عنوان نشریه

طراحی بیوراکتور برای افزایش تولید سورفکتین حاصل از باکتری B‏acillus subtilis NLIM 0110

حسین امانی

بیوسورفکتانت ها در صنایعی مانند صنعت نفت، صنایع غذایی، دارویی و آرایشی کاربرد زیادی دارند. خواص بیوسورفکتانت ها از قبیل کاهش کشش سطحی، امولسیون کنندگی و تجزیه پذیری زیاد اجازه می دهد که آن ها جانشین خوبی برای سورفکتانت های شیمیایی شوند. در این تحقیق، از باکتری باسیلوس سابتیلیس¹ 0110NLIM برای تولید نوعی بیوسورفکتانت لیپیوپپتیدی (سورفکتین) درون یک بیوراکتور جدید استفاده شد تا مشکلات ناشی از تشکیل شدید کف که در اثر تولید بیوسورفکتانت ایجاد می شود حل شود. برای غلبه بر تشکیل سریع کف، یک ظرف جمع آوری کف به بیوراکتور اضافه شد. هدف دیگر این پژوهش، خالص سازی و تعیین ساختار بیوسورفکتانت تولید شده و هم چنین مشخص کردن شرایط بهینه دور هم زن و هوادهی در بیوراکتور برای رسیدن به بیش ترین مقدار تولید سورفکتین است. در این تحقیق، تولید سورفکتین با آنالیزهایFTIR و H NMR اثبات شد. بررسی های سینتیکی هم چنین نشان داد تـولیـد سورفکتیـن وابستـه بـه رشـد باکتری است. نتایـج دیگـر نشـان داد کـه تـولید در شـرایط بهینـه ( rpm300 و vvm5/1) در بیوراکتور سبب به دست آمدن مقادیر²,Y_P/S (mg/g)³,Y_P/X(mg/g) ⁴V(mg/l.h) به ترتیب 595 و 250 و 57 می شود. بنا بر این، این نتایج نشان گر پتانسیل خوب باسیلوس سابتیلیس 0110NLIM برای تولید سورفکتین و هم چنین مؤثر بودن تکنیک استفاده شده برای تولید بیوسورفکتانت است.

بررسی خواص اپتیکی فیلم های نازک اکسید منیزیم تهیه شده به روش سل- ژل

فرهاد اسمعیلی قدسی

فیلم‏های نازک اکسید منیزیم به روش سل- ژل تهیه شدند. اثر دمای بازپخت روی خواص اپتیکی، ساختاری و مورفولوژیکی فیلم‏ها با استفاده از FTIR، UV-Visible، اسپکتروسکوپی فوتولومینسانس (PL)، پراش پرتو X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. ثابت‏های اپتیکی و ضخامت فیلم‏ها با رهیافت کمینه‏سازی نامقید نقطه‏گرا تعیین شد. شفافیت اپتیکی فیلم‏ها با افزایش دما کاهش می‏یابد. با افزایش دما ضریب شکست و ضریب خاموشی فیلم‏ها افزایش یافته اما ضخامت و گاف نواری کاهش می‏یابد. ضخامت فیلم‏ها به ترتیب از 635 به 420 نانومتر و گاف نواری فیلم‏ها از eV05/4 به eV02/4 کاهش می‏یابد. شدت فوتولومینسانس با افزایش دما افزایش می‏یابد. طیف XRD نشان می‏دهد که فیلم‏های تهیه شده در دمای 500 درجۀ سانتی گراد ساختارآمورف دارند. هم چنین ساختار کریستالی نانوپودرهای اکسید منیزیم تهیه شده به روش سل- ژل د بررسی شد. ساختار کریستالی پودرهای MgO با افزایش دما بهبود یافته است. تصویر SEM فیلم تهیه شده در دمای500 درجۀ سانتی گراد یک فیلم همگن و بدون ترک را نشان می دهد.

بکارگیری روش چندقطبی چندگانه برای حل مسئله ویژه مقداری غیرخطی ساختار نواری فوتونی با مواد و اشکال مختلف

تهمینه جلالی

در این مقاله، مسئلۀ ویژه مقداری غیرخطی برای محاسبۀ ساختار نواری فوتونی بلور فوتونیک دوبعدی با استفاده از روش عددی MMP بررسی شده است. ساختار نواری بلور فوتونیک دوبعدی برای دو قطبش TE و TM محاسبه شده است. جزئیات روش محاسباتی شامل چیدمان فضای شبیهسازی، مدل سازی میدانهای داخل و بیرون جسم، شرایط مرزی تناوبی فرضی شرح داده شدهاند. در طراحی فضای شبیهسازی خصوصیات فیزیکی منطقۀ اول بریلوئن بلور نظیر شعاع میلهها، ضریب گذردهی و تراوایی جسم استفاده شدهاند. برای مدل سازی میدانهای داخل و بیرون جسم، میدان مختلط را با بسطهای بسل تقریب زده میشود. هم چنین با استفاده از نظریۀ بلوخ، شرایط مرزی تناوبی فرضی برای منطقۀ اول بریلوئن اعمال میشود. برای بررسی دقت و کارایی کد، از روش بسط موج تخت استفاده شده است، که نتایج هم خوانی خوبی با روش MMP دارد. نشان داده میشود که این روش محاسباتی بدون توجه به شکل سطح مقطع میلهها و نوع ماده، قابل استفاده برای هر نوع ساختار بلوری مانند ساختار مربعی، مثلثی و لانه زنبوری است. هم چنین میتوان بدون تغییر در کد برنامه از مواد دیالکتریک، پاشنده (فلزی) و دادههای آزمایشگاهی استفاده کرد. بررسیهای محاسبات عددی نشان میدهند که روش MMP بسیار ساده، سریع و قابل استفاده بر روی کامپیوترهای شخصی است.

