پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی

word 4 MB 31863 78
1392 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی
قیمت: ۱۰,۱۴۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • پایان نامه تحصیلی جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

    رشته: شیمی آلی

     

    1-1) مقدمه

    امروزه نانوتکنولوژی[1] ، موضوع جذابی است که به سبب خواص ویژه و پتانسیل­های کاربردی این مواد، نظر دانشمندان، صنعتگران و حتی افراد عادی جامعه را نیز به خود جلب کرده­ است. با توجه به کاربردهای وسیع نانولوله های کربنی، روش­های تولید انبوه این دسته از مواد دارای اهمیت فوق العاده­ای می­باشند. رشد و توسعه روز افزون علم، قابلیت­ها و مزایای استفاده از این مواد را در بخش­های مختلف زندگی به اثبات رسانده است. هر چند کشف نانولوله های کربنی[2] تصادفی بوده اما موجب انقلابی در فناوری شده است. انتظار می رود همان طور که فناوری مرتبط به سیلیکون، اکنون مورد توجه است، در آینده نیز نانولوله های کربنی فراگیر شوند.

    روش­های مختلفی برای تولید نانولوله­های کربنی وجود دارد که هر کدام مزایا و محدودیت هایی دارند. انتخاب روش تولید بهینه، امر ساده­ای نیست چرا که معیارهای کمی و کیفی زیادی برای این انتخاب وجود دارند که مقایسه آن­ها با یکدیگر را تا حدی دشوار می­کند. با این وجود روشی که امروزه نظر دانشمندان را بسیار به خود جلب کرده، روش رسوب دهی بخار شیمیایی می­باشد. از دیگر مواردی که برای محققین اهمیت بسیار دارد یافتن کاربردهای CNT­ ها در زمینه­های مختلف و با توجه به خواص ویژه آن­هاست. از جمله این موارد، کاربرد این مواد در علم پزشکی است. متابولیسم در سطح مولکولی و سلولی رخ می دهد. هرچند به نظر می رسد دانش بشر درباره این فرآیندهای پیچیده هر سال بیشتر می شود اما باز هم این فرآیندها به طور کامل شناخته نشده اند تا بتوان بیماری ها را در مراحل بسیار اولیه شکل گیری تشخیص داده و به طور مؤثری از آن پیشگیری و یا درمان نمود. در روش های پزشکی جاری، درمان وقتی شروع می شود که بیماری کاملاً آشکار شده و علائم قطعی آن هم بروز کرده باشد .در بسیاری موارد هم درمان امکان پذیر نبوده چون بیماری در تمام بدن پخش و سیستم بازسازی درونی بدن را دچار آسیب جدی می کند. علاوه بر این ها تعداد زیادی از بیماران از اثرات جانبی داروها رنج می برند و برخی نیز در اثر آن می میرند. همچنین تجویز بسیاری از عوامل دارویی به بیماران به دلیل نامحلول بودن و در نتیجه نبود فرمولاسیون مناسب برای آنها امکان پذیر نیست. هم اکنون انتظارات زیادی نسبت به تأثیرات فناوری نانو در بخش پزشکی وجود دارد. به کمک ابزارهای زیست تراشه ای بهبود یافته، داروهای جدید و مؤثری کشف و ساخته خواهد شد. به عنوان مثال تراشه های پیچیده زیست سازگاری که با قطعات غشایی یا سلول های زنده پوشانده شده اند، می توانند موجب تسریع تحقیق و آزمایش عوامل دارویی جدید شده و به پیشرفت کشف نشانگرهای جدید تشخیص بیماری های خاص و نارسایی های مولکولی و متابولیکی کمک نماید. به طور خاص نانومواد عامل دار، فصل مشترک بین ماده زنده و ابزارهای فنی را تشکیل می دهد

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

    1-2)  فناوری نانو

    فناوری نانو یا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که علوم گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستم هایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی عمدتاً متأثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک از خود نشان می‌دهند. نانوفناوری یک دانشی میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون پزشکی، داروسازی و طراحی دارو، دامپزشکی، زیست شناسی، فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می شود. نانو کلمه ای یونانی به معنی کوچک است و معنی یک میلیاردم یا 9-10 یک کمیت. چون یک اتم تقریباً 10 نانومتر است، این اصطلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولکولی بکار برده  می شود. نانوتکنولوژی مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنها است. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانوتکنولوژی شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است.

