خلاصه ‏مواد با مقاومت غير اهمي عموما شامل مواد سراميكي هستند كه منحني ولتاژ جريان آنها غير خطي است ‏‏و اهميت تكنولوژيكي در صنعت نيروگاهي و انتقال برق دارند. اين مواد سراميكي به برقگير (وريستور يا ‏مقاومت متغير) معروف اند. كاربرد برقگيرهاي با ولتاژ شكست بالا در مدارات الكترونيكي و پست هاي ‏انتقال قدرت است كه نقش انها محافظت سيستم در برابر ولتاژهاي ناگهاني اعمال شده به قطعات ‏الكترونيكي ناشي از رعد و برق و... است. برقگيرهاي بر پايه اكسيد روي با توجه به غير خطي بودن منحي ولتاژجريان و توانايي جذب انرژي، عموما براي محافظت قطعات الكتريكي و الكترونيكي در مقابل ولتاژ ناگهاني استفاده مي شوند. در اين اختراع با ارائه فرمولاسيون ويژه، استفاده از مواد اوليه نانومتري و فرايند ‏هاي نوين دراماده سازي از جمله پوشش دهي نانوذرات ( Coating ‏) و استفاده از فرايند نوين زينتريگ ‏( Two Step Sintering ‏) براي اولين بار موفق به ساخت برقگيرهاي اكسيد روي با ساختار زير ميكروني در حدود 75UM ‏، دانسيته نهايي نزديك به دانسيته تئوري، خواص الكتريكي فوق العاده از قبيل ولتاژ شكت ( kv/cm ١٨ ‏) بهمراه ضريب غيرخطي ( ٨٩ ‏) شديم در حالي كه در برقگيرحاي صنعتي ولتاژ شكست ( kv/cm ‏ه ٢١ ‏) و ضريب غيرخطي ( ٣٠ ‏) است كه اين سبب كاهش چشمگير هزينه تمام شده مي شود. اين طرح قابليت صنعتي شدن بالايي دارد زيرا نياز به تجهيزات خاصي ندارد و همچنين امكان انجام اين طرح در داخل كشور وجود دارد و هم اكنون شركت هاي بسياري در حال ساخت اين قطعات هستند كه مي توانند با استفاده از نوآوري هاي اين اختراع هزينه هاي خود را كاهش چشگيري دهند.

يكي از مهمترين روشهاي شيميايي جهت توليد نانو مواد روشهايي مي باشند كه در آنها از شرايط هيدروترمال استفاده مي گردد. روش هيدروترمال انجام فرايندهايي بر روي محلولهاي آبي يا سوسپانسيونهاي پيش سازنده در دماها و فشارهاي بالاست. اين روش يك روش شيميايي - آبي براي توليد پودرهاي كريستالي سراميكي است. وجود دما و فشار بالا مي تواند باعث كاهش انرژي آزاد فازهايي شود كه در شرايط اتمسفر از نظر تعادلي پايدار نيستند. در انجام پروسه هاي هيدروترمال نياز به محظفه اي است كه قادر باشد فشار بالايي را تحمل كند. اين محفظه بايد در مقابل خوردگي نيز مقاوم باشد. طراحي و ساخت اين محفظه كه با نام هاي مختلفي مانند اتوكلاو، راكتور يا محفظه فشار خوانده مي شود، جزو مسائل مهم در پروسه هيدروترمال است چرا كه هر پروسه شرايط و ويژگي هاي خاصي را مي طلبد. در اين نوآوري ما نوع جديدي از اتوكلاو را جهت توليد نانو مواد طراحي نموده و ساخته ايم. اين نوع اتو كلاو داراي ويژگيهاي بسيار مطلوب جهت توليد نانو مواد مي باشد. اتوكلاو ساخته شده از دو قسمت تفلوني و فلزي ساخته شده است. قسمت تفلوني از جنس PTFE و قسمت فلزي از فولاد زنگ نزن 304 ساخته شده است. قسمت تفلوني يك محفظه تفلوني مي باشد كه واكنشهاي توليد نانو مواد در داخل آن انجام مي گيرد. به دليل خواص و ويژگيهاي برتر PTFE و همچنين مقاومت بسيار عالي اين پليمر در شرايط دمايي و فشار بالا، محفظه تفلوني بخوبي شرايط مورد نظر جهت توليد نانو مواد را فراهم مي آورد. قسمت فلزي محفظه تفلوني را در خود جاي مي دهد و در واقع به عنوان يك نگهدارنده براي محفظه تفلوني عمل مي كند كه علاوه بر جلوگيري از تغيير فرم آن در اثر فشار داخلي، دو قسمت درب و بدنه محفظه تفلوني را به هم مي فشارد تا از خروج مواد از داخل محفظه تفلوني جلوگيري نمايد. همچنين اين قسمت فلزي مانند يك نگهدارنده گرما در اطراف محفظه تفلوني عمل مي كند تا گرما به صورت يكنواخت به تمامي نقاط محفظه تفلوني انتقال يابد. با استفاده از اين اتوكلاو توانسته شده است نانو ذرات اكسيد تيتانيم با ميانگين اندازه ذره 7 نانو متر و همچنين نانو رادهاي اكسيد واناديم با ميانگين قطر 43 نانومتر توليد گردد.

نانو ذرات اكسيد تيتانيم به دليل داشتن خواص عالي اپتيكي ، دي الكتريكي و كاتاليستي از جمله مواد مهمي مي باشد كه امروزه در فناوريهاي نانو بسيار مورد توجه قرارگرفته و تلاش بر آن است كه با ايجاد خواص مطلوب مورد نظر در ذرات اين تركيب از طريق كنترل اندازه و مورفولوژي ذرات ساختار و تركيب شيميايي و چگونگي سطح فعال ذرات آنها را براي استفاده در تكنولوژي هايي مختلف آماده سازي كنند. در اين تحقيق براي اولين بار از روش ژل - سل كه يك روش نوين براي توليد نانو ذرات مي باشد، جهت توليد نانو ذرات اكسيد تيتانيم استفاده گرديد. در اين روش ابتدا يك فاز ژل با ويسكوزيته بسيار بالا توليد مي گردد و سپس در انتهاي فرايند انحلال - تبلور مجدد ژل اوليه ناپديد مي شود و سلي حاوي ذرات يكنواخت و جدا از يكديگر به جاي مي ماند. اين روش به دليل آنكه در انتهاي فرايند انحلال - تبلور مجدد يك سل يكنواخت و همگن از ژل اوليه به دست مي آيد، ژل - سل ناميده شده است. خواص و ويژگي هاي نانو ذرات توليد شده با استفاده از آناليزهاي XRD و BET و TEM مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از اين روش در دماهاي نسبتا پايين يعني كمتر از 140 درجه سانتي گراد حجم بالايي از نانو ذراتي كاملا يكنواخت جدا از يكديگر داراي توزيع اندازه ذره محدود، كريستالي با ساختار كريستالي صد در صد آناتاز و با اندازه كريستاليت كمتر از 6 نانو متر سطح ويژه بيش از 221 متر مربع برگرم و ميانگين اندازه ذرات كمتر از 7 نانو متر توليد گرديد. باتوجه به نتايج بدست آمده نتيجه گيري گرديد كه روش ژل - سل يك روش صنعتي بسيار موفق و منحصر به فرد براي توليد نانو ذرات اكسيد تيتانيم با خواص فيزيكي و شيميايي عالي مي باشد.