1-9- روش های مشتقی در اسپکتروفتومتری. 12

1-10- مقدمه ای بر روش های مشتقی. 14

1-10-1- روش ها و مزایا 14

1-10-2- تکنیک های نوری و الکترونی در مشتق گیری. 15

1-10-3- تکنیک های ریاضی در مشتق. 16

عنوان صفحه

1-10-4- حذف پس زمینه 17

1-10-5- اثرات پهنای طیف.. 18

1-11- مشکلات ماتریسی در مشتق. 19

1-12- مرحله كالیبراسیون (آموزش) و پیشگویی (تست) 20

1-12-1- طراحی آزمایش… 21

1-12-2- اثر نویز. 23

1-13- پیش پردازش داده ها 23

1-13-1- تمركز بر میانگین. 24

1-13-2- هم مقیاس كردن. 24

1-14- تصحیح سیگنال عمودی. 25

1-15- انتخاب فاكتورهای بهینه در كالیبراسیون. 26

1-15-1- الگوریتم اعتبار سازی دو طرفه 26

1-16- پارامترهای آماری. 27

1-17- تجزیه های اسپكتروفتومتری. 28

1-18- حسگر شیمیایی. 29

1-19- انواع حسگرهای شیمیایی. 30

1-19-1- حسگرهای گرمایی. 31

1-19-2- حسگرهای جرمی. 31

1-19-3- حسگرهای الکتروشیمیایی. 32

1-19-3-1- حسگرهای پتانسیومتری. 32

1-19-3-2- حسگرهای آمپرومتری. 33

1-19-3-3- حسگرهای رسانایی سنجی. 33

1-20- حسگرهای نوری. 34

عنوان صفحه

1-21- قواعد حسگری در حسگرهای نوری بر پایه جذب.. 35

1-21-1 جذب.. 36

1-22- شیمی پاسخ حسگر. 37

1-23- مکانیسم پاسخ در حسگرهای نوری. 40

1-23-1- حسگرهایی بر پایه تبادل یون. 40

1-23-2- حسگری بر اساس استخراج همزمان. 41

1-23-3- حسگری بر اساس شناساگرهای رنگزا و فلورسانس کننده 42

1-23-4- حسگری بر اساس رنگینه های حساس به پتانسیل. 43

1-24- روشهای تثبیت.. 43

1-25- مواد مورد استفاده به عنوان بستر تثبیت.. 47

فصل دوم : تاریخچه

2-1- مروری بر تاریخچه روش های كالیبراسیون چند متغیره 51

2-2- مروری برتاریخچه حسگرهای نوری برای اندازه گیری کاتیونها 52

فصل سوم : بخش تجربی

3-1- مقدمه 56

3-1-1- اسپكتروفتومتری. 56

3-2- تكنیك اسپكتروفتومتری. 57

3-2-1- مواد و دستگاه های مورد نیاز 57

3-2-1-1- تهیه محلول ها و استانداردها 58

3-2-1-2- نرم افزارهای مورد استفاده 59

عنوان صفحه

فصل چهارم : بحث و نتایج

4-1- بهینه سازی پارامترهای مؤثر در اندازه گیری همزمان سرب و جیوه 61

4-1-1- بررسی اثر غلظت واکنشگر بر روی فرایند تثبیت.. 61

4-1-2- بررسی اثر زمان تثبیت.. 62

4-1-3- اثر pH در اندازه گیری همزمان سرب و جیوه 63

4-1-4- زمان پاسخ حسگر. 65

4-2- منحنی کالیبراسیون. 66

4-3- حد تشخیص روش.. 68

4-4- بررسی تکرار پذیری در ساخت حسگرها 68

4-5-کالیبراسیون چند متغیره 69

4-5-1- انتخاب تعداد فاکتورهای بهینه 71

4-5-2- اندازه گیری همزمان سرب و جیوه توسط روش های مختلف کمومتریکس… 71

4-5-2-1- اندازه گیری همزمان سرب و جیوه توسط روش PLS. 71

4-5-2-2- اندازه گیری همزمان سرب و جیوه توسط روش پیش پردازش D-PLS. 73

4-5-2-3- اندازه گیری همزمان سرب و جیوه توسط روش پیش پردازشOSC-PLS. 75

4-5-2-4- اندازه گیری همزمان سرب و جیوه توسط روش پیش پردازشD-OSC-PLS. 77

4-6- اندازه گیری همزمان سرب و جیوه با استفاده از حسگر در نمونه های حقیقی. 79

