https://www.nsmsi.ir/ نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران fa daily 1 Fri, 01 May 2026 00:00:00 +0330 Fri, 01 May 2026 00:00:00 +0330 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 نانوکامپوزیت­ های زئولیت–مس­اکسید/گرافن­اکسید به‌عنوان حامل داروی دوکسوروبیسین (DOX) سنتز و مشخصه‌یابی شدند. برای بررسی ریخت­ شناسی، بلوری و گروه‌های عاملی از روش­ های 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_733589.html آرتریت روماتوئید یک بیماری مزمن التهابی مفصلی است که غشای 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_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_734971.html سامانه­ های کاتالیزگر جامد قابل بازیافت بر پایه گروه­ های 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 داده­ ایم که ساختار مبتنی بر چارچوب تری­آزین کوالانسی (CTF) با واحدهای آمیدی می ­تواند 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 سلسیوس 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 سلسیوس است. در این شرایط انواع اپوکسیدهای انتهایی نیز با بازده­ های عالی به کربنات­ های 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_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 8/21-‎ 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 4/32-‎ و 7/29-‎ 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_733447.html باتوجه‌به نگرانی‌های فزاینده جهانی در مورد اثرات محیط‌ زیستی فعالیت‌های صنعتی و اقتصادی، ارزیابی چرخه حیات به‌عنوان ابزاری جامع و سیستماتیک برای کمی‌سازی و تحلیل این اثرات در تمام مراحل عمر یک محصول، فرایند یا سیستم، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در همین راستا، پژوهش حاضر باهدف بررسی و ارزیابی اثرات محیط‌ زیستی سیکل سردسازی پروپان که برای تأمین سرمایش موردنیاز مبدل‌های حرارتی در مجتمع تأسیسات و مخازن صادراتی شرکت پالایش گاز بید بلند خلیج‌فارس به کار می‌رود، انجام شد. به‌منظور انجام این ارزیابی، از سه روش شناخته ‌شده ارزیابی چرخه حیات شامل IMPACT 2002+، CML baseline و ReCiPe 2016 endpoint در نرم‌افزار سیماپرو استفاده شد. نتایج حاصل از این روش‌ها در ارزیابی اثرات محیط‌ زیستی سیکل سردسازی پروپان نشان داد: در روش IMPACT 2002+ ، از 15 طبقه اثر، بیشترین تأثیر به ترتیب مربوط به کاهش انرژی‌های تجدیدناپذیر برابر 000512/0، اثر تنفسی ناشی از مواد معدنی برابر 000132/0 و گرمایش جهانی برابر 000117/0، بوده است. در بررسی ۴ طبقه آسیب نهایی این روش (شامل سلامت انسان، کیفیت اکوسیستم، تغییر اقلیم و منابع)، نیز بیشترین آسیب متوجه منابع انرژی با میزان 000512/0 بوده است. همچنین، نتایج حاصل از کاربرد روش CML baseline در ارزیابی اثرات محیط‌ زیستی سیکل سردسازی پروپان نشان داد که بالاترین رده پیامدها به ترتیب مربوط به سمیت آب‌های آزاد با میزان نرمال شده 12-E44/2 و کاهش منابع فسیلی با میزان 12-E31/2 است و گرمایش جهانی (13-E41/2) و اسیدی شدن (13-E25/3) در رده‌های بعدی قرار دارند. علاوه بر این، بررسی نتایج نرمال‌سازی و وزن‌دهی در ۲۲ طبقه اثر با استفاده از روش ReCiPe 2016 endpoint، حاکی از آن بود که طبقات گرمایش جهانی (سلامت انسان) با میزان 000159/0، سمیت غیرسرطان‌زا برای انسان با میزان 