اطروحة دكتوراه في فرع الفيزياء التطبيقية تناقش “باستخدام التشظية بالليزر Au@Ag@Au تؤليف خطوتين لقشرة لب في السائل لتحسين التطبيقات الطبية الحيوية”

نوقشت في فرع الفيزياء التطبيقية اطروحة دكتوراه لطالب الدراسات العليا “احمد علي اكطافه” عن اطروحته الموسومة

“Two-step synthesis of Au@Ag@Au core-shell using laser ablation in liquid to improve biomedical applications”

حيث اقيمت المناقشة على قاعة المرحوم الاستاذ الدكتور عبد المطلب ابراهيم الشيخ في مبنى القسم

في هذا العمل تم تصنيع جسيمات نانوية ذهبية (Au NPs)، وجسيمات نانوية فضية (Ag NPs)، و قلب من الذهب وغلاف احادي من الفضة (Au@Ag)، قلب-الذهب والفضة-غلاف والذهب-غلاف ثاني (Au@Ag@Au)، عن طريق استئصال الليزر النبضي في وسط سائل. يتكون الوسط السائل المستخدم من الماء منزوع الأيونات (DW)، وثنائي ميثيل فورماميد (DMF)، وثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO). كانت مواصفات ليزر التبديل Q-switching Nd-YAG المستخدم هي أطوال موجية 1064 نانومتر، وتردد 1 هرتز، وعدد نبضات 250، وطاقة ليزر (300 ,500 و700 مللي جول)، وطول بؤري للعدسة 12 سم، وحجم محلول سائل 5 مل.
        تم تقييم العينات بواسطة XRD و TEM و UV-visible و FTIR و ICP-MS، بالإضافة إلى تحليل جهد زيتا لتقييم خصائصها. تشير بيانات XRD إلى أن كل الذهب نانوي ، وكذلك الفضة نانوي ، يعرضان هياكل بلورية مكعبة. تم حساب البعد البلوري (D) لكل عينة، جنبًا إلى جنب مع مؤشرات ميلر (h، k، l ( والمسافات بين المستويات (d-spacing)، بالإضافة إلى ثابت الشبكة (a) ، مما أسفر عن نتائج تتوافق بشكل جيد مع تقرير JCPDS.. وقد ثبت من خلال نتائج المجهر الإلكتروني النافذ أن غالبية الجسيمات الناتجة لها شكل كروي. كان للحلول المستخدمة تأثير كبير على حجم الجسيمات النانوية. في الماء منزوع الأيونات، كان للجسيمات النانوية حجم يتراوح من 20 إلى 30 نانومتر، بينما في ثنائي ميثيل فورماميد، كان للجسيمات النانوية حجم يتراوح من 10 إلى 20 نانومتر. في المقابل، كان حجم الجسيمات داخل سائل ثنائي ميثيل سلفوكسيد في نطاق (˃10 نانومتر). على أساس فردي، كشفت نتائج تحليل الأشعة فوق البنفسجية المرئية أن الذروة الممتصة للذهب النانوي تساوي 523 نانومتر، في حين أن ذروة النانو فضة تساوي 405 نانومتر. على الرغم من حقيقة أن بنية النواة مزدوجة الغلاف المصنعة (Au@Ag@Au) أظهرت ذروتين، إحداهما كانت ذروة قوية وواضحة مرتبطة بجسيمات النانو الذهبية، والأخرى كانت ذروة ضعيفة مرتبطة بجسيمات النانو الفضية. أظهرت كل عينة تم تحضيرها هذه الظاهرة. أظهرت ملاحظاتنا أنه مع زيادة طاقة الليزر، يحدث تحول إلى اللون الأزرق في قمم الامتصاص عبر كل من المواد. ومع زيادة طاقة الليزر، يقل حجم الجسيم، وهذا هو تفسير هذه الظاهرة. لتحديد قيمة فجوة الطاقة (Eg)، تم استخدام علاقة Tauc. أحد الأشياء التي لاحظناها هو أن قيمة فجوة الطاقة ترتفع مع زيادة طاقة الليزر. تفسير ذلك هو ظاهرة الحصر الكميً، والتي تسببت في أن تصبح مستويات الطاقة منفصلة مع زيادة طاقة الليزر. كان هذا بسبب حقيقة أن رفع طاقة الليزر أدى إلى انخفاض في حجم الجسيمات. باستخدام مطيافية تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، تم تحديد الروابط المرتبطة بالجسيمات النانوية لجسيمات النانو الذهبية والفضية. قبل إضافة المواد النانوية، تم جمع طيف FTIR لكل من محلول ثنائي ميثيل فورماميد وثنائي ميثيل سلفوكسيد. تم ذلك من أجل التأكد من قيمة الانزياح الذي يحدث وكذلك الروابط الجديدة التي تشكلت نتيجة لإضافة المواد النانوية. من خلال استخدام اختبار جهد زيتا، تم تقييم استقرار المواد النانوية، وتم تحديد الشحنة السطحية. بالمقارنة مع ثنائي ميثيل فورماميد وثنائي ميثيل سلفوكسيد، وجد أن استقرار الجسيمات النانوية في الماء منزوع الأيونات أعلى بكثير، كما أثبتت النتائج. عندما يتعلق الأمر بتأثير طاقة الليزر، فإن رفع طاقة الليزر أدى إلى تحسن في استقرار وحجم التركيب نواة الجسيمات النانوية Au@Ag@Au مضاعف الغلاف في جميع المحاليل. كان هذا بسبب حقيقة أن الطاقة العالية تسببت في زيادة كمية الجسيمات النانوية داخل التركيب المزدوج، مما أدى بدوره إلى ارتفاع القوة الطاردة عبر الجسيمات النانوية. تم تحديد تركيز الجسيمات النانوية في كل عينة من خلال استخدام تحليل ICP-MS وُجِد أن تركيز الذهب كان أكبر من كمية الفضة في كل عينة لها بنية ذات غلاف مزدوج من Au@Ag@Au وكانت هذه هي الحال في جميع المحاليل الماء منزوع الأيونات وDMF وDMSO وتم اختبار جميع المحاليل. ومع زيادة قيمة الطاقة، لاحظنا أن العدد الإجمالي للجسيمات النانوية زاد أيضًا. وكان هذا بسبب حقيقة أن الطاقة العالية أدت إلى اقتلاع عدد أكبر من الجسيمات النانوية من الأهداف.

و تألفت لجنة المناقشة من:-

الاستاذ الدكتور وفاء خالد خلف
قسم العلوم التطبيقية/وحدة بحوث العلوم التطبيقية رئيساً

الاستاذ الدكتور ضحى سعدي احمد
قسم العلوم التطبيقية/فرع الفيزياء التطبيقية
عضواً

الاستاذ الدكتور عدي اركان عباس
جامعة بابل/ كلية العلوم للبنات
عضواً

الاستاذ المساعد الدكتور هبة ثامر حسين
قسم العلوم التطبيقية/فرع التقنيات الاحيائية
عضوا

الاستاذ المساعد الدكتور كريم حسين جواد
الجامعه التكنولوجية/قسم هندسة الليزر والالكترونيات البصرية عضوا

الاستاذ الدكتور عدي محسن نايف
قسم العلوم التطبيقية/فرع الفيزياء التطبيقية
عضوا ومشرفا

الاستاذ الدكتور ماجد صخي جابر
قسم العلوم التطبيقية/فرع التقنيات الاحيائية
عضوا ومشرفا