نانو لوله های کربن لوله هایی در مقیاس نانو هستند که از یک ورقه گرافن لوله شده هم چون استوانه ای بدون درز ساخته شده اند. این مواد بخاطر قطر کوچک ((nm و طول بلند (mµ) و پیو ندهای قوی c-c دارای خواص فیزیکی منحصربه فردی هستند. یکی از این خصوصیات رسانش الکتریکی این مواد است. در این پروژه رسانایی الکتریکی نانو لوله های کربنی چند لایه بوسیله روش اتصال شکسته ی کنترل شده بررسی شد. با استفاده از نرم افزار های لب ویو و اوریجن داده های لازم جمع آوری و تحلیل شدند. هیستوگرام رسانندگی نانو لوله های کربنی چند لایه بوسیله داده های جمع آوری شده در محیط های مختلف از جمله در محیط آزمایشگاهی، فشار پایین، گاز آرگون و گاز نیتروژن ساخته شد. هیستوگرام های رسانندگی پیک هایی نزدیک به مقادیر صحیح کوانتوم رسانندگی ( g_0=(2e^2)/h ) را نشان می دهند. بنابراین رسانش الکتریکی در نانو لوله های کربنی چند لایه کوانتیزه و بالستیک است.

نانوسیم های coxmn1-x به روش الکتروانباشت متناوب در قالب اکسید آلومینیوم آندی ساخته و تاثیر غلظت منگنزدر الکترولیت بر خواص مغناطیسی آن ها بررسی شد. نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، پراش پرتو x و مغناطومتر agfm مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج مربوط به اندازه گیری حلقه ی پسماند نشان می دهد که افزایش مقدار منگنز در ابتدا باعث کم شدن مقدار وادارندگی می شود به طوری که در نانوسیم های ساخته شده با الکترولیت شامل 90 درصد مولی کبالت و 10 درصد مولی منگنز، کمترین مقدار وادارندگی، یعنی 1500 ارستد، بدست می آید. با افزایش بیشتر مقدار منگنز در الکترولیت، وادارندگی نیز در این نانوسیم ها افزایش می یابد ولی مقدار آن همواره از مقدار وادارندگی کبالت خالص کمتر است. نسبت مربعی بودن نیز روندی مشابه با وادارندگی دارد به طوریکه ابتدا با افزایش میزان منگنز موجود در محلول، نسبت مربعی بودن نیز کاهش می یابد ومقدار آن برای نانوسیم های ساخته شده با الکترولیت شامل 90 درصد مولی کبالت و 10 درصد مولی منگنز از 0.85 (برای نانوسیم های کبالت) به مقدار کمینه ی 0.83 می رسد. سپس با افزایش بیشتر میزان منگنز نسبت مربعی بودن نیز افزایش می یابد و برای نانوسیم هایی که با الکترولیت شامل 10 درصد مولی کبالت و 90 درصد مولی منگنز ساخته شده اند، به حدود 0.99 می رسد. در مطالعه ی الگوهای پراش پرتوی x مشخص شد که نانوسیم های کبالت دارای ساختار hcp است. این نانوسیمها تک بلور نیستند و محور c بلوری در هر دوراستای موازی با محور نانوسیم و عمود بر محور نانوسیم مشاهده شد. با افزایش مقدار منگنز در محلول، ابتدا پیک (002) حذف و با افزایش بیشتر منگنز سایر پیک های کبالت نیز حذف و ساختار نمونه ها کاملا" به آمورف تبدیل می شود. نتایج مربوط به آزمایش ها نشان می دهد که عملیات حرارتی اثر قابل توجه ی بر خواص نانوسیم ها دارد. مشاهده شد که با انجام عملیات حرارتی مناسب وادارندگی در نانوسیم های ساخته شده با محلول هایی با غلظت بالای منگنز به طور محسوسی افزایش می یابد، به طوریکه وادارندگی برای نانوسیم هایی که با الکترولیت شامل 10 درصد مولی کبالت و 90 درصد مولی منگنز ساخته شده اند از 1500 ارستد به حدود 1970 ارستد افزایش می یابد. از طرف دیگر نتایج آزمایش ها نشان داد که عملیات حرارتی تاثیر چندانی بر نسبت مربعی بودن ندارد. بعلاوه بررسی الگوی پراش پرتوی x نیز نشان داد که عملیات حرارتی تغییری در ساختار بلوری نانوسیم ها نیز ایجاد نمی کند و بهبود خواص مغناطیسی احتمالاً فقط به دلیل از بین رفتن تنش هایی که هنگام الکتروانباشت در ساختار بلوری نانوسیم ها وارد می شود، رخ داده است. در یک نتیجه گیری کلی می توان گفت که حضور یون های منگنز با غلظت زیاد باعث می شود تا ساختار نانوسیم ها از فاز بلوری با ساختار hcp به آمورف تبدیل شود. هچنین عملیات حرارتی در این نانوسیم ها با ازبین بردن نقایص و تنش های داخلی سبب بهبود خواص مغناطیسی می شود.

