جستجو در تالارهای گفتگو

پژوهشگران شیمی تجزیه دانشگاه تربیت مدرس با استفاده از نانوساختارهای پلیمر سنتز شده به روش الکتروشیمیایی موفق شدند به یک ماده ‏حساس به متانول برای اندازه‌گیری این ماده در سوخت سبز بیودیزل دست پیدا کنند. ‏ محسن بابایی، دانش آموخته شیمی تجزیه مقطح دکتری دانشگاه تربیت مدرس، در رابطه با اهداف این تحقیقات گفت: ابتدا ‏تهیه حسگر گازی با ساختارنانو بر پایه پلیمر هادی به روش الکتروشیمیایی بر روی بسترهای اینتردیجیت هدف این تحقیق بود. به خاطر ‏پاسخ انتخابی این حسگر به متانول و این نکته که اندازه‌گیری این الکل (در فرآیند تهیه بیودیزل استفاده می‌شود) دارای اهمیت ‏است، به عنوان یکی از کاربرد‌های تجزیه‌ای حسگر گازی، اندازه‌گیری متانول موجود در بیودیزل مورد توجه واقع شد. وی با اشاره به نحوه انجام این تحقیقات افزود: ابتدا بستر مورد نظر که یک اینتردیجیت بود، با استفاده از بوردهای مدار ‏چاپی تهیه شد. با یک مرحله آبکاری، سطح مسی این بسترها با طلا بی‌اثر شد. در ادامه از روش جریان ثابت در حضور آنیون ‏دوپان پرکلرات و پاراتولوئن سولفونات و مونومر پیرول، سطح اینتردیجیت با پلی پیرول پوشش داده شد. در ادامه به مطالعه ‏مورفولوژی پلیمرهای تهیه شده با استفاده از عکس‌های‎ SEM ‎و طیف‎ FTIR‏ پرداخته شد. در ادامه در یک محفظه آنالیزور ‏گازی، آنالیت‌های مختلف به حسگر معرفی شد. بابایی تصریح کرد: برای انجام تست‌های دیگر، یک نمونه بیودیزل تهیه شده از پسماند‌های روغن در گروه کشاورزی دانشگاه ‏تربیت مدرس انتخاب و سه نمونه از این بیودیزل تهیه شد. برای اندازه‌گیری متانول در این نمونه‌ها، نمونه‌های بیودیزل به ‏حسگر معرفی شده و با استفاده از منحنی درجه‌بندی رسم شده، متانول موجود در بیودیزل به‌ دست آمد. وی با بیان این که این طرح در صنایع مختلف که اندازه‌گیری ‏متانول در آنها اهمیت دارد، مورد توجه است، یادآور شد: نتایج نشان داد که در سنتز با آنیون پرکلرت و جریان خاص، پلیمر حاصل همگن و دارای ذرات نانومتری است. نانوساختار بودن ‏سطح این نانوحسگر باعث می‌شود که سطح تماس نانوحسگر با گاز مورد آنالیز افزایش یابد و همین موضوع سبب می‌شود تا ‏نانوحسگر، گازها را در مقادیر یا غلظت‌های بسیار کم‌ شناسایی کند و دارای حساسیت و حد تشخیص‌های بهتری برای آنالیز ‏متانول در دمای محیط باشد. از همین رو می‌تواند برای اندازه‌گیری متانول موجود در بیودیزل مورد استفاده قرار گیرد.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که توسط محسن بابایی و دکتر نادر علیزاده مطلق از دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفته، ‏در مجله ‏Sensors and Actuators B: Chemical ‎‏ منتشر شده است. منبع : پینا

