محققان دانشگاه شهید بهشتی در تحقیقات خود، اقدام به تولید نانوذرات فلزی با خواص نوری ویژه قابل کاربرد در علم مواد، لیزر و فناوری ارتباطات کردند.
به گزارش خبرگزاری دانا به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با توجه به رشد روز افزون استفاده از نانوذرات فلزی و اکسید‌های آن‌ها در علوم مختلف در سال‌های اخیر، سنتز و طراحی این مواد نیز با رشد وسیعی روبرو شده است. تا کنون روش‌های مختلفی از جمله روش‌های رادیویی، تجزیه گرمایی، تجزیه شیمیایی و غیره برای ساخت نانو مواد فلزی و اکسید‌های آن‌ها استفاده شده است که بسیاری از آن‌ها زمان بر و پر هزینه هستند.
سید سعید سید حسینی داورانی، یکی از محققان این طرح اظهار داشت: هدف از انجام این تحقیق، دستیابی به روشی با بازدهی بالا و سرعت بیشتر جهت سنتز نانوذرات اکسید فلزی بوده که برای این منظور از روش سونوالکتروشیمی استفاده شده است.
وی پیرامون مزیت‌های روش مذکور افزود: روش سونوالکتروشیمی یکی از ساده‌ترین و کم هزینه‌ترین روش‌ها در تولید نانوذرات است. این روش که ترکیبی از امواج فراصوت با روش متداول الکتروشیمی است، نسبت به روش الکتروشیمی منجر به تشکیل ذراتی با ابعاد کوچکتر در حد نانومتر می‌شود.
وی ادامه داد: ضمن اینکه استفاده از امواج فراصوت در طول فرایند، سرعت واکنش را نیز به مقدار زیادی افزایش می‌دهد؛ به همین دلیل در مقایسه با سایر روش‌ها در این روش می‌توان با سرعت بالاتر و راندمان بیشتر محصول را تولید کرد.
سید حسینی داورانی عنوان کرد: نانوذرات تولید شده در این طرح، به دلیل ویژگی‌های نوری منحصر بفرد خود، قابلیت کاربرد در علم ساخت لیزر، فناوری ارتباطات، حسگرهای فلورسانسی، ترانزیستورها، تجزیه‌ی زیستی و غیره دارند.
این محقق در توضیح کامل‌تر نتایج حاصل شده بیان کرد: در مقایسه تأثیر هم زدن مکانیکی با شدت بالا و کاربرد امواج فراصوت مشخص شد که ذرات نانوساختار تنها در حضور امواج فراصوت تشکیل می‌شوند. از طرفی بررسی خصوصیات نوری نانوذرات سنتز شده به کمک دستگاه طیف سنجی ماوراء بنفش و نور مرئی و نیز دستگاه فوتولومینسانس صورت گرفت. نتایج حاکی از این بود که با کوچک شدن اندازه ذرات طیف جذب و نشر نانوذرات به سمت امواج الکترو مغناطیس با انرژی بیشتر و طول موج‌های کوتاه‌تر جابجا می‌شود.
وی ا دامه داد: در روش مورد استفاده در این طرح، تابش امواج فراصوت نقش کلیدی در سنتز ترکیبات با ساختار نانو دارد. در واقع، هنگامی که امواج فراصوت در سیستم به کار گرفته می‌شود، حباب‌های تولید شده به صورت نامتقارن متلاشی می‌شوند. این نوع متلاشی شدن نامتقارن باعث تشکیل میکروجت‌هایی با سرعت بالا در مایعات و نیز امواج شوک با سرعت بالا در ذرات جامد می‌شود.
وی افزود: در نتیجه برخوردهایی بین ذره‌ای ایجاد می‌شود که بر اثر آن ذرات ریز‌تر شده و ترکیبات نانو ساختار تشکیل می‌شود.
سید حسینی داورانی تأکید کرد: از آنجا که عوامل مختلفی در روش سونوالکتروشیمی بر روی اندازه ذرات مؤثر هستند، به همین منظور در تحقیقات تکمیلی، تأثیر دانسیته جریان بر روی اندازه ذرات مورد بررسی قرا رگرفته است که مقاله این کار در حال حاضر پذیرفته شده و در دست چاپ است.