چکیده آرایه ای از نانوسیم های (co_x zn_(1-x)(x = 0-0.46 با قطر 35 نانومتر با استفاده از الکتروانباشت متناوب درون قالب اکسید آلومینیوم متخلخل آندی ساخته شد. مقدار x از طریق تغییر نسبت یون های کبالت و روی در محلول الکترولیت، تغییر یافت. از میکروسکوپ الکترونی عبوری و پیمایشی، پراش پرتو x، پراش الکترون، و مغناطومتر نیروی گرادیان متناوب برای مطالعه ساختار وخواص مغناطیسی نانوسیم ها استفاده شد. مشخص شد که غلظت، تابکاری و فرکانس الکتروانباشت بر روی خواص مغناطیسی تاثیر دارد. الگوی پراش پرتو x نشان داد که با افزایش درصد روی در نانوسیم ها، ساختار نانوسیم ها از ساختار بلوری hcp به ساختار آمورف تغییر می یابد. همچنین مشاهده شده که میدان پسماند 2050 اورستد و نسبت مربعی 98/0 برای آرایه ای از نانوسیم co_0.88 zn_0.12 با فرکانس الکتروانباشت 200 هرتز و تابکاری در 575 درجه سانتیگراد بدست می آید. الگوی پراش پرتو x نشان داد که ساختار این نانوسیم در اثر تابکاری از ساختار آمورف به ساختار تک بلور hcp با تک پیک (002)، تغییر فاز می دهد. مطالعات انجام شده نشان داد که خواص مغناطیسی نانوسیم ها را می توان با دوپ کردن نانوسیم ها با روی و انجام عملیات حرارتی مناسب به مقدار محسوسی بهبود داد. در این پایان نامه خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از رقابت بین ناهمسانگردی شکلی و مغناطوبلوری مورد بحث قرار گرفته است. به علت میدان پسماند نسبتاً بالا و نسبت مربعی بودن نزدیک به یک، نانوسیم co_0.88 zn_0.12 بعد از تابکاری در 575 درجه سانتیگراد می توانند کاندیدای مناسبی جهت استفاده در حافظه های مغناطیسی باشند.

در این پایان نامه نتایج مربوط به ساخت و بررسی خواص نانوسیم های آلیاژی آهن-روی ارائه شده است. این نانوسیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته شده اند. قالب های آلومینای آندی با روش آندایز دو مرحله ای ورقه های آلومینومی با درصد خلوص 999/99 ساخته شده اند. ابتدا نمونه ها در یک سلول الکتروشیمیایی حاوی اسید پرکلریک و اتانول در ولتاژ 20 ولت الکتروپولیش شدند. اثر خلوص آلومینیوم بر کیفیت سطح الکتروپولیش شده به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شد. نمونه های پولیش شده در اسید اکسالیک 3/. مولار و ولتاژ آندایز 40 ولت در دو مرحله آندایز شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می دهند که قالب ها دارای حفره های استوانه ای به قطر متوسط حدود 35 نانومتر و فاصله ی بین حفره ای حدود 100 نانومتر در هر حوزه هستند. در مرحله ی بعد با استفاده از این قالب ها، نانوسیم-های آلیاژی آهن-روی با تکنیک الکتروانباشت متناوب ساخته می شوند. فرآیند الکتروانباشت در یک سلول الکتروشیمیایی با ولتاژ قله تا قله 30 ولت و فرکانس 200 هرتز سینوسی انجام شد. سپس، اثر تابکاری بر خواص نانوسیم ها بررسی شد. نتایج آزمایش های مربوط به اندازه گیری خواص مغناطیسی نانوسیم ها نشان می دهند که مغناطش نانوسیم ها دارای ناهمسانگردی شدیدی است. الگوی پراش پرتوی ایکس نشان می دهد که نانوسیم های ساخته شده ساختار شبکه ی مکعبی مرکز حجمی با راستای (110) منبطق بر محور نانوسیم دارند. میدان وادارندگی و نسبت مربعی بودن نانوسیم های آلیاژی آهن-روی با افزایش مقدار روی در محلول های انباشت کاهش، و سپس با تابکاری افزایش می یابند. به عنوان مثال، میدان وادارندگی و نسبت مربعی بودن نانوسیم های ساخته شده از محلول انباشت با نسبت درصد مولی آهن به روی 90 به 10 و فرکانس الکتروانباشت 200 هرتز از oe 730 و 72/0 با تابکاری در دمای 570 درجه ی سانتیگراد به ترتیب به oe 1420 و 94/0 افزایش یافتند. در پایان اثر فرکانس الکتروانباشت بر خواص مغناطیسی نانوسیم های ساخته شده از محلول انباشت با نسبت درصد مولی آهن به روی 90 به 10 بررسی شد. بهترین مقادیر میدان وادارندگی و نسبت مربعی بودن نانوسیم های آلیاژی آهن- روی تقریباً برابر با oe 1585 و 99/0 بدست آمدند که مربوط به نانوسیم های ساخته شده از محلول انباشت با نسبت درصد مولی آهن به روی 90 به 10، فرکانس الکتروانباشت 1750 و نیز تابکاری شده در دمای 570 درجه ی سانتیگراد هستند. کلمات کلیدی: نانوسیم های آلیاژی آهن- روی، اکسید آلومینیوم آندی، الکتروانباشت، میدان وادارندگی، نسبت مربعی بودن

