خلاصه توصيف: عنوان اختراع: ساخت سنسور فاقد آنزيم بر پايه نانو اكسيد نيكل براي تشخيص ميزان گلوكز خون A Novel Nonenzymatic Biosensor Based on Nickel Oxide Nanoparticles زمينه فني : شيمي ، بيوتكنولوژي مشكل فني: اندازه گيري ميزان قند خون بيماران ديابتي اندازه گيري ميزان قند موجود در صنايع غذايي، بيوتكنولوژي و دارويي هزينه پايين ساخت و بهره برداري استقامت و طول عمر طولاني حساسيت بالا و دقيق و سريع بودن پاسخ و عملكرد ارائه راه حل: راه حل ارائه شده شامل به كار گيري نانو ذرات الكتروشيميايي سنتز شده نيكل اكسيد با و الكترديپوزيت آن بر روي بستري از يك الكترود گرافيتي مي باشد. طرز كار: اين سنسور بر اساس مكانيسم زير عمل مي كند: Ni(OH)2 + OH- → NiO(OH) + H2O + e− NiO(OH) + glucose → Ni(OH)2 + glucolactone محاسن : • قيمت تمام شده و ساخت بسيار پايين آن ، نسبت به ديگر موارد مشابه موجود • پايداري و طول عمر بيشتر آن نسبت به اختراعات پيشين • سادگي و سهولت انجام و مراحل ساخت، كه در اين اختراع سعي شده است كه به ساده ترين نحو ممكن مراحل ساخت انجام گيرد. و تا حد امكان از مواد بسيار رايج و معمول و ارزان قيمت در تهيه آن بهره گرفته شده است. • زمان مورد نياز ساخت اين سنسور از ديگر مزاياي آن مي باشد كه تمام مراحل وقت گير و پر دردسر در ديگر طرح هاي اجرا شده از آن حذف شده است. • زمان پاسخ گويي ، حساسيت ، حد تشخيص و گزينش پذيري در اين سنسور ساخته شده مورد آزمايش قرار گرفت، كه معلوم شد در مقايسه با ديگر كارهاي ثبت شده و گزارش شده در سطح جهاني، چشمگير و ارزشمند است.

درصد بالاي نرخ مرگ و مير نوزاد نشخواركنندگان (گاو،گوسفند، بز و گاوميش) باعث هدررفت منابع مالي زيادي در صنعت پرورش دام كشور مي شود. اختراع حاضر روش و فرمولاسيون ساخت تركيبي خوراكي متشكل از منابع گياهي حاوي ليكوپن، نشاسته، روغن گياهي و نمك طعام است كه به صورت دو منظوره در تغذيه دام هاي ابستن مشكل تلفات نوزاد نشخواركنندگان را با افزايش توليد آغوز و غلظت ايمنوگلوبولين هاي آغوز مرتفع مي كند. فرمولاسيون اختراع داراي 30-60 درصد تركيبات گياهي حاوي ماده موثره ليكوپن، 40-65 درصد نشاسته غلات، 10- 5 درصد نمك طعام و 1-5 درصد روغن گياهي است. ماده موثره اختراع تركيب قرمز رنگ ليكوپن (از خانواده كاروتنوئيد) است كه از منابع گياهي (از قبيل گوجه فرنگي) تامين مي شود. شيرابه منابع گياهي حاوي ليكوپن بعد از فرايند شستشو و تخمير بي هوازي تا مرحله پودري خشك مي شود و سپس در با نمك طعام، نشاسته غلات و روغن گياهي به نسبت هاي مشخص براي دام ها مخلوط مي شود. اختراع به صورت پودري در جيره دام هاي آبستن در انتهاي دوره آبستني كاربرد دارد.