سنتز، مشخصه یابی و بررسی دمای گذار نظم بار نانو ذرات La2-xSrxNiO4(x ≈ 0.33) به اندازه ذرات

محمد ابراهیم قاضی

ن
نیکلایت با فرمول عمومی La_2-xSr_xNiO₄و با در صد آلایش 33/0 x ≈ به روش سل- ژل تهیه شد. با تغییر در دمای بازپخت و پارامترهای رشد سعی شد ذراتی با اندازه های دانه متفاوت ایجاد شود. ساختار بلوری و خصوصیات فیزیکی آن ها به وسیلۀ تکنیک های طیف پراش پرتو X، تبدیل فوریه طیف عبوری مادون قرمز، طیف سنجی پاشندگی انرژی پرتو X ساطع شده، میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری مقاومت الکتریکی با دما بررسی شد. نتایج XRD و بررسی مورفولوژی سطح نمونه ها با SEM نشان داد که کمترین دمای بازپختی که در آن فاز خالص تتراگونال مورد نظر تشکیل می شود، 920 درجۀ سانتی گراد است. با افزایش دمای بازپخت، اندازۀ بلورک ها از nm50 تا mm2 افزایش یافت. اندازه گیری طیف عبور اپتیکی (FTIR) نمونه ها نشان داد طول پیوند Ni-O در نمونۀ دارای اندازۀ بلورک کوچک تر، کوتاه تر است که این نتیجه در تطابق با کاهش ثابت های شبکه a و c با کاهش دمای بازپخت و اندازۀ بلورک ها است. نتایج اندازه گیری های مقاومت الکتریکی با دما نشان داد که دمای نظم بار با کاهش اندازه ذرات کاهش می یابد.

محاسبه ضریب عبور و چگالی جریان از چاه کوانتومی مثلثی دوگانه متقارن

دراین مقاله مشخصه های تشدید تونل زنی (ضریب عبور، چگالی جریان و مقاومت دیفرانسیل منفی) از چاه های کوانتومی دوگانۀ مثلثی Al_x Ga_1-x As / Ga As بررسی شده است. برای حل معادلۀ مستقل از زمان شرودینگر در ساختارهای چاه مثلثی از تابع ایری¹ استفاده شده است. به طور اساسی، عبارت های دقیق ضرایب بازتاب وعبور قبل و بعد از اعمال میدان الکتریکی خارجی برای دو چاه کوانتومی مثلثی متقارن براساس تقریب جرم مؤثر به عنوان تابعی از پارامترهای ساختار شامل پهنای چاه، پهنای سد، عمق چاه و ولتاژ اعمال شده به دست آمده اند. نتایج نشان می دهند که یک رفتار مقاومت دیفرانسیلی منفی در این گونه چاه های کوانتومی دیده می شود

تأثیر نوع نانو نوار زیگزاگ و دسته صندلی گرافن بر ضریب عبور و گاف انرژی

حسن ربانی

در این مقاله با اتصال دو زنجیرۀ اتمی یک نواخت به اتمهای دو جای گاه متقابل نانونوارهای گرافن به بررسی رسانش الکترونی و گاف انرژی آن می پردازیم. محاسبات به کمک روش تابع گرین و رهیافت بستگی قوی در تقریب همسایۀ اول انجام میشود. بررسی منحنیهای رسانش بر حسب انرژی الکترون ورودی نشان می دهد که برای یک نانونوار زیگزاگ گرافن به عرض یک حلقۀ بنزنی هیچ گافی در نوار انرژی سامانه وجود ندارد، در حالی که در مورد دسته صندلی همواره یک گاف حول انرژی فرمی مشاهده میشود که مقدار آن به اندازۀ نانونوار بستگی دارد. در پایان از مقایسۀ نتایج به دست آمده با پژوهش های قبلی، میتوان نتیجه گرفت که رفتار رسانش الکترونی نانونوارهای گرافنی شدیداً به نحوۀ اتصال الکترودها و کیفیت اتصالها وابسته است.

بررسی اثر پوشش دهی غیر حرارتی سیلیکا بر روی خواص مغناطیسی و ساختاری نانوذرات Fe3O4

صابر فرجامی شایسته

در این پژوهش نانوذرات هسته-پوسته اکسید آهن-سیلیکان (Fe₃O₄/SiO₂) با روش دومرحله ای ساخته شدند. ابتدا نانوذرات Fe₃O₄ با روش هم رسوبی یون های آهن (Fe⁺² و Fe⁺³) در محیط قلیایی و بدون استفاده از سورفکتانت ساخته شد و سپس پوسته سیلیکان با روشی غیر حرارتی و بدون استفاده از اتصال دهنده ها روی نانوذرات Fe₃O₄ نشانده شد. سهولت این روش قابل توجه است. بررسی الگوهای پراش اشعه ایکس پودرهای حاصل نشان می دهد که ساختار اسپینل معکوس Fe₃O₄ تشکیل شده و سیلیکان به صورت آمورف ساخته شده است. طیف سنجی تبدیل فوریه امواج مادون قرمز نیز تشکیل این ساختارها را تأیید می کند. نبود پیک های اضافی در پراش اشعۀ ایکس نشان دهندۀ تشکیل فاز خالص Fe₃O₄است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی تراگسیلی نشان می دهد ساختار هسته-پوسته تشکیل شده و میانگین اندازۀ ذرات 20 نانومتر است. آنالیز مغناطیس سنجی نشان می دهد مقدار مغناطش اشباع نانوذرات Fe₃O₄ بعد از پوشش دهی با سیلیکان کاهش یافته است.