    1-3) تاریخچه نانوتکنولوژی

    در سال 1991 دانشمندی به نام سومیو ایجیما[3] (از شرکت NEC ژاپن) به طور کاملاً اتفاقی، ساختار دیگری از کربن را کشف و تولید کرد. با توجه به شکل آن، محصول تولید شده را نانولوله کربنی نامید. در یک نانولوله کربنی، اتم­های کربن در ساختاری استوانه­ای آرایش یافته­اند. آرایش اتم­های کربن در دیواره این ساختار استوانه­ای، دقیقاً مشابه آرایش کربن در صفحات گرافیت است. هنگامی که صفحات گرافیت در هم پیچیده می­شوند، نانولوله­های کربنی را تشکیل می­دهند. در واقع، نانولوله کربنی، گرافیتی است که در مقیاس نانو و به شکل لوله در آمده باشد ]1[.

     

     در تکنولوژی نانو اولین اثر کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح است. افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث می شود که اتم های واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات، بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانوذرات را به شدت افزایش می دهد. علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم های ذرات می شود.

    1-4) نانولوله های کربنی

    کربن یکی از عناصر شگفت انگیز طبیعت است و کاربردهای متعدد آن در زندگی بشر، به خوبی این نکته را تأیید می­کند. به عنوان مثال فولاد به عنوان یکی ازمهمترین آلیاژهای مهندسی، از انحلال حدود دو درصد کربن در آهن حاصل می­شود و با تغییر درصد کربن (به میزان تنها چند صدم درصد) می­توان انواع فولاد را به دست آورد. «شیمی آلی» نیز علمی است که به بررسی ترکیبات حاوی «کربن» و «هیدروژن» می­پردازد و مهندسی پلیمر هم تنها براساس عنصر کربن پایه گذاری شده است.گرافیت، الماس، نانولوله­ها و باکی بال ها از اشکال متفاوت کربن هستند که در طبیعت یافت می­شوند. هرچهار مورد به فرم جامد بوده و در ساختار آن­ها اتم­های کربن به صورت کاملاً منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته­اند. عنصر کربن به طور خالص در طبیعت به دو صورت یافت می شود که گرافیت نوع غالب آن و الماس نوع دیگر آن هستند. گرافیت که ماده بسیار نرمی است، دارای شبکه بلوری اصلی می باشد که در آن اتم های کربن با یکدیگر نوعی شبکه هگزاگونالی می سازند. این حالت، در صفحات قاعده، شش اتم کربن وجود دارند. نوع پیوند اتمی در این شبکه بلوری از انواع واندروالسی (بین صفحات) و کوالانسی (بین اتم های کربن موجود در هر صفحه)  می باشد، در اثر این دگرگونی پیوندها، اتصال بین صفحات قاعده ضعیف شده و خواص معروف این ماده ( مانند نرمی و....) ظاهر می شوند [2].

    Abstract

     

    The application of nanotechnology is evolving and developing in chemistry, physics, electronics and computers. In the meantime, research on medical applications of nanotechnology has been increased in recent years due to the ability of this science for treating specific diseases and producing new drugs. Nanotube ability for transferring drugs depends on its diameter and the orientation of the incoming molecules. In this study, Boron phosphide, Boron nitride, carbon nanotubes and with the Chirality of (7,0), (8,0) and (5,5) and drug molecules 5 -Aminolevulinic Acid and Glycine were drawn through "Nanotub modeler" Software and were optimized by the method of  DFT/B3LYP, Basis function 6-31G(d) and using Gaussian software 09. Optimized structures were created by putting the drug molecules onto the nanotubes. Finally, some studies were conducted on the bond length, bond angles, atomic charges, dipole moment, gap between HOMO and LUMO, bond energies, ionization potential, hardness, Softness, electron affinity and chemical potential of drug molecules before and after placing onto the nanotubes. A number of optimal structures using this method have showed good conductivity and chemical absorption than using free state of drugs.

     

    Keywords: Gaussian, Carbon Nanotubes, Aminolevulinic Acid, Glycine

                        Density functional theory.

