---

تبدیل گاز گلخانه­ای دی­اکسیدکربن به مواد شیمیایی با ارزش افزوده که به عنوان تکنولوژی سوخت‏های خورشیدی شناخته شده است به دلیل داشتن پتانسیل رفع همزمان مشکل گرمایش جهانی و محدودیت منابع انرژی، از آغاز قرن بیست ویکم توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در همین راستا، در پژوهش حاضر فوتوکاتالیست دی­اکسیدتیتانیوم (TiO_۲) اصلاح شده با بیسموت و مس(CuBiT)، با استفاده از روش سل ژل و تلقیح مرطوب تهیه شده و به عنوان کاتالیزور در تبدیل فوتوکاتالیستی دی­­اکسیدکربن به متان تجدیدپذیر ارزیابی گردید. نتایج آنالیز­های پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)  صحت ساخت نانوذرات TiO_۲ با اندازه کریستال­های حدود ۲۰ نانومتر را تایید نمودند که با افزودن بیسموت به ساختار آن،  اندازه ذرات کوچکتر شدند. همچنین، به کمک آنالیز­ های طیف سنجی انرژی پرتو ایکس (EDX) و آنالیز  پراکندگی عناصر (Elemental mapping) مشخص شد که بیسموت و مس به  طور یکنواخت در ساختار نانوذرات وارد شده­اند. آنالیز طیف سنجی بازتاب پخشی (DRS)  نیز کوچکتر شدن گاف انرژی را در نمونه های حاوی بیسموت و مس نشان داد که موجب جذب نور در ناحیه مرئی می­شود. بعلاوه، نتایج آنالیز طیف سنجی فوتولومینسانس (PL) نیز کاهش چشمگیر نرخ بازترکیبی الکترون و حفره ها را در نانوکامپوزیت تهیه شده نشان می­دهد. نتایج آزمایش­های احیای دی­اکسیدکربن مشخص کرد که واردکردن ۳ درصد وزنی بیسموت و ۱,۵ درصد وزنی از مس در ساختار TiO_۲ میزان تولید متان را نسبت به TiO_۲ خالص تا ۶,۳ برابر افزایش خواهد یافت. این فعالیت فوق­العاده در تولید متان را می­توان به توانایی ترکیبات بیسموت در جذب و فعال­سازی مولکول‏های دی­اکسیدکربن و جداشدن موثر حاملان بار که به وسیله مس ایجاد شده است، نسبت داد. مزید بر موارد مذکور، کوچک­تر شدن اندازه ذرات در کنار افزایش سطح ویژه کاتالیست نیز نقش مثبت قابل توجی در بهبود سرعت احیای دی­اکسیدکربن داشته است.

---

---

 

---

چکیده امروزه نانوذرات جایگاه گسترده ای در صنایع غذایی بویژه صنعت بسته بندی پیدا کرده اند. حضور این مواد در ساختار ماده بسته بندی می تواند سبب بهبود ویژگیهای مکانیکی، حرارتی و نفوذپذیری ماده بسته بندی شود. در این بررسی از نانوذرات TiO_۲ در ساختار بسته بندیهای پلی اتیلن ترفتالات استفاده شد. برای تولید فیلمهای نانوکامپوزیتی، اختلاط نانوذرات با PET به روش مخلوط کردن مذاب انجام شد. مورفولوژی این فیلمها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. شفافیت فیلمها با استفاده از اسپکتروفتومتری مرئی-فرابنفش و نفوذپذیری فیلمها نسبت به بخار آب با استفاده از روش وزنی ارزیابی شد. خواص حرارتی نانوکامپوزیتها با استفاده از روش کالریمیتری روبشی افتراقی (DSC) و بررسی ویژگیهای مکانیکی با استفاده از تست کشش انجام شد. نتایج آزمایشها نشان داد که میزان عبور نور از فیلمهای نانوکامپوزیتی در محدوده مرئی و ماوراء بنفش در مقایسه با پلیمر خالص کاهش پیدا کرد. حضور نانوذرات بویژه در سطح ۳% سبب افزایش درجه بلورینگی نانوکامپوزیتهای حاصل شده و در ارتباط با خواص مکانیکی حضور نانوذرات TiO_۲ در ماتریس PET سبب افزایش چقرمگی نانوکامپوزیت شد. پارامترهای انرژی اتلاف و ازدیاد طول در نقطه شکست معیارهای مرتبط با چقرمگی پلیمر هستند. افزایش نانوذرات تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش نفوذپذیری فیلمهای PET نسبت به بخار آب داشت. بطور کلی افزودننانوذرات TiO_۲ سبب بهبود ویژگیهای مکانیکی و حرارتی بسته بندیهای PET شده و نفوذپذیری فیلمها را به علت طولانی کردن مسیر عبور گازها کاهش می دهد. بهبود ویژگیهای ماده بسته بندی می تواند نقش موثری در افزایش زمان ماندگاری مواد غذایی داشته باشد.

