https://www.nsmsi.ir/ نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران fa daily 1 Sun, 01 Feb 2026 00:00:00 +0330 Sun, 01 Feb 2026 00:00:00 +0330 https://www.nsmsi.ir/article_730029.html نانوحباب‌ها به‌عنوان یکی از ساختارهای نوین در سامانه‌های کلوئیدی، به‌دلیل پایداری بالا، سطح ویژه گسترده و رفتار فیزیکوشیمیایی منحصربه‌فرد، در سال‌های اخیر توجه گسترده‌ای را در حوزه‌های صنعتی و تحقیقاتی به خود جلب کرده‌اند. این ساختارهای گازی نانومقیاس که در دو نوع سطحی و حجمی  تولید می‌شوند، با بهره‌گیری از روش‌های مختلف فیزیکی، شیمیایی و فیزیکوشیمیایی قابل سنتز هستند. در این مقاله، ضمن مرور روش‌های ساخت نانوحباب‌ها، به‌ویژه به کاربردهای نوین آن‌ها در صنعت نیروگاهی و نقش آن‌ها در مهار خوردگی فلزات پرداخته می‌شود. خوردگی یکی از چالش‌های اساسی در واحدهای نیروگاهی، به‌ویژه در محیط‌های اسیدی مانند سامانه‌های زمین گرمایی، محسوب می‌شود. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که تزریق نانوحباب‌های هوایی به محیط‌های خورنده می‌تواند نرخ خوردگی فولاد را تا ۵۰ درصد کاهش دهد. این عملکرد حفاظتی از طریق تشکیل یک لایه نانویی حباب‌مانند روی سطح فلز و تسریع تجمع ترکیباتی نظیر سیلیکا در محیط اسیدی حاصل می‌شود. افزون‌براین، نانوحباب‌ها در کاربردهای دیگری مانند تمیزکاری سطوح، کاهش اصطکاک در سیالات، حذف آلاینده‌ها و بهبود فرایند شناورسازی مواد معدنی نیز قابلیت‌های منحصربه‌فردی از خود نشان داده‌اند. نتایج بررسی‌ها، افق‌های نوینی را در بهره‌گیری از نانوحباب‌ها برای افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش دوام زیرساخت‌های فلزی در نیروگاه‌ها نوید می‌دهد. https://www.nsmsi.ir/article_729799.html به دلیل نگرانی‌های فزاینده زیست‌محیطی و رشد سریع دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل، توسعه‌ی باتری‌ها و ابرخازن‌های کارآمد مورد توجه گسترده قرار گرفته‌ است. یکی از چالش‌های اصلی در توسعه‌ی ابرخازن‌های بهره‌ور، طراحی و بهینه‌سازی مواد قطب منفی با ظرفیت بالاتر است. در این پژوهش، یک چارچوب فلز-آلی (MOF) بر پایه 2-آمینو بنزن 1و4 دی کربوکسیلیک اسید به‌عنوان لیگاند آلی و خوشه‌های فلزی Fe-O به عنوان گره، با نام NH2-MIL-101 (Fe)، به روش گرمابی در دمای پایین (130 درجه سلسیوس) سنتز شد. سپس این MOF با اکسید گرافن (GO) در حضور اوره و به روش گرمابی در دمای 180 درجه سلسیوس ترکیب شد تا نانوکامپوزیتی متشکل از اکسید آهن تثبیت شده درون یک چارچوب کربنی (α-Fe2O3/C) و اکسید گرافن کاهش یافته (rGO)، به اختصار Fe2O3-rGO، حاصل شود. نانوکامپوزیت Fe2O3-rGO ظرفیت ویژه‌ی تا 482 فاراد بر گرم در جریان ویژه 1 آمپر بر گرم در گستره پتانسیل 0 تا 1/1- ولت نسبت به الکترود مرجع نقره/کلرید نقره در الکترولیت 0/3 مولار KOH را از خود نشان داد. این مقدار به‌طور قابل توجهی بیشتر از ظرفیت ویژه‌ی هر یک از اجزا شامل MOF(98 فاراد بر گرم) و rGO (251 فاراد بر گرم) است. علاوه بر این، الکترود Fe2O3-rGO 55%  از ظرفیت اولیه خود را در جریان 50 آمپر بر گرم حفظ کرد که نشانگر عملکرد مطلوب آن در سرعت‌های بالا است. عملکرد برجسته‌ی نانوکامپوزیت Fe2O3-rGO را می‌توان به ترکیب دو مکانیسم ذخیره‌سازی انرژی شامل ذخیره‌سازی بار در لایه‌ی دوگانه‌ی الکتریکی توسط rGO و ظرفیت خازنی شبه‌فارادایی ناشی از Fe2O3 نسبت داد؛ همچنین اثرات هم‌افزایی میان این دو جزء نقش کلیدی در بهبود عملکرد نهایی ایفا می‌کند. این تحقیق گامی مؤثر در جهت توسعه‌ی مواد قطب منفی کارآمد برای ابرباتری‌ها و ابرخازن‌ها محسوب می‌شود و بستر مناسبی برای پیشبرد نسل جدیدی از ابزارهای ذخیره‌سازی انرژی فراهم می‌آورد. https://www.nsmsi.ir/article_732880.html در مطالعه حاضر، سنتز