پایان نامه با کلید واژه های فلزی، تغییر، میله

گسترده در بیوشیمی، کاتالیز واکنش ها، حسگرهای زیستی و شیمیایی و در سیستم های نانو الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند [6,8]. .نانو ذرات حاصل از فلزات اصلی دیگر نیز ممکن است با احیاءآماده شوند مثل ذرات نقره حاصل ازAgNo3، پلادیوم حاصل از H2[PdCl4] و پلادیوم حاصل از H2[PtCl6]. [26,27] این شباهت ها در آماده سازی این کلوئید های فلزی مختلف، سنتز ذرات فلزی مخلوط شده را ممکن می سازد که امکان دارد اساسا با هر فلز دیگری فرق داشته باشد[29]. برای مثال، احیا یا کاهش ترکیبات نمک های فلزی اصلی می تواند منجر به تشکیل آلیاژ یا ذرات ریز مخلوط شود. جالب تر اینکه، ذرات مرکب می تواند در پوسته با سنتز یک هسته کلوئیدی کوچک بعد از بزرگ شدن آن با یک فلز متفات ساخته شود کلوئید طلا می تواند با نقره پوشیده شود. نانو ذرات فلزی با پوسته های مختلف مثل، گرافیت غیر فلزی، رسانا یا نیمه رساناCds پوشیده می شود.
ذرات مغناطیسی تحت یک میدان مغناطیسی خارجی می چرخند و به منظور جابجایی ذرات در یک جهت خاص از فضا باید از یک میدان ناهمگن استفاده شود.اثر نیروی مغناطیسی بر روی این ذرات در یک سوسپانسیون مایع با مغناطش ذرات،چگالی جریان مغناطیسی و گرادیان میدان مغناطیسی متناسب است.
شکل 1-7 اثر میدان خارجی بر ذرات مغناطیسی
خواص نوری نانو ذرات فلزی نظیر طلا و نقره بسیار قابل توجیه می باشد، که همین امر استفاده از آنها را در طول دهه گذشته افزایش داده است تحقیقات نشان می دهد تغییر رنگ این ذرات از تغییر در ترکیب، اندازه و شکل آنها ناشی می شود که در قسمت های بعدی درباره منشآ این رنگ به طور مفصل بحث خواهیم کرد.
شکل 1-8 نمونه هایی از نانو ذرات فلزی با شکل و اندازه مختلف، شکل سمت چپ تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری10 نانو ذرات طلا کروی و میله ای (a,b) و نانو منشورهای نقره (c) و شکل سمت راست محلول کلوئیدی نانو ذرات آلیاژ طلا و نقره با افزایش غلظت طلا(d) نانو میله های طلا با افزایش نسبت ابعادی11 و نانو منشورهای نقره با افزایش اندازه جانبی را نشان می دهد[9]
1-4- 3 نانو مواد سه‌بعدی :
درخت‌سان‌ها
درخت‌سان‌ها مولکول‌هایی بزرگ و پیچیده‌اند، که ساختار شیمیایی کاملاً تعریف‌ شد‌ه‌ای دارند. از نقطه نظر شیمی درخت‌سان‌ها ماکرومولکول‌های نسبتاً کامل و یکنواختی (هم‌اندازه و هم‌شکل) هستند که دارای معماری سه‌بعدی منظم و به‌شدت شاخه‌شاخه می‌باشند. آن‌ها از سه بخش اصلی هسته، شاخه‌ها و گروه‌های انتهایی تشکیل شده‌اند. روش‌های ساخت آن‌ها بطور کلی به دو روش واگرا و هم‌گرا می‌باشد. به دلیل پیشرفت‌های اخیر در شیمی سنتزی و روش‌های تعیین مشخصات، توسعه سریع این نوع جدید از پلیمر‌ها ممکن شده است و ساخت انواع چارچوب‌های درخت‌سانی با ابعاد نانومتری تعریف ‌شده (3 تا 5 نانومتر برای نسل‌های بالا) و تعداد گروه‌های عاملی انتهایی مشخص عملی شده است. وگنل2، اولین مثال از یک روال سنتزی تکراری برای خلق ساختار‌های شاخه‌ای کاملاً تعریف ‌شده را در سال 1978 گزارش کرد. او این روال را “سنتز آبشاری” نامید. در اوایل سال‌ 1980 دنکوالتر سنتز درخت‌سان‌های مبتنی بر ال- لیزین را ثبت نمود. این اختراع ساختارهایی را تا پیچیدگی نسل‌های بالا معرفی می‌کرد. اولین ساختار‌های درخت- ‌وار‌ه‌ای که کاملاً مورد بررسی قرار گرفته، توجه زیادی را به خود جلب کرد و اخیراً کاربردهایی در پزشکی و دارورسانی برای آن‌ها مشخص شده است.
