نانو ذرات اکسید آهن (Fe3O4)

پلی آنیلین (PANI) یک پلیمر نیمه رسانا می باشد و دارای مزایایی مانند پایداری در هوا و رطوبت است و به دو فرم دوپ شده (رسانا)، و ددُوپ شده (عایق) وجود دارد. پلی آنیـلین سه حالت اکسیداسیون دارد. شامل پایه لوکومرالدین کاملا احیا شده (LEB)، پایه امرالدین نیمه اکسید شده (EB) و پایه پرنیگرانیلین کاملا اکسید شده (PAB). اشکال مختلف پلی آنیلین رنگ های مختلفی را نشان می دهند. ساختار لکوامرالدینی بی رنگ یا سفید رنگ، امرالدین در ساختار پایه آبی و به صورت نمک سبز است و ساختار پرنیگرانیلین به رنگ آبی تا بنفش است. در این میان، امرالدین (زمرد) پایدارترین و رساناترین است. رسانایی دقیق PANI به روش سنتز بستگی دارد. به دلیل پایداری الکتریکی، حرارتی در پوشش های ضد خوردگی، باتری ها، حسگرها، غشاهای جداکننده و پوشش های ضد الکتریسیته ساکن، سلولهای خورشیدی ، ابر خازن ها  و الکترودها کاربرد دارد.

اگرچه پلیمرهای رسانا، به ویژه پلی آنیلین، چندین مزیت منحصر به فرد دارند، اما دارای معایبی نیز هستند. به عنوان مثال، کاربردهای بیولوژیکی PANI به دلیل ظرفیت پردازش پایین، انعطاف ناپذیری و عدم تجزیه پذیری زیستی محدود است. به طور کلی، اعتقاد بر این است که تهیه ترکیبات مبتنی بر PANI با نانوپرکننده‌های آلی و معدنی راهی برای بهبود خواص و عملکرد PANI است. چنین رویکردهایی منجر به موادی با ویژگی های هم افزایی یا مکمل بین PANI و نانوذرات آلی/غیر آلی می شود. پلیمرهای آلی با ویژگی‌های مغناطیسی، نوری و الکتریکی، پلیمرهای رسانای ذاتی نام دارند. این پلیمرها دارای پیوندهای دوگانه مزدوج در ساختار خود هستند. هدایت الکتریکی خوبی را بدون استفاده از افزودنی های رسانا نشان میدهند. آنها به تنهایی در حالت دوپینگ به رسانای خوبی تبدیل می شوند. رسانایی پلیمرها از طریق فرآیند دوپینگ از حالت عایق به حالت فلزی بهبود می‌یابد.َ

پلی پیرول یک پلیمر رسانا است. و به دلیل خواص عالی الکتریکی، نوری و بیولوژیکی، رسانایی خوب، پایداری و سنتز آسان کاربردهای بالقوه ای در ذخیره انرژی، زیست پزشکی، حسگرها و سایر زمینه ها دارد. پلی پیرول به روش شیمیایی و الکتروشیمیایی سنتز میشود. در روش شیمیایی از مونومر پیرول و یک اکسیدانت استفاده میشود.

کاربردها

به عنوان حسگرهای زیستی، حسگرهای گاز، جذب و حذف ناخالصی،  الکترومغناطیسی استخراج فاز جامد، پوشش های ضد الکترواستاتیک، خازن های الکترولیتی جامد، بسته بندی، باتری های پلیمری، دستگاه های الکترونیکی و غشاهای کاربردی و غیره و همچنین کاندیدای مناسبی برای استفاده در کامپوزیت‌های کربنی هستند. در زمینه باتری ها عمدتاً در سلول های خورشیدی حساس به رنگ، باتری های لیتیوم و سدیم و سلول های سوختی استفاده میشوند. ذخیره انرژی، ابرخازن ها و تحویل و رهاسازی دارو از دیگر کاربردها هستند.

Fe3O4 nanoparticles

آهن

آهن با نماد Fe چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین است که در مواد معدنی مانند هماتیت و مگنتیت یافت می شود. این فلز قوی، انعطاف پذیر و چکش خوار است و در برابر آب و اکسیژن به سرعت واکنش پذیر است.

نانوذرات اکسید آهن

نانوذرات اکسید آهن یکی از پرکاربردترین ها در میان نانوذرات فلزی به شمار میرود و استفاده از آنها به سرعت در حال افزایش است. در سال‌های اخیر، این نانو ذرات با توجه به دارا بودن سطح ویژه و خواص مغناطیسی عالی، کاربردهای برجسته‌ای نشان داده اند. نانوذرات آهن را می توان با استفاده از روش های مختلفی تولید کرد. آنها را می توان با استفاده از فرآیندهای شیمیایی مرطوب مانند روش های شیمیایی کلوئیدی یا سل-ژل تهیه کرد. یا با فرآیندهای خشک مانند روش های رسوب بخار. روش سبز نیز از روشهای تهیه نانوذرات اکسید آهن میباشد. این نانو ذرات به شکل پودر و کلوئید مایع مورد استفاده قرار میگیرند.

کاربردهای نانوذرات اکسید آهن

نانوذرات اکسید آهن به دلیل خواص مغناطیسی متفاوت و ویژگی های منحصر به فردشان در حوزه هایی مانند پزشکی، الکترونیک،کشاورزی و صنعت قابل استفاده هستند. از موارد کاربردی نانو ذرات اکسید آهن، در پزشکی تصویربرداری مغناطیسی و رزونانس میباشد، همچنین در بیوسنسورها برای تشخیص سرطان و به عنوان حامل دارو در درمان سرطان مورد استفاده قرار میگیرند. در صنعت میتوان از نانوذرات اکسید آهن برای تصفیه آب و آلودگی های زمین استفاده کرد. همچنین در آفت کش ها و حلال ها مورد استفاده قرار میگیرند. در آلیاژها و کاتالیزورها و همچنین در پلاستیک ها، نانوسیم ها، پوشش ها، نانوالیاف و منسوجات از نانوذرات آهن میتوان استفاده کرد.َ