در این تحقیق تاثیر حضور نانوذرات اکسید روی در الیاف پلی پروپیلن بر روی خواص این لیف از جمله مقاومت نوری آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا با استفاده از روش اختلاط مذاب چیپس های پلی پروپیلن حاوی نانوذرات اکسید روی تهیه شدند. درصدهای وزنی نانوذرات درون پلی پروپیلن 0، 1 و 2 درصد و نسبت سازگارکننده به نانوذرات 3 به 1 استفاده شد. به منظور بررسی اثر سازگارکننده یک نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذره و بدون سازگارکننده نیز تهیه شد. سپس از نمونه های فوق به روش ذوب ریسی الیاف تولید شد. در مرحله تولید الیاف از اختلاط نمونه های یک درصد وزنی با گرانول پلی پروپیلن خالص نمونه های 5/0 درصد وزنی نانوذره نیز تهیه گردید. الیاف تولید شده با نسبت کشش 8/3 کشیده شدند. به منظور بررسی اثر نسبت کشش بر روی نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذره و سه درصد وزنی سازگارکننده سه نسبت کشش 2، 3 و 8/3 اعمال شد. الیاف مذکور به همراه الیاف پلی پروپیلن خالص در معرض تابش اشعه ماوراءبنفش قرار گرفتند. قبل و پس از پرتودهی ساختار و خواص نمونه ها از طریق اندازه گیری خواص مکانیکی ( استحکام، مدول و ... )، ضریب شکست مضاعف، مشاهدات میکروسکوپی، پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز و خواص حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از مشاهدات میکروسکوپی که توسط fesem انجام شد نشان داد که در مورد نمونه حاوی یک درصد نانوذره و بدون سازگارکننده توزیع نانوذرات اکسید روی درون الیاف پلی پروپیلن تقریبا یکنواخت است و در این نمونه اثری از تجمع مشاهده نشد. اما در مورد نمونه های حاوی سازگارکننده در بعضی از نواحی ذراتی با ابعاد بزرگتر از ابعاد نانوذرات مشاهده شد که به نظر می رسد مربوط به تجمع نانوذرات یا گروه های مالئیک انیدرید واکنش نداده، باشد. با انجام تحلیل وزن سنجی حرارتی بر روی نمونه های حاوی سازگارکننده مشخص شد که نانوذرات اکسید روی تا غلظت یک درصد وزنی می توانند سبب بهبود پایداری حرارتی در شروع تخریب شوند. به طور کلی نتایج حاصل از بررسی خواص نشان داد که در مورد نمونه های بدون سازگارکننده افزایش غلظت نانوذرات اکسید روی از صفر به یک درصد وزنی سبب افزایش درصد تبلور از 5/62 به 5/64 و بهبود خواص مکانیکی می شود. با افزایش غلظت نانوذرات اکسید روی از 0 به 1 درصد وزنی استحکام و مدول الیاف کشیده شده به ترتیب 5 و 3/12 درصد افزایش نشان دادند. اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه های حاوی سازگارکننده نشان داد که در مورد این نمونه ها افزایش غلظت نانوذرات اکسید روی و در نتیجه افزایش میزان سازگارکننده سبب افت خواص می شود به گونه ای که با افزایش غلظت نانوذرات از 0 به 2 درصد وزنی استحکام و مدول الیاف کشیده شده به ترتیب 6/22 و 1/18 درصد کاهش نشان دادند. بنابراین با توجه به نتایج احتمال آن می رود که مقدار سازگارکننده بیشتر از مقدار بهینه بوده است. با افزایش نسبت کشش از 0 به 8/3 بر روی نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذره و سه درصد وزنی سازگارکننده درصد افزایش استحکام، مدول، ضریب شکست مضاعف و تبلور به ترتیب 1/79، 9/50، 4/62 و 7/25 درصد بود. نتایج حاصل از بررسی تخریب نوری حاکی از آن است که به طور کلی نانوذرات اکسید روی سبب بهبود مقاومت نوری الیاف پلی پروپیلن می شوند و درصد کاهش خواص مکانیکی، تغییرات ضریب شکست مضاعف، میزان ترک های سطحی ایجاد شده و گروه های کربونیل تشکیل شده در اثر پرتودهی با حضور نانوذرات اکسید روی درون الیاف پلی پروپیلن کاهش می یابد، اما اختلاف معناداری بین نمونه های با 5/0 و 1 درصد وزنی نانوذره مشاهده نشد. هم چنین فرض وجود اختلاف بین نمونه های با سازگارکننده و بدون سازگارکننده نیز رد شد. با افزایش نسبت کشش نیز مقاومت نوری نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذره و سه درصد وزنی سازگارکننده بهبود پیدا کرد.

