بندر آستین چپ

نانوسیم‌های آهن _ مس به روش الکتروانباشت متناوب در قالب اکسید آلومینیم متخلخل ساخته شدند که یک نانوسیم دو جزئی با یک قسمت مغناطیسی (Fe) و یک قسمت با خاصیت پلاسمونی (Cu) است و تاثیر تغییر زمان انباشت نانوسیم‌ها بر خواص اپتیکی و مغناطیسی آن‌هامورد مطالعه قرار گرفت. نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنج پراش اشعه ایکس، طیف‌سنجی مرئی _ فرابنفش، طیف‌سنج پراکندگی انرژی پرتو X و مغناطومتر نیروی گرادیان متناوب مورد بررسی قرار می‌گیرند. با بررسی الگوی پراش پرتو X نانوسیم‌های مس مشخص شد که دارای سه قله در مقادیر 2θ در3/43 با اندیس میلر (111)، در 6/50 با اندیس میلر (200) و در 2/74 درجه با اندیس میلر (220) می‌باشد. الگوی پراش مربوط به نانوسیم‌های آهن _ مس مورد بررسی و مشخص شد که قله (111)Cu کمی تیز‌تر شده و به سمت راست از 7/44 به 9/44 درجه انتقال یافته و شدت قله‌های مربوط به آهن کاهش یافته است و به سمت راست انتقال یافته است. برای مطالعه خواص پلاسمونی، نانوسیم‌های آهن _ مس در زمان‌ انباشت آهن در1، 2 و 3 دقیقه و مس در زمان انباشت 4، 3 و 2 دقیقه در NaOH در زمان 24، 48، 72 و 96 ساعت شستشو دادیم و قله پلاسمونی آهن با طول موج 499 تا 8/500 نانومتر را نشان داد. آهن در زمان انباشت یک دقیقه و مس در زمان انباشت 4 دقیقه در زمان 48 ساعت شستشو در محلولNaOH1 مولار در قله‌های جذبی 1/568، 2/605نانومتر می‌باشد. همچنین در زمان 72 ساعت دارای قله‌های 553،609نانومتر می‌باشد و در زمان انباشت 2 دقیقه آهن و 3 دقیقه مس دارای یک قله‌ی جذبی در 603 می‌باشد. الگوی EDX نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت و با افزایش زمان انباشت آهن درصد وزنی آهن افزایش می‌یابد و با کاهش زمان انباشت مس درصد وزنی مس کاهش می‌یابد. خواص مغناطیسی نانوسیم‌های مس در زمان انباشت 5 دقیقه یک ماده‌ی غیر مغناطیس است و همچنین حلقه‌ی پسماند سه نمونه‌ی آهن _ مس با افزایش زمان انباشت آهن میدان وادارندگی کاهش می‌یابد و از مقدار 1809 تا 1672اورستد می‌رسد.

امروزه با توجه به افزایش تقاضا و کمبود منابع در جهان، تلاش‌ها برای دستیابی به موادی با ویژگی‌های تضمین شدهافزایش یافته است. به همین دلیل، تحقیقات بر روی مواد در اندازه نانو و مقیاس میکروسکوپی مورد توجه محققان علوم مختلف قرار گرفته است. ما در این پایان نامه به مطالعه ویژگی‌های فیزیکی دسته جدیدی از مواد بر پایه کربن می‌پردازیم. در ابتدا با استفاده از مدل تنگ-بست (تقریب نزدیکترین همسایگان) هامیلتونین دگرشکل اس-گرافن را محاسبه می‌کنیم. سپس با استفاده از رویکرد تابع گرین به بررسی ویژگی‌های فیزیکی نظیر ترموالکتریک و ترمودینامیک تحت تاثیر میدان مغناطیسی، ولتاژ بایاس و الکترون و حفره می‌پردازیم. نتایج ما نشان داد که میدان مغناطیسی ظرفیت گرمایی الکترونیکی را افزایش می‌دهد و با رابطه دبای انیشتین همسو می‌شود. علاوه بر این، تک لایهاس-گرافن بسته به پارامترهای خاصی مانند تزریق الکترون (حفره)، میدان مغناطیسی خارجی و ولتاژ بایاس می‌تواند یک نیمهرسانای نوع pیا نوع n باشد. همچنین ویژگی‌های نوری تحت اثر میدان مغناطیسی، دما و تزریق حفره (الکترون) و چگالی حالت‌های تک لایه اس-گرافن نیز تحت تغییر میدان مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با اعمال میدان مغناطیسی شکاف نوار انرژی کاهش پیدا می‌کند. همچنین سرعت پراکندگی در باند رسانش (به دلیل افزایش چگالی الکترون) با افزایشتزریق الکترون افزایش می‌یابد که باعث ایجاد پدیده بلاک پائولی و در نتیجه کاهش جذب نوری می‌شود. ما همچنین با استفاده از روش تنگ-بست و تابع گرین به بررسی ویژگی‌های الکترونیکی و انتقالی تک لایه گاما-گرافاین تحت تاثیر کرنش و میدان مغناطیسی می‌پردازیم. نتایج عددی ما نشان می‌دهد که رسانندگی گرمایی با افزایش دما افزایش می‌یابد. این اثر از افزایش انرژیگرمایی حامل‌های بار و تحریک آنها به نوارهای رسانش ناشی می‌شود. در بخش دیگری از پایان نامه نیز ما خاصیت ترمودینامیکی و الکترونیکی تک لایه (6-6-12)-گرافاین را در حضور کرنش و میدان مغناطیسی مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. بررسی‌هانشان می‌دهد که با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی و با افزایش میدان مغناطیسییک انتقال فاز از نیمه فلزی به فلز رخ می‌دهد. مقدار چگالی حالت‌ها در انرژی صفر کمی با افزایش پارامتر کرنش کششی افزایش می‌یابد. بنابراین خاصیت نیمه فلزی نمونه با پارامتر کرنش کششی کاهش می‌یابد. در بخش پایانی این پژوهش ما به بررسی ساخت اتصالات ناهمگون بر پایه مواد دو بعدی کربنی خواهیم پرداخت. ما با استفاده از روش ساخت قالب‌های آلومینیای آندایز شده (AAO) و تبخیر شیمیایی در فاز بخار(CVD) به بررسی ساخت نانو اتصالات ناهمگون دو بعدی می‌پردازیم.

رشد نانوسیم‌های اکسید روی بر روی قالبAAOبه روش رسوب حمام شیمیایی، موضوعی است که در نانوفناوری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه، فرایند رشد نانوسیم‌های اکسید روی بر روی قالب AAO به روش رسوب حمام شیمیایی با استفاده از دو ترکیب مختلف با میزان غلظت متفاوت بررسی شده است.مطالعه‌ها، بر روی رشدساختار و خواص نانوسیمهای اکسید روی به روش‌های مختلف با استفاده از تکنیک‌هایی همچون پراش پرتوی ایکس، میکروسکوپ الکترونیروبشی و طیف سنجی فرابنفش_مرئی نتایجی مفید ارائه داده است. در نتیجه رشد نانوسیم‌هایاکسید روی بر روی قالب AAO تحت روش رسوب حمام شیمیایی با ترکیب مناسب و بهینه سازی شرایط فرایند، می‌تواند به ایجاد مواد نانوساختار با خواص و کاربردهای مورد نیاز در صنایع مختلف منتهی شود.

در این پژوهش ما قالب‌های آلومینای متخلخل را در محلول اسید سولفوریک به روش آندایز دو مرحله‌ای تحت ولتاژ 20، 25 و 30 ولت و در زمان‌های 20، 30 و 40 دقیقه آماده کردیم. نتایج ما نشان می‌دهد که تحت یک ولتاژ ثابت و با افزایش زمان قطر حفره‌ها افزایش پیدا کرده است. همچنین در کل با تغییر ولتاژ و باز افزایش زمان میانگین قطر حفره‌ها باز هم افزایش یافته است. مرحله بعد عمق حفره‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت و نشان داده شده که در یک ولتاژ ثابت 25 ولت با افزایش زمان آندایز عمق حفره‌ها افزایش پیدا کرده است.

