حمید اصفهانی

امروزه بهره‌گیری از مواد نانوساختار با خواص ترکیبی برای استفاده در کاربردهای نوین از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. نانوساختارهای بورات آلومینیوم و بورات نیکل به‌ دلیل داشتن گروه‌های فضایی قطبی BO3 درساختار خود، گزینه مناسبی برای کاربردهای مغناطیسی و فتوکاتالیست است. در این پژوهش نانوذرات انفرادی بورات آلومینیوم (AlB)، بورات نیکل (NiB) و ساختار بورات آلومینیوم نیکل (ANB) با مقادیر مختلف بور به روش الکتروریسی و پسا کلسیناسیون تحت اتمسفر هوا سنتز شدند. بررسی ریزساختار از کلیه نمونه‌ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) نشان داد که الیاف با متوسط قطر 1628-422 نانومتر به نانوذرات با متوسط اندازه 80-100 نانومتر پس از فرایند کلسیناسیون در دمای ℃1000 تبدیل شدند. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) که پس از مرحله کلسیناسیون بر روی محصولات انجام شد، نشان داد که نمونه AlBحاوی فاز غالب Al18B4O33و اندکی Al2O3 بود، در حالی‌که نمونه NiB حاوی Ni3B2O6 و NiO بود. با تغییر مقدار اسیدبوریک در محلول الکتروریسی در سه سطح کم، متوسط و زیاد (0154/0، 0309/0 و0463/0 گرم) مشاهده شد که فازهای Ni2(AlBO5) وNi2Al(BO3)O2 تشکیل شده‌اند که با توجه به مقدار بور ترکیب آن‌ها متفاوت بود. همچنین در تصاویر ریزساختار مشاهده شد که با افزایش بور، نانوسوزن‌هایی نیز به ساختار اضافه شد که به فازهای بورات آلومینیوم و نیکل تعلق داشتند. رفتار مغناطیسی نانوساختارها به کمک آزمون مغناطیس‌سنج نمونه‌ی ارتعاشی‌ ((VSM بررسی شد. نتایج هیسترزیس مغناطیس رفتار فرومغناطیس نانوذرات را تایید کرد. همچنین مشخص شد که نمونه با بیشترین میزان بور (ANB-H) دارای بیشترین مغناطش اشباع (Ms) برابر emu/g 1596/0 است. مقدار پتانسیل زتا نانوساختارها اندازه‌گیری شد (mV 15- تا mV30-) و مشاهده شد که تمام نمونه‌ها دارای بار منفی در سطح هستند. نانوساختارهای AlB، NiB و ANB در دو فاز مجزا (رفتار فتوکاتالیستی و توانایی درمان هایپرترمیا) مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی سینتیک رفتار فتوکاتالیستی نانوساختارها در تخریب رودامین B نشان داد نمونه ANB-H بیشترین بهره‌وری را دارد. مقدار زمان آرامش (𝝉) در این نمونه برابر) (h-1 24/0 محاسبه شد که نشان دهنده بیشترین تخریب است. برای بررسی توانایی نانوساختارها در درمان هایپرترمیا، داربست‌های الیافی از پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) حاوی نانوساختارهای AlB، NiB و ANB به روش الکتروریسی سنتز شدند. به کمک آزمون‌ طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، مقدار فاز β زمینه PVDF محاسبه شد. بیشترین بلورینگی فاز β برای داربست حاوی ANB-Hبرابر با 3/88 درصد محاسبه شد. همچنین کمترین مقدار مقاومت سطحی (kΩ.sq-1 77/9) و ثابت دی‌الکتریک (12140) برای داربست حاوی ANB-H محاسبه شد. توانایی نانوساختارها در درمان هایپرترمیا به کمک میدان مغناطیس متناوب (AMF) بررسی شد که داربست حاوی ANB-Hبیشترین نرخ جذب ویژه (SAR) (W.g-1 26/1) و ضریب تلفات ذاتی (ILP) ( nHm2.Kg-12685/0) را داشت. نتایج این پژوهش نشان داد با تنظیم مقدار بور در نانوساختارهای بورات آلومینیوم و نیکل می‌توان عملیات موفق در حذف آلاینده آلی به روش فتوکاتالیست و درمان سرطان به روش هایپرترمیا داشت.