• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    پنجشنبه 2 آذر 1396| 54.146.50.80 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    ابرآب‌گریز کردن سطح فلز آلومینیوم با ایجاد زبری میکرو-نانو و کاهش انرژی سطح و بررسی تأثیر آن بر جذب پروتئین و چسبندگی باکتریایی
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1394
    زبان : Persian
    شماره سند : 13856
    موضوع :نانوفناوری گرایش نانوفیزیک
    پژوهشگر : پریسا معظم
    توصیفگر لاتین : Superhydrophobic ? Aluminum ? Protein adsorption ? Bacterial attachment ? Corrosion
    توصیفگر فارسی : مهندسی سطح ◄ ابرآب‌گریز ◄ زبری چندگانه میکرو-نانو ◄ انرژی سطح ◄ بیوفیلم ◄ پلیمر آب گریز پرفلوئوروتری کلروددوسیل سیلان (FTCS) ◄ خوردگی ◄ آلومینوم
    دانشکده : دانشکده علوم و فناوری های نوین، گروه مهندسی نانو ف
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : امیر رزمجو چهارمحالی
    استاد مشاور :
    سال دفاع : 1394
    شماره رکورد : 13856
    شماره راهنما : NAN2 27
    فهرست : فهرست مطالب
    عنوان صفحه

    فصل اول: مقدمه
    1-1 پیشگفتار 1

    فصل دوم: مروری بر مطالب
    2-1 علوم و فناوری نانو 5
    2-1-1 نانوساختارها 6
    2-1-2 نانوزیست فناوری 6
    2-2 سطوح آلومینومی 7
    2-3 مهندسی سطح 8
    2-4 پارامترهای موثر سطح 9
    2-4-1 توپوگرافی سطح 9
    2-4-2 زبری سطح 9
    2-4-3 ترشوندگی سطح 10
    2-4-4 انرژی سطح 12
    2-5 روش‌های اصلاح سطح 13
    2-5-1 روش‌های فیزیکی 13
    2-5-2 روش‌های شیمیایی 14
    2-5-3روش‌های زیستی 14
    2-6 ابرآبدوستی 15
    2-7 ابرآب‌گریزی 15
    2-7-1 تاریخچه 16
    2-7-2 الگوهای آبگریزی در طبعت 17
    2-8 روش‌های رایج تولید سطوح ابرآب‌گریز 18
    2-9 خواص و کاربردهای سطوح ابرآب‌گریز 18
    2-9-1 خودتمیزشوندگی 19
    2-9-2 ضد یخ 19
    2-9-3 ضدمه 20
    2-9-4 مقاومت در برابر خوردگی 20
    2-9-5 ضد چسبندگی رسوب 20
    2-10 سطوح ابرآبگریز آلومینیومی 21
    عنوان صفحه

    2-11 خواص زیست‌سازگاری سطح 21
    2-12 کاربرد نانوفناوری در سطوح ابرآب‌گریز 22
    2-13 اهمیت و ضرورت تحقیق 22
    2-14 نوآوری پژوهش 23

    فصل سوم: مواد و روشها
    3-1 مقدمه 25
    3-2 مواد مورد نیاز 26
    3-3 دستگاه‌های مورد استفاده در پژوهش 27
    3-4 مراحل آماده‌سازی سطح نمونه 28
    3-5 تهیه محلول‌های مورد نیاز 29
    3-5-1 روش تهیه محلول بافر فسفات جهات تنظیم pH 29
    3-5-2 تهیهی معرف بردفورد جهت تعیین غلظت جذب پروتئین 30
    3-6 تهیهی محیط کشت‌های مورد استفاده در پژوهش 30
    3-6-1 تهیهی محیز کشت RPMI 30
    3-6-2 تهیهی محیط کشت نوترینت آگار 31
    3-6-3 تهیهی محیط کشت نوترینت براث 31
    3-7 روش‌های مورد استفاده در پژوهش 31
    3-7-1 رسم منحنی استاندارد یردفورد 31
    3-7-2 روش بردفورد جهت تعیین میزان پروتئین سرم آلبومین گاوی جذب شده در سطح 32
    3-7-3 آزمون فلوسایتومتری جهت بررسی چسبندگی زیستی سطح 32
    3-7-4 روش میکروتیتر جهت تعیین میزان چسبندگی سلول باکتری به سطح 34
    3-7-5 روش تعیین سمیت و قابلیت حیات سلول‌ها توسط آزمون MTT 35
    3-8 تعیین خواص سطح 36
    3-8-1 تعیین پارامتر ترشوندگی سطح با اندازه‌گیری زاویهی استاتیکی و دینامیکی قطره آب بروی سطح 36
    3-8-2 تعیین انرژی سطح 36
    3-9 روش‌های مشخصهیابی سطح 39
    3-9-1 تعیین گروه‌های عاملی سطح 39
    3-9-2 تعیین توپوگرافی سطح 39
    3-9-3 تعیین عناصر موجود درسطح 39
    3-10 بررسی پایداری پوشش ابرآب‌گریز 40
    عنوان صفحه

