني با پلي سولفون پر شده. D: غشاء با يک لايه اضافي از PDMS
شکل ‏3 10: نقاط سفيد نشان دهنده حفرات باز نانولوله ها است
شکل ‏3 11: يک دسته از نانولوله هاي کربني تک ديواره کپسول شده در بالاي تصوير و يک عدد نانولوله تک ديواره در قسمت پايين تصوير مشاهده مي گردد
شکل ‏3 12: تصوير SEM از غشاء PA ساخته شده به روش آنديزاسيون الکتروشيميايي فويل آلومينيوم
شکل ‏3 13: شماتيک ساخت غشا کامپوزيتي CNT/PA بوسيله رشد نانولوله داخل حفرات آلومينا
شکل ‏3 14: تصوير SEM از نانولوله هاي سنتز شده در داخل حفرات غشاء PA
فهرست جداول:
جدول ‏3 1: مقايسه جريان ويسکوز با نفوذ نادسني

 

پایان نامه تشخیص و روشهای مولکولی بر اساس سنسور های نانولوله های کربنی ترانزیستورهای اثر میدانی

پایان نامه تشخیص و روشهای مولکولی بر اساس سنسور های نانولوله های کربنی ترانزیستورهای اثر میدانی

توضیح:

این پایان نامه به زبان انگلیسی ، دپارتمان  شیمی تجزیه و شیمی آلی و مربوط  به سال 2008 دانشگاه اسپانیا  UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI می باشد و ( با نمره عالی به چاپ رسیده است)

Abstract  
 The general objective of this thesis is to develop chemical sensors whose sensing capacities are based on the principle of molecular recognition and where the transduction is carried out by single-walled carbon nanotubes (SWCNT).The sensing device used is the carbon nanotube field-effect transistor (CNTFET). The new structure of the CNTFET allows nanotubes to be integrated at the surface of the devices, thus exploiting SWCNTs’ sensitivity to changes in their environment. The functionalization of SWCNTs with several types of molecular receptors such as antibodies, ion selective membranes, and synthetic receptors, achieve a high selectivity towards the analyte of interest. This thesis shows that CNTFETs can be used for the successful selective detection of different types of target analytes. These can be biomolecules such as antigens, small compounds such as cations or gas-phase compounds such as SO2.

تحقیق کاربرد بالقوه نانولوله‌ های کربنی در گندزدایی آب

تحقیق کاربرد بالقوه نانولوله‌ های کربنی در گندزدایی آب

پاورپوینت خواص نوری نانولوله های کربنی

پاورپوینت خواص نوری نانولوله های کربنی

توضیحات:
  ارائه کلاسی با موضوع خواص نوری نانولوله های کربنی، در حجم 39 اسلاید.

بخشی از متن:
نانولوله هاي كربني داراي ساختار آلوتروپيك (چند شكلی) هستند. شكل استوانه اي و خواص شگفت انگيزشان، آنها را براي به كارگيري در بسياري از كاربردهاي نانوفناوري، الكترونيك، نوري و حوزه هاي ديگر علم مواد مناسب ساخته است. نانولوله هاي كربني استحكامي خارق العاده و خواص الكتريكي منحصر به فردي دارند و نيز هادي خوبي براي حرارت اند. نانولوله هاي كربني عضوي از خانواده فلورين ها اند كه باكي بالها را نيزشامل مي شوند. فلورين ها خوشه بزرگي از اتمهاي كربن هستند كه به صورت يك قفسِ بسته اند و از ويژگي هاي خاصي برخوردارند كه پيش از اين در هيچ تركيب ديگري يافت نشده بود. بنابراين، فلورين ها به طور كلي خانواده اي جالب توجه از تركيب ها را تشكيل مي دهند كه در فناوري هاي آينده كاربرد وسيعي خواهند داشت.

فهرست مطالب:
معرفي نانولوله هاي كربني
مزایا و معایب نانو لوله ها
ويژگي هاي نانولوله هاي كربني
توليد نانولوله هاي كربني
مشكلات اساسي استفاده از نانولوله ها
خواص نوری نانولوله کربنی
اثرات برانگیختگی
خواص نوری خطی و غیر خطی نانولوله های کربنی تک دیواره پر شده
خاصیت نوری غیر خطی فیلم نانولوله های کربنی چند جداره هم تراز
شماتیکی از مکانیزم خواص نوری MWCNTs