امروزه پلی استیرن بدلیل دارا بودن مزایایی چون ارزانی قیمت، عایق الکتریسیته، خاصیت قالب پذیری خوب، سبکی و... به صورت گسترده در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. این پلیمر علاوه بر محاسن بسیار، دارای معایبی چون پایداری حرارتی کم و خواص مکانیکی ضعیف می باشد مواد و روش های متعددی برای بهبود خواص پلی استیرن به کار رفته است. یکی از این روش ها، استفاده از نانوذرات در زمینه پلیمری و تولید نانوکامپوزیت پلیمری می باشد. در تحقیقات پیشین برای انحلال پلی استیرن به منظور تهیه نانوکامپوزیت از حلال هایی مانند دی متیل فرمامید، تتراهیدروفوران و... استفاده شده است. این حلال ها سمی هستند و علاوه بر آلودگی محیط زیست برای مصرف کننده نیز خطراتی را به همراه دارند. هدف از انجام این تحقیق، بهبود خواص نانوکامپوزیت پلی استیرن با استفاده از نانوذرات اکسیدروی (zno) و دی اکسیدتیتانیوم (tio2) است. برای انحلال پلی استیرن از حلال طبیعی و سبز لیمونن که گرفته شده از عصاره مرکبات است، استفاده شد. در ابتدا تأثیر نوع حلال بر برخی از خواص الیاف مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که قطر الیاف الکتروریسی شده از محلول پلیمری حاوی دی متیل فرمامید به دلیل هدایت الکتریکی بالاتر نسبت به لیمونن کمتر است. در ادامه تأثیر حضور نانوذرات zno و tio2 بر خواص نانوکامپوزیت بررسی شد. نانوذرات zno و tio2 منجر به کاهش قطر الیاف الکتروریسی شده شد. میزان جذب اشعه ماوراءبنفش نانوکامپوزیت در اثر حضور نانوذرات افزایش یافت و میزان عبور اشعه در ناحیه مرئی برای فیلم نانوکامپوزیتی پلی استیرن حاوی نانوذرات zno بیشتر از tio2 است به همین دلیل فیلم های حاصل از نانوذرات zno شفاف تر است. مطالعه طیف ftir نانوکامپوزیت ها نشان داد که بین نانوذرات و پلی استیرن واکنشی انجام نشده است. طیف xrd حضور نانوذرات در زمینه پلیمری را تأیید کرد. تصاویر fe-sem نشان داد که پراکندگی نانوذرات zno بهتر از tio2 انجام شده است و درمورد نانوذرات tio2 تجمع مشاهده شد. حضور نانوذرات خواص مکانیکی فیلم را افزایش دادند و درمورد الیاف پلی استیرن حاوی zno نیز همین نتیجه مشاهده شد ولی نانوذرات tio2 تا 4 درصد منجر به بهبود خواص مکانیکی گردید ولی افزایش بیشتر میزان نانوذره با کاهش خواص مکانیکی، به دلیل تجمع بیشتر همراه بود. پایداری حرارتی نانوکامپوزیت با افزایش میزان نانوذرات znoافزایش یافت. حضور نانوذرات منجر به کاهش دمای انتقال شیشه ای الیاف و افزایش این دما در فیلم پلی استیرن شد.

پیشرفت ها در صنعت نساجی مرزهای اجرایی برای تولید البسه و پارچه های صنعتی را گسترش می دهد. درک بهتر پدیده های انتقال در منسوجات می تواند به بهینه ساختن جوانب زیادی از فرایند ساخت منسوجات کمک کند و توسعه ی منسوجات جدید با کاربردهای خاص را ممکن سازد. قبلاً مطالعه پدیده انتقال با صرف زمان و نیروی زیادی همراه بود اما امروزه با پیشرفت روش های عددی و وجود ابزاری همچون دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، امکان شبیه سازی منسوجات و الیاف و همچنین جذب سطحی الیاف به منظور پیش بینی های دقیق و مناسب بوجود آمده است. در پروژه حاضر، با استفاده از این ابزار، تحلیل پدیده های انتقال (انتقال جرم و انرژی) در محیط الیاف متخلخل ارائه می شود. حضور رطوبت در منسوجات به شدت بر کارایی و عملکرد آن ها تاثیرگذار است. در این پروژه قابلیت منسوجات در انتقال حرارت و رطوبت اضافی از بدن بررسی می شود. به این منظور شرایط تعریق بدن انسان در مجاورت پارچه شبیه سازی می شود. پارچه با گرفتن رطوبت از پوست توسط لایه زیری که در تماس با پوست بدن است رطوبت گرفته شده را از طریق دیفیوژن به سطح رویی پارچه منتقل می کند و در آنجا این رطوبت وارد محیط اطراف می شود. بنابراین در این پژوهش معادلات انتقال جرم و حرارت برای شبیه سازی این محصولات و روابط ساختاری و معادلات کمکی استخراج شده و با استفاده از نرم افزار تجاری fluent 6.3.26این معادلات با مدل کردن پارچه به صورت یک محیط متخلخل برای منسوجات متشکل از الیاف pan و پشم حل شده و نهایتاً بررسی پارامتریک روی متغیرهای موثر بر ساختار پارچه و متغیرهای موثر محیطی صورت می-گیرد. برای صحت سنجی نتایج، از داده های آزمایشگاهی برای الیاف pan استفاده می شود. همچنین روش جدیدی برای شبیه سازی پارچه بصورت شبکه ای از الیاف برای منسوج متشکل از الیاف pan ارائه خواهد شد. دراین حالت معادلات انتقال بر روی الیاف و همچنین جذب بخار آب موجود در هوا درون الیاف توسط شرایط مرزی مناسب بر روی الیاف شبیه سازی می شود. به این منظور از یک udf برای تعیین شرایط مرزی بر روی دیواره ی الیاف استفاده می شود. به این ترتیب در سطح مشترک سیال- جامد غلظت جزء جذب شونده از شار ورودی به جامد محاسبه شده و همچنین دیفیوژن بخارآب در داخل لیف نیز مدل می شود. به کمک این مدل می توان از فرضیات بکار گرفته شده در مدل محیط متخلخل اجتناب کرد.

