https://donyayenano.ir/ دنیای نانو fa daily 1 Fri, 22 May 2026 00:00:00 +0330 Fri, 22 May 2026 00:00:00 +0330 https://donyayenano.ir/article_736935.html ورود پساب‌های رنگی از صنایع نساجی، چاپ و رنگرزی، به دلیل پایداری شیمیایی و مقاومت زیستی رنگ‌ها، تهدیدی جدی برای محیط زیست و سلامت انسان محسوب می‌شود. توسعه‌ی روش‌های نوین تصفیه با بهره‌گیری از نانومواد پیشرفته در سال‌های اخیر مورد توجه گسترده قرار گرفته است. در این میان، نانوکامپوزیت‌های مبتنی بر گرافن اکساید به دلیل دارا بودن سطح ویژه‌ی بالا، گروه‌های عاملی اکسیژنی متعدد و قابلیت اصلاح ساختاری، به عنوان ماده کارآمدی برای تخریب آلاینده‌های آلی به‌ویژه رنگ‌ها مطرح شده‌اند. ترکیب گرافن اکساید با نیمه‌هادی‌ها یا بارگذاری فلزات واسطه بر سطح آن، مانند نانو کامپوزیت ها و نانوذرات شامل نقره، روی، تیتانیوم، آهن با بستر پلی‌وینیلیدین منجر به بهبود انتقال بار، کاهش بازترکیب الکترون–حفره و در نهایت افزایش بازدهی فرآیند فوتوکاتالیستی می‌شود. علاوه بر این، خاصیت جذب سطحی بالای گرافن اکساید به همراه عملکرد فوتوکاتالیستی، امکان حذف هم‌زمان رنگ‌ها از محیط آلوده را فراهم می‌سازد. نتایج پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهد که نانوکامپوزیت‌های گرافن اکساید قادرند رنگ‌های مقاوم متداول از جمله متیلن بلو، متیلن اورنژ و رودامین بی را تحت تابش نور مرئی یا فرابنفش در زمان کوتاه تجزیه کنند. بدین ترتیب، نانوکامپوزیت‌های پایه‌ی گرافن اکساید به‌عنوان گزینه‌ای نوین، کارآمد و سازگار با محیط زیست برای تصفیه پساب‌های رنگی و بهبود کیفیت منابع آبی شناخته می‌شوند. https://donyayenano.ir/article_736678.html آلودگی آب و پساب به‌دلیل فعالیت‌های خانگی، صنعتی، تجاری و کشاورزی و تولید آلاینده‌های رنگی، فلزات سنگین و دارویی به-عنوان یکی از چالش‌های عمده محیط‌زیستی در کشورهای توسعه‌یافته و در حال‌توسعه تبدیل شده است. آلاینده‌ها برای موجودات زنده و اکوسیستم‌ها مضر بوده و تأثیر منفی بر آن‌ها می‌گذارند. نانوذرات توانایی تصفیه آلاینده‌ها را در سطوح عمقی مختلف واقع در بدنه‌های آبی دارند و با فناوری‌های پیشرفته مانند فیلتراسیون غشایی و فتوکاتالیست استفاده می‌شود. عملکرد غشایی و فتوکاتالیست را می‌توان با تعبیه نانوذرات فریت اسپینل (Spinel Ferrite) افزایش داد. هدف از این پژوهش مروری بر نانوذرات مغناطیسی فریت اسپینل به‌عنوان جایگزینی برای تصفیه پساب بوده است. افزودن نانوذرات فریت اسپینل، نفوذپذیری غشا، مقاومت در برابر رسوب، پایداری مکانیکی و حرارتی برای تخریب آلاینده و خود تمیزشوندگی را افزایش می‌دهد. افزودن نانوذرات فریت اسپینل با کاهش ظرفیت رسوب‌گذاری غشا، آب‌دوستی سطح را افزایش خواهد داد. نانوجاذب‌های مغناطیسی، مواد جاذب نسل جدیدی بوده که می‌توانند به‌راحتی با آلاینده‌های شیمیایی پیوند برقرار کرده و در حال‌حاضر برای جداسازی مغناطیسی آلاینده‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. ریخت‌شناسی قابل تنظیم، مساحت سطح بزرگ، جداسازی آسان پس از جذب و راندمان بالا، نانوجاذب‌های