000055/0، گرمایش جهانی (اکوسیستم‌های خشکی) با میزان 000034/0، کاهش سوخت‌های فسیلی برابر 000026/0 و تشکیل ذرات معلق برابر 000018/0، به ترتیب بیشترین شاخص نرمال‌سازی را به خود اختصاص داده‌اند. نتایج حاصل از هر سه روش، به‌وضوح نشان داد که برجسته‌ترین سهم در اثرات محیط‌ زیستی این سیستم، عمدتاً ناشی از مصرف پروپان به‌عنوان مبرد، به‌ویژه در حوزه‌های کاهش منابع تجدیدناپذیر، گرمایش جهانی و سمیت اکوسیستم‌ها است. این یافته‌ها بر اهمیت انتخاب و مدیریت بهینه مبردها در سیستم‌های سردسازی و ضرورت تمرکز بر کاهش نشتی مبرد و ارزیابی جامع مبردهای جایگزین با کارایی انرژی بالاتر و ردپای محیط‌ زیستی کمتر در طول چرخه حیات جهت دستیابی به پایداری بیشتر در صنایع پالایشگاهی تأکید می‌کند. 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، سدیم ­دودسیل­ سولفات به عنوان ماده ­سطح‌فعال شیمیایی آنیونی و روغن سیلیکون به عنوان رایج­ترین فاز غیرآبی به صورت جداگانه بررسی شد. غلظت­های بهینه هگزان، ساپونین، سدیم­ دودسیل­ سولفات و روغن سیلیکون برای دستیابی به بیشینه نرخ تخریب زیستی ویژه هگزان با استفاده از روش سطح پاسخ بدست آمدند. ساپونین مخصوصا در غلظت­ های بیشتر از CMC 1 بر تخریب زیستی اثر منفی داشته و غلظت بهینه آن CMC06/0 تعیین شد. سدیم ­دودسیل­سولفات 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 به‌دست 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 به­ دلیل غلظت­ های 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_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. https://www.nsmsi.ir/article_737460.html حسگرهای الکتروشیمیایی کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. در این پژوهش، یک حسگر الکتروشیمیایی جدید بر پایه پلیمر قالب‌گیری مولکولی اصلاح‌شده با چارچوب فلزی–آلی کبالت (Co-MOF/MIP) برای اندازه‌گیری ماینوکسیدیل طراحی و ساخته شد. ساختار چارچوب سنتزشده با استفاده از آنالیزهای XRD و FT-IR تأیید و ریخت شناسی سطح آن با SEM بررسی گردید. در فرآیند ساخت حسگر، پاراآمینو بنزوئیک اسید به‌عنوان مونومر عاملی و ماینوکسیدیل به‌عنوان مولکول الگو استفاده شد. فیلم پلیمر قالب‌گیری مولکولی به روش الکتروپلیمریزاسیون روی سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح‌شده با Co-MOF نشانده شد. نتایج نشان داد که ساختار متخلخل و سایت‌های فعال Co-MOF باعث افزایش سطح مؤثر الکترود، تسهیل انتقال بار و تقویت پاسخ الکتروشیمیایی حسگر می‌شود. عملکرد تجزیه ای حسگر با مقایسه پاسخ الکترودهای Co-MOF/MIP و Co-MOF/NIP در محلول ردیاب و در سامانه سه‌الکترودی در بازه پتانسیل ۶/۰- تا ۰/۱ ولت با سرعت روبش ۵۰ میلی‌ولت بر ثانیه ارزیابی شد. حسگر طراحی‌شده رفتار خطی مطلوبی در محدوده غلظتی ۸۰ تا ۴۵۰ نانومولار از ماینوکسیدیل نشان داد و حد تشخیص آن ۳/۰ نانومولار به‌دست آمد. انحراف معیار نسبی برای هشت اندازه‌گیری تکراری ۴/۱ ٪ محاسبه شد که بیانگر تکرارپذیری مناسب حسگر است. در مجموع، تلفیق پلیمر قالب‌گیری مولکولی با چارچوب فلزی–آلی کبالت یک سامانه شناسایی هم‌افزا با حساسیت بالا و گزینش‌پذیری مناسب ایجاد می‌کند. حسگر الکتروشیمیایی Co-MOF/MIP می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری ماینوکسیدیل در کاربردهای تجزیه ای و کنترل کیفی مورد استفاده قرار گیرد.