در این پایان نامه ابتدا با استفاده از مدل تنگ بست هامیلتونین 11 و 6 نواری مولیبدن دی سولفاید را محاسبه می کنیم. سپس به وسیله تابع گرین و مدل هولشتاین به بررسی خواص ترموالکتریک و ترمودینامیک تحت تاثیر میدان مغناطیسی، جفت شدگی الکترون-فونون و تزریق الکترون و حفره می پردازیم. نتایج نشان می دهد که اعمال میدان مغناطیسی بر تک لایه مولیبدن دی سولفاید سبب کاهش گاف انرژی آن می شود. همچنین ظرفیت گرمایی و رسانندگی گرمایی با اعمال میدان مغناطیسی و تزریق الکترون کاهش می یابد در حالی که با تزریق حفره افزایش پیدا می کند. نشان می دهیم که تک لایه مولیبدن دی سولفاید در فاز پادفرومغناطیس قرار دارد که با اعمال میدان مغناطیسی فاز آن از پادفرومغناطیس به فرومغناطیس تغییر پیدا می کند. همچنین به بررسی خواص ترموالکتریک و ترمودینامیک نانونوارهای هیبریدی لبه زیگزاگی MoS2/MoSe2 و MoS2/WSe2 با استفاده از مدل تنگ بست 6 نواری و تابع گرین غیرتعادلی تحت تاثیر میدان تبادلی و میدان الکتریکی عرضی می پردازیم. نتایج نشان می دهد که این نانونوارها دارای خاصیت فلزی هستند که با اعمال میدان الکتریکی عرضی شبه گاف ایجاد می شود. همچنین با اعمال میدان مغناطیسی و میدان عرضی ظرفیت گرمایی و پذیرفتاری مغناطیسی کاهش پیدا می کند. همچنین با استفاده از مدل تنگ بست به بررسی ضریب جذب نوری فسفرین تحت تاثیر تنش و میدان مغناطیسی خارجی می پردازیم. نتایج ما نشان می دهد با اعمال تنش تک محوری قله در نمودار جذب نوری برای تک لایه فسفرین به فرکانس های بالاتر منتقل می شود. با افزایش دما نرخ جذب نوری فسفرین در یک میدان مغناطیسی ثابت کاهش پیدا می کند. همچنین با استفاده از مدل تنگ بست و تابع گرین به بررسی خواص ترموالکتریک سیلیسیم کاربید دولایه تحت تاثیر ولتاژ بایاس و میدان مغناطیسی می پردازیم. که نشان دادیم سیلیسم کاربید دولایه یه ماده یک ماده فلزی است که با اعمال کردن ولتاژ بایاس باند گاف افزایش پیدا می کند و به نیمه رسانا تبدیل می شود.با افزایش ولتاژ بایاس رسانندگی گرمایی سیلیسم کاربید دولایه به دلیل افزایش باند گاف کاهش پیدا می کند.همچنین حامل های بار سیلیسم کاربید دولایه حفره هستند به دلیل اینکه علامت ضریب سیبک آن مثبت است.

در این پایان نامه با استفاده از مدل تنگ بست و تابع گرین الکترونی ضرایب ترابری برای نانونوار دسته صندلی سیلیسن محاسبه شد و سپس به وسیله ضرایب ترابری خواص ترموالکتریک نانونوار دسته صندلی سیلیسن به دست آمد. در همین راستا، تاثیر پهنای نانونوار، دما، میدان الکتریکی و مغناطیسی بر روی رسانندگی گرمایی و ضریب سیبک بررسی شد. نتایج نشان می دهد که رسانندگی گرمایی با افزایش میدان الکتریکی و مغناطیسی کاهش پیدا می کند. همچنین علامت ضریب سیبک در دماهای مختلف با تغییر میدان الکتریکی و مغناطیسی و پهنای نانونوار تغییر می کند. کنترل کردن ضریب سیبک می تواند در کارآیی نانونوار سیلیسن برای استفاده در ابزارآلات الکترونیک مفید باشد.

در این پایان نامه، ساختار بلوری و ریخت شناسی سطح آلومینیوم را پس از تابکاری ورقه های آلومینیوم و پولیش نمونه ها بررسی خواهیم کرد. تابکاری ورقه های آلومینیوم در زمان های صفر، 20 دقیقه و 40 دقیقه و در دماهای 350، 450 و 550 درجه سانتی گراد انجام شدند. پولیش نمونه ها در زمان های 6 دقیقه، 8 دقیقه و 10 دقیقه انجام شده است. تحلیل داده ها با استفاده از تصاویر به دست آمده از دستگاه های میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) مورد ارزیابی قرار گرفته اند که نشان می دهد با افزایش دمای تابکاری ناهمواری های سطح و برآمدگی ها بیشتر شده است که باعث می شود شدت قله کاهش یابد و ریخت شناسی سطح آلومینیوم نامنظم شود. افزایش زمان پولیش نیز باعث می شود سطحی نامنظم از ورقه های آلومینیوم به وجود آید.

طبیعت سرشار از سیستم ها و پدیده های هندسی متنوعی است. پدیده هایی که گاه منظم و براساس هندسه اقلیدسی بیان می شوند و گاه پیچیده و بی نظم که هندسه اقلیدسی در بیان آن ها ناتوان است و از لحاظ مقیاس ناوردا هستند. برخال ها مفاهیمی گسترده و بنیادی به شمار می آیند که امروزه به خوبی به بررسی سیستم های پیچیده پرداخته اند. این مفاهیم رفتار خود-همانندی را از خود نشان می دهند و یک نمای مقیاس بندی برای توضیح آن ها کافی است. اما با گسترش این دانش و شناخت پدیده های پیچیده تر، سیستم هایی معرفی شده اند که برای توضیح آن ها به بیش از یک نمای مقیاس بندی نیاز است، بنابراین سیستم مدنظر را بس-برخال نامیدند. در این پژوهش پس از سنتز لایه های نازک تیتانیوم به روش کندوپاش، تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی لایه های تیتانیوم در توان های500، 550 و 600 وات مورد تحلیل قرار گرفت. سپس برای بررسی بهتر تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی از منحنی Abbott-Firestone استفاده کردیم. همچنین تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی لایه های نازک تیتانیوم با استفاده از تحلیل بس-برخالی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتاج حاصل نشان می دهد که با افزایش توان کندوپاش سطح لایه ها زبرتر شده و ناهمگنی و پستی بلندی های سطح نمونه بیشتر شده است. همچنین تحلیل آماری نمونه ها نشان می دهد که فعالیت سطح و سطح موثر افزایش یافته است. از طرفی، از تحلیل بس-برخالی مشخص است که تمامی لایه ها بس-برخال هستند و با افزایش توان کندوپاش بر خاصیت بس-برخالی لایه های نازک تیتانوم افزوده شده است. بنابراین سطح هر قدر پیچیده شود یا بس برخالی بیشتر شود امکان پراکنده شدن نور توسط سطح اش بالاتر می رود. بنابراین کاهش پیچیدگی و بی نظمی در ساختار لایه های نازک تیتانیوم موجب هموارتر و یکنواخت تر شدن سطح ساختار و کاهش زبری سطح لایه ها شده است.

برخال ها یکی از فرآیندها و مفاهیم مهم در توصیف و بررسی ریخت شناسی سطح هستند. این رویکرد که برای اولین بار توسط مندلبروت مطرح شد، رهیافت جدیدی را برای بررسی پیچیدگی های سطوح مختلف معرفی کرده است. ریخت شناسی سطح لایه های نازک به دلیل دارا بودن ویژگی های الکتریکی، مکانیکی، شیمیایی، الکترونیکی و ... از اهمیت بالایی برخوردار هستند. همچنین به دلیل اینکه ماهیت سطح و ناهمواری سطح لایه های نازک پدیده های پیچیده ای هستند، معمولا رفتار خود-متشابهی را از خود نشان می دهند. به همین دلیل آنالیز برخالی و بس-برخالی رویکرد مهمی برای تحلیل ویژگی ها و هندسه سطح لایه های نازک می باشد. در این پژوهش با توجه به اهمیت سطح لایه در تعیین رفتار لایه های نازک بخصوص در حسگرها و قطعات الکترونیکی، ویژگی های سطح لایه های نازک اکسید نیکل و اثر ضخامت لایه بر روی آن مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور لایه های نازک اکسید نیکل به روش کندوپاش متناوب در ضخامت های مختلف ساخته شد. سپس تصویر هندسه و ریخت شناسی سطح لایه های نازک اکسید نیکل در ضخامت های مختلف با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی تهیه شد. برای بررسی بهتر تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی از منحنی Abbott-Firestone استفاده شد. همچنین با اعمال روش های بس-برخالی بر روی تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی اثر ضخامت روی ویژگی های سطح لایه های نازک اکسید نیکل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که هر چی ضخامت لایه های نازک اکسید نیکل بیشتر باشند، لایه ها حالت بس-برخالی را نشان می دهند. همچنین تحلیل آماری نمونه ها نشان می دهد که فعالیت سطح و سطح موثر افزایش یافته است. از طرفی، از تحلیل بس-برخالی مشخص است که با افزایش ضخامت لایه اکسید نیکل خاصیت بس برخالی آن بیشتر می شود. داده بدست آمده که از نوع تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی اند، طوریکه دیده شد ناهمواری سطح لایه های نازک اکسید نیکل در ضخامت های مختلف متغییر است و از رشد جزیره ای و لایه ای پیروی کردند. طبق داده های بدست آمده برای تحلیل داده ها از روش شمارش جعبه ای استفاده شده است. بنابر این هرچی ∆α بزرگتر باشد ماده به سمت بس برختالی می رود و هر چی ∆α کوچکتر باشد ماده به طرف برخالی میل می کند و پیچیدگی شان کمتر می شود .در نتیجه سطح هر قدر پیچیده شود یا بس برخالی بیشتر شود امکان پرگنده شدن نور توسط سطح اش بالاتر می رود. بنابراین کاهش پیچیدگی و بی نظمی در ساختار لایه های نازک اکسید نیکل موجب هموارتر و یکنواخت تر شدن سطح ساختار و کاهش زبری سطح لایه ها شده است.

