دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Fabrication and Characterization of a Non-Enzymatic Electrochemical Sensor Based on Molecularly Imprinted Polymer for Glucose Monitoring in Medical Systems ساخت و مشخصه‌یابی حسگر الکتروشیمیایی غیرآنزیمی مبتنی بر پلیمر قالب مولکولی به‌منظور پایش گلوکز در سیستم‌های پزشکی 1 15 3618 10.47176/jame.45.1.1110 FA زهرا قاسمی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0009-0000-2757-9487 مهشید خرازیها دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-5782-8007 حمیدرضا سلیمی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-8487-8712 کیوان رئیسی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-1380-6551 فتح اله کریم‌زاده دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0001-9292-0020 Journal Article 2025 02 01 <strong>Introduction and Objectives:</strong> Diabetes is a chronic disease caused by disturbances in blood glucose levels. As a result, continuous and real-time glucose monitoring—especially during routine daily activities—remains essential for effective disease management. In the present study, a non-enzymatic electrochemical sensor incorporating a molecularly imprinted polymer (MIP) was developed for the selective and sensitive detection of glucose in blood samples.<br><strong>Materials and Methods:</strong> Graphene was synthesized on a nickel substrate via chemical vapor deposition (CVD) and then transferred onto a polyethylene terephthalate (PET) film. The underlying nickel was subsequently etched away using an iron (III) chloride solution. To fabricate the MIP layer, dopamine hydrochloride was electropolymerized on the graphene surface in the presence of glucose as a template molecule. Following polymerization, the glucose was extracted with sulfuric acid, leaving behind molecularly imprinted cavities that serve as selective recognition sites for glucose detection.<br><strong>Results:</strong> Raman spectroscopic analysis verified the few-layered structure of the synthesized graphene. The polymer morphology showed little change after template removal, suggesting that the structure remained stable. A notable reduction in the total resistance of the electrode following template removal was attributed to the generation of nanoscale cavities, confirming the successful formation of molecularly imprinted sites. Differential pulse voltammetry (DPV) analysis demonstrated a limit of detection of 0.3 μM and a well-defined linear response over the concentration range of 0.2 to 2 μM.<br><strong>Conclusion: </strong>The combination of polydopamine and graphene in the MIP-based sensor notably improved its electrochemical response for glucose detection, highlighting its potential as a sensitive and enzyme-free sensing platform. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>دیابت یک بیماری مزمن است که در اثر اختلال در تنظیم سطح گلوکز خون ایجاد می‌شود. ازاین‌رو، پایش مستمر غلظت گلوکز، به‌ویژه در حین انجام فعالیت‌های روزانه، از اهمیت بالایی برخوردار است. در پژوهش حاضر، یک حسگر الکتروشیمیایی غیرآنزیمی مبتنی بر پلیمر قالب‌مولکولی برای شناسایی گلوکز خون طراحی و توسعه یافته است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> در مرحله نخست، گرافن با استفاده از روش رسوب شیمیایی فاز بخار بر سطح نیکل سنتز شد. پس از انتقال گرافن به بستر پلی‌اتیلن‌ترفتالات و حذف نیکل با محلول کلرید آهن، فرایند پلیمریزاسیون الکتروشیمیایی دوپامین هیدروکلراید در حضور گلوکز بر سطح گرافن انجام شد. در ادامه، گلوکز با استفاده از محلول اسیدسولفوریک از ساختار حذف گردید و بدین ترتیب، ساختار پلیمر قالب‌مولکولی شکل گرفت.<br><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج طیف‌سنجی رامان نشان داد که گرافن سنتزشده، در گروه گرافن‌های کم‌لایه قرار دارد. همچنین، پس از تشکیل ساختار پلیمر قالب‌مولکولی و حذف گلوکز، مورفولوژی ساختار حفظ شد که بیانگر پایداری پلیمر پس از فرایند حذف می‌باشد. علاوه‌براین، خروج گلوکز از ساختار باعث افزایش هدایت الکتریکی شد که ناشی از ایجاد حفرات در سطح و تأییدی بر تشکیل موفق ساختار قالب‌مولکولی است. بر اساس نتایج حاصل از آزمون ولتامتری پالس تفاضلی، حسگر طراحی‌شده حد تشخیص 0/3 میکرومولار را در بازه خطی 0/2 تا 2 میکرومولار نشان داد.