سنتز نانو سیلیسیوم دی اکسید

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

برخی از روش های تولید نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید عبارتند از میکرو امولسیون و سنتز شعله و به طور گسترده ای از سل ژل استفاده می شود، در میکرومولسیون معکوس، مولکولهای سورفاکتانت حل شده در حلال های آلی، میسل های کروی را تشکیل می دهند. این روش اخیرا توسط تان و همکاران بررسی شده است[3].

در سنتز نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید، نانوذرات می­توانند درون حفره­های کوچک با دقت کنترل شده افزودن سیلیکون آلکوکسیدها و کاتالیزور در پوشش متوسط میسل­های معکوس رشد کنند. مشکلات عمده رویکرد میکرو امولسیون معکوس هزینه بالا و مشکلات در حذف مواد سورفکتانت­ها در محصولات نهایی هستند. با این حال، روش برای پوشش نانوذرات با گروه های تابعی متفاوت برای کاربرد های مختلف با موفقیت اعمال شد[4،5]. نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید نیز می تواند از طریق تجزیه شعله با درجه حرارت بالا­ی فلز آلی پیشرو تولید شود. این فرآیند همچنین به عنوان تراکم بخار شیمیایی (CVC) نامیده می شود [6].

در فرآیند CVC معمولی، نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید توسط واکنش تترا کلرید سیلیسیوم، تترا کلرید سیلیسیوم با هیدروژن و اکسیژن تولید می شوند [2]. دشواری در کنترل اندازه ذرات، مورفولوژی و ترکیب فاز، ضرر اصلی سنتز شعله است[1]. با این وجود، این روش برجسته ای است که برای تولید تجاری  نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید در شکل پودری استفاده شده است.

سنتز نانوسیلیکادر حالت های مختلف مخلوط کردن واکنش دهنده ها

سنتز سیلیسیوم دی اکسید توسط روش­های ساده­ای که در زیر آمده است دنبال شد. دو حالت مختلف مخلوط کردن واکنش دهنده ها یعنی حالت الف و حالت ب دنبال شد.

حالت الف

در حالت الف، 5 میلی لیتر TEOS و 5 میلی لیتر اسید گلیکولیک در یک لیوان آزمایشگاه 250 میلی لیتری قرار داده شد و برای 10 دقیقه اولتراسونیک شد. سپس 1 میلی لیتر آب دو بار تقطیر شده قطره چکانی اضافه شد.

حالت ب

در حالت ب، 5 میلی لیتر TEOS، 5 میلی لیتر اسید گلیکولیک و 1 میلی لیتر آب مقطر دوبار تقطیر شده با هم ترکیب شدند. هر دو مخلوط واکنش دهنده حالت الف و حالت ب، 2 میلی لیتر آمونیاک (25٪ اکسیژن) به صورت قطره چکانی به میزان تغذیه 0.01 میلی لیتر در دقیقه اضافه شدند و به مدت 90 دقیقه تحت عصاره گیری قرار گرفتند. پس از تشکیل محلول کلوئیدی به مدت 3 ساعت با استفاده از دستگاه های سانتریفیوژ، برای ژل شدن و پیرسازی (1 ساعت) مجاز شد. گرمای معمولی به مدت 24 ساعت انجام شد و سپس به مدت 2 ساعت، کالکسیون در دمای 6000 درجه سانتیگراد انجام شد. نمونه پودر به دست آمده ، وزن گیری شده و ذخیره شده در یک پوشش ورودی زیپ جمع آوری شده است.

              عکس 1: فلوچارت یک فرآیند سل ژل معمولی.

معادله 1: واکنش های کلی TEOS که منجر به تشکیل ذرات سیلیسیوم دی اکسید در فرآیند سل-ژل می شود، می تواند به این صورت باشد.

References

[1] K. J. Klabunde, NanoscaleMaterials in Chemistry,Wiley-Interscience, New York, NY, USA,2001.

[2] E. F. Vansant, P. V. D. Voort, and K. C. Vrancken, Characterization and Chemical Modification of the Silica Surface, Elsevier Science, New York, NY, USA, 1995.

[3]Deepika kandpal, suchita kalela, Kulkarni and S.K. Praman, Synthesis and characterization of silica–gold core-shell (SiO2@Au) nanoparticles, Journal of Physics, 2007, 69, 277-283.

[4]Yamini sudhalakshmi, Green Synthesis of Silver Nanoparticles from Cleome Viscosa: Synthesis and Antimicrobial Activity, Proceedings of International conference on Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics IPCBEEE., 2011, 5, 334-337.

[5]Members of Nano careconsortium, Health related aspects of nanomaterials,                      Nanocare, 2009, 1, 1-20.

[6]Dahl A, Gharibi A, Swietlicki E, Gudmundsson A, Bohgard M and Ljungman A.                 Traffic-generated emission of ultrafine particles from pavement-tire interface, Atmospheric Environment, 2006, 40, 1314-1323.

شناسایی پوشش آنتی باکتریال Ni-P-TiO₂

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

پوشش های الکترولس نیکل فسفری (Ni-P) به علت مقاومت خوردگی بسیار زیاد و مقاومت در برابر سایش آنها در صنایع شیمیایی، مکانیکی و الکترونیکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند [1، 2]. در سال های اخیر، ترکیب ذرات نانو در داخل پوشش های ماتریکس Ni-P به طور قابل توجهی خواص خود را بهبود و ویژگی های کاملا جدیدی را به عملکرد پوشش اضافه می کنند که کاربرد آنها را در صنایع مختلف افزایش می دهد[1]. تا کنون، پوشش نانوکامپوزیت Ni-P-PTFE و Ni-P-TiO₂ با افزودن نانو ذرات PTFE ،  یا TiO2 ،  توسعه یافته است[3-9]. ژائو و لیو [1] نشان دادند که ترکیب نانوذرات PTFE با ماتریکس Ni-P به طور قابل توجهی مقاومت خوردگی پوشش را بهبود می بخشد. بعدها، لیو و ژائو [2] دریافتند که پوشش های نانو کامپوزیت Ni-P-PTFE دارای ویژگی ضد باکتری خوب نسبت به پوشش های Ni-P یا فولاد ضد زنگ است. ال و همکاران [3] پوشش های نانو کامپوزیت Ni-P-TiO₂ را با مقادیر مختلف نانوذرات TiO₂ با روش Electroless تهیه کرد. نواکویچ و همکاران [5] گزارش دادند که با افزودن نانوذرات TiO₂ به پوششهای Ni-P، سختی و مقاومت خوردگی به طور قابل توجهی بهبود یافت. بالاراجو و همکاران [6] نشان داد که ترکیب نانوذرات TiO2 در ماتریس Ni-P هیچ تاثیری بر ساختار و رفتار تبدیل فاز از پوششهای الکترولس Ni-P نداشت. چن و همکاران [9] نشان دادند که میکروسختی پوششهای کامپوزیتی Ni-P-TiO2 به طور قابل توجهی افزایش یافته و مقاومت آن در مقایسه با پوشش های Ni-P نیز بسیار بهبود یافته است. در این مقاله، پوشش های نانو کامپوزیتی Ni-P-TiO2 بر روی فولاد ضد زنگ 316L با استفاده از روش الکترولس پوشش داده شد. نتایج تجربی نشان داد که پوشش Ni-P-TiO2 به ترتیب به ترتیب 75٪ و 70٪ چسبندگی سه گونه باکتریایی (P. fluorescens، Cobetia و Vibrio)، نسبت به پوشش های ضدزنگ و Ni-P کاهش می یابد. انرژی سطح پوشش دهنده ی الکترون Ni-P-TiO2 با افزایش محتوای TiO2 پس از تابش UV به طور معنی داری افزایش می یابد. تعداد باکتری های پایدار با افزایش سطح انرژی ناشی از پوشش های الکترونی کاهش می یابد.