یکی از خواص ممتاز نانولوله های کربنی، خواص الکتریکی شان می باشد. تحقیقات تئوری وتجربی زیادی برروی خواص الکتریکی نانولوله های کربنی تک دیواره انجام شده است. این تحقیقات نشان می دهد که در نانولوله های کربنی تک دیواره، رسانش الکتریکی بالستیک و در برخی از موارد شبه بالستیک می باشد، در نتیجه رسانش الکتریکی کوانتیزه می شود. هدف از این تحقیق بررسی رسانش الکتریکی نانولوله های کربنی تک دیواره در شرایط محیطی گوناگون و همچنین تاثیر روش ساخت نانولوله های کربنی تک دیواره بر رسانش الکتریکی آن ها می باشد. در این تحقیق برای اندازه گیری رسانش نانولوله های کربنی تک دیواره از روش نسبتاً ساده اتصال شکسته شده ی به طور مکانیکی قابل کنترل استفاده کرده ایم. همچنین از نرم افزار های labview و اوریجین برای تجزیه و تحلیل اطلاعات استفاده کردیم. نتایج این تحقیق تجربی نشان می دهد که رسانش در هر دو نمونه از نانولوله های کربنی تک دیواره ی استفاده شده در این تحقیق بالستیک و در برخی موارد شبه بالستیک می باشد که تائیدی بر تحقیقات تجربی و نظری انجام شده در این خصوص می-باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که گازهای آرگون و نیتروژن تاثیری بر رسانش الکتریکی نانولوله-های کربنی تک دیواره فلزی ندارند، این نتیجه در توافق و سازگاری کامل با محاسبات ژائو می باشد. نتایج آزمایش ها برای دو نمونه متفاوت استفاده شده در این تحقیق نیز نشان داد که روش ساخت نانولوله ها تاثیری بر رسانش الکتریکی آن ها ندارد.

چکیده نانومواد دارای ابعاد مشابهی با زیست مولکول ها هستند. تجمع نانوذرات با خواص بی نظیر الکترونیکی، نوری و کاتالیزوری با زیست مولکول ها با خواص منحصر بفرد زیست تشخیصی و کاتالیزوری، منجر به تشکیل سیستم های هیبریدی جدیدی می شود که تواما از خواص بی نظیر زیست مولکول ها و نانوذرات بهره می برند. در کارهای گزارش شده در این پایان نامه سطح الکترود کربن شیشه ای ( gc) با هیبریدی از نانومواد و مولکول ها/ زیست مولکول های مختلف اصلاح و برای ساخت حسگرها و زیست حسگرها بکار گرفته شده است. در بخش اول، یک روش ساده برای اصلاح الکترود کربن شیشه ای با نانوذرات نیکل اکسید ( niox) و حدواسط های رنگی محلول در آب ارائه شده است. با قرار دادن الکترود gc/niox در محلول سلتین بلو و یا تیونین برای مدت زمانی اندک فیلم نازکی از این مولکول ها در سطح الکترود ایجاد می شود. الکترود اصلاح شده یک زوج پیک ردوکس در محدوده وسیعی از phها نشان می دهد. در مقایسه با سایر روش های بکار رفته برای تثبیت مولکول های رنگی نظیر الکتروپلی مریزاسیون و یا جذب سطحی در سطح الکترودهای پیش اکسید شده پایداری و برگشت پذیری این الکترود اصلاح شده به مقدار بسیار زیادی بهبود یافته است. غلظت سطحی (?c) و ثابت سرعت انتقال الکترون (ks) تیونین و سلستین بلوی جذب شده به ترتیب برابر با molcm-2 10-10 ×5/3، s?112/6، molcm-2 10-10 ×9/5، s?158/6 محاسبه شد. این نتایج نشان می دهند که نانوذرات نیکل اکسید به مقدار بسیار زیادی جذب و سینتیک انتقال الکترون فیلم تیونین و سلستین بلو را افزایش داده اند. الکترود اصلاح شده خواص کاتالیزوری بسیار مناسبی برای احیای هیدروژن پراکسید در پتانسیل های مازاد کم دارد. ثابت سرعت کاتالیزوری (kc) برای الکترود اصلاح شده با سلستین بلو و تیونین به ترتیب برابر با m?1 s?1 103×96/7 و m?1 s?1 103×5/5 محاسبه شد. حد تشخیص( lod)، حساسیت و محدوده کالیبراسیون خطی هیدروژن پراکسید برابر با ?m67/0، na?m?114/4 ، ?m5 تا mm20 و ?m36/0، na?m?162/7 ، ?m1 