مغناطیسی را به روشی برجسته برای تصفیه آب و پساب تبدیل کرده که خواص فیزیکی و شیمیایی جذاب نانوذرات فریت اسپینل و کامپوزیت‌های آن‌ها با اندازه، ترکیب، ویژگی‌های مغناطیسی، پایداری شیمیایی بالا و اصلاح آسان سطح آن‌ها با یک نیمه‌هادی و گونه‌های آلی، آن‌ها را به نانوموادی نویدبخش برای تصفیه پساب خواهند بود. https://donyayenano.ir/article_736680.html باتری‌های سرب-اسید امروزه به دلیل مزایایی چون هزینه کم، راندمان بالای بازیافت و تولید انبوه، یکی از عوامل ذخیره‌سازی انرژی به شمار می‎آیند. با این حال، مشکلاتی مانند عمر چرخه‌ شارژ- دشارژ کوتاه، کاهش ظرفیت در طول زمان و به ویژه رشد کریستال‌های سولفات سرب (PbSO₄) باعث شده است که محققان به دنبال بهبود عملکرد این باتری‌ها باشند. از این رو افزودن مواد گرافنی به دلیل ایجاد شبکه‌ی رسانا، سطح ویژه‌ی بالا، ساختار متخلخل خود، و عملکرد به عنوان مکان‌های هسته‌زا سبب بهبود عملکرد باتری‎های سرب اسید از جمله تشکیل کریستال‎های ریز سولفات سرب شده است. در این مقاله به بررسی تأثیر ترکیبات کربنی گرافنی در صفحه‌ی منفی(گرافن و اکسید گرافن، گرافن دوپ شده با بور، گرافن دوپ شده با نیتروژن، گرافن سولفونه شده، کامپوزیت سرب-گرافن، هیبرید تیتانیوم- گرافن)، صفحه‌ی مثبت، گرید باتری و الکترولیت ژل (گرافن اکسید دوپ شده با کلر، گرافن اکسید دوپ شده با گوگرد، هیدروژل پلی وینیل الکل- گرافن) جهت بهبود عملکرد الکتروشیمیایی باتری‌های سرب-اسید پرداخته می‌شود. https://donyayenano.ir/article_736681.html با افزایش تقاضا و آگاهی افراد نسبت به ترجیحات تغذیه‌ای و دغدغه‌های سلامت، از جمله تمایل به محصولات کم‌چرب، موجب‌شده است که تمرکز پژوهش‌ها و صنایع غذایی به‌طور محسوسی به سوی راهکارهای پایدار و سلامت‌محور سوق پیدا کنند تا ضمن حفظ بافت و پایداری، با انتظارات مصرف‌کنندگان امروزیِ سلامت‌محور نیز سازگار باشند. کاهش چربی در سس مایونز، همواره چالشی بزرگ برای حفظ بافت، طعم و پایداری محصول بوده است. نانوامولسیون‌های پیکرینگ، که با ذرات جامد پایدار می‌شوند، راهکاری نوین برای حفظ ویژگی‌های حسی و عملکردی محصولات کم‌چرب ارائه می‌دهند. این مرور به بررسی اصول شکل‌گیری نانوامولسیون‌های پیکرینگ، مکانیسم‌های پایداری ناشی از ذرات جامد و عوامل موثر بر خواص رئولوژیکی و پایداری طولانی‌مدت آن‌ها می‌پردازد. همچنین، کاربردهای مختلف این نانوامولسیون‌ها در طراحی سس مایونز کم‌چرب و نقش ذرات مختلف آلی و معدنی(پروتئینی، نشاسته‌ای، سلولزی، پلی هیدروکسی‌آپاتیت و...) در بهبود ساختار و بافت محصول مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس یافته‌های این مطالعه، نانوامولسیون پیکرینگ می‌تواند به‌عنوان جایگزین‌های موثر چربی عمل کرده و فرصت‌های جدیدی برای تولید محصولات سالم‌تر و با کیفیت بالاتر ایجاد کنند و مسیرهای نوآورانه برای توسعه مواد پایدار و سیستم‌های امولسیونی پیشرفته فراهم آورند. https://donyayenano.ir/article_736932.html پلی آنیلین (PANI) به عنوان یکی از شاخص‌ترین پلیمرهای رسانای ذاتی، به دلیل سنتز آسان و کم‌هزینه، پایداری