تصویر میکروسکوپ الکترونی پوشش نهایی Ni-P-TiO2

پوشش الکترولس Ni-P-TiO₂

تاثیر انرژی سطح برروی جذب باکتری

Reference

[1] Zhao Q, Liu Y. Electroless Ni-Cu-P-PTFE composite coatings and their

anti-corrosion properties. Surface and Coatings Technology 2005; 200:2510-2514

[2] Liu C, Zhao Q. The CQ Ratio of Surface Energy Components Influences

Adhesion and Removal of Fouling Bacteria. Biofouling, 2011; 27 (3):275–285

[3] Aal AA, Hassan HB and Rahim MAA Nanostructured Ni-P-TiO2 composite

coatings for electrocatalytic oxidation of small organic molecules. Journal of Electroanalytical Chemistry 2008; 619-620:17-25

[4] Agarwala R C and Agarwala V. Electroless Alloy/Composite Coatings: A Review. Sadhana 2003; 28 (3 & 4) 475–493

[5] Novakovic J, Vassiliou P, Samara K, Argyropoulos Th. Electroless Ni-P–TiO2 composite coatings: Their production and properties. Surface and Coatings Technology 2006; 201:895-901

[6] Balaraju JN, Narayanan TSNS, Seshadri SK. Structure and phase transformation behaviour of electroless Nix2013;P composite coatings. Materials Research Bulletin 2006; 41:847-860

[7] Aal AA, Hassan HB. Electrodeposited nanocomposite coatings for fuel cell

application. Journal of Alloys and Compounds 2009; 477:652-656

[8] Shibli SMA, Dilimon VS. Effect of phosphorous content and TiO2 = reinforcement on Ni–P electroless plates for hydrogen evolution reaction International Journal of Hydrogen Energy 2007; 32:1694-1700.

[9] Chen WW, Gao W, He YD. A novel electroless plating of Ni-P-TiO2

nano-composite coatings. Surface and Coatings Technology 2010; 204 2493-2498

سنتز اکسید آهن در ابعاد نانو

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

  نانو ساختار اكسيد­آهن بدليل داشتن خواصی چون سطح ناحيه بزرگ، سرعت واكنش ­پذیری بالا، ثبات شيميايي و هزینه پايين توليد مورد توجه قرار گرفته­ اند.  نانوذرات اکسید آهن با ساختارهای مختلف، اندازه و مورفولوژی به دست آمده است. در حال حاضر به خوبی شناخته شده است که مورفولوژی و اندازه ذرات تاثیر زیادی بر خواص شیمیایی و فیزیکی آنها دارند. برای کنترل اندازه ذرات و به دست آوردن نانوذرات دیسپرس شده با توزیع چرخشی، تکنیک های مختلف استفاده شده است.

نانوذرات اکسید آهن با ساختارهای مختلف، اندازه و مورفولوژی به دست آمده است. در حال حاضر به خوبی شناخته شده است که مورفولوژی و اندازه ذرات تاثیر زیادی بر خواص شیمیایی و فیزیکی آنها دارند. به منظور کنترل اندازه ذرات و به دست آوردن نانو ذرات منودیسپرس با توزیع اندازه فلش، روش های مختلفی استفاده شده است[2] .

پراکندگی برجسته، توزیع اندازه ذرات کوچک و کنترل شکل توسط روش سنتز میکرومولسیون، آن را یک روش بسیار جذاب برای سنتز نانو اکسید می کند. در این تکنیک، قطرات آب نانوسیال در یک محیط پیوسته پراکنده شده و با مولکول های سورفاکتانت انباشته شده در رابطۀ نفت و آب تثبیت می شوند. این قطرات آب بسیار پراکنده، واکنش نانوکامپوزیت ایده آل برای تولید نانوذرات نانو هستند [3]. سرعت رشد، شکل و اندازه ذرات تولید شده با استفاده از تکنیک میکرو امولسیون بستگی به بسیاری از عوامل مانند نوع و غلظت سورفکتانت [4و5]، انواع روغن و الکل [6]، سرعت مخلوط [7] و پیری ذرات [8]. در این مقاله، به بررسي رنگدانه هاي اكسيد آهن نانوي تهيه شده به روش ميكروامولسيون پرداخته شده است. در اين روش از  تكنيك هاي آناليز وزن سنجی حرارتي(TGA)، پراش پرتوی ایکس(XRD)، ميكروسكوپ الكترون عبوری(TEM) و طيف سنجی مادون قرمز (MID-IR)  بكار برده شد.

نمودار وزن سنجی حرارتی اكسيد آهن

الگوی  XRD نشان دهنده­ی تاثیر دمای خشک سازی در نوع نانوذرات g(جوتیت)، f(فرهیدرات)، *(هماتیت)

عکس­های ریخت­شناسی گرفته شده توسط دستگاه TEM نانوذرات α-Fe₂O₃ تهیه شده به روش میکروامولسیون با غلظت­های (a): 0.2 مولار  (b): 0.4 مولار  (C):0.6 مولار سولفات آهن

Reference:

[1] M. A. Legodi and D. de Waal, “The preparation of magnetite, goethite, hematite and maghemite of pigment quality from mill scale iron waste,” Dyes and Pigments, vol. 74, no. 1 pp. 161–168, 2007. 

[2] B. L. Cushing, V. L. Kolesnichenko, and C. J. O’Connor,“Recent advances in the liquid-phase syntheses of inorganic nanoparticles,” Chemical Reviews, vol. 104, no. 9, pp. 3893–     3946, 2004.

 [3] I. Lisiecki and M. P. Pileni, “Synthesis of copper metallic clusters using reverse micelles as microreactors,” Journal of the American Chemical Society, vol. 115, no. 10, pp. 3887–3896, 1993.

 [4] M. Summers, J. Eastoe, and S. Davis, “Formation of BaSO4 nanoparticles in microemulsions with polymerized surfactant shells,” Langmuir, vol. 18, no. 12, pp. 5023–5026, 2002.   

[5] K. E. Marchand, M. Tarret, J. P. Lechaire, L. Normand, S. Kasztelan, and T. Cseri, “Investigation of AOTbased microemulsions for the controlled synthesis of MoSx nanoparticles: an electron microscopy study,” Colloids and Surfaces A, vol. 214, no. 1–3, pp. 239–248, 2003.

 [6] F. Porta, L. Prati, M. Rossi, and G. Scari, “Synthesis of Au(0) nanoparticles from W/O microemulsions,” Colloids and Surfaces A, vol. 211, no. 1, pp. 43–48, 2002.

 [7] D. M. Sherman and T. D. Waite, “Electronic spectra of Fe3+ oxides and oxide hydroxides in the near IR to near UV,” American Mineralogist, vol. 70, no. 11-12, pp. 1262–1269, 1985.   

[8] J. L. Rendon and C. J. Serna, “IR spectra of powder hematite: effects of particle size and shape,” Clay Minerals, vol. 16, no. 4, pp. 375–382, 1981.

سنتز نانوذرات اکسید منیزیم (MgO)

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

MgO یک ماده مهم است که در بسیاری از کاربردها مانند کاتالیز، تصفیه پسماند سمی، رنگ، محصولات ابررسانایی، فعالیت ضد باکتریایی در برابر عوامل بیماریزای خوراکی مورد استفاده قرار می گیرد. [1-4]. منیزیم عنصر گروه IIA با عدد اتمی 12 است و اکسیژن عنصر گروه VIA با عدد اتمی است. ترکیب MgO دارای نقطه جوش و ذوب شدن به ترتیب 3600 و 2852 درجه سانتیگراد است. این مواد اکسید را می توان با روش های مختلفی مانند احتراق محلول[5]، همرسوبی [6]،  سل ژل[7]، هیدروترمال [8]، سولوترمال [9]،  میکروویو سل ژل [10]، سنتز سبز [6]،  سنتز کرد.

در این روشها ، همرسوبی یکی از بهترین روش¬ها برای ساخت نانوذرات بدون آگلومرژی در زمینه است، اندازه می تواند به راحتی کنترل شود. در این مقاله حاضر، نانوذرات MgO با استفاده از پیش سازهای اولیه نیترات منیزیم و هیدروکسید سدیم تهیه شد. این نمونه ها تحت شرایط آزمایشگاهی استاندارد در اتاق تمیز و با استفاده از تکنیک های مانند پراش پرتوی ایکس (XRD)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (TG-DTA)، آنالیز اندازه ذرات (PSA) و میکروسکوپ الکترونی اسکن (SEM ) آنالیز شد.

نانوذرات MgO با استفاده از روش هم رسوبی با موفقیت ترکیب شدند. متوسط اندازه کریستال نمونه 18 نانومتر توسط XRD آنالیز شد. اندازه ذرات متوسط 21 نانومتر توسط آنالایزر اندازه ذرات محاسبه شد. ساختار و مورفولوژی توسط SEM دست آمد. ساختار مکعبی و گرانول کروی مشاهده شد. کاهش وزن در منحنی های TG-DTA 7.2٪ اندازه گیری شد. این نتایج فوق نشان داد که ذرات MgO آماده شده در محدوده نانو هستند.