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> ادغام پلی‌دوپامین و گرافن در طراحی حسگر مبتنی بر پلیمر قالب‌مولکولی، موجب بهبود عملکرد آن در زمینه شناسایی الکتروشیمیایی گلوکز گردیده و نشان‌دهنده پتانسیل بالای این سامانه برای توسعه نسل جدیدی از حسگرهای غیرآنزیمی است. https://jame.iut.ac.ir/article_3618_4da9d7b6d119db4d2d564a2197798380.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Hydrothermal Synthesis of Sn(Sb)O2 Nanoparticles and Their Electrophoretic Coating on Commercial Pure Titanium for Electrocatalytic Degradation of Methylene Blue سنتز هیدروترمال نانوذرات Sn(Sb)O2 و پوشش‌دهی الکتروفورتیک آن‌ها روی تیتانیوم خالص تجاری برای تخریب الکتروکاتالیستی متیلن بلو 17 31 3619 10.47176/jame.45.1.1121 FA مجید شیرویه دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران کیوان رئیسی دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-1380-6551 موسی فرهادیان دانشکده مهندسی مواد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، آذربایجان شرقی، ایران 0000-0002-6691-9680 Journal Article 2025 03 30 <strong>Introduction and Objectives:</strong> Pollution of wastewater from textile, pharmaceutical, and agricultural industries has always been a serious environmental problem. Due to the complex structure of existing pollutants, traditional water treatment methods are often ineffective or have low efficiency. Electrocatalytic method, which is one of the advanced oxidation processes, has a very high ability to remove organic pollutants from industrial wastewater. Tin oxide inherently has good electrocatalytic properties, which can be improved by structural modification.<br><strong>Materials and Methods:</strong> In this study, antimony-doped tin oxide nanoparticles were synthesized using the hydrothermal method. Structural studies of the particles were carried out by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and scanning electron microscopy. These nanoparticles were coated on commercial pure titanium samples using electrophoretic method and the coating properties were investigated by surface evaluations and electrochemical methods (electrochemical impedance spectroscopy and cyclic voltammetry). Their electrocatalytic performance was evaluated using methylene blue pigment as a standard pollutant.<br><strong>Results: </strong>Sn(Sb)O₂ nanoparticles were successfully obtained by a hydrothermal method and their structure was confirmed by X-ray diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy, and fourier transform infrared spectroscopy. Surface and coating thickness examinations by scanning electron microscope showed the high quality of the electrophoretic coating.<br><strong>Conclusion:</strong> The fabricated electrode showed 66 and 89 % degradation efficiency in sodium sulfate and potassium chloride solutions containing 5 ppm methylene blue, respectively, within 2 hours. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>آلودگی پساب‌های حاصل از صنایع نساجی، دارویی و کشاورزی، همواره یکی از مشکلات جدی در زمینه محیط زیست بوده است. با توجه به ساختار پیچیده آلاینده‌های موجود، روش‌های سنتی تصفیه آب اغلب موثر نبوده و یا کارایی پایینی دارند. روش الکتروکاتالیستی که یکی از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته است، دارای قابلیت بسیار بالایی برای حذف آلاینده‌های آلی از پساب‌های صنعتی است. اکسید قلع، به‌طور ذاتی دارای خاصیت الکتروکاتالیستی مناسبی است که با اصلاح ساختاری می‌توان این ویژگی را در آن بهبود بخشید. <br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>در این پژوهش، نانوذرات اکسید قلع دوپ‌شده با آنتیموان (Sn(Sb)O₂)، با استفاده از روش هیدروترمال سنتز شدند. بررسی‌های ریزساختاری ذرات توسط پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. این نانوذرات با استفاده از روش الکتروفورتیک روی زیرلایه‌های تیتانیوم خالص تجاری پوشش داده شد و خواص پوشش، توسط ارزیابی‌های سطحی و آزمون‌های الکتروشیمیایی (طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و ولتامتری چرخه‌ای) بررسی شد. سپس عملکرد الکتروکاتالیستی آن‌ها با تخریب رنگ متیلن بلو از محلول‌های آبی، به‌عنوان آلاینده استاندارد، ارزیابی شد. <br><strong>یافته‌ها:</strong> نانوذرات Sn(Sb)O₂ به روش هیدروترمال سنتز و ساختار آن‌ها توسط آزمون‌های پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ تایید شد. بررسی‌های سطح و ضخامت پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، کیفیت بالای پوشش الکتروفورتیک را نشان دادند. <br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> الکترود ساخته شده در مدت دو ساعت، بازده تخریب 66 و 89 درصد، به‌ترتیب در محلول های سدیم سولفات و پتاسیم کلرید حاوی ppm 5 متیلن بلو نشان داد. https://jame.iut.ac.ir/article_3619_820e694038fadbf9b60b834215b46fdb.