وبلاگ

۲-۵ اصلاح سطح نانو ذرات مغناطیسی
در آماده سازی و ذخیره سازی نانو ذرات به شکل کلوئیدی، پایداری کلوئید از اهمیت زیادی برخوردار است. با پوشش سطحی مناسب، نانو ذرات مغناطیسی می‌توانند درون حلال‌های مناسب پراکنده شوند و سوسپانسیون‌های همگن تشکیل می‌شود که فروسیال^[۱۲]۱ نامیده می شوند. آنها یا از طریق حجم زیادی از دانه‌ی پلیمری پراکنده می شوند یا پراکنده شدن از طریق شکستن پوسته ی اطراف هسته در واکنشگرهای کلوئیدی رخ می‌دهند.
توزیع همگن نانو ذرات پخش شده در محلول باعث انتقال جرم مطلوب به سطح و خروج جزء مورد نظر از محلول شده و خاصیت مغناطیسی سایر اجزاء را کاهش می‌دهد. علاوه بر این جاذب های پخش شده، از مشکلاتی مانند ایجاد رسوب در ستون‌های پر شده و غشاءها جلوگیری می‌کنند.
فروسیال‌های سوسپانسیون‌های کلوئیدی از ذرات مغناطیسی  هستند که سیالاتی با قابلیت مغناطیسی را تشکیل می‌دهند که در شدیدترین میدان‌های مغناطیسی به صورت مایع باقی می‌مانند و در نتیجه سیالات مغناطیسی دارای ترکیب منحصر به فردی از سیالیت می‌شوند و توانایی تعامل با یک میدان مغناطیسی را دارا می‌شوند.
سوسپانسیون می‌تواند با یک میدان مغناطیسی خارجی بر‌هم‌کنش داشته باشد و در یک ناحیه‌ی خاص، در یک موقعیت مناسب قرار بگیرند.
برای تثبیت مؤثر نانو ذرات اکسید آهن، اغلب نیاز است پوشش مورد نظر دانسیته ی بسیار بالایی داشته باشد. بعضی از تثبیت کننده‌ها مانند سورفاکتانت ها با یک پلیمر معمولا در زمان آماده‌سازی، از تجمع نانو ذرات جلوگیری می‌کنند. [۱۵، ۱۶].

با این حال باید در مورد انتخاب مواد برای پوشش نانو ذرات دقت کرد. پوشش نانو ذرات ممکن است ترکیبی از مواد معدنی و مواد پلیمری باشد.
۲-۵-۱ پوششی‌دهی پلیمری
مواد پوششی پلیمری را می توان به دو صورت مصنوعی و طبیعی طبقه بندی کرد.
۱ - پلیمرهای مصنوعی:
- کوپلیمر پلی (اتیلن – وینیل استات).
- پلی وینیل پیرولیدین (PVP ).
-کوپلیمر پلی (لاکتیک – گلیکولیک اسید) (PLGA).
- پلی اتیلن گلیکول.
-(PEG) پلی وینیل الکل (PVA).
۲- پلیمرهای طبیعی: ژلاتین، دکستران^[۱۳]، چیتوزان^[۱۴]، پولولان^[۱۵] [۱۵، ۱۶].
۲-۵-۲ پوشش‌های معدنی
این پوشش‌ها که استفاده از آنها بسیار متداول است شامل: اکسیدهای فلزی، فلزات گرانبها، سیلیس و کربن هستند.
۲-۵-۳ پوشش‌دهی سورفکتانت‌ها
یک پوشش فشرده از مولکول‌های سورفکتانت^۴ می‌تواند نانوذرات را از اکسیدشدن توسط هوا محافظت کند. سورفکتانت‌های آلی مختلف از قبیل اولئیک اسید، لوریک اسید، تری‌اکتیل فسفریک اسید، ستیل تری متیل امونیوم برماید و… تا کنون برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
مطالعات نشان می‌دهد که سورفکتانت‌هایی که در ساختار زنجیره آلی خود پیوندهای غیراشباع و یا گروه‌های فعال دارند نقش حفاظتی بهتری را در پوشش‌دهی نانوذرات ایفا می‌کنند. برهمکنش‌های عرضی میان عوامل فعال و پیوندهای غیراشباع موجب استحکام و فشردگی بیشتر پوشش مورد نظر می‌شود [۱۵، ۱۶، ۲۰].
۳-۶ سورفکتانت ها
کلمه سورفکتانت مجموعه از کلمات “Surface active agent” می باشد. سورفکتانت ها معمولا ترکیباتی آلی هستند.
سورفکتانت ها موادی هستند که اغلب برای بهینه سازی سطوح جاذب های نانو به طریقه فیزیکی به کار می روند سورفکتانت ها موادی با خاصیت دوگانه اند که دارای یک سر آب دوست و یک سرچربی دوست هستند .
بنابراین به تناسب ساختار مولکولی در حلال های آلی و آب حل می شوند و باعث کاهش کشش سطحی در فصل مشترک هوا-آب و یا روغن-آب می شوند.
ساختار شیمیایی سورفکتانت ها اغلب شامل یک مولکول نسبتا طولانی با یک انتهای آب گریز و انتهای دیگر آب دوست می باشد.
قسمت آب گریز این مواد]یک دنباله هیدروکربنی طولانی[با رزین سازگار بوده و در جهت ان حرکت می کند در حالی که قسمت آب دوست به سمت بیرون جهت گیری نموده ]به سمت فاز آب[ و با احاطه نمودن رزین باعث سازگاری ان با آب می شود.
در واقع سورفکتانت ها موادی هستند که می توانند انرژی سطحی را بین سطوح به میزان زیادی تغییر دهند خاصیت یک سورفکتانت ناشی از دو شخصیتی بودن ساختمان مولکولی ان است به این معنی که همزمان دارای گروه های آب دوست و آب گریز می باشند [۲۱].
شکل (۲-۱) مدلی برای تشریح خاصیت دو گانه سورفکتانت ها را نشان می دهد.
شکل (۲-۱) مدلی برای تشریح خاصیت دو گانه سورفکتانت ها
۲-۷ دسته بندی سورفکتانت ها
سورفکتانت ها به دو نوع یونی^[۱۶] و غیر یونی^[۱۷] تقسیم می شوند این نوع دسته بندی بر این اساس است که وقتی سورفکتانت در آب حل می شود(نوع یونی) یا نه (غیر یونی) و بر اساس نوع یون حاصل به صورت زیر دسته بندی می شوند
۲-۸ طبقه بندی سورفکتانت ها بر اساس نوع یون
۱-سورفکتانت های یونی
- سورفکتانت انیونی
- سورفکتانت کاتیونی
- سورفکتانت آمفوتریک^[۱۸]
۲-سورفکتانت های غیر یونی
۲-۸-۱ سورفکتانت های یونی
سورفکتانت های یونی وقتی در آب حل می شوند ،یونیزه می شوند و مطابق با طبیعت یون های حاصله به سورفکتانت های کاتیونی و انیونی و امفوتریک تقسیم می شوند.در مورد سورفکتانت های آنیونی ،ان بخش از مولکول سورفکتانت که به گروه های آب گریز (چربی دوست) منتقل شده به انیون ها یونیزه می شود و در مورد سورفکتانت های کاتیونی ، بخش مورد اشاره در بالا به کاتیون ها تجزیه می شود. در مورد سورفکتانت های آمفوتریک نیز دو نوع یون مختلف به بخش گفته شده در بالا متصل شده است.
این طبقه بندی سورفکتانت ها نتایج مختلفی به دنبال دارد که می توان با توجه به نوع یون، خواص متفاوتی از ان ها استخراج کرد.در ادامه این سه گروه را بیشتر مورد توجه قرار می دهیم.
۲-۸-۱-۱ سورفکتانت های کاتیونی
در این گروه از سورفکتانت ها، گروه آب دوست کاتیونی بوده و همراه آن زوج یون آنیون مثل کلرید، سولفات و استات است. سورفکتانت های کاتیونی عمدتا به دو گروه مهم تقسیم می شوند، نوع نمک امین و نوع نمک امونیوم چهار جزی، این دو نوع در خواص و فرایند ساخت باهم متفاوت هستند.اختلاف این دو نوع در جدول (۲-۱ ) اورده شده است