نمودار پراش پرتوی ایکس ذرات اکسید منیزیم

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) از نانوذرات MgO

آنالیز سایز ذرات PSA

آنالیز وزن سنجی حرارتی

References

[1] VeeradatePiriyawong, VoranuchThongpool, PiyapongAsanithi and PichetLimsuwan, “Preparation and Characterization of Alumina Nanoparticles in Deionized Water Using Laser Ablation Technique,” Hindawi Publishing Corporation Journal of Nanomaterials, 819403, pp. 1- 6, 2012.

[2] Tony Jin and Yiping He, “Antibacterial Activities Of Magnesium Oxide (MgO) Nanoparticles Against Foodborne Pathogens,” J Nanopart Res, 13, pp. 6877–6885, 2011

[3] K. Mageshwari, Sawanta S. Mali, R. Sathyamoorthy and Pramod S. Patil, “Template-free synthesis of MgO nanoparticles for effective photocatalytic applications,” Powder Technology, 249, pp. 456–462, 2013.

[4] MohdSufriMastuli, RoshidahRusdi, Annie Maria Mahat, NoraziraSaat and NorlidaKamarulzaman, “Sol-Gel Synthesis of Highly Stable Nano Sized MgO from Magnesium Oxalate Dihydrate,” Advanced Materials Research, 545, pp. 137-142, 2012.

[5] Jiahai Bai, FantaoMeng, Chuncheng Wei, Yunxia Zhao, Huihui Tan and Juncheng Liu, “Solution Combustion Synthesis And Characteristics Of Nanoscale MgO Powders.” Ceramics – Silikáty, 55(1), pp. 20-25, 2011.

[6] BaneleVatsha, PhumlaniTetyana, Poslet Morgan Shumbula, Jane Catherine Ngila, Lucky MashuduSikhwivhil and Richard MotlhaletsiMoutloali, “Effects of Precipitation Temperature on Nanoparticle Surface Area and Antibacterial Behaviour of Mg(OH)2 and MgO Nanoparticles,” Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, 4, pp. 365-373, 2013.

[7] P. Tamilselvi, A. Yelilarasi, M. hema and R. Anbarasan, “Synthesis Of Hierarchical Structured MgO By Sol-Gel Method, ”Nano Bulletin,2(130106), PP. 1-6, 2013.

[8] Hiromichi Hayashi and YukiyaHakuta, “ Hydrothermal Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles in Supercritical Water,” Materials, 3, pp. 3794-3817, 2010.

[9] YanglongHou, Junfeng Yu and Song Gao, “Solvothermal Reduction Synthesis And Characterization Of Superparamagnetic Magnetite Nanoparticles,” The Royal Society of Chemistry J. Mater. Chem, 13, pp. 1983–1987, 2003.

[10] HakimehMirzaei and AbolghasemDavoodnia, “Microwave Assisted Sol-Gel Synthesis of MgO Nanoparticles and Their Catalytic Activity in the Synthesis of Hantzsch 1,4-Dihydropyridines,” Chinese Journal of Catalysis, 33, pp. 1502-1507, 2012.

[11] Aniruddha B. Patil and Bhalchandra M. Bhanage, “Novel And Green Approach For The Nano crystalline Magnesium Oxide synthesis And Its Catalytic Performance In Claisen–Schmidt Condensation,” Catalysis Communications, 36, pp. 79–83, 2013

[12] Rameshwar Rao, V.Rajendar and K. Venkateswara Rao, “Structural and Optical Properties of ZnO Nano Particles Synthesised by Mixture of Fuel Approach in Solution Chemical Combustion,” Advanced Materials Research, 629, pp. 273-278, 2013.

[13] K. TamizhSelvi, M. Rathnakumari, M. Priya and P. Suresh Kumar, “Shape Transition Effect of Temperature on MgO Nanostructures and its Optical Properties,” International Journal of Scientific & Engineering Research, 5, pp. 60-64, 2014.

[14] CH. Ashok, K. Venkateswara Rao, CH. Shilpa Chakra and V. Rajendar, “Structural Properties of CdS Nanoparticles for Solar Cell Applications,” International Journal of Pure and Applied Sciences and Technology,23(1), pp. 8-12, 2014.

[15] Jo-Yong Park, Yun-Jo Lee, Ki-Won Jun, Jin-OokBaeg and Dae Jae Yim, “Chemical Synthesis and Characterization of Highly Oil Dispersed MgO Nanoparticles,” J. Ind. Eng. Chem, 12, pp. 882-887, 2006.

[16] P. Zhu, L.Y. Wang, D. Hong and M. Zhou. (2012), “A Study of Cordierite Ceramics Synthesis From Serpentine Tailing and Kaolin Tailing,” Science of Sintering, 44, pp. 129-134, 2012.

سنتز نانوذرات تیتانیوم دی اکسید (TiO₂)

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

فناوری نانو، مجموعه ای از روش ها و تکنیک های آماده سازی ماده با هدف دستیابی به مواد با ویژگی های جدید و ویژگی های بهبود یافته است. در میان مواد مختلف، نانوذرات در طیف وسیعی از برنامه های کاربردی نقش ویژه ای دارند و به ویژه تعداد زیادی از مطالعات مربوط به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (NPs TiO2) مرتبط است.

TiO2 یک نیمه هادی با چندین کاربرد مانند رنگدانه  [2-4]، فیلترهای نوری، پوشش ضد انفجار، سنسورهای شیمیایی، کاتالیزورها و مواد استریلیزاسیون است [5-7]. این طیف وسیع از برنامه ها عمدتاً به دلیل خواص الکترونیکی و ساختاری آن است. دیگر خواص مهم این ماده، انتقال طیف قابل مشاهده، شاخص ریزش بالا، ثبات شیمیایی و فعالیت فتوکاتالیتی و ضد میکروبی است [7-9]. فرم های کریستال TiO2 آناتاز، روتیل و بروکیت هستند. اندازه و شکل ذرات TiO2 بر خواص عملکردی، سطح ویژه سطح، مقدار نقص، تاثیر می گذارد.

علاوه بر این، ویژگی های نوری، بافتی و کاتالیزوری TiO2 بستگی به فاز بلوری، اندازه بلوری و تخلخل دارد.

مطالعات TiO2 به عنوان کاتالیزور نشان داده است که رویتل فاز کارآمد در سونوکاتالیز و آناتاز در فوتوکاتالیز است [11،12].

علاوه بر این، نانوذرات TiO2 می تواند در لوسیون ضد آفتاب برای جلوگیری از اشعه UV-A و UV-B مورد استفاده قرار گیرد. این تأثیر تابش خورشیدی بسکتبالی به اندازه، شکل و فاز نانوذرات بستگی دارد TiO2 [13].

اثرات مضر روی سلامتی به علت استفاده از TiO2 در کرم های ضد آفتاب مربوط به تولید رادیکال های آزاد در مکانیسم فوتوکاتالیستی است.

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید

نمودار سایز ذرات بر اساس دمای خشک سازی یا کلسینه سازی

فرمول تشکیل نانوذرات تیتانیوم دی اکسید

پراش پرتو ایکس نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید

References

[1] K.K. Sahu, T.C. Alex, D. Mishra, A. Agrawal, An overview on the production of pigment grade titania from titania rich-slag, Waste Management and Research 24 (2006) 74–79.

 [2] D.S. Hinczewskia, M. Hinczewskib, F.Z. Tepehana, G.G. Tepehan, Optical filters from SiO2 and TiO2 multi-layers using sol–gel spin coating method, Solar Energy Materials and Solar Cells 87 (2005) 181–196.

 [3] G.S. Vicente, A. Morales, M.T. Gutierrez, Preparation and characterization of sol–gel TiO2 antireflective coatings for silicon, Thin Solid Films391 (1) (2001) 133–137.

[4] C. Garzella, E. Comini, E. Tempesti, C. Frigeri, G. Sberveglieri, TiO2 thin films by a novel sol–gel processing for gas sensor applications, Sensors and Actuators B 68 (2000) 189–196.

 [5] A.J. Maira, K.L. Yeung, C.Y. Lee, P.L. Yue, C.K. Chan, Size effects in gasphase photo-oxidation of trichloroethylene using nanometer-sized TiO2 catalysts, Journal of Catalysis 192 (2000) 185–196.