---

چکیده- در این تحقیق، خواص مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌های شامل ماتریسی از دو فاز پلیمری پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌اتیلن خطی چگالی پایین (LLDPE)، تقویت شده با نانوذرات اکسید تیتانیوم (TiO۲) بررسی شده است. ترکیبات شامل ۰، ۲ و ۴ درصد وزنی نانوذرات TiO۲ و نیز ۲۰، ۴۰ و ۶۰ درصد وزنی LLDPE و عامل سازگارکننده‌ی استایرن- اتیلن- بوتیلن- استایرن (SEBS) توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمون‌های مکانیکی و آنالیز حرارتی برای تعیین استحکام‌های ضربه و کششی، مدول الاستیسیته، ازدیاد طول تا پارگی، دماهای ذوب (Tm) و بلورینگی (Tc) ترکیبات انجام شدند. مشاهده شد که با حضور نانوذرات TiO۲ مدول الاستیسیته نسبت به ترکیب پایه PP/LLDPE ۹ درصد افزایش می‌یابد. استحکام ضربه نیز افزایش، اما استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی کاهش می‌یابند. نیز دماهای ذوب و بلورینگی و درصد بلورینگی PP اندکی افزایش یافته، اما دماهای ذوب و بلورینگی و درصد بلورینگی LLDPE تغییر خاصی نمی‌کنند.

---

یکی از اقدامات لازم در خصوص مدیریت پسماند، جمع­آوری و تصفیه شیرابه است. تاکنون از روش­های مختلفی برای تصفیه شیرابه استفاده شده که یکی از این روش­ها که به تازگی مورد توجه قرار گرفته، فرایند فتوکاتالیستی است. در این پژوهش تصفیه تکمیلی شیرابه کمپوست با استفاده از نانو ذرات TiO_۲ تثبیت شده بر بستر بتنی و با تابش نور UV، در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شد. شیرابه استفاده شده از خروجی تصفیه‌خانه یکی از مراکز تولید کمپوست کشور که در دو مرحله تصفیه بیولوژیکی می‌شود تامین شد. در این فرایند از لامپ­های UV-C با توان­های مختلف در محدوده ۱۰۷-۸ وات که در فاصله ثابت ۱۰ سانتی‌متر از سطح شیرابه قرار داشت استفاده شد. ابتدا به منظور تعیین تاثیر هر یک از پارامترهای اصلی موثر بر فرایند، آزمایش­های شاهد در شرایط تاریکی مطلق، بستر بتنی بدون پوشش نانو ذرات و اشعه UV تنها انجام، و تاثیر هر یک از عوامل مذکور به صورت مجزا بر حذف بار آلی از شیرابه ارزیابی شد. در ادامه تاثیر هم‌زمان عوامل یاد شده مورد بررسی قرار گرفته و در شرایط بهینه بیشینه حذف COD و رنگ به ترتیب ۶۲ و ۳۳ درصد در ۵pH=، زمان ماند ۲۰ ساعت، پوشش دهی نانو ذرات به میزان ۶۰ گرم بر متر مربع و با استفاده از لامپ UV با توان ۷۷ وات حاصل شد. با در نظر گرفتن استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست کشور، فرایند فتوکاتالیستی UV/TiO_۲قادر به کاهش بار آلی شیرابه برای استفاده در کشاورزی است.