در این تحقیق تاثیر حضور نانوذرات رس طبیعی و نانو‍‎ذرات رس اصلاح شده با آمینو اسید‍‎های طبیعی در الیاف نایلون6، بر روی خواص این لیف مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا دانه‎‎های نانو‎کامپوزیتی نایلون6 / نانوذرات رس طبیعی و نانوذرات رس اصلاح شده با آمینواسید های طبیعی(ایزولیوسین) توسط اکسترودر دو مارپیچه تهیه شدند. سپس الیافی با غلظت 0، 5/0 و 1 درصد وزنی نانوذرات‎رس طبیعی و نانوذرات رس اصلاح شده به روش ذوب ریسی توسط دستگاه نیمه صنعتی تولید الیاف ریسیده شد. تاثیر غلظت نانوذرات‎رس و همچنین اصلاح کننده سطح رس بر تنش هنگام پارگی، ازدیاد طول تا پارگی الیاف و مدول یانگ مطالعه شد. میزان آرایش یافتگی مولکولی الیاف با اندازه‎گیری ضریب شکست مضاعف بررسی شد. با استفاده از پراش اشعه ایکس فاصله صفحه (001) مربوط به نانوذرات رس تعیین شد و درصد تبلور نمونه?ها، تاثیر اصلاح سطح رس بر اندازه بلورینه‎ها مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از آنالیز حرارتی اثر نانوذرات رس طبیعی و نانوذرات رس اصلاح شده بر پایداری حرارتی نمونه‎های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. در نمودار پراش اشعه ایکس پیک مربوط به صفحات رس از °10/6 = ?2 برای نانوذرات رس اصلاح شده به°30/4 = ?2 برای الیاف حاوی رس اصلاح شده کاهش یافت که به معنای نفوذ زنجیر مولکولی نایلون6 بین لایه های رس و در نتیجه افزایش فاصله بین صفحات رس است. و همچنین نمودار پراش اشعه ایکس نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات‎رس اصلاح شده از صفر به یک درصد وزنی سبب افزایش تبلور از 38 به 62 درصد می‎شود و میزان فاز بلوری ? در الیاف به خاطر اثرهسته‎زایی نانوذرات رس اصلاح شده افزایش یافته است. توسط میکروسکوپ الکترونی نشر میدان، سطح جانبی الیاف مشاهده شد، که بیان‎گر پراکندگی مناسب‎تر نانو‎ذرات‎رس اصلاح شده در زمینه ی پلیمری نسبت به نانو‎ذرات رس طبیعی است بنابراین با اصلاح سطح نانوذرات‎رس سازگاری بین زمینه‎ی نایلون6 و نانوذرات‎رس افزایش یافته است اما هنوز در برخی نواحی ذراتی با ابعاد بزرگتر دیده می‎شود که نشان دهنده جدا نشدن کامل لایه‎های رس از هم می باشد. طیف ftir الیاف نانوکامپوزیتی تولید شده نشان داد علاوه بر پیک‎های مربوط به پیوندهای موجود در نانوذرات رس و نایلون6، پیک جدیدی ایجاد نشده که به معنای جذب فیزیکی نانوذرات‎رس و نایلون6 است. با افزایش نانوذرات‎رس اصلاح شده و طبیعی ضریب شکست مضاعف الیاف افزایش یافت که نشان دهنده افزایش آرایش یافتگی الیاف در جهت محور لیف با حضور نانوذرات‎رس است. تنش پارگی و ازدیاد طول پارگی الیاف با افزودن نانو‎ذرات‎رس طبیعی و نانو‎ذرات‎ رس اصلاح شده کاهش یافت، درمورد نانو‎ذرات‎رس اصلاح شده کاهش بیش‎تری مشاهده شد. نتایج حاصل از tga نشان داد که دمای آغاز تخریب نمونه با افزایش نانو‎ذرات‎رس اصلاح شده کاهش یافت که به معنی نفوذ زنجیر مولکولی نایلون6 بین لایه‎های رس است و همچنین با افزایش نانوذرات رس اصلاح شده از 5/0 به 1 درصد وزنی وزغال باقی مانده افزایش یافت بنابراین با افزایش غلظت نانوذرات‎رس اصلاح شده پایداری حرارتی در زغال باقی مانده بهبود می‎یابد.

نانو رس ها کانی هایی هستند که حداقل یکی از ابعاد آن ها در حد نانو متر باشد. این مواد به دلیل ارزانی و در دسترس بودن، توجه زیادی در زمینه فناوری نانو به خود جلب کرده اند. تحقیقات نشان می دهد که نانو رس ها در عین مصرف پایین (% 5-1وزنی-وزنی) در مقایسه با دیگر تقویت کننده ها، خصوصیاتی نظیر پایداری حرارتی، دفع آتش و نفوذپذیری را بهبود می بخشند. یک پیش نیاز مهم برای ساخت موفق کامپوزیت های پلیمر- نانو رس تغییر قطبیت رس آلی دوست است. بدین منظور رس قبل از مخلوط شدن با پلیمر، با یک اصلاح کننده ی آلی عمل می شود. یکی از مواد مورد استفاده برای اصلاح رس استفاده از آمینواسیدهای طبیعی است. دسترسی به این مواد آسان بوده و نیاز به هزینه ی چندانی ندارد. آمینو اسیدها یا بیوپپتیدها سازگاری خوبی با زمینه پلیمری داشته و زیست سازگاری را در این سیستم ها افزایش داده و اجازه ی فعل و انفعال با ارگانیسم های زیستی را می دهد که در سیستم های رهایش دارو و داربست های مهندسی بافت مفید می باشند. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تأثیر نانورس اصلاح نشده و اصلاح شده توسط آمینواسیدهای طبیعی یا بیوپپتیدها بر خواص نانو الیاف نایلون 6 است. در این تحقیق از دوروش اختلاط مذاب و درهم رفتگی در حالت محلول برای اختلاط رس و پلیمر استفاده گردید. ابتدا گرانروی و کشش سطحی محلول های حاوی نانورس اصلاح نشده و اصلاح شده اندازه گیری شد و مشاهده گردید که با افزایش میزان نانو رس از 0 به 8 درصد وزنی، گرانروی و کشش سطحی محلول ها به شدت کاهش یافته است به گونه ای که محلول پلیمری حاوی 8 درصد وزنی نانورس اصلاح شده قابل الکتروریسی نبود. روش اختلاط مذاب و مافوق صوت تأثیری بر گرانروی محلول پلیمری نداشت. مطالعه طیف ftir نانو کامپوزیت های لیفی نشان داد که بین نانو ذرات و نایلون 6 واکنش شیمیایی انجام نشده است. تصاویر fesem نشان داد که با افزایش میزان نانو ذرات رس اصلاح شده از 0 به 6 درصد وزنی قطر نانو الیاف نایلون 6 از 4/148 نانومتر به 1/86 نانومتر کاهش یافته است. از طرف دیگر، نانو الیاف حاوی رس اصلاح شده کاهش قطر بیشتری نسبت به نانو الیاف حاوی رس اصلاح نشده نشان دادند. تغییرات قطر محلول حاصل از اختلاط مذاب در مقایسه با پلی آمید 6 حاوی 1 درصد وزنی رس اصلاح شده از نظر آماری معنادار نبود. همچنین افزایش مقدار نانو رس سبب ایجاد ساختار دانه دار در الیاف شده و تجمع نانو ذرات مشاهده شد. الگوی xrd حضور نانو ذرات در زمینه پلیمری را تأیید کرد. آزمون tga کاهش دمای 3 و 5 درصد تخریب نانو الیاف حاوی نانو رس اصلاح شده و اصلاح نشده را نشان داد که میزان این کاهش برای نانو الیاف حاوی نانو رس اصلاح شده بیشتر بود و همچنین زغال باقی مانده در c?700 با افزایش مقدار نانو رس و همچنین اصلاح رس، افزایش یافته است. حضور نانو ذرات رس اصلاح شده و اصلاح نشده منجر به کاهش دمای انتقال شیشه ای نانو الیاف شد.

الکتروریسی متداول ترین، ارزان ترین و آسان ترین روش برای تولید نانوالیاف پلیمری ممتد و منفرد است. نانوالیاف رسانا دارای کاربردهای فراوانی در زمینه هایی همچون محافظ امواج الکترومغناطیس، ذخیره کننده های انرژی، حسگرها می باشند. پلی پیرول(ppy) یکی از پلیمرهای رسانا با خواص رسانایی الکتریکی بالا و فعالیت الکتروشیمیایی مطلوب است و جزء پلیمرهای سازگار با محیط زیست است. پلی پیرول دارای مساحت سطحی بالا. وزن پایه ی کم، خلل و فرج فراوان و قابلیت فرآیندپذیری کم است، لذا تلاش هایی در جهت بهبود فرآیند پذیری آن صورت گرفته است. در این تحقیق نانوالیاف هیبریدی پلی پیرول/ پلی اکریلونیتریل به روش پلیمری شدن درجای پیرول در بستر پلی اکریلونیتریل و الکتروریسی محلول حاصل تولید گردید. آمونیوم پرسولفات(aps) به عنوان اکسیدکننده و دودسیل بنزن سولفونیک اسید(dbsa) به عنوان دوپنت برای واکنش پلیمری شدن استفاده شد. تأثیر دما، زمان پلیمری شدن و غلظت مونومر پیرول بر مقاومت الکتریکی لایه های نانوالیاف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که که با افزایش دمای پلیمری شدن، مقاومت الکتریکی افزایش می یابد. افزایش زمان پلیمری شدن تا مدت زمان 8 ساعت منجر به کاهش مقاومت الکتریکی گردید ولی بیشتر از این مدت زمان، تغییر چندانی در مقاومت الکتریکی مشاهده نشد. افزایش غلظت مونومر تا 9% وزنی منجر به کاهش مقاومت الکتریکی گردید ولی افزایش بیشتر غلظت تأثیر بسزایی در مقاومت الکتریکی نداشت. نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز نشان داد که اتصال بین ppy با pan از نوع فیزیکی است و اتصال شیمیایی بین این دو پلیمر ایجاد نشده است. تصاویر fesem حاصل از نانوالیاف هیبریدی pan/ppy نشان داد که این الیاف کاملاً صاف و یکنواخت هستند. با افزایش غلظت مونومر، قطر نانوالیاف افزایش پیدا می کند. مطالعه پایداری حرارتی نانوالیاف هیبریدیpan/ppy نشان داد که با افزایش غلظت مونومر پیرول، پایداری حرارتی نانوالیاف افزایش می یابد. میزان رسانایی این نانوالیاف به کمک روش چهار نقطه ای مورد سنجش قرار گرفت که نشان دهنده افزایش میزان رسانایی نانوالیاف ازحالت عایق به نیمه رسانا می باشد. برای نانوالیاف هیبریدی pan/ppy است

در این تحقیق تاثیر نانوذرات بوهمایت بر خواص مورفولوژی، ضدباکتری و جذب یون های کادمیم نانوالیاف پلی اکریلونیتریل مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا نانوذرات بوهمایت تولید و خواص آن از طریق طیف سنجی مادون قرمزفوریه و پراش پرتوایکس ارزیابی شد. نتایج طیف ftir این ماده ارتعاشات کششی و خمشی گروه های هیدروکسیل، گروه های al-o-al و گروه های alo6 را نشان داد. همچنین نتایج الگوی xrd آن، تولید ذرات بلوری با اندازه ی بلورینه های 9/12 نانومتر را تائید کرد. سپس درصدهای مختلفی از این ماده در محلول 12% پلی اکریلونیتریل در حلال دی متیل فرمامید دیسپرس شد و الکتروریسی در زمان های 2، 4 و 6 ساعت انجام گرفت. نتایج طیف ftir نشانگر حضور پیک های بوهمایت و پلی اکریلونیتریل بدون جابجایی و تشکیل پیک جدید بود که تائیدکننده اختلاط فیزیکی پلیمر و بوهمایت می باشد. حضور و افزایش غلظت نانوذرات بوهمایت بدلیل افزایش گرانروی محلول پلیمری منجر به افزایش قطر نانوالیاف از 194 به 4/339 نانومتر شد. تصاویر fesem نیز تجمع نانوذرات را در نمونه ی 50% وزنی بوهمایت نسبت به نمونه ی 10% نشان داد. در ارزیابی نفوذپذیری هوای نمونه¬ها مشاهده شد که با افزایش زمان الکتروریسی نفوذپذیری هوا بطور معناداری کاهش یافت که بدلیل تشکیل منافذ کوچکتر و طولانی¬تر در بین نانوالیاف است. همچنین با افزایش غلظت بوهمایت از 0% به 30% ، نفوذپذیری هوا ازml/s.cm2 5/12 به ml/s.cm2 3/26 افزایش یافت، که بدلیل افزایش قطر نانوالیاف و بزرگتر شدن منافذ است. افزایش غلظت بوهمایت از 30% به 50% ، منجر به کاهش نفوذپذیری هوا شد که به نظر می رسد به دلیل تجمع نانوذرات درسطح نانوالیاف و ایجاد منافذ کوچکتر باشد. نتایج ارزیابی قابلیت غشاء تولیدی در حذف باکتری اشرشیاکلی در آب، نشان داد که حضور نانوذرات بوهمایت در غشاء باعث افزایش بازده حذف باکتری از 21% به 5/92% شده است که به دلیل مساحت سطحی بالای نانوذرات و همچنین جاذبه ی الکتروستاتیکی مابین سطح با بارهای مثبت آن ها و سطح با بارهای منفی میکروارگانیسم هاست. با افزایش میزان بوهمایت از 10% به 30% و 50% در غشاء تغییر چشمگیری در بازده حذف باکتری مشاهده نشد که به علت تجمع نانوذرات در غشاء و کاهش کارایی آنها می باشد. نتایج بررسی تاثیر زمان الکتروریسی نشان داد که با افزایش زمان الکتروریسی از 2 ساعت به 6 ساعت، بازده حذف باکتری در نمونه ی بدون نانوذره از 21% به 5/65% افزایش یافته است. افزایش زمان الکتروریسی از 2 به 6 ساعت در نمونه ی حاوی 10% نانوذرات بوهمایت با افزایش معنادار بازده از 5/92% به 7/97% همراه است. در مورد نمونه های حاوی 30% و 50% نانوذرات اثر زمان معنادار نیست. نتایج حاصل از آزمایش اسپکتروسکوپی جذب اتمی نشان داد که غشای نانوالیاف پلی اکریلونیتریل حاوی 50% نانوذرات بوهمایت با زیرلایه ی کربن فعال، دارای ظرفیت جذب کادمیم 0.23mg/g است که نسبت به غشای نانوالیاف پلی اکریلونیتریل بدون نانوذره و خود زیرلایه ی کربن ظرفیت جذب بیشتری داشته است.

