امروزه استفاده از پوشش های پلیمری برای محافظت در برابر خوردگی فلزات نظر بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. استفاده از پر کننده های معدنی در زمینه پلیمری یکی از راه کار های افزایش مقاومت این پوشش ها می باشد. از جمله مزیت های پوشش های پلیمری در مقایسه با بازدارنده های شیمیایی می توان به آسانی در ترسیب آن روی سطح، سمی نبودن و ضربه کمتر به محیط و سلامتی بشر اشاره کرد. پوشش های پلیمری هادی علاوه بر خاصیت سدکنندگی که همه انواع پوشش ها آن را دارا هستند، پتانسیل فلز را در منطقه روئین نگه می دارند. در این تحقیق پوشش های پلی آنیلین و پوشش های نانوکامپوزیتی پلی آنیلین/ سیلیکا به دو روش الکتروشیمیایی و شیمیایی روی سطح فولاد ضد زنگ اعمال شدند. در حالت الکتروشیمیایی، پوشش های پلی آنیلین و پوشش های نانوکامپوزیتی با درصد های وزنی متفاوت از سیلیکا به روش ولتامتری چرخه ای و در پنجره های پتانسیل مختلف روی سطح اعمال شدند. در این مورد اثر تعداد سیکل های ولتامتری چرخه ای، زمان و نرخ روبش مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش تعداد سیکل ها در ولتامتری چرخه ای ضخامت پوشش ها افزایش یافت و به علت تخلخل کمتر مقاومت به خوردگی آن ها افزایش یافت. همچنین نشان داده شد که با کاهش نرخ روبش در فرآیند الکتروپلیمریزاسیون، پوشش حاصل همگن تر خواهد بود و مقاومت به خوردگی بهتری خواهد داشت. در حالت شیمیایی، پوشش های مورد تظر به وسیله یک اکسید کننده شمیایی سنتز و روی سطح اعمال شدند. پس از اعمال پوشش ها، رفتار خوردگی آن ها در محیط اسید سولفوریک 1 مولار و در زمان های مختلف به وسیله طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(eis) بررسی و با فولاد بدون پوشش مقایسه شد. سپس از آزمایشات تفرق اشعه ایکس(xrd)، طیف سنجی مادون قرمز(ftir)، آنالیز حرارتی(tga)، آنالیز عنصری(ٍedax) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) برای مشخصه یابی پوشش ها استفاده شد. در حالت شیمیایی همانند حالت الکتروشیمیایی نشان داده شد که با افزایش میزان نانو ذرات، مقاومت به خوردگی پوشش ها افزایش می یابد. با مقایسه پوشش های سنتز شده به این دو روش، مشخص شد که پوشش سنتز شده به روش شیمیایی از مقاومت به خوردگی بیشتری برخوردار بود.

در بخش اول، سنتز نانو ذره و نانو کامپوزیت اکسید نیکل بر بستر نانولوله کربنی مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذره و نانو کامپوزیت سنتز شده توسط روش¬های گوناگونی مثل xrd, tem, sem وedax شناسایی شدو نتایج نشان می¬دهد که سنتز بخوبی و در اندازه¬های کوچک انجام شده است. در نهایت از نانوکامپوزیت نیکل اکسید/نانولوله کربنی در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با مایع یونی به عنوان سنسور برای آنالیز مرفین، دیکلوفناک و نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید اسید استفاده شد. نتایج نشان داد که حضور نانوکامپوزیت دانسیته جریان را برای آنالیز داروها افزایش می¬دهد. پارامترهای مختلف سینتیکی و ترمودینامیکی داروها در سطح الکترود اصلاح شده محاسبه شده¬اند. در بخش دوم، انرژی¬های نسبی، خواص هندسی و قدرت پیوند هیدروژنی درون¬مولکولی چهل و هشت صورت-بندی مولکول دروکسی دوپا توسط محاسبات شیمی کوانتومی مورد بررسی قرار گرفت. تمام صورت¬بندی¬های ممکن برای ترکیب دروکسی دوپا در بالاترین سطح محاسباتی b3lyp با تابع پایه 6-311++g** جهت تعیین پایداری صورت¬بندی¬ها در فاز گازی بهینه شده¬اند. محاسبات فرکانس¬های ارتعاشی نوسانگر هماهنگ نیز در همین سطح به منظور تصحیح انرژی نقطه صفر (zpve) انجام شد. انرژی پیوند هیدروژنی برای تمامی صورت¬بندی¬ها از طریق روش¬ اسپینوزا به دست آمده است. اثرات حلال توسط مدل¬ پیوستار قطبش پذیر (pcm) در سطح b3lyp تخمین زده شده است. در ادامه به بررسی انرژی جذب اکسید نیکل بر روی کربن نانو تیوب (5،5) آرمچیر عاملدار شده با گروه عاملی اسیدی (cooh) پرداخته شد. از نظریّه اتم¬ها در مولکول¬های بادر (aim) برای بررسی نقاط بحرانی و مطالعه ماهیّت پیوند های بین مولکولی و درون مولکولی استفاده شده است. همچنین، برای فهم بهتر ماهیّت این پیوند ها، بررسی¬های اوربیتال پیوندی طبیعی (nbo) صورت گرفت. محاسبات بالاترین اوربیتال مولکولی اشغال شده (homo) و پایین¬ترین اوربیتال مولکولی اشغال نشده(lumo) و هچنین محاسبات dos نیز انجام شده است.