اکسید روی یک نیمه رسانای نوع n است که به دلیل خواص بسیار زیاد از جمله گاف انرژی مناسب در بسیاری از کاربردهای الکتریکی و اپتیکی مورد استفاد قرار می گیرد. در این پژوهش، لایه های نازک نیمه رسانای شفاف اکسید روی به روش کندوپاش متناوب بر روی زیر لایه شیشه ساخته شد. همچنین به منظور بررسی خواص ساختاری لایه های نازک اکسید روی سنتزشده از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده کردیم. سپس برای بررسی خواص اپتیکی از جمله گاف انرژی و انرژی اورباخ از طیف سنج ماورابنفش-مرئیUv –vis استفاده کردیم. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نشان می دهد که ساختار کریستالی لایه نازک اکسید روی شکل گرفته است. طیف اشعه ایکس نشان می دهد که با افزایش ولتاژ کندوپاش لایه ها دارای خاصیت بلورینگی بیشتری می شوند. افزایش ولتاژ کندوپاش منجر به کاهش طول موج بیشینه نمونه تهیه شده و تغییر قله جذب شده است. همچنین ایجاد قله ها به عنوان شاخصی برای وجود اکسید روی در ساختار است. افزایش زمان ساخت باعث کاهش طول موج بیشینه شده و قله جذب در طول موج های مختلف تغییر کرده است .نتایج نشان می دهد گاف انرژی ابتدا در دمای 300 درجه سانتی گراد با کاهش طول موج بیشینه و تعییر قله جذب در ولتاژهای مختلف کندوپاش، کاهش یافته است و سپس در دمای 400 درجه سانتی گراد مقدار گاف انرژی در نتیجه افزایش ولتاژ کندوپاش افزایش یافته و دوباره در دمای 500 درجه سانتی گراد گاف انرژی کاهش یافته است. این امر درنتیجه افزایش درجه بلورینگی نمونه ها در دماهای مختلف است. که افزایش دما باعث کاهش در تهی جاهای اکسیژن شده که منجر به کاهش چگالی حامل های بار و در نتیجه کاهش گاف انرژی می شود. به موجب افزایش زمان ساخت گاف انرژی کاهش پیدا کرده است. افزایش ولتاژ کندوپاش در زمان یکسان باعث افزایش انرژی اورباخ و در نتیجه کاهش شکاف باند نواری شده است. از طرف دیگر افزایش انرژی اورباخ باعث ناراستی های بلوری در لایه های اکسید روی شده است که این امر بیشتر متوجه افزایش اکسیژن در ساختار بلوری است که باعث افزایش نقص های بلوری شده است. افزایش زمان ساخت باعث افزایش انرژی اورباخ شده و این افزایش در انرژی اورباخ براساس آنچه که در نتایج حاصل از گاف انرژی این نمونه ها در بالا دیده شد باعث کاهش گاف انرژی شده است. تغییر انرژی اورباخ در جهت عکس گاف انرژی است.

در این پایان نامه، ساخت قالب های اکسید آلومینیوم آندی AAO و مکانیزم تشکیل آن ها توضیح داده می شود. پس از آندایز اول و سونش نمونه ها، آندایز دوم در ولتاژهای 30 ولت، 40 ولت و 50 ولت و در زمان های 30 دقیقه، 60 دقیقه و 90 دقیقه انجام شدند. در تمام این حالت ها، پارامترهایی همچون قطر حفره ها، عمق آن ها و همچنین تعداد حفره ها در هر سانتی مترمربع اندازه گیری شدند. تحلیل داده ها با استفاده از تصاویر به دست آمده از دستگاه های SEM و AFM و همچنین با استفاده از نرم-افزار ImageJ، نتایج مورد ارزیابی قرار گرفتند که نشان می دهد با افزایش ولتاژ و زمان آندایز، قطر حفره ها در حال افزایش است. طبق روابطی که در مقالات و نوشته های دیگران نیز آمده، بین ولتاژ آندایز و قطر حفره ها رابطه ای خطی برقرار است، که داده های بدست آمده در این پژوهش نیز به نتایج مشابهی منجر شده است. همچنین عمق حفره ها با افزایش پتانسیل اعمال شده، طی فرآیند آندایز، حالت افزایشی را نشان می دهند به گونه ای که می توان گفت با یک ثابت تناسبی این دو پارامتر باهم نسبت مستقیم دارند. با طولانی شدن زمان آندایز، عمق حفره ها نیز افزایش یافته اما تغییرات آن خیلی زیاد نیست. تعداد حفره های ایجاد شده در هر سانتی مترمربع، به طور تقریبی در نمونه های آندایز شده، با گذشت زمان بیشتر آندایز و با افزایش ولتاژ اعمال شده، روند کاهشی را نشان می دهد.

در این پایان نامه به بررسی خواص ترمودینامیکی نانو نوار آرمچیر سیلیسیم در پهناهای مختلف تحت تاثیر میدان الکتریکی و مغناطیسی با استفاده از مدل تنگ بست می پردازیم. هامیلتونین نانو نوارآرمچیر سیلیسیم را با استفاده مدل تنگ بست محاسبه می کنیم. با محاسبه ترازهای انرژی هامیلتونین تابع گرین الکترونی را محاسبه خواهیم کرد. چگالی حالات، ظرفیت گرمایی و پذیرفتاری مغناطیسی را با اعمال کردن میدان مغناطیسی و الکتریکی بر نانو نوار سیلیسیم از طریق تابع گرین محاسبه می کنیم. نتایج نشان می دهد که نانو نوار سیلیسن که به ازای پهناهای 3l,3l+1دارای خاصیت نیمه رسانایی بوده اند ودر پهنای3l+2دارای خاصیت رسانایی می باشند. با اعمال کردن میدان مغناطیسی طبق قانون زیمن باعث شکافتگی نوارهای انرژی می شود و این شکافتگی نوارهای انرژی سبب می شود که نانونوار سیلیسن آرمچیر در دسته پهنا خاصیت رسانایی پیدا کنند. در محدودی دما پایین با افزایش میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی عرضی ظرفیت گرمایی و پذیرفتاری مغناطیسی افزایش پیدا می کند. اما در محدود ه ی دمای بالا با افزایش میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی عرضی ظرفیت گرمایی الکترونی و پذیرفتاری مغناطیسی کاهش پیدا کرده است.

دراین پایان نامه نانوسیم های آلیاژی نیکل-تنگستن به روش الکتروانباشتجریان متناوب بوسیله-ی قالب اکسید آلومینیوم آندی ساخته می شوند. خواص مغناطیسی وتحلیل عنصری نانوسیم هابوسیله دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب(AGFM )، طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد مطالعه قرار می گیرند. ساختار بلوری و رفتار حرارتی نانوسیم ها با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس(XRD) مشخص می شوند. برای اثر غلظت محلول هایی با درصدهای متفاوتی از ناخالصی تنگستن شامل (5/0، 1، 5/1، 2)ساخته می شوند و نمونه ها با آن محلول ها انباشت می شوند. اثر تابکاریحرارتیبررویخواصمغناطیسینانوسیم ها، درگستره یدمایی 300 تا 600درجه سانتی گرادتحتگازبی اثرآرگونصورت می گیرد. بعد از تابکاری حرارتی، به دلیل بیشترین تغییرات میدان وادارندگی و نسبت مربعی برای نانوسیم تهیه شده با 5/0 درصد ناخالصی تنگستن، این نانوسیم به عنوان بهینه اثر غلظت تعیین می گردد. برای بررسی اثرPH بر روی خواص مغناطیسی نمونه ها، نانوسیم هایی با PH های 5/4، 75/4، 5، 25/5، 5/5، 75/5 و6 ساخته می شوند.در نهایت پس از تابکاری حرارتی، نانوسیم ساخته شده با75/5 =PHبه عنوان نمونه ی بهینه مشخص می گردد.

در این پایان نامه نانوسیم های نیکل-قلع با روش الکتروانباشت جریان متناوب درون قالب های اکسید آلومینیم آندی طی فرایند آندایز دو مرحله ای ساخته می شوند. خواص مغناطیسی نانوسیم ها بوسیله ی دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM) بررسی می شود. همچنین آنالیز عنصری، ساختار مورفولوژی و ساختار بلوری نانوسیم ها به ترتیب توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنج پراش اشعه ایکس (XRD) مورد مطالعه قرار می گیرند. برای بررسی اثر غلظت ناخالصی قلع بر خواص مغناطیسی نانوسیم ها، نمونه هایی با درصدهای مولی متفاوتی از قلع ساخته می شوند. سپس نمونه های ساخته شده در محدوده ی دمایی 300 تا 600 درجه ی سانتی گراد تابکاری می شوند. پس از تابکاری در هر دما خواص مغناطیسی آن ها اندازه گیری می شود. نمونه ی ساخته شده با 5/0 درصد غلظت مولی قلع به دلیل بیشترین تغییرات میدان وادارندگی و نسبت مربعی، به عنوان نانوسیم بهینه ی اثر غلظت تعیین گردید. در گام بعد برای مطالعه ی اثر بسامد انباشت، بسامدهای 50، 100، 150، 200، 250 و 275 هرتز بر روی نانوسیم های حاوی 5/0 درصد غلظت مولی قلع اعمال می شود. پس از تابکاری نمونه ها، نانوسیم ساخته شده تحت فرکانس 250 هرتز به عنوان نمونه ی بهینه مشخص گردید.

