پیشرفت‌ها در نانوتکنولوژی و علوم محیط زیست

فهرست مطالب
بخش اول
فناوری نانو برای حفاظت از محیط زیست 13
فصل 1
بحران جهانی آب، نانوفیلتراسیون، نوآوری‌های گسترده و چشم‌انداز آینده 15
1-1- مقدمه 16
1-2- هدف اصلی این مطالعه 17
1-3- کمبود جهانی آب و اصول علمی علوم مرتبط با محیط زیست 18
1-4- چشم انداز تکنیک های مهندسی محیط زیست 18
1-5- وضعیت بحران جهانی آب 18
1-6- ابزارهای مهندسی محیط زیست مرسوم 18
1-7- ابزارهای مهندسی محیط زیست نامرسوم 19
1-7-1- اصول علمی و نگرش عمیق علمی در نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس 19
1-8- اصول علمی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) و چشم انداز آینده 20
1-9- تلاش علمی قابل توجه در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته 21
1-10- چشم انداز گسترده علمی فرآیند های مبتنی بر غشاء 23
1-11- پیگیری تحقیقات علمی مهم در فرآیند های غشایی 23
1-12- سایر ابزارهای مهندسی محیط زیست 24
1-13- علم مدرن: دشواری ها، چالش ها و فرصت ها 24
1-14- پایداری زیست محیطی و پیگیری علم 25
1-15- اصلاح آبهای زیرزمینی 25
1-16- پیگیری تحقیقات علمی قابل توجه در اصلاح آب های زیرزمینی 25
1-17- روندهای تحقیقاتی آینده در تصفیه آب 26
1-18- نتیجه گیری و دیدگاه های علمی 27
منابع 27
فصل 2
نانوفیلتراسیون، نانوتکنولوژی و علم مهندسی شیمی: حقیقت علمی و چشم‌اندازی برای آینده 29
2-1- منظور از علم نانوفیلتراسیون و فرآیندهای غشایی چیست؟ 29
2-2- تلاش های علمی اخیر در زمینه علوم مهندسی شیمی 32
2-3- جهان وسیع تصفیه آب و حفاظت از محیط زیست 32
2-4- پیگیری تحقیقات علمی اخیر در زمینه حفاظت از محیط زیست 33
2-5- راه پیش رو در علم پایداری 34
2-6- آینده علوم مهندسی محیط زیست و نانوتکنولوژی 37
2-7- نتیجه گیری و دیدگاه های زیست محیطی 37
منابع 38
فصل 3
تصفیه آب و فناوری نانو: مرور انتقادی و چشم‌اندازی برای آینده 41
3-1- تلاش های علمی مهم در زمینه تصفیه آب 41
3-2- تلاش پژوهشی در زمینه کاربردهای نانوتکنولوژی در تصفیه آب 44
3-3- تحقیقات علمی اخیر در زمینه نانوتکنولوژی 44
3-4- تصفیه آب آشامیدنی آلوده به فلزات سنگین و آرسنیک: چشم‌اندازی آینده 47
3-5- تلاش علمی-پژوهشی قابل توجه علوم مرتبط با فرآیند های غشایی 48
3-6- تحقیقات مهم در زمینه فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) 52
3-7- توصیه های آینده مطالعه و افکار پژوهشی آینده 53
3-8- روند تحقیقات آینده و چشم انداز علمی 54
3-9- نتیجه گیری و دیدگاه های علمی 55
منابع 55
فصل4
نانوفناوری سبز: رویکردی درجهت ایمنی محیط زیست 57
4-1- مقدمه 58
4-2- نانوفناوری سبز (GNT): رویکردی در جهت ایمنی محیط زیست 59
4-3- محاسبات کوانتومی در ماشین های تجاری بین المللی (IBM) 60
4-4- بحث 61
4-5- اظهارات پایانی 62
منابع 62