    3-10-1 بررسی پایداری شیمیایی پوشش 40
    3-10-2 بررسی پایداری مکانیکی پوشش 40
    3-10-3 بررسی پایداری گرمایی پوشش 40
    3-10-4 بررسی طول عمر دراز مدت پوشش 40
    3-11 بررسی مقاومت در برابر خوردگی پوشش ابرآب‌گریز (پتانسیواستات) 40

    فصل چهارم: نتایج و بحث
    4-1 مقدمه 43
    4-2 بررسی ابرآب‌گریزی سطح 43
    4-3 بررسی پایداری پوشش ابرآبگیریز 45
    4-4 مکانیسم اصلاح ابرآبگریز سطح 47
    4-4 تعیین گروه‌های عاملی در سطح 48
    4-5 اندازه‌گیری انرژی آزاد سطح 49
    4-6 آنالیز کیفی و کمی عناصر موجود در سطح با استفاده از روش‌های XPSوEDAX 50
    4-7 بررسی توپوگرافی سطح 51
    4-8 بررسی میزان جذب پروتئین در سطح 55
    4-9 بررسی تشکیل بیوفیلم در سطح 57
    4-10 نتایج آنالیز فلوسایتومتری 58
    4-11 بررسی نتایج روش میکرو تیتر 60
    4-12 بررسی سمیت و زیست‌سازگاری سطح 61
    4-13 بررسی مقاومت در برابر خوردگی سطح 63

    فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهاد
    5-1 نتیجه گیری 65
    5-2 پیشنهادات 66
    مراجع 67




    فهرست جدول‌ها
    عنوان صفحه
    جدول 3-1- مواد مواد و تجهیزات مورد استفاده در پژوهش 26
    جدول 3-2- دستگاه‌های مورد استفاده در پژوهش 27
    جدول 3-3- سری غلظت منحنی استاندارد بردفورد (حجم BSA و بافر برحسب میکروگرم) 32
    جدول 3-4- ضرایب ون اوس بری محاسبهی انرژی سطح 39