 [6] T. Matsunaga, R. Tomoda, T. Nakajima, N. Nakamura, T. Komine, Continuous-sterilization system that uses photosemiconductor powders, Applied and Environmental Microbiology 54 (6) (1988) 1330–1333.

[7] J.-Y. Zhang, I.W. Boyd, B.J. O’Sullivan, P.K. Hurley, P.V. Kelly, J.-P. Senateur, Nanocrystalline TiO2 films studied by optical, XRD and FTIR spectroscopy, Journal of Non-Crystalline Solids 303 (1) (2002) 134–138.

 [8] L. Zhao, Y. Yu, L. Song, X. Hu, A. Larbot, Nanostructured titania film for photocatalysis, Applied Surface Science 239 (3–4) (2005) 285–291.

 [9] J. Yu, M. Zhou, B. Cheng, H. Yu, X. Zhao, Ultrasonic preparation of mesoporous titanium dioxide nanocrystalline photocatalysts and evaluation of photocatalytic activity, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical227 (2005) 75–80.

 [10] D. Bersani, P.P. Lottici, X.Z. Ding, Phonon confinement effects in the Raman scattering by TiO2 nanocrystals, Applied Physics Letters 72 (1) (1998) 73–76.

[11] D. Bersani, P.P. Lottici, T. Lopez, X.Z. Ding, A Raman scattering study of PbTiO3 and TiO2 obtained by sol–gel, Journal of Sol–Gel Science and Technology 13 (1998) 849–853.

 [12] J. Wang, B. Guo, X. Zhang, Z. Zhang, J. Han, J. Wu, Sonocatalytic degradation of methyl orange in the presence of TiO2 catalysts and catalytic activity comparison of rutile and anatase, Ultrasonics Sonochemistry12 (5) (2005) 331–337.

 [13] A.P. Popov, A.V. Priezzhev, J. Lademann, R. Myllyla, TiO2 nanoparticles as an effective UV-B radiation skin-protective compound in sunscreens, Journal of Physics D: Applied Physics 38 (2005) 2564–2570.

مقدمه ای بر سنتز مس در مقیاس نانو

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

در سال­های اخیر تکنولوژی به عنوان یک شریک اصلی در ظهور علوم نانو به توسعه روش­های جدید برای سنتز، مطالعات، آنالیز و اصلاح ذرات و ساختار­های نانویی کمتر از 100 nm متمرکز شده است.

مشخص شده است که خواص فیزیکی نانو ذرات فلزی، از بالک فلز و اتم ­های ساخته شده مشابه متفاوت است که علاقه زیادی را در کاربرد­هایی مانند خواص آنتی باکتریال و ترکیب آنها در  دارو­ها و منسوجات و به عنوان مثال فتوکاتالیز، هادی­های الکتریکی، سنسور­های بیو شیمیایی و ظرفیت اکسیداتیو، به منظور تغییر خواص سطحی مواد دیگر مانند رنگدانه­های آرایشی ایجاد می­کند.

تکنولوژی نانو فرصت­های گسترده­ای در زمینه علوم مواد و ترکیبات دیگر شاخه­ها مانند فتوشیمی و الکتروشیمی برای درک بستر خواص آن ایجاد کرده است. تنظیم آسان اندازه نانو مواد (<100 nm) اجازه استفاده از طیف گسترده­ای از مواد برایبهبود خواص آنها، مانند اندازه را می­هد؛ بنابراین توزیع و خواص الکتریکی نوری و پتانسیل کاربرد­های بیولوژیکی نیز اصلاح می­شوند

نانوذرات مس به علت خواص ضدباکتریایی و فعالیت ضد قارچی علاوه بر خواص کاتالیزوری، اپتیکی و الکتریکی بر کاربرد­های مرتبط با فرآیند­های سلامتی مورد توجه قرار گرفته است. نانو ذرات مس اغلب توسط پراکندگی پلیمر­ها و تبخیر حلال سنتز می­شوند.

به منظور تولید ذرات کوچکتر نانو متری، برخی از روش­ها مانند استفاده از جداسازی اولتراسونه یا ارگانیک و استفاده از حلال­ها برای استخراج و انتشار پیشنهاد شده است. در سال­های اخیر، پیاده سازی سیستم­های مقرون به صرفه سازگار با محیط زیست برای سنتز نانو ذرات مس بدلیل بدست آمدن نانو ذرات اکسید فلزی یک چالش است. توسعه نانو ذرات مس برای فناوری­های آینده در حال رشد و توسعه است.

تکنیک های سنتز نانوذرات مس

توسعه مواد در مقیاس نانو در زمینه های مختلف افزایش یافته است. خواص این نانو مواد برای انقلاب تکنولوژی در سراسر جهان بسیار مهم است. که عمدتاً به روش های سنتز برای پتانسیل های کاربردهای مانند اثر ضد باکتری و ضد قارچی بستگی دارد.

بعضی از نانومواد شامل اکسیدهای فلزی، نمک های فلزی و هیدروکسید های فلزی مانند اکسید مس، اکسید روی، طلا، نقره، مس، مگنتیت و ماگمیت، تیتانیوم و آهن می شود. نانوذرات های پایه فلزی جایگزینی برای درمان های زیست پزشکی، عمدتاً در ساخت دستگاه های زیست پزشکی با پوشش های ضد میکروبی هستند. فعالیت ضد میکروبی بالای نانوذرات به اندازه ذرات بستگی دارد که اجازه سطح تماس بیشتر و تعامل مستقیم با غشاء میکروارگانیسم های بیماریزا می شود. همچنین نانوذرات به عنوان مواد دارو رسانی و عوامل یون و همچنین برای تصویربرداری تشخیصی استفاده می شود [19]. افزون بر این، افزایش استفاده نادرست از داروها مانند آنتی بیوتیک منجر به کشف زمینه پزشکی برای جایگزین های جدید بیوسید ها برای مبارزه با بیماری های عفونی شده است.

نانوذرات موادی با خواص متفاوت نسبت به فرم بالکشان هستند؛ این ویژگی ها باعث شده که نانوذرات در بسیاری از زمینه ها مانند الکترونیک (نانوسیم و نانوسنسور)، MRI ((دستگاه مغناطیسی)، دارو (داروی انعقادی)، لوازم آرایشی و بهداشتی (نانوپمپ ها) و طراحی کاتالیزوری و مواد(nanodavices)  [19] کاربرد داشته باشد.

نانوذرات نقره و مس اغلب با فعالیت ضد میکروبی بالا گزارش شده است؛ این اجازه ترکیب آنها را در مواد مختلف از جمله تیتانیوم، پلیمر، و شیشه ها می دهد.

به طور کلی، روش های سنتز نانوذرات معمولا به دو دسته تقسیم می شوند: تکنیک های فیزیکی و شیمیایی [24]. روش فیزیکی شامل کاهش مواد جامد بالک به قطعات کوچکتر در دانه های بسیار خوب از طریق یک روند سنگ زنی، یا با استفاده از مواد اسیدی یا با استفاده از منابع انرژی است. فرآیند سنگ زنی بارزترین مثال روش های فیزیکی است، در حالی که آسیاب های بسیار کارآمد برای جداسازی ذرات اندازه نانومتری استفاده میشوند. با این وجود این سیستم قابل اعتمادی برای به دست آوردن نانوذرات فلزی نیست، زیرا به طور کلی، ذرات به دست آمده بزرگتر از 100 نانومتر هستند که نمیتوانند در سایز نانومتری محسوب شوند. ضعف دیگر این تکنیک انرژی بکارگیری شده برای سنگ زنی است که باید مداوم باشد و می تواند تغییرات پر انرژی را به تولید جامدات نشان دهد که باعث عدم تعادل قابل توجهی می شود که منجر به کاهش مقدار فعال سازی انرژی می شود [25]. در واقع، احتمالا این یکی از قدیمیترین روشها است، اما امروزه برای بدست آوردن نانوذرات مس با اندازه منظم و مورفولوژی تعریف شده استفاده نمی شود.

