ساخت و بررسی نانوکامپوزیت های پلیمری با استفاده از نانولوله های کربنی پوشش داده شده با نانوذرات و کوانتم داتها جهت استفاده در دارورسانی هدفمند و صنعت

نانولوله های کربنی دارای خواص بی همتایی هستند که انها را برای کاربردهای گوناگون مانند مهندسی و پزشکی مورد توجه قرار داده است و همچنین می تواند برای ساخت نانوکامپوزیت هایی با خواص ویژه بکار رود. به هر حال بخاطر بعضی محدودیت های نانولوله های کربنی (مانند واکنش پذیری شیمیایی اندک) برای ساخت نانوکامپوزیتها، نانولوله های کربنی باید با استفاده از مواد معدنی (نانوذرات) و یا مواد آلی (پلیمر) اصلاح شوند. در این پایان نامه ما بر روی اصلاخ نانولوله های کربنی چند دیواره بوسیله پر کردن حفره آنها با نانوذرات مغناطیسی و پوشش دادن دیواره خارجی آنها با نانوذرات معدنی و پلیمر برای ساخت نانوکامپوریتهای جدید متمرکز شده ایم. همانطور که در فصل2 ذکر شده، ما نانولوله های کربنی چند دیواره (mwcnts) را با نانوذرات دی سولفید قلع (sns2) با اندازه های مختلف با استفاده از روش شیمیایی ساده پوشش دادیم. به دنبال این رویکرد، mwcnts بوسیله اسید ( اسید نتریک و سولفوریک) عامل دار شدند، سپس با نانوذرات دی سولفید قلع (sns2) با اندازه ذره کنترل شده پوشش داده شدند. سپس نمونه ها با xrd و tem شناسایی و مشخصه یابی شدند. ما بدست آوردیم که افزایش دما و زمان واکنش در اندازه و یکنواختی نانوذرات sns2 موثر است. بطوریکه با افزایش دما و زمان واکنش اندازه نانوذرات sns2 بزرکتر و یکنواختی آنها کمتر می شود. همچنین ما دریافتیم که امواج فراصوتی می تواند بجای ترکیبات آلی برای جلوگیری از توده ای شدن نانوذرات روی سطح نانولوله کربنی استفاده شود. در فصل 3 ما شرح دادیم روشی بهبود یافته برای پوشش دادن mwcnts با نانوذرات tio2 فاز آناتاز از طریق رسوب دادن پیش ماده ticl4 روی سطح نانولوله های اصلاح شده با اسید با استفاده از دندریمر اسید سیتریک و استفاده ی آن در ساخت غشاء نانوکامپوزیتی پلی اترسولفون (pes). ما نانولوله های کربنی را بوسیله اتصال دندریمر اسید سیتریک به گروه های عاملی روی نانولوله کربنی با استفاده از روش "اتصال از" اصلاح کردیم. در این روش گروه های عاملی و مکانهای فعال روی سطح نانولوله افزایش می یابند و نانوذرات tio2 روی سطح نانولوله بهتر و یکنواخت تر از حالت بدون اتصال دندریمر پوشش داده می شوند. نانولوله های پوشش داده شده با tio2 با استفاده از tem، xrd و afm شناسایی و مشخصه یابی شدند. روشهای شناسایی نشان داد که نانوذرات tio2 روی سطح نانولوله های کربنی دارای ساختار آناتاز با اندازه 20-10 نانومتر هستند. سپس همکاران ما در گروه پروفسور مدائنی در مرکز تحقیقات غشاء دانشگاه رازی اثر اضافه کردن نانولوله های پوشش داده شده با tio2 به غشاء زمینه پلیمری pes را روی خواص و سطح آن بررسی کردند و نتایج بدست آمده را با غشاء هایی که نانولوله های اصلاح شده با اسید و نانوذرات tio2 به انها اضافه شده بود مقایسه کردند. در فصل 4، ما نانوکامپوزیت های مغناطیسی-فلوئورسانس را بوسیله عاملدار کردن چندگانه mwcnts که شامل نانوذرات سوپر پارامغناطیس fe3o4 ، نقاط کوانتمی zns و دندریمر خطی پلیمر ترکیبی پلی سیتریک اسید و