بخشی از مقاله
چکیده
تولید سولفات روی از نقطه نظر پزشکی و کشاورزی حایز اهمیت است. اگر بهتوان سولفات روی را پس از حل شدن در محلول در ابعاد نانومتری نگاه داشت و از کلوخه شدن آن جلوگیری کرد جذب سولفات روی در بدن سریعتر و بیشتر رخ خواهد داد و با کمترین مقدار، بیشترین تاثیر گذاری را خواهد داشت.در این پژوهش، با استفاده از کریستالیزاسیون القایی، زمان القا برای هستهزایی و کششسطحی نانو ذرات سولفات روی در دمای C 25° و فوق اشباع های مختلف با استفاده از ضد حلال استون در حضور و عدم حضور ماده فعال سطحی سدیم دود سیل سولفات اندازه گیری شد.
پس از بررسی مکانیسم هسته زایی تشکیل کریستالهای نانو ذرات سولفات روی مشخص شد که در صورت حضور ماده فعال کننده سطحی SDS، مکانیسم هسته زایی از اولیه به ثانویه تغییر خواهد کرد. در ادامه، ریخت شناسی ذرات سولفات روی با استفاده از آزمون TEM بررسی شد. نتایج حاصل از آزمون TEM بر روی ذرات سولفات روی تشکیل شده در حضور ماده فعال کننده سطحی SDS نشان داد که اندازه ذرات سولفات روی در محدوده 30 تا 35 نانومتر است که این امر موید عدم کلوخه شدن ذرات ساخته شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش غلظت بدون بعد فوق اشباع و غلظت SDS، زمان القا به ترتیب کاهش و افزایش مییابد. از سویی دیگر، دادههای آزمایشگاهی با پیشبینیهای نظریه کلاسیک هسته زایی مقایسه شد و نتایج بدست آمده نشان داد که تطابق قابل قبولی بین دادهای آزمایشگاهی و نظریه کلاسیک هسته زایی وجوددارد.
-1 مقدمه
مواد در مقیاس نانو برای مدت طولانی مورد توجه شیمیدانان علوم مواد و مهندسین این علم قرار گرفته است.در چند سال گذشته، تمرکز محققین به تحقیقات بر روی نانوذرات قابل توجه بوده و کاربرد نانوذرات در علوم مختلف افزایش یافته است. با کاهش اندازه ذرات به مقیاس نانو و در نتیجه افزایش نسبت سطح به حجم، خواص مختلف مانند دسترس پذیری زیستی، انحلال پذیری در آب، پایداری کلوئیدی و شفافیت محلول های حاوی نانوذرات افزایش می یابد. [1 ]
روش های متعددی برای آماده سازی نانو ذرات وجود دارد. بسیاری از روش های آماده سازی به دلیل هزینههای بالای مواد خام، پیچیده بودن روش، اندازه ذرات و خلوص پایین به صرفه نیستند و امکان استفاده و توسعه نانوذرات ساخته شده وجود ندارد.[2] در سالهای اخیر نوع خاصی از تولید نانو ذرات، با عنوان" تولید پایین به بالا"1 مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این روش به جای اینکه ماده مورد نظر را با کوچک کردن ماده تودهای بدست آورند، آن را از ذرات و مولکول های تشکیل دهندهاش میسازند. این روش با روشهای معمولی متفاوت است زیرا در تولید معمولی حجم بسیار زیادی از مواد زاید حاصل از تراش دور ریخته میشود. در تولید پایین به بالا علاوه بر اینکه چنین مشکلی وجود ندارد، استحکام ماده تولیدی نیز به علت پیوند قویتر بین ذرات تشکیل دهنده بالا میرود.[3]
تولید مواد در مقیاس نانو از دید پزشکی,صنعتی و کشاورزی حائز اهمیت بالای است. یکی از این مواد سولفات روی است که تبدیل فاز آن از حالت محلول به جامد دارای اهمیت است. این ماده در علم پزشکی بعنوان تسریع دهنده روند بهبود زخمها ,درمان کننده بی اشتهایی عصبی و عامل تحریک ترشح هورمون رشد کاربرد دارد. همچنین این ماده در صنعت کشاورزی بعنوان عامل مقوی خاک مورد توجه است. از نقطه نظر صنعتی نیز این ماده می تواند در تولید ابریشم مصنوعی مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین اگر بتوان ماده سولفات روی را در مقیاس نانومتری و بدون کلوخه شدن در محلول تهیه کرد جذب این ماده با کمترین مقدار استفاده، بیشترین تاثیر گذاری را در بدن انسان و همچنین خاک خواهد داشت .[4]
در سامانه کریستالیزاسیون، زمان بین ایجاد فوق اشباع و اولین تغییرات در خواص فیزیکی سامانه به دلیل ظهور ذرات جدید به عنوان زمان القا2 تعریف میشود. زمان القا از طریق آزمایش قابل اندازه گیری و در دسترس است. زمان القا مجموع زمان لازم برای رسیدن بهحالت شبه پایدار برای توزیع خوشه ها3، زمان لازم برای تشکیل هسته پایدار و زمان لازم برای رشد هسته تا اندازه قابل تعیین است.[5] زمان القا محتوی اطلاعاتی درباره سنتیک هستهزایی فاز جدید است و با نرخ هستهزایی نسبت معکوس دارد.
فوق اشباع و دما دو عامل بسیار مهم در تعیین زمان القا هستند به طوریکه با افزایش دما یا فوق اشباع زمان القا کاهش مییابد. در همین راستا زمان القا می تواند، به عنوان یک ابزار برای شناسایی هسته زایی نانو ذرات بکار رود. در این پژوهش نانو ذرات سولفات روی بهروش کریستالیزاسیون القایی در حضور ماده فعال کننده SDS برای اندازه گیری زمان القا در فوق اشباع های مختلف تولید شده اند.
