مطالعات Ab-initio و DFT بر روی پایداری ترمودینامیکی نانولوله‌های بورون نیترید و بررسی NMRآن درحلال‌های مختلف

با نگاهی به تاریخ علم شیمی می‌توان دریافت که مطالعات زیادی بر روی نانو لوله‌های مختلف انجام یافته است. با ساخت نانولوله‌های بورون نیترید و به دلیل کارایی بیشتر آنها در مقایسه با نوع کربنی نظیر خود، بررسی و مطالعه بر روی این ساختارها توسعه بیشتری یافته است. نانو لوله‌های بورون نیتریدی از یک نظر به دو نوع بسته و باز و از دیدگاه دیگر به دو دسته تک دیواره و چند دیواره تقسیم‌بندی می‌شوند. عموماً این ترکیبات سطحی مواج دارند و اتم‌های بور به سمت داخل و اتم‌های نیتروژن به سمت بیرون آرایش دارند به طوری‌که نهایتاً یک لبه بوری و یک لبه نیتروژنی در آنها دیده می‌شود.در این مطالعه، با استفاده از تئوری تابعیت چگالی، مطالعات آغازین بر روی نانولوله بورون نیترید با فرمول ساختاری B₂₁N₂₁ انجام گرفت. این بررسی با به‌کارگیری نرم‌افزارهایی چون Chem Draw، Chem3D، Gaussian98 و با استفاده از یک کامپیوتر با قدرت پردازش بالا انجام گرفت. به این صورت که ابتدا ساختار را با استفاده از متد B3LYP و تابع گوسی ۶-۳۱G بهینه‌سازی نمودیم و خواص ترمودینامیکی آن در حلال‌های مختلف و نیز فاز گازی بررسی کردیم تا بتوان حلالی را که به خوبی شکل هندسی مولکول را به لحاظ انرژی تأیید می‌کند را پیشنهاد داد. به علاوه مقادیر گشتاورهای دوقطبی، بار کلی اتم‌ها، پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته و سایت‌های فعال ساختار، در فاز گازی و حلال‌های موجود به‌دست آمده و نموداری گردید تا با یافتن بهترین حلال و سایت های فعال برای ساختار نانو لوله، بتوان از آن در پژوهش‌های گسترده‌تر استفاده نمود و از سایت فعال پیشنهادی در طراحی داروهای ویژه و به‌عنوان حامل‌ مولکول‌های بیولوژیکی نظیر پروتئین‌ها، اسیدهای آمینه و … استفاده نمود.

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۱۱۲

*———————————–*

فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

۱-۱- مقدمه

۱-۲- نانو تکنولوژی

۱-۳- نیروهای مؤثر در ابعاد نانومتری

۱-۳-۱- نیروهای واندروالس

۱-۳-۲- نیروهای کوالانسی

۱-۳-۳- نیروهای غیرموضعی بدون جهت

۱-۴- انواع نانوساختارها

۱-۵- نانو لوله‌ها

۱-۶- نانو لوله‌های بورون نیترید

۱-۶-۱- تاریخچه‌ی مختصری از تهیه‌ی نانو لوله‌های بورون نیترید

۱-۶-۲- پیکربندی نانو لوله‌های بورون نیترید

۱-۶-۳- انواع ساختارهای نانو لوله بورون نیترید

۱-۶-۴- روش‌های ساخت نانولوله بورون نیترید

۱-۶-۴-۱- سایش با لیزر

۱-۶-۴-۲- رسوب‌گیری بخار شیمیایی (CVD)

۱-۶-۴-۳- تخلیه قوس الکتریکی

۱-۶-۴-۴- اتوکلاو

۱-۶-۵- مقایسه‌ی خواص نانو لوله بورون نیترید با نانو لوله‌ی کربنی

۱-۶-۵-۱- الکترونگاتیویته

۱-۶-۵-۲- شکل ظاهری

۱-۶-۵-۳- رسانایی و لومیسانس

۱-۶-۵-۴- خواص مکانیکی و حرارتی

۱-۶-۵-۵- کاربرد

۱-۶-۶- کاربردهای نانو لوله بورون نیترید

۱-۶-۶-۱- ذخیره هیدروژن

۱-۶-۶-۲- نانو پرکننده در کامپوزیت‌ها

۱-۶-۶-۳- سازگاری با بافت زنده و کاربرد آن

۱-۶-۶-۴- کاربردهای دیگر

۱-۷- مروری بر تحقیقات گذشته

فصل دوم: مباحث تئوری

۲-۱- مقدمه

۲-۲- مکانیک مولکولی (MM)

۲-۳- مکانیک کوانتومی (QM)

۲-۳-۱- روش‌های نیمه تجربی

۲-۳-۱-۱- روش‌های تجربی میدان نیرو(مکانیک مولکولی)

۲-۳-۲- روش‌های ab-initio

۲-۳-۳- توانایی‌های روش ab-initio

۲-۳-۴- محدودیت‌های روش ab-initio

۲-۳-۵- نکات قوت روشن ab-initio

۲-۳-۶- توابع پایه (basis set)

۲-۳-۶-۱- سری‌های پایه‌ی ظرفیتی ـ شکافته

۲-۳-۶-۲- سری پایه‌ی قطبیده

۲-۳-۶-۳- سری پایه پخش شده

۲-۳-۶-۴- سری پایه‌ی اندازه‌ی حرکت زاویه‌ای بالا

۲-۳-۷- روش هارتری ـ فاک

۲-۳-۷-۱- روش هارتری ـ فاک محدود شده (RHF) و محدود نشده (UHF)

۲-۳-۸- گرادیان و مشتقات مرتبه‌ی دوم هارتری ـ فاک

۲-۳-۹- همبستگی الکترونی

۲-۳-۱۰- تئوری اختلال

۲-۳-۱۱- تئوری تابع چگال

۲-۳-۱۱-۱- معادلات کوهن ـ شم

۲-۳-۱۱-۲- اوربیتال‌های کوهن ـ شم

۲-۳-۱۱-۲- روش چگالی موضعی (LDA)

۲-۳-۱۱-۴- روش‌های تصحیح گرادیان

۲-۳-۱۱-۵- مزایا و معایب روش DFT

۲-۴- روش‌های کامپیوتری

۲-۴-۱- گوسین ۹۸ (Gaussian 98)

۲-۴-۲- نرم‌افزار Gauss view

۲-۴-۳- هایپر کم

۲-۴-۴- Chem Draw

۲-۵- تاریخچه‌ی NMR

۲-۶- محاسبات آغازین پارامترهای NMR

۲-۶-۱- روش‌های محاسبات کامپیوتری

۲-۶-۲- روش GIAO

۲-۶-۳- روش LGLO

فصل سوم: روش کار و بررسی داده‌ها

فصل چهارم: نتایج

۴-۱- بررسی نتایج حاصل برای ساختار B21N21 در فاز گازی و دمای ۲۹۸ کلوین

۴-۲- بررسی نتایج حاصل برای ساختار B21N21 در حلال‌های مختلف