در این روش که نیازی به دستگاه­های مرسوم نیست، مقدار کافی و اضافی از ماده موردنظر، به جرم مشخصی از حلال اضافه می­ شود. سپس همانند روش­های قبل در دمای معین و تا رسیدن به حالت تعادل مخلوط هم زده می­ شود. بعد از رسیدن به حالت تعادل به مخلوط زمان کافی داده می­ شود تا دو فاز کاملا از هم جدا شوند. مقداری از محلول رویی برداشته و وزن می­ شود. سپس نمونه در آون قرار داده شده تا حلال تبخیر شود و مجددا نمونه وزن می­ شود. حال با دانستن وزن حلال و حل شونده می­توان میزان حلالیت را به­دست آورد [۱۳و۱۴].
ب- روش سنتزی (مشاهده لیزری)
در این روش که به نام روش دینامیک نیز معروف است از پرتو لیزر برای تعیین میزان حلالیت در دمای ثابت استفاده می‌شود. سیستم مشاهده لیزری شامل قسمت‌های تولید­کننده لیزر، انتقال دهنده فوتوالکتریک و نمایشگر شدت نور می­‌باشد. مقادیر معلومی از حلال و حل‌شونده به‌طور پیوسته در دمای ثابتی هم زده می­‌شوند. در مراحل اولیه آزمایش، میزان عبور پرتو لیزر از محلول مورد نظر به‌خاطر برگشت توسط ذرات حل­نشده کم است. وقتی انحلال­پذیری افزایش می­‌یابد به موازات آن میزان شدت عبور لیزر زیاد می­‌شود. در نهایت که تمام ذرات حل شدند شدت پرتو به ماکزیمم خود می­‌رسد. سپس مقادیر مشخصی از حل­شونده به سیستم اضافه می­‌شود. این عمل آن‌قدر تکرار می‌شود تا شدت پرتو لیزر به میزان نهایی خود نرسد (یعنی ذرات حل­شونده در ظرف باقی بمانند و محلول به حالت اشباع خود برسد). در نهایت مقدار کل مصرفی حل­شونده ثبت می‌شود و حال با دانستن جرم حلال و حل­شونده می‌توان تعداد مول‌های آن‌ ها و کسرمولی حل­شونده را محاسبه کرد [۱۵و۱۶]. شکل (۱-۱) دیاگرام این سیستم و قسمت‌های مختلف آن را نشان می‌­دهد.

شکل(۱-۱). مراحل شماتیک روش سنتزی: ۱- همزن مغناطیسی ۲- مگنت ۳- مولد لیزر ۴- تبدیل­کننده فوتوالکتریک ۵- ظرف حاوی محلول ۶- دماسنج ۷- مبرد (برای جلوگیری از تبخیر حلال) ۸- گیره و پایه ۹- نمایشگر ۱۰- ترموستات
۱-۱-۱-۶- کاربردهای حلالیت ترکیبات
از مهم‌ترین اصول در تعیین حلال مناسب استفاده از داده‌های حلالیت ترکیب در حلال‌های مختلف می‌باشد [۱۷و۱۸]. برای طراحی فرایندهای شیمیایی مانند جداسازی براساس تبلور و جداسازی‌های کروماتوگرافی دانستن اطلاعات حلالیت امری ضروری است. هرچند، با توجه به محصولات جدید صنایع به‌ویژه محصولات دارویی، کمبود شدید داده‌های حلالیت وجود دارد. علاوه بر این، فراورده­های صنعتی دارای ناخالصی‌هایی هستند و دانستن حلالیت دقیق برای رفع این ناخالصی‌ها بسیار مهم است [۱۹]. حلالیت معمولا برای توصیف ماده (برای تعیین قطبیت ماده) تا تمیز دادن آن از دیگر مواد استفاده می‌شود. دانستن حلالیت یک ترکیب برای جداسازی آن از مخلوط مناسب است، برای مثال می‌توان مخلوط نمک و سیلیکا را با حل ‌کردن مخلوط در آب جدا کرد و سیلیکای حل نشده را فیلتر کرد. سنتز ترکیبات شیمیایی چه در مقیاس میلی‌گرم در آزمایشگاه و چه در مقیاس تن در صنعت، در هر دو از حلالیت نسبی برای جداسازی محصولات مورد نظر و هم‌چنین مواد اولیه و محصولات جانبی استفاده می‌کنند. برای مثال، یکی از روش­های سنتز بنزوئیک اسید استفاده از ترکیبات آلی ـ فلزی مانند فنیل‌منیزیم‌برمید در یخ خشک است. بنزوئیک اسید حلالیت بالایی در حلال‌های آلی مانند دی‌کلرومتان و دی‌اتیل اتر دارد. محصول دیگر واکنش منیزیم برمید است که در فاز آبی باقی خواهد ماند. به وضوح معلوم است که جداسازی بر اساس انحلال‌پذیری انجام گرفته است [۱۸].
۱-۱-۲-مقدمه‌ای بر نانو فناوری
نانومتر یک هزارم میکرون است (متر). طولی معادل ۵ اتم سیلیس یا ۱۰ اتم هیدروژن در یک ردیف کنار هم است.
نانو فناوری عبارت است از: دستکاری کوچک‌ترین اجزای ماده یا اتم‌‌ها. در حالی که تعاریف زیادی برای نانو تکنولوژی وجود دارد، تعریفی را برای فناوری نانو ارائه می‌کنند که در بر گیرنده هر سه تعریف زیر می‌باشد.