محیطی مطلوب و قابلیت دوپینگ برگشت‌پذیر، جایگاه ویژه‌ای در علوم مواد دارد. با این وجود، محدودیت‌هایی نظیر فرآیندپذیری دشوار، حلالیت محدود، ناپایداری الکتروشیمیایی در چرخه‌های متوالی و خواص مکانیکی ضعیف، موانعی برای بهره‌برداری کامل از پتانسیل‌های کاربردی آن ایجاد کرده است. در این راستا، مهندسی مورفولوژی در مقیاس میکرو و نانو راهکاری برای غلبه بر این محدودیت‌ها و ارتقای هدفمند خواص معرفی شده است. مقاله مروری حاضر به بررسی پیشرفت‌های اخیر در این حوزه می‌پردازد. در بخش نخست، انواع نانوساختارهای پلی‌آنیلین شامل نانوالیاف، نانولوله‌ها، نانوکره‌ها، میکروکره‌های توخالی و ساختارهای سلسله‌مراتبی معرفی شده است. همچنین روش‌های سنتز این نانوساختارها از قبیل پلیمریزاسیون شیمیایی، الکتروشیمیایی، بین سطحی، الکتروریسی و استراتژی‌های رشد هدایت شده شامل خودآرایی قالب‌دار و بدون قالب شرح داده می‌شوند. در ادامه، نانوکامپوزیت‌های پیشرفته پلی‌آنیلین با نانومواد گوناگون از جمله اکسیدهای فلزی، نانوساختارهای کربنی (گرافن، اکسید گرافن، نانولوله‌های کربنی)، کالکوژن‌ها و کالکوژنیدهای فلزی، چارچوب‌های فلز-آلی و پلی‌ساکاریدهای زیست‌سازگار بررسی شده و تأثیر هم‌افزایی آن‌ها بر بهبود خواص الکتریکی، مکانیکی، الکتروشیمیایی و پایداری چرخه‌ای بیان می‌شود. در نهایت، کاربردهای عملکردی این نانوساختارها در حوزه‌هایی نظیر ابرخازن‌ها و باتری‌ها، حسگرها، پوشش‌های ضدخوردگی هوشمند، تصفیه آب، تخریب فوتوکاتالیستی آلاینده‌ها، مواد الکتروکرومیک، محافظت تداخل الکترومغناطیسی و کاربردهای زیست‌پزشکی بررسی شده و مشکلات مسیر تجاری‌سازی و اهداف آینده ذکر می‌گردد. https://donyayenano.ir/article_736934.html حسگرهای کریستال کوارتز (QCM) ، ابزارهای حسگری حساس و کم‌مصرف برای شناسایی ترکیبات آلی فرار (VOCs) هستند. در این مقاله، به بررسی اصول عملکرد QCM، عوامل مؤثر بر جذب گاز و انواع پوشش‌های حساس شامل پلیمرهای هوشمند، مواد نانومتخلخل (MOFها و زئولیت‌ها)، مایعات یونی، گرافن و نانوکامپوزیت‌ها، نانوذرات و سامانه‌های زیستی پرداخته شده است. همچنین، کاربردهای این حسگرها در پایش کیفیت هوا، صنایع غذایی، تشخیص بیماری از طریق تنفس و امنیت و صنایع نظامی بررسی شده و محدودیت‌های عملکردی نظیر تأثیر رطوبت، پایداری درازمدت و بازیابی آهسته مورد بحث قرار گرفته‌اند. نقش سیستم‌های چندکاناله (MQCM) QCM و تحلیل داده‌های پیشرفته مانند PCA و LDA در شناسایی هم‌زمان چندین VOC نیز تشریح شده است. نتایج نشان می‌دهد که طراحی پوشش‌های چندترکیبی، استفاده از مواد نوین و بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، حساسیت، انتخاب‌پذیری و پایداری حسگرها را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. انتظار می‌رود با ترکیب فناوری نانومواد، الکترونیک کم‌مصرف و هوش مصنوعی، حسگرهای QCM آینده به دستگاه‌هایی هوشمند، قابل حمل و دقیق برای پایش VOCها در زمان واقعی (real-time) تبدیل شوند. https://donyayenano.ir/article_737444.html پلاستیک ها به دلیل هزینه پایین تولید و دوام بالا