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Synthesis and Characterization of Sulfur-Doped g-C₃N₄ Nanosheets for Enhanced Photocatalytic Activity in The Removal of Organic Pollutants تهیه و مشخصه‌یابی نانوصفحات g−C3N4 دوپ‌شده با گوگرد به‌منظور افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی در حذف آلاینده‌های آلی 33 48 3648 10.47176/jame.45.1.1132 FA مرتضی حاجی زاده اوغاز دانشکده مهندسی شیمی و مواد، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران 0000-0002-1110-1814 غلامرضا حیدری دانشکده مهندسی شیمی و مواد، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران Journal Article 2025 05 25 <strong>Introduction and Objectives: </strong>Graphitic carbon nitride (g−C₃N₄) is a promising metal-free semiconductor for photocatalytic applications. However, its efficiency is often limited by rapid charge carrier recombination and relatively low visible light absorption. This research aimed to significantly enhance the photocatalytic properties of g−C₃N₄ through sulfur doping, specifically for the degradation of the organic dye, methylene blue.<strong> </strong><br><strong>Materials and Methods: </strong>g−C₃N₄ nanosheets were synthesized via the thermal exfoliation of melamine. To assess the successful doping process and the preservation of the nanosheet structure, a set of characterization techniques, including X-ray diffraction, transmission electron microscopy, ultraviolet–visible diffuse reflectance spectroscopy, and energy dispersive spectroscopy, was employed.<br><strong>Results: </strong>The optimized sulfur-doped sample (S-CN-1.5) exhibited significantly superior performance compared to the pure g−C₃N₄. This sample degraded approximately 95% of methylene blue within 160 minutes under visible light irradiation, whereas pure g−C₃N₄ achieved only about 70% degradation in the same period. This enhanced efficiency is attributed to the reduction in band gap from 2.75 eV for pure g−C₃N₄ to 2.47 eV for S-CN-1.5, which led to increased visible light absorption.<br>Conclusion: Overall, sulfur doping of g−C₃N₄ is an effective strategy to boost its photocatalytic performance in pollutant degradation. This approach paves the way for developing more efficient and environmentally friendly materials for various environmental applications. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>نیترید کربن گرافیتی (g−C₃N₄)، نیمه‌رسانایی امیدبخش برای فوتوکاتالیست‌ها است، اما کارایی آن به‌دلیل بازترکیب سریع حامل‌های بار و جذب ضعیف نور مرئی محدود می‌شود. این پژوهش، با هدف افزایش خواص فوتوکاتالیستی g−C₃N₄ ازطریق دوپ‌شدن گوگرد برای تخریب متیلن بلو تحت تابش نور مرئی انجام شد.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> نانوورقه‌های g−C₃N₄ با لایه‌برداری حرارتی ملامین سنتز و سپس با گوگرد دوپ شدند. به‌منظور بررسی موفقیت‌آمیز بودن فرآیند دوپ‌شدن و حفظ ساختار نانوورقه‌ها، مجموعه‌ای از آزمون‌های مشخصه‌یابی شامل پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، طیف‌سنجی بازتابی انتشار یافته فرابنفش-مرئی و طیف‌سنجی پراش انرژی اشعه ایکس انجام گرفت.<br><strong>نتایج: </strong>نمونه بهینه دوپ‌شده با گوگرد (S-CN-1.5)، عملکرد فوتوکاتالیستی بسیار بهتری نسبت‌به g−C₃N₄ خالص نشان داد. این نمونه تقریبا 95 درصد متیلن بلو را در 160 دقیقه تخریب کرد، درحالی‌که g−C₃N₄ خالص، تنها حدود 70 درصد تخریب داشت. این افزایش کارایی، به کاهش گاف نواری از 2/75 به 2/47 الکترون‌ولت نسبت داده می‌شود که منجر به افزایش جذب نور مرئی شد.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> دوپ‌شدن g−C₃N₄ با گوگرد، روشی مؤثر برای تقویت عملکرد فوتوکاتالیستی آن در تخریب آلاینده‌ها است. این رویکرد، توسعه مواد کارآمدتر و سازگار با محیط زیست را برای کاربردهای زیست‌محیطی هموار می‌کند. https://jame.iut.ac.ir/article_3648_cff02a74da64d145a4aed3a577a106ab.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Investigating the ZrC Effect on the Oxidation Resistance of ZrB2-SiC Composite بررسی تأثیر میزان کاربید زیرکونیوم بر مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت ZrB2-SiC 49 62 3667 10.47176/jame.45.1.1133 FA محسن قصیل‌زاده جاروند گروه مهندسی مواد، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران زهره بلک گروه مهندسی مواد، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران 0000-0003-4232-1462 Journal Article 2025 05 25 <strong>Introduction and Objectives:</strong> ZrB₂-SiC composites are used in various fields such as aerospace industry and aviation due to their prominent properties, including high melting points. The aim of this research is to investigate the effect of adding zirconium carbide on the oxidation resistance of the composite at 1400 °C.<br><strong>Materials and Methods:</strong> In this research, in order to investigate the effect of the amount of zirconium carbide on the oxidation resistance of ZrB₂-SiC composite, three composites containing 4, 8, and 12 vol.% zirconium carbide were sintered at 1800 °C for 9 min under pressure of 30 MPa using the spark plasma sintering (SPS) method. The oxidation test was performed by placing the samples in a box furnace at 1400 °C for 1, 2, 3, 5, 6, 7, 10, 15, and 18 h in air atmosphere. Weight changes were measured and recorded before and after the oxidation test to evaluate the oxidation resistance of the samples. The microstructural examinations and chemical composition analysis were performed using a field emission scanning electron microscope equipped with an energy-dispersive X-ray spectroscopy system.<br><strong>Results</strong>: It was found that the presence of zirconium carbide decreases the oxidation resistance. In addition, the graph of weight changes revealed that the oxidation mechanism of the composites was controlled by diffusion and followed a parabolic trend.<br><strong>Conclusion:</strong> It was concluded that the rate of oxygen diffusion is the key and main parameter in the oxidation of this composite during the oxidation process. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> کامپوزیت‌های ZrB₂-SiC به دلیل خصوصیات برجسته‌ای که دارند ازجمله نقطه ذوب بالا، در زمینه‌های مختلفی مانند صنعت فضایی و هواپیماسازی استفاده می‌شوند. هدف از این تحقیق بررسی اثر افزودن کاربید زیرکونیوم بر مقاومت به اکسیداسیون این کامپوزیت در دمای 1400 درجه سانتی‌گراد است.<br><strong>مواد و روش ها: </strong>در این تحقیق، به منظور بررسی تاثیر میزان کاربید زیرکونیوم بر مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت ZrB₂-SiC، سه کامپوزیت با مقادیر 4، 8 و 12 درصد حجمی کاربید زیرکونیوم در دمای 1800 درجه سانتی‌گراد، زمان 9 دقیقه و فشار 30 مگاپاسکال به روش تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای، تف‌جوشی شدند. آزمون مقاومت به اکسیداسیون، با قرارگیری نمونه‌ها در یک کوره جعبه‌ای در دمای 1400 درجه سانتی‌گراد، برای مدت زمان‌های 1، 2، 3، 5، 6، 7، 10، و 18 ساعت در اتمسفر هوا، انجام شد. برای ارزیابی مقاومت به اکسیداسیون نمونه‌ها، از روش تغییرات وزن نمونه قبل و بعد از اکسیدشدن استفاده شد. هم چنین بررسی‌های ریزساختاری و ترکیب شیمیایی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی مجهز به طیف‌سنج توزیع انرژی پرتو ایکس انجام شد.<br><strong>یافته‌ها:</strong> مشخص شد که حضور کاربید زیرکونیوم، سبب کاهش میزان مقاومت به اکسیداسیون می‌شود. همچنین، نمودار تغییرات وزن نشان داد که سازوکار اکسیداسیون این کامپوزیت‌ها، قابل کنترل با نفوذ و به صورت سهموی است.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>نتیجه‌گیری شد که طی فرآیند اکسیداسیون، سرعت نفوذ اکسیژن پارامتر کلیدی و اصلی در اکسیداسیون این کامپوزیت است. https://jame.iut.ac.ir/article_3667_f095cedd23b99f1696fc8caecbcf257e.