نتیجه گیری. 81

فهرست اشكال

عنوان صفحه

شکل 1-1- نمایش ماتریس X به Scores و Loading توسط روش آنالیز مولفه های اصلی. 11

شکل 1-2- نمایش جذب ها و مشتق هایی از یک طیف گوسین. 13

شکل 1-3- نمایی از یک طیف دارای جذب زمینه و مشتق آن. 17

شکل 1-4- نمایشی از تفاوت در پهنای گسترده پیک ها 18

شکل 1-5- اثرات حذف پراکندگی. 19

شکل 1-6- نمایی از مشکلات ماتریسی بر روی طیف ها 20

شکل 1-7- طراحی فاکتوری بر اساس سه فاکتور 22

شکل 1-8- پیش پردازش داده ها. 25

شکل 1-9- آرایش کلی حسگر شیمیایی یا بیوشیمیایی. 30

شکل 1-10- مکانیسم تبادل یون برای تشخیص و اندازه گیری یک آنالیت کاتیونی در حسگر نوری. 41

شکل 1-11- مکانیسم استخراج همزمان آنالیت آنیونی همراه با پروتون به درون لایه حسگر. 42

شکل 1-12- اثر تشکیل جفت یون در چربی دوستی شناساگر. 46

شکل 3-1- شمایی از شکل ساختاری گالوسیانین. 58

شکل 3-2- طیف های مربوط به کمپلکس های سرب و جیوه با گالوسیانین. 59

شکل 4-1- اثر غلظت لیگاند بر میزان تثبیت بر روی فیلم های تری استات سلولز. 62

شکل 4-2- اثر زمان تثبیت واکنشگر بر پاسخ حسگر. 63

شکل 4-3- اثر pH در اندازه گیری سرب.. 64

شکل 4-4- اثر pH در اندازه گیری جیوه 64

شکل 4-5- اثر زمان تماس حسگر با محلول سرب.. 65

شکل 4-6- اثر زمان تماس حسگر با محلول جیوه 66

573 nm 67

565 nm.. 67

عنوان صفحه

شکل 4-9- نمودار PRESSبرای فلزات سرب و جیوه با روش PLS. 72

شکل 4-10- نمودار Scores برای فلزات سرب و جیوه با روش PLS. 72

شکل 4-11- نمودار PRESS برای فلزات سرب و جیوه با روش پیش پردازش D-PLS. 74

شکل 4-12- نمودار Scoresبرای فلزات سرب و جیوه با روش پیش پردازشD-PLS. 74

شکل 4-13- نمودار PRESS برای فلزات سرب و جیوه با روش پیش پردازش OSC-PLS. 76

شکل 4-14- نمودار Scoresبرای فلزات سرب و جیوه با روش پیش پردازشOSC-PLS. 76

شکل 4-15- نمودار PRESS برای فلزات سرب و جیوه با روشهای پیش پردازشD-OSC-PLS. 78

شکل 4-16- نمودار Scoresبرای فلزات سرب و جیوه با روشهای پیش پردازشD-OSC-PLS. 78

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول 4-1- نتایج تجربی بدست آمده در تکرارپذیری در ساخت حسگرها. 68

جدول 4-2- غلظت های مختلف فلزات سرب و جیوه در مخلوط های دو جزئی استفاده شده در کالیبراسیون 70

جدول 4-3- غلظت های مختلف فلزات سرب و جیوه در مخلوط های دو جزئی استفاده شده در مرحله پیشگوئی 70

جدول 4-4- نتایج به دست آمده در نمونه های سنتزی مربوط به سرب و جیوه با PLS.. 73

جدول 4-5- نتایج به دست آمده در نمونه های سنتزی مربوط به سرب و جیوه با PLS-D… 75

جدول 4-6- نتایج به دست آمده در نمونه های سنتزی مربوط به سرب و جیوه با PLS-OSC… 77

جدول 4-7- نتایج به دست آمده در نمونه های سنتزی مربوط به سرب و جیوه با PLS-D-OSC… 79

جدول 4-8- نتایج به دست آمده در نمونه های حقیقی مربوط به اندازه گیری همزمان سرب و جیوه با روشPLS-D-OSC… 80