دراین پایان نامه نانوسیم های آلیاژی Co97W3 به روش الکتروانباشتجریان متناوب در داخل قالب اکسید آلومینیوم آندی، ساخته می شوند. خواص مغناطیسی، آنالیز عنصری و ساختار مورفولوژی نانوسیم ها توسط دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب(AGFM )، طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد مطالعه قرار می گیرند. ساختار بلوری و رفتار حرارتی نانوسیم ها با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس(XRD) مشخص می شوند. اثر ولتاژ پالسی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم هایی که با زمان های خاموشی مختلف (0 -5 – 10 -15- 20- 25- 30- 35- 50- 100- 200 میلی ثانیه)ساخته شدند مورد بررسی قرار می گیرد. سپس نمونه ها در محدوده ی دمایی بین ( 300-600 ) تابکاری حرارتی می شوند. نتایج نشان می دهد نانوسیم هایی که با اعمال زمان خاموشی 30 میلی ثانیه ساخته می شوند دارای بیشترین میدان وادارندگی (1359) در دمای 600 درجه سانتی-گراد هستند، بنابراین این نانوسیم ها به عنوان نمونه بهینه اثر ولتاژ پالسی در نظر گرفته می شوند. برای بررسی اثر ولتاژ نامتقارن بر روی خواص مغناطیسی نمونه ها، نانوسیم هایی با ولتاژ کاهشی ثابت 15- ولت و ولتاژهای اکسایشی مختلف از 7+ تا21+ ولت ساخته می شوند.در نهایت پس از تابکاری حرارتی، مشاهده شد که ولتاژ کاهشی 15- ولت و ولتاژ اکسایشی 9+ ولت ولتاژهای بهینه هستند.

در این پژوهش نتایج مربوط به بررسی اثر ناخالصی نیکل و پایدارکننده بر روی ساختار و خواص نانومیله های اکسید روی ارائه می شود. نانو میله های اکسید روی به روش سل-ژل و با استفاده از استات روی (به عنوان پیش ماده) نیکل (به عنوان ناخالصی )و متانول و آب مقطر (به عنوان حلال )ساخته می شوند. اثر اضافه کردن میزان ناخالصی نیکل بر روی ساختار و خواص نانومیله ها بررسی می گردد. ساختار شیمیایی نانو میله ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX)، ریخت شناسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج نشان می دهند که افزودن نیکل به عنوان ناخالصی به اکسید روی، باعث تغییر در گاف انرژی و موقعیت قله های به دست آمده از طیف جذبی مرئی فرابنفش می شود. نیکل فلزی مقاوم با ساختار بلورین fcc می باشد که با افزودن آن به نمونه ها و مشاهده طیف پراش پرتو ایکس مشخص شد که جز اکسید روی و نیکل هیچ فاز واکنشی دیگری وجود ندارد که این امر نشان دهنده ساختار کریستالی اکسید روی است. نتایج مربوط به گاف انرژی نمونه ها نشان می دهد که با افزایش مقدار ناخالصی نیکل، گاف انرژی نمونه ها کاهش یافته و به سمت مقادیر کمتر پیش می رود. نتایج مربوط به بررسی اثر دما در دماهای خشک کردن 30، 50، 70، 90، 110 و 130درجه سانتی گراد در دمای پخت℃ 300 برای نمونه های خالص نشان می دهد که با افزایش دمای خشک کردن، گاف انرژی نمونه ها تغییر می کند که علت آن تغییرات در اندازه ذرات با افزایش دمای خشک کردن است. با استفاده از دستگاه طیف سنج پراش اشعه ی ایکس برای نمونه های اکسید روی خالص خشک شده در دماهای 50، 90، 130 درجه سانتی گراد نیز مشخص شد، که شدت قله ها با افزایش دمای پخت تغییر می یابد که این امر باعث تغییرات در بلورینگی و اندازه ذرات می شود و همچنین فاز ساختاری این نانومیله ها مکعبی شش گوشی (hcp) می باشد. نتایج مربوط به نمونه های ساخته شده با افزایش مقدار PVP نشان می دهد که افزودن PVP به نمونه های خالص نیز باعث افزایش گاف انرژی و جابه جایی موقعیت قله های به دست آمده می شود.

در حال حاضر ساخت مواد نانوساختار و مطالعه خواص آن ها توجه پژوهشگران بسیاری را به خود جلب کرده است. زیرا خواص مغناطیسی، نوری، الکتریکی، شیمیایی، مکانیکی و کاتالیزوری این مواد می تواند نسبت به مقیاس بالاتر خیلی متفاوت باشد. یکی از انواع نانوساختارها نانوسیم ها هستند که دارای قطری در مقیاس نانو می باشند. در این پایان نامه ابتدا نانوسیم های Co70Fe30 با استفاده از قالب اکسید آلومینیوم متخلخل آندی و با روش الکتروانباشت شیمیایی به صورت جریان متناوب ساخته می شوند و سپس اثر تغییرات pH و سدیم گلی کنات به عنوان پایدار کننده مورد بررسی قرار می گیرند و با به دست آوردن مقداربهینه ی میدان وادارندگی در 3 =pH، اثر اضافه کردن قلع به نانوسیم های کبالت- آهن، همچنین تاثیر دما و ولتاژ متقارن بر خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی می گردد. با اضافه کردن قلع میدان وادارندگی از 1687 اورستد به 650 اورستد کاهش پیدا کرد. برای بررسی اثر تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها، نمونه ها در بازه ی دمای 300 تا 600 درجه سانتی گراد تابکاری می شوند و سپس اثر ولتاژ متقارن بر روی نانوسیم های (Co70Fe30)98Sn2 مورد بررسی قرار می گیرد. مشاهده می شود با افزایش ولتاژ انباشت میدان وادارندگی افزایش می یابد و بالاترین میدان وادارندگی مربوط به نانوسیم ساخته شده در ولتاژ 35 ولت می باشد.

در این پژوهش نتایج مربوط به بررسی اثر ناخالصی کبالت بر روی ساختار و خواص نانومیله های روی اکسید ارائه می شود. این نانومیله ها به روش سل- ژل و با استفاده از روی استات (به عنوان پیش ماده) استات کبالت (به عنوان ناخالصی) و مخلوط متانول و آب مقطر (به عنوان حلال) ساخته می شوند. اثر اضافه کردن میزان ناخالصی کبالت بر روی ساختار و خواص نانومیله ها بررسی می گردد. ریخت شناسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج نشان می دهند که وجود ناخالصی در نانوساختار باعث تغییر در اندازه ذرات بدست آمده می شود که همین امر در جابه جایی موقعیت قله های بدست آمده از طیف جذبی مرئی- فرابنفش و در نتیجه تغییر گاف انرژی، ثابت های شبکه و طول پیوند نمونه ها تاثیر گذار است. کبالت عموما فلزی دارای مخلوطی از دو ساختار با شکل بلورین fcc و hcp می باشد. با افزودن آن به نمونه ها و مشاهده طیف پراش پرتو ایکس مشخص شد که هیچ قله اضافی ناشی از آن در ساختار بدست آمده وجود ندارد که این امر نشان دهنده وجود ساختار بلوری و بدون فاز دیگر روی اکسید است. نتایج مربوط به بررسی اثر تابکاری در دماهای ℃300 الی ℃600 برای نمونه های خالص نشان می دهد که گاف انرژی نمونه ها تحت تاثیر تابکاری و افزایش دما کاهش می یابد که این امر ناشی از تغییر در اندازه ذرات بدست آمده با افزایش دمای تابکاری است که در نتیجه آن، شدت قله های حاصل از پراش پرتو ایکس برای نمونه ها نیز تحت تاثیر قرار گرفته و افزایش می یابد که این امر بلورینگی نانوساختار بدست آمده را نشان می دهد. نتایج مربوط به نمونه های ساخته شده با افزایش مقدار پایدار کننده سیتریک اسید نشان می دهد که افزودن پایدار کننده سیتریک اسید به نمونه ها نیز باعث تغییر در اندازه ذرات بدست آمده می شود و در نتیجه خواص نوری و یا ساختار الکترونیکی آنها را تحت تاثیر قرار می دهد.