الیاف نوری پلیمری علیرغم تضعیف بیشتر به¬دلیل انعطاف پذیری، وزن کم، ساخت آسان¬ و هزینه تولید کمتر نسبت به الیاف نوری شیشه ای، در طول سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته¬اند. در این تحقیق، امکان¬سنجی تولید نانوالیاف نوری پلیمری توسط روش الکتروریسی و خواص آن¬ها مورد بررسی قرار گرفته است. پلی¬متیل¬متاکریلات، به دلیل کاربرد فراوان آن در زمینه¬های نوری، الیاف نوری پلیمری، زیست سازگاری، فرآیندپذیری و هزینه پایین تولید نانوالیاف، به عنوان مغزی لیف نوری که نانوالیاف پلی متیل¬ متاکریلات با قطر 428/5 نانومتر می باشد، استفاده شده است. به منظور تولید دسته نانوالیاف موازی با طول مناسب از روش تولید نخ نانولیفی و به منظور پوشش¬دهی دسته نانوالیاف، از روش غوطه وری استفاده شد. اندازه¬گیری خواص نوری نمونه¬ها نشان داد که نانوالیاف تولید شده فاقد خواص انتقالی نور است درحالی¬که فیلم تولید شده، دارای انتقال نور حدود90% بود. عدم انتقال نور توسط نانوالیاف، می¬تواند ناشی از عدم شفافیت آن¬ها در مقایسه با فیلم حاصله باشد. با تغییر در شرایط الکتروریسی شامل ولتاژ، غلظت و نوع حلال، موفقیتی در افزایش شفافیت نانوالیاف، حاصل نشد. لذا در ادامه تحقیق به بررسی و مطالعه ساختاری نانوالیاف و فیلم پلی متیل متاکریلات پرداخته شد. بررسی نتایج آزمون گرماسنجی تفاضلی روبشی نشان داد که دمای انتقال شیشه¬ای نانوالیاف و فیلم پلی متیل متاکریلات به ترتیب، c? 49/61 و c? 58.86 می باشد. علاوه براین از نتایج پراش پرتو ایکس در زاویه پهن(waxs)، ماهیت غیر بلوری نمونه ها و فاصله بین زنجیرهای پلیمری به دست آمد که تاییدکننده نتایج حاصل از آزمون گرماسنجی تفاضلی روبشی است. بررسی نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس در زاویه کم(laxrd) نشان داد علاوه بر احتمال نظم ساختاری حفره های بربسته، درون نانوالیاف حضور فراکتال های سطحی سه بعدی و درون فیلم پلیمری فراکتال های جرمی حضور دارد. براساس بررسی ها و محاسبات انجام شده بر نتایج پراش پرتو ایکس در زاویه کوچک(saxs)، وجود ذرات کروی و میله ای شکل به ترتیب در ساختار نانوالیاف و فیلم پلی متیل متاکریلات با شعاع ژیراسیون 8/51 و 16/5 نانومتر بدست آمد.

چکیده هدف اصلی این رساله مطالعه ی مشخصه های ساختاری و تاثیر آنها بر خواص انتقالی لایه های تشکیل شده از نانوالیاف پلی اکریلونیتریل(که در این رساله به آنها ریزلایه اتلاق می شود) است. خواص فیزیکی ریزلایه ها به مشخصه های ساختاری آنها وابسته است، لذا تاثیر غلظت محلول پلیمری پلی اکریلونیتریل بر مشخصه های ساختاری شامل قطرالیاف، تخلخل سطحی و زبری سطح ریزلایه ها بررسی گردید. از روش های جدید غیر تماسی شامل پردازش تصویر و میکروسکوپ نیروی اتمی برای ارزیابی زبری سطح استفاده شد. نتایج بیانگر وابستگی قطر نانوالیاف به غلظت محلول پلیمری می باشد. در بررسی نتایج مشاهده شد که افزایش غلظت محلول پلیمری افزایش قطر نانوالیاف وکاهش تخلخل سطحی ریزلایه را به همراه دارد. با استفاده از روابط تئوری، میانگین پوشش ریزلایه ها محاسبه گردید و با توجه به وابستگی قطر نانوالیاف و تخلخل سطحی ریزلایه، مشخصه ساختاری مناسب تعریف شد و سپس ارتباط آن با نفوذپذیری هوا و زبری سطح ریزلایه بررسی گردید. نتایج بدست آمده نشان دادند که بین مشخصه ساختاری و نفوذپذیری هوا و زبری سطح ریزلایه ها همبستگی خوبی وجود دارد. همجنین با بررسی نتایج زبری سطح حاصل از دو روش پردازش تصویر و میکروسکوپ نیروی اتمی ملاحظه شد که از نظر آماری بین نتایج حاصل از دو روش توافق خوبی وجود دارد. کارایی ریزلایه به مقدار زیادی به سطح مخصوص و تخلخل توده آن وابسته است. تخلخل توده یکی از مشخصه های مهم و اثرگذار بر انتقال همزمان رطوبت و حرارت ریزلایه ها می باشد، لذا با استفاده از روش الکتروریسی اصلاح شده ریزلایه های حجیم با تخلخل توده متفاوت تهیه شدند و تاثیر تخلخل توده بر انتقال همزمان رطوبت و حرارت ریزلایه ها بصورت تجربی و نظری مورد بررسی قرار گرفت. یک مدل ریاضی برای پیشگویی رفتار انتقال رطوبت و حرارت ریزلایه های حجیم استفاده شد. مرتبه اهمیت هر یک از شیوه های انتقال حرارت در مدل استفاده شده جهت پیشگویی انتقال همزمان رطوبت و حرارت، با استفاده از روش تحلیل مقیاسی تعیین گردید. با توجه به نتایج بدست آمده ملاحظه گردید که در مورد ریزلایه ها انتقال حرارت به شیوه تشعشع از اهمیت بسیار ناچیزی برخوردار است در حالیکه انتقال حرارت به شیوه جابجایی دارای اهمیت زیادی می باشد. با توجه به نتیجه حاصل از تحلیل مقیاسی، دو مدل جهت توصیف و پیشگویی رفتار انتقال رطوبت و حرارت ریزلایه ها مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا فقط انتقال حرارت به روش هدایت در مدل مورد توجه قرار گرفت و سپس با اضافه کردن انتقال حرارت توسط جابجایی، مدل اصلاح گردید. مدل ها با استفاده از روش اختلاف محدود بطور عددی حل شدند و جهت ارزیابی قابلیت آن ها برای پیشگویی انتقال همزمان رطوبت و حرارت از ریزلایه ها ی حجیم ، نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی مقایسه شدند. با توجه به نتایج حاصل از اندازه گیری تخلخل توده ریزلایه های حجیم، مشاهده شد که این ریزلایه ها بسیار متخلخل (تخلخل بیش از%99) هستند. ارزیابی تجربی انتقال همزمان رطوبت و حرارت ریزلایه های حجیم، بیانگر قابلیت بسیار بالای آن ها در انتقال رطوبت و حرارت می باشد. نتایج تجربی نشان دادند که افزایش تخلخل توده با افزایش انتقال رطوبت و حرارت ریزلایه همراه است . همچنین مشاهده شد که در اثر قرار گرفتن ریزلایه بر روی زمینه، نفوذپذیری هوا به مقدار محسوسی کاهش می یابد ولی انتقال رطوبت از ریزلایه تغییر محسوسی نمی کند. مقایسه نتایج تجربی و نتایج حاصل از مدل سازی، بیانگر قابلیت بسیار خوب مدل های استفاده شده جهت پیشگویی رفتار انتقال همزمان رطوبت و حرارت ریزلایه ها می باشد و مدل اصلاح شده برای پیشگویی رفتار انتقال حرارت ریزلایه ها مناسبتر می باشد.

