و هم‌چنين نحوه‌ي توزيع آن مي‌تواند بر خواص نهايي نانوکامپوزيت و کاربرد آن اثر بگذارد. نانوکامپوزيت‌هاي مغناطيسي کاربردهاي بالقوه‌ي زيادي را در سنسورها، پوشش‌هاي الکترومغناطيس و مواد جاذب امواج دارا مي‌باشند
– دارو رساني هدفمند:
بحث دارو رساني هدفمند بيشتر در رابطه با درمان سرطان مطرح است. چرا که چالش عمده در درمان سرطان، هدف‌گيري و از بين بردن سلول‌هاي سرطاني است؛ به طوري‌که تا حد امکان کمترين تأثير را بر سلول‌هاي سالم داشته باشد. يکي از اهداف نانوفناوري سوار کردن داروها بر روي مواد حامل (نانوذره) و سپس فرستادن و رها کردن آن‌ها به درون سلول هدف مي‌باشد که به آن دارو رساني هدفمند اطلاق مي‌شود
با استفاده از نانوذرات مغناطيسي و ايجاد يک ميدان مغناطيسي مي‌توان دارو را به صورت هوشمند به بافت مورد نظر رسانده و سبب بهبود بافت، بدون صدمه به بافت‌هاي ديگر شد. در يک مثال موردي، محققان اسيد فوليک را بر روي نانوذرات مغناطيسي قرار داده‌ و سپس با داغ کردن نانوذرات سبب افزايش دماي سلول سرطاني و انهدام آن شده‌اند
نظر به اين‌که، سلول‌هاي سرطاني در سطح خود گيرنده‌هاي اسيد فوليک دارند، ابتدا نانوذرات مغناطيسي حامل اسيد فوليک را جذب مي‌کنند. سپس، محققان با استفاده از ميدان مغناطيسي متناوب اين نانوذرات را داغ مي‌کنند، که سبب افزايش دماي سلول تا بيش از 43 درجه سانتي‌گراد و مرگ سلول خواهد شد[12، 16- 18].
– به عنوان کاتالیزور:
– استخراج فاز جامد:
2-4 استخراج با نانو ذرات به عنوان فاز جامد
اخيراً نانوذرات و جاذب‌هاي نانومتري كاربردهاي فراواني در استخراج نمونه‌هاي مختلف داشته‌اند. استفاده از نانوجاذب‌ها در مقياس كمتر از nm100 داراي يك سري محدوديت‌هاي ذاتي مي‌باشد، مخصوصاً زماني كه بخواهيم از آنها در استخراج آناليت‌ها از حجم‌هاي بالا و با استفاده از كاتريج‌هاي رايج استفاده كنيم. به دليل افت فشار زياد در ستون‌هاي SPE، زمان استخراج بالا مي‌رود و همچنين احتمال عبور نانوذرات ريز از فيلترها وجود دارد. از ميان نانوذرات مختلف، نانوذرات مغناطيسي و به طور ويژه نانوذرات بيشترين استفاده را در اين زمينه پيدا كرده‌اند. اين نانوذرات به دليل ارايه خواص ويژه نانومتري و توانايي جفت شدن آنها با تكنولوژي حامل‌هاي مغناطيسي در دهه اخير توجه محققان اين رشته را به خود جلب كرده است.
در استفاده از نانوذرات مغناطيسي به عنوان جاذب در SPE، نمونه مورد نظر جذب سطحي نانوذرات شده و نانوذرات به راحتي توسط يك ميدان مغناطيسي خارجي از محيط نمونه به سرعت جداسازي مي‌شوند. اين خاصيت نياز به استفاده از ستون‌هاي معمول SPE و يا مراحل سانتريفيوژ اضافي را از بين مي‌برد. در نهايت با شستشوي نمونه از سطح نانوذرات مي‌توان آنها را بازيافت كرده و دوباره استفاده كرد [12، 19].
2-5 اصلاح سطح نانو ذرات مغناطیسی
در آماده سازی و ذخیره سازی نانو ذرات به شکل کلوئیدی، پایداری کلوئید از اهمیت زیادی برخوردار است. با پوشش سطحی مناسب، نانو ذرات مغناطیسی می‌توانند درون حلال‌های مناسب پراکنده شوند و سوسپانسیون‌های همگن تشکیل می‌شود که فروسیال1 نامیده می شوند. آنها یا از طریق حجم زیادی از دانه‌ی پلیمری پراکنده می شوند یا پراکنده شدن از طریق شکستن پوسته ی اطراف هسته در واکنشگرهای کلوئیدی رخ می‌دهند.