بخش اول: تشخیص حساس، گزینش پذیر و ارزان قیمت ویروس نقص ایمنی انسان (HIV) برای تشخیص زودهنگام و نظارت بر ویروس نقص ایمنی انسان ضروری است. ما یک زیست حسگر از نوع ترانزیستور اثر میدان با گیت مایع بدون برچسب و جدید را برای آشکارسازی ژن HIV-1 با توسعه فیلم نازک اکسید نیکل (NiO) توسعه دادیم. در ابتدا از تکنیک اسپاترینگ فرکانس رادیویی برای انباشت فیلم نازک اکسید نیکل بر روی بستر شیشه ای در زمان اسپاترینگ مختلف استفاده شد. مشخصات فیلم های به دست آمده با میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، پراش اشعه ایکس و طیف سنج نوری UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. اندازگیری های الکتریکی نشان داد که NiO تحرک حامل بالا، روبش زیر آستانه مناسب و نسبت جریان روشن/خاموش بالایی را در دستگاه ترانزیستور اثر میدان فراهم می کند. حساسیت pH دستگاه مورد ارزیابی قرار گرفت. با ادغام مزایای NiO و استفاده از ترانزیستور اثر میدان، یک زیست حسگر کارامد برای شناسایی حساس DNA هدف HIV در محدوده خطی از 0/1 اتومولار (aM) تا 0/10 نانومولار با حد تشخیص aM 3/0 به دست آمده است. زیست حسگر پیشنهاد شده گزینش پذیری خوبی را حتی در مقایسه با توالی غیرمکمل و توالی با اختلاف دو باز را نشان داد و با موفقیت برای شناسایی DNA ویروس HIV در نمونه سرم انسان به کار برده شد. نتایج رضایت بخش به دست آمده نشاندهنده کاربرد بالقوه دستگاه برای نظارت بر نشانگرهای زیستی دیگر در مایعات بیولوژیکی و نمونه های بالینی است. بخش دوم: فیلم نازک نانوساختار اکسید نیکل اسپاتر شده به روش فرکانس رادیویی انباشته شده روی بستر شیشه ای به عنوان یک ماتریس بالقوه برای تحقق بخشیدن به زیست حسگر از نوع ترانزیستور اثر میدان بسیار حساس و گزینش پذیر برای اندازگیری لاکتات به کار رفت. ابتدا، ترانزیستور اثر میدان با ماده کانال اکسید نیکل برای آشکارسازی NADH بکار رفت که محدوده غلظت خطی aM 0/1 تا nM 0/1 و حد تشخیص پایین aM 2/0 را نشان داد. سپس، سطح اکسید نیکل با چیتوسان اصلاح شد و با گلوتارآلدهید عاملدار شد و آنزیم لاکتات دهیدروژناز روی ترمینال گلوتارآلدهید مستقر شد. زیست حسگر ویژگی های پاسخ خطی بسیار کارامدی در محدوده aM 0/1 تا pM 0/1 و حد تشخیص پایین aM 5/0 را نشان داد. زیست حسگر پایداری بالایی بدون اثر مزاحمت ترکیبات مداخله کننده متداول موجود در مایعات بیولوژیک

در این پایان نامه نانوسیم های آهن-تنگستن با استفاده از قالب آلومینیوم آندی و به روش الکتروانباشت متناوب تهیه می شوند. ابتدا قالب های اکسید آلومینای آندی به روش آندایز دو مرحله-ای آماده می شوند و سپس در حین مرحله چهار دقیقه ایی انباشت، اثر غلظت، بسامد، ولتاژ پالسی به صورت جداگانه روی نانوسیم ها بررسی می گردد. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، ساختار شیمیایی نانوسیم ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و ریخت شناسی نانوسیم ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام می شود. ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی می شود. برای بررسی اثر تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها، نمونه ها در گستره ی دمایی (°C‎600 - 300) تحت گاز بی اثر آرگون تابکاری می شوند. در اثر غلظت محلول هایی با درصدهای متفاوتی از ناخالصی تنگستن شامل( 5/0-1-2-25/2-5/2-3-4-5 )تهیه می گردد و نمونه ها با آن محلول ها انباشت می شوند. بعد از تابکاری حرارتی، بیشترین تغییرات میدان وادارندگی برای نانوسیم تهیه شده با 25/2 درصد ناخالصی تنگستن شد و به عنوان نانوسیم بهینه اثر غلظت مشخص می شود. اثر بسامد انباشت در بسامدهای( 50-1000) هرتز روی نانوسیم ها اعمال می شود و پس از تابکاری، نانوسیم تهیه شده با بسامد 200 هرتز با بیشترین تغییرات به عنوان نانوسیم بهینه اثر بسامد مشخص شد. در نهایت روی نانوسیم ساخته شده با 25/2 درصد ناخالصی تنگستن و بسامد انباشت 200 هرتز، اثر ولتاژ پالسی انباشت بررسی می شود. برای این کار زمان های خاموشی( 0-5-10-15-20 )میلی ثانیه در مرحله انباشت اعمال می گردد. پس از تابکاری حرارتی نانوسیم ساخته شده با زمان خاموشی 5 میلی ثانیه با بیشترین تغییرات میدان وادارندگی به عنوان نمونه بهینه مشخص شد.

در این پژوهش نتایج مربوط به ساخت، بررسی خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نانوسیم های کبالت- تنگستن ارائه می شود. این نانوسیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب اکسید آلومینیم آندی ساخته می شوند. این قالب ها از ورقه های آلومینیومی با خلوص بالا و روش آندایز دو مرحله ای تهیه می شوند. اثر ناخالصی تنگستن، بسامد الکتروانباشت، pH محلول الکترولیت و تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی می گردد. خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج مربوط به اندازه گیری حلقه های پسماند نشان می دهد که افزایش مقدار تنگستن تا 1 درصد باعث کم شدن میدان وادارندگی شده و با افزایش بیشتر مقدار تنگستن میدان وادارندگی تقریبا ثابت می ماند. نتایج مربوط به بسامد نشان می دهد که بیشترین مقدار میدان وادارندگی (1340 اورستد) برای نمونه ی انباشت شده با بسامد جریان انباشت 200 هرتز به دست آمد. هم چنین تابکاری نمونه های ساخته شده در بسامد های مختلف الکتروانباشت باعث افزایش بلورینگی و در نتیجه افزایش خواص مغناطیسی می شود. نتایج مربوط به pH محلول الکترولیت نشان می دهد که بیشترین مقدار میدان وادارندگی (1100اورستد) برای نمونه انباشت شده با 2pH= به دست آمد. بعد از تابکاری حرارتی میدان وادارندگی به مقدار 1497 اورستد در دمای 600 درجه ی سلسیوس رسید و عملیات تابکاری حرارتی سبب بهبود خواص مغناطیسی این نانو سیم ها می گردد. الگوی پراش پرتو ایکس گرفته شده از نمونه ها نشان می دهد که تنگستن به صورت ناخالصی در نانوسیم قرار گرفته است. ساختار به صورت مخلوطی از ساختار کبالت hcp و کبالت fccمی باشد و پس از تابکاری تغییر ساختاری صورت نگرفته است.

در این پژوهش نانوسیم های آلیاژی Fe100-x-Px با درصدهای مولی (5/0، 5/1، 2، 4، 6، 9، 12، 16 و 20) فسفر در قالب های آلومینیوم آندی (AAO) و با استفاده از روش الکتروانباشت متناوب ساخته شدند. برای آماده سازی قالب های منظم آلومینیوم از فرآیند آندایز دو مرحله ای با برقراری جریان مستقیم و ولتاژ ثابت 40 ولت استفاده گردید که در آن اسید اکسالیک 3/0 مولار به عنوان محلول الکترولیت به کار رفت. سپس اثرات غلظت به صورت ترکیب عناصر (Fe وP) ، عملیات حرارتی، ولتاژ نامتقارن، ولتاژپالسی و قطر بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی گردید. ساختار نانوسیم ها به وسیله ی الگوهای پراش اشعه ی ایکس بررسی شد و جزئیات ساختاریشان توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری (SEM) محاسبه گردید و با استفاده از دستگاه طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) ترکیبات موجود در نانوسیم ها مشخص شدند. خواص مغناطیسی آلیاژها به وسیله ی دستگاه مغناطش سنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM) مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزودن فسفر در محلول الکترولیت انباشت، میدان وادارندگی از 1431 اورستد (برای آهن خالص) به مقدار 786 اورستد (برای آلیاژ Fe80P20) کاهش می یابد. برای بررسی اثرات عملیات حرارتی بر خواص مغناطیسی آلیاژها، تمام نانوسیم ها در دماهای (300، 400، 500، 550 و 600) درجه ی سلیسیوس تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. مشاهده شد که در تمامی نانوسیم ها با درصدهای مختلفی از فسفر میدان وادارندگی با بالا رفتن دما افزایش می یابد. اما بیشترین افزایش و تغییرات مربوط به نموهی حاوی 16 درصد مولی فسفر در محلول الکترولیت انباشت گزارش گردید و نتایج نشان دادند که میدان وادارندگی این نانوسیم از 837 اورستد در دمای اتاق به مقدار 1520 اورستد در دمای 600 درجه سلسیسیوس رسیده است. الگوهای پراش اشعه ایکس (XRD) که از نمونه ها گرفته شدند نشان داد که قله ها در زوایای حدود 44 و 65 درجه و مربوط به صفحات بلوری با جهت ترجیهی (110) و (200) رخ داده است. در بررسی اثر ولتاژ نامتقارن بر روی خواص مغناطیسی نمونه ها، نانوسیم ها با ولتاژهای کاهشی ثابت (19-)، (17-) و (15-) ولت بر حسب ولتاژهای اکسایشی مختلف و همچنین ولتاژ اکسایشی ثابت (19+) ولت بر حسب ولتاژهای کاهشی مختلف ساخته شدند. مشخص شد که با افزایش ولتاژهای اکسایشی میدان وادارندگی افزایش می یابد

در این پژوهش نتایج مربوط به ساخت و بررسی خواص مغناطیسی و ساختار نانوسیم های کبالت-آهن- مس ارائه می شود. این نانوسیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته می شود. این قالب ها از ورقه های آلومینیومی با درصد خلوص 99/999 با روش آندایز دو مرحله ای تهیه شدند. اثر بسامد، pH محلول الکتروالیت و تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی می گردند. خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی دستگاه های مغناطوسنجی نیروی گرادیان متناوب(AGFM) میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنج پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج مربوط به بسامد نشان می دهد که بیشترین مقدار وادارندگی برای نمونه انباشت شده با بسامد جریان انباشت 200 هرتز می باشد. هم چنین تابکاری نمونه های ساخته شده در بسامدهای مختلف انباشت باعث افزایش بلوریندگی و در نتیجه افزایش خواص مغناطیسی می شود.نتایج مربوط به pH محلول الکترولیت نشان می دهد که میدان وادارندگی در نمونه انباشت شده با 3=pH برای محلول الکترولیت به بیشترین مقدار خود (1687 اورستد) می رسد. بعد از تابکاری حرارتی میدان وادارندگی در pH=3 به مقدار 2360 اورستد در دمای 600 درجه ی سانتیگراد می رسد. الگوی پراش پرتو ایکس گرفته شده از نمونه ها نشان می دهد که مس به صورت ناخالصی در نانوسیم قرا گرفته است ساختار کبالت- آهن به صورت bbc است که پس از تابکاری تغییر ساختاری صورت نمی گیرد.

در این پژوهش نتایج مربوط به ساخت، بررسی خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نانو سیم های آهن- فسفر ارائه می شود. این نانو سیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته می شوند. این قالب ها از ورقه های آلومینیومی با درصد خلوص 99/999 با روش آندایز دو مرحله ای تهیه می شوند. اثر PH محلول الکترولیت، ولتاژ، بسامد انباشت و تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانو سیم ها بررسی می گردد. خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی دستگاه های مغناطو سنجی نیروی گرادیان متناوب(AGFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)،میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می دهند که نانو سیم ها به شکل استوانه ای و به قطر متوسط حدود 39 نانو متر هستند. نتایج نشان داد که با افزایش pH محلول الکترولیت،میدان وادارندگی از667 تا 907 اورستد افزایش می یابد . هم چنین با تغییر ولتاژ انباشت تغییر محسوسی روی میدان وادارندگی مشاهده نشد. اما بعد از عملیات تابکاری میدان وادارندگی نانوسیم ها در ولتاژ30 ولت از مقدار 837 اورستد در دمای اتاق به1440 اورستد در دمای 600 درجه سانتی گراد رسید. نتایج مربوط به بسامد نشان می دهدکه بیشترین مقدار میدان وادارندگی(1149اورستد) برای نمونه انباشت شده با بسامد200 هرتز به دست می باشد. هم چنین تابکاری نمونه های ساخته شده در بسامدهای مختلف باعث افزایش بلورینگی و در نتیجه افزایش خواص مغناطیسی می شود. الگوی پراش پرتو ایکس گرفته شده از این نمونه ها نشان می دهد که فسفر به صورت ناخالصی در نانو سیم قرار گرفته است، ساختار آهن به صورت bcc است و همچنین پس از عملیات تابکاری تغییر ساختار صورت نگرفته است

در این پایان نامه با استفاده از غلظت بهینه محلول الکترولیت که قبلا برای نانوسیم های آلیاژی کبالت- آهن به دست آمده بود، نانوسیم های آلیاژی کبالت-آهن-مس به روش قالب و الکتروانباشت متناوب ساخته می شوند. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، ریخت شناسی نانوسیم ها با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، ساختار شیمیایی و آنالیز عنصری نانوسیم ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و ساختار بلوری نمونه ها با استفاده ازطیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) مورد مطالعه قرار گرفت. اثر غلظت مس و ولتاژ انباشت روی نانوسیم ها بررسی می شوند. در بررسی اثر غلظت درصدهایی از مس که شامل 0-0.25-0.5-0.75-1-2-3-4-6-8 می باشد به محلول الکترولیت بهینه کبالت- آهن اضافه می شود سپس نانوسیم های ساخته شده در بازه ی دمایی (600-300) درجه سانتی گراد مورد تابکاری قرار می گیرند و با مطالعه نتایج به دست آمده نانوسیم ساخته شده با غلظت (Co70Fe30)99.25Cuo.75 با بیشترین میدان وادارندگی (Oe 2289) و بیشترین نسبت مربعی (0.88) به عنوان نمونه بهینه مشخص می گردد. جهت بررسی اثر ولتاژ انباشت، نانوسیم های در ولتاژهای 20-25-30-35-40-45 ساخته شدند و بعد از تابکاری حرارتی آن ها، بیشترین میدان وادارندگی و نسبت مربعی برای نانوسیم های انباشت شده در ولتاژ 30 ولت به دست آمد. در نهایت غلظت ناخالصی مس 0.75% و ولتاژ انباشت 30 ولت برای ساخت نانوسیم ها با خواص مغناطیسی مطلوب به دست آمد.

دراین پژوهش نانوسیم های آلیاژی آهن- قلع با استفاده ازقالب آلومینیوم آندی و با روش الکتروانباشت متناوب درغلظت بهینه محلول آهن-قلع ( Fe97.5Sn2.5) ساخته می شوند و اثر قطر، تابکاری، ولتاژ متقارن و pH برروی نانوسیم ها بررسی می گردد. ابتدا قالب های اکسید آلومینای آندی به روش آندایز دو مرحله ای ساخته می شوند. آندایز با دو اسید اکسالیک وسولفوریک در شرایط متفاوت انجام می گیرد که در نتیجه آن قالب هایی با حفره های استوانه ای با دو قطر متفاوت27 و 84 نانومتر ساخته می شوند. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، ساختار شیمیایی و آنالیز عنصری نانوسیم ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و بررسی ریخت شناسی نانوسیم ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام می شود. مطالعه روی ساختاربلوری نمونه ها با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و بررسی حرارتی و تبلور مجدد نانوسیم ها توسط گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) انجام می شود. برای بررسی اثر تابکاریحرارتی برروی خواص مغناطیسی نانوسیم ها،نمونه ها درگستره ی دمایی (‎600- 200)تحت گاز بی اثر آرگون تابکاری می شوند. در بررسی اثر pH محلول الکترولیت، محلول هایی با pH های4-5/3-3-5/2-2 آماده می گردند. با توجه به نتایج حاصل از حلقه پسماند نمونه ها بعد از تابکاری حرارتی، نانوسیم تهیه شده با pH ثابت 5/3 دارای بیشترین میدان وادارندگی بود و به عنوان نانوسیم بهینه مشخص می شود. برای مطالعه اثر ولتاژ انباشت روی خواص مغناطیسی، نانوسیم هایی در بازه ولتاژ 5/32-5/17 ولت با pH=3.5ساخته می شوند و در نهایت ولتاژ انباشت 30 ولت به عنوان ولتاژ بهینه مشخص می شود. در بررسی اثر قطر مشاهده می شود که نانوسیم هایی با قطر کمتر دارای میدان وادارندگی بیشتری می باشند. هم چنین با تغییر دادن زمان انباشت، نانوسیم هایی با نسبت طول به قطر متفاوت ساخته می شوند و نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت طول به قطر در نانوسیم ها، خاصیت مغناطیسی آن ها به دلیل ناهمسانگردی شکلی بهبود می یابد.

