27287

شبيه سازي، سنتز و شناسايي هيدروژل ها و نانوكامپوزيت هاي خود تجمعي توسط گوارگام ها جهت بررسي كاربردهاي پزشكي و محيط زيستي

كارشناسي ارشد

نانوشيمي

1399

1401/06/30

دكتر عليرضا اكبرزاده

شيمي

در اين پژوهش ، به تهيه نانوكامپوزيت ها و كامپوزيت بر پايه پليمر گوارگام پرداخته شده است كه شامل نانوكامپوزيت هاي گرافن اكسيد / گوارگام و آرژنين / فريت كبالت / گوارگام و همچنين كامپوزيت پلي وينيل الكل / گوارگام است. مطالعات نظري براي كشف بينش در طراحي منطقي حالتها و پ يكربنديهاي جذب با استفاده از روش محاسبات كوانتومي روش تابعيت چگال ي -DFT D از طريق ماژول Dmol3 در نرم افزار 2017 Studio Materials انجام شد. نتايج شبيهسازي جذب جمي فلوكساسين )GEM )و قرمز كنگو )CR )براي نانوكامپوزيت گرافن اكسيد / گوارگام و كامپوزيت پلي وينيل الكل / گوارگام و جذب آلفا ليپوئيك اس يد )ALA )و CR براي نانو كامپوزيت آرژنين / فريت كبالت / گوارگام را نسبت به ساير رنگها و داروها نشان داد. بنابراين از بين رنگها و داروها، GEM و CR و ALA براي كارهاي آزمايشي انتخاب شدند. نانوكامپوزيت ها و كامپوزيت سنتز شده توسط آناليزهاي IR-FT ،SEM-FE ،XRD ،EDX،BET ، TGA و VSM شناسايي شد. پتانسيل آنها براي حذف مؤثر GEM و CR و ALA از محلول آبي با انجام يك سري آزمايش بر اساس اثر مقدار جاذب، زمان تماس، pH و دما مورد بررسي قرار گرفت. سينت يك جذب آاليندهها با استفاده از معادالت سرعت شبه مرتبه اول )PFO )و شبه درجه دوم ) PSO )مورد بررسي قرار گرفت كه نشان داد سينتيك همه جاذبها از شبه مرتبه دوم پ يروي ميكند. همچنين ترموديناميك با استفاده از ايزوترم هاي النگموير و فرندليچ نيز بررسي شد ،كه نشان داد مدل ايزوترم النگموير داراي حداكثر ظرفيت جذب CR، 71.97 ميل يگرم بر گرم و GEM، 93.95 ميليگرم بر گرم بر روي نانوكامپوزيت گرافن اكسيد / گوارگام، مدل ايزوترم النگموير داراي حداكثر ظرفيت جذب CR، 34.229 ميليگرم بر گرم و ALA، 93.96 ميليگرم بر گرم بر روي نانوكامپوزيت آرژنين / فريت كبالت / گوارگام و مدل ايزوترم النگموير داراي حداكثر ظرفيت جذب CR، 35.238 ميليگرم بر گرم و GEM، 05.242 ميلي گرم بر گرم بر روي كامپوزيت پلي وينيل الكل / گوارگام است. در نهايت نيز بررسي خاصيت ضد سرطاني نيز توسط آناليز MTT انجام شد كه نشان داد زنده ماندن سلولي حامل در غلظت 8 ميل ي گرم بر ميلي ليتر باالتر از 90 درصد بود.

1401/08/10

Simulation, synthesis and identification of self-assembling hydrogels and nanocomposites by Guar gums to investigate medical and environmental applications

9/21/2023 12:00:00 AM

In this research, the preparation of nanocomposites and composites based on guar gum polymer has been done, which includes graphene oxide / guar gum and arginine / cobalt ferrite / guar gum nanocomposites, as well as polyvinyl alcohol / guar gum composite. Theoretical studies were conducted to discover insights into the rational design of absorption states and configurations using DFT-D density functional quantum computing method through DMol3 module in Materials Studio 2017 software. The simulation results showed the absorption of gemifloxacin (GEM) and Congo red (CR) for graphene oxide / guargam nanocomposite and polyvinyl alcohol / guargam composite and the absorption of Alpha and CR for arginine / cobalt ferrite / guargam nanocomposite compared to other dyes and drugs. Therefore, among the dyes and drugs, GEM, CR, and Alpha were selected for experimental work. Nanocomposites and synthesized composite were identified by FT-IR, FE-SEM, XRD, EDX, BET, TGA and VSM analyses. Their potential for effective removal of GEM, CR, and Alpha from aqueous solution was investigated by conducting a series of experiments based on the effect of adsorbent dose, contact time, pH, and temperature. The adsorption kinetics of pollutants were investigated using pseudo-first-order (PFO) and pseudo-second-order (PSO) rate equations, which showed that the kinetics of all adsorbents followed pseudo-second order. Thermodynamics was also investigated using Langmuir and Freundlich isotherms. which showed that the Langmuir isotherm model has the maximum adsorption capacity of CR (97.71 mg/g) and GEM (95.93 mg/g) on graphene oxide/guar gum nanocomposite, the Langmuir isotherm model has the maximum adsorption capacity of CR (229.34 mg/g) and ALA (96.93 mg/g) on arginine/cobalt ferrite/guargum nanocomposite and the Langmuir isotherm model has the maximum adsorption capacity of CR (238.35 mg/g) and GEM (242.05 mg/g) on polyvinyl alcohol/guargum composite. Finally, the anticancer property was also investigated by MTT analysis, which showed that the carrier cell viability was higher than 90% at a concentration of 8 mg/ml.

گوارگام , گرافن اكسيد , فريت كبالت , آرژنين , جذب سطحي , پلي وينيل الكل , نانوكامپوزيت

Nanocomposite , Guar gum , Graphene oxide , Arginine , Ferrite cobalt , Poly vinyl alcohol , Adsorption

fateme tazimifar

dr alireza akbarzadeh