1. 1. توسعه فناوری و تحقیقات در سطوح اتمی، مولکولی و یا ماکرومولکولی در مقیاس اندازه ۱ تا ۱۰۰ نانومتر.

1. 1. خلق و استفاده از ساختارها، ابزارها و سیستم‌هایی که به خاطر اندازه کوچک یا حد میانه آن‌ ها، خواص و عملکرد نوینی دارند.

1. 1. توانایی کنترل یا دستکاری در سطوح اتمی [۲۰].

۱-۱-۲-۱- تعریف فناوری نانو
فناوری نانو به فن طراحی، تولید و کاربرد ساختار، ابزار و سیستم­ها در مقیاس نانو اطلاق می‌شود. این فناوری با کنترل ابعاد و ساختار ماده در دامنه ۱ تا ۱۰۰ نانومتر ویژگی‌های ویژه و بی‌نظیری را به ماده می‌دهد فناوری نانو مبتنی بر علوم مختلف چون فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و مواد است [۲۳ -۲۰].
به‌عبارت‌دیگر فناوری نانو بر موارد زیر متمرکز می‌شود:

1. 1. پیشرفت روش‌های ساخت و تجهیزات آنالیز سطح برای ساخت مواد و ساختارها

1. 1. فهم تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی در راستای ریز کردن مواد.

1. 1. استفاده از این خواص در پیشبرد مواد جدید و کاربردی در تجهیزات.