تکنیک های فیزیکی روش های غیرواقعی هستند (جدول 1)، مانند آنهایی که نیاز به خلاء یا پلاسما دارند، گاهی اوقات نانوذرات با کیفیت پایین را به دست می آورند. چند روش فیزیکی در طی یا پس از یک فرآیند شیمیایی گنجانیده شده است، برای مثال، فرسایش لیزری که نیاز به محلول کلوئیدی دارد که شانس اکسیداسیون روی سطح نانوذرات را در یک محفظه احتراق به منظور حذف یا استخراج اتم ها از سطح بالک از طریق انتشار پرتو لیزر به حداقل می رساند ؛ این روش به دلیل پیچیدگی تجهیزات و استفاده از انرژی بالا برای لیزر امکان پذیر نیست. [26]

تعداد پالسهایی که از پرتو لیزر و زمان عرضه استفاده می کند، پارامترهای مهم برای تعیین اندازه ذرات هستند. این پارامترها در محدوده ای از 6000 تا 10،000 پالس در دوره های 10 و 30 دقیقه است [25]. تجزیه ترکیبات فرار در داخل یک محفظه یا رآکتور برای رسوب اتم توسط اتم یا مولکول توسط مولکول برای تشکیل لایه ها روی یک سطح جامد در فشار زیر فشار اتمسفر [27] استفاده می شود. بر خلاف سایر تکنیک های فیزیکی، در تخلیه سیم پالسی (PWD)، یون ها بر روی بستر جامد با جریان الکتریکی پالس وارد می شوند [28، 29].

جدول 1: روش های فیزیکی و شیمیایی سنتز نانو ذرات مس

سنتز شیمیایی در حال حاضر کاربردی­ترین و عملکردی­ترین روشی است، که شامل تراکم اتمها یا مولکولها از فاز گاز یا یک راه­حل برای استخراج نانوذرات با اندازه و مورفولوژی خاص می­شود؛ این خواص با پارامترهای سنتز مانند دما، غلظت پیش ماده، عامل تثبیت کننده یا حلال تنظیم می شوند. این روش برای سنتز نانو ذرات مس نسبت رابطه بین پیش ماده، عامل کاهش دهنده، عامل تثبیت کننده و حلال نشان را   می­دهد (جدول 2). در میان روش های شیمیایی، تبدیل شیمیایی نمک های مس برای به دست آوردن نانو ذرات مس با اندازه و مورفولوژی کنترل شده، ساده و آسان است.

واکنش شیمیایی به محیط های آبی و شرایط هوا حساس است، جایی که سطح نانوذرات به شدت اکسید کننده است، بنابراین گاهی لازم است که از شرایط محیطی بی هوازی (فضای نیتروژن یا آرگون) یا مواد فعال سطحی برای محافظت از سطح نانوذرات ، مانند عامل لیگاند، سورفکتانت ها، پلیمرهای محلول، اسیدهای ضعیف و غیره استفاده شود (شکل 1).

جدول 2: مواد شیمیایی برای سنتز نانو ذرات مس

a

b

شکل 1: HRTEM نانو ذرات مسM. 10^-2×1 از سولفات مس 0.5 آب و M 10^-2×1  از سدیم بور هیدرید، تحت گاز نیتروژن، که برای 2-3 ساعت به شدت مخلوط شدند. تصویر چپ نانو ذرات مس را با اندازه های 25 تا 4 نانومتر نشان می دهد. تصویر راست یک تصویر بزرگ شده از اندازه خاص نانوذرات است.

روش تبدیل شیمیایی و مسیر میکرو امولسیون برای اولین بار برای ساخت فلز طلا استفاده شده است و از آنها برای کاهش سایر فلزات نجیب مانند مس با استفاده از نمک های مس (سولفات ها، نیترات ها و کلرید ها) و عوامل کاهش دهنده آن (بورو هیدرید سدیم ، ایزوپروپیل الکل، اسید اسکوربیک و هیدرازین) و گاهی اوقات با استفاده از عوامل ثبات دهنده (پلی وینیل پیرولیدون و پلی اتیلن گلیکول) [35، 36] استفاده می­شده است. سنتز شیمیایی سبز با استفاده از رمان Ginkgo biloba Linn. برگ یک گزینه موفق برای به دست آوردن پایدار کروی Cu است که در حدود 15-20 نانومتر است [37].

روش کاهش مایکرومولسیون (شکل 2 ((a)یا سنتز کلوئیدی شامل استفاده از مخلوط روغن آب، روغن و آب و دی اکسید کربن فوق بحرانی میکرواری سطحی فعال تشکیل می شود. کاهش تخریب سلولی بر اساس امواج اولتراسونیک (شکل 2    (b) ) با فرکانس حدود 20 کیلو هرتز تا 10 مگاهرتز است؛ این واکنش توسط یک پدیده فیزیکی حفره آکوستیک فعال است. سنتز الکتروشیمیایی (شکل 2 (c))  براساس کاربرد جریان الکتریسیته بین دو الکترود (کاتد و آند) جدا شده از طریق محلول الکترولیتی است؛ فرایند کاهش در سطح الکترود کاتد اتفاق می افتد. مایکروویو ها و درمان های هیدروترمال جایگزین های جدیدی برای به دست آوردن اندازه ذرات منظم و مورفولوژی نانو ذرات مس هستند. تکنیک مایکروویو شامل انرژی الکترومغناطیسی با فرکانس های 300 مگا هرتز تا 300 گیگاهرتز است که در آن مقادیر کافی انرژی به طور مستقیم بر پیکر بندی نانو ذرات مس تاثیر می گذارد. در نهایت، در درمان هیدروترمال، واکنش شیمیایی نیاز به یک اتوکلاو محکم چسبیده دارد، جایی که حلال ها در دمای بالاتر از نقاط جوش قرار می گیرند.

تکنیک های سنتز همچنین اغلب به صورت "پایین به بالا" و "بالا به پایین" با جهت تشکیل نانوذرات طبقه بندی می شوند. واکنش "پایین به بالا" از سطح اتمی از طریق تشکیل مولکول ها شروع می شود ؛ با این حال، در روش مخالف به عنوان "بالا به پایین"، مقیاس نانوذرات حاصل بزرگتر است، بنابراین یک فرآیند مکانیکی یا افزودن اسید به کاهش اندازه ذره احتیاج دارد. به طور معمول، تکنیک "بالا به پایین" نیاز به استفاده از ابزار پیچیده و پیچیده دارد.

صرف نظر از تکنیک انتخاب شده برای سنتز نانوذرات مس، باید شرایط را برای تنظیم اندازه ذرات (کمتر از 100 نانومتر) و شکل نانوذرات (نانوفیلترها، نانوذرات و نانوسپیرها) کنترل کرد، زیرا توزیع گسترده اندازه ذره خواص آنها را تغییر داده است. شانکار و ریم، متوجه شدند که نانوفیبرها،  نانوذرات کروی و مثلثی را می توان با استفاده از محلول پایه یا اسیدی که، به ترتیب، ابتدا در محدوده nmand 360-280 سپس از محدوده 240 تا nm 280به دست آورد. آنها همچنین دریافتند که هر دو شکل مس در برابر باکتری گرم منفی و گرم مثبت مونوسیتوژن مقاومت نشان می­دهد، اما نانو فیبرها فعالیت ضد باکتری قویتری نسبت به این نانوذرات کروی و مثلثی داشتند. سنتز نانو ذرات فلزی در حال حاضر نیاز به سیستم های فیزیکی و شیمیایی دارد تا بهترین ویژگی ها و خواص بهینه برای تولید مواد جدید را در نظر بگیرند. خصوصیات خاصی را می توان با تفاوت های قابل توجه بین روش های فیزیکی و شیمیایی بدست آورد؛  مواد شیمیایی مفید­تر است اگر چه به دنبال یافتن نانو ذرات کمتر از 50 نانومتر است؛ هر دو روش به طور موثر از نانو ذرات مس به دست آمده؛ با این حال خواصی که به اندازه نانوذرات نسبت داده می شود باید مورد توجه قرار گیرد. خداشناس و قربانی سه روش (شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی) را مقایسه کردند و نتیجه گرفتند که مسیر بیولوژیکی دوست دار محیط زیست و ارزان تر و برای کسب نانو ذرات مس از مواد فیزیکی و شیمیایی ارزان تر و آسان تر است.

مشاهده ساختارهای مقیاس نانو در آزمایش های مختلف شامل فوتون ها، الکترون ها، نوترون ها، اتم ها، یون ها یا نوک تیز اتمی که دارای فرکانس های مختلف هستند، در گستره ای از اشعه های گاما تا اشعه مادون قرمز یا فراتر از آن انجام می شود. اطلاعات حاصل می توانند پردازش شوند تا تصاویر یا طیف هایی تولید کنند که جزئیات توپوگرافی، هندسی، ساختاری، شیمیایی و یا فیزیکی را نشان دهند. چندین تکنیک برای مشخص کردن نانومواد موجود است.