حسگرهای زیستی پلی آنیلین بهبود یافته با نانوذرات طلا، در دانشگاه صنعتی شریف تولید شد. این حسگرها قابلیت بکارگیری در تشخیص‌های کلینیکی و آزمایشگاه‌های تشخیص سرطان را دارند.‏ پلی‌آنیلین به عنوان یک پلیمر هادی ارزان شناخته شده که برای تهیه حسگرها بسیار جذاب است. اما این پلیمر در ‏محیط‌های با ‏pH‏ خنثی هدایت خود را از دست می‌دهد که این امر منجر به محدود شدن کاربرد آن در حسگرهای زیستی ‏می‌شود. در این پروژه نقش نانوذرات طلا را در تقویت هدایت پلی‌آنیلین در ‏pH‏‌های غیراسیدی بر روی سطح الکترودهای ‏چاپی با استفاده از تکنیک‌های ولتامتری چرخه‌ای و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد و تقویت عملکرد ‏پلی‌آنیلین از طریق آرایش سطح آن با نانوذرات طلا به منظور تشخیص زنجیرهای الیگونوکلئوتیدی در محیط‌های قلیایی با ‏استفاده از آنزیم فسفاتاز قلیایی صورت گرفته است. ‏ دکتر ریحانه سادات صابری فارغ التحصیل رشته شیمی تجزیه دانشگاه صنعتی شریف در مورد این تحقیقات گفت: «در ابتدا ‏فیلم پلی‌آنیلینی و نانوذرات طلا با روش‌های الکتروشیمیایی بر روی سطح گرافیتی الکترود چاپی رشد داده شدند، سپس اثر ‏لایه‌های فوق بر روی این حسگر با روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و امپدانس بررسی شد و تصویرهای میکروسکوپی نیز از ‏سطح الکترود تهیه شد. الکترودهای اصلاح شده با پلی‌آنیلین و نانوذرات طلا با تک‌لایه‌ای شامل ‏DNA‏‌ شناساگر 17 ‏نوکلئوتیدی گوگرددار و ترکیب پرکننده گوگرددار 6-مرکاپتو1-هگزانول پوشیده شد. سپس بر اساس برهم‌کنش قوی ‏استراپتاویدین و بیوتین، آنزیم استراپتاویدین‌دار به تک رشته الیگونوکلئوتید هدف که بیوتین دارد و با مولکول ‏DNA‏ روی ‏سطح جفت شده است متصل می‌شود. به گفته صابری آنزیم فوق یک فسفاتاز است که واکنش هیدرولیز آلفا-نفتیل فسفات را کاتالیز می‌کند و آن را تبدیل به ‏مولکول الکتروفعال آلفا-نفتول می‌نماید. این محصول الکتروفعال با تکنیک ولتامتری پالسی‌تفاضلی‌ شناسایی می‌گردد. به ‏این طریق، در این حسگر خصوصیات منحصربفرد الکتریکی پلی‌آنیلین و نانوذرات طلا (سطح زیاد، انتقال الکترونی ‏هتروژنی سریع، پایداری شیمیایی و راحتی ایجاد آنها بر روی سطوح کوچک) به همراه تقویت سیگنال با استفاده از آنزیم ‏به‌کار گرفته می‌شود. محدوده خطی پاسخ این بیوسنسور در گستره 10-2/0 نانومولار است و حدتشخیص آن 1/0 ‏نانومولار است.‏ صابری با اشاره به دقت عمل‌های صورت گرفته در این تحقیقات افزود: «از آنجا که توزیع مناسب و یکنواخت نانوذرات ‏طلا بر روی سطح حسگر زیستی در عملکرد حسگر موثر است در ابتدا بستری از پلی آنیلین به صورت الکتروشیمیایی بر روی ‏سطح کربنی الکترود پلیمریزه شد و سپس نانوذرات طلا بر روی این بستر مناسب قرار گرفتند تا توزیع یکنواخت بر روی ‏سطح الکترود داشته‌ باشند.»‏ این حسگر از گزینش‌پذیری و تکرارپذیری رضایت‌بخشی هم برخوردار است. از این رو از این الکترود اصلاح شده ‏می‌توان نه تنها برای تثبیت آنزیم فسفاتاز بلکه تثبیت سایر مواد بیولوژیکی استفاده کرد. همچنین در تشخیص‌های کلینیکی ‏و آزمایشگاه‌های تشخیص سرطان، می‌توان از حسگرهای زیستی منتج از این طرح استفاده کرد و بافت‌های سرطانی ‏را‌ شناسایی نمود.