Cu-PCP، Co-PCP و پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل دو فلزی-آلی CuCo-PCP از طریق یک روش هیدروترمال تک مرحله‌ای با استفاده از اتصال‌دهنده‌های ۴،۴-اکسی‌بیس (بنزوئیک اسید) و N،N- بیس-(۴-پیریدیل‌فرمامید)-۱و۴-بنزن‌دی‌آمین انجام شد. فعالیت الکتروکاتالیستی عالی نسبت به اکسیداسیون اوره برای پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل دو فلزی-آلی CuCo-PCP  سنتز شده گزارش شد که دست یابی به چگالی جریان بالای mA /cm2  10 در پتانسیل V 495/1، شیب تافل mV/dec 128 و فرکانس گردش قابل توجه s-1 068/0را نشان می­ دهد. الکترولیز اوره در ولتاژ سلول کم V 53/1 به چگالی جریان mA /cm2  10 دست یافت، که نشان دهنده مقادیری تقریباًmV 200 کمتر از مقادیر مورد نیاز برای الکترولیز آب معمولی است. این موضوع در حالی است که پایداری را بیش از ۴۸ ساعت در mA/cm2 50 بدون کاهش قابل توجه عملکرد، حفظ می کند. ساختارهای سه بعدی پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل دو فلزی-آلی CuCo-PCP، منجر به عملکرد کاتالیستی فوق العاده خوب آنها می ­شود که این موضوع  به دلیل در دسترس بودن مکان­ های فعال مولکولی زیاد و همچنین انتقال جرم موثر (به دلیل معماری منحصر به فرد آنها)، می­ باشد. برهمکنش هم‌افزایی بین مس و کبالت در پیکربندی پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل، انتقال سریع‌تر الکترون را تسهیل کرده و به پلیمرهای کوئوردیناسیونی متخلخل دو فلزی-آلی CuCo-PCP تازه توسعه‌یافته، پتانسیل بیشتری برای کسایش اوره و کاربردهای پیشرفته ذخیره‌سازی انرژی می‌دهد. https://www.nsmsi.ir/article_732779.html حلقه­ های هتروسیکل تریازول و تیازول می‌توانند از طریق برقراری برهمکنش ­های شیمیایی با انواع مختلفی از پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و گیرنده‌ها اثرات زیستی متفاوتی را در موجودات زنده ایجاد کنند. ترکیبات شیمیایی حاوی این حلقه­ ها دارای اثرات ضد سرطان، ضد باکتری، ضد قارچ، ضد التهاب، ضد سل، ضد تشنج، ضد مالاریا، ضد آلزایمر و ضد ویروس می ­باشند و این درحالی است که بیش از ۱۸ داروی تایید شده FDA دارای حلقه‌ی تیازول هستند. علاوه بر این، هیدرازین یک گروه عاملی بسیار کاربردی است که می‌تواند به عنوان دهنده و پذیرنده پیوند هیدروژنی عمل کرده و یک فارماکوفور کلیدی در مولکول‌هایی که برای مهار آنزیم‌ها، به ویژه آنزیم‌های وابسته به پیریدوکسال فسفات (مانند داروهای درمان سل) یا متالوآنزیم‌ها، عمل کند. همچنین، گروه بنزآمید یک موتیف رایج در داروها است که به دلیل پروفایل فارماکوکینتیک مطلوب آن شناخته شده است و در ساختار داروهایی ضد تهوع و ضدسرطان وجود دارد. بنابراین از یک سو به دلیل اثرات درمانی منحصر به فرد این هسته ­ها در طراحی ساختارهای دارویی مورد توجه محققین می­ باشند. همچنین از سوی دیگر استفاده از روش هیبریداسیون منطقی داربست ها به عنوان یک استراتژی قدرتمند در طراحی ترکیبات رهبر و با هدف هم‌افزایی اثرات مفید هر جزء می­تواند منجر به افزایش قدرت، کارایی و انتخابگری و بهبود ویژگی‌های فارماکوکینتیک و پروفایل ایمنی مطلوب­ تر ترکیبات نهایی شود. در نتیجه در این تحقیق سنتز مشتقات جدید هیدرازینی تیازول-فنوکسی-۱و۲و۳-تریازول-بنزآمید با استفاده از واکنشگرها و شرایط واکنش مناسب و بهینه طی 4 مرحله ارائه و ساختار محصولات در هر مرحله با استفاده از روش ­های طیف سنجی FT-IR ،  1H NMR شناسایی و تایید گردید. مطالعه داکینگ مشتقات بر روی آنزیم استیل کولین استراز بررسی شد و نتایج نشان داد که این ترکیبات دارای توانایی ایجاد برهمکنش­ های کلیدی با سایت فعال آنزیم می ­باشند. https://www.nsmsi.ir/article_730038.html در پژوهش حاضر، رابطه بین سینتیک واکنش هیدروژناسیون کاتالیستی آکرولئین و خواص