  • فهرست:

    چکیده................................................................................................................................. آ

    فصل اول: مقدمه.................................................................................................................... 1

    1-1) مقدمه........................................................................................................................ 2

    1-2) فناوری نانو................................................................................................................. 4

    1-3) تاریخچه نانوتکنولوژی............................................................................................. 4

    1-4) نانولوله های کربنی.................................................................................................. 5

    1-5) فولرن.......................................................................................................................... 8

    1-6) ساختمان فولرن......................................................................................................... 9

    1-7) شیمی فولرن ها......................................................................................................... 9

    1-8) خواص و کاربردهای فولرن ها.................................................................................... 11

    1-8-1) استحکام مکانیکی: به عنوان تقویت کننده در نانو کامپوزیت ها................. 11

    1-8-2) خاصیت روان سازی بالا: روان کاری در مقیاس نانومتری..................................... 11

    1-8-3) حساس در برابر نور: کاربردهای فوتونیک............................................................ 11

    1-8-4) ساختاری توخالی: مکانی جهت قرارگیری عناصر.............................................. 12

    1-8-5) خواص زیست سازگاری: دارو رسانی.................................................................... 12

    1-9) مزایا و معایب فولرن ها............................................................................................ 12

    1-10) روش های تولید و فرآوری فولرن ها......................................................................... 12

    1-11) انواع نانولوله های کربنی...................................................................................... 13

    1-11-1) نوع صندلی.......................................................................................................... 14

    1-11-2) نوع زیگزاگی........................................................................................................ 15

    1-11-3) نوع نامتقارن........................................................................................................ 15

    1-12) خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانولوله ها........................................................ 16

    1-13) فرآیندهای تولید نانولوله....................................................................................... 16

    1-14) کاربرد نانولوله‌ها.................................................................................................... 16

    1-14-1) به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت ها........................................................... 17

    1-14-2) حسگرها.............................................................................................................. 18

    1-14-3) حافظه‌های نانولوله‌ای........................................................................................ 19

    1-14-4) ترانزیستورها....................................................................................................... 19

    1-14-5) استفاده در نمایشگرهای تشعشع میدانی........................................................ 20

    1-14-6) کاربرد نانولوله در صنعت ساختمان................................................................. 21

    1-14-7) قابلیت ذخیره سازی............................................................................................ 22

    1-14-8) استفاده از نانولوله های تک دیواره در صنعت الکترونیک.............................. 23

    1-14-9) سازگاری زیستی.................................................................................................. 24

    1-15) نانولوله ها ی کربنی در پزشکی............................................................................ 25

    1-16) تشخیص دقیق بیماری در مراحل اولیه.................................................................... 26

    1-17) نانولوله های کربنی و کاربرد آنها در تشخیص سرطان...................................... 26

    1-18) نشانگرهای زیستی................................................................................................. 27

    1-19) کاربرد نانولوله های کربنی در تشخیص مولکول ها........................................... 28

    1-20) نانولوله های بورنیترید........................................................................................... 28

    1-21) شیمی نانولوله های بورنیترید و خالص سازی آنها............................................. 29

    1-22) 5-آمینولوولینیک اسید.......................................................................................... 30

    1-23) گلیسین................................................................................................................... 31

    فصل دوم: مروری برکارهای گذشته................................................................................................................................... 33

    2-1) درمان هدفمند سرطان کبد بر پایه نانولوله کربنی مبتنی بر سیستم دارورسانی به داخل بدن         34

    2-2) تجزیه و تحلیل محاسباتی از وارد کردن نانولوله های کربنی به غشای سلولی.... 34

    2-3 ) مطالعه تابعی چگالی فلوئور انتهایی بر روی نانولوله های بورنیترید.............. 35

    2-4) اثر ناخالصی بر خواص الکتریکی نانولوله های کربنی......................................... 35

    2-5) مطالعه نظری ab initio  بر عملکرد نانولوله های تک دیواره  به  عنوان جاذب مولکولی 36

    2-6) مطالعه نظری کاتیون فلزهای قلیایی بر روی نانولوله های کربنی...................... 36

    2-7) مطالعه ی نظری اثر طول و قطر نانولوله های کربنی بر واکنش های اپوکسیددار شدن 37

    2-8) اثر جذب هیدروژن اتمی بر خواص نانولوله های کربنی تک دیواره.......................... 37

