بررسی خصوصیات نوری نانوساختارهای الیافی tio2/pvp تهیه‌شده به روش الکتروریسی و اثر آلایش آنها با نانوذرات نقره

در پی توسعۀ سریع مکالمۀ نوری ضروری است که مواد جدید با پاسخ های نوری بسیار سریع و بزرگ برای ساخت کلیدهای نوری و تجهیزات پردازش یافته و تهیه شود. امروزه پژوهشگران بررسی‎های گسترده‌ای را در زمینۀ استفاده از مواد با اندازۀ کوچک تر از میکرومتر و نانومتر برای دامنۀ وسیعی از کاربردها انجام می‌دهند؛ مهم‌ترین این مواد نانوالیاف است. همچنین دی اکسید تیتانیم یکی از مواد بسیار مهمی است که از آن در مکالمۀ نوری استفاده می‌شود. در این تحقیق، نانوذرات دی اکسید تیتانیم با فاز آناتاز با استفاده از روش سلژل تهیه و با استفاده از تکنیک الکتروریسی به صورت نانوالیاف درآورده شد.  همچنین نانوالیاف با نانوذرات نقره آلاییده شد تا عملکرد بهتری پیدا کند. تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی رامان نیز به منظور اطمینان از خلوص ذرات این ماده انجام شد. مشخص گردید که تمام نمونه ها پودر خالص دی‌اکسید تیتانیم (tio2) در اندازۀ نانو است و هیچ‌گونه ناخالصی در ساختار آنها وجود ندارد. توزیع ذرات این نانومواد نشان داد که اندازۀ آنها در محدوده 20-10 نانومتر است. الکتروریسی نانوالیاف در شرایطی انجام شد که فاصلۀ بین سوزن و جمع‌کننده 10 سانتی‌متر، سرعت تغذیه 2 میلی لیتر بر ساعت و ولتاژ حداکثر 15.5 کیلوولت بود. همچنین نانوذرات کلوئیدی نقره نیز به روش آزمایشگاهی لی و مسیل آماده شد. ساختار الیاف از نظر نوع مواد با دستگاه طیف سنجی رامان، ریخت شناسی با دستگاه میکروسکوپ اپتیکی و قابلیت رسانندگی الیاف به کمک طیف سنجی ft-ir با تعیین ضرایب اپتیکی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. میکروسکوپ اپتیکی نشان داد که سطح نانوالیاف هموار، مسطح و بدون مهره است. توزیع قطر نانوالیاف نیز بسیار باریک (5±155 نانومتر) بود. طیف سنجی ft-ir نشان دهندۀ حضور گروه‌های عاملی هیدروکسیلی بر روی سطح نانوالیاف بود که در طول تهیۀ نانوالیاف به وجود آمده بود. در نهایت طیف سنجی رامان وجود ناخالصی نانوذرات نقره (2±15 نانومتر) را نشان داد.

Research Paper: Investigation of Optical Properties of Silver Nanoparticle Contamination Effect on Titanium Dioxide Nanofibers

Regarding the rapid development of optical communication, finding and preparing new materials with very fast and large optical responses are essential for making optical switches and processing equipment. Recently the use of materials smaller than micrometers and nanometers has been studied by researchers for a wide range of applications. The most important of these materials are nanofibers. Also, titanium dioxide is used as one of the most important materials in the field of optical communication. In this research, titanium dioxide nanoparticles with anatase phase were prepared using the solgel method and transformed into nanofibers using the electrospinning technique. To improve the performance of these nanofibers, they were also doped with silver nanoparticles. Raman spectroscopy was performed to ensure the purity of the particles of this material. It was found that the samples are all pure titanium dioxide (TiO2) powder in nanoscale and there are no impurities in their structure. The particle distribution of these nanomaterials showed that their size is in the range of 1020 nm. Conditions for nanofiber electrospinning are: 10 cm distance between the needle and the collector, the feed rate of 2 mL/h, and the maximum voltage used was 15.5 kV. Also, silver colloidal nanoparticles were prepared by Li and Masil experimental method. The structure of fibers was studied in terms of material type using Raman spectroscopy and morphology with an optical microscope and fiber conductivity by FTIR spectroscopy by determining optical coefficients. Optical microscopy showed that the surface of the nanofibers was smooth and flat and without beads. The diameter distribution of nanofibers was also very narrow (155±5 nm). FTIR spectroscopy showed that on the surface of nanofibers, there were hydroxyl functional groups that were formed during the preparation of nanofibers. Finally, Raman spectroscopy showed the presence of impurities of silver nanoparticles (15±2 nm).