1-7- بازدارنده­ها 15

1-7-1- بازدارنده های ترمودینامیکی.. 15

1-7-2- بازدارنده های غیرترمودینامیکی.. 16

1-7-3- معیار های بازدارنده. 16

1-8- جذب.. 17

2-1- تاریخچه­ی شبیه­سازی.. 20

2-2- شبیه سازی دینامیک مولکولی.. 21

2-3- سامانه های مدل و پتانسیل های برهمکنش…. 21

2-4- معرفی مدل پتانسیل برای برهمکنش بین مولکول های سازندهی سامانه. 23

2-5- معرفی مدل پتانسیل برای برهمکنش بین سیستم و محیط.. 23

2-5-1- شرایط مرزی دوره­ای.. 24

2-5-2- قطع پتانسیل و قرارداد نزدیکترین تصویر. 25

2-6- الگوریتم انتگرال­گیری زمانی.. 25

2-6-1- الگوریتم ورله. 26

2-6-2- الگوریتم جهشی ورله. 27

2-6-3- الگوریتم ورله سرعتی.. 28

2-7- اولین گام در شبیه سازی دینامیک مولکولی.. 29

2-7-1- تعیین مکان­های اولیه ی ذرات.. 29

2-7-2- تعیین سرعت­های اولیه ی ذرات.. 30

2-8- دومین گام در شبیه­سازی دینامیک مولکولی.. 30

2-9- سومین گام در شبیه­سازی دینامیک مولکولی اندازه گیری خواص ترمودینامیکی.. 31

2-10- چهارمین گام در شبیه­سازی دینامیک مولکولی: تحلیل نتایج.. 32

2-11- انواع مجموعه ها در شبیه­سازی دینامیک مولکولی.. 32

2-12- انواع خطاها در شبیه­سازی دینامیک مولکولی.. 33

2-12-1- خطاهای آماری.. 33

2-12-2- خطاهای سیستماتیک… 33

2-13- محدودیت­های شبیه­سازی دینامیک مولکولی.. 34

2-13-1- اثرات کوانتومی.. 34

2-13-2- تعیین پتانسیل­های برهمکنش…. 34

3-1- انواع خواص ترمودینامیکی.. 36

3-1-1- توابع ترمودینامیکی ساده. 36

3-1-1-1- انرژی داخلی.. 36

3-1-1-2- فشار. 37

3-1-1-3- میانگین مجذور نیرو. 37

3-1-2- توابع ترمودینامیکی پاسخ.. 38

3-1-3- خواص وابسته به انتروپی.. 39

3-1-3-1- انتگرال گیری ترمودینامیکی.. 40

3-1-3-2- روش ذره­ی آزمایشی.. 40

3-1-4- انرژی آزاد. 41

3-2- انواع روش­ها برای محاسبه ی اختلاف انرژی آزاد. 43

3-2-1- اختلال ترمودینامیکی.. 43

3-2-1-1- محاسبه­ی اختلاف انرژی آزاد حلال پوشی بازهای نیتروژن­دار با روش اختلال ترمودینامیکی 44

3-2-1-2- محاسبه­ی اختلاف انرژی آزاد هشت لیگاند مربوط به پروتئین پیوندی FK506 با FKBP12 به روش اختلال ترمودینامیکی.. 46

3-2-2- روش تدریجی.. 50

3-2-3- خط سیر چند مرحله ای.. 50

3-2-4- انتگرال­گیری ترمودینامیکی.. 53

3-3- کاربرد روش­های محاسبه ی اختلاف انرژی آزاد. 53

3-3-1- چرخه­های ترمودینامیکی.. 53

3-3-2- محاسبه­ی انرژی آزاد مطلق.. 55

محاسبات انرژی آزاد گیبس برای تعویض مهمان در هیدرات گازی sI با استفاده از شبیه­سازی دینامیک مولکولی