    فهرست شکل‌ها
    عنوان صفحه

    شکل 2-1- حالت‌های ترشوندگی سطح در دو رژیم ونزل برای سطوح مسطح و کسی-بکستر برای سطوح زبر، الف) نمایش زاویای پیشرفت و پسرفت ب) نمایش زاویهی تماس پسماند سطح. 12
    شکل 3-1- اصلاح ابرآب‌گریز سطح الف) نمونهی حاصل از مرحله اول ALU، ب) مرحلهی دوم ALE، ج) مرحلهی سوم ALS و نمونهی ابرآب‌گریز از مرحلهی چهارم ALSHP. 25
    شکل 3-2-روند کلی روش‌ اصلاح ابرآب‌گریز سطح 29
    شکل 3-3- تصویر قطره آب بروی سطح جامد بر اساس دو رژیم ونزل و کسی_بکستر 38
    شکل 4-1-(الف) نمایش تاثیر اصلاح ابرآب‌گریز سطح بر زوایهی تماس آب و روغن و انرژی آزاد سطح (ب) خاصیت عدم چسبندگی سطح در چهار مرحله از تماس تا جداشدن قطره از سطح 44
    شکل4-2- پایداری (الف) شیمیایی (ب) مکانیکی (ج) حرارتی و (د) طول عمر پوشش ابرآب‌گریز 46
    ادامه شکل 4-2- پایداری (الف) شیمیایی (ب) مکانیکی (ج) حرارتی و (د) طول عمر پوشش ابرآب‌گریز 47
    شکل 4-3- آنالیز طیف‌سنجی مادون قرمز نمونه‌های آلومینومی در مراحل گوناگون، (الف) آلومینوم خام ALU (ب) آلومینوم با عملیات آبجوش ALS، (ج) آلومینیوم ابرآب‌گریز ALSHP 49
    شکل 4-4- تجزیه و تحلیل پرتو ایکس برای نمونه‌های آلومینوم الف) ALU و ALSHP همچنین (ب) آنالیز فوتوالکترون پرتوایکس نمونه‌های چهار مرحلهی فرآیند ابرآب‌گریزی ALU، ALE،ALS وALSHP 51
    شکل 4-5- نمودار طیف‌سنجی نیروی اتمی نمایش¬گر زبری متوسط نمونه‌های آلومینومی در مراحل مختلف اصلاح سطح ابرآب‌گریز 53
    شکل 4-6- الف) نمایش تصاویر میکروسکوپ روبشی و نیروی اتمی برای نمونه‌های آلومینومی در مراحل مختلف اصلاح ابرآب‌گریز و ب) تصاویر سه بعدی میکروسوپ نیروی اتمی. 55
    شکل 4-7- میزان جذب پروتئین در سطح نمونه‌های آلومینومی در مراحل مختلف. 57
    شکل 4-8- تجزیه و تحلیل و مقایسهی تعداد ذرات باکتریایی حاصل از نتایج فلوسایتومتری برای نمونه‌های آلومینوم با سه گونه باکتری و شمارش در 120 ثانیه. 60
    شکل 4-9- بررسی درصد نسبی چسبندگی باکتریایی به سطح برای نمونه‌های آلومینومی بااستفاده از روش میکروتیتر 61
    شکل 4-10-(الف) درصد بقاء سلول‌ها برای نمونه‌های آلومینوم و (ب) مورفولوژی سلول‌های Hela پس از انکوباسین به مدت 24 و 48 ساعت. 62
    شکل 4-11- منحنی پلاریزاسیون تافل (الف) ALU، (ب)ALSHP و (ج) مقایسه ALU و ALSHP در سدیم کلرید %5/3 64