سولواتوکرومیک حلال مورد بررسی قرار گرفته است. آکرولئین با تنها سه کربن، کوچکترین مولکول β-α سیر نشده و دارای پیوند دوگانه کربن-کربن و کربن-اکسیژن (گروه عاملی آلدهیدی) بر روی یک مولکول می ­باشد. هیدروژناسیون آکرولئین محصولات آلیل­الکل، پروپانال و 1-پروپانول را بسته به نوع افزایش هیدروژن به مولکول ماده اولیه تولید می ­نماید. نتایج پژوهش حاضر نشان می­ دهد که افزایش قطبیت/قطبش ­پذیری (*π) حلال مورد استفاده در واکنش هیدروژناسیون، ثابت سرعت مصرف آکرولئین و تولید 1-پروپانول را افزایش می­ دهد اما باعث کاهش ثابت سرعت تولید آلیل الکل می­ گردد. دلیل این امر به تأثیر قطبیت حلال بر روی جذب و واجذب مولکول­ های یاد شده از روی سطح کاتالیست باز می­ گردد. از سوی دیگر، ثابت سرعت تولید پروپانال، یکی دیگر از محصولات واکنش هیدروژناسیون آکرولئین، با قدرت دهندگی پیوند هیدروژنی (α) حلال رابطه مستقیم دارد و با افزایش این پارمتر افزایش می­ یابد. دلیل این امر، توانایی حلال­ هایی با قدرت دهندگی پیوند هیدروژنی بالا در برهمکنش با اکسیژن گروه کربنیل مولکول آکرولئین و جلوگیری از هیدروژناسیون آن می ­باشد. https://www.nsmsi.ir/article_730039.html ازن (O3) یک عامل اکسیدکننده قوی است که آلاینده‌های آلی مقاوم (ROCs) را به مولکول‌های کوچک‌تر و کم‌خطرتر تجزیه می‌کند. فرآیند ازن‌زنی به طور گسترده در تصفیه آب و پساب برای ضدعفونی کردن و به منظور تخریب آلاینده‌های آلی سمی استفاده شده است. با این حال، راندمان استفاده از ازن پایین است و معدنی شدن آلاینده‌های آلی توسط اکسیداسیون ازن کمتر مؤثر است و احتمال دارد برخی از محصولات جانبی سمی حاصل از فرآیند ضدعفونی (DBPs) تشکیل شوند. فرآیند ازن‌زنی کاتالیستی می‌تواند تا حدودی بر این مشکلات غلبه کند. در طول ازن‌زنی کاتالیستی، کاتالیست‌ها می‌توانند راندمان تجزیه O3 را افزایش داده و رادیکال‌های آزاد فعال تولید کنند. این گونه‌های فعال می‌توانند تخریب و معدنی شدن آلاینده‌های آلی را افزایش دهند. در ازن‌زنی کاتالیستی هتروژن (HCO)، ازن به صورت گاز یا هوای غنی‌شده با O3 به جریان پساب تزریق می‌شود. یک کاتالیست جامد با افزایش تجزیه O3 و تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) که قادر به اکسید کردن ROCs هستند، راندمان ازن‌زنی را بهبود می‌بخشد. اکسیدهای فلزی کاتالیست ­هایی هستند که اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، نوع کاتالیست مورد استفاده در فرآیند HCO و نحوه واکنش آن با O3 تعیین می‌‌کند که چه مقدار ROS تولید می‌شود. تولید گونه‌های فعال اکسیژن توسط کاتالیست ­های مختلف در فرآیند ازن‌زنی کاتالیستی هتروژن از طریق مکانیسم‌های مختلفی افزایش می‌یابد که ممکن است بر راندمان و گزینش‌پذیری فرآیند تأثیر بگذارد. مطالعه حاضر، خلاصه‌ای جامع از تحقیقات و پیشرفت‌های انجام شده در مورد فرآیند ازن‌زنی کاتالیستی را در قالب بخش‌های مختلف شامل تاریخچه، انواع فرآیندهای ازن‌زنی کاتالیستی، کاتالیست‌های هموژن و هتروژن پرکاربرد در این فرآیند، مکانیسم‌های فرآیند ازن‌زنی کاتالیستی هموژن و هتروژن، تأثیر پارامترهای عملیاتی (غلظت اولیه آلاینده، مقدار بارگذاری کاتالیست، pH محلول و دما) بر فرآیند و در نهایت کاربرد فرآیند ازن‌زنی کاتالیستی به منظور تخریب آلاینده‌های آلی سمی را مورد بحث قرار می‌دهد. https://www.nsmsi.ir/article_731648.html این پژوهش به تولید دی‌متیل‌اتر (DME) سبز از طریق هیدروژناسیون CO₂ بازیافتی می‌پردازد. هیدروژن مورد نیاز از الکترولیز آب تامین می‌شود و CO₂ از صنایع جمع‌آوری می‌گردد. این مواد ابتدا به متانول و سپس به DME تبدیل می‌شوند. شبیه‌سازی اولیه بازده انرژی این فرآیند را 27/51 % نشان داد. برای تامین برق مورد نیاز الکترولیز، دو سیکل رانکین (با سیال زمین‌گرمایی