منصة الرسائل والاطاريح: تحضير ودراسة الخواص البصرية لصبغة الانيلين الزرقاء وتطبيقاتها

الخلاصة

في هذه الدراسة, تم تحضير محاليل الشكل الحامضي لصبغة الانيلين الأزرق بتعديل مدى (=1 pH) باستخدام حامض الهيدروكلوريك القوي وحامض الخليك الثلجي الضعيف المركز لمحاليل الصبغة. تم تعديل مدى(=10 pH) ايضا, بإضافة هيدروكسيد الصوديوم (قاعدة قوية) والامونيا (قاعدة ضعيفة) لتوليد الشكل القاعدي, الحوامض والقواعد اضيفت لمحاليل الصبغة عند التراكيز(10-3, 10-4 و 10-5) مولاري بمذيب الميثانول. تم دراسة الخصائص البصرية الخطية لجميع النماذج المحضرة وتم حساب معامل الانكسار الخطي ومعامل الامتصاص الخطي وتم الحصول على اكبر قيم لهما لمحلول الصبغة المضاف له حامض الهيدروكلوريك عند التركيز(10-3M) والتي كانت تساوي(4.253) و (2.020 cm-1) على التوالي. كذلك تم حساب قيم فجوة الطاقة البصرية للانتقالات الغير مباشرة المسموحة والممنوعة ووجد ان فجوة الطاقة البصرية قد قلت لمحاليل الصبغة الحامضية(بالأخص الحامض القوي) وازدادت للمحاليل القاعدية. ثابت العزل الكهربائي الحقيقي والخيالي تم حسابهما ايضا في هذا العمل, ووجد ان اكبر قيم لهما في الشكل الحامضي للصبغة( الحامض القوي) بمقدار (18.094 و 1.302) عند التركيز(10-3M) على التوالي, واقل قيم لهما في محلول الصبغة المضاف له الامونيا فكانت قيمتهما (1.521 و 0.031) عند التركيز(10-5M) على التوالي. تم دراسة أطياف الفلورة, ووجد ان محاليل صبغة الانيلين الزرقاء النقية لا تمتلك اي كفاءة كمية عند التركيز(10-3M) اما عند التركيزين (10-4M و10-5M ) فقد كانت نسبة الكفاءة الكمية قليلة بمقدار(27% و 31%) على التوالي. تم رفع نسبة الكفاءة الكمية من(31%) الى (89%) عند تركيز(10-5M) لمحلول الصبغة القاعدي مع الامونيا عما كانت عليه لمحلول الصبغة النقي ولنفس التركيز ومن خلال هذه الزيادة الكبيرة بالكفاءة الكمية فمن الممكن ان تستخدم الصبغة كوسط ليزري فعال, اما للمحاليل الحامضية فقد كانت ذات اطياف فلورة قليلة جدا مما هي عليه لمحاليل الصبغة النقية وقد حدث كبت لأطياف الفلورة لبعض التراكيز في هذه المحاليل. تم دراسة الخصائص البصرية اللاخطية بتقنية Z-scan وبكلا الحالتين الغلق والفتح وتم حساب معامل الانكسار اللاخطي ومعامل الامتصاص اللاخطي ووجد ان الاول يزداد بزيادة التركيز لجميع المحاليل, النقية, الحامضية والقاعدية اما المعامل الثاني فان قيمته تقل بزيادة التركيز ولجميع المحاليل المحضرة. تبين ان اكبر قيمة لمعامل الانكسار اللاخطي تساوي (cm2/mW 10.082×10-10) لمحلول الصبغة مع حامض الهيدروكلوريك عند التركيز(10-3M), وبالنسبة لاكبر قيمة لمعامل الامتصاص اللاخطي فكانت لمحلول الصبغة مع هيدروكسيد الصوديوم عند التركيز(10-5M) والتي تساوي(cm/mW 0.330×10-6 ). اظهرت قياسات Z-scan في حالة الغلق, ان الصبغة تمتلك معامل انكسار لاخطي سالب وقيم معامل انكسارلاخطي كبيرة, وفي حالة الفتح كان سلوك الصبغة هو الامتصاص المشبع لأغلب العينات ما عدى تركيزين كان سلوك الصبغة هو امتصاص فوتونين في محلول الصبغة المضاف له هيدروكسيد الصوديوم. بشكل عام, اضافة الحوامض ساهمت بزيادة الخواص البصرية الخطية واللاخطية, واضافة القواعد ساهمت بزيادة النتاج الكمي. من النتائج التي تم الحصول عليها تبين ان الصبغة يمكن استخدامها في الكثير من التطبيقات البصرية الخطية و اللاخطية مثل المفاتيح الالكترونية والمحددات البصرية والاجهزة الكهروبصرية والاوساط الليزرية الفعالة.