تا mm 10به ترتیب برای الکترودهای اصلاح شده با تیونین و سلستین بلو محاسبه شد. این الکترود های اصلاح شده دارای مزایای بسیار زیادی از جمله خاصیت الکتروکاتالیزوری بسیار مناسب، تکرار پذیری بالا، روش تهیه آسان، پایداری بسیار زیاد سیگنال، حساسیت بالا و محدوده کالیبراسیون وسیع هستند. در بخش دوم، رفتار الکتروشیمیایی انسولین در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوذرات نیکل اکسید و گوانین بررسی شده است. برای ترسیب الکترودی نانوذرات نیکل اکسید و گوانین از تکنیک ولتامتری چرخه ای استفاده شد. الکترود اصلاح شده با نانوذرات نیکل اکسید و گوانین در مقایسه با الکترود اصلاح شده با نانوذرات نیکل اکسید و الکترود کربن شیشه ای اصلاح نشده دارای خاصیت کاتالیزوری بسیار زیادی برای اکسایش انسولین در phهای فیزیولوژیکی است. الکترود اصلاح شده برای اندازه گیری انسولین به روش ولتامتری چرخه ای و آمپرومتری بکار برده شد. در این کار حد تشخیص و حساسیت الکترود برای اندازه گیری انسولین به ترتیب برابر با pm 22، pa/pm 9/100بدست آمد. در مقایسه با سایر حسگرهای موجود برای انسولین این حسگر دارای مزایای زیادی از قبیل روش تهیه آسان، حساسیت زیاد، خاصیت کاتالیزوری بالا در ph های فیزیولوژیکی، پاسخ سریع، پایداری پاسخ و عدم آلوده شدن با محصولات اکسایش انسولین است. در قسمت اول بخش سوم، یک روش ساده برای ساخت نانوکامپوزیتهای نیکل اکسید/فلاوین آدنین دی نوکلئوتید (fad/niox) در سطح الکترود کربن شیشه ای ارائه شده است. در این روش نانوذرات نیکل اکسید در سطح الکترود تولید و در ادامه مولکول fad با آنها برهمکنش می دهد و در سطح آنها تثبیت می گردد. نانوذرات نیکل اکسید به دلیل دارا بودن سطح موثر زیاد و سازگاری با زیست مولکول ها مواد بسیار مناسبی برای تثبیت fad هستند. نانوکامپوزیت های fad/ niox دارای پایداری و رفتار ردوکس مناسبی در محلول های آبی هستند. الکترود اصلاح شده با این نانوکامپوزیت ها دارای رفتار ردوکس بسیار مناسب و پایداری در محدوده وسیعی از phها است. غلظت سطحی و ثابت سرعت انتقال الکترون fad جذب شده به ترتیب برابر با molcm-2 11-10 ×66/4 و s-163 محاسبه شد که نشان دهنده جذب مقادیر زیاد fad در سطح نانوذرات نیکل اکسید و افزایش زیاد سینتیک انتقال الکترون fad موجود در فیلم است. الکترود اصلاح شده فوق خاصیت کاتالیزوری بسیار مناسبی برای احیایs2o8-2 و h2o2 نشان می دهد. بعلاوه پارامترهای آنالیزی بدست آمده برای اندازه گیری آمپرومتری این آنالیت ها بسیار مناسب هستند. در شرایط بهینه محدوده کالیبراسیون خطی، حد تشخیص و حساسیت الکترود اصلاح شده برابر با10 تا1100 میکرومولار، 4/0 میکرومولار، na/?m 6/16 و10 تا1100میکرومولار، 4/0 میکرومولار و na/?m4/1 به ترتیب برای s2o8-2 و h2o2 محاسبه شد. در قسمت دوم بخش سوم، یک روش ساده برای ساخت نانوکامپوزیت های نیکل اکسید/نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (nad+/niox) در سطح الکترود کربن شیشه ای ارائه شده است. در این روش نانوذرات نیکل اکسید در سطح الکترود تولید و در ادامه محصولات حاصل از اکسایش الکتروشیمیاییnad+ در سطح این نانوذرات جذب شدند. فیلم nad+/nioxتشکیل شده در سطح الکترود کربن شیشه ای دارای رفتار ردوکس مناسبی در محدوده وسیعی از phها است و با افزایش ph محیط با شیب 78/64 میلی ولت به سمت پتانسیل های منفی جابجا می شود. غلظت سطحی و ثابت سرعت انتقال الکترون به ترتیب برابر با molcm-2 10-10×06/2 و s-184/58 برای nad+ جذب شده در سطح الکترود محاسبه شد که نشان دهنده جذب مقادیر زیاد nad+در سطح نانوذرات نیکل اکسید و افزایش زیاد سینتیک انتقال الکترون nad+ موجود در فیلم است. الکترود اصلاح شده فوق خاصیت کاتالیزوری بسیار مناسبی برای احیای h2o2 دارد. بعلاوه پارامترهای آنالیزی بدست آمده برای اندازه-گیری آمپرومتری این آنالیت ها بسیار مناسب هستند. در شرایط بهینه محدوده