عنوان
شبيه‌سازي و سنتز ميكروژل هاي نانوكامپوزيت كيتوسان-مگنتيت (Fe3O4) با استفاده از فناوري ميكروسيالات قطره اي
نويسنده اصلي
اميد سرتيپ زاده همت اباد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
تجهيزات آزمايشگاهاي بر پايه ميكروسيالات قطره اي توجه بسياري را در كاربرد‌هاي مختلف مانند فناوري‌هاي آزمايشگاه بر روي تراشه، مهندسي بافت، كشت سلولي، آماده‌سازي نانوذرات، دارورساني و زيست‌حسگرها جلب كرده است. فناوري ميكروسيالات قطره¬اي روشي جديد براي توليد قطره كامپوزيتي زيست سازگار در مقياس ميكرو مي¬باشد. فرآيند توليد اين قطرات را مي¬توان بدقت مورد كنترل و نظارت قرار داد. از طرفي اين قطرات كامپوزيتي نسبت به فناوري¬هاي مرسوم توليد مواد حجيم داراي برتري¬هايي مي¬باشند. اندازه قطرات توليد شده بوسيله تنطيم نرخ جريان هاي هر سيال كنترل مي¬شود. در مقياس ميكرو بودن اندازه قطرات باعث مي¬شود كه نرخ انتقال حرارت-جرم قطرات كامپوزيتي افزايش پيدا كند
ابتدا يك مدل رياضي بر مبناي روش ديناميك سيالات محاسباتي براي شناخت بيشتر شكل و اندازه قطره قطرات در ريز كانال جريان متمركز با استفاده از دو سيال تراكم ناپذير غير قابل امتزاج نيوتوني در نرم‌افزار COMSOL Multiphysics® 5.4 توسعه داده شد. در مرحله اول از سيال آب / روغن FC-40 براي بهينه سازي مدل استفاده شده است و سپس محلول‌هاي كيتوسان با غلظت‌هاي متفاوت به‌عنوان سيال گسسته و روغن گياهي به‌عنوان سيال پيوسته استفاده شد است. پارامترهاي هندسه كانال، ابعاد كانال، زاويه ورودي كانال، تغيير نرخ حجمي جريان سيال‌هاي ورودي و همچنين تغيير مشخصات ديناميكي سيال گسسته در اندازه و شكل و فرآيند توليد قطره مورد بحث و بررسي قرار گرفت. با توجه به حالات مختلف در نظر گرفته شده، تعداد 360 اجراي شبيه‌سازي براي بررسي كامل تأثير سرعت سيال، هندسه و ابعاد كانال براي سيستم آب / روغن FC-40 و تعداد 192 اجراي شبيه سازي براي سيستم كيتوسان / روغن گياهي و همچنين غلظت سيال گسسته بر نتايج نهايي، انجام شد. در پايان بخش شبيه سازي نيز با استفاده از ماژول رديابي ذرات، شبيه‌سازي رهايش و بارگذاري نانوذرات مگنتيت در سيال گسسته مورد بحث و بررسي قرار گرفت.
در بخش آزمايشگاهي، در ابتدا چيپ مورد بحت بر اساس نتايج شبيه سازي طراحي شد و سپس توسط روش ليتيوگرافي ماسك سيليكوني طرح ساخته شد، و سپس توسط پليمر PDMS قالبگيري شده و در نهايت با استفاده از دستگاه پلاسماي اكسيژن چيپ به صفحه شيشه اي باند گرديد. محلول كيتوسان با غلطت هاي مختلف در چيپ استفاده شد و قطره كيتوساني توليد گرديد. در بخش بارگزاري نانوذرات مگنتيت، محلول كيتوسان 1 درصد وزني به همراه نانوذرات مگنتيت 5/0 درصد وزني وارد چيپ شده و قطره كيتوسان-مگنتيت توليد گرديد.
شماره ركورد
194860
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي نانو فناوري
استاد راهنما
دكتر سيد مرتضي نقيب