پلی اتیلن گلیکول (pca-peg-pca) می باشد را سنتز نمودیم. این نانوکامپوزیتها به دو روش آماده شدند: کووالانسی و غیرکووالانسی، بطوریکه ابتدا mwcnt ها باز و با گروهای oh و cooh بوسیله اسید سولفوریک و اسید نیتریک عاملدار شدند. سپس سیستم قبلی (نانولوله های کربنی باز و عاملدار شده) با نانوذرات سوپرپارامغناطیس (نانوذرات fe3o4) توسط روش شیمیایی مرطوب پر شده و نانولوله های کربنی پر شده با نقاط کوانتمی zns پوشش داده شد. سرانجام نانوکامپوزیت zns/fe3o4@mwcnts-graft-dendrimer با دو روش ساخته شد: 1) اتصال زنجیره های پلیمر اسید سیتریک به گروه های عاملی روی سطح نانولوله با استفاده از پلیمریزه کردن تراکمی (بسپارش) مخلوط مذاب از اسید سیتریک آبدار و fe3o4@mwcnts عاملدار شده تحت خلاء (کووالانسی) و 2) دندریمر خطی پلیمر ترکیبی (pca-peg-pca) بوسیله پلیمریزه کردن تحت خلاء سنتز شد و سپس برای ساخت نانوکامپوزیت، دندریمر به zns/fe3o4@mwcnts اضافه شد (غیر کووالانسی). با مقایسه منحنی هیسترزیس نانوبیوکامپوزیتهای سنتز شده با دو روش مختلف، متوجه شدیم که می توان خواص مغناطیسی آنها را بوسیله روش غیرکووالانسی حفظ و کنترل کرد. نتایج ما نشان داد که نانوکامپوزیتها ابرپارامغناطیس هستند که این یک خاصیت ضروری و مهم برای حامل های مغناطیسی هدفمند می باشد. برای نشان دادن رهاسازی دارو بصورت آزمایشگاهی ، داروی ضد سرطان paclitaxel به دندریمر (pca-peg-pca) روی نانولوله های اصلاح شده متصل نمودیم و رهاسازی دارو در شرایط مختلف از ph بررسی شد که بیشترین مقدار رهاسازی در ph=5 بدست آمد. ساختار نانوکامپوزیتها توسط روشهای مختلفی مانند tem ، xrd، tga، vsm و ft-ir شناسایی و بررسی شد. این نانوکامپوزیت قابل استفاده در نشاندار کردن سلولها در درمان سرطان می باشد. مهمترین راه برای ترکیب چندین ویژگی در مواد نانویی یکسان ساخت نانو معماریهای جدید می باشد. خواص مغناطیسی، کاتالیستی، اپتیکی و الکتریکی می تواند برای حرارت دادن، حرکت دادن و یا نظارت بر نانوکامپوزیتها استفاده و بکار برده شود. چندین نوع نانوکامپوزیت بر پایه نانولوله های کربنی وجود دارند. به سبب حضور حفره های خالی و سطح خارجی خیلی بزرگ، این شکل از کربن با خاصیت دوگانه بطور خاص مناسب است برای این هدف و بطور ویژه برای کاربردهای کاتالیستی. بنابراین برای کار بعدی که در فصل 5 نوشته شده است ما تلاش کردیم تا نانوکامپوزیتی بر پایه نانولوله های کربنی برای کاربردهای کاتالیستی بسازیم. در فصل 5 که حاصل همکاری ما با گروهی ایتالیایی در مرکز تحقیقات cnr رم، ایتالیا می باشد، یک رویکرد جدید برای ساخت نانوکامپوزیت هوشمند سه قسمتی بر پایه mwcnts بوسیله روش مرطوب شرح دادیم. قابل ذکر است که ماده جدید عامل دار شده دوگانه که بطورخلاصه بصورت fe@mwcnts/ru(nps) به آن اشاره می شود حفره mwcnts با نانوذراتی از ?لیاژمغناطیسی نرم پر شده در هنگامی که نانوذرات کاتالیست ru دیواره خارجی را پوشش داده اند. در این روش جداسازی خوبی از ذرات کاتالیستی و مغناطیسی بدست آمد. همه سنتیک مراحل با جزئیات شرح داده شده است. tem، hrtem، xrd و اندازه گیری مغناطیسی با استفاده از vsm برای نشان دادن همه مراحل و اثبات اثرات روش استفاده شد.