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Physicochemical Modification of Polytetrafluoroethylene Surface Using Cold Atmospheric Pressure Surface Dielectric Barrier Discharge Plasma: Enhancing Wettability and Nanoscale Roughness اصلاح فیزیکوشیمیایی سطح پلی‌تترافلوئورواتیلن با استفاده از پلاسما‌ی سرد فشار اتمسفری تخلیه سد دی‌الکتریک سطحی: ارتقاء ترشوندگی و زبری نانومقیاس 63 77 3666 10.47176/jame.45.1.1130 FA سولماز جمالی پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران 0000-0001-7285-1662 آمنه کارگریان پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران 0000-0002-4229-5535 Journal Article 2025 05 17 <strong>Introduction and Objectives</strong>: Polytetrafluoroethylene is known as a widely used engineering polymer in industry. However, its hydrophobic nature and very low surface energy causes serious challenges in the adhesion and coating. In this study, in order to modify the surface of this polymer, the surface dielectric barrier discharge plasma processing with grid structure was used to improve its properties by creating physical and chemical changes on the surface of polytetrafluoroethylene.<br><strong>Materials and Methods:</strong> The contact angle of the water droplet on the surface of the samples was measured before and after treatment to evaluate the effect of the plasma processing. In addition, Atomic Force Microscope and Fourier Transform Infrared spectroscopy analysis were utilized to investigate the surface morphological and chemical changes.<br><strong>Results: </strong>The results indicated a significant decrease in the contact angle from about 98 degrees to 35 degrees, indicating a 64% improvement in the surface contact angle with water. This finding which represents a significant increase in hydrophilicity and surface energy, is comparable and in many cases better than the results of previous studies in this field. Plasma processing led to an increase in surface roughness and the formation of nanoscale asperities on the surface of the polytetrafluoroethylene. These structural changes led to improved wettability and adhesion of this polymer.<br><strong>Conclusions: </strong>The findings of this study illustrate that surface modification of polytetrafluoroethylene using surface dielectric barrier discharge plasma processing is an effective, fast, biocompatible, and cost-effective method for enhancing the surface functionality of this polymer. This method can pave new paths for its broader applications in areas such as surface engineering, biomaterials, and microelectronics. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> پلی‌تترافلوئورواتیلن، به‌عنوان یک پلیمر مهندسی پرکاربرد در صنعت شناخته می‌شود. بااین‌حال، ماهیت آب‌گریز و انرژی سطحی پایین آن، چالش‌های جدی در زمینه چسبندگی و پوشش‌پذیری ایجاد کرده است. در این پژوهش، از پلاسمای تخلیه سد دی‌الکتریک سطحی با ساختار مشبک بهره گرفته شد تا با ایجاد تغییرات فیزیکی و شیمیایی در سطح پلی‌تترافلوئورواتیلن، ویژگی‌های آن بهبود یابد. <br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>برای ارزیابی اثر فرآیند پلاسمادهی، زاویه تماس قطره آب روی سطح نمونه‌ها اندازه‌گیری شد. علاوه‌براین، برای بررسی تغییرات مورفولوژیکی سطح، تصاویر میکروسکوپی نیروی اتمی مورد تحلیل قرار گرفتند و تغییرات شیمیایی ایجادشده روی سطح با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه مورد مطالعه قرار گرفت.<br><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج حاکی از کاهش چشمگیر زاویه تماس، از حدود 98 درجه به 35 درجه است که بهبود 64 درصدی زاویه تماس سطح با آب را نشان می‌دهد. این یافته که بیانگر افزایش قابل توجه آب‌دوستی و انرژی سطحی است، قابل مقایسه و در بسیاری از موارد بهتر از نتایج مطالعات پیشین در این زمینه است. همچنین، پلاسمادهی منجر به افزایش زبری سطح و شکل‌گیری ناهمواری‌های نانومقیاس در سطح پلی‌تترافلوئورواتیلن شده است. این تغییرات ساختاری علاوه بر بهبود ترشوندگی، تأثیر بسزایی در افزایش قابلیت چسبندگی این پلیمر دارد.<br><strong>نتیجه‌‌گیری: </strong>نتایج نشان می‌دهد که اصلاح سطحی پلی‌تترافلوئورواتیلن با پلاسما‌ی تخلیه سد دی‌الکتریک سطحی، روشی مؤثر، زیست‌سازگار و مقرون‌به‌صرفه برای افزایش عملکرد سطحی این پلیمر است که می‌تواند مسیرهای جدیدی را برای کاربردهای گسترده‌تر آن در حوزه‌هایی همچون مهندسی سطح، زیست‌مواد و میکروالکترونیک هموار سازد. https://jame.iut.ac.ir/article_3666_1ea97de85eb634d580161c603422437f.