---

در این پژوهش، فیلمهای امولسیونی بر پایه پکتین به روش قالبریزی، تهیه شدند و اثرات نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و موم کارنوبا به طور همزمان، بر روی خواص مکانیکی و خاصیت ضد میکروبی فیلمها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات نفوذپذیری به بخار آب کاهش پیدا کرد. نتایج آزمایشات مکانیکی صورت گرفته بر روی فیلمها نشان داد که با افزودن موم کارنوبا بر روی فیلمهای پکتینی، مقاومت کششی فیلمها نسبت به فیلم شاهد، کاهش پیدا کرد. اما نانوذرات دیاکسید تیتانیوم باعث افزایش مقاومت کششی شد. بیشترین مقاومت کششی در مورد فیلمهای حاوی %۱ نانوذرات دیاکسید تیتانیوم مشاهده شد. همچنین موم کارنوبا باعث افزایش کشسانی فیلمها شد ولی نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بالعکس، باعث کاهش کشسانی فیلمها شدند. در مورد ویژگیهای ظاهری فیلمها نتایج نشان داد که نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و کارنوبا در ساختار زیستبسپار، شفافیت و روشنایی فیلمها را کاهش داد. در مورد شاخص زردی، موم کارنوبا باعث افزایش زردی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم باعث کاهش زردی شدند. نتایج آزمون ضد میکروبی نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات دیاکسید تیتانیوم اثر بازدارندگی فیلمها در مقابل باکتری اشریشیا کلی بیشتر شد و غلظت %۳ بیشترین اثر بازدارندگی را از خود نشان داد. همچنین فیلمهای از نظر مورفولوژی و توزیع نانوذرات TiO۲ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD)، بررسی شدند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نانوذرات میزان تجمع و کلوخهای شدن نانوذرات افزایش یافت.

---

در این تحقیق نانوکامپوزیت بر پایه بیوپلیمر کربوکسی‌متیل‌سلولز (CMC) و از طریق افزودن نانوذرات مونت‌موریلونیت (MMT) (۱، ۳ و ۵% وزنی-وزنی CMC) با روش قالب‌گیری تهیه گردید. سپس، به نمونه حاوی ۵% نانو رس نانوذرات دی-اکسید تیتانیوم (TiO۲) (۱، ۳ و ۵% وزنی-وزنی CMC) اضافه شد تا نانوکامپوزیت هیبرید تولید شود. در نمونه‌های تولید شده ویژگی‌های مقدار رطوبت، دانسیته، جذب رطوبت و خواص مکانیکی اندازه‌گیری شدند. همچنین، توزیع نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات سبب افزایش اندک محتوای رطوبت و متراکم‌تر شدن فیلم‌ها گردید. در حضور MMT (۵%) از مقدار جذب رطوبت فیلم‌ها بیش از ۳۰% کاسته شد که با اضافه شدن TiO۲روند کاهش جذب رطوبت ادامه یافت. افزودن نانو رس سبب تقویت فیلم‌ها و افزایش مقاومت به کشش (UTS) و مدول یانگ (YM) شد که البته به تقلیل ازدیاد طول تا نقطه شکست انجامید. در ادامه، اضافه شدن TiO۲به این نانوکامپوزیت‌ها منجر به سست شدن آن‌ها و کاهش UTS و YM شد. توزیع مناسب نانوذرات در فیلم به‌ویژه در غلظت‌های پایین از طریق تصاویر SEM به اثبات رسید. در مجموع، هر چند فیلم‌های حاوی نانو رس دارای عملکرد بهتری در مقایسه با CMC بودند ولی اضافه شدن نانوذرات TiO۲ به این مجموعه سبب بهبود بسیاری از ویژگی‌های عملکردی نانوکامپوزیت‌ها شد و قابلیت استفاده از آن را به‌عنوان یک ماده بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر افزایش داد.

