بهينه سازي توزيع نانوذرات سريم اكسايد به عنوان حفاظت كننده پرتويي در محيط آبي ديونيزه

Optimization of condition for Cerium Oxide Nanoparticles dispersion as radioprotective agent in deionized water

مقدمه : نانوذرات سريم اكسايد (CONPs) به عنوان ماده حفاظت كننده پرتويي در برابر پرتوهاي يونيزان، كاتاليزور و لايه عايق بر روي سليكون كاربرد دارند. هدف از اين مطالعه بهبود توزيع نانوذرات سريم اكسايد در محيط آبي ديونيزه با استفاده از سورفكتانت آنيوني سديم دودسيل سولفات (SDS) مي باشد. روش بررسي: مطالعه حاضر از نوع مقطعي- توصيفي است. ابعاد، تصاوير و تركيب شيميايي ناتوسريا با استفاده از ميكرسكوپ الكتروني روبشي (SEM) به دست آمد. طيف جذبي فرابنفش - مرئي سوسپانسيون نانوسربا در حضور مواد فعال سطحي سديم دودسيل سولفات و تويين 20 خوانش و طول موج ماكزيمم جذب تعيين شد. ميانگين غلظت پايدار سوسپانسيون ناتوسريا با درصدهاي وزني متفاوت از سديم دو دسيل سولفات با استفاده از منحني استاندارد تعيين شد. براي افزايش پايداري توزيع سوسپانسيون، زمان سونيكاسيون با درصد وزني ثابتي از SDS، افزايش داده شد و ميانگين غلظت تعيين شد. داده ها با استفاده از نرم افزار Excel و آناليز واريانسي يك طرفه ( One - Way ANOVA) و آزمون توكي آناليز شدند و سطح اطمينان 95 ٪ به عنوان سطح معني دار بودن داده ها در نظر گرفته شد. نتايج: مطابق تصاوير ميكروسكوپ الكتروني گرفته شده در اين مطالعه، شكل نانوسريا كروي بود كه متشكل از سريم با درصد وزني 997/9 و اكسيد با درصد وزني 2/1 بود. ابعاد نانوذرات 29/3 نانومتر تعيين شد. بيشترين جذب UV/VIS ناتوسريا در طول موج 318 نانومتر ثبت شد. ميانگين غلظت پايدار سوسپانسيون ناتوسريا با wt 0/45% از SDS افزايش معنيداري نسبت به حضور %0/05 wt, %0/15 wt و 0/25% wt از SDS داشت ( 0/001> P - Value)، افزايش 5 ساعتي زمان سونيكاسيون، ميانگين غلظت پايدار سوسپانسيون تاتوسريا را نسبت به طور معني دار افزايش داد ( 0/001= P- Value). نتيجه گيري: براي افزايش پايداري توزيع نانو سريا مي توان از سورفكتانت آنيوني SDS با درصد وزني بهينه 0/45 استفاده كرد. هم چنين افزايش زمان سونيكاسيون به مدت 5 ساعت مي تواند جايگزين بهتري نسبت به افزايش درصد وزني سورفكتانت آنيوني SDS براي دستيابي به توزيع پايدار باشد.

Introdution: Cerium oxide nanoparticles (CONPs or nanoceria) are used as radiation protection agent, a catalyst and an insulating layer on silicon substrates. The aim of this study was optimization of condition for cerium oxide nanoparticles dispersion with anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) in deionized water. Methods: This study was a cross-sectional descriptive. The dimensions, image and chemical composition of nanoceria were obtained using scanning electron microscopy (SEM). UV/VIS absorption spectrum of nanoceria suspension in the presence of SDS and Tween 20 surfactants were recorded and maximum absorption wavelength was determined. To increase the stability of the suspension distribution, the sonication time with a constant weight percentage of SDS was increased and the mean concentration was determined. The data were analyzed using one-way ANOVA and Tukey test, and 95% confidence level was considered as the statistical significance level of the results. Results: According to the SEM images taken in this study, the shape of a nanoceria was spherical, consisting of cerium with 97.9 wt% and oxide with 2.1 wt%. The dimensions of nanoparticles were determined 29.3 nm. UV/VIS maximum absorption was recorded at 318 nm. The mean sustained concentration of nanoceria suspension with 0.45 wt% of SDS had a significant increase than the presence of 0.05 wt%, 0.15 wt%, and 0.25 wt% of SDS (P-value = 0.001). An increase of 5 hours of sonication time resulted in a significant increase in the mean sustained concentration of nanoceria suspension (P-value = 0/000). Conclusion: An anionic surfactant SDS with an optimum weight percentage of 0.45 can be used to increase the stability of the nanoceria distribution. Furthermore, increasing the sonication time for 5 hours can be a better alternative than increasing the weight percentage of anionic surfactant SDS to achieve a stable distribution.