کالیبراسیون خطی، حدتشخیص و حساسیت الکترود اصلاح شده برابر 1/0 تا 120 میکرومولار، 4/0 میکرومولار و ?a(?m)-1 1745/0برای اندازه گیری هیدروژن پراکسید محاسبه شدند. در بخش چهارم، یک زیست حسگر الکتروشیمیایی dna برای تشخیص قسمتی از توالی مربوط به فاکتور سرطانی taxon:32630tumor necrosis factor (tnf)، براساس تثبیت توالی dnaی تک رشته ای در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوذرات نیکل اکسید ساخته شده است. نانوذرات نیکل اکسید در سطح الکترود کربن شیشه ای از طریق ترسیب الکتروشیمایی تولید و براساس برهمکنش قوی میان این نانوذرات و گروه های فسفات موجود در انتهای5? رشته dna برای تثبیت توالی dna بکار رفته اند. کمپلکس [ru(nh3)5cl]pf6 در تکنیک ولتاموگرام پالس تفاضلی به عنوان ردیاب برای بررسی فرایندهای هیبریداسیون بکار گرفته شد. زیست حسگر dna ساخته شده از انتخابگری و حساسیت بسیار زیادی برای تشخیص توالی هدف برخوردار است. محدوده کالیبراسیون خطی و حد تشخیص محاسبه شده برای این زیست حسگر برابر با 3/0 تا 10 نانومولار و 68 پیکومولار محاسبه شد. در بخش پنجم، در قسمت اول، برای اولین بار نانوذرات نیکل اکسید موجود در سطح الکترود کربن شیشه ای برای تثبیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (sod) بکار رفته اند. با توجه به الکتروشیمی مستقیم آنزیم sod تثبیت شده در سطح نانوذرات نیکل اکسید یک زوج پیک ردوکس با پتانسیل فرمال 03/0- ولت در بافر فسفات با ph برابر با 4/7 مشاهده می شود و آزمایشات نشان دهنده کنترل جذب سطحی بودن جریان هستند. غلظت سطحی و ثابت سرعت انتقال الکترون آنزیم تثبیت شده در سطح نانوذرات نیکل اکسید به ترتیب برابر باmol.cm-2 11-10×24/1 و s-1 5/7 محاسبه گردید که نشان دهنده توانایی نانوذرات نیکل اکسید برای تثبیت مقادیر بسیار زیاد آنزیم و سینتیک سریع انتقال الکترون میان گروه های ردوکس آنزیم و نانوذرات نیکل اکسید است. زیست حسگر ساخته شده خواص کاتالیزوری بسیار مناسبی برای احیا و اکسایش آنیون سوپراکسید دارا است. به علاوه زیست حسگر ساخته شده پاسخ آمپرومتری بسیار سریعی (کمتر از 3 ثانیه) با حساسیت na ?m-1 cm-21/24 و na ?m-1cm-2 4/22، حد تشخیص 66/2 و 1/3 میکرومولار، به ترتیب برای اندازه گیری سوپراکسید به روش کاتدی و آندی دارا است. پاسخ این زیست حسگر در محدوده10 میکرومولار تا 25/0 میلی مولار خطی است. از جمله مزایای دیگر این زیست حسگر پایداری زیاد، تکرار پذیری پاسخ ، تکرار پذیری فرایند ساخت الکترود و طول عمر نسبتا بالای آن است. در قسمت دوم این بخش الکترود کربن شیشه ای با نانوذرات سیلیکون نیترید (si3n4) اصلاح و برای تثبیت آنزیم sod مورد استفاده قرار گرفته شد. تثبیت آنزیم sod در سطح الکترود توسط تکنیک های ولتامتری چرخه ای و اسپکتروسکوپی امپدانس بررسی شد. به دلیل انجام مبادله مستقیم الکترون میان sod و سطح الکترود یک زوج پیک ردوکس با پتانسیل فرمال 057/0 ولت در ph برابر با 4/7، برای این آنزیم مشاهده شد. غلظت سطحی و ثابت سرعت انتقال الکترون مشاهده شده برای آنزیم تثبیت شده در سطح الکترود برابر باmol.cm-2 10-10×1/4 و s-1 33/20 محاسبه گردید که نشان دهنده توانایی نانوذرات سیلیکون نیترید در تثبیت مقادیر زیاد آنزیم در سطح نانوذرات و افزایش سینتیک انتقال الکترون است. زیست حسگر ساخته شده پاسخ آمپرومتری سریعی (کمتر از 3 ثانیه) برای آنیون سوپراکسید دارد. در شرایط بهینه با استفاده از تکنیک آمپرومتری حساسیت الکترود برای برای کاهش و اکسایش آنیون سوپراکسید به ترتیب برابر با na ?m-1 cm-2 8/8 و na ?m-1 cm-2 2/10 و حدتشخیص الکترود هم برای کاهش و اکسایش آنیون سوپراکسید به ترتیب برابر با 6 و 10میکرو مولار بدست آمد. از جمله مزایای این زیست حسگر پایداری زیاد و تکرارپذیری پاسخ، تکرارپذیری فرایند ساخت الکترود و طول عمر نسبتا بالای آن است. در بخش ششم، برای اولین بار یک روش جدید، ساده و سریع