دکتر سید سعید سید حسینی داورانی، دکتر مصطفی محمدپور امینی، اعضای هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی، دکتر اکرم شهرجردی فارغ التحصیل دکتری شیمی تجزیه و دکتر عزت ا... نجفی فارغ التحصیل دکتری و پسا دکتری شیمی معدنی از این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند.
نتایج این کار در مجله Ultrasonics Sonochemistry (جلد ۲۲، سال ۲۰۱۵، صفحات ۳۸۲ تا ۳۹۰) به چاپ رسیده است.
سید سعید سید حسینی داورانی، یکی از محققان این طرح اظهار داشت: هدف از انجام این تحقیق، دستیابی به روشی با بازدهی بالا و سرعت بیشتر جهت سنتز نانوذرات اکسید فلزی بوده که برای این منظور از روش سونوالکتروشیمی استفاده شده است.
وی پیرامون مزیت‌های روش مذکور افزود: روش سونوالکتروشیمی یکی از ساده‌ترین و کم هزینه‌ترین روش‌ها در تولید نانوذرات است. این روش که ترکیبی از امواج فراصوت با روش متداول الکتروشیمی است، نسبت به روش الکتروشیمی منجر به تشکیل ذراتی با ابعاد کوچکتر در حد نانومتر می‌شود.
وی ادامه داد: ضمن اینکه استفاده از امواج فراصوت در طول فرایند، سرعت واکنش را نیز به مقدار زیادی افزایش می‌دهد؛ به همین دلیل در مقایسه با سایر روش‌ها در این روش می‌توان با سرعت بالاتر و راندمان بیشتر محصول را تولید کرد.
سید حسینی داورانی عنوان کرد: نانوذرات تولید شده در این طرح، به دلیل ویژگی‌های نوری منحصر بفرد خود، قابلیت کاربرد در علم ساخت لیزر، فناوری ارتباطات، حسگرهای فلورسانسی، ترانزیستورها، تجزیه‌ی زیستی و غیره دارند.
این محقق در توضیح کامل‌تر نتایج حاصل شده بیان کرد: در مقایسه تأثیر هم زدن مکانیکی با شدت بالا و کاربرد امواج فراصوت مشخص شد که ذرات نانوساختار تنها در حضور امواج فراصوت تشکیل می‌شوند. از طرفی بررسی خصوصیات نوری نانوذرات سنتز شده به کمک دستگاه طیف سنجی ماوراء بنفش و نور مرئی و نیز دستگاه فوتولومینسانس صورت گرفت. نتایج حاکی از این بود که با کوچک شدن اندازه ذرات طیف جذب و نشر نانوذرات به سمت امواج الکترو مغناطیس با انرژی بیشتر و طول موج‌های کوتاه‌تر جابجا می‌شود.
وی ا دامه داد: در روش مورد استفاده در این طرح، تابش امواج فراصوت نقش کلیدی در سنتز ترکیبات با ساختار نانو دارد. در واقع، هنگامی که امواج فراصوت در سیستم به کار گرفته می‌شود، حباب‌های تولید شده به صورت نامتقارن متلاشی می‌شوند. این نوع متلاشی شدن نامتقارن باعث تشکیل میکروجت‌هایی با سرعت بالا در مایعات و نیز امواج شوک با سرعت بالا در ذرات جامد می‌شود.
وی افزود: در نتیجه برخوردهایی بین ذره‌ای ایجاد می‌شود که بر اثر آن ذرات ریز‌تر شده و ترکیبات نانو ساختار تشکیل می‌شود.
سید حسینی داورانی تأکید کرد: از آنجا که عوامل مختلفی در روش سونوالکتروشیمی بر روی اندازه ذرات مؤثر هستند، به همین منظور در تحقیقات تکمیلی، تأثیر دانسیته جریان بر روی اندازه ذرات مورد بررسی قرا رگرفته است که مقاله این کار در حال حاضر پذیرفته شده و در دست چاپ است.
دکتر سید سعید سید حسینی داورانی، دکتر مصطفی محمدپور امینی، اعضای هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی، دکتر اکرم شهرجردی فارغ التحصیل دکتری شیمی تجزیه و دکتر عزت ا... نجفی فارغ التحصیل دکتری و پسا دکتری شیمی معدنی از این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند.
نتایج این کار در مجله Ultrasonics Sonochemistry (جلد ۲۲، سال ۲۰۱۵، صفحات ۳۸۲ تا ۳۹۰) به چاپ رسیده است.