1-4-4 نانومواد دو بعدی:
غشاء‌های نازک
در دنیای کنونی تغییرات سطحی به یک فرایند مهم و اساسی تبدیل شده است. در این مورد روش‌هایی شامل ایجاد لایه‌های نازک یا پوشش‌ها بر روی سطوح است و این کار افزایش کارآیی و محافظت سطوح را به دنبال دارد. رسوب یک لایه نازک (نانولایه) برای پوشش‌ دهی در اکثر صنایع جایگاه مهمی برای خود یافته است. نانولایه‌ها دارای یک ساختار نانو ذره‌ای می‌باشند که این ساختار یا از توزیع نانوذرات در لایه ایجاد می‌شود و یا به وسیله یک فرایند کنترل شده، در حین رسوب ایجاد می‌گردد. فیلم‌های نانویی لایه نازک، که بر روی سطح یک زیر پایه نشانده می‌شوند کاربردهای عمدتاً الکترونیکی دارند. همانند زیرلایه‌ها، خازن‌ها، قطعات حافظه، آشکارسازهای مادون قرمز و راهنماهای موجی.
1-4-5 نانو مواد تک بعدی :
چنانچه مواد را در یک بعد به مقیاس نانو در بیاورند ساختارهای تک‌ بعدی نانو خواهیم داشت، که خود قابل تقسیم بندی به گروه‌های زیرند.
1-4-6 نانولوله‌ها:
لفظ نانولوله در حالت عادی در مورد نانولوله‌های کربنی به کار می‌رود، هر چند که اشکال دیگری از نانولوله همچون انواع ساخته شده از نیترید بور یا حتی نانولوله‌های خودآرای آلی نیز وجود دارد. نانولوله‌ها با خواص مکانیکی، الکتریکی و اپتیکی برجسته، در مصارف الکترونیکی با بیشترین توجه روبه‌رو شده‌اند. همچنین نانولوله‌ها برای نگهداری هیدروژن و هیدروکربن‌ها جهت استفاده در پیل‌های سوختی نیز مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. نانولوله‌ها نیز به دو گروه تک‌دیواره و چند‌ دیواره قابل تقسیم‌اند[20,21] .
1-4-7 نانومیله‌های طلا12:
در نانوفناوری نانو میله‌ها قطعاتی هستند با ابعاد یک تا صد نانومتر که در بسیاری موارد آن‌ها را با نانوسیم‌ها و یا نانولوله‌ها یکسان درنظر گرفته و مرز مشخصی برای آن‌ها قایل نمی‌شوند. نانو ذرات طلا میله ای شکل دو قله پلاسمونی دارند. یکی که حدود 530 نانو متر است پلاسمون تقاطعی 13 است و مربوط به ارتعاش الکترون ها اطراف محور کوچکتر میله است. دیگری که پیک قوی تری است و در طول موج بالاتری ایجاد می شود پلاسمون طولی 14 است و مربوط به ارتعاش الکترون ها اطراف محور طولی نانو میله ها است.(شکل 1-9 ). محل این پیک با تغییر اندازه ذره تغییر می کند (شکل 1-4).