4-1- روش انتگرال­گیری ترمودینامیکی.. 58

4-2- سابقه تحقیق.. 59

4-3- مشخصات مولکول هیدروژن سولفید. 67

4-4- نرم افزارشبیه سازی و فایل­های ورودی در این تحقیق.. 68

4-4-1- فایل­های ورودی نرم­افزار. 68

4-4-1-1- فایل ساختار اولیه ذرات (CONFIG) 69

4-4-1-2- فایل تعیین پارامترهای کنترل شبیه­سازی (CONTROL) 71

4-4-1-3- تهیه­ی فایل ورودی (FIELD) 72

4-4-2- فایل­های خروجی نرم افزار. 73

4-4-2-1- فایل ساختار نهایی ذرات (REVCON) 74

4-4-2-2- فایل خروجی اصلی شبیه­سازی (OUTPUT) 74

4-4-2-3- فایل اطلاعات روند شبیه­سازی به زبان ماشین (REVIVE) 74

4-5- محاسبه ی انرژی آزاد جانشینی های مختلف هیدروژن سولفید به جای متان در هیدرات­های گازی sI 75

4-6- محاسبه­ی خواص ساختاری و ترمودینامیکی.. 83

4-6-1- تابع توزیع شعاعی.. 84

4-6-2- بررسی وابستگی حجم سلول واحد به دما 92

4-6-3- بررسی ضریب انبساط گرمایی خطی.. 97

4-6-4- بررسی ضریب تراکم­پذیری هم دما 105

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل (1- 1) رشد مقاله های مربوط به هیدرات های گازی در قرن بیستم. 4

) 4

شکل (1- 3) سلول واحد (الف) ساختار sI ، (ب) ساختار sII، و (ج) ساختار sH.. 5

شکل (1- 4) شکل حفره ها در ساختار sI 6

شکل (1- 5) شکل حفره ها در ساختار sII 6

شکل (1- 6) شکل حفره ها درساختار sH.. 7

شکل (1- 7) توزیع کربن آلی در منابع زمین ) بجز در صخره ها( برحسب گیگا تن. 10

شکل (1- 8) منابع پیش بینی شده و کشف شده ی هیدراتهای گازی در کره ی زمین. 10

شکل 2- 1- شرایط مرزی دوره­ای. 24

شکل 3- 1 – فرمول ساختاری هشت لیگاندی که در محاسبات مورد استفاده قرار گرفت.. 48

شکل 3- 3- یک چرخه­ی ترمودینامیکی برای اجتماع L و R و تشکیل یک کمپلکس LR در دو فاز گازی و محلول 55

شکل (4- 1) نسبت برای مقدارهای مختلف برای جانشینی در هیدارت گازی 60

و (a) ثابت درǺ5/5. 62

و (b)ثابت درkJ/mol930/2. 63

شکل (4- 4) وابستگی و بر حسب . 63

(سمت چپ) مولکول آب 69

. 70

آب.. 71

100. 72

شکل (4- 10) نمودار Gبرحسب λ در واکنش جانشینی دو مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای دو مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای 50 کلوین. 78

شکل 4- 11- نمودار Gبرحسب λ در واکنش جانشینی سه مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای سه مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای 50 کلوین. 79

شکل 4- 12- نمودار Gبرحسب λ در واکنش جانشینی پنج مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای پنج مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای 50 کلوین. 80

شکل 4- 13- نمودار برحسب ،در واکنش جانشینی شش مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای شش مولکول متان در قفس بزرگ هیدرات گازی sI در دمای 50، 70 و 100 کلوین. 81

شکل 4- 14- نمودار G برحسب λ در واکنش جانشینی یک مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای یک مولکول متان در قفس کوچک هیدرات گازی sI در دمای 50 کلوین. 82

شکل 4- 15- نمودار G برحسب λ در واکنش جانشینی دو مولکول مهمان هیدروژن سولفید به جای دو مولکول متان در قفس کوچک هیدرات گازی sI در دمای 50 کلوین. 83

84

برای یک مایع. 84

. 86

. 86

. 87

. 87

. 88

. 89

) در دمای 50 کلوین. 90

) در دمای 100 کلوین. 90

) در دمای 50 کلوین. 91

) در دمای 125 کلوین. 91

93

93

شکل 4- 30- نمودار حجم جعبه شبیه سازی برحسب دما برای سامانه هیدرات گازی sI هیدروژن سولفید 94

S] 94

] 95

S] 95

S] 96

شکل 4- 35- نمودار حجم جعبه شبیه­سازی بر حسب دما برای سامانه هیدرات [3L-H2S,3L-CH4,2S-H2S] 96