در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، اما تولید و دفع آن ها منجر مشکلات جدی زیست محیطی و سلامتی می شوند. زباله های پلاستیکی باید با روشی موثر بازیافت شوند چراکه صدها سال زمان لازم است تا به طور طبیعی تجزیه شوند. این مطالعه ابتدا به بررسی چالش های زیست محیطی ناشی از استفاده بی رویه از پلاستیک ها و راهکارهای به بازیافت آن ها و در ادامه به معرفی یکی از روش های نوین و خلاقانه برای به بازیافت پلاستیک ها به نقاط کوانتومی کربن می پردازد. نقاط کوانتومی نانوذراتی با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی هستند، و به دلیلی سمیت پایین، انحلال پذیری بالا، فلورسانس قوی، کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف دارند. این راه به عنوان یک راه موثر و دارای مزایای اجتماعی- اقتصادی، برای کاهش آلودگی زیست محیطی و سازگار با اهداف توسعه پایدار سازمان ملل معرفی شده است. https://donyayenano.ir/article_737700.html نانوساختارهای اکسید تیتانیوم اصلاح‌شده با نیتروژن به منظور بررسی هم‌زمان خواص ابرآبدوستی و فعالیت فتوکاتالیستی سنتز و مورد مطالعه قرار گرفتند. ریزساختار و مورفولوژی نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد تحلیل قرار گرفت که نتایج، تشکیل نانوسیم‌های منظم با زبری سطحی مطلوب و توزیع یکنواخت ساختارها را نشان داد. آنالیز طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) بیانگر اصلاح موفقیت‌آمیز شیمی سطح در اثر دوپ نیتروژن بود و افزایش قابل توجه گونه‌های اکسیژنی غیرشبکه‌ای، به‌ویژه گروه‌های هیدروکسیل سطحی، مشاهده شد که نقش مؤثری در تقویت خواص سطحی دارند. رفتار آبدوستی نمونه‌ها از طریق بررسی انتشار آنی قطره آب بر روی سطح ارزیابی شد که نشان‌دهنده ایجاد خاصیت ابرآبدوستی در نمونه‌های اصلاح‌شده بود. عملکرد فتوکاتالیستی نمونه‌ها با بررسی تخریب رنگ متیل اورنج تحت تابش نور مرئی مطالعه شد و نتایج نشان داد که راندمان تخریب در نمونه‌های دوپ‌شده با نیتروژن به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این بهبود عملکرد فتوکاتالیستی عمدتاً به افزایش جذب نور در ناحیه مرئی، کاهش بازترکیب زوج‌های الکترون–حفره و افزایش تعداد مراکز فعال سطحی نسبت داده می‌شود. علاوه بر این، اصلاح شیمی سطح و کنترل مورفولوژی نانوسیم‌ها منجر به هم‌افزایی میان ویژگی‌های نانو و شیمی سطح شد که اثر مستقیمی بر افزایش ابرآبدوستی و فعالیت فتوکاتالیستی نمونه‌ها دارد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نانوساختارهای اکسید تیتانیوم اصلاح‌شده با نیتروژن پتانسیل بالایی برای کاربردهای خودتمیزشونده و محیط‌زیستی دارند و می‌توانند به عنوان مواد کارآمد در سیستم‌های حذف آلودگی و بهبود عملکرد سطحی مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه زمینه مناسبی برای توسعه مواد نیمه‌رسانای پیشرفته با خواص چندگانه فراهم می‌کند. https://donyayenano.ir/article_737783.html چارچوب‌های آلی–فلزی (MOFs) به دلیل سطح ویژه بالا، تخلخل قابل تنظیم، تنوع ساختاری گسترده و قابلیت عامل‌دارسازی، به یکی از مهم‌ترین