به عنوان منبع انرژی) - یکی دمابالا و دیگری دماپایین - به فرآیند اصلی تجمیع شدند. این ادغام نه تنها برق مورد نیاز الکترولیز (۱۳۱۸ کیلووات) و کل واحد را تامین کرد، بلکه ۴۳۲ کیلووات برق پاک اضافی نیز تولید نمود. علاوه بر این، از گرمای تلف شده سیکل‌ها 5/7 تن در ساعت آب شیرین (از شیرین‌سازی آب دریا) و5/7 تن در ساعت بخار داغ ۲۴0 درجه سلسیوس  برای مصارف گرمایشی استحصال شد. تجمیع این سیستم‌ها با منبع زمین‌گرمایی، تولید DME را به ۶۶ کیلوگرم بر ساعت رساند و بازده انرژی کلی فرآیند را به‌طور چشمگیر به 3/75 % افزایش داد. بهینه‌سازی شبکه‌های حرارتی با آنالیز پینچ نیز منجر به حذف کامل بار گرمایی کمکی (هیتر) و کاهش ۱۱% بار سرمایی کمکی (کولر) (کیلووات) شد. آنالیز حساسیت نشان داد که افزایش ۱۰% توان الکترولیز(کیلووات)، کاهش ۵۰% دمای راکتور متانول (درجه سلسیوس )  و کاهش ۳۳% نسبت H₂ به CO₂ در خوراک واحد متانول (نسبت مولی)، می‌تواند تولید DME را ۳۲% افزایش داده ( کیلوگرم بر ساعت)  و بازده انرژی را از 3/75 % به 7/75 % برساند. این بازده انرژی به‌دست‌آمده در مقایسه با مطالعات مشابه بسیار بالا ارزیابی می‌شود. https://www.nsmsi.ir/article_730791.html سرب، فلز سنگینی است که به دلیل خواص منحصر به فردش در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. با این حال یکی از سمی‌ترین عناصر شناخته شده برای انسان است. میکروکانال رویکردی نوین در استخراج مایع-مایع ارائه می‌دهد که در آن فرآیند انتقال جرم بسیار سریع، توان عملیاتی بالا و کنترل بهتر الگوی جریان را داریم.  فرایندهای جداسازی به کمک میکروکانال­ در دو دهه گذشته به دلیل  افزایش نسبت  سطح به حجم، کاهش زمان استخراج ، کاهش مصرف حلال و بهبود راندمان استخراج مورد توجه قرار گفته است. در مطالعه حاضر، حذف سرب (II) از محلول آبی در یک میکرومیکسر با استفاده از حلال D2EHPA انجام شد. تأثیر زاویه برخورد میکروکانال(°45, ° 90, ° 135, ° 180)، نسبت شدت جریان دو فاز(5/0، 1 و 2)، غلظت نانوذرات(w/v  01/0، 02/0، 03/0 و 04/0)، شدت جریان گاز بی اثر (mL/min 4،2و6) و  تابش امواج فراصوت و ترکیب آنها برای بهبود حذف سرب و افزایش میزان انتقال جرم بررسی شد.  نتایج نشان داد که استفاده از گاز بی‌اثر، نانوذرات تحت میدان مغناطیسی و فراصوت میزان  اختلاط و انتقال جرم را افزایش داد. راندمان حذف سرب (II) به 88/96 % افزایش یافت. https://www.nsmsi.ir/article_733737.html در این مطالعه، ابتدا مقدار بهینه رنگ گرافیت لایه‌نشانی شده و رنگ کربن سیاه با کربن فعال در حضور اتصال‌دهنده بر روی سطح مش استیل ضد زنگ، به ترتیب، ۸۸/۸ و ۲۰ میلی‌گرم بر سانتی متر مربع، طبق طیف‌سنجی امپدانس در محلول بافر فسفات تعیین شد. سپس این الکترودها، در کنار صفحات گرافیت و مش استیل لایه‌نشانی شده با رنگ گرافیت بدون استفاده از اتصال‌دهنده، با چگالی سطحی ۰/۳ ± ۱ میلی‌گرم بر سانتی متر مربع، به‌عنوان الکترودهای آند و کاتد در پیل سوختی میکروبی رسوبی مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج حاصل از منحنی‌های پلاریزاسیون و امپدانس نشان داد که استفاده از مش استیل لایه‌نشانی شده با پودر گرافیت در حضور اتصال‌دهنده به‌عنوان الکترود آند و مش استیل لایه‌نشانی شده با کربن سیاه بدون اتصال‌دهنده، موجب افزایش توان خروجی به میزان ۲۹۱ میلی‌وات بر مترمربع و جریان خروجی به میزان ۱۱۰۲ میلی‌آمپر بر مترمربع شده و مقاومت داخلی پیل را تقلیل می‌دهد. این نتایج اهمیت طراحی مناسب الکترود در افزایش کارایی پیل‌های سوختی میکروبی رسوبی را تأیید می‌کند.. https://www.nsmsi.ir/article_730030.html در تولید محصولات شیمیایی به روش تخمیر، یکی از چالش‌های رایج، مهار تولید توسط تجمع محصول در محیط کشت است. برای غلبه بر این مشکل، روش‌هایی