مشخصات پژوهش

عنوان	نقاط کوانتومی کربنی نهشت شده و نقش آنها در فرآیندهای کاتالیزی و باکتریایی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	نقاط کوانتومی کربن، نهشت، خواص زیستی، کاتالیزور
چکیده	سری‌های مختلف نقاط کوانتومی کربنی با استفاده از شرایط و روش مشابه تهیه شدند. ابتدا نقاط کوانتومی کربنی و همچنین نهشت شده با فلزات آهن، کبالت، نیکل، مس و روی با روش هیدروترمال تهیه شدند و در ادامه سری دیگری از نقاط کوانتومی کربنی نهشت شده با نیتروژن و همچنین فلزات آهن، کبالت، نیکل، مس و روی با روشی مشابه بدست آمدند. این دسته از نقاط کوانتومی با استفاده از تکنیک‌های FT-IR، UV-Vis، PL و همچنین EDS شناسایی شدند. با نهشت دادن فلزات به نقاط کوانتومی کربنی جابجایی پیک‌های مرتبط با پیوندهای اکسیژن C-O و C=O ایجاد شد. تغییر در شدت جذب و نشر این نقاط کوانتومیِ نهشت شده و همچنین تایید حضور عناصر فلزی با استفاده از آنالیز EDS، موفق آمیز بودن سنتز را بیان می‌کنند. در ادامه رفتار باکتریایی آنها در بر روی باکتری‌های گرم-مثبت S.aureus PTCC112 و گرم-منفی E.coli PTCC1329 بررسی شد. در مورد سری نقاط کوانتومی کربنی و نهشت شده با فلزات نتایج خوبی بدست آمد و همگی آنها قدرت مهار رشد باکتری‌ها را داشتند اما سری دوم نقاط کوانتومی که نهشت شده با نیتروژن و فلزات ذکر شده بودند، که فعالیتی در برابر رشد آنها نداشتند به جز در مورد حضور فلز روی، که توانست به عنوان عامل ضد باکتری عمل کند. کمترین غلظت مهار رشد باکتری MIC در برابر باکتری اندازه‌گیری شد که بهترین نتیجه برای نقاط کوانتومی کربنی (CQDs) و نقاط کوانتومی کربنی نهشت شده با فلز آهن (Fe-CQDs) با کمترین غلظت موثر g/L 0.5 بود. در ادامه این کار تحقیقاتی سری نقاط کوانتومی کربنی نیتروژن دار با آهن و با عنصر کلر و همچین نهشت همزمان آهن و کلر Fe@Cl-CQDs تهیه شد. که با تکینیک‌های EDS ، XRD، FT-IR، UV-Vis، PL، XPS، HR-TEM و همچنین EDS-mapping همچنین EDS شناسایی شدند. الگوی پراش اشعه ی ایکس صفحات (002) برای NCQDs و جابجای اندک آنها در Fe-NCQDs را به دلیل وجود Fe و کاهش فضای انباشه شدن صفحات را نشان می‌دهد که ساختار آمورفی دارند. اما در مورد Cl-NCQDs و Fe@Cl-CQDs به دلیل داشتن پیک‌های تیز دارای ساختار کریستالی می‌باشند، پیک های مختلفی که با مرکزیت 33.33، 38.42، 43.08، 57.72 و 61.33 وجود دارند به ترتیب مرتبط به صفحات (009)، (015)، (018)، (110) و (113) می باشند. پیک پهن در ناحیه 3000 تا 3400 مربوط به گروه‌های O-H، C-H و N-H برای آنها مشاهده می‌شود. پیک در 778 در Cl-NCQDs مربوط به پیوند C-Cl وجود دارد که کلیه‌ی پیک‌های اشاره شده در این ماده‌ها در طیف FT-IR مربوط به Fe@Cl-CQDs دیده می‌شوند. طیف UV-Vis این نقاط کوانتومی پیک‌های مشابهی با اوج جذب در ناحیه‌ی فرابنفش را نشان می‌دهند. این پیک‌ها مربوط به انتقالات n–π* که مرتبط با گروه‌های کربونیل و یا سیستم π آروماتیکی می‌باشد که این نمونه‌ها جذب پهن قابل توجهی را در طول موج 335 نانومتر دارند. همچنین تایید حضور عناصر مربوطه با استفاده از آنالیز EDS، موفق آمیز بودن سنتز را بیان می‌کنند. نقاط کوانتومی Fe@Cl-CQDs به دلیل خواص الکترونی که دارد، توانست به عنوان کاتالیزور نوری عمل کند. به همین دلیل این نقاط کوانتومی بیشتر مورد بررسی قرار گرفت. در آنالیز XPS پیک عناصر موجود در نواحی مرتبط وجود دارد، که پیک در 705 تا 725 حضور یون‌های آهن(II) و آهن (III) و پیک در نواحی 190تا 200 حضور کلر را تایید می‌کنند. در عکس‌های HR-TEM اندازه ذرات را 4 تا 10 نانومتر با اندازه متوسط 6 نانومتر را نشان دادند که EDS-mapping توزیع یکنواخت عناصر در آن را تایید می‌کند. نقاط کوانتومی Fe@Cl-CQDs توانستند با مقدار 6 میلی‌گرم رنگ رودامین ب را به مقدار 89 درصد در حلال آب تحت نور مرئی و تحت لامپ یو-وی به صورت کامل در دت زمان 90 ثانیه تبدیل کند. پارامترهای شدت نور، دما و غلطت اکسنده H2O2 و همچنین pH برای انجام این واکنش مورد بررسی قرار گرفتند. شرایط بهینه‌ی بدست آمده دمای 25 درجه‌ی سانتی‌گراد و مقدار 25 میکرولیتر از اکسنده در pH برابر 5 بود. مطالعاتی که بر روی رباینده‌ها صورت گرفت، نقش تعیین کننده‌ی هیدروکسیل رادیکالی را تایید کرد. فعالیت مجدد Fe@Cl-CQDs بعد از تبدیل رودامین ب، پایداری خوب آنها را بیان می‌کند. از این رو این نقاط کوانتومی بسیار کارآمد برای تبدیل رنگ در زمان بسیار کوتاه می‌باشند.
پژوهشگران	مهدیه قبادی فرد (استاد مشاور)، مراحم آشنگرف (استاد مشاور)، سجاد محبی (استاد راهنما)، پیام انصاری (دانشجو)