منصة الرسائل والاطاريح: الكشف عن سلوك الامتصاص وخصائص العزل الكهربائي لبوليمر مشوب بأوكسيد الكرافين / المواد النانوية وتطبيقها

الخلاصة

أصبح استخدام المواد النانوية الهجينة من المواضيع المثيرة التي جذبت اهتمام العلماء والمهندسين لتحسين خصائص المواد أو استخدامها في التطبيقات متنوعة المطلوبة في سوق العمل. تمتاز صفائح أوكسيد الجرافين (GO) النانوية وجسيمات أكسيد الحديد (Fe3O4) النانوية بميزات فريدة. ركز هذه الدراسة على التأثير اضافه هذه المواد النانوية بشكل منفصل مع هايدروجل بوليمر الميثيل سلولوز (MC) . ثم، تم مزج كلا المادتين النانويتين بنسب تطعيم متساوية لتصنيع مواد نانوية جديدة MC/GO وMC/ Fe3O4وMC/GO- Fe3O4. باستخدام طريقة مطورة للإذابة (طريقة ذوبان جل-المحلول) مع استخدام الموجات الفوق الصوتية. تضمنت الرسالة على عدة أجزاء ومقسمه الى خمسه فصول. الفصل الأول تركز على المقدمة ومراجعة الأدبيات. الفصل الثاني يوضح الأجزاء النظرية. الفصل الثالث بين الجزء العملي بينما الفصل الرابع استعرض وناقش النتائج. الفصل الخامس لخص الاستنتاجات والأعمال المستقبلية. استخدمت عدة طرق لفحص هذه المواد النانوية ومتراكباتها النانوية الجديدة ومنها حيود الأشعة السينية (XRD) لتحليل البنية البلورية ومطياف تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) لتحديد المجموعات الوظيفية والتفاعلات وكذلك المجهر الضوئي (OM) والمجهر الإلكتروني الماسح ((FE-SEM لفحص الشكل السطحي وايضا مطياف الضوء المرئي فوق البنفسجي لدراسة خصائص الامتصاص ومقياس التيار المتردد (AC meter) لقياس الخصائص الكهربائية. واختبارات الفعالية المضادة للبكتيريا لثلاث انواع لتقييم خصائص المواد المحضرة المضادة للبكتيريا. أظهرت ارتباطات ملحوظة في طيف FTIR دلت على تفاعلات قوية ما بين المجاميع الوظيفية بين المواد النانوية والبوليمر، دون التأثير على الطبيعة شبه البلورية للبوليمر. وكشف المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني الماسح بالإصدار الميداني عن أسطح متجانسة خشنة وعنقودية نانوية. كما اظهرت الخصائص البصرية تحسن سلوك الامتصاص بشكل كبير عند 200 نانومتر بنسبة تصل إلى 21% بعد دمج المادتين النانويتين. تحسنت فجوة الطاقة من 4.0 إلى 2.95 إلكترون فولت ومن 3.4 إلى 2.4 إلكترون فولت للانتقالات غير المباشرة المسموح بها والمحظورة، على التوالي. وتمت قياس الخصائص الكهربائية التيار مع تغيير التردد وبينت النتائج تحسينات ملحوظة في السلوك الكهربائي. بعد دمج مواد GO- Fe3O4 النانوية الهجينة، حيث زاد ثابت العزل الكهربائي بنسبة تصل إلى 75% و220%، على التوالي. اما الخصائص المضادة للبكتيريا فأظهرت المواد النانوية الهجينة GO- Fe3O4 منطقة تثبيط مثيرة للاهتمام للمضادات الحيوية ضد ثلاثة أنواع من البكتيريا سالبة وموجبة الجرام التي تحسنت بشكل ملحوظ حتى 26 مم، بينما أظهرت GO- Fe3O4 كمضاد حيوي ضد بكتيريا Escherichia coli (E. coli) تحسينات تصل إلى 55% و33% مقارنة باستخدام GO أو Fe3O4 بشكل مستقل وضد S. aureus، بكتيريا سالبة الجرام و Staphylococcus aureus بكتيريا إيجابية الجرام. أظهرت إضافة GO-Fe3O4 إلى المواد النانوية أيضًا تحسينات تصل إلى 333% ضد Escherichia coli مقارنة مع بوليمرات MC. كشفت هذه النتائج عن مواد واعدة لتلبية متطلبات متنوعة، مثل: الأجهزة البصرية الإلكترونية والخلايا الشمسية والتطبيقات البيولوجية وتطبيقات حجب الضوء وتبرز التحسينات الملحوظة في الخصائص البصرية والكهربائية والمضادة للبكتيريا هذه المواد النانوية الهجينة كخيار مناسب لتطبيقات تكنولوجية وصناعية متقدمة.