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به‌وسیله‌ی دکتر ریحانه سادات صابری و همکاران وی انجام شده است، در مجله ‏electroanalysis‏ (22 آوریل سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی با استفاده از روش جدید قالب زنی، نانوذرات پلیمری قالب‌دار شده با مولکول‌های اتانول را به منظور ‏تشخیص گاز اتانول تولید کردند. ‏ پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی با استفاده از روش جدید قالب زنی، نانوذرات پلیمری قالب دار شده با مولکول‌های اتانول را به منظور ‏تشخیص گاز اتانول تولید کردند. حسگر تولیدی بر پایه نانوکامپوزیت نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره‎-‎نانوذرات پلیمری قالب‌دارشده برای ساخت ‏حسگر‌های گازی مقاومت شیمیایی بوده است. این روش جدید می‌تواند در تولید حسگرهای دیگر با بازده بالا و حساسیت بالا مورد استفاده قرار ‏گیرد.‏ فناوری قالب‌زنی مولکولی یک روش تهیه مواد هوشمند است که قابلیت‌شناسایی و جذب گزینشی مولکول یا یون‌های مورد نظر در ‏محیط‌های مایع یا حتی گازی را دارا است‎.‎‏ این مواد رقبای مصنوعی و سنتزی برای سیستم‌های مشابه مانند آنتی بادی‎-‎آنتی ژن، ‏آنزیم‌ها و یا پذیرنده‌های حسی و یا غیر حسی در موجودات زنده هستند‎.‎‏ ویژگی مهم این مواد این است که دارای پایداری شیمیایی، دمایی و ‏مکانیکی بسیار بالاتری نسبت به رقبای بیولوژیک خودهستند‎.‎‏ همچنین این پذیرنده‌های مصنوعی را می‌توان برای طیف بسیار وسیع و ‏دلخواهی از مولکول‌های شیمیایی تهیه کرد‎.‎‏ در صورتی که تعداد محدودی پذیرنده بیولوژیک در دسترس ما قراردارد‎.‎‏ هم اکنون این مواد ‏کاربردهای بسیار متنوعی در زمینه‌های مختلف مانند جداسازی، کاتالیز واکنش‌های شیمیایی، دارورسانی و حسگر‌های شیمیایی و بیوشیمیایی ‏پیدا کرده است‎.‎‏ تهیه پلیمر‌های قالب دار شده در ابعاد نانومتری ضمن آنکه نقایص پلیمر‌های قالب دار شده توده‌ای و درشت را مرتفع می‌سازد ‏موجب بهبود کارایی این مواد در جذب گزینشی مولکول‌های مورد نظر شده و ظرفیت جذبی آنها را افزایش می‌دهد‎.‎ در این کار نانوذرات پلیمری قالب‌دار شده با مولکول‌های اتانول، با روش پلیمریزاسیون رسوبی تهیه گردیده و به عنوان عناصر تشخیص ‏دهنده یا حدفاصل شیمیایی یک حسگر گازی برای آشکارسازی و اندازه‌گیری اتانول مورد استفاده قرار گرفتند. دکتر طاهر علی‌زاده در ‏توضیحاتی در رابطه با این تحقیقات گفت: «در این تحقیقات، بعد از سنتز نانوذرات پلیمری، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی متوسط اندازه ‏نانوذرات در حد 25 نانومتر تخمین زده شد. حسگر گازی مذکور از نوع مقاومت شیمیایی بوده و مبتنی بر نانوکامپوزیت حاصل از آمیختن ‏نانوذرات پلیمری قالب دار شده با اتانول، نانولوله‌های کربنی و پلی‎-‎‏ متیل متااکریلات بود. نانوذرات پلیمری قالب دار شده برای جذب گزینشی ‏مولکول‌های اتانول طراحی شده‌اند و بنابراین وقتی در معرض بخارات اتانول قرار می‌گیرند آنها را جذب کرده و در نتیجه متورم می‌شوند‎.‎‏ از ‏آنجا که نانوذرات پلیمری قالب دار شده به طور مناسب در لابه لای نانولوله‌های کربنی قرار دارند تورم مذکور موجب افزایش فاصله و کاهش ‏اتصالات بین نانولوله‌های کربنی شده و در نتیجه هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت به مقدار قابل توجهی کم می‌شود‎.