https://www.jamt.ir/ مواد و فناوری‌های پیشرفته fa daily 1 Mon, 22 Jun 2026 00:00:00 +0330 Mon, 22 Jun 2026 00:00:00 +0330 https://www.jamt.ir/article_247469.html آلودگی منابع آبی به کاتیون‌های فلزات سنگین مثل نیکل، کبالت و سرب یکی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی است. روش‌های گوناگونی برای کاهش غلظت این آلاینده‌ها تا حد مجاز و امکان استفادة مجدد از پساب‌های صنعتی در بخش‌های مختلف ازجمله صنعت و کشاورزی، توسعه یافته‌اند. دراین‌میان، جذب آلاینده‌ها با استفاده از جاذب‌های گوناگون یکی از مؤثرترین و پرکاربردترین روش‌ها به‌شمار می‌رود. در این تحقیق، جاذب کامپوزیتی کیتوسان/بنتونیت فعال‌شده با اسید‌کلریدریک به‌صورت مهره تهیه شد. برای این منظور، سوسپانسیون حاوی کیتوسان و بنتونیت با درصدهای مختلف تهیه و سپس قطره‌قطره به محیط قلیایی حاوی NaOH افزوده شد و به‌مدت 24 ساعت ماند تا مهره‌های مناسب از نظر اندازه، شکل و استحکام ظاهری تشکیل شوند. نتایج الگوی پراش اشعه ایکس مهره‌های کامپوزیتی حاکی‌از افزایش فاصلة صفحات مونت‌موری‌لونیت بود. همچنین نتایج آزمون سطح ویژه (BET) نشان داد که سطح ویژة مهره‌های کامپوزیتی کیتوسان-بنتونیت نسبت به مهرة کیتوسان حدود 407 درصد افزایش یافته است. در آزمایش طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، تشکیل کمپلکس Ni(RNH2)+2 بین کاتیون نیکل و گروه آمینی کیتوسان در پیک جذبی با عدد موج cm-11632 مشاهده شد. در شرایط بهینه شامل: غلظت اولیة نیکل ppm80، pH برابر با 7 تا 8 و دمای 25 درجة سلسیوس، استفاده از مهره‌های کامپوزیتی کیتوسان/ بنتونیت فعال‌شده (با نسبت وزنی 2 به 1) منجر به 93 درصد حذف نیکل و ظرفیت جذب mg/g 6/18 شد. بررسی ایزوترم‌های جذب لانگ‌مویر و فروندلیچ برای مهرة کامپوزیتی کیتوسان/بنتونیتِ فعال‌شده نشان داد که نتایج با مدل فروندلیچ تطابق بهتری دارند. https://www.jamt.ir/article_250894.html یکی از مهم‌ترین مشکلات زیست‌محیطی پالایشگاه‌های نفت، وجود انواع ترکیبات آلی آلاینده در پساب‌های خروجی آن‌هاست. یکی از مؤثرترین روش‌ها برای تصفیة این پساب‌ها و حذف آلاینده‌های آلی، استفاده از فرایندهای فوتوکاتالیستی است. در این تحقیق به‌منظور بهبود عملکرد فوتوکاتالیست نیمه‌هادی ZnWO4 تحت تابش نور مرئی، کامپوزیت نامتجانس آن با NiCo2S4 تهیه شد. این نانوکامپوزیت‌های نامتجانس با استفاده از نانومیله‌های ZnWO4 و نانوذرات NiCo2S4، به روش هیدروترمال تولید شدند. برای مشخصه‌یابی نمونه‌های تهیه‌شده، از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی انعکاسی نفوذی (DRS) و فوتولومینسانس (PL) استفاده شد. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت نامتجانس ZnWO4/NiCo2S4 حاوی 20 درصد وزنی NiCo2S4، بهترین عملکرد فوتوکاتالیستی را از خود نشان می‌دهد. در این نمونه، 90 درصد آلاینده‌های آلی طی 2 ساعت تخریب شدند. همچنین، نتایج نشان داد که کامپوزیت کردن این نیمه‌هادی‌ باعث افزایش جذب نور مرئی، کاهش گاف انرژی و کاهش بازترکیب الکترون-حفره شده است و این پدیده، منجر به افزایش بازده فوتوکاتالیستی در تخریب آلاینده‌های آلی از طریق تولید مؤثرتر رادیکال‌های اکسیدکننده، مانند هیدروکسیل و سوپراکسید می‌شود. https://www.jamt.ir/article_251038.html در این تحقیق، گرانول‌های آلومینا ـ زیرکن تحت شرایط گوناگون با استفاده از دستگاه اسپری درایر تهیه شدند. یکی از چالش‌های اساسی در تهیه‌ی این گرانول‌ها احتمال بروز پدیده‌ی جدایش فازی ناشی از اختلاف چگالی میان ذرات آلومینا و زیرکن است که می‌تواند به ناهمگنی ریزساختاری در محصول نهایی منجر شود. بر این اساس، بهینه‌سازی پارامترهای فرایند خشک ‌کردن پاششی، به‌منظور دستیابی به گرانول‌هایی یکنواخت و عاری از جدایش زیرکن، هدف اصلی تحقیق در نظر گرفته ‌شد. دوغاب‌های آلومینا حاوی ۱۵ درصد وزنی زیرکن، 2 درصد وزنی پراکنده‌ساز، ۲۵/۱ درصد چسب و ۲/۰ درصد وزنی تری‌پلی‌فسفات برای بهبود خواص جریان‌یابی دوغاب، در pHهای 4، ۵/۹ و ۱۱ تهیه شدند. سپس، با استفاده از دستگاه اسپری درایر، با نازلی به قطر 700 نانومتر، گرانول‌ها تهیه شدند. رفتار جریان‌یابی دوغاب‌ها و خواص گرانول‌های به‌دست‌آمده بررسی و مقایسه شد. در بخش دیگری از تحقیق، تأثیر قطر نازل دستگاه اسپری درایر بر خواص ریزساختاری و جریان‌یابی گرانول‌ها بررسی شد. درنهایت، گرانول‌های به‌دست‌آمده از دوغاب آلومینا ـ زیرکن با 2 درصد وزنی پراکنده‌ساز و ۵/۹= pHو تهیه‌شده از دستگاه اسپری درایر با قطر نازل ۵/۱ میلی‌متر، کروی‌شکل با خواص جریان‌‌‌یابی عالی شامل زاویه‌ی رپوز 28 درجه، چگالی ظاهریg/cm3 ۰۲/۱، چگالی ضربه‌ای g/cm3 ۱۳/۱، ضریب هاسنر ۱۱/۱ و ضریب ‌کار ۹/۹ مناسب برای شکل‌دهی به روش پرس بودند. همچنین، تصاویر میکروسکوپ الکترونی گرانول‌ها توزیع مناسب ذرات زیرکن در زمینه‌ی آلومینا را نشان داد. https://www.jamt.ir/article_251343.html در معماری معاصر، کنترل رطوبت و پیشگیری از آلودگی میکروبی سطوح داخلی، اغلب متکی به سامانه‌های انرژی‌بر HVAC است. این پژوهش، با هدف انتقال عملکرد تنظیم محیطی و ضدعفونی‌کنندگی به مصالح، نوعی پوشش معماری زیست‌پایه‌ی مبتنی بر هیدروژل PVA/ کیتوسان را در ماتریس رنگ پایه‌آب توسعه داده است. ویژگی‌های ساختاری و عملکردی پوشش‌ها با استفاده از SEM، FTIR، آزمون جذب بخار آب دینامیکی (DVS) همراه با مدل GAB و آزمون کمّی شمارش کلنی (CFU) بررسی شد. نتایج FTIR تشکیل پیوندهای هیدروژنی و شبکه‌ی پلیمری پایدار را تأیید کرد و تصاویر SEM ساختار متخلخل و پیوسته‌ای را نشان داد که مسیرهای فعال انتقال و ذخیره‌ی بخار را فراهم می‌کند. نتایج DVS حاکی از آن است که ظرفیت جذب رطوبت در رطوبت نسبی ۹۰ درصد، از 5/4 درصد در نمونه‌ی کنترل به 5/7 درصد در نمونه‌ی ۲ و 19 درصد در نمونه‌ی ۳ افزایش می‌یابد و در شرایط اشباع برای نمونه‌ی ۳ به 26 درصد می‌رسد. این رفتار، با حلقه‌های هیسترزیس پایدار، توانایی