---

نانوسیال ترکیبی است که با افزودن ذرات در مقیاس نانو (۱۰۰ نانومتر) به یک سیال پایه باهدف بهبود انتقال حرارت حاصل می‌شود. یکی از کاربردهای نانوسیالات، استفاده در سیستم‌های انتقال حرارتی مانند ترانسفورماتورها و رادیاتور اتومبیل می‌باشد. این نانوسیالات باید دارای توانایی بالای انتقال حرارت و در برخی موارد عایق الکتریکی باشند. در این پروژه تحقیقاتی در ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل‌دهنده ( اکسید تیتانیوم، اتیلن گلیکول و آب)، خواص تأثیرگذار برای نانوسیال به‌منظور بهبود انتقال حرارت مانند هدایت حرارتی، ویسکوزیته و دانسیته توسط روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی و مطالعات نظری موردبررسی و بحث قرار می‌گیرد. داده‌های خروجی از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی به‌عنوان ورودی روش شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی مورداستفاده قرار گرفت تا تأثیر ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل‌دهنده نانوسیال در ضریب انتقال حرارت موردبررسی قرار گیرد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اضافه کردن نانو ذرات به سیال پایه باعث بهبود هدایت حرارتی نانوسیال و همچنین افزایش دانسیته و ویسکوزیته سیال پایه می‌شود. مطالعات نظری انجام‌گرفته در این زمینه حاکی از دقت بالای شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی می‌باشد. لازم به ذکر است که روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی می‌تواند به‌عنوان روشی مؤثر و دقیق در بررسی نانوسیالات مورداستفاده قرار گیرد. کد استفاده‌شده در شبیه‌سازی‌های رسانش هدایتی، نوع جدید و بهبودیافته‌ای از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیر تعادلی می‌باشد که میزان خطا در شبیه‌سازی‌ها را به مقدار قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. از دیگر مزیت‌های این کد می‌توان به کاهش چشمگیر زمان انجام شبیه‌سازی نسبت به روش‌های مشابه اشاره کرد چون شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی نیازمند صرف زمان زیاد برای انجام شبیه‌سازی‌ها می‌باشند.

---

فیلم­های خوراکی که علاوه بر ایجاد اثرات سودمند از طریق حمل ترکیبات ضدمیکروبی، آنتی­اکسیدانی و غیره، دارای خصوصیات زیست تخریب­پذیر هستند، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این تحقیق از صمغ حاصل از غلاف درونی باقلا به همراه دو غلظت از گلیسرول (۴۰ و ۶۰ %) و سه غلظت ۱، ۲ و ۳ درصد از اسانس پونه کوهی برای تولید فیلم­ها استفاده شد. پس از بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و مکانیکی فیلم­ها، بهترین تیمار با نانوذره اکسیدتیتانیوم در دو غلظت ۱ و ۲ درصد تهیه و خصوصیات ضدمیکروبی آن نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش اسانس بر ضخامت فیلم افزوده شد در حالی­که غلظت­های بالای اسانس سبب کاهش رطوبت فیلم­ها گردید. افزودن اسانس به نمونه سبب کاهش حلالیت آن­ نسبت به نمونه شاهد شد و نمونه­های با مقادیر بیشتر اسانس نیز حلالیت کمتری را نشان دادند. افزایش غلظت اسانس سبب افزایش کدورت و درصد مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH گردید. غلظت های بالای اسانس فاکتور روشنایی فیلم­ها را کم کرد اما فاکتور زردی و قرمزی را نسبت به نمونه کنترل افزایش داد. به دلیل برهمکنش روغن موجود در اسانس با صمغ، پیوستگی شبکه پلیمر کاهش یافت و در نتیجه مقاومت کششی و نیز فاکتور افزایش طول در نقطه پارگی کاهش پیدا کرد. اثر ضدمیکروبی فیلم­های با ۳ درصد اسانس و حاوی ۲ درصد اکسید تیتانیوم به طور معنی­داری (p<۰,۰۵) با سایر نمونه­ها بیشترین ناحیه بازدارندگی را در آزمون انتشار دیسک بر میکروارگانیسم­های استاف آرئوس، ایشرشیاکلی، سالمونلا تیفوئید، باسیلوس سرئوس و سودموناس آئروژنزا ایجاد کرد.

---

---