برای ساخت فیلم چندلایه ای از آنزیم گلوکز اکسیداز( gox) در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با تیواوره گزارش شده است. برای تثبیت آنزیم گلوکز اکسیداز و تیواوره در سطح الکترود کربن شیشه ای از تکنیک ولتامتری چرخه-ای استفاده شد. فیلم چند لایه ای آنزیم گلوکز اکسیداز، با جذب متناوب تیواوره و آنزیم گلوکز اکسیداز در سطح الکترود ساخته شد. مراحل ساخت فیلم چند لایه ای گلوکز توسط تکنیک ولتامتری چرخه ای و اسپکتروسکوپی امپدانس مورد ارزیابی قرار گرفته شد. فیلم ساخته شده یک زوج یک ردوکس با پتانسیل فرمال 42/0- ولت در محلول بافر فسفات با ph برابر با 7 نشان می دهد. الکترود اصلاح شده خاصیت الکتروکاتالیزوری بسیار مناسبی برای اکسیداسیون گلوکز نشان می دهد و پاسخ زیست حسگر متناسب با تعداد لایه های آنزیم موجود در سطح الکترود است. متوسط غلظت سطحی آنزیم گلوکز اکسیداز موجود در هر لایه به ترتیب برابر با molcm-2 12-10×33/1 محاسبه شد که نشان دهنده تثبیت یکنواخت آنزیم در هرلایه است. به علاوه بالا بودن ثابت سرعت انتقال الکترون محاسبه شده برای آنزیم گلوکز اکسیداز (s-12/71) نشان دهنده سینتیک بسیار سریع انتقال الکترون برای آنزیم موجود در فیلم تیواوره است. مقدار ثابت میکائیل- منتن( km) نیز برابر با 4 میلی مولار محاسبه شد که نشان دهنده خاصیت زیست کاتالیزوری بسیار قوی آنزیم گلوکز اکسیداز تثبیت شده برای اکسایش گلوکز است. ازجمله مزایای این زیست حسگر گلوکز می توان به محدوده وسیع کالیبراسیون خطی ?a50 تا mm5، پاسخ سریع (کمتر از 4 ثانیه)، حساسیت زیاد?a mm-1cm -2 369/6 و حد تشخیص کم 24 میکرومولار اشاره کرد. از دیگر مزایای این زیست حسگر می توان به پایداری بسیار زیاد، تکرارپذیری زیاد مراحل ساخت و پاسخ و طول عمر نسبتا زیاد آن اشاره کرد. روش گزارش شده در اینکار می تواند برای ساخت سایر زیست حسگرهای حساس با تکرار-پذیری بالا براساس روش لایه به لایه ای، بکار رود. در بخش هفتم، یک روش ساده برای اصلاح الکترود کربن شیشه ای با نانولوله های کربنی چند جداره ( mwcnts) و سلستین بلو ارائه شده است. ولتاموگرام های چرخه ای الکترود اصلاح شده یک زوج پیک ردوکس با پایداری بالا در محدوده وسیعی از phها (2-12) را نشان می دهند. پتانسیل فرمال زوج ردوکس با افزایش ph محلول به سمت پتانسیل های منفی تر جابجا می شود. غلظت سطحی سلستین بلوی جذب شده در سطح نانولوله های کربنی برابر با molcm-2 10-10×95/1محاسبه شد که نشان دهنده جذب مقادیر زیاد سلستین بلو در سطح نانولوله های کربنی است. ضریب انتقال بار کاتدی(?) و ثابت سرعت انتقال الکترون محاسبه شده برای فیلم سلستین بلو موجود در سطح نانولوله-های کربنی به ترتیب برابر با 43/0 وs-126/1 محاسبه شد. الکترود اصلاح شده دارای خاصیت کاتالیزوری مناسبی برای احیای اکسیژن در پتانسیل های مازاد کم است. برای ساخت زیست حسگر گلوکز فیلم نازکی از کامپوزیت سل-ژل حاوی آنزیم گلوکز اکسیداز در سطح الکترود قرار می گیرد. زیست حسگر ساخته شده برای اندازه گیری گلوکز بر اساس کاهش جریان کاتدی حاصل از احیای هیدروژن پراکسید بکار برده شد. حد تشخیص، حساسیت و محدوده کالیبراسیون خطی برای اندازه-گیری گلوکز به ترتیب برابر با 3/0 میکرومولار، ?a/mm 83/1 و 10 میکرومولار تا 6 میلی مولار محاسبه شد. کاربردی بودن و صحت الکترود اصلاح شده با اندازه گیری گلوکز در محلول سرم خون توسط روش افزایش استاندارد مورد ارزیابی قرارگرفته شد. پاسخ زیست حسگر در کمتر از 3 ثانیه به مقدار ثابت و پایداری رسیده و گونه های اکسید شونده (مثل آسکوربیک اسید )َaa) و اوریک اسید(ua )) مزاحمتی در اندازه گیری گلوکز ایجاد نمی کنند. ثابت میکائیل- منتن برای الکترود اصلاح شده برابر با 4/2 میلی مولار محاسبه شد که نشان دهنده خاصیت کاتالیزوری زیاد آنزیم موجود در سطح الکترود برای اکسیداسیون گلوکز است. از جمله مزایای این زیست حسگر می توان به سادگی روش، کوتاه بودن زمان ساخت زیست حسگر، حساسیت زیاد اندازه گیری، پایداری و تکرار پذیری پاسخ، عدم مزاحمت گونه های اکسید شونده موجود در ماتریکس سرم خون و صحت بالا برای اندازه گیری گلوکز در نمونه-های حقیقی اشاره کرد. کلمات کلیدی: نانو ذرات نیکل اکسید، سلیکون نیترید، گلوکز اکسیداز، الکترود، اسیدهای نوکلئیک