توزیع همگن نانو ذرات پخش شده در محلول باعث انتقال جرم مطلوب به سطح و خروج جزء مورد نظر از محلول شده و خاصیت مغناطیسی سایر اجزاء را کاهش می‌دهد. علاوه بر این جاذب های پخش شده، از مشکلاتی مانند ایجاد رسوب در ستون‌های پر شده و غشاءها جلوگیری می‌کنند.
فروسیال‌های سوسپانسیون‌های کلوئیدی از ذرات مغناطیسی هستند که سیالاتی با قابلیت مغناطیسی را تشکیل می‌دهند که در شدیدترین میدان‌های مغناطیسی به صورت مایع باقی می‌مانند و در نتیجه سیالات مغناطیسی دارای ترکیب منحصر به فردی از سیالیت می‌شوند و توانایی تعامل با یک میدان مغناطیسی را دارا می‌شوند.
سوسپانسیون می‌تواند با یک میدان مغناطیسی خارجی بر‌هم‌کنش داشته باشد و در یک ناحیه‌ی خاص، در یک موقعیت مناسب قرار بگیرند.
برای تثبیت مؤثر نانو ذرات اکسید آهن، اغلب نیاز است پوشش مورد نظر دانسیته ی بسیار بالایی داشته باشد. بعضی از تثبیت کننده‌ها مانند سورفاکتانت ها با یک پلیمر معمولا در زمان آماده‌سازی، از تجمع نانو ذرات جلوگیری می‌کنند. [15، 16].
با این حال باید در مورد انتخاب مواد برای پوشش نانو ذرات دقت کرد. پوشش نانو ذرات ممکن است ترکیبی از مواد معدنی و مواد پلیمری باشد.
2-5-1 پوششی‌دهی پلیمری
مواد پوششی پلیمری را می توان به دو صورت مصنوعی و طبیعی طبقه بندی کرد.
1 – پلیمرهای مصنوعی:
– کوپلیمر پلی (اتیلن – وینیل استات).
– پلی وینیل پیرولیدین (PVP ).
-کوپلیمر پلی (لاکتیک – گلیکولیک اسید) (PLGA).
– پلی اتیلن گلیکول.
-(PEG) پلی وینیل الکل (PVA).
2- پلیمرهای طبیعی: ژلاتین، دکستران12، چیتوزان13، پولولان14 [15، 16].
2-5-2 پوشش‌هاي معدني
اين پوشش‌ها كه استفاده از آنها بسيار متداول است شامل: اكسيدهاي فلزي، فلزات گرانبها، سيليس و كربن هستند.
2-5-3 پوشش‌دهي سورفكتانت‌ها
يك پوشش فشرده از مولكول‌هاي سورفكتانت4 مي‌تواند نانوذرات را از اكسيدشدن توسط هوا محافظت كند. سورفكتانت‌هاي آلي مختلف از قبيل اولئيك اسيد، لوريك اسيد، تري‌اكتيل فسفريك اسيد، ستیل تری متیل امونیوم برماید و… تا كنون براي اين منظور مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
مطالعات نشان مي‌دهد كه سورفكتانت‌هايي كه در ساختار زنجيره آلي خود پيوندهاي غيراشباع و يا گروه‌هاي فعال دارند نقش حفاظتي بهتري را در پوشش‌دهي نانوذرات ايفا مي‌كنند. برهمكنش‌هاي عرضي ميان عوامل فعال و پيوندهاي غيراشباع موجب استحكام و فشردگي بيشتر پوشش مورد نظر مي‌شود [15، 16، 20].
3-6 سورفکتانت ها
کلمه سورفکتانت مجموعه از کلمات “Surface active agent” می باشد. سورفکتانت ها معمولا ترکیباتی آلی هستند.
سورفکتانت ها موادی هستند که اغلب برای بهینه سازی سطوح جاذب های نانو به طریقه فیزیکی به کار می روند سورفکتانت ها موادی با خاصیت دوگانه اند که دارای یک سر آب دوست و یک سرچربی دوست هستند .
بنابراین به تناسب ساختار مولکولی در حلال های آلی و آب حل می شوند و باعث کاهش کشش سطحی در فصل مشترک هوا-آب و یا روغن-آب می شوند.
ساختار شیمیایی سورفکتانت ها اغلب شامل یک مولکول نسبتا طولانی با یک انتهای آب گریز و انتهای دیگر آب دوست می باشد.
قسمت آب گریز این مواد]یک دنباله هیدروکربنی طولانی[با رزین سازگار بوده و در جهت ان حرکت می کند در حالی که قسمت آب دوست به سمت بیرون جهت گیری نموده ]به سمت فاز آب[ و با احاطه نمودن رزین باعث سازگاری ان با آب می شود.
در واقع سورفکتانت ها موادی هستند که می توانند انرژی سطحی را بین سطوح به میزان زیادی تغییر دهند خاصیت یک سورفکتانت ناشی از دو شخصیتی بودن ساختمان مولکولی ان است به این معنی که همزمان دارای گروه های آب دوست و آب گریز می باشند [21].