    2-9) بررسی کوانتوم مکانیکی ab initio برهمکنش متان با سطوح گرافیتی و نانولوله تک لایه       38

    2-10) خواص الکتریکی نانولوله کربنی تک دیواره و گرافیت- مطالعه تابعی چگالی 38

    2-11 مطالعه ab initio بازسازی نانونوارهای گرافن به شکل نانولوله به روش تابعی چگالی 39

    2-12)  بهینه کردن نانولوله کربنی برای جذب گاز نیتروژن........................................... 39

    2-13) مطالعه جابجایی شیمیایی 13C NMR در نانولوله های کربنی دارای گروه عاملی به روش   تابعی چگالی......................................................................................................................................... 30

    2-14) خواص الکترونیکی بلور حالت جامد  fcc-C60....................................................... 41

    فصل سوم: روش های محاسباتی...................................................................................................................................... 42

    3-1) مقدمه........................................................................................................................ 43

    3-1-1) مروری بر شیمی محاسباتی................................................................................. 43

    3-1-2) شیمی انفورماتیک................................................................................................ 44

    3-1-3) زیست انفورماتیک و شیمی انفورماتیک............................................................ 44

    3-2) مکانیک مولکولی..................................................................................................... 45

    3-3) روش های ساختار الکترونی...................................................................................... 47

    3-4) روش های پر کاربرد.................................................................................................... 48

    3-4-1) روش میدان خودسازگار هارتری فاک.................................................................... 49

    3-4-2) روش تابع چگالی................................................................................................... 51

    3-5) لایه باز و لایه بسته.................................................................................................. 51

    3-6) مجموعه های پایه..................................................................................................... 52

    3-6-1) مجموعه های پایه حداقل: 6) >   N> STO-NG(3................................................ 53

    3-6-2) مجموعه های پایه کوچک یا مجموعه پایه ظرفیتی شکافته شده............... 53

    3-6-3) مجموعه های پایه بزرگ یا قطبیده.................................................................... 53

    3-6-4) مجموعه های پایه حداکثر یا پایه نفوذی........................................................... 54

    3-6-5) مجموعه پایه زتای دوگانه LANL2DZ(Double zeta).......................................... 55

    3-6-6) مجموعه پایه زتای سه گانه TZV(Triple zeta)................................................... 55

    3-6-7) مجموعه پایه LAN2MB....................................................................................... 55

    3-7) گوسین....................................................................................................................... 56

    3-8) HOMO و LUMO....................................................................................................... 57

    3-8-1) قطبش پذیری – سختی و نرمی............................................................................ 58

    فصل  چهارم: بحث و نتیجه گیری.................................................................................................................................... 60

    4-1) روش انجام کار............................................................................................................. 61

    4-2) انرژی اتصال............................................................................................................... 69

    4-3) محاسبات طول پیوند............................................................................................... 71

    4-4) محاسبات زاویه......................................................................................................... 73

    4-5) بارهای اتمی................................................................................................................. 76

    4-6) ممان دوقطبی............................................................................................................... 79

    4-7) محاسبات خواص بنیادی........................................................................................... 80

    4-8) شکاف بین  HOMOو LUMO................................................................................... 83

    بحث و نتیجه گیری........................................................................................................... 95

     

    منبع:

    ندارد.


تحقیق در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, مقاله در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, پروپوزال در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, تز دکترا در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, پروژه درباره پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, گزارش سمینار در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی, رساله دکترا در مورد پایان نامه مطالعه نظری 5-آمینولوولینیک اسید با نانولوله های کربنی

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته نانوتکنولوژی پزشکی چکیده کولین از اجزاء سازنده فسفولیپیدها است و نقش مهمی در متابولیسم چربی ها دارد. هم­چنین، برای تشکیل استیل کولین، که در انتقال تکانه­های عصبی نقش دارد، ضروری است. کمبود یا افزایش کولین در بدن موجب ایجاد عوارض و بیماری در انسان می­گردد؛ بنابراین، تشخیص میزان آن در بدن ضروری به نظر می­رسد. برای تشخیص کولین، اغلب از ...

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد M.Sc رشته مهندسي صنايع چوب و کاغذ مهر 1393 چکيده :  در اين پژوهش، خواص فيزيکي و مکانيکي نانوکامپوزيتهاي حاصل از نانوفيبر سلولز وپليمر پلي&sh

پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی صنایع پلیمر چکیده با پیشرفت تمدن بشری، توسعه فناوری و ازدیاد روزافزون جمعیت در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی روبرو شده است که زندگی ساکنان کره خاکی را تهدید می کند. آلودگی ناشی از انباشته شدن خاک و آب از ترکیبات سمی پایدارهمچون مواد شیمیایی، نمک ها، فلزات سنگین و مواد رادیو اکتیو از جمله عوامل به وجود آمدن بیماری های بسیاری هستند که بر ...

پایان‌­نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد در رشته شیمی گرایش تجزیه چکیده امروزه نانو­ساختارها به دلیل ویژگی­ها و کاربردهای جدید در زمینه­ها و شاخه­های متفاوت علم و فناوری، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده­اند. در این میان، نانوکامپوزیت­ها به دلیل خواص منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی که از خود نشان می­دهند و همچنین کاربردهای بالقوه در مصارف کاتالیستی، الکترونیکی، نوری، ...

پایان‌نامه تحصیلی جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد رشته: شیمی گرایش: شیمی تجزیه چکیده در سال های اخیر، استفاده از نانولوله ها به عنوان نانو حامل های انتقال دارو مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از نانولوله های کربنی CNT(5-5) و CNT(6-0) و BNNT(6-0) و BNNT(5-5) dopped Ga استفاده شده است. ابتدا نانولوله ها به‎وسیله نرم افزارهای Gauss View و Nanotube Modeler ترسیم شده و سپس ...

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد در رشته مکانیک بررسی وتحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری نانولوله کربنی چند جداره مستقر در یک محیط الاستیک به منظور دستیابی به درک ریاضی روشن از رفتار جداره های مختلف نانولوله تحت تاثیر نیروهای وان در والسی و ماده واسطه الاستیک یکی از مقوله های بسیار مهم در بررسی رفتار نانو لوله کربنی جند جداره است. تحلیل ارتعاشات خطی نانو لوله کربنی تحت مدل های ...

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته: شیمی گرایش: آلی چکیده در سال های اخیر، استفاده از نانولوله ها به عنوان نانو حامل های انتقال دارو مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، فولرن C60 و نه نانولوله مختلف به عنوان حامل های مولکول دارویی 8- هیدروکسی کینولین مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا ساختار مولکول دارویی HQ-8 و نانولوله ها به وسیله نرم افزارهای ...

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد «MSc» گرایش : شیمی کاربردی چکیده فارسی پایان نامه یا رساله ( شامل: خلاصه اهداف، روش‌های اجرا و نتایج به دست آمده حداکثر در 10 سطر): اولین بار احتمال دستکاری ماده در سطح نانو توسط ریچارد فاینمن بصورت نوشته شده مطرح شد.کسی که در طول کنفرانس خود به نام " There`s plenty of room at the bottom " استفاده از بلوکهای اتمی برای تجمع در سطح مولکولی ...

پایان­نامه کارشناسی­ ارشد رشته مهندسی صنایع پلیمر چکیده رزین­ های فنولیک دارای پایداری ابعادی، حرارتی، مقاومت شیمیایی و خوردگی بسیار عالی هستند. همچنین مواد فرار تولید شده در حین تخریب حرارتی این رزین دارای سمیت پایین بوده و علاوه بر این دارای ذغال گذاری بالا می­باشد. رزین­های فنولیک به علت دارا بودن خواص مطلوب ذکر شده کاربردهای فراوانی در حوزه­هایی مانند قطعات داخلی هواپیماهای ...

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی چکیده: در این تحقیق یک روش برای سنتز نانو­زئولیت­ ZSM-5 ارائه شد. سپس این نانوزئولیت با ماده­ی فعال سطحی CTAB اصلاح گردید و ویژگیهای آن با استفاده از روش­های XRD، FT-IR، SEM مورد بررسی قرار گرفت. از این نانوزئولیت، برای تهیه­ی الکترود خمیر کربن اصلاح شده (SMNZ/CPE) برای اندازه­گیری آنیون سولفات استفاده شد. همچنین اثر عواملی مانند ...

ثبت سفارش