در سال های اخیر تلاش های زیادی برای طراحی و کنترل تولید مواد نانوساختار با خواص کاربردی جدید صورت پذیرفته است. علاقه به مواد با مقیاس نانو از این حقیقت سرچشمه می-گیرد که خواص این مواد (نوری، الکتریکی، مکانیکی، شیمیایی و ...) تابعی از اندازه، ترکیب و ساختار آن ها می باشد. به هرحال ارائه روش های موثر که بطور قابل اعتماد و تکرارپذیر بتواند تقاضاهای جدید نانوفناوری را برای تولید نانومواد با خواص ویژه برآورده کند الزامی است. یکی از روش های مرسوم برای سنتز نانوساختارهای ویژه استفاده از الگوها می باشد. این روش علاوه بر سادگی، ارزان بوده و قابل دسترس می باشد. دسته مهمی از مواد که دارای خواص وابسته به اندازه بوده و کابردهای وسیعی دارند، نیمه رسانا ها می باشند. کادمیم سولفید یکی از پرکابردترین نیمه رسانا ها بوده و در تولید انواع دیود لیزرها، ترانزیستورها و ... مورد استفاده قرار می گیرد. سنتز این ترکیب با خواص الکتریکی جدید، تولید و بهبود کارائی انواع قطعات الکترونیکی را ممکن می سازد. در این پژوهش با استفاده از روش الگوبرداری از فرم های تجمعی سورفکتنت ها کادمیم سولفید با دو نانوساختار متفاوت (نانوکره های توخالی و نانوکره های توخالی هسته ـ پوسته) سنتز و مورد برسی قرار گرفته است. خواص ترکیبات تهیه شده با استفاده از تکنیک های تصویربرداری و طیف سنجی مورد برسی قرار گرفته است. تمرکز اصلی در این پژوهش بر روی سنتز و بررسی اثر اندازه بر روی خواص الکتریکی مواد تهیه شده می باشد. در فصل اول نانوفناوری به صورت مختصر معرفی شده و برخی از خصوصیات نانومواد و روش های سنتز آن ها شرح داده شده اند. در فصل دوم دستگاه ها، مواد مورد استفاده و آزمایش های انجام شده توضیح داده شده اند. در فصل سوم نتایج بدست آمده ارائه شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. در نهایت نتایج بدست آمده با حالت توده ای کادمیم سولفید و ساختارهای متفاوت مقایسه شده اند.

حسگر پیشنهادشده در این کار برای آب اکسیژنه برای بررسی سینتیک تخریب آب اکسیژنه، اندازه گیری، تشخیص اکسیژن و همچنین در پیل های سوختی به عنوان الکترودی ارزان و موثر برای کاهش الکتروشیمیایی اکسیژن استفاده شود. تشخیص و اندازه گیری غلظت داروی زیدوودین به دلیل اثرات نامطلوب این دارو در غلظت های بالای ?m 10 بسیار مهم می باشد. به همین منظور حسگر جدیدی بر اساس نانوکامپوزیت نقره و mwcnt، بر روی سطح الکترود gce تهیه شده است. نتایج نشان داده است که نقره نشانده شده بر روی mwcnt دارای ساختار نانولایه با ضخامت nm 15.5 می باشد. حسگر پیشنهادشده در این کار با استفاده از روش آمپرومتری برای زیدوودین پاسخ سریع و صحیحی داشته و کارایی بسیار مطلوبی نشان داده است. در کار بعدی الکترود خمیر کربن (cpe) اصلاح شده با mwcnt و مایع یونی (il) تهیه شده است. ترکیب بهینه این الکترود با بررسی های الکتروشیمیایی و مطالعات آماری (نرم افزار طراحی آزمایش) به دست آمده است. الکترود بهینه با ترکیب درصد وزنی 60% پودر گرافیت، 2/14% پارافین، 8/10% mwcnt و 15% il خواص الکتروشیمیایی مطلوبی نشان می دهد که با مقادیر پیش بینی شده با مدل استفاده شده به خوبی مطابقت دارد. سطح cpe با نانوساختارهای گل کلمی شکل طلا اصلاح شد. الکترود اصلاح شده سه پیک اکسایشی تیز و کاملاً جدا برای آسکوربیک اسید (aa)، دوپامین (da) و اوریک اسید (ua) نشان می دهد. الکترود تهیه شده دارای مشخصات بسیار مناسبی برای اندازه گیری همزمان این سه ترکیب زیستی دارا می باشد. در کار بعدی، از یک نانوساختار متخلخل گرافیتی (pgcn) جدید تهیه شده از مواد زیستی، برای اصلاح ا gce استفاده گردید و خواص الکتروشیمیایی آن برای کاربردهای متفاوت بررسی گردید. در ابتدا فعالیت کاتالیزوری این ترکیب برای واکنش کاهش اکسیژن با استفاده از ولتامترهای چرخه ای مورد بررسی قرار گرفت. الکترود اصلاح شده با pgcn یک پیک تیز و کاملاً مشخص برای کاهش اکسیژن نشان می دهد. ما پیشنهاد کرده ایم که این کارایی بالای ترکیب pgcn برای واکنش کاهش اکسیژن، مربوط به خاصیت کاتالیزوری ناشی از ناخالصی اکسید آهن افزوده شده به آن می باشد. ازآنجایی که واکنش کاهش اکسیژن مرحله کند سرعت در پیل های سوختی می باشد، این الکتروکاتالیست بدون پلاتین برای واکنش کاهش اکسیژن می تواند یک ترکیب امیدوارکننده برای توسعه پیل های سوختی ارزان قیمت باشد. در آزمایش دیگری pgcn به عنوان بستر برای رسوب دهی الکتروشیمیایی pt-np استفاده شد و کارایی الکترود تهیه شده برای اکسایش الکتروشیمیایی متانول در محیط اسیدی بررسی گردید. آنالیزهای عنصری سطح نشان داد که سطح اصلاح شده با ترکیب pt-np/pgcn شامل 95/4 درصد وزنی پلاتین می باشد. همچنین با استفاده از تکنیک کرونوآمپرومتری مقدار پلاتین بارگذاری شده بر سطح الکترود ?g/cm2 5/21 به دست آمده است. این مقدار کم پلاتین استفاده شده برای اصلاح سطح الکترود به دلیل کاهش هزینه، در تحقیقات در زمینه پیل های سوختی بسیار موردتوجه است. علیرغم این مقدار کم پلاتین استفاده شده، این الکترود دانسیته جریان زیادی (ma/mg 743) برای اکسایش الکتروشیمیایی m 5/0 متانول در محیط اسیدی نشان می دهد که تقریباً دو برابر مقدار گزارش شده برای الکترود تجاری pt/c می باشد. همچنین در این کار نشان داده ایم که نانوکامپوزیت pt-np/pgcn می تواند برای تهیه حس گر با کارایی بالا برای آنالیز غلظت ترکیب سمی متانول در ph طبیعی استفاده شود. الکترودهای اصلاح شده با استفاده از تکنیک های sem، eds، xrd، eis، cv و lsv مشخصه یابی شده اند.