شکل 2: سنتز نانو ذرات مس a) تکنیک میکرومولسیون (روغن آب / آب روغن): میسلهای چربی توسط نانو ذرات که شکل سر­های آب گریز و یا دم­های آب دوست می­گیرند احاطه شده اند ، و تعامل هر دو به شکل کروی است. (b) تکنیک سونو شیمیایی: اعمال انرژی به عنوان امواج، میسل­های یافت شده در تعامل میانی با مس های احاطه شده که در نتیجه شکل کروی نانو ذرات را می دهد. (c) تکنیک الکتروشیمیایی: تعامل بین شارژ­های الکتریکی متضاد باعث تولید انرژی در وسط تشکیل نانوذرات شد؛ این انتشار انرژی معمولا ثابت است که این عمل بین یک موضوع و دیگری ساختار نهایی را که شکل گرفته است، اجازه می­دهد.

نانو ذرات مس از لحاظ فیزیکی و شیمیایی به منظور دستیابی به مقدار زیادی اطلاعات برای تعیین خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی مشخص شده است (جدول 3). اندازه های کوچک نانو ذرات مس نیز ضرر اصلی خود هستند، زیرا این نشان دهنده یک چالش برای جامعه علمی برای دستیابی به ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کافی است.

ثبات یا توانایی برای حفظ اندازه و شکل آن به عنوان عملکرد زمان بسیار مهم است که خواص و کاربردهای بالقوه را به عنوان یک ماده "زیست فعال" حفظ کنید. برخی از داده های مربوطه مانند خلوص فازها، توزیع در فضا، ترکیب شیمیایی سطح آن و بلورینگی آن با روش های مختلف، اکثر آنها از انرژی های با تجزیه­های بزرگ  تحلیل می شوند. اهمیت تجزیه و تحلیل نانو ذرات مس در رشد کاربرد­ها قرار دارد، تولید دانش ماهیت این مواد جدید ضروری است.

فلزات مانند کلوئید های مس معمولا در محدوده قابل رویت فرابنفش به علت تحریک سطح تشدید پلاسمون جذب می شوند. بنابراین، طیف نما­ی فرابنفش قابل رویت یک روش مناسب برای مشخص کردن نانو ذره مس است. بعضی از مواد فلزی کلوئیدی زیر مقیاس ماکروسکوپی متفاوت هستند و دارای قواعد جذب متمایز در منطقه قابل مشاهده هستند؛ مس، نقره و طلا با بالاترین قله جذب می شود. میکروسکوپ الکترونی انتقال رایج ترین تکنیک تشخیص برای تعیین شکل و اندازه نانو ذرات مس است. اگر چه روش های دیگر مانند پراکندگی نور پویا و پراکندگی اشعه ایکس در زوایای کوچک نیز برای اندازه گیری اندازه ذرات استفاده می شود ، تنها تجزیه و تحلیلTEM تصاویر واقعی از مورفولوژی و شکل ساختار نانو را فراهم می کند. میکروسکوپ اسکن الکترونی یک ابزار است که مشاهده مواد غیر معدنی را به صورت اطلاعات مورفولوژیکی اجازه می دهد. استفاده اصلی EDS / SEM با وضوح بالا )~100 ˚ (A توانایی گرفتن تصاویر سه بعدی با پهنه­های عمیق با آماده سازی نمونه ساده است. دستاوردها در سال های اخیر کنترل دقیق ساختار تولید شده در سنتز نانو ذرات مس بسته به برنامه خاص را اجازه می دهد.

در طول  یک دهه، نانوذرات فلزی و اکسید فلزی مانند نقره، روی، طلا یا دی اکسید تیتانیوم به عنوان عامل­های ضد میکروبی استفاده شده اند. در حال حاضر رفتار نانولوله ها در اندازه های نانومتری در برابر اندامگان پاتوژن هنوز مطالعه می شود. فعالیت ضد میکروبی بالا نانو ذرات مس در مطالعات متعدد متمرکز بر بهینه اندازه حدود 1 تا 10 نانومتر نشان داده شده است.

نانو ذرات مس در زمینه­های داروسازی و پزشکی به دلیل خواص آنها، به ویژه تعامل آنها با پاتوژن­ها، ناحیه سطح فعال آنها و واکنش شیمیایی بالا و واکنش پذیری بیولوژیکی آنها،  وعده داده شده است.

مس یکی از عناصر ضروری برای برخی از فرآیندهای متابولیسم است اما در غلظت های پایین، زیرا دوزهای بال می توانند عواقب جدی در عملکرد اتابولیک آنها داشته باشد. این به عنوان دهنده الکترون یا گیرنده الکترون می تواند در برخی از آنزیم ها به علت خواص بازسازی آن، باعث افزایش سمیت آن برای باکتری شود که با یون های Cu + 1 و Cu + 2 بوجود می آید. برخی از باکتریها مانند کلستردیوم سخت مکانیسم های مهمی برای حفاظت از خود در برابر اثرات سمی یون های مس، در حالی که در تماس با سطح نانو ذرات مس هستند، ایجاد کرده­اند (شکل 3). مکانیسم احتمالی مقاومت باکتریایی به مس تشکیل تشکیل اندوسپورها است که به انتشار سریع آن کمک می کند. با این حال، پاسخ ضد میکروبی مس ، عمدتا در پاتوژن­های انسانی مورد بررسی قرار می گیرد.

بیشترین گونه باکتری ها مورد تجزیه و تحلیل در تماس با نانو ذرات مس C سخت، E. coli و P. aeruginosa است، که به طور قابل توجهی با اندازه ذرات بین 22 تا 90 نانومتر مهار می شوند، کاهش در قابلیت زیست سلول های حیاتی این میکروارگانیسم ها یافت می­شود. باکتری های گرم مثبت حساسیت بیشتری نسبت به نانو ذرات مس دارند و باکتری های گرم منفی با ROS (گونه­های اکسیژن انفعالی) با اندازه های متفاوت نانو ذرات مس مرتبط می شوند. این ویژگی ها می توانند از طریق سطح آزاد انرژی ذرات که به طور مستقیم با اندازه و مورفولوژی و pH درون سلول هامرتبط است هم تغییر کنند. اثرات ضد میکروبی به طور مستقیم به اندازه نانوذرات و حداقل غلظت مهار کننده (جدول 4) و میزان اکسیداسیون سطح مربوط می شود.

غشای سلولی میکروارگانیسم ها با محیط کشت ارتباط برقرار می کند، بنابراين فلزات نانو ذرات به ویژه نانو ذرات مس برخی از تعاملات را برای آزاد شدن یون های فلزی دارند که با فرآیندهای تکثیر دی ان ای، تشکیل سلول های جنبشی، تقسیم سلولی و غیره، از میکروارگانیسم های خاصی نظیر باکتری، که منجر به اثر ضد میکروبی می شود، مداخله می­کند. عمل مکانیسم نانو ذرات مس بوسیله تعامل آنزیم ها و گروه های -SH ایجاد کننده آسیب در دی ان ای و به دلیل تولید فشار اکسیداتیو رخ می دهد.

جدول 3: تکنیک های تشخیص و پاسخ به نانوذرات مس

شکل 3: مکانیسم عمل نانو ذرات مس در یک غشای باکتری.

جدول 4: حداقل غلظت مهاری (MIC) مربوط به اثر بیولوژیکی.

مقاومت باکتری ها به داروهای ضد میکروبی افزایش یافته است، و اکنون یکی از مهمترین چالش های بهداشت عمومی در جهان محسوب می شود. نانو ذرات مس یک استراتژی جدید علیه مقاومت ضد میکروبی مواد مخدر، کاهش اثرات ناسازگارسلولی را ارائه می دهند. در زمینه پزشکی به خوبی یک آنتی بیوتیک ممکن است عفونت های معمولی  در سیستم گردش خون، تنفسی و دستگاه گوارش نفوذ کند، همچنین به حفره دهان گسترش یافته است؛ حفره دهان برای طیف گسترده ای از میکروارگانیسم ها شامل باکتری ها، مخمر ها و ویروس های مرتبط با عفونت دهان محل سکونت فراهم می کند. باکتری ها اجزا غالب میکرو فلور ساکن و تنوع گونه های یافت شده در حفره دهان در دامنه های وسیع هستند. در حال حاضر گزارش شده است که ترکیب نانو ذرات مس با چسب­های ارتودنسی اثرات ضد باکتری قابل توجهی را در برابر باکتری­ها دارند، بدون تغییر دادن بریدن استحکام پیوستگی، مخالف  با افزودن به عنوان نانوفیلر، چسبندگی خواص خود را افزایش داد.