هدف از اين اختراع ، توليد اسيد هاي آمينه محافظت شده در برابر تجزيه شدن در شكمبه نشخواركنندگان است. اسيد هاي آمينه ضروري متيونين و ليزين براي دام هاي نشخواركنندگان پرتوليد عامل محدود كننده هستند. افزودن مستقيم منابع متيونين و ليزين به دليل حضور ميكروارگانيسم ها در شكمبه حيوانات نشخوار كننده ناموفق است. ميكروارگانيسم هاي شكمبه سبب تجزيه منابع اسيد آمينه اي مي شوند و از عبور انها به روده كوچك ممانعت مي كنند. استفاده از روش هاي كپسوله كردن ليزين و متيونين آنها را در مقابل هضم ميكروبي شكمبه تا حدودي محافظت مي كند ولي اين روش هزينه بالا دارد و ممكن است پوشش ها در طي مخلوط كردن خوراك، فرآوري مواد خواركي، هنگام جويدن و يا نشخوار آسيب ببيند و سبب تجزيه اسيد آمينه توسط ميكروب هاي شكمبه شود. اين اختراع مشكلات مرتبط با اسيد امينه هاي با پوشش پليمري را مرتفع مي سازد. در اين اختراع كليت كلسيم يا منيزيم با اسيد آمينه (ليزين يا متيونين) به نسبت مولي 1 به 1 يا 1 به 2 ايجاد مي شود. كه علاوه بر افزايش قابليت دسترسي به عناصر استفاده شده، سبب پايداري اسيد امينه ها در مقابل تجزيه شكمبه اي مي شود. در اختراع حاضر از عناصر پر مصرف استفاده مي شود. اختراع حاضر از لحاظ افزودن به جيره محدوديت ندارد و ضمن تامين اسيد آمينه محافظت شده در شكمبه سبب افزايش زيست فراهمي عنصر كلسيم يا منيزيم خواهد شد.

سنگ معدن بوكسيت، منبع اصلي آلومينا است. در ايران منابع بوكسيت بسيار محدود است و بيشتر آلوميناي مصرفي داخل از واردات تأمين مي¬شود. آلومينا يك خانواده از تركيبات غيرآلي با فرمول شيميايي Al2O3 است، ويژگي¬هايي كه آلومينا دارد باعث شده از آن در كاربردهاي بسياري استفاده شود. سرباره صنعت آلومينيوم، يك محصول جانبي از فرايند ذوب آلومينيوم است، كه مطابق قوانين بين المللي جزء ضايعات خطرناك براي محيط زيست طبقه¬بندي مي¬شود. اين سرباره مخلوطي پيچيده از تركيبات آلومينيوم، سيليس، آهن، كلسيم و مقادير جزئي عناصر ديگر است كه قسمت عمده آن اكسيد آلومينيوم است. در اين اختراع روشي براساس هضم شيميايي معرفي مي¬شود كه امكان استحصال آلومينا از خاك سرباره كارخانه آلومينيوم را فراهم مي¬آورد. در اين روش ابتدا ناخالصي¬هاي مزاحم، در مرحله هضم اوليه حذف شده و در نهايت با انجام مرحله هضم نهايي و سپس خنثي¬سازي ليچانت، آلومينيوم هيدروكسايد بدست مي¬آيد كه طي يك مرحله كلسيناسيون به آلومينا خالص (99%) تبديل مي¬شود. عدم پيچيدگي فرايند و استفاده از ماده اوليه پسماند و ارزان قيمت، و در نتيجه توليد آلومينا به روشي مقرون به صرفه و دوستدار محيط زيست از ابتكارات به كار رفته در اين اختراع است.