نانوتکنولوژی به‌عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی کشورها و جایگاه آن‌ ها در جهان را تحت تأثیر جدی قرار داده است. و اثرات تحول‌آفرین نانوفنّاوری باعث شده که کشورها فناوری نانو را به‌عنوان یکی از اولویت‌های تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم و به‌عنوان یک چالش اصلی علمی و صنعتی پیش روی جهانیان قرار داده است.
۱-۱-۲-۲- نانو­مواد و نانو­ساختارها
نانو­مواد در سال­های اخیر به علت کارایی بالایی که در حوزه ­های وسیعی از زمینه ­های مختلفی از دانش مانند الکترونیک،کاتالیست، سرامیک،ذخیره داده ­های مغناطیسی و… دارند،گسترش قابل توجهی یافته­اند. در حقیقت برای تحقق نیاز­های فناورانه در زمینه ­های یاد شده با بهره گرفتن از نانو­مواد، اندازه مواد در ابعاد طول، عرض و یا ارتفاع تا مقیاس نانو متری کاهش می­یابد.
با کاهش اندازه مواد تا ابعاد نانومتری، خواص مکانیکی و فیزیکی مواد بهبود قابل توجهی پیدا می­ کند، به طور مثال استحکام مکانیکی و به ویژه مقاومت الکتریکی و حرارتی افزایش می­یابد [۲۴].
نانو مواد را می­توان در یک طبقه ­بندی کلی، به دو دسته نانوبلورها^[۶] و نانو­ذرات^[۷] تقسیم کرد:
۱-نانو­بلورها: عبارتند از مواد چند بلوری با اندازه دانه­ های کمتر از ۱۰۰ نانومتر.
۲-نانو­ذرات: عبارتند از ذرات بسیار کوچک با ابعاد ریز (کمتر از ۱۰۰ نانومتر) که به عنوان بلوک­های ساختمانی نانو­مواد بلوری در نظر گرفته می­شوند [۲۵].
۱-۱-۲-۳-نانوذرات
ذراتی که در هر سه بعد در مقیاس ۱ تا ۱۰۰ نانومتر باشند به آن­ها نانوذرات (NPs) گفته می­ شود. هم­چنین به ذرات کوچک­تر از ۱۰۰ نانومتر لقب ذرات شبه­میکرون^[۸] داده می شود و این ذرات به طور محسوسی کوچک تر از طول موج نور مرئی (حد پایین نور مرئی ۴۰۰ نانومتر) می­باشد، به همین دلیل این ذرات رفتار متفاوتی را از خود نشان می­ دهند.
همان­طور که می­دانیم همه ذرات جامد از اتم­ها و مولکول­ها ساخته شده اند، بنابراین وقتی اندازه ذرات کوچک و کوچک تر می­ شود خواص و رفتار ذرات به سمت اتم و مولکول­های سازنده خود رفته و خواص متفاوتی را نسبت به توده جامد متشکل از همان ماده بروز می­ دهند. همزمان با کاهش اندازه ذرات دو اتفاق می­افتد:
.i فعال شدن سطح ذرات
.ii افزایش مساحت
نانوذرات خواص فیزیکی و شیمیایی وابسته به اندازه را از خود نشان می­ دهند. به عنوان مثال خواص نوری ، مغناطیسی ، کاتالیزوری، ترمودینامیکی و الکتروشیمیایی متفاوتی را نسبت به توده ماده از خود نشان می­ دهند. ترکیب شیمیایی و شکل نانوذرات نیز بر روی این خواص تاثیر دارند. بنابراین دانستن اندازه دقیق ذرات در نانوفناوری لازم است. امروزه با توسعه دستگا­ه­ها، به ویژه میکروسکوپ­ها امکان بررسی و مشاهده مواد و پدیده ­ها در سطوح آنگسترومی وجود دارد که این موضوع باعث درک عمیق تر از مواد نانوساختار می­ شود.
نانوذرات می­توانند بوسیله پلیمرهای آلی (نانوذرات آلی) و یا با عناصر معدنی (نانوذرات معدنی) تهیه و آماده شوند .لیپوزوم­ها، دندریمرها، نانومواد کربنی و پلیمرهای مایسلی مثال­هایی از نانوذرات آلی هستند. اما نانوذرات معدنی شامل نقاط کوانتومی، نانوذرات مغناطیسی، سرامیکی و فلزی است که دارای هسته مرکزی متشکل از مواد معدنی با خواص فلورسانسی، نوری، مغناطیسی و الکترونی خاصی هستند [۲۸-۲۶].
۱-۱-۲-۴- نانوذرات فلزی
اگرچه ساخت نانوذرات فلزی به سالیان دورتر برمی­گردد اما تنها در دهه گذشته تولید نمونه­های همگن از آن­ها به طور کنترل­پذیر ممکن شده است. اگرچه خیلی از کارهای اصلی در این زمینه با طلا صورت گرفته است اما نانوذرات فلزات دیگر مثل نقره، مس، پلاتین و کادمیم نیز ساخته شده ­اند. مشخص شده که خواص نانوذرات فلزی وابسته به اندازه ، شکل، کریستال، ترکیب و ساختار آن ها است. به عنوان مثال فلز طلا زردرنگ است اما محلول نانوذرات طلا می ­تواند رنگ­های مختلفی از آبی تا قرمز، وابسته به اندازه نانوذرات از خود نشان دهد. نانوذرات فلزی نقش مهمی را در زمینه ­های مختلف فناوری و علوم از قبیل فوتوگرافی،کاتالیزوری، پزشکی، وسایل الکترونیکی، ذخیره­سازی اطلاعات و اسپکتروسکوپی بازی می­ کنند [۳۱-۲۹].