فناوری نانو یک روش مقرون به صرفه برای اعمال سطح معامله فلزات اکسید کننده نانوذرات فراهم می کند که به عنوان ماده ضد میکروبی استفاده می شوند. معامله نوآورانه نانوذرات می تواند دستگاه های ضد میکروبی پزشکی را تبدیل کند. مواد نانوساختار خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد نوید دهنده برای تجهیزات دندانپزشکی دارد. از جمله ویژگی های جالب، اندازه باریک، سطح بالایی، واکنش پذیری بالا، تعامل بیولوژیکی بالا و ساختار عملکردی هستند.

سنتز نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe₃O₄)

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

به تازگی، نانوذرات Fe3O4 بخاطر خواص منحصر به فرد در مقیاس نانو مانند سطح بزرگ، انرژی سطح بالا، سمیت کم، سازگاری خوب، رفتار سوپر پارا مغناطیسی، جذب بالا و الکترونهای انتقال توجه بسیاری از محققان را به دست آورده است.اخیراً توسعه سنسورها، نانوساختار بسیاری از محققان را برای تهیه نانوساختار اکسید فلزی جذب کرده است، زیرا این مواد دارای مزایای متعددی از جمله سطح بزرگ سطح است بنابراین این مواد برای سنسورهای هدفی جذب و واجذب آسان و حساستر دارند.

در ارتباط با کاربردهای زیست پزشکی، نانوذرات Fe3O4 معمولا برای داربستهای مغناطیسی، ژن رسانی، درمان سلولی ، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، برچسب گذاری سلولی ، هیپرترمی و دارو رسانی کاربرد دارند.

محققان چندین روش برای به دست آوردن نانوذرات Fe3O4 از جمله هیدروترمال ، هم رسوبی، سونوشیمیایی، سولو ترمال، میکرومولسیون ، و تابش گاما [24] را توسعه داده¬اند. با این حال، هم رسوبی در روش تهیه نانوذرات Fe3O4 به دلیل زمان واکنش کوتاه، استفاده از آب به عنوان یک حلال، اثربخشی هزینه ، سادگی، بهره وری بالا و فرایند کم دما یک روش رایج  تبدیل شده است]26].

از سوی دیگر، نانوذرات Fe3O4 به علت نسبت حجم زیاد سطح و انرژی بالای سطحی، بسیار تجمع پذیرند. بنابراین، ترکیبی از روش افزودن پرتو التراسونیک در طی فرایند هماهنگ سازی، یک روش جایگزین برای کنترل اندازه و شکل نانوذرات Fe3O4 است.

مورفولوژی Fe3O4 توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی انتقالی  (TEM) مشخص شد. تصویر TEM از Fe3O4 سنتز شده با استفاده از روش تابش التراسونیک کاهش تجمع ذرات Fe3O4  را نشان داد. علاوه بر این، تصاویر TEM ذرات اولیه Fe3O4 تهیه شده توسط روش هم رسوبی به شکل ذرات خوشه ای با اندازه ذرات 9 تا 33 نانومتر را  نشان داد. در همین حال، Fe3O4 سنتز شده با استفاده پرتوالتراسونیک روش تمایل به ساخت ذرات اولیه در حدود 25 تا 37 نانومتر دارد. خواص مغناطیسی که توسط اندازه گیری مغناطیس نمونه ارتعاشی (VSM) مشخص شد که رفتار فوق العاده پارامغناطیس Fe3O4را در دمای اتاق نشان می دهد. برای تعیین متوسط سایز ذرات از پراش پرتو ایکس استفاده می شود.

تصویر میکروسکوپ الکترونی انتقالی از نانوذرات Fe3O4

نمودار پراش پرتوی ایکس ذرات Fe3O4

نمودار خاصیت مغناطیسی نانوذرات Fe3O4

References

1. J P. Cheng, R. Ma, Shi D., F. Liu, X.B. Zhang, J. Ultrason Sonochem. 18 (2011) 1038-1042
2. G. S. Cao, P. Wang, X. Li, Y. Yuewang, G. Wang, J. Li, Bull. Mater. Sci.38 (2015) 163-167
3. S.F. Chin, S.C. Pang, C.H. Tan, J. Mater. Environ. Sci.2 (2011) 299-302
4. N.L.W. Septiani, B. Yuliarto, J. Electrochem Soc.163 (3) (2016) B97 – B106.
5. B. Yuliarto, L. Nulhakim, M.F. Ramadhani, Suyatman, A. Nuruddin, IEEE Sens. J.15 (7) (2015), 4114– 4120.
6. H. Abderrahim, M. Berrebia, A. Hamou, H. Kherief, Y. Zanoun, K. Zenata. J. Environ. Sci.2 (2011) 94-103.
7. S.S. Ibrahim, J. Environ. Sci. 2 (2011) 118-127.
8. N. Bock, A. Riminucci, C. Dionigi, A. Russo, A. Tampieri, E. Landi, V.A. Goranov, M. Marcacci, V. Dediu, J. Acta Biomater. 6 (2010) 786-796 Rahmawati et al., JMES, 2018, 9 (1), pp. 155-160 160
9. Y. Chen, G. Lian, C. Liao, W. Wang, L. Zeng, C. Qian, K. Huang, X. Shuai, Am J Gastroenterol48 (2013) 809-821
10. G. Liu, J. Xie, F. Zhang, Z. Wang, K. Luo, L. Zhu, Q. Quan, G. Niu, S. Lee, H. Ai, X. Chen, J.Small7(2011) 2742-2749
11. S. I. Jenkins, H. H. P. Yiu, M. J. Rosseinsky, D. M. Chari, Molecular and Cellular Therapies2 (2014) 23.
12. O. Veiseh, J. W. Gunn, M. Zhang, J. Adv Drug Deliv Rev. 62 (2010) 284-304
13. C. Li, T. Chen, I. Ocsoy, G. Zhu, E. Yasun, M. You, C. Wu, J. Zheng, E. Song, C. Z. Huang, W. Tan, J.Adv. Funct. Mater. 24 (2014) 1772-1780
14. C. Wilhelm, F. Gazeau, J. Biomaterials.,29 (2008) 3161-3174
15. G.V. Fernandez, O. Whear, A. G. Roca1, S. Hussain, J. Timmis, V. Pateland, K. O’Grady, J. Phys. D: Appl. Phys., 46 (2013) 1-6
16. X.L. Liu, H. M. Fan, J. B. Yi, Y. Yang, E. S. G. Choo, J. M. Xue, D. D. Fan, Ding J., J. Mater. Chem. 22 (2012) 8235-8244
17. C. Chen, Jiang X., Y.V. Kaneti, A.Yu, Powder Technol.236 (2013) 157–163
18. J. Yue, X. Jiang, Y.V. Kaneti, A. Yu, J Colloid Interf Sci367 (2012) 204–212
19. H. Yan, J. Zhang, C.You, Z. Song, B.Yu, Y. Shen, J. Mater Chem Phys. 113 (2009) 46-52
20. F. Chen, S. Xie, J. Zhang, R. Liu, J. Mater Lett. 112 (2013) 177-179
21. S. Wu, A. Sun, F. Zhai, J. Wang, W. Xu, Q. Zhang, A. A. Volinsky, J. Mater Lett. 65 (2011) 1882-1884
22. C. Li, Y. Wei, A. Liivat, Y. Zhu, J. Zhu, J. Mater Lett.107 (2013) 23-26
23. T. Lu, J. Wang, J. Yin, A. Wang, X. Wang, T. Zhang, J. Colsurfa A: Physicochem. Eng. Aspects. 436(2013) 675-683
24. A. Abedini, A. R.Daud, M. A. A.Hamid, N. K. Othman, J. PLoS ONE. 9 (2014) 1-8
25. Y. Mizukoshi, T. Shuto, N. Masahashi, S. Tanabe, J. Ultrason Sonochem. 16 (2009) 525-531
26. Mashuri M., Triwikantoro T., Yahya E., Darminto D., Journal of Materials Science and Engineering A1. 5 (2011) 182-189
27. S. Sunaryono, Taufiq A., Mashuri M., Pratapa S., Zainuri M., Triwikantoro T., Darminto D., J. Materials Science Forum827 (2015) 229-234
28. Y. Dong, Y. Chang, Q. Wang, J. Tong, J. Zhou, Bull. Mater. Sci. 39 (2016) 35-39
29. M. N. Islam, L.V. Phong, J. R. Jeong, C. Kim, J. Thin Solid Films519 (2011) 8277-8279
30. J P. Cheng, R.Ma, D. Shi, F. Liu, X.B.Zhang, J. Ultrason Sonochem. 18 (2011) 1038-1042
31. A. Taufiq , S. Sunaryono, E. G. R. Putra, A. Okazawa, I. Watanabe, N. Kojima, S. Pratapa, D.Darminto, J Supercond Nov Magn. 28 (2015) 2855-2863