ايران با وجود 300 روز آفتابي در بيش از دو سوم آن و متوسط تابش 4.5 تا 5.5 كيلو وات ساعت بر متر مربع در روز يكي از كشورهاي با پتانسيل بالا در زمينه انرژي خورشيدي است و اين امكان وجود دارد كه بخش قابل توجهي از انرژي گرمايي مورد نياز خانواده¬ها با استفاده از اجاق¬هاي خورشيدي براي مصارف پخت و پز تأمين گردد. استفاده از اجاق¬هاي خورشيدي علاوه بر منافع اقتصادي براي خانواده¬ها، تا حد زيادي موجب پيشگيري از تخريب جنگل¬ها و كاهش صدمات زيست¬ محيطي ناشي از سوخت¬هاي فسيلي مي¬شود. از اين جهت توسعه دانش طراحي، ساخت و بهره¬برداري از اين سيستم¬ها مي¬تواند نقش مؤثري در تغيير الگوي مصرف انرژي در كشور ايجاد نمايد. تا كنون مدل¬هاي مختلفي از اجاق¬هاي خورشيدي با سطوح متمركز كننده سهمي براي پخت غذا ساخته و مورد استفاده قرار گفته است اما نمونه¬اي با ويژگي¬هاي بيان شده در اين اختراع براي پخت نان ابداع نشده است. در اين اختراع كاربرد جديدي از اجاق خورشيدي ارائه شده است كه با نمونه¬هاي قبلي كاملا متفاوت مي¬باشد. نوآوري اصلي در اين اختراع طراحي و ساخت يك محفظه ويژه و مناسب براي پخت نان مي¬باشد كه امكان پخت نان توسط اجاق خورشيدي سهمي را ممكن مي¬كند. براي پخت بهينه نان لازم است حرارت به صورت همزمان و مناسب از سطح بالايي و پاييني به نان منتقل شود به اين منظور محفظه¬اي طراحي شده است كه علاوه بر سطح زيرين مي¬تواند از سطح بالايي نيز انرژي خورشيدي را به صورت موثر جذب و حرارت دريافت شده را به نحو مناسب به سطح بالايي نان منعكس نمايد تا نان با كيفيت بهتر و زودتر پخته شود. ويژگي مهم اين ظرف در درب طراحي شده براي آن مي¬باشد. اين درب از دو جداره شفاف ساخته شده است كه بين دو جداره خلاء مي¬شود و تا كنون نمونه¬اي از اين ظرف براي پخت نان به وسيله اجاق خورشيدي در هيچ كجا ارائه نشده است. با اين طراحي ضمن دريافت اشعه مستقيم تابيده شده از سطوح شفاف به داخل ظرف از برگشت انرژي تابيده شده از طريق هدايت گرمايي به دليل وجود خلاء جلوگيري مي-گردد. به اين روش بخش زيادي از انرژي كه قصد خروج از ظرف را دارد به تله مي¬افتد و به سطح بالايي نان انتقال مي¬يابد. با استفاده از محفظه طراحي شده سرعت و كيفيت پخت نان به طور قابل ملاحظه¬اي افزايش مي¬يابد و راندمان دستگاه افزايش مي¬يابد. با استفاده از اين دستگاه در مناطق شهري، روستايي و عشايري سالانه صرفه¬جويي هنگفتي در مصرف انرژي انجام مي¬شود و از تخريب جنگلها و مراتع جلوگيري خواهد شد. همچنين در هنگام بروز حوادث غير مترقبه كه تمامي زير ساخت¬هاي انرژي از كار مي¬افتد با استفاده از اين دستگاه مي¬توان علاوه بر پخت نان براي پخت غذا و جوشاندن آب و بهداشتي نمودن آن استفاده نمود.

عملكرد اين اختراع به گونه اي است كه ميكرومتراز يك طرف غلاف وارد مي¬شود و پروب (Probe) آن به ساچمه واسط و نگهدارنده ميكرومتر موجود در غلاف متصل مي¬شود. شفت نگهدارنده ميكرومتر از غلاف بيرون زده و پايه¬ي نگهدارنده ميكروالكترود به آن متصل شده است. با تنظيم ميكرومتر، نگهدارنده ميكرومتر به كمك فنر فشاري كه دربرگيرنده نگهدارنده ميكرومتر است درون غلاف بالا و پايين رفته و در نتيجه باعث حركت پايه نگهدارنده قطعه گرافيتي درون سل الكتروشيميايي مي¬شود. مجموعه مونتاژ شده فوق درون يكي از حفرات درپوش تفلوني سل الكتروشيميايي به صورت ثابت قرار مي گيرد و سل الكتروشيميايي نيز داراي پايه نگهدارنده است كه مجموع اين عوامل باعث توليد پاسخي تكرارپذير مي شوند. هزينه ساخت براي هر ميكروالكترود نسبت به قبل كاهش يافته و استفاده از آن بسيار راحت و ساده است و با استفاده از اين نگهدارنده ميكروالكترود در زمان ساخت ميكروالكترودها مي توان صرفه جويي كرد.

خلاصه در پرونده يافت نشد به تصوير شرح و توصيف مراجعه شود

با توجه به اهميت توليد پتاسيم پرسولفات و كاربرد آن در صنايع مختلف، در اين اختراع پتاسيم پرسولفات به روش الكتروليز با بهينه كردن شرايط واكنش از قبيل زمان، جريان، دما، و غلظت محلول ها با خلوص بالا بدست آمد. در حال حاضر پتاسيم پرسولفات توليدي خلوص بالايي نداشته و واكنش آن داراي راندمان مطلوبي نيست، براي اولين بار در سنتز اين تركيب كه از ماده اوليه هاي پتاسيم سولفات و اسيد سولفوريك استفاده شده بود، از افزودني هايي (مانند تيوسانات) جهت افزايش بازده سنتز و خلوص محصول استفاده گرديد.