با گسترش روش های رسانش داروئی نوین می توان بدون آسیب رساندن به سایر بافت ها به بیشترین تأثیر پذیری در بدن دست یافت. لذا ابداع و تحقیق در مورد سامانه های دارورسانی حائز اهمیت فراوان است. با پیدایش نانوفناوری، در عرصه ی دارو رسانی می توان از ترکیباتی که در حد نانو هستند مثل نانو لوله ها، فولرن ها، لیپوزوم ها و مایسل ها و.... به منظور ابزارهای مناسب به عنوان حمل کننده های داروئی استفاده کرد. در این پایان نامه، با توجه به اهمیت اختلالات اضطرابی و روش دارودرمانی به عنوان یکی از پرکاربردترین روش های درمان آن، به بررسی فرایند برهمکنش داروی اکسازپام، که از دسته ی بنزودیازپین ها بوده و در درمان اضطراب و بی خوابی بکار می رود، با نانوذرات پرداخته شد. لذا پدیده ی جذب، که به عنوان اولین عامل در سیستم رسانش داروئی دارای اهمیت است، برای سنجش کارائی نانولوله های کربنی تک دیواره (0و7) و (4و4) و فلورن 60c به عنوان حمل کننده های داروئی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا از نرم افزار سیستا بر پایه ی تئوری تابعیت چگالی و در سطح تئوری تقریب گرادیان تعمیم یافته با تابعیت پردو – بارک - ارنزرهوف و مجموعه پایه ی دوتایی قطبیده استفاده شد. به منظور تحقق این هدف عواملی مانند انرژی جذب، فاصله ی تعادلی، میزان بار انتقال یافته، نمودار چگالی حالت ها و چگالی حالت های تصویر شده و دانسیته ی بار الکترونی کلی مورد بررسی قرار گرفت. انرژی جذب 96/0- کیلوژول بر مول در نتیجه ی قرارگیری اکسیژن کربونیل داروی اکسازپام در فاصله ی تعادلی 94/2 آنگسترومی از اتم کربن فولرن 60c بیانگر جذب فیزیکی ضعیف در پایدارترین پیکربندی اکسازپام – فولرن می باشد. مقادیر انرژی جذب 93/1 و 96/0 کیلوژول بر مول بدست آمده در پایدارترین پیکربندی های حاصل از قرارگرفتن اتم کلر نسبت به پیوند کربن ـ کربن افقی و مورّب به ترتیب در نانولوله های کربنی (0و7) و (4و4) در فاصله ی تعادلی 00/3 آنگسترومی نشان دهنده ی عدم برهمکنش قابل توجه بین این اجزا بوده است. در نهایت می توان گفت این نانوذرات حمل کننده ی مناسبی برای داروی اکسازپام نیستند

هدف اصلی در این پژوهش مطالعه کوانتومی روی ابرمولکولی است که به طور موثر و کارآمدی بتواند هنگامی که برانگیختگی توسط فوتون صورت می گیرد، الکترون را منتقل کند. ابرمولکول سه تایی 3](bpy) (cx)2-[m(ii) که در آن os]، ru، m=feو c60, c80 [x = از خود آرایی گونه های الکترون گیرنده (فولرین) و گونه های الکترون دهنده (m(ii)(bpy)3) تشکیل می شود. محاسبات با درنظر گرفتن پارامتر های وان دروالسی و غیروان دروالسی برای ابرمولکول های سه تایی fe(bpy)3-(c60)2،fe(bpy)3-(c80)2 ، ru(bpy)3-(c60)2، ru(bpy)3-(c80)2، os(bpy)3-(c60)2و os(bpy)3-(c80)2در سیستم منزوی و برای ابرمولکول سه تایی ru(bpy)3-(c60)2 