نقاط کوانتومی نانو ذرات نیمه هادی با خصوصیات منحصر به فرد هستند از جمله مهمترین خواص آنها می¬توان به اندازه بسیار کوچک، طیف جذبی گسترده و بهره کوانتومی فلوئورسانسی بالا اشاره کرد. این نوع خاص از نانو ذرات به دلیل ویژگی¬های مذکور کاربرد گسترده¬ای در صنایع الکترونیک دارند. امروزه توجه بسیار زیادی در زمینه کاربردهای پزشکی، دارویی و تصویربرداری به نقاط کوانتومی شده است. یکی از مهمترین کاربردهای این نانو ذرات استفاده از آنها در تصویربرداری از سلول¬های سرطانی است. در این پایان نامه ابتدا سنتز نقاط کوانتومی¬های کادمیوم سولفید در محلول آبی انجام شد. شرایط سنتز بهینه سازی شد و ذرات سنتز شده با مرکاپتواستیک اسید پایدار شدند. ذرات سنتز شده تعیین مشخصات شدند و گستره ذرات در حدود 8 نانومتر بود. نانو ذرات سنتز شده دارای فلوئورسانس در طول موج 580 نانومتر بودند. بهره کوانتومی فلوئورسانس ذرات سنتز شده تعیین شد و حدود 74 درصد بود. از آنجا که پروتئین سایدروفیلین به طور اختصاصی سلول¬های سرطانی پستان را مورد هدف قرار می¬دهد و امکان تصویربرداری از این سلول¬ها را فراهم می¬کند در مرحله بعد سایدروفیلین از طریق پیوند تیواستر به نانوذرات کادمیوم سولفید پیوند شد.

در این¬کار پلیمر قالب ملکولی کوئرستین با استفاده از روش پلیمریزاسیون توده¬ای تهیه شده است. از 4- وینیل پیریدین(4-vp) به عنوان مونومر عاملی، از اتیلن¬گلایکول¬دی¬متاکریلات (egdma) به عنوان شبکه-ساز، از آزوبیس¬ایزوبوتیرونیتریل (aibn) در مقدار کم به عنوان آغازگر رادیکالی و مخلوط متانول/تتراهیدروفوران (نسبت 3:7) به¬عنوان حلال استفاده گردید. ساختار پلیمر سنتز شده با روش¬های طیف¬سنجی فروسرخ و آنالیز حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. پلیمر سپس خرد شده و اندازه ذرات آن با استفاده از آسیاب گلوله¬ای و سیستم غربال تنظیم گردید (90-103 میکرومتر). در مرحله بعد کوئرستین گیر افتاده در شبکه پلیمری با استفاده از روش سوکسوله از بستر بیرون کشیده شد. مطالعات جذب و واجذب کوئرستین با رویکردهای حالت ایستا (مجاورت پودر پلیمر با محلول کوئرستین) و حالت ستونی انجام شدند. اندازه¬گیری¬های غلظت در مراحل مختلف با روش¬های اسپکتروفتومتری و lc/esi/ms انجام شدند. مطالعات سینتیک جذب در حالت ایستا حاکی از جذب بیش از 97% کوئرستین در کمتر از 5 دقیقه در محلول 0/5 میکروگرم بر میلی¬لیتر از کوئرستین بود. داده¬های ایزوترم جذب سطحی با مدل لانگمویر-فروندلیچ انطباق داده شد و ظرفیتی معادل 0/202 میکرومول بر گرم (0/61 میلی¬گرم بر گرم) برای آن محاسبه گردید. در مطالعات ستونی تأثیر سرعت عبور نمونه، سرعت عبور شوینده و حجم شوینده بر روی بازیافت بررسی شدند. منحنی رسوخ برای محلول 0/10 میکروگرم بر میلی¬لیتر کوئرستین بدست آمده و ظرفیت رسوخ معادل 2/51 میلی¬گرم بر گرم محاسبه گردید. در این مطالعات حجم حد برابر با 0/400 و فاکتور تغلیظ 80 بدست آمده و کارایی تجزیه¬ای روش در قالب دقت (2/3= rsd%) و حد تشخیص (0/3 نانوگرم بر میلی¬لیتر) بررسی گردیدند. در نهایت از روش ستونی ارائه شده برای پاک¬سازی محلول استخراج شده از گیاه و پیش¬تغلیظ و اندازه¬گیری کوئرستین استفاده شد.