شکل 1-9 نوسان طولی و عرضی الکترون ها در نانو میله های فلزی
شکل 1-10 پیک جذبی مرئی فرا بنفش نانو میله های طلا با نسبت ابعادی مختلف[27]
1-4- 8 نانوسیم‌ها:
سیم به ساختاری گفته می‌شود که در جهت طولی گسترش ابعاد یافته و در دو بعد دیگر کاملاً محدود شده باشد سیم‌های نانو دارای ویژگی رسانش الکتریکی و امکان اعمال اختلاف پتانسیل می‌باشند که آن‌ها را برای کاربردهای الکتریکی و سنجش زیستی بسیار مناسب ساخته است. مثال‌هایی از کاربرد نانوسیم‌ها عبارتند از: وسایل مغناطیسی، حسگرهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه‌ی ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌گیرد.
1-4-9 نانومواد صفر بعدی:
نانوذرات یا نانومواد صفربعدی به گروهی از مواد نانوئی اتلاق می‌گردد که ابعاد آن‌ها در هر سه بعد نانوئی شده است. که خود مشتمل بر گروهای زیر می‌باشند.
1-4-10 نقاط کوانتومی:
نقاط کوانتومی یا نانوکریستال‌ها در دسته‌ی نیمه‌رساناها جای می‌گیرند. نیمه‌‌رساناها اساس صنایع الکترونیک جدید هستند و در ابزارهایی مانند دیودهای نوری و رایانه‌های خانگی به کار گرفته می‌شوند. اهمیت نیمه‌رساناها در این است که رسانایی الکتریکی این مواد را می‌توان با محرک‌های خارجی مانند میدان الکتریکی یا تابش نور تغییر داد، تا حدی که از نارسانا به رسانا تبدیل شوند و مانند یک کلید عمل کنند. این خاصیت، نیمه‌رساناها را به یکی از اجزای حیاتی انواع مدارهای الکتریکی و ابزارهای نوری تبدیل کرده است. نقاط کوانتومی، به خاطر کوچک بودنشان، دسته‌ی منحصربه‌فردی از نیمه‌رساناها به شمار می‌روند. پهنای آن‌ها، بین 2 تا 10نانومتر، یعنی معادل کنار هم قرار گرفتن 10 تا 50 اتم است. در این ابعاد کوچک، مواد رفتار متفاوتی دارند و این رفتار متفاوت قابلیت‌های بی‌سابقه‌ای در کاربردهای علمی و فنی به نقاط کوانتومی می‌بخشد.
شکل 1-11 نانو ذرات کوانتومی بر پایه مواد نیمه رسانا
1-4-11 نانوذرات لیپیدی:
نانو ذراتی هستند از جنس لیپید یا همان لیپوزوم در ابعاد نانو که در پزشکی و زیست‌شناسی جایگاه ویژه‌ای دارند
شکل 1-12 نانو ذرات لیپیدی
1-4-12 نانوذرات پلیمری:
این نانوذرات از مونومرهای آلی تشکیل شده که پس از فرآوری، پلیمریزه شده و شکل خاصی را به خود می‌گیرند مانند کیتوسان‌ها که کاربرد زیادی در زیست‌شناسی نوین دارد. نانو ذرات پلیمری زیست سازگار معمولا شامل پلی لاکتیک اسید و یک کوپلیمر پلی اتیلن گلیکول و پلی لاکتیک اسید می باشند که برای انتقال پروتئین ها، ژن ها، واکسن ها و علی الخصوص داروهای ضد سرطان مورد بررسی قرار گرفته اند. در دهه های گذشته، برای آماده سازی نانو ذرات پلیمری، روشهای زیادی مثل بخار حلال ارائه گردیده است. سطح استخوان طبیعی اغلب حاوی پهنای 100 نانومتر است. اگر سطح یک پیوند استخوانی ساخته شده خیلی صاف باشد، بدن سعی می کند آن را رد کند، بنابراین تولید یک بافت فیبری