در این پایان نامه ابتدا تلاش شد تا یک زیست حسگر طرح چاپی تهیه شود، این کار به این صورت انجام شد که یک کامپوزیت شامل نانوذرات نقره و رزین اپوکسی بیس فنل a روی یک سوبسترا از جنس پلی اتیلن ترفتالات با روش اسپری کردن لایه نشانی شد و به وسیله این لایه رسانا طرح سه الکترودی روی سطح سوبسترا بدست آمد سپس با نانوکامپوزیت acetone-extracted propolis (aep) و نانو لوله های کربنی عاملدار شده سطح الکترود کار زیست حسگر پوشانده شد. روی سطح الکترود کمکی زیست حسگر هم با استفاده از کامپوزیت گرافیت و aep لایه نشانی شد. تمامی این کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت ها که به عنوان لایه های زیست حسگر استفاده می شدند قبل از استفاده بهینه شده و از حالت بهینه آنها برای ساخت زیست حسگر استفاده شد. در نهایت با تثبیت آنزیم کلسترول اکسیداز روی سطح الکترود کار زیست حسگر تهیه و آماده کار شد. یک قطره از محلول کلسترول روی سطح زیست حسگر قرار گرفت و اندازه گیری غلظت با روش ولتامتری چرخه ای انجام شد. زیست حسگر در دامنه غلظتی بین 5/0 تا mm 5 به خوبی کلسترول را اندازه می گرفت که پایین ترین حد تشخیص زیست حسگر همmm 32/0 بود. در بخش آخر کار هم از این زیست حسگر ساخته شده برای بررسی اثر الکتروکاتالیتیکی کبالت هگزاسیانوفرات روی فرآیند اکسایش آسکوربیک اسید استفاده شد.

با توجه به اینکه روش طراحی و ساخت الکترود های طرح چاپی در این پایان نامه جدید و برای اولین بار انجام می شد. روش ساخت الکترود های طرح چاپی در این پایان نامه از نظر روش چاپ که بوسیله ایربراش، بستر بکار رفته برای الکترد های طرح چاپی که قابلیت انعطاف پذیری و از نظر تهیه جوهرهای مختلف برای ایجاد لایه های رسانا جدید و جنبه نوآوری داشت. در بخش اول این پایان نامه ابتدا جوهرهای مورد نیاز برای ایجاد لایه رسانا جهت ساخت الکترود طرح چاپی ساخته شد. ابتدا جوهر نقره تهیه شد که برای این کار نانوذرات نقره سنتز شد و بعد با استفاده از نانوذرات نقره سنتزی، کامپوزیت رزین اپوکسی نقره تهیه شد این کامپوزیت با استفاده از ایربراش روی قالب سه الکترودی که بر روی بستر انعطاف پذیر پلی اتیلن ترفتالات (pet) چسبانده شده بود، اسپری شد که یک لایه رسانا با مقاومت (?/cm) 3بدست آمد. برای ایجاد لایه رسانای دوم روی الکترود کار از نانولوله های کربن تک جداره عاملدار استفاده شد که برای این کار ابتدا نانولوله های کربن تک جداره عاملدار شد و بعد به صورت بیو کامپوزیت f-swcnt/aepبر روی سطح الکترد کار اسپری شد که یک لایه رسانا با مقاومت 629 (?/cm) بدست آمد. برای پوشاندن سطح الکترد کمکی نیز از کامپوزیت رزین اپوکسی و گرافیت استفاده شد که یک لایه رسانا با مقاومت 70 (?/cm) بدست آمد. در بخش دوم این پایان نامه با تثبیت آنزیم پلی فنول اکسیداز بر روی بیوکامپوزیت f-swcnt/aep زیست حسگری بدست آمد که آنزیم پلی فنول اکسیداز از طریق جاذبه الکترواستاتیکی به صورت موثر برسطح الکترود تثبیت شد و از آن برای اندازه گیری کتکول استفاده شد. گستره ی خطی که برای زیست حسگر بدست آمد از غلظت 10-6 تا 5×10-5 بود و حد تشخیص زیست حسگر در حدود 2/4×10-7 بدست آمد. در بخش سوم پایان نامه رسوب نیکل هگزاسیانوفرات تهیه شد بعد با اضافه کردن 4 میلی گرم از رسوب پتاسیم نیکل هگزاسیانوفرات به کامپوزیت رزین اپوکسی و گرافیت جوهری بدست آمد که بر روی سطح الکترود کار حسگر طرح چاپی اسپری شد و از آن برای بررسی اثر الکتروکاتالیتیکی نیکل- هگزاسیانوفرات بر روی اکسیداسیون سیستئین استفاده شد. محدوده خطی برای این الکترود از 3×10-4 m تا 2/5×10-5 m بدست آمد و حد تشخیص برای حسگر در حدود 3/84×10-6 بود.

سلول های خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی یک گزینه کم هزینه برای نسل سوم سلولهای خورشیدی در نظرگرفته می-شوند. اساس این نوع سلولها، سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگ هستند. در این تحقیق از نانوذرات tio2 سنتز شده به روش هیدروترمال استفاده شده است. در این روش مقدار مشخصی از tio2 با محلول غلیظ سود مخلوط شده و در دمای بالا برای مدت معینی قرار می گیرد. از روش جذب و واکنش پی در پی لایه های یونی (روش silar) برای حساس سازی فوتوآند با نقاط کوانتومی cds استفاده شده است. همچنین از شیشه رسانای fto و گرافیت بعنوان فوتو کاتد و الکترولیت پلی سولفید به عنوان زوج ردوکس استفاده شده است. نتایج تجربی نشان داد که با استفاده از نانوذرات tio2 جریان و ولتاژ بیشتری در مقایسه با استفاده از tio2 صنعتی بدست می آید. همچنین از روش طراحی آزمایش و سطح پاسخ برای بهینه سازی در روش silar استفاده شده است.

هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی دسته ای از مواد کامپوزیت هستند که فاز زمینه آن ها را هیدروژل های طبیعی و فاز تقویت کننده آن ها را ذرات نانومتری تشکیل می دهند. این نوع هیدروژل ها همانند سایر هیدروژل های پلیمری، دارای ساختار شبکه ای سه بعدی و قابلیت تورم هستند. استفاده از هیدروژل های پلیمری به دلیل ضعف خواص و استحکام مکانیکی آنها با محدودیت هایی مواجه است. بهبودی که به دلیل حضور عامل های تقویت کننده نانومتری در خواص فیزیکی، مکانیکی، نوری، تورمی و ... هیدروژل ها حاصل می شود، محدودیت کاربردی آن ها را برطرف می کند. با این حال، عدم زیست سازگاری و زیست تجزیه پذیری مطلوب از جمله مهمترین معضلات هیدروژل های نانوکامپوزیتی به شمار می آید. از این رو، در این پایان نامه دسته جدیدی از هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی بر پایه سفیده تخم مرغ حاوی 0، 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی از نانو خاک رس سدیم مونت موریلونیت به روش اختلاط تهیه شد. علاوه بر این، دسته ای دیگر از هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی بر پایه سفیده تخم مرغ و پلی وینیل الکل حاوی0، 5، 10 و 15 درصد وزنی از سدیم مونت موریلونیت به روش سرمایش-گرمایش تهیه شدند. ساختار از هم گسیخته تمام نمونه ها با آزمون xrd مشخص شد. آزمون های کسرژل، تورم، خشک شدن، ftir، dsc، dmta و sem به انجام رسید. نتایج نشان داد که قابلیت تورم و خشک شدن نمونه ها با میزان خاک رس رابطه معکوس داشته و با افزایش درصد خاک رس میزان کسر ژل و دمای تخریب و دناتره شدن سفیده تخم مرغ افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان دهنده نقش خاک رس به عنوان عامل شبکه ای کننده در ساختار هیدروژل های زیست نانوکامپوزیتی است.

با توجه به تاریخچه و کارایی حسگرها و زیست حسگرهای الکتروشیمیایی در اندازه گیری دسته وسیعی از ترکیبات از جمله آلاینده ها، سموم و داروها، در تحقیق حاضر سعی بر آن شد که با استفاده از بستر های جدید و اصلاحگرهای مناسب در ساختار سیستم های الکتروشیمیایی، کارایی و حساسیت این روش ها بهبود یابد. در اولین بخش از کار تحقیقاتی حاضر، جهت ساخت حسگر الکتروشیمیایی حساس به مقادیر بسیار کم هیدروکربن های آروماتیک (pahs)، برای اولین بار از ابر مولکولی به نام کالیکس آرن که توانایی به تله انداختن ترکیبات pah را دارند استفاده شد.در بخش دوم یک زیست حسگر جدید با تثبیت آنزیم استیل تیوکولین استراز در بستری از مخلوط سل ژل، مایع یونی و گرافن برای اندازه گیری سموم ارگانو فسفره ساخته شد. در تحقیق سوم از یک الکترود اصلاح شده با کامپوزیت graphene-tio2 برای اندازه گیری داروی مترونیدازول در محیط-های بیولوژیکی استفاده شد و . در تحقیق پایانی، از گرافن و سل ژل به صورت مجزا در ساخت زیست حسگر پلی فنل اکسیداز استفاده شد.

در این پژوهش، به بررسی اصلاح زئولیت کلینوپتیلولیت از طریق تبادل یون و وارد کردن یون هایی با خاصیت آنتی باکتریال نظیر مس، روی و آهن، کاهیدن آن ها با استفاده از سدیم بروهیدرات و تبدیل آن ها به نانوذرات فلزات دارای خاصیت آنتی باکتریال، پرداخته شده است. در آزمایشات انجام گرفته طی این پژوهش، به بررسی خاصیت آنتی باکتریال این نانوذرات و مقایسه آن ها با یکدیگر پرداخته شده است.

زخم بند های هیدروژلی با خواص تورمی و الاستیسیته و شفافیت و رطوبت رسانی به سطح زخم سبب تسریع در روند بهبود زخم می شود و با اضافه کردن نانوذرات به ساختار آنها خواص مکانیکی و الاستیکی آنها به طرز چشمگیری بهبود میابد طبق مطالعاتی که تا کنون انجام شده اضافه کردن نانوذرات خاک رس سبب بهبود خواص تورمی زخم بند برای جذب ترشحات اضافی زخم و افزایش خواص مکانیکی زخم بند می شود. در این طرح تلاش شده تا با استفاده از سفیده ی تخم مرغ به عنوان فاز زمینه علاوه بر بهبود خواص مکانیکی زخم بند به دلیل داشتن آلبومین در سفیده سبب تسریع روند بهبود زخم شده و با استفاده از پلیمر زیست سازگاری چون پلی وینیل الکل به جای پلیمر های مصنوعی که با بدن سازگار نیستن علاوه بر حل مشکل زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری سبب بهبود خواص مکانیکی و الاستیسیته نیز شده .نتایج نشان می دهد که نوع و مقدار خاک رس بر بهبود خواص نامبرده شده موثر بوده .در صورت دستیابی به چنین سامانه ای می توان از این زخم بند ها برای کمک رسانی به مصدومین ناشی از جراحت ها به ویژه مجروحین جنگی و مصدومان ناشی از بلایای طبیعی از قبیل زلزله و.. بدون نیاز به مراقبت های ویژه ی پزشکی و درمانی استفاده نمود.