32. A. Taufiq, S. Sunaryono, E.G.R. Putra, S. Pratapa, D. Darminto, J. Materials Science Forum. 827(2015) 213-218
33. C. Yang, G. Wang, Z. Lu, J. Sun, J. Zhuang, W. Yang, J. Mater.Chem. 15 (2005) 4252-4257
34. M. R. Jamei, M. R. Khosravi, B. Anvaripour, Asia-Pac. J. Chem. Eng. 8 (2013) 767-774
35. Z. Huang, F. Tang, J. Colloid Interface Sci. 281 (2005) 432-436
36. J. Feng, J. Mao, X.Wen, M. Tu, J Alloy Compd. 509 (2011) 9093-9097
37. N. A. Brusentsov, V. V. Gogosov, T. N. Brusentsova, A.V. Sergeev, N. Y. Jurchenko, A. A. Kuznetsov, Kuznetsov O. A., Shumakov L.I., J Magn Magn Mater225 (2011) 113-117
38. M. Anbarasu, M. Anandan, E. Chinnasamy, V. Gopinath, K. Balamurugan, Spectrochim Acta A135(2015) 536-539

سنتز نانوذرات نیکل اکسید (NiO)

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

اکسید نیکل (NiO) در طول دهه ها تحت بررسی های گسترده­ای بوده است. این ماده به عنوان یک ماده بسیار کاربردی به عنوان کاتد باتری، کاتالیزورها، سنسورهای گاز، فیلم الکتروکرومی و مواد مغناطیسی است[1-8].

بدلیل اثر حجم، اثر اندازه کوانتومی و اثر سطحی، نانو کریستال NiO انتظار خواص بهبود یافته ذرات نسبت به ذرات NiO میکرو می­رود. ویژگی ساختاری ذرات (اندازه ذرات، توزیع و مورفولوژی) به روش های آماده سازی نمرتبط است. تا کنون، روش های مختلفی برای تهیه نانوساختارهای NiO شامل نانوذرات و نانولوله ها گزارش شده است [9-15].

نانوذرات NiO با اشکال مختلف با استفاده از چهار روش مختلف با آمین ها و سورفکتانت های مختلف سنتز شده است. مشخص شد که با تغییر غلظت و ترکیب حلالها، مورفولوژی های مختلف دارای قطرهای مختلف، شکل و توزیع می توانند به دست آیند [10]. اندازه های مختلف نانوذرات NiO با استفاده از روش سل ژل با استفاده از نیترات نیکل به عنوان پیش ماده استفاده شد. مسیر میکرومولسیون برای تهیه نانوذرات NiO با استفاده از سورفاکتانت های کاتیونی بکار گرفته می­شود [11-12]. نانوذرات NiO به دست آمده از طریق تجزیه حرارتی با استفاده از اتانول به عنوان حلال [13] استفاده شده است. نانوذرات NiO را با روش رسوب شیمیایی تهیه کرد [14].

نانوذرات اکسید نیکل و نانوفلاورز با یک واکنش نرم پودر نیکل و آب بدون ارگانیک در دمای 100 درجه سانتیگراد سنتز شده است. ساختار، مورفولوژی و فاز بلوری نانوساختارهای حاصل شده توسط تکنیک های مختلف مشخص شده است. در مقایسه با روش های دیگر، روش حاضر ساده، سریع، اقتصادی، بدون قالب و بدون ارگانیک است. علاوه بر این، این روش بدون تولید زباله های خطرناک غیر سمی است و می تواندگسترش یابد تا یک استراتژی کلی و مناسب برای سنتز نانوساختارها به سایر نانومواد عملیاتی ارائه شود.

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانوذرات و نانوفلاور بدست آمده از کاهش نیکل فلزی با آب

پراش پرتوی ایکس نانوذرات نیکل اکسید تهیه شده در 100 درجه سانتیگراد

References

1.  R.W. Chantrell, K. O’Grady, in Applied Magnetism, ed. by R. Gerber, C.D. Wright, G. Asti (Kulwer Academic Publishers, the Netherlands, 1994), p. 113.
2.  H. Gleiter, Acta Mater. 48, 1 (2000). doi:10.1016/S1359-6454(99)00285-2.
3.  C. Feldman, H.O. Jungk, Angew. Chem. Int. Ed. 40, 359 (2001). doi:10.1002/1521-3773(20010119)40:2\359::AID-ANIE359[3. 0.CO;2-B.

       4. V. Biji, M.A. Khadar, Mater. Sci. Eng. A 304, 814 (2001). doi:10.1016/S0921-5093(00)01581-1.

5.  F.B. Zhang, Y.K. Zhou, H.L. Li, Mater. Chem. Phys. 83, 260(2004). doi:10.1016/j.matchemphys.2003.09.046.
6.  Y.P. Wang, J.W. Zhu, X.J. Yang, X. Wang, Thermochim. Acta437, 106 (2005). doi:10.1016/j.tca.2005.06.027.
7.  M. Gosh, K. Biswas, A. Sundaresan, C.N.R. Rao, J. Mater. Chem. 16, 106 (2006). doi:10.1039/b511920k.
8.  J.R. Sohn, J.S. Han, Appl. Catal. Gen. 298, 168 (2006). doi: 10.1016/j.apcata.2005.09.033.
9.  Y. Wu, Y. He, T. Wu, W. Weng, H. Wan, Mater. Lett. 61, 2679(2007). doi:10.1016/j.matlet.2006.10.022.
10.  S.D. Tiwari, K.P. Rajeev, Thin Solid Films 505, 113 (2006). doi:10.1016/j.tsf.2005.10.019.
11.  D.Y. Han, Y.H. Yang, C.B. Shen, X. Zhou, F.H. Wang, Powder Tech. 147, 113 (2004). doi:10.1016/j.powtec.2004.09.024.
12.  X. Li, X. Zhang, Z. Li, Y. Qian, Solid State Commun. 137, 581(2006). doi:10.1016/j.ssc.2006.01.031.
13. M.S. Wu, H.H. Hsieh, Electrochim. Acta 53, 3427 (2008).

     14. N. Dharmsraj, P. Prabu, S. Nagarajan, C.H. Kim, J.H. Park, H.Y. Kim, Mater. Sci. Eng. B 128, 111 (2006). doi:10.1016/j.mseb. 2005.11.021.

15. C. An, R. Wang, S. Wang, Y. Liu, Mater. Res. Bull. (2007). doi:10.1016/j.materresbull.2007.10.042.
16. D. Tao, F. Wei, Mater. Lett. 58, 3226 (2004). doi:10.1016/ j.matlet.2004.06.015.
17. L.X. Yang, Y.J. Zhu, H. Tong, Z.H. Liang, L. Li, L. Zhang, J Solid State Chem. 180, 2095 (2007). doi:10.1016/j.jssc.2007. 05.009.
18. S.C. Lyu, Y. Zhang, H. Ruh, H.J. Lee, H.W. Shem, E. Esuh et al., Chem. Phys. Lett. 363, 134 (2002). doi:10.1016/S0009-2614(02) 01145-4.
19. Y.M. Zhao, L.H. Yan, R.Z. Martn, J. Roe, G.D. Davd, Y.Q. Zhu, Small 3, 422 (2006). doi:10.1002/smll.200500347.

      20. Z.P. Liu, J.B. Liang, S. Li, S. Peng, Y.T. Qian, Chem. Eur. J. 10, 634 (2004). doi:10.1002/chem.200305481