در این پایان نامه خواص شیمی فیزیکی نانو لوله های کربنی دوپه شده در شرایط گوناگون با استفاده از روش های شیمی محاسباتی و شبیه سازی مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. نانو لوله های کربنی خواص ترمودینامیکی منحصر به فردی دارند که با اضافه کردن اتم های دیگری به آن مانند بور این خواص دچار تغیرات می شوند. روش های شیمی محاسباتی و شبیه سازی مولکولی یکی از ابزارهای مفیدی هستند که خواص ترمودینامیکی سیستم هائی در ابعاد نانو را می توان با آنها مورد بررسی قرار داد. خواص ترمودینامیکی تعادلی نانو لوله های کربنی دوپه شده در حلال آب از جمله خواص منحصر به فرد هستند. آب از جمله حلال های مهم و پر کاربرد می باشد که تحقیقات زیادی در مورد خواص آن انجام شده است. قابلیت ایجاد پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب خواص ویژه ای به آن داده است . با استفاده از نرم افزار شبیه ساز مولکولی به روش مونته کارلو و تابع توزیع شعاعی(rdf ) برای اتمهای کربن و بور نانو لوله و اتم های اکسیژن و هیدروژن مولکول آب خاصیت آب گریز یا آب دوستی این نانو لوله ها بررسی شد .

در این تحقیق ماده کاتدی lini0.3co0.7-xmgxo2 با استفاده از نیترات های نیکل ، کبالت ، لیتیم و منیزیم و با روش سل-ژل و در ابعاد نانومتری سنتز شد. برای کاهش قیمت و بهبود ولتاژ سل و انرژی از فلز واسطه co برای جانشینی ni در linio2 استفاده شده است. یون های +2 mg در فرایند اکسایش – کاهش شرکت نمی کنند بنابراین از انقباض فضای بین لایه ای هنگام خروج یون های لیتیم جلوگیری می کنند. ثابت های شبکه a وc با افزایش منیزیم درlini0.3co0.7-xmgxo2 افزایش می یابد. نسبت c/a در x= 0.2 در مقایسه با دیگر ترکیبات بیشترین مقدار است در نتیجه بیشترین بی نظمی کاتیون را پیشنهاد می کند که لازمه مناسب ترین رفتار الکتروشیمیایی است. پارامترهای مختلف از جمله دمای کلسیناسیون، زمان کلسیناسیون، حلال برای سنتز بهینه مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج xrd، پودر سنتز شده با اتانول ویژگی های بهتری از جمله r کمتر و نسبت i003/i104 بالاتر نسبت به آب دیونیزه داشت که نشان دهنده ساختار کریستالی هگزاگونال منظم تر و خواص الکتروشیمیایی بهتر است. تکنیک های مختلفی نظیر xrd و sem برای بررسی ساختار کریستالی، اندازه و مورفولوژی ذرات پودر به کار گرفته شد.

در این پایان نامه خواص الکترونی نانو لوله های کربنی آلائیده شده با اتم های تناوب اول همانند بور و نیتروژن با استفاده از روش های ab initio همچون dft مورد بررسی قرار گرفته است. ما خواص الکترونی نانولوله های کربنی(5و5) آلائیده شده با درصد های وزنی مختلف را، با جانشانی اتم های بور و نیتروژن بررسی، ساختار نواری و چگالی حالت ها را با استفاده از نرم افزار openmx"" محاسبه کرده ایم. نانولوله ی (5و5) که رسانا می باشد با آلایش جانشانی اتم های بور و نیتروژن همچنان رسانا باقی می ماند. ولی چگالی حالت ها در اطراف تراز فرمی اندکی تغییر می کند ویک حالت اشباع دارد.

در این پایان نامه روش های محاسباتی نظیر روش های abinitio ، dft و ... و روش شبیه سازی دینامیک مولکولی به طور مختصر مورد مطالعه قرار گرفته است . سپس به موضوع پارامتری کردن میدان های نیرو به عنوان اساس مهم شبیه سازی پرداخته شده است و یک نمونه پارامتری کردن پتانسیل لنارد – جونز برای مولکول co، به روش dft انجام شده است . سپس به معرفی نانو لوله های کربنی و نانو لوله های دوپه شده پرداخته شده است . در نهایت جذب گاز co روی نانو لوله های کربنی و دوپه شده ، به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی ، در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است . لازم به ذکر است که گاز co به عنوان یکی از مهمترین آلاینده های هوا به شمار می آید و جذب آن روی نانو لوله ها می تواند دارای اهمیت باشد .