پوشاننده سطح پیوند برای رفع مشکل صاف بودن سطح موثر است. این لایه باریک تمامی پیوند استخوانی را که ممکن است موجب سست شدن پیوند و تورم شود را کاهش می دهد. مشخصات با اندازه نانو می تواند به گرفتن سطح صاف کمک کند. این موضوع در تهیه پروتزهای لگن و زانو که از ذراتی با اندازه نانو بکار رفته است، استفاده شده که شانس پس زدن را همراه با تحریک تولید استئوبلاست ها15 را کاهش می دهد. استئوبلاست ها سلولهایی هستند که مسئول رشد شبکه استخوان است و در سطح پیشرفته استخوان در حال رشد شبکه استخوان است و در سطح پیشرفته استخوان در حال رشد مشاهده می شود. این اثر با مواد فلزی، سرامیکی و پلیمری نشان داده می شود. بیشتر از 90 درصد سلول های استحوانی انسان حاصل از سوسپانسیون یا تعلیق به سطح فلز غیر مهندسی شده هستنند. استفاده از اندازه های نو، طراحی یک زانو و لگن جایگزین پایدارتر و مقاوم تر را ممکن می سازد و شانس سست شدن و یا پس زدن پیوند را کاهش می دهد. اما کاربرد این تکنیک ها با مشکلات گوناگونی که وجود دارد تا حدود زیادی محدود شده است. این مشکلات شامل کار با حلال های سمی، بازدهی کم نانو ذرات تشکیل شده و یا بعضی از نمکهای باقی مانده از لحاظ بیولوژیکی، سازگار نیستند می باشد.
برای تشکیل نانو ذرات حاوی دارو از این سیستم، حلال های ارگانیک محلول در آب نقش مهمی را ایفا می نمایند.
شکل 1-13 نانو ذرات پلیمری
1-5 نانو ذرات طلا:
طلا همواره یکی از عناصر مورد توجه بشر در طول تاریخ بوده است. اما در طول دهه گذشته با پیدایش و توسعه نانو فناوری توجه به این عنصر بسیار بیشتراز قبل شده است. نانو ذرات طلا دارای خواص متفاوتی نسبت به توده آن هستند[11,10] طلا در حالت توده زرد رنگ است اما فیلم نازک طلا آبی به نظر می رسد این رنگ آبی به طور پیوسته به نارنجی، بنفش، قرمز تغییر می کند، همچنان که اندازه ذرات و ضخامت فیلم کاهش می یابد[9] نانو ذرات طلا پایداری زیادی از خود نشان می دهند و دارای خواص نوری بی نظیری هستند که وابسته به اندازه آن ها است. این خواص ویژه کاربرد آنها را در زمینه های گونانون افزایش داده است. نانو ذرات طلا باند جذبی قوی در ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیس از خود نشان می دهند که نتیجه نوسان جمعی الکترون های هدایت فلزی در برخورد با نور می باشد. جدا از خصوصیات ذرات به صورت مجزا محیطی که ذرات فلزی در آن حل می شوند نیز در خواص نوری تاثیر گذار است. ضریب شکست محیط اطراف و متوسط فاصله بین نانو ذرات فلزی در محیط، خواص طیفی آن ها را تغییر می دهد[12,13]. یکی دیگر از محاسن نانو ذرات طلا به عنوان حاملین دارو در مقایسه با سایر نانو ساختارها قابلیت اتصال مستقیم این لیگاند ها به سادگی به نانو ذرات می باشد. حسن دیگر نانو ذرات طلا، همان طور که ذکر شد ، نانو

مطلب مرتبط :   منبع پایان نامه ارشد درموردd، s، SIS

دیدگاهتان را بنویسید