آب در فشار 1 بار 98

شکل 4- 38- محاسبه وابستگی دمایی بردار شبکه برای هیدرات گازی sI ، با مدلTIP4Pآب در فشار 1 بار 99

در فشار 1 بار 99

آب در فشار 1 بار 100

شکل 4- 41- پارامتر شبکه برای دماهای مختلف هیدرات گازی sI، که در هر قفس کوچک یک مولکول هیدروژن سولفید و در هر قفس بزرگ مولکول متان وجود دارد براساس معادله (4-21) 101

وجود دارد براساس معادله (4-20) 102

آب 103

آب.. 104

شکل 4- 45- نمودار فشاربرحسب حجم سلول واحد برای هیدرات گازی sI متان در دمای K 200 105

شکل 4- 46- نمودار فشار برحسب حجم سلول واحد برای هیدرات گازی sI هیدروژن سولفید در دمای K 100 106

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول (3- 1) تفاوت­های انرژی آزاد محاسبه شده. 45

جدول (3- 3) انرژی آزاد اتصال برای کمپلکس های گالکتین-1/دیساکارید مختلف… 53

در هیدارت گازی sI در دمای200 273 کلوین. 61

∆ بر حسب برای جانشینی همه مهمان­ها در همه­ی قفس­های هیدرات گازی sI 61

5 65

5 66

. 69

سولفیدهیدروژن. 73

جدول (4- 7)پارامترهای لناردجونز و بارهای اتمی جزئی برای مولکول متان. 73

81

102

آب.. 102

آب.. 102

. 104

104

2-1 مقدمه. 36

2-2 نقاط کوانتومی.. 38

2-3 محاسبه شعاع نانو لوله ها 43

2-4 پیوند یونی.. 45

فصل سوم: روش انجام کار

3-1 روش های انجام کار. 52

3-2 انرژی اتصال. 59

3-3 ممان دوقطبی.. 61

3-4 محاسبات خواص بنیادی.. 62

3-4-1 بررسی مقادیر انرژی یونش… 63

3-4-2 بررسی مقادیر الکترونخواهی.. 64

3-4-3 بررسی مقادیر پتانسیل شیمیایی.. 64

3-4-4 بررسی مقادیر سختی و نرمی.. 64

3-5( شکاف بین HOMO و LUMO.. 64

منابع و مأخذ. 90

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول 1-1 خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی کبالت… 12

جدول 1-2 خواص حرارتی و الکتریکی کبالت… 13

جدول 1-3 خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی جیوه 16

شکل 1-4 خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی سرب… 20

جدول 1-5 خواص مکانیکی و حرارتی سرب… 20

جدول 1-6 خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم. 29

جدول 3-1 انرژی ساختارها بعد از قرار گرفتن یون های کبالت(II)، سرب(II)، جیوه(II)، آلومینیم(III)، در داخل نانو لوله‎ها به روشDFT با توابع هیبریدی B3LYP و سری پایه LanL2DZ. 60

جدول 3-2 ممان دو قطبی ساختار ها، قبل و بعد از برهمکنش یون های کبالت(II)، سرب(II)، جیوه(II)،آلومینیم(III)، با نانولوله ها به روشDFT با توابع هیبریدی B3LYP و سری پایه LanL2DZ برحسب دبای.. 61

جدول 3-3 بررسی خواص بنیادی ساختارها 63

جدول 3-4 شکاف بین HOMO – LUMO بعد از قرار گرفتن یونها در داخل نانولوله ها به روش DFT/B3LYP و سری پایه Lanl2DZ برحسب ev. 65

فهرست اشکال

عنوان صفحه

شکل 1-1 نمایش حرکت الکترون در فضای اطراف هسته در مدل اتمی بور. 3

شکل 1-2 نمایش پراش دو شکاف… 4

شکل 1-3 خواص یون کبالت… 12

شکل 1-4 یون جیوه و خواص آن. 16

شکل 1-5 یون سرب و خواص آن. 20

شکل 1-6 یون آلومینیوم و خواص آن. 30

شکل 2-1 مکانیزم هدایت الکتریکی در یک ترکیب نیمه هادی.. 40

شکل 2-2 خاصیت فوتوالکتروشیمیایی نقاط کوانتومی تحت تابش نور الف) ایجاد جریان آندی در حضور ترکیب الکترون دهنده (D) در محلول ب)ایجاد جریان کاتدی در حضور ترکیب الکترون گیرنده (A) در محلول. 43

