عنوان

تهیه نانوهیدروژل حساس حرارتی پلی‮‭N‬-ایزوپروپیل‌اکریل‌آمید/نشاسته/اکسیدگرافن و بررسی برخی خواص آن به روش‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی مولکولی

Number

‭۱۶۳۷۶پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تهیه نانوهیدروژل حساس حرارتی پلی‮‭N‬-ایزوپروپیل‌اکریل‌آمید/نشاسته/اکسیدگرافن و بررسی برخی خواص آن به روش‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی مولکولی

First Statement of Responsibility

/منصور دائی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی شیمی و نفت

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۳‬

Name of Manufacturer

، افشاری

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی شیمی گرایش طراحی فرایند

Date of degree

‮‭۱۳۹۳/۱۱/۱۹‬

Body granting the degree

دانشگاه تبریز

Text of Note

نانوهیدروژل‌صها بدلیل داشتن سطح زیاد دارای خصوصیات جالبی بوده و می‌صتوانند به عنوان ابزاری جدید برای توسعه سیستم‌صهای رهش داروی هدفمند مورد استفاده قرار گیرند .پلیمرهای هوشمند با ابعاد نانو قادر به انجام عملکرد فوق‌صالعاده‌صای در پاسخ به محرک‌صهای داخلی یا خارجی مانند دما،‮‭pH‬ ، نور، مغناطیس و ... هستند .هیدروژل‮‭PNIPAAm‬ ، متداول‌صترین پلیمر حساس حرارتی است که انتقال فاز برگشت‌صپذیری در محلول ‮‭(LCST)‬ حدود ‮‭C۳۲‬ نشان می‌صدهد که نزدیک به دمای بدن است .با این وجود، سرعت پایین پاسخ‌صدهی ژل‌صهای متداول‮‭PNIPAAm‬ ، پایین بودن قدرت مکانیکی و زیست تخریب‌صپذیر نبودن، کاربرد آن را محدود می‌صکند .برای بهبود سرعت پاسخ‌صدهی و همچنین افزایش خواص مکانیکی هیدروژل‌صها، از عوامل کراسلینک کننده استفاده می‌صکنند .به همین منظور، در این کار پژوهشی از نشاسته مالئات استفاده شده است .نشاسته به عنوان یک ماده غیرسمی، زیست سازگار و زیست تخریب پذیر که به وفور نیز یافت می شود شناخته شده است .به همین علت می توان از نشاسته به عنوان یک عامل کراسلینک کننده استفاده کرد .نتایج حاصله نشان می دهد که اضافه کردن نشاسته باعث افزایش استحکام، افزایش سرعت پاسخ و همچنین در درصدهای جرمی مشخص افزایش درجه تورم هیدروژل می‌صشود .در این کار علاوه بر نشاسته مالئات از اکسید گرافن استفاده شده است .صفحات اکسید گرافن دارای یکسری گروه‌صهای عاملی مثل گروه‌صهای کربونیل، کربوکسیل، هیدروکسیل و اپوکساید می‌صباشند .صفحات اکسید گرافن به خاطر خواص الکتریکی، حرارتی و مکانیکی فوق العاده و کاربردهای متنوع آن مورد توجه محققین قرار گرفته‌صاند .این صفحات به خاطر دارا بودن گروه‌صهای عاملی اکسیژن دار آبدوست، به راحتی در آب پخش شده و یک محلول پایداری را درست می کند .اکسید گرافن به خاطر فرآیندپذیری آبی عالی، دارا بودن همزمان خاصیت آبدوستی و آبگریزی، فعالیت سطحی بالا، داشتن خاصیت فلوروسانس و ...دارای کاربردهای زیادی در زمینه های زیستی می باشند .با ورود اکسید گرافن به ساختار نانوهیدروژل، خواص نانوهیدروژل حاصل به میزان قابل توجهی بهبود می یابد که نتایج حاصل از تست‌صهای تورمی و رئومتری گواهی بر این ادعا می‌صباشند .با توجه به اهمیت هیدروژل ها و خواص و کاربرد گسترده آنها، شبیه‌سازی مولکولی، پیش‌بینی ساختار و خواص هیدروژل ها را بدون صرف هرگونه وقت و هزینه‌های اضافی در انجام کارهای تجربی امکان‌پذیر می‌کند .زیرا در بسیاری از موارد انجام آزمایشات تجربی با سختی‌های زیاد در طراحی و مواد انتخابی همراه است .از این رو، شبیه‌سازی مولکولی انعطاف‌پذیری بالایی برای محدوده گسترده‌ای از شرایط دمایی و فشار و ... دارد .پارامترهای مورد استفاده را می‌توان به آسانی در یک الگوریتم و برنامه مورد استفاده تغییر داد در حالی که در آزمایشگاه این کار به آسانی صورت نمی‌گیرد .برای این کار از نرم‌صافزار ‮‭materials studio‬ استفاده کرده‌صایم که یک نرم افزار شبیه‌صسازی مولکولی است .به همین منظور ساختار هیدروژل ‮‭PNIPAAm‬ را با استفاده از این نرم‌صافزار شبیه‌صسازی نمودیم و تغییرات ساختار نانوهیدروژل را با تغییر دما، با استفاده از تابع توزیع شعاعی بررسی کردیم