در سیستم منزوی و دما های k300 و k 500 صورت گرفت. محاسبات صورت گرفته روی این ابرمولکول ها سه تایی نتیجه مطلوبی را در خصوص ابرمولکول سه تایی ru(bpy)3-(c60)2 در سیستم منزوی و دما های k 300 و k 500 در مقایسه با سایر ابرمولکول ها در سیستم منزوی نشان داد. در بررسی فاصله های بین مولکولی در ابرمولکول سه تایی ru(bpy)3-(c60)2 کاهش فاصله ها را در دما های k 300 و k500 نسبت به سیستم منزوی داریم. همچنین آنالیز انتقال بار مولیکن در ابرمولکول سه تایی ru(bpy)3-(c60)2 نشان از انتقال بار بیشتر به اندازه ( e855/0) و ( e949/0) در دماهای k300 و k500 نسبت به سیستم منزوی ( e636/0) دارد. مطالعات ساختار الکترونی اوربیتال های مولکولی، (homo) و (lumo) برای ابرمولکول سه تایی ru(bpy)3-(c60)2 در دمای k300 تمرکز بیشتر اوربیتال های مولکولی homo و lumo را به ترتیب روی واحد های دهنده و گیرنده الکترون نسبت به سایر ابرمولکول های سه تایی مورد بررسی در سیستم منزوی نشان داد، در نتیجه می توان حالت جدایی بار را برای این ابرمولکول در دمای k300 به صورت و در نظر گرفت .در این پایان نامه محاسبات با استفاده از نرم افزار سیستا بر اساس تئوری تابعیت چگالی، با تقریب گرادیان تعمیم یافته (gga) با تابعیت pbe صورت گرفت. مجموعه ی پایه ی در نظر گرفته شده برای کلیه ی اتم ها دوتایی قطبیده (dzp)می باشد.

پیل سوختی به عنوان یک منبع جدید انرژی هر روز جایگاهی برجسته تر را به خود اختصاص می دهد. توسعه ی این تکنولوژی از طرفی به دلیل راندمان بالا، عدم آلودگی محیط زیست و سهولت نحوه بهره برداری می باشد و از طرف دیگر ناشی از این امر است که انواع پیل های سوختی در موارد بسیار وسیعی از جمله در نیروگاهها، شاتل های فضایی، زیر دریایی ها، خودروها و ... کاربرد دارد. یکی از بهترین کاتالیزورها برای استفاده در پیل فلز پلاتین است. وقتی هیدروژن به آند وارد می شود تحت تاثیر کاتالیزور قرار گرفته و در تماس با آن راحت تر اکسید می شود و در کاتد نیز گاز اکسیژن بعد از ورود، به کاتالیزور برخورد می کند و واکنش کاتدی نیز در حضور پلاتین سرعت می یابد. بالا بودن قیمت پیل سوختی به سبب گران قیمت بودن فلز پلاتین می باشد. همین امر باعث شده است که علی رغم تمام مزیت های پیل سوختی، استفاده از این فناوری تجاری نگرددو کاهش مصرف آن(با همان میزان بازدهی) می تواند تجارت پیل سوختی را آسان کند و بر روی قیمت منابع انرژی موثر باشد. بنابراین بر آن شدیم که در این پژوهش بعد از مدل سازی و انجام محاسبات جذب پلاتین را در موقعیت-های مختلف بر روی گرافن آلایش شده با پلاتین با استفاده از تئوری تابع چگالی (dft) بررسی کنیم با در نظر گرفتن و بررسی خواص مکانیکی سیستم با استفاده از راه کارهایی جذب هیدروژن را افزایش دهیم و در نهایت موفق به این کار شدیم.

بشر امروز دنیایی برای خود ساخته است، که در آن اگرچه از پیشرفتهای خود بهره میبرد، لیکن از کاستیهای خود نیز رنج میکشد. به همین دلیل به دنبال ایجاد تکنولوژیهایی است که توان ترمیم نواقص را داشته باشد. امروزه ما به دنبال ساخت موادی مستحکم و سبک هستیم که بتوانیم آن را جایگزین چوب و آهن و سایر مواد سنتی کنیم تا هم پاسخگوی رشد جمعیت روزافزون باشد و هم در حفظ جان و سرمایه- های بشری از آن بهره مند شویم. نانوکامپوزیتها و امروز کامپوزیتهای خودترمیم نسخه جدید ایدههای تکنولوژیک، برای پیشرفت و دستیابی به این خواسته است. در این پروژه ابتدا به ساخت میکروکپسولهای حاوی مواد خودترمیم پرداخته شد و در جداره میکروکپسولها از نانوذرات استفاده شد تا در بهبود خواص مکانیکی و حرارتی جداره میکروکپسولها موثر باشند، سپس این میکروکپسولها در ماتریس پلیمری جاسازی شدند یعنی کامپوزیت خودترمیم فراورش گردید. در ضمن نانوذرات به ماتریس پایه افزوده شدند. همچنین برای میکروکپسولها و نیز برای کامپوزیتها و نانوکامپوزیت- های خودترمیم تستهای بررسی خواص مکانیکی و مورفولوژیک و سایر تستهای مربوطه انجام پذیرفت و توان ترمیم ماده ساخته شده نیز مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد، افزودن نانوذرات در پوسته میکروکپسول ها و ماتریس کامپوزیت، اندیس پلاستیسیته را افزایش می دهد که مشخص کننده ی کاهش استحصال الاستیسیته ی میکروکپسول ها و نانوکامپوزیت است. بنابراین، این عبارات نشان می دهند که میکروکپسول های فاقد و حاوی نانوذرات و نانوکامپوزیتهای خودترمیم شبیه مواد پلاستیک-ویسکوالاستیک رفتار می کنند. تأثیر افزایش نانوذرات به کامپوزیت های خودترمیم همچنین شامل تمرکز بر روی خواص مکانیکی، زبری سطح و سختی ماده حاصله بود. پارامترهای زبری سطح برای میکروکپسول ها و نانوکامپوزیتهای خودترمیم محاسبه گردید و سایر فاکتورهای مربوط به خواص مکانیکی نیز بررسی شد. نتایج تستها، توان ترمیم 81 % را برای مدت زمان 2 ساعت برای نانوکامپوزیت پلیمری نشان داد. در بخش دوم این پروژه به شبیه سازی کامپیوتری با استفاده از شیوه های نوین محاسباتی پرداخته شد. در کل از آنجا که امروزه بشر برای صرفه جویی در زمان و هزینه است از شبیهسازی کامپیوتری استفاده میکند تا به نتایج دقیق محاسباتی دست پیدا کند و سپس متحمل هزینه های تحقیقاتی و آزمایشگاهی شود، در این پروژه نیز به بررسی خواص مکانیکی و انرژیهای پیوندی بین نانو لولههای کربنی و اپوکسی به عنوان ماتریس پایه پرداخته شد. هدف بررسی برهم کنش و انرژی ناشی از آن بین نانولوله های کربنی و پلیمر بود. در ابتدا آرایش فضایی ترجیحی برای جذب بررسی گردید. سپس تأثیرات dft اپوکسی به روش کایرالیتی و قطر نانولوله ها بررسی شد. در ضمن نقوص مختلف بر روی نانولوله های کربنی ایجاد گردید و گروه های عاملی متفاوت که پس از اصلاح سطحی روی نانولوله قرار میگیرند و تأثیر آن ها بر انرژی های اندرکنش بین اپوکسی/ نانولوله مورد بررسی قرار گرفت. در ضمن تأثیرات تعدادی از نقص هایی که ممکن است روی نانولوله ایجاد شوند بر روی خواص مکانیکی کامپوزیت اپوکسی/ نانولوله ی کربنی مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله ی آخر میزان مدول یانگ که بر پایه ی انرژی کرنشی در محدوده ی تغییر شکل الاستیک هارمونیک قرار دارد. مورد محاسبه قرار گرفت. مدول یانگ ذکر شده برای نانوکامپوزیت حاوی نانولوله ی کربنی بدون اصلاح سطحی/اپوکسی و نانولوله ی کربنی عامل دار شده )به فرم زیگزاگ(/ اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. در ضمن تاثیر افزایش تعداد مونومرهای اپوکسی تا هشت مونومر یعنی تا جایی که ممانعت فضایی حول نانو لوله ایجاد نشود بر خواص مکانیکی و انرژی های برهمکنش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مربوط به محاسبات در بخش های ویژه مربوط به هر مبحث گنجانده شده است.