همچون تغییر شرایط محیطی، افزودن مواد کمکی، اصلاح فرمولاسیون محیط و بهبود سویه‌های میکروبی پیشنهاد شده است. در فرایند بی‌هوازی تولید سوکسینیک اسید با استفاده از کورینه باکتریوم گلوتامیکوم، تجمع این متابولیت موجب کاهش راندمان می‌شود. در این پژوهش، با به‌کارگیری روش جداسازی درجا، امکان بهبود راندمان تولید بررسی شد. گروه‌های مختلفی از حلال‌ها شامل حلال‌های گیاهی، الکل‌ها و آلکان‌ها از نظر زیست‌سازگاری و جنبه‌های اقتصادی ارزیابی شدند. برای انتخاب حلال مناسب، از نرم‌افزار اسپن پلاس استفاده گردید. بر اساس نتایج نمودار مصرف گلوکز، رشد باکتری در ساعت 24 مهار شد؛ بنابراین، حلال در همین زمان به محیط کشت اضافه شد. در میان گزینه‌ها، اولئیل الکل به دلیل زیست‌سازگاری بالا، توانایی جذب مطلوب سوکسینیک اسید و قابلیت بازیابی از طریق تقطیر، به‌عنوان مناسب‌ترین حلال انتخاب گردید. بیشترین جداسازی در غلظت (v/v) 10% حاصل شد که منجر به افزایش حدود 15 درصدی راندمان تخمیر گردید. https://www.nsmsi.ir/article_733142.html در این مطالعه، دو پلیمر پلی‌آکریل‌آمید و کربوکسی‌متیل سلولز به همراه نانوذرات اکسید منیزیم جهت کاهش درگ در خطوط لوله‌ی افقی از جنس گالوانیزه، مسی و پنج‌لایه مورد استفاده قرار گرفتند. در هر خط لوله، سه پارامتر موثر بر فرآیند غلظت نانوذره اکسید منیزیم (0 تا 160 میلی گرم بر لیتر)، غلظت پلیمر ( 0 تا 64 میلی گرم بر لیتر) و عدد رینولدز (6400 تا 25600) با استفاده از روش پاسخ و نرم افزار طراحی آزمایش-13 مورد بررسی قرار گرفت. سپس مقایسه ای بین میزان کاهش درگ دو پلیمر پلی‌آکریل‌آمید و کربوکسی‌متیل سلولز در هر خط لوله صورت گرفت. با استفاده از مدل به دست آمده میزان کاهش درگ پیش بینی شد. با افزایش مقدار هر سه پارامتر مورد بررسی، یعنی عدد رینولدز، غلظت پلیمر و غلظت نانوذره، میزان کاهش درگ به‌طور محسوسی افزایش یافت. در میان این عوامل، عدد رینولدز بیشترین تاثیر را بر کاهش درگ داشت و پس از آن به‌ترتیب غلظت پلیمر و غلظت نانوذره نقش مؤثری ایفا کردند. بررسی نتایج در هر سه خط لوله نشان داد که میزان کاهش درگ با استفاده از پلیمر کربوکسی متیل سولز، کمتر از کاهش درگ با استفاده از پلیمر پلی‌آکریل‌آمید است. بنابراین پلی‌آکریل‌آمید عملکرد بهتری در کاهش درگ در سه خط لوله گالوانیزه، پنج‌لایه و مسی را نشان داد. نتایج نشان داد که در لوله گالوانیزه، پلی‌آکریل‌آمید حدود ۱۷٪، در لوله پنج‌لایه حدود ۱۶٪ و در لوله مسی حدود ۱۹٪ مؤثرتر از کربوکسی‌متیل‌سلولز در کاهش درگ بوده است. https://www.nsmsi.ir/article_733447.html در پژوهش حاضر از سه روش شناخته‌شده ارزیابی چرخه حیات در نرم افزار SimaPro، به منظور بررسی اثرات زیست‌محیطی سیکل سردسازی پروپان برای تأمین سرمایش مورد نیاز مبدل‌های حرارتی در مجتمع تأسیسات و مخازن صادراتی شرکت پالایش گاز بیدبلند خلیج فارس پرداخته شد. نتایج حاصل از روش‌های IMPACT 2002+، CML baseline و ReCiPe 2016 endpoint در ارزیابی اثرات محیطزیستی سیکل سردسازی پروپان نشان داد که در استفاده از روش IMPACT 2002+ از بین 15 طبقه اثر مرتبط با روش، طبقات کاهش انرژی‌های تجدیدناپذیر، اثر تنفسی ناشی از مواد معدنی و گرمایش جهانی بیشترین میزان تأثیر را به خود اختصاص دادند و در بررسی اثر سیکل سردسازی بر 4 گروه آسیب نهایی نیز بیشترین آسیب مربوط به آسیب به منابع انرژی بوده است. نتایج کاربرد روش CML baseline در ارزیابی اثرات زیست‌محیطی سیکل سردسازی نیز نشان داد، بالاترین رده پیامدها به ترتیب مربوط به سمیت آب‌های آزاد، کاهش منابع فسیلی، گرمایش جهانی و اسیدی شدن بوده است. نتایج مربوط به نرمال سازی و وزن دهی در 22 طبقه اثر با استفاده از روش ReCiPe نیز نشان داد از بین 22 طبقه اثر، طبقات گرمایش جهانی (سلامت انسان)، سمیت غیرسرطان‌زا