Text of Note

‮‭conditions. Applied parameters can be easily changed in algorithm or in the applied program, even though it is a really hard job in an experimental case. In this research Matrerials Studio software is used which is molecular dynamics simulation software. So, the structure of PNIPAAm hydrogel is simulated using above software and changes in Nano-hydrogel's structure are investigated accordingly to temperature changes using the radial distribution function‬ ‮‭۵It has many applications in biological fields. Adding graphene oxide to Nano-hydrogel's structure, the properties of Nano-hydrogel significantly improves and this is proved by swelling and mechanical analysis of hydrogels. In regard with the importance of hydrogels and their vast application and properties, molecular simulation makes predicting the structure and properties of hydrogels possible without any need to spend extra time or money. It is because in lots of experimental cases, sketching and choosing the material is really difficult. Molecular simulation has a great flexibility for a wide range of thermal, pressure‬ . ‮‭۵‬,‮‭PNIPAAm hydrogel is the most common thermo-sensitive hydrogels which shows an irreversible phase transition temperature around the lower critical solution temperature (LCST) at the temperature of ۳۲ ?C which is almost the same as body temperature. However, slow response of conventional PNIPAAm gels, low mechanical strength and biocompatibility limits their usage. In order to improve the response rate and also increase hydrogels' mechanical properties, there is need to use crosslinking agents. Given that, starch maleate is used in this research. Starch is well-known as a non-toxic, biocompatible and biodegradable material which can be easily found and as a result it can be used as a crosslinking agent. The results show that adding starch causes better mechanical properties, increase in the response rate and it also increases the degree of swelling of the hydrogel in specific mass fractions. In addition to starch maleate, graphene oxide is used in this research. Graphene oxide papers have a set of functional groups like carbonyls, carboxyl, hydroxyls and epoxide groups and because of their electrical, thermal and incredible mechanical properties and various applications have got the researchers' attention. Because, grapheme oxide papers have hydrophilic functional groups they can be easily dispersed in water and create a stable solution. Because of graphene oxide's excellent water processability, having simultaneous hydrophilic and hydrophobic properties, high surface activity, having fluorescence properties‬ . ‮‭۵‬,‮‭Due to Nano-hydrogels large surface area, they have special and interesting features and they can also be used as a mean to develop targeted drug delivery systems. Nano smart polymers are incredibly able to response both internal or external provocative like temperature, PH, light, magnetic‬

دائی،منصور

عرفان‌نیا،حمید، استاد راهنما

انتظامی، علی‌اکبر، استاد راهنما

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی