رحمت صادقی

در این پژوهش خواص فیزیکی و شیمیایی سیستم‌های محلول آبی مایع‌یونی 1- اکتیل- 3- متیل ایمیدازولیوم بروماید ([C8mim][Br]) در حضور و عدم حضور نانوذرات اکسید مس که توسط برهم‌کنش‌های بین مولکولی مانند واندوالسی، الکترواستاتیکی و ساختار اجزاء مولکول‌های موجود تحت تأثیر قرار می‌گیرد، مورد مطالعه قرار گرفت. اخیراً این‌گونه سیستم‌ها از دو ویژگی افزایش پایداری نانوذره در سیال پایه و اثر فعالیت سطحی مایعات‌یونی در امولسیون‌ها مورد توجه و بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین در این پژوهش، مطالعه‌ی منسجم و هدفمندی برای درک بهتر رفتار تشکیل تجمعات در این سیستم‌ها انجام شد. در بخش اول داده‌های هدایت الکتریکی ویژه ()، برای سیستم‌های دو جزئی آب خالص + [C8mim][Br] و سه جزئی آب خالص + CuONPs + [C8mim][Br] (با غلظت‌های wt%00066/0، wt%005/0 و wt%01/0 وزنی/وزنی از نانوذرات اکسید مس) در دماهای 15/288، 15/293، 15/298 و 15/303 کلوین به دست آمد. به‌علاوه، مقادیر کشش سطحی ()، برای سیستم‌های اشاره شده در دمای K15/298 اندازه‌گیری شد. برازش دقیق داده‌های تجربی هدایت الکتریکی ویژه نشان داد که غلظت بحرانی مایسلی شدن (cmc) در محلول آبی [C8mim][Br] با افزودن نانوذرات اکسید مس به آب خالص بیشتر می‌شود. مقادیر انرژی آزاد گیبس G°m∆، آنتالپی H°m∆، و آنتروپی S°m∆، مایسلی شدن از داده‌های هدایت الکتریکی ویژه محاسبه گردید. برای مثال، مطالعات ترمودینامیکی نشان داد که مقادیر (kJ.mol-1) G°m∆ منفی و روند آن به صورت زیر می‌باشد: (16/24-) 15/303 > (62/23-) 15/298 > (86/22-) 15/293 > (95/21-) 15/288 در دماهای پایین‌تر، فرآیند مایسلی شدن [C8mim][Br] در محلول‌های آبی فرآیندی است که سهم آنتروپی بیشتر (0 < H°m∆) و با افزایش دما تشکیل مایسل فرآیندی گرمازا بوده و سهم آنتالپی نسبت به آنتروپی، بیشتر می‌شود (0 < H°m∆). حضور نانوذرات اکسید مس در محیط آبی فعالیت سطحی [C8mim][Br] کاهش داده و موجب جا به جا شدن مقدار cmc به غلظت‌های بالاتر [C8mim][Br] می‌شود. در بخش دوم داده‌های کشش سطحی (γ) برای سیستم‌های اشاره شده در دمای ثابت K 15/298 به دست آمد. مطالعات نشان داد که اگرچه کشش سطحی ()، نانوسیالات اکسید مس در غیاب [C8mim][Br] تقریباً با آب خالص مقادیر یکسانی دارد، ولی برهم‌کنش‌های بین [C8mim][Br] و نانوذرات اکسید مس منجر به کاهش در برخی از پارامترهای به دست آمده از برازش مقادیر کشش سطحی ()، مانند بیشینه غلظت مازاد سطح (Γmax)، جذب مؤثر (pm20)، فشارسطح مشترک هوا - آب (πmic) شده و موجب افزایش در بعضی پارامترهای دیگر مثل cmc، فشار سطحی در نقطه‌ی مایسلی شدن (cmcπ) و کمینه مساحت اشغال شده توسط هر مولکول در واحد سطح (Amin) می‌شود. زاویه‌ی تماس (θ) محلول آبی [C8mim][Br] در حضور و در غیاب نانوذرات اکسید مس در دمای محیط با استفاده از معادله‌ی یانگ به دست آمد. روند منحنی زاویه‌ی تماس در مقابل ( m (غلظت) )/cmc مشابه محلول آبی [C8mim][Br] است.