بسته بندی dnaی کروموزومی توسط نوکلئوزوم و سازمان یابی ژنوم، دسترسی فاکتورهای تنظیمی به dna را محدود می کند. این محدودیت باعث می شود که نوکلئوزوم ها و سایر ساختارهای کروماتینی به طور فعالی در تنظیم رونویسی ، جدایی کروموزوم ها، همانندسازی و تعمیر dna اهمیت پیدا کنند. سلول برای دسترسی به dnaی بسته بندی شده و سازمان دهی اجزاء نوکلئوزومی در نواحی کروموزومی، از مجموعه های تغییرشکل دهنده ی کروماتین استفاده می کند که به آنها ریمادلر گفته می شود. ریمادلر کروماتین acf، ریمادلری از خانواده iswi است که به صورت یک موتور دایمر عمل می کند و بین نوکلئوزوم ها فواصل منظمی ایجاد می کند. مطالعات تک مولکول نشان داده است که این نوع ریمادلر نوکلئوزوم ها را در جهت طول dna رابط بلندتر جابه جا می کند. ما در این پایان نامه با ارائه مدلی عملکرد ریمادلر acf را با در نظر گرفتن وابستگی به طول dna رابط بررسی کردیم. در این مدل ریمادلر به صورت دوتایی به نوکلئوزوم متصل گشته، اما در هر زمان تنها یکی از ریمادلرها قادر به انجام فعالیت خواهد بود. طول dna رابطی که در اختیار آنزیم قرار دارد تعیین می کند که کدام یک از ریمادلرهای موجود در دوتایی عملکرد داشته باشد. براین اساس عملکرد ریمادلر در طول های خیلی کم (کمتر از 20 جفت باز) و خیلی زیاد (بیشتر از 130 جفت باز) کاهش پیدا می کند. با استفاده از توالی های مختلف dna مشخص شد که ریمادلر بین توالی های مختلف تفاوت قائل نیست و قادر است در تمام موارد موقعیت نزدیک به مرکز برای نوکلئوزوم ایجاد کند. با مقایسه گام های حرکتی 1 و 13 جفت بازی مشخص شد که در هر دو حالت acf دارای عملکرد است و نوکلئوزوم هایی با موقعیت مرکزی ایجاد می کند. افزایش غلظت atp به عنوان سوخت مورد استفاده ریمادلر، موجب بهبود عملکرد آنزیم می شود و سرعت جابه جایی نوکلئوزوم را افزایش می دهد.

تحقیقات در زمینه نانوذرات، گواه رشد فوق العاده این زمینه بدلیل خواص فیزیکی و شیمیایی غیر معمول این ذرات کوچک است. این ذرات به سبب عواملی هم چون اندازه کوچک، اثر سطح و اثر اندازه کوانتومی، خواص فیزیکی و شیمیایی بدیعی را از خود نشان می¬دهند. نانوذرات اکسید فلزی به خاطر خواص نوری، الکتریکی و کاتالیستی منحصر به فرد، بسیار مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. در بین این مواد، نانوذرات اکسیدمس بدلیل ویژگی های خاص خود از جمله فراوانی در طبیعت، ارزان قیمت بودن، پایدار بودن نسبت به حالت غیر اکسید خود و سمی نبودن مورد توجه قرار گرفته است. از این رو در این پژوهش از نانوذرات اکسیدمس در فرایند الکتروریسی نانوالیاف نایلون 6 استفاده شد و خواص الیاف حاصله مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا نانوذرات اکسیدمس از طریق روش ژل احتراقی سنتز و در ادامه جهت تولید نانوالیاف نایلون 6 حاوی نانوذرات اکسیدمس در درصد وزنی¬های .، 2%، 4% و 8% از طریق الکتروریسی مورد استفاده قرار گرفت. مورفولوژی سطحی و خواص نانوذرات اکسیدمس و نانوالیاف نایلون 6 توسط آزمون¬های sem، ftir، xrd، dsc و tga بررسی شد. نتایج xrd برای نانوذرات اکسیدمس با مراجع تطابق خوبی داشت و حاکی از درصد خلوص بالای نانوذرات بود. متوسط اندازه ذرات اکسیدمس حاصل از تصاویر sem در حدود 45 نانومتر بدست آمد. نتایج حاصل از آزمون ftir تأیید کننده حضور نانوذرات در الیاف الکتروریسی شده بود. بررسی قطر نانوالیاف نشان داد که با افزایش میزان نانوذره اکسیدمس، بدلیل افزایش هدایت الکتریکی محلول پلیمری، قطر نانوالیاف کاهش یافته است. علاوه براین، افزایش اندکی در tc، tm و tgنانوالیاف نایلون 6 حاوی 8% نانوذرات اکسیدمس مشاهده شد. بررسی پایداری حرارتی نانوالیاف، حاکی از کاهش پایداری حرارتی توسط نانوذرات اکسیدمس بود. نانوذرات اکسیدمس و نانوالیاف نایلون6 حاوی درصدهای مختلف نانوذره با دو باکتری اشرشیاکلی و باسیلوس سابتیلوس به منظور حصول خواص ضدباکتری مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاکی از مهارکنندگی رشد باکتری توسط نانوذرات اکسیدمس در محیط nb بود.