شکل 2-3 روابط میان اضلاع یک مثلث… 46

شکل 2-4 ارتباط طول بردار کایرال با طول بردارهای m و n.. 46

شکل 2-5 انرژی پتانسیل و فاصله یونی.. 50

شکل3-2 ساختار بهینه شده نانولوله ها بعد از قرار گرفتن یون های کبالت(II)، سرب(II)، جیوه(II)، آلومینیم(III) در داخل آن ها به روشDFT با توابع هیبریدی B3LYP و سری پایه LanL2DZ.. 60

(1)شکل 3-3- ساختار اوربیتال های HOMO(a) و LUMO(b) و طیف DOS CNT & Co(II) 67

(2)شکل 3-4-HOMO وLUMO و طیف DOS نانولوله. 69

(3) شکل 3-5- اوربیتال های HOMO(a) و LUMO(b) وطیف DOS ساختار CNT &Pb⁺²70

CNT )& Al⁺³. 71

. 73

. 74

(7)شکل 3-9 ساختارHOMO وLUMO طیف DOS نانولوله BNT & Hg⁺²75

. 77

. 78

. 79

. 81

. 82

. 84

. 85

. 86

88

چکیده

در سال های اخیر، استفاده از نانولوله ها به عنوان نانو حامل های انتقال دارو مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از نانولوله های کربنی CNT(5-5) و CNT(6-0) و BNNT(6-0) و BNNT(5-5) dopped Ga استفاده شده است.

ابتدا نانولوله ها به‎وسیله نرم افزارهای Gauss View و Nanotube Modeler ترسیم شده و سپس به‎وسیله نرم افزار Gaussian 09 با روش DFT و سری پایه B3LYP/LanL2DZ محاسبه گردید و سپس یونهای سرب (II) ، کبالت (II) و جیوه (II) و آلومینیم (III) در داخل نانولوله هایی قرار گرفت و به روش ذکر شده محاسبه گردید. نتایج حاصل شامل اطلاعات مربوط به انرژی اتصال، ممان دو قطبی، بارهای اتمی، خواص بنیادی (پتانسیل یونش، الکترونخواهی، پتانسیل شیمیایی و سختی و نرمی) و شکاف انرژی HOMO و LUMO محاسبه و ارزیابی شدند و نتایج زیر بدست آمد. از نظر انرژی اتصال و میزان جذب، نانولوله CNT(5,5) بیشترین برهمکنش و جذب را با یون Pb²⁺دارد.

از نظر ممان دو قطبی نانولوله BNNT(5,5)dopped Ga بیشترین ممان دو قطبی را با یون Al³⁺نشان داده است و ساختار نانولوله CNT(5-5) با یون Al³⁺کمترین ممان دو قطبی را دارا است.

مقادیر انرژی یونش نشان داده که ساختار Hg²⁺& BNNT-Ga بیشترین انرژی یونش و ساختار Hg²⁺& CNT(6,0) کمترین انرژی یونش و بیشترین واکنش پذیری را دارد.

مقادیر شکاف HOMO و LUMO در یونها قبل از برهمکنش با نانولوله ها زیاد و بعد از برهمکنش آن کاهش پیدا کرده است که این کاهش نشان دهنده انتقال بار و افزایش رسانایی می باشد و در بین ساختارها بعد از قرار گرفتن یون در داخل آنها، ساختار Hg²⁺& BNNT-Ga بیشترین شکاف و کمترین رسانایی را دارا هستند.

کلیدواژه ها: محاسبات کوآنتومی، برهمکنش یونها، نانولوله های کربنی و بور نیتریدو DFT

