بررسي محاسباتي اثر ساختار ليگاند و دما بر حلاليت نانوذرات طلا

دكتري

نانوذرات به‌ويژه نانوذرات طلا در سال‌هاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده‌اند زيرا با كوچك شدن اندازه‌ي ذرات، نسبت سطح به حجم آن‌ها افزايش مي‌يابد و بسياري از خواص فيزيكي و شيميايي آن‌ها به‌طور قابل‌توجهي تغيير مي‌كند كه بسته به ويژگي‌هاي آن‌ها مي‌توان در زمينه‌هاي مختلف از آن‌ها استفاده كرد. براي مثال، اين ذرات كاربرد گسترده‌اي در روش هاي گرمادرماني و شيمي‌درماني به‌منظور از بين بردن سلول هاي سرطاني دارند. در اين پروژه، به بررسي اثر ليگاندهاي مختلف و هم‌چنين تغيير طول زنجيره ي كربني آن ها و نيز تغيير دما بر خواص نوري ، الكتروني و حلاليت نانوذرات طلاي 18 اتمي با استفاده از روش‌هاي شيمي محاسباتي ازجمله محاسبات مكانيك كوانتومي و ديناميك مولكولي، پرداخته شده است. در بخش اول كار، ليگاندهاي 1و1-مركاپتواتيل الكل، بتا-مركاپتواتانول، سيستئامين و تيوگليكوليك اسيد بر روي اتم‌هاي گوگرد در ساختار طلاي مركزي با فرمول Au18S14 قرار داده شدند و محاسبات نشان داد كه از بين ساختارهاي بررسي شده در اين بخش، نانوذره‌ي داراي ليگاندهاي 1و1-مركاپتواتيل الكل داراي بهترين خواص نوري و الكتروني جهت استفاده در روش‌هاي درمان سرطان مانند گرمادرماني است. هم‌چنين مشخص شد كه تركيب يادشده حلاليت بهتري نيز دارد. در قسمت دوم كار، از ليگاندهاي 2-دي متيل آمينو اتان تيول، 4-مركاپتوبنزوئيك اسيد و 3-مركاپتوپروپيونيك اسيد استفاده شد و ضمن مقايسه ي خواص نوري و ديناميكي اين ساختارها، به‌منظور بررسي اثر تغيير دما محاسبات شبيه‌سازي در سه دماي 290، 300 و 310 كلوين كه محدوده‌ي دماهاي زيستي هستند، نيز انجام شدند و مشخص شد كه افزايش دما باعث افزايش پايداري و حلاليت نانوذرات عامل دار شده مي‌شود. از بين اين ساختارها، نانوذره داراي ليگاندهاي 4-مركاپتوبنزوئيك اسيد داراي بيشترين حلاليت در هر سه دما است. هم‌چنين با ايجاد تغيير طول زنجيره‌ي كربني در ساختار داراي ليگاندهاي 3-مركاپتو پروپيونيك اسيد، ساختارهاي با ليگاندهاي 4-مركاپتوبوتيريك اسيد و 5-مركاپتوپنتانوئيك اسيد كه به ترتيب داراي زنجيره‌ي چهار و پنج كربني هستند، حاصل شدند و به‌اين‌ترتيب به بررسي اثر افزايش طول ليگاند پرداخته شد و اين نتيجه حاصل شد كه افزايش طول زنجيره‌ي كربني تا حد مشخصي، مي‌تواند باعث افزايش ميزان پايداري و حلاليت نانوذره‌ي موردنظر شود اما افزايش بيش‌ازحد طول زنجيره‌ي كربني مي‌تواند منجر به كاهش حلاليت ساختارها شود.

210682

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي-فيزيك

دكتر سيد مجيد هاشميان زاده