    چکیده :
    چکیده یکی از رهیافت‌های ممانعت از تشکیل و یا تاخیر در رشد بیوفیلم و همچنین جلوگیری از خوردگی شیمیایی، اصلاح ساختار و شیمی سطح به¬سمت ابرآب‌گریزی می¬باشد. این روش مبتنی بر اصلاح ساختار و شیمی سطح آلومینوم به¬منظور ارتقاء زیست‌سازگاری و بهبود خواص شیمیایی و بیولوژیکی سطح به کمک ایجاد ساختارهای چندگانه با زبری میکرو-نانو و کاهش انرژی آزاد سطح با روش غوطه¬وری پلیمر آب¬گریز پرفلوئورودودسیل تری کلروسیلان (PTFE) می¬باشد. در این پژوهش با استفاده از یک فرآیند ساده و مقرون¬به¬صرفه طی دو مرحله سطح ورقه¬ی آلومینوم ابرآب‌گریز شده، ابتدا به کمک حکاکی شیمیایی، عملیات آب¬جوش و پوشش¬دهی با خودآرایی خودبه¬خودی توسط روش غوطه¬وری آلومینوم در محلول FTCS ابرآب‌گریزمی¬گردد. سپس خواص فیزیکی و شیمیایی سطح اصلاح شده با روش‌های مختلفی همچون میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس (EDX)، طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتوایکس (XPS)، طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR) ، زاویه تماس (contact angle goniometry) و انرژی سطح (SFE) مشخصه یابی گردید. همچنین زیست‌سازگاری سطوح اصلاح شده با تست تعیین سمیت (MTT) با رده سلول سرطانی دهانه رحم (HeLa) و جذب پروتئین با تست بردفورد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تشکیل بیوفیلم در سطح با روش میکروتیتر و فلوسایتومتری با باکتریهای سودوموناس آئروژینوزا، استافیلوکوک اپیدرمیدیس و استافیلوکوکوس اورئوس بررسی گردید. پس از آن خاصیت مقاومت در برابر خوردگی سطح مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد اصلاح سطح ابرآب‌گریز ساختاری با زبری چندگانه در اندازه¬ی میکرو-نانو زاویه تماس را از مقدار 70 به 163 افزایش داده و انرژی سطح را 7/43 به 13/0 میلی نیوتن برمتر کاهش می¬دهد. همچنین خاصیت ابرآب‌گریزی خوردگی را از مقدار 6/856 برای نمونهی ALU به مقدار 119/0 میلی متر در سال برای نمونهی ALSHP کاهش می¬دهد. چنین سطحی جذب پروتئین را به میزان قابل¬توجهی کاهش داده است. نتایج MTT نشان داد که پوشش ابرآب‌گریز سطح فلز آلومینوم اثرات سمی بر سلول‌ها ندارد. علاوه بر این سطح آلومینوم اصلاح شده ¬ی ابرآب‌گریز مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی از خود نشان می¬دهد. به¬طورکلی نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که ابرآب¬گریز کردن سطوح آلومینیومی می¬تواند ضعف¬های فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم را که استفاده از آن را در حوضه¬ی پزشکی و سلامت محدود کرده بود را برطرف کند. کلیدواژه¬ها: مهندسی سطح، ابرآب‌گریز، زبری چندگانه میکرو-نانو، انرژی سطح، بیوفیلم، پلیمر آب¬گریز پرفلوئوروتری-کلروددوسیل¬سیلان (FTCS)، خوردگی، آلومینوم

    چکیده انگلیسی :
    Abstract Although aluminum has superior properties, its applications in biomedical fields are very limited. Here, for the first time we showed that a carful superhydrophobic modification of aluminum can address those drawbacks which have hindered their utility in the biomedical fields. The aluminum surfaces were characterized by SEM, EDAX, XPS, AFM, FTIR, contact angel (CA) goniometry, surface free energy (SFE) measurement, MTT, Bradford, Lowry and microtiter plate assays and also flow cytometry and potentiostat analyses. Results showed that CA and SFE changed from 70o to 163o and 43.7 to 0.1 mN/m, respectively. The stable and durable modification led to a substantial reduction in static/dynamic BSA protein absorption. The effect of such a treatment on the biofilm formation was analyzed by using three different bacteria. The microtiter plate assay and flow cytometry analysis showed that the superhydrophobic modification not only could substantially reduce the bacterial adhesion but also this biofouling resistance is independent of bacterium type. An excellent cell viability after exposure of HeLa cells to waters incubated with the modified samples was observed. Finally, the corrosion rate percentage reduced sharply from 856.6 to 0.119 mm.y-1 after superhydrophobic modifications, which is an excellent stable corrosion inhibition property. Key words: Superhydrophobic, Aluminum, Protein adsorption, Bacterial attachment, Corrosion


    کلید واژه ها :
    مهندسی سطح ◄ ابرآب‌گریز ◄ زبری چندگانه میکرو-نانو ◄ انرژی سطح ◄ بیوفیلم ◄ پلیمر آب گریز پرفلوئوروتری کلروددوسیل سیلان (FTCS) ◄ خوردگی ◄ آلومینوم,Superhydrophobic ◄ Aluminum ◄ Protein adsorption ◄ Bacterial attachment ◄ Corrosion

    بهمن ماه 1394
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of advanced Sciences and Technologies Department of Nanotechnology Engeneering M.Sc.Thesis The Superhydrophobic Modification on The Aluminum Surface to Study Biological interaction: Protein Adsorption and Bacterial Attachment. Supervisors: Dr.Amir Razmjou By: Parisa Moazzam Febuery 2016
    فصل اول : 1-4
    فصل دوم : 5-24
    فصل سوم : 25-42
    فصل چهارم : 43-64
    فصل پنجم : 65-78
    فصل ششم :