هدف از این پایان نامه ساخت کامپوزیت قیر–نانولوله های کربن به روش امواج فراصوتی به منظور بررسی امکان و میزان بهبود خواص مکانیکی آن است. به بیان دیگر؛ در این تحقیق کامپوزیت قیر-نانولوله کربن ساخته و خواص مکانیکی آن بررسی شده است. روش ساخت به این صورت می باشد که نانولوله های کربن را قبل از پخش کردن در قیر در داخل اتانول بوسیله سونیکیتور پخش کرده و به مدت 24 ساعت در فور قرار داده می شود تا کاملاً اتانول آن بخار شود. مرحله بعد نانولوله های کربن خشک شده را با آسیاب کردن بصورت پودر درآورده و برای ساخت کامپوزیت از آن استفاده می شود. کامپوزیت در درصدهای مختلف وزنی نانولوله (تا 2 درصد وزنی) و با زمانهای متفاوت پالس دستگاه سونیکیتور در دمای 160 درجه سانتی گراد ساخته شده است. دو عامل درصد وزنی نانولوله ها و نحوه پالس دهی توسط دستگاه سونیکیتور به عنوان عوامل موثر بر رفتار نانوکامپوزیت فرض شده که اثر این دو عامل بر روی خواص مکانیکی بررسی شده است. آزمایشات بررسی خواص مکانیکی قیر شامل درجه نفوذ، درجه نرمی و کشش بوده که بر اساس استاندارد بر روی کامپوزیت قیر نانولوله های کربن انجام شد که نتایج آن مبین اصلاح و بهبود این مشخصات است. بر اساس نتایج هرچه زمان پالس روشن سونیکیتور کمتر و غلظت نانولوله های کربن بیشتر باشد، خواص مکانیکی کامپوزیت نانولوله های کربن-قیر بهتر می شود.

در این پروژه تهیه نانو سیم های مس به روش انباشت الکتروشیمیایی درون قالب پلی کربنات با حفراتی به قطر 80-120 نانومتر و با استفاده از محلول سولفات مس انجام شده است. ابتدا یک سمت قالب ها را با پوششی از نقره پوشانده و درون محلول 2/0 مولار از سوالفات مس با 4ph= قرار داده شد. انباشت الکتروشیمیایی تحت پتانسیل mv 400 - نسبت به الکترود مرجع انجام شد. در فصول اول و دوم به بررسی خواص نانو ساختارها و روش های مختلف تهیه نانوساختارها پرداخته شده است. بررسی تغییرات جریان کاتدی در طول فرآیند انباشت به وضوح چهار مرحله را نشان می دهد. مرحله هسته زایی و رشد بر روی بستر نقره، مرحله انباشته شدن حفرات قالب، سر زدن مس از درون حفرات و در نهایت تشکیل فیلم بر روی قالب. نانوسیم های تهیه شده به وسیله تکنیک های مانند میکروسکوپ روبشی الکترونی(sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و آنالیز عنصری با اشعه ایکس (edx) مورد ارزیابی قرار گرفت. از تکنیک های الکتروشیمیایی برای بررسی و تعیین نوع مکانیسم هسته زایی و رشد نانوسیم های مس استفاده شد. بررسی توسط ولتامتری چرخه ای نشان داد که فرآایند انباشت تحت شرایط نفوذ کنترل می شود. از نمودار تغییرات جریان در طول زمان برای ارزیابی نوع مکانسیم هسته زایی استفاده شد. بررسی کرونوآمپروگرام ها در طی فرآیند انباشت و رسم نمودارهای بدون بعد و در نهایت مقایسه نتایج تجربی با نمودارهای تئوری نشان داد که مکانیسم هسته زایی از نوع آنی است و مکانسیم رشد از نوع سه بعدی است. در بخش پایانی به کاربرد های مختلف نانوسیم ها در طراحی و پرداخته شده است و کارایی نانوسیم های تهیه شده در ساخت حسگرها و زیست حسگرها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دهنده کارایی خوب نانوسیم-های مس در اندازه گیری گلوکز براساس اکسیداسیون الکتروشیمیایی و در محیط قلیایی است. همچنین از الکترودهای ساخته شده بر مبنای نانوسیم های مس در ساخت حسگری برای اندازه گیری هیدروژن پراکسید و گلوکز با موفقیت استفاده شده است. برای ارتقاء پارامترهای آنالیزی حسگرهای طراحی شده از روش آمپرومتری معمولی و نیز روش تزریق جریان رونده استفاده شده است.