بافرینگ رطوبت را اثبات می‌کند. همچنین، ارزیابی آنتی‌باکتریال در برابر Escherichia coli نشان داد که نمونه‌های اصلاح‌شده کاهش قابل‌سنجشی در بار میکروبی ایجاد می‌کنند که بیشترین مهار رشد در نمونه‌ی ۳ به میزان 33/43 درصد ثبت شد. این یافته‌ها ادغام هیدروژل PVA/ کیتوسان را راهکاری پایدار برای تبدیل سطوح داخلی به مؤلفه‌هایی فعال در تنظیم غیرفعال رطوبت، بهبود بهداشت سطحی و ارتقای کیفیت محیط داخلی (IEQ) در ساختمان‌های کم‌مصرف معرفی می‌کند. https://www.jamt.ir/article_251344.html یکی از بخش‌های اصلی هر سازه‌ی چوبی اتصال‌های آن است که باید شرایط تحمل بارهای وارده را داشته باشد. جوشکاری چوب فناوری نوینی است که امکان ساخت اتصال‌های چوب با مقاومت قابل‌توجه و بدون استفاده از چسب را فراهم کرده است. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر بررسی و مقایسه‌ی توان نگه‌داری اتصال‌های دوبل چوبی ساخته‌شده به روش جوشکاری و روش استفاده از چسب است. در این پژوهش، نوع گونه‌ی عضو اتصال (ممرز و نراد)، نوع اتصال دوبل (اتصال جوشکاری‌شده و اتصال با چسب پلی‌وینیل استات)، قطر دوبل (10 و 12 میلی‌متر) و شکل سطح دوبل (صاف و شیاردار) به‌عنوان متغیر در نظر گرفته شدند. پس از ساخت نمونه‌ها، آزمون توان نگه‌داری دوبل انجام شد. نتایج تجزیه‌ی واریانس نشان داد که اثر مستقل عضو اتصال، نوع اتصال، سطح و قطر دوبل بر توان نگه‌داری دوبل در سطح یک درصد معنی‌دار است. نتایج نشان دادند، در همه‌ی متغیرهای مورد بررسی، توان نگه‌داری اتصال‌های دوبل جوشکاری‌شده بیشتر از اتصال‌های ساخته‌شده با چسب پلی‌وینیل استات بود که این امر نشان‌دهنده‌ی برتری فناوری جوشکاری چوب بر استفاده از این چسب است. https://www.jamt.ir/article_251345.html یکی از چالش‌های اصلی در توسعهی آلیاژهای آنتروپی بالا، به‌ویژه انواع زیست‌سازگار، هزینهی بالای آزمایش‌های تجربی است. در این پژوهش، به‌منظور کاهش تعداد آزمایش‌ها و تسریع در طراحی آلیاژهای جدید، از روش‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی فازهای تشکیل‌شده (محلول جامد SS، فاز بین‌فلزی IM و ترکیب SS+IM) استفاده شد. پایگاه داده‌ای شامل حدود 400 آلیاژ آنتروپی بالا به‌عنوان مرجع انتخاب شد و پارامترهای ترمودینامیکی کلیدی نظیر ΔHₘᵢₓ، ΔSₘᵢₓ، δ،VEC و Δχ ویژگی‌های ورودی در نظر گرفته شدند. دو رویکرد اصلی بررسی شدند: الگوریتم جنگل تصادفی (Random Forest) و الگوریتم‌های یادگیری گروهی بگینگ (Bagging) و بوستینگ (Boosting). نتایج نشان داد که دقت طبقه‌بندی سه‌فازی با روش جنگل تصادفی و روش بگینگ به‌طور متوسط به بیش از ۷۵ درصد رسید. این مطالعه نشان می‌دهد که الگوریتم‌های جنگل تصادفی و یادگیری گروهی ابزارهای مؤثر و کم‌هزینه‌ای برای پیش‌بینی فاز در آلیاژهای آنتروپی بالا هستند و می‌توانند به‌طور چشمگیری فرایند طراحی آلیاژهای جدید به‌ویژه برای کاربردهای زیست‌پزشکی و ایمپلنت‌های ارتوپدی را تسریع کنند.