نانوذراتی از قبیل سرب، جیوه، قلع و کادمیم دارای خطوط پلاسمونی در ناحیه طیف UV می­باشند و نانوذرات آن­ها رنگ شدیدی از خود نشان نمی­دهند. اما نانوذرات فلزات نجیب از قبیل طلا، نقره و مس رنگ های بسیار شدیدی را از خود نشان می­ دهند. این رنگ­ها ناشی از خواص رزونانس پلاسمون سطح این نانوذرات و در ناحیه مرئی می­باشند. البته رنگ این نانوذرات به شکل و اندازه نانوذرات و همچنین ثابت دی­الکتریک محیط نیز وابسته است که باعث توسعه روش­های سنتز و کاربرد­های وسیع این نانوذرات شده است [۳۴-۳۲].
۱-۱-۲-۵- رزونانس پلاسمون سطح^[۹]
همان­طور که می­دانیم فلزات رساناهای خوبی هستند و به همین دلیل از آن­ها در وسایل الکترونیکی و هادی­ها استفاده می­ شود. این مواد رساناهای خوبی هستند چون الکترون­های آن­ها به اتم خاصی محدود نبوده و همانند ابری در تمام شبکه و اطراف هسته­های اتمی پراکنده هستند و این ابر الکترونی اجازه انتقال بار (الکترون) را در خود می­دهد. همچنین به خاطر نور منعکس شده از سطح فلز، آن­ها براق دیده می­ شود و دلیل این انعکاس ابر الکترونی اطراف فلزات می باشد. پس فوتون­های نوری نمی ­توانند به وسیله هسته­های اتمی جذب شوند، چراکه توسط ابر الکترونی پوشیده شده ­اند. در نتیجه فوتون­های منعکس­شده به چشم خورده و باعث می­ شود فلزات براق به نظر بیایند [۲۹].
همان­طور که از مکانیک کوانتومی می­دانیم الکترون­ها می­توانند به صورت موج یا ذره رفتار کنند. اگر الکترون­ها در ابر الکترونی به عنوان یک موج با انرژی خاص در نظر گرفته شوند ما با وضیعتی که در آن نور با همان طول موج جذب ابر الکترونی شده روبرو می­شویم و این رزونانس تولید می­ کند. بدین معنی که وقتی یک فلز طول موج نوسانی نور را جذب می­ کند باعث ایجاد ارتعاش در ابر الکترونی می­ شود. این اتفاق معمولاً در سطح فلزات رخ می­دهد و رزونانس پلاسمون سطح نامیده می­ شود. پلاسمون نامی برای نوسان ابر الکترونی می­باشد. این بدان معنی است که برای فلزات طول موج معینی وجود دارد که در آن فوتون­ها منعکس نمی­شوند بلکه آن­ها جذب شده و به رزونانس پلاسمون سطح (ارتعاش ابر الکترونی) تبدیل می­شوند. برای فلزاتی مانند طلا این طول موج در ناحیه مادون قرمز قرار دارد و این ناحیه در محدوده خارج از ناحیه مرئی است که با چشم دیده نمی شود و برای همین فلزات منعکس کننده نور و براق دیده می­شوند. اما نانوذرات دارای نسبت سطح به حجم بزرگتری هستند و همین عامل منجر به رزونانس پلاسمون سطح قو­ی­تر می­ شود. به همین دلیل برای فلزاتی مانند طلا رزونانس پلاسمون نانوذرات در قسمت مرئی طیف صورت می­گیرد و این بدین معنا است که قسمتی از نور مرئی جذب و قسمتی از آن منعکس می­ شود. بخش منعکس شونده باعث ایجاد رنگ در نانوذرات می­ شود. برای مثال با کاهش اندازه نانوذرات طلا قسمت آبی سبز نور مرئی جذب و قسمت قرمز نور منعکس می­ شود و همین باعث ایجاد رنگ قرمز در نانوذرات طلا می­باشد [۳۳].
با افزایش اندازه ذرات طول موج جذبی رزونانس پلاسمون نانوذرات طلا به سمت ناحیه قرمز طیف مرئی جابجا می­ شود و این بدین معنی است که طول موج قرمز جذب می­ شود. برای همین با افزایش اندازه نانوذرات طلا آن­ها را به رنگ آبی می­بینیم. الکترون­های آزاد در فلز (الکترون­های d در طلا و نقره) آزادانه درون مواد منتقل می­شوند و میانگین مسیر آزادانه در طلا و نقره تقریباً ۵۹ نانومتر است. بنابراین در ذرات کوچک­تر از این مقدار انتظار می­رود که الکترون­ها در توده ماده پراکنده نشوند و بنابراین انتظار می­رود تمام اثرات متقابل نور با سطح باشد. وقتی که طول موج نور بسیار بزرگ­تر از اندازه نانوذرات باشد می ­تواند شرایط رزونانسی که در شکل (۱-۲) نشان داده شده را به وجود بیاورد [۳۴].