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Investigating the Effect of the Complexing Agents Monoethanolamine and Oxalic Acid on the Properties and Photocatalytic Performance of Zinc Oxide in the Rapid Degradation of Methylene Blue Dye بررسی اثر عوامل کمپلکس‌ساز مونواتانول آمین و اگزالیک اسید بر خواص و عملکرد فوتوکاتالیستی اکسید روی در تخریب سریع رنگ متیلن بلو 79 92 3668 10.47176/jame.45.1.1134 FA محمد تشکری ماسوله دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0009-0006-7075-2306 مسعود هاشمی نیاسری دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0000-0002-4314-4982 روح اله عشیری دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0000-0001-7461-1371 Journal Article 2025 06 09 <strong>Introduction and Objectives</strong>: Zinc oxide (ZnO) is considered as a promising material due to its efficient light absorption and high performance in the degradation of organic pollutants. However, it faces limitations such as poor visible light absorption and rapid charge carrier recombination. To overcome these challenges, approaches such as doping and heterojunction formation have been investigated to enhance its photocatalytic performance. In this study, the effect of oxalic acid and monoethanolamine (MEA) as complexing agents on the photocatalytic properties of ZnO was examined.<br><strong>Materials and Methods:</strong> In this study, zinc oxide was synthesized by the sol–gel method, and the effect of oxalic acid and monoethanolamine as two complexing agents on its photocatalytic properties was investigated.<br><strong>Results</strong>: scanning electron microscope images showed that the ZnO-MEA sample exhibited a more uniform particle distribution and smoother surface compared to ZnO-Oxalic. Fourier transform infrared analysis revealed the presence of more surface functional groups in the ZnO-MEA sample, attributed to residual monoethanolamine. UV-Vis spectroscopy and Tauc plots indicated that ZnO-MEA had a lower band gap energy (3.08 eV) than ZnO-Oxalic (3.18 eV), which is attributed to larger particle size and fewer structural defects.<br><strong>Conclusion:</strong> In this study, ZnO-MEA with a crystallite size of 42 nm (as opposed to 35 nm for ZnO-Oxalic) and uniform structure was synthesized. Its energy gap was lower than ZnO-Oxalic, resulting in better light absorption. Moreover, the lower Photoluminescence spectroscopy intensity in ZnO-MEA indicated less electron–hole recombination. These factors led ZnO-MEA, in the methylene blue degradation test, to exhibit better photocatalytic performance than ZnO-Oxalic, with a faster decrease in dye concentration and a steeper slope in the plot. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> اکسید روی (ZnO)، به دلیل جذب مناسب نور و کارایی بالا در تجزیه آلاینده‌های آلی، گزینه‌ای مطلوب به شمار می‌رود؛ هرچند محدودیت‌هایی مانند جذب کم نور مرئی و بازترکیب سریع بار دارد. راهکارهایی چون دوپ‌کردن، ایجاد پیوندهای ناهمگون برای بهبود عملکرد آن بررسی شده‌اند. در این پژوهش، تأثیر اسید اگزالیک و مونواتانول آمین به‌عنوان کمپلکس‌کننده بر خواص فوتوکاتالیستی ZnO بررسی شد.<br><strong>مواد و روش‌ها: </strong>در این مطالعه اکسید روی، به روش سل-ژل سنتز شد و تأثیر اسید اگزالیک و مونواتانول، به‌‌عنوان دو عامل کمپلکس‌کننده بر خواص فوتوکاتالیستی آن مورد بررسی قرار گرفت.<br><strong>یافته‌ها:</strong> تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دادند که نمونه ZnO-MEA دارای توزیع ذرات یکنواخت‌تر و سطح صاف‌تر نسبت به ZnO-Oxalic است. آنالیز تبدیل فوریه فروسرخ حضور گروه‌های عاملی سطحی بیشتری را در نمونه ZnO-MEA نشان داد که از باقی‌ماندن مونواتانول آمین ناشی می‌شود. طیف‌سنجی UV-Vis و نمودار تائوک نشان داد که ZnO-MEA دارای شکاف انرژی کمتری (eV 3/08) نسبت به ZnO-Oxalic (eV 3/18) است که ناشی از اندازه ذرات بزرگ‌تر و وجود نقص‌های ساختاری کمتر است. <br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> در این مطالعه، ZnO-MEA با اندازه کریستالیت ۴۲ نانومتر (در برابر ۳۵ نانومتر برای ZnO-Oxalic) و ساختاری یکنواخت‌تر سنتز شد. شکاف انرژی ZnO-MEA نسبت به ZnO-Oxalic کمتر بود و موجب جذب بهتر نور شد. همچنین شدت طیف سنجی فوتولومینسانس پایین‌تر در ZnO-MEA، نشان‌دهنده بازترکیب کمتر الکترون-حفره بود. این عوامل موجب شدند ZnO-MEA در آزمون تخریب متیلن بلو، با کاهش سریع‌تر غلظت رنگ و شیب بالاتر نمودار، عملکرد فوتوکاتالیستی بهتری نسبت به ZnO-Oxalic داشته باشد. https://jame.iut.ac.ir/article_3668_1d2a48c55f6f10010887cc7d849469a1.