نام پژوهشگر: فاطمه باطنی

مطالعه خواص فیزیکی نخ مغزی با رویه نانوالیاف الکتروریسی شده
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان 1389
  فاطمه باطنی   عبدالکریم حسینی راوندی

یکی از پتانسیل های موجود در زمینه تولید و کاربرد الیاف الکتروریسی شده، تهیه نخ از نانوالیاف می باشد. این نخ ها را می توان در زمینه های مختلف از قبیل کاربردهای پزشکی و فیلتراسیون مورد استفاده قرار داد. نخ های نانولیفی متداول از خواص مکانیکی ضعیفی برخوردار می باشند. در تحقیق حاضر، ابتدا یک سیستم برای تولید نخ مغزی-غلاف با رویه نانوالیاف الکتروریسی شده طراحی و ساخته شد، و سپس این سیستم به طور موفقیت آمیزی برای تولید نخ مغزی-غلاف با رویه نانوالیاف پلی اکریلونیتریل (pan) حاوی نانولوله های کربنی (cnts) و مغزی نخ استیپل اکریلیک مورد استفاده قرار گرفت. پوشش دهی نانوالیاف بر روی نخ مغزی به خوبی صورت گرفت. خواص الیاف الکتروریسی شده را می توان با استفاده از پرکننده های در ابعاد نانو اصلاح نمود. نانولوله های کربنی به طورگسترده ای به عنوان پرکننده در الیاف الکتروریسی شده استفاده می شوند. نانولوله های کربنی خواص مکانیکی عالی و هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی را دارا هستند، که آن ها را یک ماده ایده ال برای تقویت مواد پلیمری می سازد. معمولاً، کاربرد عمده آن ها به عنوان جزء تقویتی در الیاف پلیمری الکتروریسی-شده است، اما آن ها همچنین به منظور بهبود خواص الکتریکی الیاف نیز به کار می روند. در این تحقیق، دو نوع از نانولوله ها شامل نانولوله های کربنی چندجداره و نانولوله های کربنی تک جداره مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور انتقال موثر خواص ممتاز نانولوله های کربنی به نانوکامپوزیت ها، چالش های مهمی در مسیر پراکندن نانولوله ها و دستیابی به پیوند بین وجهین قوی بین نانولوله ها و پلیمرها وجود دارد. پراکندن نانولوله ها یک مرحله مشکل در ساخت کامپوزیت های نانولوله است. زیرا آن ها به علت نیروهای واندروالس قوی به شکل دسته های نانولوله موجود هستند. به منظور تشکیل پیوند بین وجهین قوی بین نانولوله ها و ماتریس پلیمری، عامل دارکردن کوالانسی نانولوله های کربنی و اتصال غیرکوالانسی نانولوله ها به ماتریس پلیمری هر دو مورد مورد استفاده قرار می گیرند. در این تحقیق، به منظور پراکندن نانولوله های کربنی در محلول از عملیات فراصوت استفاده شد. همچنین، سورفکتانت غیر یونی (پلی اتیلن گلایکول peg) استفاده شد تا تجمع را کاهش دهد و پراکندگی را افزایش دهد. به منظور دستیابی به پیوند بین وجهین قوی، نانولوله های اصلاح شده با گروه های کربوکسیل استفاده شد. پرکننده ها و افزودنی ها همچنین ممکن است با حلال، با پلیمر، یا با هر دو برهم کنش داشته باشند، و بنابراین بر روی قطر و مورفولوژی لیف تأثیر بگذارند. افزودن cntها، ویسکوزیته و رسانایی الکتریکی محلول الکتروریسی را افزایش داد. این عوامل قطر الیاف کامپوزیتی را نسبت به قطر لیف pan خالص افزایش داد. پوشش دهی نانوالیاف بر روی نخ مغزی به کمک تصاویر میکروسکوپ نوری و نرم افزار پردازش تصویر بررسی شد و مشاهده شد که پوشش دهی نانوالیاف بر روی نخ استیپل اکریلیک به خوبی صورت گرفته است. خواص مکانیکی و الکتریکی نخ مغزی-غلاف بررسی شد. مقاومت الکتریکی سطحی نخ مغزی-غلاف حاوی %15 نانولوله های کربنی تک جداره کربوکسیل دار تا 5/2 برابر کاهش یافت. در رابطه با خصوصیات مکانیکی از آنجایی که درصد جزء مغزی نسبت به رویه بسیار زیاد و قابل توجه می باشد، خواص مکانیکی نخ مغزی-غلاف عملاً تحت تأثیر خصوصیات جزء مغزی قرار گرفت. مورفولوژی نخ مغزی-غلاف یک قالب منحصربفرد برای توسعه و بهبود تکنولوژی فراهم می کند. فرایند طراحی شده در این پروژه می تواند به طور بالقوه منجر به تولید ساختارهای لیفی مسطح و سه بعدی تقویت شده با نانوالیاف مانند پارچه های مستقیم بافت در مقیاس زیاد گردد. همچنین محدود کردنcntها به پوسته نخ از این لحاظ که cntها هنوز یک ماده گران است، مفید است.