مطالعه سیستم های باردارکننده قطرات سم از آن جهت حائز اهمیت است که مصرف سم را کاهش و نشست آن روی هدف را افزایش می دهد. در پژوهش حاضر، برای اولین بار در ایران، طراحی و ساخت یک هد سم پاش الکترودینامیکی و مقایسه عملکرد آن با یک سم پاش الکتروستاتیکی متداول صورت پذیرفته است. سپس، تاثیر برخی عوامل، نظیر سرعت باد، زاویه قرارگیری هدف و فاصله افشانک تا هدف، بر اندازه قطره، یکنواختی پاشش، درصد پوشش و نشست قطره بررسی شد. آزمایش ها با استفاده از هدهای الکترودینامیکی و الکتروستاتیکی متصل به سم پاش پشتی موتوری اتمایزر و با استفاده از روش سطح پاسخ انجام گرفت. همچنین، طراحی آزمایشات و تحلیل داده ها بر اساس طرح مرکب مرکزی و با استفاده از نرم افزار Design Expert 8.0.6 Trialانجام شدند.عوامل و سطوح مورد بررسی عبارتند از: فاصله افشانک تا هدف (شامل سه سطح 2، 4 و 6 متری)، زاویه قرارگیری هدف (شامل سه سطح 0، 45 و 90 درجه) و سرعت باد (شامل سه سطح 5/2، 3و5/3 متر بر ثانیه). کیفیت پاشش با استفاده از کاغذ های حساس به آبتعیین شد. بزرگ نمایی و اسکن کارت ها با استفاده از استریو میکروسکپ مدل OlympusSZX12 با لنز شی اییx1 با بزرگ نمایی 7 برابر انجام شد. ویژگی های مربوط به اندازه قطرات با استفاده از نرم-افزار هایMountainsMapTrial و DepositScan مشخصشد. با تحلیلکارت های حساس به آب به وسیله نرم افزارهای پردازش تصویر مقادیر کمترین،بیشترین و میانگین قطر Dv0.1،قطرمیانه حجمی Dv0.5، قطر Dv0.9، قطر میانه عددی NMD،یکنواختی پاشش، فاکتور پوشش نسبی، درصد پوشش و مقدار نشست قطره در سانتی متر مربع برای سم پاش های الکترودینامیکی و الکتروستاتیکی برای رو و پشت هدف به دست آمد.مقدار میانگین فاکتور پوشش نسبی برای روی هدف، با استفاده از سم پاشی الکتروستاتیکی و الکترودینامیکی به ترتیب 72/1 و 57/1 و برای پشت هدف 18/1 و 16/1 محاسبه شد. این نتایج بیانگر این است که در سم پاشی الکترودینامیکی پوشش نسبی بهتری حاصل می شود. همچنین، معناداری عوامل متغیر بر پاسخ ها نیز بررسی گردید.بیشترین مقدار نشست قطره و درصد پوشش برای هر دو سم پاش برای روی هدف در زاویه 90 درجه، فاصله پاشش 4متر و سرعت 5/3 متر برثانیه و برای پشت هدف در زاویه 45 درجه، فاصله پاشش 4 متر و سرعت 5/3 متر برثانیه بود.

نانوساختارهای دی اکسید تیتانیم دارای کاربردهای گسترده ای هستند. ویژگی های اپتیکی آنها در ساخت وسایلی همچون انواع سلول های خورشیدی، حسگرهای نوری، نقاط کوانتومی و فتوکاتالیست های نوری موثر و مهم است. در این پایان نامه ویژگی های اپتیکی نانوساختارهای یک بعدی TiO2 از جمله نانوسیم و نانو ورقه و نیز لایه های نازک TiO2 مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساخت نانوسیم ها و نانوورقه ها، لایه ای نازک از تیتانیم بر روی زیرلایه ی شیشه ای کندوپاش شد. سپس با تغییر شرایط کندوپاش و سنتز به روش هیدروترمال، نانوسیم و نانوورقه ها بر روی بستر تیتانیم رشد کردند که طول نانوسیم ها در حدود 160 تا 210 نانومتر بود. در طیف XRD نانوسیم ها رشد بلوری فاز آناتاز در جهت (101) مشاهده شد. تاثیر توان و زمان کندوپاش و شرایط پخت بر روی شکل گیری نوع ساختار یک بعدی و پارامترهای اپتیکی مانند گاف انرژی اپتیکی بررسی شد. با تزریق ناخالصی یون آهن به نانوسیم ها کاهش گاف انرژی از 18/3 به 96/2 الکترون ولت مشاهده شد. لایه های نازک TiO2 با پخت لایه های تیتانیم در دمای ˚C500 بدست آمدند. لایه های تیتانیم به روش کندوپاش بر روی زیرلایه ی شیشه ای تهیه شدند. ضخامت لایه ها از روی فریزهای تداخلی در طیف اپتیکی و تصاویر SEM بررسی و مقایسه شد. پارامترهای اپتیکی همچون ضریب شکست، ضریب خاموشی، جذب، ثابت های دی الکتریک و رسانندگی و گاف انرژی اپتیکی برای لایه های نازک TiO2 با لایه نشانی در زمان و یا توان های مختلف مطالعه و بررسی شد. ساختار بلورینگی نانوساختارها از طریق آنالیز XRD و بررسی نوع نانوساختارها توسط تصاویر SEM مشخص شدند. ریخت شناسی سطوح و میزان ناهمواری نانوساختارهای دی اکسید تیتانیم از آنالیز AFM تعیین گردید. بررسی و محاسبه ی پارامترهای اپتیکی نیز با استفاده از طیف های اپتیکی حاصل از آنالیز UV-Vis صورت گرفت.

در دهه های گذشته روشهای متنوعی برای ساخت نانوساختارهای اکسید روی به کار رفته است. این پژوهش شامل دو بخش می باشد. در بخش اول نانوساختارهای اکسید روی خالص به روش سل-ژل تهیه شد. در بخش دوم نانوساختارهای اکسید روی آلاییده با یونهای فلز واسطه آهن تهیه شده است. در این پژوهش به مشخصه یابی نمونه های نانوساختار اکسید روی خالص و ناخالصی می پردازیم. همچنین اثر پارامترهایی مانند نوع نمک اولیه و زمان باز پخت و یا خواص مغناطیسی نیز مورد بررسی قرار می گیرد. خواص ساختاری نمونه های بدست آمده توسط طیف پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (Ft-IR) و طیف جذبی (UV-Visible) برسی شده است. هم چنین خواص مغناطیسی توسط مغناطیس سنج با نمونه ارتعاشی (VSM) بررسی شده است وبررسی های انجام شده و بر روی نمونه های نانوساختارهای اکسید روی نتایج زیر را در برداشت: الف) آنالیز طیف XRDی همه نمونه های بدست آمده در شرایط مختلف نشان می دهد که نانوساختارهای اکسید روی با ساختار ورتسایت بدون وجود هیچگونه ناخالصی ساختاری تشکیل شده اند. ب) آنالیز SEM گرفته شده از نمونه ها نیزنانوبودن ساختار را تایید می کند. همچنین نشان داده اند نمک پیش ماده بر روی مورفولوژی نانوساختارها تاثیر بسیار زیادی دارد بطوریکه نمک نیترات منجر به نانوصفحات دایره ای شده اما نمک استات منجر به نانومیله ها شده است. نتایج تاثیر زمان پخت برای نمک استات در دو ساعت پخت باعث شکل گیری نانوذرات و 24 ساعت پخت باعث شکل گیری نانومیله ها می شود. تاثیر زمان پخت به روی پیش ماده نیترات چندان نبوده و فقط تغییر اندازه میزان بهم پیوستگینانوذرات در نانوصفحات شده است. پ) از آنالیز FT-IR مشخص شد که تنها دو گروه عاملی هیدروکسیل و کربوکسیل در نمونه ها وجود دارند می توان با افزایش دمای پخت باعث کاهش آنها شد. در بخش دوم پروژه نیز که بررسی خواص اکسید روی آلاییده با عنصر واسطه ی آهن بود، نتایج زیر بدست آمد: ث) از انالیز XRD این نمونه پیداست که نمونه های ساخته شده تا آلایش 10 درصد آهن در ساختار ورتسایت بدون هیچگونه ناخالصی ساختاری شکل گرفته اند. افزایش ناخالصی سبب افزایش میزان نانوبلورها شده است ولی میزان آلایش تاثیری در اندازه نانوبلورها نداشته است. همچنین افزایش ناخالصی سبب افزایش تنش در نمونه ها شده است. ج) از آنالیز FT-

نانوساختارهای دوبعدی نقش بسزایی در صنعت الکترونیک ایفا می کند، بنابراین ساخت نانو ساختار دوبعدی ای که دارای خواص اپتیکی از جمله گاف انرژی کنترل شده باشد می تواند باعث پیشرفت چشم گیری در صنعت الکترونیک شود. اکسیدمنگنز از مواد ارزان، غیر سمی و سازگار با محیط زیست است، بنابراین مطالعه روی این اکسید در مقیاس نانو و بررسی خواص اپتیکی و مورفولوژی آن می تواند زمینه ای برای پیشرفت در زمینه های مختلف نانوتکنولوژی برای استفاده از ترکیبات سازگار با محیط زیست باشد. در این کار به روش رسوب از محلول شیمیایی و به شیوه ای بسیار ساده لایه هایی از نانوذرات اکسید منگنز ساخته شد (نانوذرات اکسید منگنز بر روی بستر شیشه ای در اندازه های 40 تا 90 نانومتر شنتز شدند)، که بررسی اثر پارامترهایی همچون غلظت و pH محلولی که لایه ها در آن ساخته می شوند و دمای بازپخت بر روی خواص اپتیکی و مورفولوژی سطح لایه ها پرداختیم. مشاهده شد که با تغییر این شرایط می توان خواص اپتیکی به ویژه گاف انرژی، زبری سطح لایه ها و شکل جزیره ها را تحت کنترل در آورد.