ترکیبات هیدروکسیدی لایه دو تایی با ساختار نانو به دلیل کاربردهای متنوعشان در سالهای اخیر مورد توجه پژوهشگران زیادی از اقصی نقاط دنیا قرار گرفتند. از این ترکیبات بعنوان کاتالیست، جاذب انواع آلاینده ها و نیز به عنوان مواد اولیه برای تولید انواع اکسید های فلزی در ابعاد نانو استفاده شده است. این ترکیبات بر پایه یون های منیزیم و آلومینیوم می باشند، ولی جایگزینی یونهای دیگر به جای این یون ها روی خواص فیزیکی و کاربرد پذیری آنها تاثیرات زیادی دارد. در این کار پژوهشی در مرحله اول، یون چهار ظرفیتی زیرکونیم به جای بخشی از یون های سه ظرفیتی آلومینیوم جایگزین شده و یون دو ظرفیتی نیکل به جای منیزیم به کار گرفته شده است. هیدروکسیدهای لایه دوتایی نیکل-آلومینیوم-زیرکونیوم با نسبت مولی 3/0/7/0/3ni/al/zr= و ni/al/zr=2/0/5/0/5 با آنیون بین لایه ای کربنات، در ph=7-12 و زمان 48-12 ساعت و دماهای 180-80 درجه سانتیگراد به روش هیدروترمال در حلالهای اتانول و 1-پروپانول تهیه شده اند و تاثیر نوع حلال، دمای واکنش، نسبت مولی و زمان واکنش در تولید نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. محلول حاصل، سانتریفوژ شده و رسوب آن جدا و پس از دو بار شستشو با حلال در دسیکاتور خلا خشک گردید. در مرحله دوم، سنتز هیدروکسیدهای لایه دوتایی آهن-آلومینیوم-زیرکونیوم انجام شد. برای سنتز این نانوذرات، در هیدروکسیدهای لایه دوتایی mg-al، یون چهار ظرفیتی زیرکونیم به جای بخشی از یون های سه ظرفیتی آلومینیوم جایگزین شده و یون دو ظرفیتی آهن به جای منیزیم به کار گرفته شده است. همانند مرحله اول، هیدروکسید لایه ای دوتایی fe/al/zr در شرایط مختلف دما، زمان، نسبت مولی،ph و در دو حلال اتانول و 1-پروپانول تهیه شد و تاثیر نوع حلال، دمای واکنش، نسبت مولی و زمان واکنش در تولید نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفت. محلول حاصل، سانتریفوژ شده و رسوب آن جدا و پس از دو بار شستشو با حلال در دسیکاتور خلا خشک گردید . برای شناسایی نانو ذرات بدست آمده از تکنیک های دستگاهی مختلفی استفاده شد. نتایج حاصل ازxrd (با شیفت به چپ پیکهای مورد نظر در ldh-ni/al/zr و کاهش شدت پیکها نسبت به ldh فاقد (zr، همچنین طیف سنج نشر اتمی پلاسمای کوپل القایی (icp-aes) و آنالیز edax با تعیین کسر مولی al، ni، zr، ورود زیرکونیوم به لایه ها را تائید کرد. تصاویر sem، مورفولوژی نانوساختارهای تهیه شده که شامل ابعاد نانو متری صفحات هیدروکسیدی لایه ای دوتایی هست را نشان داد که تائید دیگری بر تشکیل محصول نانوساختار مورد نظر می باشد. همچنین طیفهای ft-ir، حضور گروه عاملی مربوط به آنیون بین لایه ای (کربنات) را در کنار سایر گروههای عاملی نشان داد. آنالیز حرارتی وزنی (tga) نیز برای تعیین تعداد مولکولهای آب نمونه های سنتز شده، استفاده شده است.

هدف از این تحقیق مطالعه بر همکنش مولکول so2 با نانولوله های کربنی تک دیواره خالص و آلاییده شده با اتم های بور و نیتروژن بااستفاده از روش های ab initio می باشد.نتایج به دست آمده حاکی از این است که بر همکنش نانولوله های آلاییده شده با بور ، با مولکول های so2 بزرگتر از برهمکنش نانولوله های کربنی خالص و n-آلاییده شده با so2 می باشد.لذا این ترکیبات می توانند به عنوان پایه ای برای حسگر های مناسب so2 پیشنهاد شوند.

در این پایان نامه ساختار مایعا تیونی تحت بررسی با استفاده از روش تابعیت چگالی و طیف سنجی فرکانس ارتعاشی مورد مطالعه قرار گرفته است. انرژ یهای نسبی و تغییرات صور تبند یهای فضایی زوج یون هکا بکا اسکتفاده از بررسی شده است و ساختار حالت پایه با استفاده از طیف سنجی تشدید مغناطیس هسته b3lyp/6-31g روش و با رو شهای هارتری-فاک و تابعیت چگالی نتایج تجربی با نتایج نظری مقایسه شده است. همچنین در این پایان نکامه تاثیرات پیوند هیدروژنی و برهمکنش های الکترواستاتیک در ساختار مایعا ت یونی بررسی شده است.