فصل اول

مقدمات و تعاریف اولیه

1-1 مقدمه

مدل اتمی بور كه تا پیش از پیدایش مكانیك كوانتومی،كاملترین نظریه در توصیف جهان خُرد بود، نمی توانست در مورد قواعد انتخاب اتم هیدروژن اظهار نظر درستی نماید. بر طبق چنین قواعدی كه از لحاظ تجربی مشاهده شده بودند، تنها ترازهای معینی از انرژی دیده می شوند. در واقع الكترون اتم هیدروژن، هر انرژی دلخواهی ندارد و تنها مقید به برخی انرژی های معین است. نظریه اتمی بور كه امروزه نظریه كوانتوم قدیم خوانده می شود، ریشه های در مكانیك كوانتومی نداشت و اصول خود را از مكانیك كلاسیك به وام می‎گرفت. با این حال، نظریه بور به وضوح، گسستگی ترازهای انرژی را در اتم هیدروژن نشان می داد. در این نظریه علاوه بر انرژی، اندازه حركت زاویهای هم كمیتی گسسته بود. حتی فضای حركت الكترون به دور دسته هم محدود به مدارهای خاص با فاصله معینی از هسته می‎شد. تمایز نظریه كوانتوم قدیم و مكانیك كلاسیك در گسسته بودن مقادیر كمیتهایی مثل انرژی و اندازه حركت زاویه های بود.همان طور كه در شكل 1-1 می‎بینید در نظریۀ بور، الكترون روی ترازهایی با انرژی و شعاع معین از هسته قرار دارد.

ضریب پراکندگی آشفتگی

ضریب برخورد تصادفی

ضرایب تاثیر آشفتگی

بیشینه اندازه افقی حباب ها

قطر متوسط حباب

,

نرخ اتلاف جرم به دلیل شکست و پیوستن

عدد ایتوس

عدد اصلاح شده ایتوس

توزیع اندازه حباب

نیروی کلی بین سطحی

نیروی دراگ

نیروی بلند کردن

نیروی لیزاندن دیواره

نیروی پراکندگی آشفتگی

شتاب گرانشی

ضخامت فیلم

گشتاور

عدد چگالی متوسط فاز گاز

,

نرخ تولید جرم به دلیل شکستگی و پیوستن

نمادهای یونانی

	کسر حجمی
	بیشینه مجاز کسر حجمی
ε	اتلاف انرژی جنبشی آشفتگی
ρ	چگالی
σ	تنش سطحی
ΦnRC	نرخ تغییر عدد چگالی حباب به دلیل برخورد تصادفی
ΦnTI	نرخ تغییر عدد چگالی به دلیل تاثیر گردابه های آشفتگی
ζ	طول
ω	وزن
ψ	فرکانس پیوستن
Ω	فرکانس شکست
η	فرکانس برخورد
ι	بازده پیوستن
ζ	پارامتر اساسی در PBE
ν	ویسکوزیته

زیرنویس ها

ی نوشته‌ها

فهرست جداول. ح
فهرست شکل ها ط
چکیده ی
فصل اول: مقدمه. 1
1-1- مقدمه. 2
1-2- پیش زمینه. 4
1-3- بیان مسأله. 7
1-4- اهمیت موضوع. 9
1-5- اهداف تحقیق.. 15
1-5-1- هدف اصلی.. 15
1-5-2- اهداف اختصاصی.. 15
1-6- پرسشهای تحقیق.. 15
1-7- محدودیتهای تحقیق.. 16
1-8- نمودار روش تحقیق.. 16
فصل دوم: مروری بر پژوهشهای پیشین.. 18
2-1- ترکیبات اساسی بایوکامپوزیت… 19
2-1-1- نشاسته. 19
2-1-2- سویا 23
2-1-3- پلی ساکارید محلول در سویا 25
2-1-3-1 ساختار SSPS.. 26
2-2- ژلاتین و ژلاتین گاوی.. 26
2-2-1- تولید ژلاتین.. 29
2-2-2- کاربردهای ژلاتین.. 32
2-3- نانوتکنولوژی.. 33
2-4- بایو نانو تکنولوژی.. 34
2-3- کامپوزیت و نانو کامپوزیت… 35
2-5- بایو نانو کامپوزیت… 36
2-6- فلز تیتانیوم. 37
2-6-1- نانو دی اکسید تیتانیوم. 37
2-7- بسته بندی فعال. 38
2-8- بسته بندی نانو. 39
2-9- فیلمهای خوراکی.. 40
2-10- پلاستی سایزرها 43
2-10-1- مقایسه پلاستی سایزرهای مورد استفاده 44
2-11- روشهای تولید فیلم. 45
2-12- ارزیابی خواص فیلم های خوراکی.. 46
2-12-1- خواص ممانعتی.. 46
2-12-2- خواص مکانیکی.. 50