پلی متیل متاکریلات ( pmma ) یکی از پلیمرهای پرمصرف در صنایع مختلف می باشد. کاربردهای این پلیمر از ویژگی مهم آن یعنی شفافیت بالا )حتی بالاتر از شیشه( نشأت می گیرد. این پلیمر در صنایع مختلفی مثل صنایع دفاعی، هنری و تبلیغاتی، ساختمان، کشاورزی و پزشکی کاربرد دارد که از آن جمله می توان به سپرهای امنیتی، جایگزین شیشه در ساختمان ها، پوشش سقف گلخانه ها، عدسی های تماسی، دندان مصنوعی، الیاف نوری، شیشه نمایشگرها، هواپیما و بالگرد و غیره اشاره کرد. این پلیمر همچنین از خواص فیزیکی مناسبی برخوردار است اما به دلیل شکننده بودن، کاربردهای آن محدودشده و نیازمند تقویت می باشد. هدف از این تحقیق استفاده از نانو الیاف پوسته- مغزی pan/pmma به عنوان تقویت کننده pmma و مقایسه آن با تقویت کنندگی نانو الیاف pan (پلی اکریلونیتریل) می باشد. نانو الیاف پوسته- مغزی با استفاده از الکتروریسی معمولی و با توجه به جدایش فازی از محلول مخلوط pan/pmma ریسیده شده اند. نتایج حاصل از آزمون atr-ftir و edx حاکی از تشکیل ساختار پوسته مغزی نانو الیاف با pan در مغزی و pmma در پوسته بود. نانو کامپوزیت با استفاده از روش آغشته و غوطه وری در فاز زمینه(pmma) تهیه شد و نانو کامپوزیت حاصله تحت آزمون های کشش، خمش و شفافیت قرار گرفت. نتایج نشان داد نانو کامپوزیت تقویت شده با لایه نانو الیاف با ترکیب درصد 50-50 pan/pmmaدارای بالاترین خواص کششی و خمشی است. لذا در کسر حجمی 7/1، 9/2 و 7/5 درصد تقویت کننده، نانو کامپوزیت تهیه و مرد بررسی قرار گرفت و مشخص شد با افزایش کسر حجمی به 9/2 درصد، مدول کششی و مدول خمشی به ترتیب 99/29% و 7/12% افزایش یافته ولی با افزایش کسر حجمی به 9/5 در صد، مدول کششی و مدول خمشی کامپوزیت به ترتیب 24/11% و 4/7% کاهش از خود نشان داد. همچنین شفافیت نمونه ها با استفاده از دستگاه اسپکتروسکوپی مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد ضمن افزایش کسر حجمی به 9/2 و 7/5 درصد، شفافیت به ترتیب، 8% و 8/3% کاهش یافته است. نسبت بهینه ازلحاظ خواص مکانیکی نمونه تقویت شده با 9/2درصد حجمی لایه نانو لیفی تشکیل شده از نسبت 50-50pan به pmma و ازلحاظ شفافیت نمونه تقویت شده با 7/1 درصد حجمی لایه نانو لیفی که از نسبت 50-50 pan به pmma تشکیل شده، مشخص شد.

الیاف شیشه یکی از مهم ترین الیاف مورد استفاده در ساخت سازه های مختلف کامپوزیتی است که ویژگی های مکانیکی و قیمت مناسب آن باعث شده است تا در مقایسه با الیاف کربن، آرامید و بازالت که کاربری آنها محدود به کاربردهای بسیار ویژه است، بیشترین میزان مصرف را داشته باشد. الیاف شیشه مقاوم در برابر قلیا، یکی از مهم ترین و پرکاربردترین الیاف در ساخت سازه های کامپوزیتی مورد استفاده در محیط های مهاجم و خورنده است. هدف این تحقیق اصلاح الیاف شیشه نوع e به عنوان رایج ترین لیف شیشه موجود با استفاده از روش پوشش دهی غوطه وری و الکترولس به منظور مقاوم سازی محیط های قلیایی می باشد. لذا از روش پوشش دهی الیاف شیشه با نانوذرات زیرکونیوم اکسید به روش غوطه وری و الکترولس نیکل- فسفر و نیکل- فسفر/ زیرکونیوم اکسید استفاده گردید. و مقاومت آن ها در برابر محیط های مهاجم قلیایی از طریق اندازه گیری درصد کاهش وزن بررسی شد.