منصة الرسائل والاطاريح: دراسة الخواص المورفولوجية والبصرية (الخطية واللاخطية) للجسيمات النانوية كمحدد بصري

الخلاصة

تهدف هذه الدراسة الى دراسة الخواص المورفولوجية والبصرية الخطية واللاخطية لجسيمات نانوية معدنية وأحد اكاسيد المعادن لتوضيفها كمحدد بصري بالإضافة الى عمل خلطات من هذه المواد لاثراء الخواص البصرية وخواص المحدد البصري. ان المواد التي تم استخدامها في هذه الدراسة هي (جسيمات الفضة النانوية الكروية واسلاك الفضة النانوية وجسيمات الذهب النانوية الكروية وجسيمات النحاس النانوية الكروية واسلاك النحاس النانوية وجسيمات أوكسيد الحديد النانوية). تم دراسة الخواص المورفولوجية لغرض تحديد شكل وحجم الجسيمات قيد الدراسة لجميع المواد وكذلك الخواص المورفولوجية للخلطات المحضرة من خلال تحليل الصور المستحصلة من المجهر الالكتروني الماسح. أظهرت النتائج ان جسيمات (Ag NPs) كروية وبحجم سائد مقداره (70) نانومتر. وان (Ag NWs) ذات ثلالثة اقطار (50، 100، 200) نانومتر وبطول واحد لجميعها مقداره يتراوح (5-50) مايكرومتر. كانت نتائج (Au NPS) انها جسيمات كروية وبثلاثة حجوم سائدة هي(4،6،8) نانومتر. اما (Cu NPs) فانها كانت كروية ايضاً وبحجمين سائدين الأول (50) نانومتر والثاني (90-99) نانومتر. اما اسلاك النحاس النانوية فكانت بقطر (50) نانومتر وبطول مقداره (50) مايكرومتر. كانت نتائج (Fe2O3) انها جسيمات نانوية بشكل شضايا وبحجم سائد مقداره (65) نانومتر. اما نتائج الخلطات والتي كانت أربعة خلطات الأولى (Ag NWs D200+Cu2) بنسبة (1:1) لمعلقها في الايثانول المطلق وبتركيز (0.12) مليغرام/ مليلتر وتم استخدام الموجات فوق الصوتية لاجراء عملية الخلط واظهرت نتائج صور المجهر الالكتروني الماسح حدوث تلاصق سطحي بين جسيمات النحاس الناوية الكروية واسلاك الفضة النانوية كان له الأثر في اظهار نتائج مغايرة للخواص البصرية الخطية واللاخطية وخواص المحدد البصري لمكونات مواد هذه الخلطة منفردة. اما الخلطة الثانية فكانت (Cu NWs D50+Ag NPs) وبنفس النسب الحجمية للخلطة الأولى واظهر النتائج ايضاً حدوث التصاق سطحي بين المادتين. الخلطة الثالثة كانت (Fe2O3 Nano fragments + Ag NPs) بنسبة (1:3) لمعلقها في الايثانول المطلق بتركيز (0.12) مليغرام/ مليلتر. تمت عملية الخلط بطريقتين مختلفتين الأولى باستخدام الليزر البنضي والثانية باستخدام الموجات فوق الصوتية واظهرت النتائج حدوث تركيب جديد بينها وهو تركيب لب-غلاف. اما الخلطة الرابعة (Fe2O3 Nano fragments + Cu1) فكانت بنفس النسب الحجمية للخلطة الثالثة وبنفس طريقتي الخلط للخلطة الثالثة وكانت النتائج كما للخلطة الثالثة ايضاً. تم دراسة خواص الامتصاص البصري لمعلقات جميع المواد والخلطات في الايثانول المطلق بثلاثة تراكيز (0.04 و 0.08 و 0.12) مليغرام/ مليلتر . حيث تم حساب معامل الامتصاص الخطي ,والنفاذية الخطية لجميع المعلقات ولجميع التراكيز وتحديد عرض نطاق وقمة الامتصاص لكل مادة واظهرت النتائج معدلات امتصاص خطية منخفضة لجميع عينات المواد النانوية. وكذلك تم قياس معامل الانكسار الخطي لجميع معلقات المواد والخلطات. تم دراسة الخواص البصرية اللاخطية لجميع المواد والخلطات بجميع التراكيز باستخدام تقنية المسح على المحور الثالث وباستخدام أربعة اطوال موجية (405 و 473 و 532 و 650) نانومتر من ليزر اشباه الموصلات المستمر. اظهرت النتائج لجميع المواد ان لها معامل انكسار لاخطي سالب ناتج من عملية إعادة التبئير الذاتي. ان معامل الانكسار اللاخطي يزداد بزيادة التركيز لكل مادة. أظهرت نتائج معامل الانكسار اللاخطي للخلطات قيم مغايرة لقيم المواد الموكونة منها. أظهرت النتائج عدم وجود امتصاص لاخطي لجميع معلفات المواد والخلطات. بالاعتماد على على نتائج معامل الانكسار الخطي واللاخطي تم حساب الجزء الحقيقي لقابلية المرتبة الثالثة اللاخطية لجميع معلقات المواد والخلطات. تم تسجيل اعلى قيم (n2) و (Re c^((3))) لل (Cu2) عند الطول الموجي (473) نانومتر وشدة (4.98) ميكاواط/م2 وكانت قيمها (1.13795×10-10 ،1.23016 ×10-10 و 1.32163 ×10-10) م2/ واط و 5.32 ×10-5 ،5.75×10-5 و 6.18 ×10-5) (وحدة شحنة كهروستاتيكية) على الترتيب. تم تسجيل اقل قيم (n2) و (Re c^((3))) للشضايا النانوية ل (Fe2O3) للتركيز (0.04 مليغرام/مليلتر)عند الطول الموجي (405) نانومتر وشدة (13.5) ميكاواط/م2 وكانت قيمها (1.94×10-12) م2/ واط و (9.12×10-7) (وحدة شحنة كهروستاتيكية) على الترتيب. تم دراسة خواص المحدد البصري لجميع معلقات المواد والخلطات باستخدام طولين موجيين (405 و 532) نانومتر. أظهرت النتائج ان ان لجميع المواد خواص تحديد بصري عند الطولين الموجيين المستخدمين ما عدى جسيمات الذهب النانوية الكروية حيث لم تظهر لها خواص تحديد بصري عند الطول الموجي (532) نانومتر للتركيزين (0.04 و 0.08) مليغرام/ مليلتر وكذلك شظايا أوكسيد الحديد النانوية لنفس الطول الموجي ولجميع التراكيز. أظهرت النتائج ان قيم قدرة العتبة وقدرة التحديد لجميع المواد تنخفظ بزيادة التركيز وزيادة الطول الموجي. أظهرت نتائج المحدد البصري للخلطات المخلوطة بطريقة الموجات فوق الصوتية ظهور محدد بصري بمرحلتين عند الطول الموجي (405) نانومتر.