‎‏ این به معنی ترجمه یک ‏رخداد شیمیایی گزینش‌پذیر به یک سیگنال الکتریکی قابل آشکارسازی و ثبت است‎.‎‏ میزان کاهش رسانایی نانوکامپوزیت متناسب با غلظت ‏اتانول در محیط اطراف حسگر است‎.‎‏ به‌دلیل استفاده از فناوری قالب زنی مولکولی برای تهیه عنصر تشخیص دهنده این حسگر، گزینش ‏پذیری بسیار بالایی برای حسگر مذکور به‌دست آمد به طوری که بین دو مولکول اتانول و متانول تفاوت قابل ملاحظه‌ای در پاسخ حسگر ‏مشاهده گردید‎.‎‏ البته نقش پلیمر خطی مورد استفاده (پلی‎-‎متیل متااکریلات) در ایجاد یک محیط آبگریز در نانوکامپوزیت و جلوگیری از اثر ‏مزاحمت بخارات آب به عنوان یک مزاحم بالقوه در کار کرد حسگر شیمیایی گازی پیشنهاد شده نیز اثبات گردید‎.‎‏»‏ از حسگر تولید شده با توجه به ویژگی‌های برتر خود از جمله ساده، ارزان، کوچک و در عین حال حساس و گزینش‌پذیر برای آشکارسازی ‏اتانول، می‌توان به عنوان یکی از ممتازترین حسگرها نام برد. نکته دیگری که در این تحقیقات مورد توجه است، استفاده از یک تکنیک ‏جدید برای ساخت حسگر‌های شیمیایی برای انواع مختلفی از مولکول‌های شیمیایی بر اساس نانوکامپوزیت‌هایی بر پایه پلیمر‌های قالب دار شده ‏در ابعاد نانومتری و نانو‌لوله‌های کربنی است.‏ علی زاده، دانشیار دانشگاه محقق اردبیلی، با اشاره به استفاده از کوپل پلیمری قالب شده به عنوان یک ایده نو توضیح داد: «در این کار ‏یک سازوکار حسگری بر پایه نانوکامپوزیت نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره‎-‎نانوذرات پلیمری قالب دار شده برای ساخت حسگر‌های گازی مقاومت ‏شیمیایی معرفی شد‎.‎‏ در این تحقیقات، ما کوپل پلیمر‌های قالب دار شده نانومتری را با نانوتیوب‌های کربنی برای تهیه یک حسگر مقاومت ‏شیمیایی معرفی کردیم‎.‎‏ با این کار یک افزایش قابل ملاحظه در گزینش پذیری و حساسیت را برای حسگر پیشنهادی اثبات نمودیم‎.‎‏ این کار ‏می‌تواند یک زیر شاخه نوین در طراحی و ساخت حسگرهای گازی مقاومت شیمیایی با گزینش پذیری بالا را برای طیف وسیعی از ترکیبات ‏شیمیایی بر اساس فناوری قالب زنی مولکولی فراهم آورد‎.‎‏»‏ این طرح می‌تواند پاسخ گوی نیازهای مرتبط با اندازه‌گیری و آشکارسازی دقیق و در محل برای اهداف مختلف از جمله در تست کردن ‏تنفس افراد مشکوک به مصرف مشروبات الکلی و آشکارسازی شروع فرایند تخمیر باشد. به گفته علی زاده، با توسعه هر چه بیشتر در زمینه ‏حسگری که معرفی گردید می‌توان برای طیف وسیعی از ترکیبات مهم، حسگر‌های دقیق، حساس و بسیار ارزان تهیه نمود که بتواند هم در فاز ‏گازی و هم در فاز مایع ترکیبات مورد نظر را آشکار‌سازی و اندازه‌گیری کند. از جمله این ترکیبات می‌توان به آشکار‌سازی گازهای جنگی، مواد ‏منفجره، آلوده کننده‌های زیست‌محیطی و مواد غذایی، یون‌های فلزات سنگین و حتی نشانگر‌های بیولوژیک اشاره نمود‎.‎ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر طاهر علی زاده و خانم فاطمه رضالو از دانشگاه محقق اردبیلی صورت گرفته است، در مجله ‏Sensors and Actuators B: Chemical‏ (جلد 176، ماه ژانویه سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار