نانوالياف و فيلم هاي پليمري داراي كاربردهاي گسترده در زمينه هاي مختلف هستند و وجود تركيبات فوتوكروميك در اين نانوالياف ها و فيلم ها سبب ايجاد خاصيت هوشمندي (پاسخگو به نور) در آنها مي شود. در اين ثبت اختراع، از تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران به علت داشتن ويژگي هايي مانند سرعت پاسخ دهي و ايزومريزاسيون بالا به محرك نور و آب، مقاومت خستگي بالا و همچنين سنتز آسان استفاده شد. به طور كلي تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران (SPOH) طي سه مرحله سنتز و لاتكس حاوي كوپليمر متيل متاكريلات- 2-هيدروكسي اتيل متاكريلات به روش پليمريزاسيون امولسيوني تهيه و سپس فرآيند لخته گيري و خشك كردن انجام شد. در مرحله بعد، لخته حاصل شده در حلال دي متيل فرماميد (DMF) حل و در نهايت مقدار مشخصي از تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران به محلول (63/3 ميلي مولار) اضافه گرديد. از محلول هوشمند تهيه شده جهت تهيه فيلم و نانوالياف به ترتيب از روش ريخته گري حلالي و الكتروريسي استفاده شد. آناليزهاي DLS ، FTIR و SEM به ترتيب از نانوذرات و نانوالياف ها و فيلم ها گرفته شد و نتايج آناليز DLS نشان دهنده اندازه نانوذرات زير 100 بود. نتايج آناليز SEM از نانوالياف تهيه شده نشانگر مورفولوژي صاف و بدون مهره در آن ها مي باشد. جهت بررسي وجود گروه هاي عاملي در كوپليمر HEMA-co-MMA آناليز شناسايي FTIR گرفته شد و به واسطه آن گروه هاي عاملي موجود در آن ها تاييد شد. در نهايت ميزان و سرعت پاسخگويي نانوالياف ها و فيلم هاي تهيه شده جهت پاسخ به نور UV، رطوبت و قطره آب با هم مقايسه گرديد. در نمونه MH/SPOH@NF، قابليت نوشتن/پاك كردن تجديدپذير با آب مورد بررسي قرار گرفت كه نشان دهنده رفتار هوشمند و كارايي بالاي آن جهت استفاده در كاربردهاي مدنظر مي باشد.

اختراع مذكور تحت عنوان تهيه كاغذهاي سلولزي حساس به نور هوشمند با قابليت استفاده در كاغذهاي ضد جعل مي باشد كه زمينه علمي لازم براي اين اختراع آگاهي از علم شيمي و مهندسي پليمر مي باشد. در اين اختراع يك روش ساده و سبز جهت تهيه‌ كاغذ سلولزي هوشمند و جديد با خاصيت پاسخ‌دهي به نور ماوراء بنفش معرفي شده است كه در صنعت كاغذ، چاپ و نساجي كاربرد دارد. براي تهيه كاغذ در مقياس آزمايشگاهي ابتدا نانو ذرات پليمري پايه اكريليك حاوي مشتق كاربازول به ‌وسيله فرايند كوپليمريزاسيون امولسيوني دانه اي ساخته و سپس نانوذرات ساخته شده كه ابعادي در حدود 100-50 نانومتر داشتند از طريق اختلاط و با انجام فرايند شيميايي به بستر الياف سلولز وارد شدند. از كاربردهاي كاغذهاي هوشمند ساخته شده، توليد اسكناس با ايمني بالا و اسناد محرمانه و سري مي باشد. از طرف ديگر از لاتكس ساخته شده به¬عنوان جوهر براي چاپ و تهيه پارچه هاي خاص كه در معرض نور خورشيد متحمل تغيير رنگ مي شوند مي¬توان استفاده نمود. اين بسترها در هنگام قرارگيري در معرض نور ماوراء بنفش تغيير رنگ مي‌دهند كه مي‌تواند به‌عنوان يك علامت امنيتي جهت آگاهي از جعلي نبودن تلقي شود. به‌علاوه، كاغذ توليد شده به دليل پايداري نوري بالاتر، سرعت پاسخ دهي آني، در دسترس و ارزان بودن تركيب فلورسانس كننده از كارايي بالاتري نسبت به نمونه‌هاي مشابه برخوردار است

در اين اختراع ذرات نانوكامپوزيت هوشمند پليمر-طلاي اصلاح شده با فوليك اسيد كه به طور همزمان قابليت تشخيص، رديابي و از بين بردن سلول هاي سرطاني را دارند براي نخستين بار طراحي و ساخته شدند. جهت آگاهي از اختراع مذكور شناخت در زمينه هاي شيمي، پليمر و بيوشيمي لازم مي باشد. اساس كار بدين صورت است كه ابتدا با استفاده از روش پليمريزاسيون امولسيوني نيمه پيوسته نانوذرات پليمري فوتوكرميك عامل دار شده با N-وينيل ايميدازول تهيه شد. نانوذرات سنتز شده تحت تابش نور فرابنفش با طول موج 365 نانومتر از رنگ زرد به صورتي تبديل مي شود كه اين فرآيند برگشت پذير بوده و تحت تابش نور مريي بازگشت به حالت اوليه امكان پذير است. سپس با روشي ساده از طريق كاهش درجاي يونهاي طلاي كي ليت شده به گروههاي ايميدازول، نانو ذرات طلا روي سطح ذرات پليمري ساخته شد. تصاوير ميكروسكوپي الكتروني عبوري (HR-TEM) تشكيل نانوكامپوزيت هاي پليمر-طلا را تاييد و نشان داد كه اندازه نانوذرات طلا بين 10-2 نانومتر و اندازه نانوذرات پليمري در محدوده 100-60 نانومتر مي باشد. نانوكامپوزيت هاي تهيه شده قابليت رديابي و از بين بردن سلولهاي سرطاني را دارند ولي قابليت گزينش سلولهاي سرطاني از سلولهاي سالم را ندارند بنابراين با توجه به امكان اصلاح شيميايي آسان سطح نانوذرات طلا، تركيب فوليك اسيد از طريق حدواسط L-سيستئين به سطح آنها متصل شد. از آنجا كه مقدار بسيار زيادي گروههاي پذيرنده فوليك اسيد بر روي ديواره سلولهاي سرطاني وجود دارد، مي توان قابليت هدف گيري اين ذرات نانوكامپوزيتي به سمت سلولهاي سرطاني را پيش بيني نمود.

كاربرد ذرات نانوكامپوزيت پليمر-طلا عامل دار شده با فوليك اسيد در درمان سلول هاي سرطاني در اين اختراع افشا مي گردد. ذرات نانوكامپوزيت پليمر-طلا-فوليك اسيد بر طبق اختراع به شماره Ipat 94552، تهيه شد. يكي از مشكلات موجود در استفاده از ذرات نانوكامپوزيت براي درمان سلول هاي سرطاني و تومورهاي بدخيم كه فاقد قابليت هدفگيري موثر مي باشند، آسيب رساندن به سلول ها و بافت هاي سالم بدن است. در اين پرونده ثبت اختراع، براي نخستين بار قابليت درماني-هدفگيري ذرات نانوكامپوزيت پليمر-طلا عامل دار شده با فوليك اسيد براي تشخيص و تصوير برداري فلورسانس از سلول هاي سرطاني، درمان فوتوديناميكي و همچنين درمان نور-حرارتي اين سلول هاي بيان مي گردد. از طرفي حضور تركيب فوليك اسيد موجب نفوذ به سلول هاي سرطاني به صورت گزينشي شده و احتمال تيمار حرارتي و نوري ناخواسته سلول‌هاي سالم را به حداقل مي رساند. لازم به ذكر است كه در سطح جهان، تاكنون گزارشي مبتني بر استفاده ار تركيب فوتوكروميك اسپايروپيران و نانوذرات طلا براي بهبود درمان فوتوديناميكي و درمان نور-حرارتي سلول هاي سرطاني ارايه نشده است.

در اين پرونده ثبت اختراع، طراحي و ساخت جوهرهاي حساس به محرك هاي گرما و نور با رفتار كاملا برگشت پذير بر پايه نانوكپسول هاي آكريلاتي حاوي رنگينه لوكو و اسپايروپيران افشا مي شود. بدين منظور ابتدا رنگينه ترموكروميك بر پايه لوكو (STC) و رنگينه فوتوكروميك بر پايه اسپايروپيران (SPOH) طي مراحل مختلف سنتز و شناسايي شدند. سپس فرآيند كپسول دار كردن رنگينه ترموكروميك STC به همراه ظاهركننده بيس فنل آ و حلال دودكانول يا تترادكانول با مونومرهاي متيل متاكريلات/گليسيديل متاكريلات/اتيلن گليكول دي متاكريلات به روش پليمريزاسيون ميني امولسيوني انجام شد. قرار گرفتن اجزاي مختلف سيستم ترموكروميك درون نانوكپسول هاي پليمري، امكان تغيير رنگ برگشت پذير را فراهم مي كند. تغيير رنگ متناسب با ذوب و منجمد شدن حلال مورد استفاده در نانوكپسول ها و به تبع آن تغيير برهمكنش هاي بين سه جزء تشكيل دهنده سيستم ترموكروميك حاصل مي شود. اضافه شدن تركيب فوتوكروميك SPOH به فرمولاسيون فوق موجب مي شود نانوكپسول هاي تهيه شده علاوه بر محرك دما، نسبت به محرك نور (فرابنفش و مرئي) نيز تغيير رنگ برگشت پذير از خود نشان دهند. نانوكپسول هاي تهيه شده قابليت استفاده به عنوان جوهرهاي پاسخگو به محركهاي گرما و نور با رفتار كاملا برگشت پذير را دارند كه تاكنون در هيچ مرجع ملي و بين المللي گزارش نشده است.

(موارد صرفا در داخل ] [ نوشته شود، در غير اينصورت مورد بررسي قرار نخواهد گرفت.) خلاصه اختراع : در اين پرونده ثبت اختراع، طراحي و ساخت پوشش هاي حساس به دما با رفتار كاملا برگشت پذير بر پايه نانوكپسول هاي آكريلاتي حاوي رنگينه لوكو و بدون استفاده از ظاهر كننده بيس فنول آ افشا مي شود. بدين منظور ابتدا رنگينه ترموكروميك بر پايه لوكو (LDT) طي مراحل مختلف سنتز و شناسايي شدند. سپس فرآيند كپسول دار كردن رنگينه ترموكروميك LDT به همراه حلال تترادكانول با مونومرهاي متيل متاكريلات/گليسيديل متاكريلات/ اتيلن گليكول دي متاكريلات به روش پليمريزاسيون ميني امولسيوني انجام شد. قرار گرفتن اجزاي مختلف سيستم ترموكروميك درون نانوكپسول هاي پليمري، امكان تغيير رنگ برگشت پذير را فراهم مي كند. تغيير رنگ متناسب با دماي ذوب و منجمد شدن حلال مورد استفاده در نانوكپسول ها و به تبع آن برهمكنش هاي بين دو جزء تشكيل دهنده سيستم ترموكروميك حاصل مي شود. نانوكپسول هاي تهيه شده قابليت استفاده به عنوان جوهرهاي پاسخگو به محرك دما با رفتار كاملا برگشت پذير را دارند و همچنين به عنوان لايه پوششي حساس به دما در رول هاي حرارتي كاربرد دارند و تاكنون در هيچ مرجع ملي و بين المللي گزارش نشده است.