فصل 5
نانوفناوری سبز، نانومواد سبز و شیمی سبز: مروری بر گذشته و چشم‌اندازی برای آینده 65
5-1-مقدمه 66
5-2-هدف و مقصود این مطالعه 66
5-3- نیاز و منطق این مطالعه 66
5-4. نانوفناوری سبز و آموزه های علمی وسیع آن 67
5-5-نانوموادسبز-حقیقت علمی و چشم انداز آینده 68
5-6- شیمی سبز و ژرفای علمی موجود درآن 68
5-7- پایداری زیست محیطی و پیشرفت تمدن بشری 69
5-8- نانومواد سبز و علم پایداری 69
5-9-پیشرفت های علمی اخیر در زمینه نانو مواد سبز 69
5-10- پیگیری تحقیقات علمی مهم در زمینه نانوفناوری سبز 73
5-11-فناوری نانو و خالص سازی آب 74
5-12-آلودگی آب های زیرزمینی با فلزات سنگین و کاربرد فناوری نانو 75
5-13- نتیجه گیری و دیدگاه های علمی 75
منابع 75
بخش دوم
تکنولوژی‌های پیشرفته 77
فصل6
نقاط کوانتومی و کاربردهای آن 79
6-1- مقدمه 80
6-2- سلول های خورشیدی 82
6-3- محاسبات 89
6-4- دیودهای ساطع کننده نور (LED) 92
6-5- آشکارسازهای نوری 95
6-6- کاربردهای بیولوژیکی 100
6-7- فتوکاتالیست 107
منابع 112

فصل 7
نانوکامپوزیت‌های پلیمری، یک ماده هوشمند: سنتز، آماده‌سازی و ویژگی‌ها 117
7-1- مقدمه 118
7-2- انواع نانوکامپوزیت ها 119
7-3- نانوکامپوزیت های پلیمری 121
7-3-1- فرآوری نانوکامپوزیت های پلیمری 122
7-3-2- تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری 123
7-3-3- سنتز نانوکامپوزیت ماتریس پلیمری 124
الف. روش در هم آمیختگی 124
ب. تکنیک های شیمیایی/ مکانیکی 125
ج. روش در هم آمیختگی مذاب 125
د. روش پلیمریزاسیون در محل 125
ه. روش سل ژل 126
و. اختلاط مستقیم پلیمر و پرکننده های نانو 126
ز. ترکیب مذاب 127
ح. روش حلال 127
ط. کاربردهای نانوکامپوزیت های پلیمری 127
7-4- نتیجه گیری 128
منابع 129
فصل 8
مبانی تئوری شبیه‌سازی فرآیندهای تشکیل نانوساختارها در محیط گازی و نتایج عددی مطالعات سیستم‌های نانو 133
8-1- مقدمه 135
8-2- مدل های ریاضی و مبانی نظری 137
8-3- نتایج یک مطالعه درباره فرآیندهای تشکیل نانوساختارها برای تغذیه گیاهان 147
8-4- نتایج تحقیق درباره فرآیندهای پذیرش نانوساختارهای فلزی 150
8-5- نتایج مدل‌سازی رشد نانوساختارهای مورد استفاده در سیستم‌های 154
8-6- نتایج مدل‌سازی فرآیندهای رشد نانوفیلم‌ها برای فناوری اپیتاکسی 160
8-7- نتایج مدل سازی تشکیل نانوفیلم بر روی ماتریس های متخلخل 164
8-8- نتایج اصلی و نتیجه گیری 168
منابع 170

فصل 9
نانولوله‌های کربنی به عنوان سنسورهای شیمیایی و سنسورهای زیستی: یک مطالعه مروری 173
9-1- مقدمه 174
9-1-1- مکانیسم جذب 175
9-1-2- مکان های جذب 175
9-2- سنسورهای شیمیایی 176
9-3- بیوسنسورها (سنسورهای زیستی) 197
منابع 214
فصل 10
کاربرد فاز میسلی پلورونیک و تترونیک به عنوان نانوراکتور در سنتز نانوذرات نوبل فلزی 221
10-1- مقدمه 222
10-2- پولوکسامر و پولوکسامین 223
10-3- معماری میسل و میسل های ترکیبی 227
10-4- سنتز نانوذرات طلا با مورفولوژی های متفاوت (Au NPs) 228
10-4-1- نانو صفحات 233
10-4-2- نانوذرات طلای 20 وجهی 236
10-5- نانوذرات دو فلزی 236
10-6- مقایسه پولوکسامرها و پولوکسامین ها 236
10-6-1- اثر pH 237
10-7- کاربردهای زیست پزشکی 245
10-8- چشم اندازهای آینده 254
منابع 254
فصل 11
روش‌های محاسبه‌ی مشخصات ترموالکتریک نانومواد 263
11-1- مبانی تئوری 264
11-2- ترموالکتریکی در مقیاس نانو 266
11-3- نتیجه گیری 275
منابع 275