برای انسان، گرمایش جهانی (اکوسیستم‌های خشکی)، کاهش سوخت‌های فسیلی و تشکیل ذرات معلق به ترتیب بیشترین شاخص نرمال‌سازی را به خود اختصاص دادند. همچنین نتایج هر سه روش نشان داد مهم‌ترین جنبه محیط‌زیستی در سیکل سردسازی مربوط به گاز پروپان مصرفی به عنوان ماده تبرید شناخته شد. https://www.nsmsi.ir/article_733589.html آرتریت روماتوئید یک بیماری مزمن التهابی مفصلی است که غشاء زلاله‌ای را تحت‌تأثیر قرار داده و تولید مایع زلاله‌ای، روان‌کننده طبیعی مفاصل، را مختل می‌کند. درمان‌های رایج مبتنی بر متوترکسات به‌رغم کاربرد گسترده، با محدودیت‌هایی چون فراهمی زیستی پایین، سمیت بالا، و نفوذپذیری ضعیف همراه هستند. همچنین، این روش‌ها به طور عمده بر کاهش التهاب تمرکز داشته و برای تسکین درد، نیازمند استفاده هم‌زمان از مسکن‌ها هستند. در این پژوهش، پچ ریزسوزن حل‌شونده‌ای طراحی شده که برای نخستین‌بار حاوی متوترکسات و دو روان‌کننده هیالورونیک اسید و گلیسرول است تا هم‌زمان به درمان و تسکین درد کمک کند. نتایج آزمایش‌های مکانیکی نشان دادند که پچ طراحی‌شده با تحمل نیروی 11/0 نیوتن به‌ازای هر ریزسوزن و نفوذ مؤثر در 4 لایه ابتدایی پارافیلم، قابلیت نفوذ به بافت مفاصل بدون شکستگی را دارد. آزمایش‌های رهایش برون‌تنی از پوست موش ویستار نشان داد که این پچ دارو را به‌صورت موضعی آزادکرده و 46/48 درصد دارو پس از رهایش در بافت باقی می‌ماند. گلیسرول، علاوه بر ایجاد روان‌کنندگی، انعطاف‌پذیری پچ را افزایش داده و توانایی شکل‌پذیری روی مفاصل با انحناهای متغیر را فراهم می‌کند. پچ ریزسوزنی طراحی‌شده با قابلیت درمان و تسکین هم‌زمان درد، امکان بهبود روش‌های درمانی آرتریت روماتوئید را فراهم کرده و جایگزینی مناسب برای روش‌های درمانی موجود در بازار محسوب می‌شود. https://www.nsmsi.ir/article_733590.html این پژوهش، ابتدا به ساخت نانوکاتالیست جدید زیست‌سازگار Arg@Zeolite-Y پرداخته و در ادامه، عملکرد کاتالیستی آن در سنتز سه‌جزئی مشتقات زانتن را بررسی می‌کند. بدین منظور، زئولیت-Y با استفاده از عامل پیونددهنده 3-کلروپروپیل‌تری‌اتوکسی‌سیلان و اسید آمینه L-آرژنین عامل‌دار شد (Arg@Zeolite-Y) . ساختار نانوکاتالیست با استفاده از روش‌هایی نظیر طیف‌سنجی مادون قرمز (FT-IR)، پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز سطح ویژه (BET)، میکروسکوپ الکترونی روبشی-گسیل میدانی (FE-SEM)، آنالیز حرارتی (TGA) و طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDX) تأیید شد. فعالیت کاتالیستی این نانوکامپوزیت در سنتز سبز ترکیبات زانتن ارزیابی گردید. در گام نخست، امکان‌سنجی انجام واکنش حلقه‌زایی تک‌مرحله‌ای بین دو مول دیمدون و بنزآلدهید در حضور نانوکاتالیست سنتزشده تحت شرایط واکنشی مختلف بررسی گردید. در ادامه، کارایی عمومی این روش برای سنتز مشتقات زانتن اثبات شد؛ به‌گونه‌ای که واکنش در حضور ۵ میلی‌گرم نانوکاتالیست، بدون استفاده از حلال، در دمای C° 11۰ و طی مدت ۱۰ تا ۱۵ دقیقه با موفقیت انجام گرفت. از مزایای این تحقیق می‌توان به استفاده از نانوکاتالیست غیرسمی، قابل بازیافت، زیست‌سازگار و شرایط سبز فاقد حلال اشاره کرد. سایر مزایا شامل مقرون‌به‌صرفه بودن ساخت نانوکاتالیست، سهولت در جداسازی محصول، بازده بالا و کاهش زمان انجام واکنش می‌باشد. https://www.nsmsi.ir/article_734329.html در این پژوهش نانوکامپوزیت‌های زئولیت–مس‌اکسید/گرافن‌اکسید به‌عنوان حامل داروی دوکسوروبیسین (DOX) سنتز و مشخصه‌یابی شدند. برای بررسی ریخت‌شناسی، بلوری و گروه‌های عاملی از روش‌های شناسایی نظیر SEM، TEM، XRD و FTIR استفاده گردید. طبق نتایج حاصل از آنالیز XRD و روش ویلیامسون-هال، اندازه بلورک‌های مس‌اکسید به‌طور مجزا ۱۵-۳۰ نانومتر و اندازه گرافن‌اکسید (GO) ۱-۵ نانومتر بود. در نانوکامپوزیت سه‌جزئی (زئولیت/مس‌اکسید/گرافن‌اکسید)، اندازه بلورک‌های مس‌اکسید (CuO) به‌طور چشمگیری به ۳-۱۵ نانومتر کاهش یافت، که نشان‌دهنده اثر مهارکنندگی قوی بسترهای مرکب بر رشد نانوذرات و ایجاد ساختار مناسب برای رهایش کنترل‌شده دارو است. بارگذاری دارو بر اساس ظرفیت جذب تعیین و الگوی رهایش در شرایط 4/7pH= (فیزیولوژیک) و ۵/۵pH= (اسیدی) طی 72 ساعت ارزیابی شد. بر اساس نتایج حاصل نانوکامپوزیت زئولیت-مس‌اکسید/گرافن‌اکسید رهایش کنترل‌شده‌تری از داروی DOX در 4/7pH= نشان داد، اما در محیط اسیدی (۵/۵pH=) رهایش انفجاری و افزایش‌یافته‌ای داشت. بر اساس نتایج حاصل از سمیت سلولی، ترکیبات بدون دارو (زئولیت، نانوکامپوزیت‌ها و گرافن‌اکسید) سمیت بسیار پایینی بر روی سلول‌های HS-578T داشتند (IC50 >100 µg/ml) ، اما پس از بارگذاری داروی DOX، سمیت همه نمونه‌ها به‌طور چشمگیری افزایش یافت، به‌طوری‌که نانوکامپوزیت زئولیت-مس‌اکسید/گرافن‌اکسید حاوی DOX با کمترین مقدار IC50 (µg/ml 12/37)، بیشترین سمیت را جهت مهار رشد سلول‌های سرطانی داشتند. آزمون آپوپتوز نشان داد نانوکامپوزیت دارویی مرگ برنامه‌ریزی‌شده را به‌طور معنی‌دار القا می‌کند. این نتایج کارایی بالای نانوکامپوزیت را در دارورسانی هدفمند و کاهش عوارض جانبی تأیید می‌نماید. https://www.nsmsi.ir/article_734971.html سامانه‌های کاتالیزگر جامد قابل بازیافت بر پایه گروه‌های دهنده پیوند هیدروژنی (HBD) علی رغم مزایای ذاتی همچون عملکرد بالا و عدم حضور فلز در فرایند واکنش، به ندرت در واکنش حلقه افزایی CO2 به اپوکسیدها مورد بررسی قرار گرفته اند. بدین منظور، در این کار ما نشان داده‌ایم که ساختار مبتنی بر چارچوب تری‌آزین کوالانسی (CTF) با واحدهای آمیدی می‌تواند بعنوان یک کاتالیزگر آلی قابل بازیافت در واکنش ذکر شده عمل کند. کاتالیزگر براحتی از واکنش تراکمی بین ملامین و دی پیکولینیک اسید بعنوان پیش سازهای ارزان و در دسترس در حلال دی متیل سولفوکسید در دمای 140 درجه سانتیگراد بدست آمد. پس از شناسایی و تائید ساخت CTF، از آن در واکنش حلقه افزایی CO2 و استایرن اکسید بعنوان واکنشگر مدل استفاده شد. بررسی ها نشان داد که شرایط بهینه واکنش برای این سامانه کاتالیزگر به ازای 5 میلی مول از اپوکسید، 50 میلی گرم CTF، 5/0 در صد مولی از کمک کاتالیزگر تترابوتیل آمونیوم برومید، فشار 10 بار CO2 و دمای 100 درجه سانتیگراد است. در این شرایط انواع اپوکسیدهای انتهایی نیز با بازده‌های عالی به کربنات‌های حلقوی متناظرشان تبدیل شدند. کاتالیزگر نیز تا شش مرتبه بدون کاهش محسوس در بازده نیز قابلیت بازیافت و استفاده مجدد داشت. https://www.nsmsi.ir/article_734972.html علاوه بر روش‌های فیزیکی و شیمیایی برای حذف مواد ‌‌آلی‌‌‌ فرار، روش‌های زیستی به دلیل هزینه پایین‌تر، سازگاری بیشتر با محیط زیست و بازده قابل قبول، امروزه به‌عنوان جایگزینی مناسب برای تصفیه هوای آلوده صنعتی مطرح هستند تا از اثر نامطلوب بر محیط زیست و سلامتی پیشگیری نمایند. از جمله روش‌های غلبه برمحدودیت انتقال جرم این مواد آب‌گریز و بهبود تخریب زیستی آن‌ها، استفاده از فازهای غیرآبی و مواد ‌سطح‌فعال است. در پژوهش حاضر، تخریب زیستی هگزان به عنوان ترکیب آلی فرار در غلظت (g/m3) 7-55 در حضور ساپونین به عنوان ماده ‌سطح‌فعال زیستی غیریونی، سدیم‌دودسیل‌سولفات به عنوان ماده ‌سطح‌فعال شیمیایی آنیونی و روغن سیلیکون به عنوان رایج‌ترین فاز غیرآبی به صورت جداگانه بررسی شد. غلظت‌های بهینه هگزان، ساپونین، سدیم‌دودسیل‌سولفات و روغن سیلیکون برای دستیابی به بیشینه نرخ تخریب زیستی ویژه هگزان با استفاده از روش سطح پاسخ بدست آمدند. ساپونین مخصوصا در غلظت‌های بیشتر از CMC 1 بر تخریب زیستی اثر منفی داشته و غلظت بهینه آن CMC06/0 تعیین