شکل(۱-۲). شمایی از رزونانس پلاسمون سطحی در نانوذرات
برخورد فرکانس رزونانسی نور با نانوذرات منجر به نوسان الکترون­های آزاد موجود در سطح آن­ها می­ شود. در هنگام برخورد موج نور عبوری، دانسیته الکترونی به یک طرف قطبش یافته و همچنین رزوناس در فرکانس نور منجر به تداوم نوسان الکترون­های قطبش یافته از یک سمت به سمت دیگر می­ شود. شرایط رزونانس بوسیله اسپکتروسکوپی جذبی یا پراکندگی اندازه ­گیری می­ شود که وابسته به شکل، اندازه، ثابت دی­الکتریک فلز و همچنین محیط مادی است. تغییر در شکل و اندازه نانوذرات و تغییر هندسه سطح منجر به جابجایی در دانسیته میدان الکتریکی روی سطح می­ شود و این منجر به ایجاد تغییر در فرکانس نوسان الکترون­ها و ایجاد سطح مقطع متفاوت برای خواص نوری از قبیل جذب یا پراکندگی می­ شود. همچنین تغییر در ثابت دی­الکتریک محیط مادی، بر روی فرکانس نوسان الکترون­ها موثر است که بدلیل تغییر در توانایی سطح برای قرار دادن دانسیته بار الکترونی در سطح نانوذرات می­باشد. تغییر حلال نیز باعث تغییر ثابت دی الکتریک می­ شود، اما عامل­های محافظت­کننده اثر بیشتری را در جابجایی رزونانس پلاسمون ناشی از سطح نانوذرات دارند.
بنابراین مولکول­های پیوند شیمیایی شده (مانند مولکول­های تیول­دار) را می­توان با مشاهده تغییر در دانسیته الکترونی سطح که منجر به تغییر ماکزیمم جذبی پلاسمون سطحی می­ شود، شناسایی کرد [۳۵-۳۲]. خواص نوری قابل توجهی ازمواد با خاصیت پلاسمونی ایجاد می­ شود چراکه الکترون­های لایه هدایت روی سطح نانوذرات فلزی وقتی نور با طول موج خاص به آن­ها برخورد می­ کند دستخوش نوسان دسته­جمعی می­شوند.
هم­چنین زمانی که نور با نانوذرات فلزی نجیبی که دارای اندازه ای کوچک­تر از طول موج نور بوده برخورد و تعامل داشته باشد آن وقت رزونانس پلاسمون سطح به نام رزونانس پلاسمون سطح محدودشده ( LSPR ) شناخته می­ شود. پلاسمون سطحی به اثر متقابل قوی نور با سطح فلزات گفته می­ شود .LSP باعث افزایش میدان الکتریکی در نزدیکی سطح نانوذرات می­ شود که این افزایش در نزدیکی سطح نانوذرات بیشترین بوده و تحت تاثیر میدان دی الکتریک زمینه کاهش می­یابد. همچنین نوسان جمعی در طول موج رزونانسی بیشترین بوده که در ناحیه طول موج­های مرئی در نانوذرات فلزی گران­بها اتفاق می­افتد (شکل۱-۳) [۳۹-۳۶].

شکل (۱-۳). شمایی ازایجاد رزونانس پلاسمون سطح در نانوذرات فلزی
اما از پلاسمونیک نانوذرات استفاده­های زیادی می­ شود از قبیل:
کاربردهای تشخیصی که در آن از نانوذرات طلا یا نقره برای تشخیص کمی یا کیفی استفاده می­ شود.