تشخیص و درمان بیماری ها از مسائلی است که در طی سال های اخیر دانشمندان را به سمت استفاده از تکنیک ها و مواد جدید هدایت کرده است. با ظهور تکنولوژی نانو و بروز دستاوردهای آن در دو دهه گذشته، دریچه ی امیدبخش و جدیدی در علوم پزشکی باز شده است. امروزه پیشرفت های علوم و فناوری نانو در حوزه های تشخیص، تصویر برداری، درمان و...، به مرحله ای رسیده که می تواند راه گشای بسیاری از مسائل و مشکلات برای بیماری های ناعلاج باشد. در این راستا اتصال dna عامل دار شده بوسیله تیول روی نانوذرات طلا و استفاده از آن به عنوان پروب برای شناسایی توالی اختصاصی dna تکنیکی در حال توسعه است. این تکنیک ارزان، آسان و برای شناسایی کالرومتریک اهداف dna بوده و جایگزینی برای سنجش های مبتنی بر فلورسنس و رادیواکتیویتی می باشد. در راستای همین رویکرد رو به رشد، در این پژوهش از روش جدیدی برای ساخت یک حسگر زیستی مبتنی بر نانو ذرات طلا جهت تشخیص زود هنگام سلول های سرطانی استفاده شد. این حسگر با تشخیص میکروrnaهای ترشح شده در سرم خون و ادرار بیماران مبتلا به سرطان، که به عنوان بیومارکر شناخته می شوند، قادر به شناسایی سلول های آلوده در مراحل اولیه بیماری خواهد بود، که این از نقطه نظر درمان پزشکی فوق العاده حایز اهمیت است.

در این پایان نامه نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت، fe3o4) با استفاده از شیوه هم رسوبی سنتز و در ادامه برای ایجاد بستری مناسب برای مزدوج شدن dna با آمینواسیدها، دولایه شامل اولئیک اسید و ستیل تری متیل آمونیوم بروماید (ctab) و نیز یک ترکیب آلی سنتز شده به نام n-(4-آمینو فنیل) سوکسینامیک اسید عامل دار شد.

در این پروژه نانوزیست حسگر طلا برای شناسایی و تعیین هورمون محرک تیروئید طراحی شده است. مزدوج سازی آنتی بادی با نانوذره به روش الکترواستاتیک انجام شد، که روشی ساده، تک مرحله ای و مقرون به صرفه است. نانوذرات طلا با اتصال به آنتی بادی های مونوکلونال هورمون تحریک کننده تیروئید با تغییر در طول موج و طیف lspr آن موجب تعیین و اندازه گیری هورمون tsh با حساسیت بسیار بالا شد. هورمون tsh در کنترل عملکرد تیروئید نقش محوری داشته و مفیدترین نشانگر فیزیولوژیک فعالیت هورمون تیروئید است. ترشح این هورمون به وسیله هورمون هیپوتالاموسی تنظیم می شود. مقدار متوسط آن در خون 4/0 -5 میلی واحد بین المللی در لیتر است. کم و زیاد بودن این هورمون در خون باعث اختلالات غده تیروئید می شود]7[. یکی دیگر از جنبه های کاربردی فناوری نانو که امروزه بیشتر مورد توجه است استفاده از ساختارهای نانو به عنوان یک سیستم دارورسانی به سلول های سرطانی بدون آسیب به سلول های سالم است. از بین انواع نانوساختارهای طلا نانولوله های طلا دارای سطح مناسبی برای بارگذاری داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین هستند. نانولوله های طلا کنترل بهتری در افزایش طول موج پلاسمونیک از خود نشان می دهند. در این ساختار نسبت وضعیت دو فرکانس رزونانس پلاسمون متفاوت در ابعاد طولی و عرضی آن مشاهده می شود. این نانولوله ها با انجام واکنش جاگذاری گالوانیک ساخته می شوند. در سنتز ابتدا نانوسیم های نقره ساخته می شود و به طور موقت برای ساخت نانولوله های طلا مورد استفاده قرار می گیرند]8[. برای بررسی امکان کاربرد نانولوله های طلا سنتز شده در داروسانی، سمیت آنها توسط تست mmt انجام شد.