شد. سدیم‌دودسیل‌سولفات به دلیل سمیت شدید برای ریزاندامگان در تمام غلظت‌ها منجر به توقف فرایند تخریب زیستی شد. بیشینه نرخ تخریب زیستی ویژه هگزان، در حضور مقادیر بهینه g/m354 هگزان و (v/v)% 2 روغن سیلیکون بدست آمد. لازم به ذکر است، میانگین بازده حذف هگزان در حضور ساپونین (%83= REavg) بیشتر از این مقدار درحضور روغن سیلیکون (%63= REavg) بود. اثر منفی روغن سیلیکون بر تخریب زیستی هگزان می‌تواند ناشی از بروز بازدارندگی منبع کربن به‌دلیل غلظت‌های بالای هگزان در حضور روغن سیلیکون در فاز مایع باشد. بنابراین در غلظت‌های بالای هگزان، حضور برخی مواد سطح‌فعال و روغن سیلیکون می‌تواند موجب کاهش نرخ تخریب زیستی هگزان از طریق تغییر در زیست‌دسترس‌پذیری آلاینده شود.در نتیجه، انتخاب دقیق نوع افزودنی و محدوده غلظتی بهینه آن باتوجه به توانایی جمعیت میکروبی در تخریب زیستی در دستیابی به بیشترین بازده اهمیت ویژه‌ای دارد. https://www.nsmsi.ir/article_735435.html حضور داروهای ضدالتهابی غیراستروئیدی در منابع آبی به‌عنوان آلاینده‌های نوظهور، چالش‌های زیست‌محیطی و بهداشتی قابل‌توجهی ایجاد کرده است. در این میان، ایبوپروفن به دلیل مصرف گسترده و پایداری شیمیایی بالا، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش، رفتار جذب ایبوپروفن بر روی نانوورقه‌ی BC₃ خالص و نمونه‌های دوپ‌شده‌ی آن با آلومینیوم و گالیم، با استفاده از رویکردهای نظری مبتنی بر نظریه‌ی تابعی چگالی و شبیه‌سازی‌های داکینگ مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج محاسبات نشان داد که جذب ایبوپروفن بر روی BC₃ خالص با انرژی جذب ‎۲۱٫۸-‎ کیلوکالری بر مول، در محدوده‌ی بهینه‌ی جذب غیرکوالانسی تقویت‌شده قرار دارد که عمدتاً ناشی از برهم‌کنش‌های π–π و نیروهای واندروالسی است. در مقابل، دوپینگ با Al و Ga اگرچه موجب افزایش انتقال بار و تقویت برهم‌کنش‌های الکترواستاتیک می‌شود، اما انرژی جذب را به مقادیر قوی‌تر ‎۳۲٫۴-‎ و ۲۹٫۷-‎ کیلوکالری بر مول می‌رساند که می‌تواند به کاهش برگشت‌پذیری فرآیند منجر شود. تحلیل ویژگی‌های الکترونی شامل اوربیتال‌های مرزی، شکاف انرژی، چگالی حالت‌ها و انتقال بار، تفاوت معنادار سازوکارهای جذب در سطوح خالص و دوپ‌شده را تأیید می‌کند. نتایج داکینگ مولکولی نیز هم‌خوانی مناسبی با یافته‌های DFT نشان داده و الگوی قرارگیری ایبوپروفن بر روی این سطوح را تأیید می‌نماید. در مجموع، این مطالعه نشان می‌دهد که نانوورقه‌ی BC₃ خالص می‌تواند با دارا بودن انرژی جذب متعادل، به‌عنوان جاذبی کارآمد و مناسب برای حذف ایبوپروفن از محیط‌های آبی مطرح شود. https://www.nsmsi.ir/article_735759.html بیس‌فسفونات‌ها به‌عنوان ترکیباتی با کاربرد گسترده در حوزه‌های پزشکی (مانند درمان بیماری‌های استخوانی) و صنعتی (به‌ویژه در جلوگیری از رسوب و خوردگی)، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده‌اند. در این مطالعه، ترکیب هیدروکسی‌اتیلن تری‌سدیم فسفونات از طریق واکنش بین استیک انیدرید و فسفروس اسید سنتز گردید. نوآوری پژوهش در استفاده از امواج فراصوت به‌عنوان منبع انرژی سبز و جایگزین روش‌های گرمایش مرسوم است. پدیده کاویتاسیون ناشی از امواج فراصوت، شرایط واکنش را به‌طور چشمگیری بهینه‌سازی نمود؛ به‌طوری‌که راندمان سنتز از 68% به 93% افزایش و زمان واکنش از 6 ساعت به 40 دقیقه کاهش یافت. شناسایی ساختار محصول با بهره‌گیری از تکنیک‌های طیف‌سنجی فروسرخ و رزونانس مغناطیسی هسته انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از فناوری فراصوت نه‌تنها موجب کاهش مصرف انرژی و مواد شیمیایی می‌شود، بلکه محصولی با خلوص بالاتر و حداقل محصولات جانبی تولید می‌کند. این دستاورد نشان‌دهنده ارائه یک رویکرد نوین، کارآمد و پایدار برای سنتز ترکیبات بیس‌فسفوناتی است.