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Monte Carlo Simulation-Based Investigation of Epoxy/Dysprosium Composites for X-ray and Gamma-ray Shielding Across Medicine Energy Ranges بررسی مبتنی بر شبیه‌سازی مونت کارلو از کامپوزیت‌های اپوکسی/دیسپروزیم برای محافظ اشعه ‌ایکس و پرتو گاما در محدوده‌های انرژی پزشکی 93 107 3703 10.47176/jame.45.1.1142 FA محمدرضا علی‌پور گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه امام حسین(ع)، تهران، ایران 0009-0003-1224-7852 مهدی عشقی گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه امام حسین(ع)، تهران، ایران 0000-0002-5900-7683 روح‌الله رضوی‌نژاد گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه امام حسین(ع)، تهران، ایران Journal Article 2025 07 22 <strong>Introduction and Objectives:</strong> Ionizing radiation protection is essential for minimizing the harmful effects of radiation exposure. While lead has traditionally been used as a shielding material due to its high density, its toxicity and physical limitations have driven the search for safer alternatives. This study investigates the gamma-ray attenuation properties of polymer composites containing non-toxic additives, focusing on their performance in the energy range of 15 keV to 10 MeV.<br><strong>Methods and Materials:</strong> Using the Geant4 simulation toolkit, the shielding efficiency of polymer composites incorporating yttrium oxide, dysprosium oxide, and zirconium dioxide was analyzed in varying concentrations. The attenuation rates and gamma-ray transmission properties of these composites were systematically evaluated.<br><strong>Results:</strong> The attenuation rate (intensity fraction decrease) drops uniformly with thickness, but remains consistently highest for Epoxy-5 and lowest for Epoxy-1. Below 0.5 MeV, performance is atomic number-dependent (photoelectric effect), but above this energy, all samples converge due to Compton scattering dominance. At 0.662 MeV, the average energy transferred to secondary electrons exceeds 290 keV, a value consistent across all composites, proving energy deposition is material independent.<br><strong>Conclusion: </strong>Additive composition critically boosts shielding by increasing interaction probability, especially below 0.5 MeV. Epoxy-5 is superior for broad-spectrum attenuation, while Epoxy-1 is an effective, lightweight solution for shielding high-energy photons (>0.5 MeV) where Compton scattering minimizes the advantage of high-Z fillers. <strong>مقدمه و اهداف: </strong>حفاظت در برابر پرتوهای یونیزان، برای کاهش اثرات مضر تابش بر بدن ضروری است. سرب به‌دلیل چگالی بالا به‌طور سنتی به‌عنوان ماده حفاظتی استفاده شده است، اما سمیت و محدودیت‌های فیزیکی آن باعث شده است که به دنبال جایگزین‌های ایمن‌تر باشیم. این مطالعه خواص تضعیف پرتو گاما و اشعه ‌ایکس در کامپوزیت‌های پلیمری حاوی افزودنی‌های غیرسمی را بررسی می‌کند و عملکرد آن‌ها را در محدوده انرژی ۱۵ کیلوالکترون‌ولت تا ۱۰ مگاالکترون‌ولت ارزیابی می‌کند.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> با استفاده از ابزار شبیه‌سازی Geant4، کارایی حفاظتی کامپوزیت‌های پلیمری حاوی اکسید ایتریم، اکسید دیسپروزیم و دی‌اکسید زیرکونیوم در غلظت‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نرخ تضعیف و خواص ترابرد پرتو گاما و اشعه ایکس در این کامپوزیت‌ها به صورت منسجم ارزیابی شد.<br><strong>یافته‌ها: </strong>نرخ تضعیف به‌طور یکنواخت با ضخامت کاهش می‌یابد، اما برای Epoxy-5 به‌طور مداوم در بالاترین حد و برای Epoxy-1 در پایین‌ترین حد باقی می‌ماند. در زیر 0/5 مگاالکترون‌ولت، عملکرد وابسته به عدد اتمی است (اثر فوتوالکتریک)، اما بالاتر از این انرژی، همه نمونه‌ها به‌دلیل غلبه پراکندگی کامپتون همگرا می‌شوند. در 0/662 مگاالکترون‌ولت، میانگین انرژی منتقل شده به الکترون‌های ثانویه از ۲۹۰ کیلوالکترون‌ولت فراتر می‌رود، مقداری که در همه کامپوزیت‌ها ثابت است و ثابت می‌کند که رسوب انرژی مستقل از ماده است.<br><strong>نتیجه‌گیری: </strong>ترکیب افزودنی با افزایش احتمال برهمکنش، به ویژه در زیر 0/5 مگاالکترون‌ولت، به‌طور قابل‌توجهی محافظت را افزایش می‌دهد. Epoxy-5 برای تضعیف طیف گسترده برتر است، درحالی‌که Epoxy-1 یک راه‌حل موثر و سبک برای محافظت از فوتون‌های پرانرژی است که در آن پراکندگی کامپتون مزیت پرکننده‌های با عدد اتمی بالا را به‌حداقل می‌رساند. https://jame.iut.ac.ir/article_3703_7d2a383e54274888b4b73b97e1aaa491.pdf