امروزه داروهای ضد صرع از جمله داروهایی هستندکه مورد توجه زیادی واقع شده اند. در این پایان نامه به مطالعه ی داروی لاموتریژن که نوعی داروی ضد صرع می باشد، توسط نظریه تابعیت چگالی و شبیه سازی دینامیک مولکولی پرداخته شده است. پارامترهای میدان نیروی متعلق به این دارو برای اولین بار محاسبه شده است. برای رسیدن به پارامترهای میدان نیروی مورد نظر از طریق نظریه تابعیت چگالی از نر م افزارg09 استفاده شده است. سپس برهم کنش این دارو با بخشی از گیرنده ی آن در بدن با استفاده از نر م افزارnamd شبیه سازی شده است. نمایش و تجزیه و تحلیل نتایج شبیه سازی با استفاده از نر م افزارvmd انجام گرفته است. نتایج حاصل از کار می توانند برای پزشکان، داروسازان، شیمیدانان و زیست شناسان بسیار مفید باشند.

در این کار پژوهشی اطلاعات ساختاری (طول و زاویه پیوندها) و انرژی ساختار تعادلی و خواص الکتریکی(انرژی، شکل و گسترش فضایی اوربیتالهای مولکولی humo و lumo و بارهای الکتریکی جزئی روی اتمهای موجود در مولکولهای نانو الماس واره شامل: آدامانتان، آمانتادین، ممانتین و نیتروآدامانتان ) محاسبه شده اند. محاسبات ساختارهای الکترونی با استفاده از روش dft انجام شد و آنالیز بار با استفاده از دو روش مولیکن و تانسور قطبی اتمی(apt) برای مولکولهای مذکور بدست آمدند. به دلیل کاربرد گسترده نانو الماس واره های مورد مطالعه در این پایان نامه در نانوفناوری، پیش بینی عملیاتی بودن سنتز این مولکولها باعث صرفه جویی در وقت و هزینه خواهد شد. بنابراین در این کار پژوهشی تجمع و خصوصیات ساختاری از جمله تابع توزیع شعاعی(rdf)، چگالی و انرژی سیستمهای مربوط به نانو?الماس واره ها مذکور با استفاده از روشهای شبیه سازی دینامیک مولکولی و مونت کارلو تعیین گردید. گذار فازی در مورد مولکولهای نیتروآدامانتان و ممانتین با استفاده از روش دینامیک مولکولی به روش آنیلینگ دمایی بررسی گردید. با استفاده از نتایج حاصل از این شبیه سازی دمای ذوب، جوش، حالت تعادلی و فازی این ترکیبات در شرایط دمایی و فشار استاندارد تخمین زده شد. از شبیه سازی مونت کارلو برای بررسی گذار فازی در مورد آدامانتان و آمانتادین علاوه بر مولکولهای نیتروآدامانتان و ممانتین استفاده شد. در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی مونت کارلو با نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی که منجر به تعیین نوع فاز مولکول در دما و فشار محیط شده است، مقایسه و صحت فاز مورد بررسی تأیید گردید. نتایج حاصل از هر دو روش شبیه سازی در مورد خود تجمعی مولکولهای مورد مطالعه کاملاً یکدیگر را تأیید می کنند و مطابقت خوبی با نتایج گزارش شده در منابع علمی دارد.

کانال های یونی بیولوژیکی نقش مهمی را در بسیاری از پدیده های انتقال در بافت های سلولی بازی می کند. همچنین نمک زدایی آب دریا و آبهای بدمزه به دلیل کمبود منایع آب شیرین در جهان از اهمیت فوق العاده ای برخوردار شده است. لذا در این کار تحقیقاتی ساختار کانال های یونی و سیستم های نمک زدایی آب مورد توجه قرار گرفته است و عبور انتخابی و قابل کنترل یون ها از میان نانولوله های کربنی و بورنیتریدی با استفاده از تئوری تابع چگالی و شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم های شبیه سازی شده شامل یک نانولوله کربنی یا بورنیتریدی قرار گرفته در داخل یک غشاء است که در محلول یونی غوطه ور شده است. ساختار آب در داخل نانولوله آنالیز شده است و زمان بازداری یون، تابع توزیع شعاعی و سرعت انتقال نرمال شده آب نسبت به تعداد یون های عبوری محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که عبور یون ها از طریق نانولوله ها وابسته به قطر نانولوله های انتخاب شده است. علاوه بر این، ارتباط بین دما و فشار با عبور مولکول های اب از طریق نانولوله ها مورد بررسی قرار گرفته است. در بخشی دیگر، مولکول فلورن کپسول شده در نانولوله بورنیتریدی به عنوان مدلی برای نانوسوئیچ ها با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است.