مواد پیشرفته در حوزه سنسوری الکتروشیمیایی تبدیل شده‌اند. این مواد به دلیل توانایی ایجاد برهم‌کنش‌های اختصاصی با گونه‌های هدف، امکان تشخیص حساس و گزینش‌پذیر آلاینده‌های محیطی، داروها، فلزات سنگین و زیست‌نشانگرها را فراهم می‌کنند. با این حال، محدودیت‌هایی نظیر رسانایی الکتریکی پایین، پایداری محدود در محیط‌های آبی و دشواری مقیاس‌پذیری تولید، کاربرد گسترده آنها را با چالش مواجه ساخته است. در این مقاله مروری، مهم‌ترین راهبردهای بهبود عملکرد سنسورهای مبتنی بر MOF شامل نانوساختاردهی، توسعه نانوکامپوزیت‌های مشتق از MOF، طراحی MOFهای دوفلزی و روش‌های عامل‌دارسازی ساختاری مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین کاربرد این سنسورها در تشخیص آلاینده‌های نوظهور، ترکیبات دارویی، فلزات سنگین و زیست‌نشانگرها مرور شده است. علاوه بر این، نقش فناوری‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در طراحی مواد جدید، تحلیل داده‌های الکتروشیمیایی و توسعه سامانه‌های سنسوری هوشمند مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که ادغام MOFها با نانومواد رسانا، سامانه‌های پوشیدنی، اینترنت اشیا و الگوریتم‌های هوش مصنوعی می‌تواند مسیر توسعه سنسورهای الکتروشیمیایی نسل آینده را هموار سازد. با وجود چالش‌های مرتبط با پایداری، مقیاس‌پذیری و تجاری‌سازی، پیشرفت‌های اخیر نشان می‌دهد که MOFها ظرفیت بالایی برای توسعه سامانه‌های پایش هوشمند در حوزه‌های محیط‌زیست، ایمنی مواد غذایی و سلامت دارند. https://donyayenano.ir/article_736933.html ترمولومینسانس روشی کارآمد در دزیمتری پرتوهای یون‌ساز است و موادی مانند CaF₂ به دلیل حساسیت بالا کاربرد گسترده‌ای دارند. با این حال، یکنواختی پاسخ TL در CaF₂ چالش‌برانگیز است. نانولوله‌های کربنی به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد، به‌عنوان افزودنی‌هایی برای بهبود حساسیت دزیمتری مطرح شده‌اند. این پژوهش به بررسی تأثیر افزودن نانولوله‌های کربنی چنددیواره بر پاسخ TL در CaF₂ می‌پردازد. هدف، ارزیابی امکان به‌کارگیری CNTها به‌عنوان عامل تغییردهنده رفتار TL و تحلیل اثرات آن‌ها بر ساختار و عملکرد CaF₂ است. نانوکامپوزیت‌های CaF₂/MWCNT با درصدهای وزنی مختلف (3/0، 5/0، 1 و 5 درصد) به روش شیمیایی سنتز شدند. مشخصه‌یابی ساختاری و ریختاری نمونه‌ها با XRD و FESEM انجام گرفت. برای ارزیابی دزیمتری، قرص‌های TLD تهیه و پس از تابش با کبالت-60، پاسخ TL آن‌ها اندازه‌گیری و ضریب تصحیح جزء محاسبه شد. بر اساس تعریف ECC، هرچه مقدار آن به یک نزدیک‌تر باشد، مناسب‌تر است. نتایج XRD نشان داد ساختار بلوری CaF₂ با افزودن MWCNT تغییری نکرد، ولی اندازه بلورها کاهش یافت. تصاویر FESEM، پراکندگی مناسب MWCNT و ذرات CaF₂ را نشان داد. در بررسی دزیمتری، شاخص ΔECC/ECCAve به‌منظور سنجش یکنواختی پاسخ بررسی شد. با توجه به مقدار کم ΔECC/ECCAve (6266/0) در نمونه دارای 5٪ MWCNT، این نمونه به‌عنوان ترکیب بهینه معرفی شد. نتایج نشان داد افزودن MWCNT می‌تواند پایداری و یکنواختی عملکرد دزیمترهای CaF₂ را بهبود بخشد.