یکی از مشکلات سنتز نانوذرات مس این است که تولید آن در مقیاس وسیع مشکل است. تاکنون برای تولید نانوذرات از جوانه زنی همگن استفاده می شد، ولی در این پایان نامه نانوذرات مس با استفاده از جوانه زنی ناهمگن روی زیر لایه فولادی سنتز شد که اهمیت این کار در تولید وسیع نانوذرات و سنتز سبز آن هاست. سنتز سبز نانوذرات با بکار بردن سولفات مس به عنوان پیش ماده و آب دوبار تقطیر به عنوان حلال آبکاری روی زیر لایه فولادی انجام شد. در این پروژه ابتدا پوشش مس برروی زیر لایه فولادی ایجاد شد و اندازه ذرات آن در دماها و غلطت های مختلف با هم مقایسه شد. بررسی های نانوساختاری با میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و پراش سنجی پرتو ایکس XRD انجام شد. آنالیز XRD مشخص کرد که نانوذرات مس به دست آمده ساختار کریستالی FCC دارند. اندازه ذرات با آنالیز تصاویر SEM و در پراش پرتو ایکس با استفاده از رابطه شرر محاسبه شد. دما، غلطت پیش ماده، تلاطم محلول، نوع حلال و pH پارامترهای اثرگذار بر سرعت جوانه زنی و سرعت نشست ذرات و سرعت رشد ذرات بودند. مشاهده شد که هرچه دما و غلطت بالا می رود جوانه زنی روی بستر فولادی سریعتر صورت می گیرد و در یک زمان ثابت شاهد افزایش رشد ذرات خواهیم بود و همچنین میزان کلوخه ای شدن ذرات نیز بیشتر می شود. مشاهده شد که دما علاوه بر سایز، بر مورفولوژی ذرات نیز اثر گذار است. برای مقایسه سایز ذرات از دستگاه UV-Vis نیز استفاده شد. برای نگهداری نانوذرات مس در حالت محلول، حلال های مختلف بررسی شد. از بین حلالهای آب مقطر، متانول، پروپانول و اتانول، اتانول به عنوان بهترین حلال انتخاب شد. همچنین در این پروژه اثر بکارگیری حلال آلی اتیلن گلیکول نیز بررسی شد. دیده شد که در نانوذرات حاصل از آبکاری در حلال اتیلن گلیکول، اندازه ذرات کوچکتر و مورفولوژی یکنواخت تری دارند.

طراحی وسنتز یک نانو حامل بهینه شده برای کاربرد در دارورسانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. طبق تحقیقات پیشین، نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی به دلیل برخی ویژگی های مغناطیسی و ساختاری به عنوان حامل مناسبی در دارورسانی مورد توجه قرار گرفته اند، بنابراین بهینه سازی و اصلاح سطح و ایجاد خواص و ویژگی های مطلوب برای این نانو ذرات مغناطیسی به منظور استفاده در دارورسانی ضروری می باشد در این تحقیق نانو ذرات اکسید آهن مغناطیسی به روش همرسوبی سنتز و با پایدار کننده هایی نظیر: سیتریک اسید، آلفاسیکلودکسترین و کامپوزیت (دندریمر) آلفاسیکلودکسترین – سیتریک اسید و به روش های مختلف اصلاح سطح شده و خواص ساختاری و مغناطیسی آن ها با با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)،پراش پرتو ایکس(XRD) ،آنالیز حرارتی (TGA)، اسپکتروفتومتری مادون قرمز(FT-IR)،مغناطیس سنجی (AGFM)و(UV-Visible Spectroscopy) مورد بررسی قرار گرفت.تصاویرSEMنشان می دهد که میانگین اندازه ی نانوذرات اصلاح شده با سیتریک اسید به روش سوم و نانوذرات اصلاح شده با آلفاسیکلودکسترین و کامپوزیت (دندریمر)آلفاسیکلودکسترین – سیتریک اسید به روش اول بزرگ تر از دیگر روش های به کار رفته برای اصلاح سطح این نانوذرات می باشد. همچنین نتایج الگوهایXRD و تصاویرSEMبا یکدیگر مطابقت کامل داشته و میانگین اندازه ی بلورک ها برای نانوذرات اصلاح شده با سیتریک اسید، به روش سوم و میانگین اندازه ی بلورک ها در نانوذرات اصلاح شده با آلفاسیکلودکسترین و کامپوزیت(دندریمر) آلفاسیکلودکسترین- سیتریک اسید، بزرگ تر از دیگر روش های اصلاح سطح بااین پایدارکننده ها می باشد. آنالیز حرارتی (TGA)، بیشترین کاهش وزن را برای نانوذرات اصلاح شده با سیتریک اسید و آلفاسیکلودکسترین و نیز نمونه های پوشش داده شده با کامپوزیت (دندریمر) آلفاسیکلودکسترین – سیتریک اسید به روش اول نشان داد. در مغناطیس سنجی (AGFM)، بیشترین میزان مغناطش اشباع برای نمونه های اصلاح شده با سیتریک اسید و آلفاسیکلودکسترین به ترتیب با (emu/g)50 ، (emu/g) 41 و برای نانو ذرات اصلاح شده با کامپوزیت (دندریمر) آلفا سیکلودکسترین – سیتریک اسید (emu/g) 42 محاسبه گردید. اسپکتروفتومتری مادون قرمز وجود پایدار کننده های مورد استفاده برای پوشش دهی نانوذرات را بر روی سطح آن ها نشان داد. بارگذاری داروی کوئرستین به عنوا

تخلیه فلزات سنگین به محیط زیست موضوعی است که در دهه اخیر مورد توجه فراوان قرار گرفته است. این آلودگی ها که از پساب برخی از صنایع وارد سیستمهای آبی می شوند، عبارتنداز سرب، کروم، اورانیوم، روی، کادمیم، نیکل، نقره و .... روشهای معمول برای حذف یونهای فلزی از محلولهای آبی شامل ترسیب شیمیایی، لخته سازی بوسیله آهک زنی، اسمز معکوس، استخراج از مایع، تبادل یونی و ... می باشد. این روشها دارای معایبی از قبیل عدم حذف کامل یونها، نیاز بالای مواد و انرژی، تولید مواد زائد مضر و محصولات جانبی دیگر هستند. بنابراین به یک روش موثر و ارزان نیاز داریم که قادر باشد یونهای فلزات سنگین را از پساب های صنعتی حذف نماید. اخیراً تحقیقاتی در زمینه حذف یونهای فلزات سنگین از محلولهای آبی توسط جذب بیولوژیکی با استفاده از مواردی که قادرند با یونهای فلزات سنگین پیوند برقرار نمایند، در حال انجام است. جذب بیولوژیکی را می توان بصورت توانایی مواد بیولوژیکی برای حذف فلزات از محلولهای آبی با استفاده از روش فیزیک و شیمیایی تعریف کرد. در مطالعه حاظر جذب بیولوژیکی یون فلز کادمیم (2) با استفاده از جاذب بیولوژیکی کاه نخود و کاه نخود اصلاح شده با نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 بصورت تابعی از غلظت اولیه یونهایی فلزی، دوز جاذب، زمان تماس و pH در یک سیستم ناپیوسته انجام شد. ایزوترمهای لانگمیر و فرندلیچ برای داده های تعادلی بدست آمده در شرایط بهینه بکار رفت. همچنین معادله سینتیکی درجه دو به خوبی با داده های جذب بیولوژیکی تطابق داشتند.

در این کار تحقیقاتی، اپتدا اکسید گرافن و اکسید گرافن اصلاح شده با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم شاخته شد. سپس هریک از مواد ساخته شده مذکور توسط تکنیک طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، تایید ساختار گردیدند. در ادامه تاثیر هریک از مواد ساخته شده مذکور به عنوان افزودنی بر روی خواص مکانیکی ملات سیمان بررسی گردید. درصدهای مختلف از افزودنی های مذکور در دامنه درصد وزنی متفاوت به ملات سیمان اضافه گردید و پس از عمل آوری نمونه ها در دوره های مختلف (7 و 28) روزه، تست های فشاری و خمشی نمونه ها توسط دستگاه تست مقاومت خمشی و فشاری انجام گردید. از نمونه های ملات سیمان با درصد بهینه و پس از عمل آوری 28 روزه تشاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس گرفته شد. نتایج نشان میدهد که بعد از عمل آوریهای 7 و 28 روزه با افزایش مقدار درصد اکسید گرافن به نمونه ملات سیمان تا حدود 0/1 درصد روند تغییرات در نمودار افزایشی با شیب تند و از 0/1 تا 0/3 درصد با شیب ملایم تری مقاومت فشاری افزایش و بهبود یافته است. در خصوص مقاومت خمشی آن نیز رفتار نسبتا مشابهی دیده می شود، در 0/09 درصد به 80 درصد افزایش مقاومت خمشی در مقایسه با نمونه شاهد در عمل آوری 28 روزه رسیدیم. در خصوص افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، که ما شاهد افزایش 13 درصدی در مقاومت فشاری در مقایسه با نمونه شاهد در عمل آوری 28 روزه بودیم. افزایش مقدار نانوذرات تقریبا تا حدود 0/1 درصد افزایش مقاومت خمشی و فشاری را به دنبال دارد، که در نهایت به افزایش 25 درصدی مقاومت خمشی در مقایسه با شاهد در عمل آوری 28 روزه رسیدیم. افزایش مقاومت فشاری و خمشی نمونه های حاوی اکسید گرافن-دی اکسید تیتانیوم در نسبت 0/3-0/09 برای مقاومت خمشی و فشاری را می توان به مصرف سریع هیدروکسید نسبت داد که در طول فرایند هیدراسیون سیمان، به خاطر واکنش پذیری نانوذرات دی اکسید تیتانیوم ظاهر می گردد.