در سال های اخیرچگونگی شناسایی آلاینده ها و حذف آن ها از محیط زیست مورد توجه بسیاری از دانشمندان و علوم مختلف بوده است. یکی از روشهای پر کاربرد حذف آلاینده ها استفاده از جذب سطحی آن ها بر روی سطوح فاز جامد مانند اکسیدهای فلزی می باشد. استفاده از نانوذرات میتواند کارآیی و شدت جذب را افرایش دهد. هدف این کار پژوهشی مطالعه نظری قابلیت کاربرد برخی نانوذرات اکسید فلزی به منظور جذب برخی آلاینده های حاصل از سوخت های فسیلی می باشد. در این کار پژوهشی جذب برخی از آلاینده های هوا که عمدتا از سوخت های فسیلی ناشی می شوند بر روی برخی از اکسیدهای فلزی خالص و آلائیده شده مطالعه خواهند شد. این مطالعات شامل محاسبات نظریه تابعی چگالی ساختاری و الکترونی سیستم های جاذب تنها و جاذب+جذب شونده خواهد بود. در این محاسبات خواص الکترونی ازجمله چگالی حالات، ساختار نواری و خواص انرژتیک سیستم های مورد نظر مطالعه خواهند شد.

یکی از روش های مفید بررسی جداسازی یون های آلاینده ی آب روش شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد. در این پایان نامه شبیه سازی دینامیک مولکولی جداسازی یون های کلر و سدیم از آب با استفاده از نانو صفحات بور نیترید در دو شرایط جداگانه بررسی شده است، که این شرایط عبارتند از: 1- بدون اعمال هیچ نیرویی بر یون ها 2- اعمال نیرو به صورت میدان الکتریکی تمامی شبیه سازی های انجام گرفته توسط نرم افزار namd صورت گرفته است.

هدف پایان نامه، مطالع? سایت های برهم کنش کنند? مابین دارو و نانوذرات پروتئینی است.همچنین بررسی احاطه کردن دارو توسط نانوذرات پروتئینی می باشد. این کار با بررسی فواصل و تعداد برخورد، پیوند هیدروژنی ما بین دارو و نانوذرات پروتئینی، امکان برهم کنش دارو با زنجیر جانبی آمینواسید نانوذرات پروتئینی می باشد. تصاویر هر یک از سیستم ها نیز در این پایان نامه آورده شده است.

یکی از روش های مفید بررسی عبور حلال ها از نانوکانال ها شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد.. این شبیه سازی به منظور مطالعه مکانیسم عبور حلال ها و امکان جداسازی آلاینده های آلی از آب انجام شد. این آلاینده ها که عمدتا به صورت حلال استفاده می شوند مانند دی متیل سولفوکسید و استون و مخلوطی از هر دو ابتدا به صورت خالص و سپس به صورت مخلوط با آب مطالعه و شبیه سازی شد.

در این کار پژوهشی، ابتدا خواص الکترونی و ساختاری ایزومرهای مختلف کورکومین و چند ساختار مشابه آن بطور محاسباتی با استفاده از تئوری تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، کمپلکس های تشکیل شده از این دارو با چند حامل مطالعه گردید. نتایج این مطالعات که شامل ساختار بهینه شده مولکول های مورد نظر، میزان فعالیت و واکنش پذیری آنها می باشد مورد بررسی قرار گرفته و باهم مقایسه شد. در مرحله بعد راهکارهای ارائه شده برای افزایش فراهمی زیستی کورکومین بصورت محاسباتی مطالعه و از میان حامل های مختلف، آلبومین و نانولوله کربن تک دیواره انتخاب و مورد بررسی قرار گرفت. برهم کنش ساختارهای مورد مطالعه با آلبومین با استفاده از روش داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته و اسید آمینه های درگیر در این برهم کنش مشخص شدند. تاثیر حضور نانولوله بر آرایش کورکومین ها در آب مورد بررسی قرار گرفت. کورکومین ها بعلت حلالیت خیلی پایین در آب ، در کنار یکدیگر تجمع می یابند. نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی سیستم های شامل کورکومین- نانولوله – آب نشان داد که در حضور نانولوله، تجمع کورکومین ها در آب حذف و تجمع قویتر کورکومین- نانولوله تشکیل می شود. کورکومین یکی از عوامل ضدسرطان و تنظیم کننده پروتئین کیناز c می باشد. در مرحله آخر این پژوهش، با استفاده از روش های داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی، این تنظیم کنندگی pkc توسط ایزومرهای مختلف کورکومین و چند ساختار مشابه آن، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که گروههای عاملی کورکومین، فاکتور مهم در میان کنش این ساختارها با پروتئین می باشند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.