دانشگاه صنعتی اصفهان مواد پیشرفته در مهندسی 2251-600X 45 1 2026 03 21 Investigation of Optical and Scintillation Properties of Y-doped CaWO4 بررسی خواص نوری و سوسوزنی تنگستات کلسیم آلائیده‌شده با ایتریوم 109 122 3705 10.47176/jame.45.1.1138 FA رضا ایرانخواه دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران 0000-0002-1127-597X نیوشا خاکپور دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران امید میرزایی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران 0009-0007-5108-8857 Journal Article 2025 08 01 <strong>Introduction and Objectives:</strong> A scintillator is a specialized material that converts high energy radiation, including X-rays or gamma rays, into UV or visible light. Calcium tungstate (CaWO₄) represents one of the materials employed in scintillator applications. The principal emphasis of this investigation is directed towards the fabrication of CaWO₄ powder and the influence of yttrium doping on its optical characteristics.<br><strong>Materials and Methods:</strong> In the present investigation, CaWO₄ powder was synthesized using Ca(NO₃)₂.4H₂O and Na₂WO₄.2H₂O as precursors via the co-precipitation technique and then calcined at 600 ℃. YCl₃.6H₂O precursor was introduced as a dopant, serving as a source of Yttrium ions to enhance the properties of CaWO₄. Y-doped CaWO₄ powder was also synthesized through the co-precipitation method. The microstructural characteristics, optical properties, and scintillation performance of the synthesized samples were meticulously examined utilizing XRD, FESEM, UV-Vis spectroscopy, PL spectroscopy, and Alpha spectroscopy analyses.<br><strong>Results:</strong> XRD analysis substantiated the high purity of the synthesized powders, as well as the incorporation of Y ions into the CaWO₄ crystal lattice. The morphological examination of the powders predominantly revealed a mainly spherical configuration, with dimensions measured at approximately 500-600 nm. The band gap energy, derived from the absorption spectrum, was determined to be 5.6eV for the pure CaWO₄ and 5.8eV for the Y-doped CaWO₄. Luminescence characterization of the samples indicated that their emission spectra fall within the range of 350-550 nm.<br><strong>Conclusion:</strong> The scintillation properties of the samples, as assessed through pulse height spectrum analysis, revealed that the Y-doped CaWO₄ sample exhibited a significantly higher scintillation count rate intensity compared to its undoped counterpart. <strong>مقدمه و اهداف:</strong> یک آشکارساز سوسوزن، ماده‌ای است که تابش‌های با انرژی بالا نظیر اشعه ایکس یا گاما را به نور مرئی و یا فرابنفش تبدیل می‌کند. تنگستات کلسیم (CaWO4) یکی از موادی است که در کاربردهای سوسوزن استفاده می‌شود. تمرکز این پژوهش بر سنتز پودر CaWO₄ و تاثیر ایتریوم بر خواص نوری آن است.<br><strong>مواد و روش‌ها:</strong> در این تحقیق، پودر CaWO₄ با استفاده از پیش‌ماده‌های نیترات کلسیم (Ca(NO₃)₂.4H₂O) و تنگستات سدیم (Na₂WO₄.2H₂O) به روش هم‌رسوبی سنتز و سپس در دمای 600 درجه سانتی‌گراد کلسینه شد. برای بهبود خواص این ماده، از پیش‌ماده کلرید ایتریوم (YCl₃.6H₂O)، به‌عنوان دوپنت یا تامین‌کننده یون‌های ایتریوم استفاده شد. پودر تنگستات کلسیم دوپ‌شده با ایتریوم نیز به روش هم‌رسوبی تهیه شد. ریزساختار، خواص نوری و خواص سوسوزنی نمونه‌های سنتز‌شده توسط آنالیز تفرق اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی فرابنفش–مرئی، فوتولومینسانس و طیف‌سنجی ذرات آلفا بررسی شد.<br><strong>یافته‌ها: </strong>آنالیز پراش پرتو ایکس، خلوص پودرهای سنتزشده و همچنین دوپ‌شدن یون‌های ایتریوم در ساختار تنگستات کلسیم را تایید نمود. مورفولوژی ذرات پودرها عمدتا کروی بوده و اندازه آن‌ها 600-500 نانومتر به‌دست آمد. انرژی باند ممنوعه با استفاده از طیف جذبی برای نمونه‌های خالص و دوپ‌شده، به‌ترتیب برابر 5/6 و 5/8 الکترون‌ولت، به‌دست آمد. آنالیز نورتابی نمونه‌ها نیز نشان داد که طیف نشری آن‌ها در محدوده 550-350 نانومتر می‌باشند.<br><strong>نتیجه‌گیری:</strong> نتایج خواص سوسوزنی نمونه‌ها با آنالیز طیف ارتفاع پالسی، نشان داد که نمونه دوپ‌شده با ایتریوم دارای شدت نرخ شمارش سوسوزنی قوی‌تری نسبت به نمونه خالص است. https://jame.iut.ac.ir/article_3705_2cfa3753d6a524711acb5fce38eeca1a.pdf