چکیده ندارد.

نانوسیم های کبالت به روش الکتروانباشت شیمیایی و با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته شده است. اثر اعمال میدان مغناطیسی خارجی در حین فرآیند الکتروانباشت بر خواص مغناطیسی نانوسیم های ساخته شده مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی منحنی های مدت زمان پر شدن کامل حفره های آلومینا نشان می دهد که بااعمال میدان مغناطیسی، سرعت انباشت یونها تحت تأثیر قرار می گیرد.الگوهای پراش اشعه x نیز نشان می دهد که ساختار بلوری نانوسیم ها تغییر می کند. نتایج مربوط به انداز ه گیری حلقه های هیسترزیس نشان می دهد که اعمال میدان مغناطیسی خارجی، جهت محور آسان مغناطش را تغییر نمی دهد؛ اما مقادیر وادارندگی و مربعی بودن نانوسیم ها را تحت تأثیر قرار می دهد. همچنین اثر ph محلول الکتروانباشت بر خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر ph محلول الکتروانباشت نیز، سرعت انباشت یونها، ساختار بلوری نانوسیم ها و مقادیر وادارندگی و مربعی بودن نانوسیم ها تحت تأثیر قرار می گیرند. به عنوان یک نتیجه کلی می توان گفت که احتمالاً با اعمال میدان مغناطیسی و به وجود آمدن همرفت اضافی در محلول ph موضعی محلول در لایه انتشار تغییر می کند و این موضوع سبب تغییر سرعت انباشت یونها و ساختار بلوری نانوسیم ها شده و مقادیر وادارندگی و مربعی بودن آنها را تحت تأثیر قرار می دهد.

در این پایان نامه، ابتدا ساخت نانوسیم های آلیاژی آهن-کبالت به روش الکتروانباشت با استفاده از قالب های آلومینای آندی را خواهیم داشت. قالب آلومینای آندی به روش آندایز نمودن ورقه ی آلومینیوم ساخته می شود. در مرحله بعد، با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته شده، نانوسیم های آلیاژی آهن-کبالت ساخته می شوند. نانوسیم ها با استفاده از روش الکتروانباشت شیمیایی با جریان متناوب ساخته می شوند. بررسی خواص مغناطیسی نانو سیم نشان می دهد که محور آسان مغناطش در راستای محور نانوسیم قرار دارد.

در این پایان نامه ابتدا با روش آندایز دومرحله ای، قالب آلومینای آندی ساخته شدند. سپس نانوسیم های آلیاژ کبالت– پلاتین درون حفره های قالب به روش الکتروانباشت جریان متناوب انباشت شده و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ پروب روبشی، طیف سنج اشعه ایکس، طیف سنج پراکندگی انرژی اشعه ایکس و مغناطومتر مورد بررسی قرار گرفته اند. اثر ولتاژ الکتروانباشت جریان متناوب روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها مورد بررسی قرار گرفت و ولتاژ قله تا قله 20 ولت، بهینه ولتاژ انباشت جریان متناوب برای نانوسیم های کبالت-پلاتین به دست آمد. در ولتاژ بهینه ی بدست آمده؛ اثر نسبت غلظت کبالت به پلاتین محلول انباشت بر خواص مغناطیسی نانوسیم های انباشت شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مربوط به اندازه گیری های حلقه پسماند نشان داده است که تغییر غلظت محلول انباشت، جهت محور آسان مغناطش را تغییر نمی دهد، اما با افزایش میزان کبالت محلول مقادیر وادارندگی، نسبت مربعی بودن و مغناطش اشباع افزایش می یابد. در انتها اثر عملیات حرارتی بر خواص مغناطیسی نانوسیم ها مورد بررسی قرار گرفت و تغییر فازی حین عملیات حرارتی مشاهده نشد.