اثرکاربری اراضی بر کیفیت آب رودخانه زاینده رود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1390
  فاطمه باطنی   علیرضا سفیانیان

یکی از پیامدهای توسعه صنعت، کشاورزی و شهرنشینی افزایش آلودگی آب است. تأمین آب برای مصارف مختلف در مناطق خشک و نیمه خشک از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد. تغییرکاربری ها و الگوی فضایی آن بر کیفیت آب های سطحی و زیرزمینی اثر مستقیم دارد. تغییر کاربری اراضی در حوزه آبخیز زاینده رود، مشکلات بوم شناختی و زیست محیطی متعددی را برای رودخانه زاینده رود به عنوان منبع پذیرنده پساب صنایع، زهاب های ناشی از فعالیت های کشاورزی و فاضلاب های شهری و روستایی به وجود آورده است. تعیین کاربری اراضی و الگوی فضایی آن در مقیاس حوزه آبخیز و ارزیابی اثر آن بر کیفیت آب سطحی برای دستیابی به بینشی بهتر در استراتژی های مدیریتی ضروری است. در این راستا، اثر کاربری اراضی بر کیفیت آب رودخانه زاینده رود مورد بررسی قرارگرفت. . در این مطالعه به بررسی اثر الگوی کاربری اراضی بر پارامترهای متعدد کیفیت آب در سطج سیمای سرزمین پرداخته شد. پارامترهای کیفیت آب در رودخانه زاینده رود طی 11 سال (1375 تا 1386)، در 10 ایستگاه کیفیتت سنجی آب مورد بررسی قرار گرفت تا روند کلی کیفیت آب در رودخانه تعیین گردد. ایستگاه ها از بالادست به سمت پایین دست حوضه به ترتیب قلعه شاهرخ،سدتنظیمی،پل زمانخان،پل کله، دیزیچه،لنج،موسیان،پل چوم، زیار و ورزنه بود. بررسی پارامترهای کیفیت آب حاکی از آن است که میانگین اغلب پارامترهای کیفیت آب تا پل چوم تقریباً یکسان بوده است و در پل زیار و ورزنه افزایش چشمگیری داشته است. به منظور بررسی کیفیت آب رودخانه در سال 1389، نمونه برداری های کیفیت آب انجام گرفت و نقشه های پهنه بندی کیفی آب با استفاده از روش کریجینگ انجام پذیرفت تا به طوربصری اثر کاربری های اطراف بر کیفیت آب این رودخانه مشاهده گردد. به طورکلی در اغلب نقشه های حاصل از پهنه بندی کیفیت رودخانه زاینده رود روند کاهشی کیفیت آب رودخانه از بالا دست به سمت پایین دست مشاهده شد. به منظور تعیین اثر تغییر کاربری اراضی و الگوی سیمای سرزمین بر کیفیت آب ، تعداد 10 ایستگاه نمونه برداری در طول رودخانه انتخاب شد و زیرحوضه های مربوط به هر ایستگاه تعیین گردید. نقشه کاربر های اراضی در سال 1375 و 1386 و نسبت مساحت کاربری های اراضی و پارامترهای سیمای سرزمین مربوط به هر زیر حوضه ، تعیین گردید. با توجه به نتایج بدست آمده از مطالعه می توان نتیجه گیری کرد که درصد مساحت کاربری شهری، بایر و مرتع بر کیفیت آب اثرگذار هستند. در طی سال های مطالعه (1375 تا 1386) بیشترین تغییرات در کاربری شهری و پوشش مرتع و بایر بوده است. به این صورت که که افزایش مساحت پوشش اراضی مرتع با کاهش غلظت موادی همچون نیترات و فسفات همراه بود. در نتیجه با از بین رفتن مراتع و تبدیل شدن آن ها به زمین های بایر انتظار می رود که کیفیت آب رودخانه زاینده رود تنزل یابد. همچنین با افزایش درصد مساحت پوشش بایر کیفیت آب در اغلب پارامترهای کیفیت آب تنزل نشان داد. همچنین افزایش متریک تراکم حاشیه یا افزایش هدایت الکتریکی در آب همرا بود. افزایش تراکم حاشیه یک شهر به معنای گسترش غیراصولی آن می باشد. کیفیت آب به صورت معناداری با متریک های پیوستگی و تنوع سیمپسون همبستگی دارد. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند اید ه های مناسب و مفیدی برای برنامه ریزان و همچنین بینشی جدید برای مدیران در پی داشته باشد. با توجه به تحقیق حاضر می توان گفت برای داشتن آبی با کیفیت بهتر در حوزه بخیز زاینده رود باید به اصلاح و احیا مراتع، جلوگیری از رشد بی رویه شهر و احیا اراضی بایر ضروری به نظر می رسد.