2-12-3- خواص ضد میکروبی.. 54
2-13- نمودارهای جذب تعادلی.. 58
2-14- جمع بندی.. 65
فصل سوم: مواد و روش ها 66
3-1- مواد. 67
3-2- روش تهیه فیلمهای نانوبایوکامپوزیتی.. 68
3-3 – ضخامت فیلم. 69
3-4- آنالیز فیلم. 69
3-4-1- ویژگی های مکانیکی.. 70
3-4-2- رنگ سنجی.. 72
3-4-3- نفوذ پذیری بخار آب (WVP) 72
3-4-4- حلالیت فیلم ها 73
3-4-5- ظرفیت جذب آب (WAC) 74
3-4-6- ایزوترم جذب… 74
3-4-7- اشعه مرئی – UV… 75
3-4-8- نفوذ پذیری به اکسیژن. 75
3-4-9- آزمون میکروبی.. 76
3-5- تجزیه و تحلیل آماری.. 78
فصل چهارم: نتایج و بحث… 79
4-1- ارزیابی کیفی فیلمها 80
4-1-1- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ظاهری فیلمهای ترکیبی.. 80
4-1-2- بررسی اثر نانوذرات بر ضخامت فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی.. 81
4-2- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی.. 81
4-2-1- محتوای رطوبت، حلالیت در آب و قابلیت جذب آب… 81
4-3- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ممانعتی فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین.. 84
4-4- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای ترکیبی.. 88
4-5- جستجوی پیوند با روش FTIR.. 90
4-6- میزان جذب و عبور نور فرابنفش از فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps/ ژلاتین حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم (uv-vis) 91
4-7- مشخصههای رنگی.. 93
4-8- نمودارهای جذب تعادلی.. 94
4-8-1- مدل جذب تعادلی چند جمله ای.. 94
4-8-2- مدل جذب تعادلی GAB.. 95
4-9- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ضد میکروبی فیلمهای ترکیبی.. 97
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات… 102
5-1- نتیجه گیری.. 103
5-2- پیشنهادات… 104
منابع و مراجع. 105
English Abstarct 114
فهرست جداول
جدول 4- 1: میانگین ضخامت فیلمهای شاهد و نمونه های حاوی ذرات نانو دی اکسید تیتانیوم. 81
جدول 4- 2: محتوای رطوبت، درصد حلالیت و قابلیت جذب فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم. 84
جدول 4- 3: اثر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر نفوذ پذیری فیلمهای ترکیبی نسبت به اکسیژن و بخار آب… 87
جدول 4- 4: اثر نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی. 90
جدول 4- 5: پارامترهای رنگ سنجی از فیلم ترکیبی با غلظت های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم. 94
جدول 4- 6: پارامترهای معادله GAB برای فیلمهای ترکیبی حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم در دمای 25 درجه سانتیگراد. 97
فهرست شکل ها
شکل 1-1: نمودار فرآیند پژوهشی.. 17
شکل 2- 1: ساختمان شیمیایی نشاسته. 20
شکل 4- 1: رنگ فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین با غلظت های متفاوت ( %0، 1%، 3%، 5%) نانو دی اکسید تیتانیوم. 80
شکل 4- 2: طیف FTIR فیلمهای ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتینی حاوی %0، 3% و 5% نانو دی اکسید تیتانیوم 91
شکل 4- 3: میزان جذب نور فیلمهای بایونانوکامپوزیتی در طول موجهای 200 تا 800. 92
شکل 4- 4: درصد عبور نور فیلمهای بایو نانو کامپوزیتی در طول موجهای 200 تا 800. 93
شکل 4- 5: مدل جذب تعادلی چند جمله ای (مرتبه 3) برای فیلم ترکیبی در مقایسه با بایونانوکامپوزیت ترکیبی محتوی 5% نانو دی اکسید تیتانیوم. 95
شکل 4- 6: هاله عدم رشد در فیلم ترکیبی با 5% نانو دی اکسید تیتانیوم. 98
شکل 4- 7: اثر نانو اکسید روی بر ناحیه بازدارندگی فیلمهای ترکیبی علیه اشرشیا کلی. 100
شکل 4- 8: اثر نانومیله های اکسید روی بر ناحیه بازدارندگی فیلمهای ترکیبی علیه استافیلوکوکوس. 101