شکل (2-1) مدلی برای تشریح خاصیت دو گانه سورفکتانت ها را نشان می دهد.
شکل (2-1) مدلی برای تشریح خاصیت دو گانه سورفکتانت ها
2-7 دسته بندی سورفکتانت ها
سورفکتانت ها به دو نوع یونی15 و غیر یونی16 تقسیم می شوند این نوع دسته بندی بر این اساس است که وقتی سورفکتانت در آب حل می شود(نوع یونی) یا نه (غیر یونی) و بر اساس نوع یون حاصل به صورت زیر دسته بندی می شوند
2-8 طبقه بندی سورفکتانت ها بر اساس نوع یون
1-سورفکتانت های یونی
– سورفکتانت انیونی
– سورفکتانت کاتیونی
– سورفکتانت آمفوتریک17
2-سورفکتانت های غیر یونی
2-8-1 سورفکتانت های یونی
سورفکتانت های یونی وقتی در آب حل می شوند ،یونیزه می شوند و مطابق با طبیعت یون های حاصله به سورفکتانت های کاتیونی و انیونی و امفوتریک تقسیم می شوند.در مورد سورفکتانت های آنیونی ،ان بخش از مولکول سورفکتانت که به گروه های آب گریز (چربی دوست) منتقل شده به انیون ها یونیزه می شود و در مورد سورفکتانت های کاتیونی ، بخش مورد اشاره در بالا به کاتیون ها تجزیه می شود. در مورد سورفکتانت های آمفوتریک نیز دو نوع یون مختلف به بخش گفته شده در بالا متصل شده است.
این طبقه بندی سورفکتانت ها نتایج مختلفی به دنبال دارد که می توان با توجه به نوع یون، خواص متفاوتی از ان ها استخراج کرد.در ادامه این سه گروه را بیشتر مورد توجه قرار می دهیم.
2-8-1-1 سورفکتانت های کاتیونی
در این گروه از سورفکتانت ها، گروه آب دوست کاتیونی بوده و همراه آن زوج یون آنیون مثل کلرید، سولفات و استات است. سورفکتانت های کاتیونی عمدتا به دو گروه مهم تقسیم می شوند، نوع نمک امین و نوع نمک امونیوم چهار جزی، این دو نوع در خواص و فرایند ساخت باهم متفاوت هستند.اختلاف این دو نوع در جدول (2-1 ) اورده شده است
نوع نمک امونیوم چهار جزی
نوع نمک امین
موارد اختلاف
چهار جزی کردن سومین آمین یا عامل های الکیل دار کننده
خنثی سازی آمین هابا اسید ها
فرایند ساخت
نسبتا بالا
نسبتا پایین
قابلیت حل در آب
عموما پایدار در محلول اسیدی الکلی
پایدار فقط در محلول اسیدی خنثی ناپایدار در محلول قلیایی
پایداری محلول ابدار
عموما بالا
عموما ندارد
اثر میکروب کشی
جدول (2-1) اختلاف بین نوع نمک امین و نوع نمک امونیوم چهار جزی
از نقطه نظر علمی، بیشتر ترکیبات سولفوردار مانند نمک های سولفونیوم و بیشتر ترکیبات فسفردار مانند نمک های فسفوریوم جزء سورفکتانت های کاتیونی محسوب می شوند. الکیل تری متیل آمونیوم کلراید مثالی از سورفکتانت های کاتیونی است. بیشترین سورفکتانت های کاتیونی در صنعت به عنوان کاتالیست های انتقال فاز است. علاوه بر این، این سورفکتانت ها در تهیه علف کش ها،مواد ضد میکروبی،باز دارنده های خوردگی،باز دارنده های اکسیداسیون، عامل های حجم دهنده و پر کننده، نرم کننده های نساجی، عوامل تعلیق دهنده و پخش کننده و ضد عفونی کننده به کار می روند.
2-8-1-2 سورفکتانت های آنیونی
در این دسته از سورفکتانت ها سر آب دوست حاوی گروه های انیونیک می باشد که دارای یون مخالفی مثل سدیوف پتاسیم یا امونیوم است. این گروه از سورفکتانت ها پر مصرف ترین گروه به حساب می آیند و حدود 50در صد کل سورفکتانت های مصرفی دنیا در این گروه قرار دارند. سورفکتانت های آنیونی دارای تولیدات فراوانی هستند و همه این تولیدات به جزء صابون می توانند در آب سخت حل شوند. طبقه بندی سورفکتانت های انیونی به همراه نمونه ای از ان ها در جدول(2-2) زیر امده است.
سورفکتانت انیونی
نمونه ها
نمک اسید کربوکسیلیک
-COONa

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید