تهيه، مشخصه¬يابي و بررسي فعاليت ضدباكتري نانوكامپوزيتFe3O4/TEOS-TPS/Ag@TiO2 در اين اختراع جهت تصفيه بهتر آب صورت گرفته، لذا امروزه با توجه به افزايش روزافزون جمعيت و خشك سالي دسترسي به آب شيرين با محدوديت روبرو گرديده و به يك چالش بزرگ در سرتاسر جهان تبديل شده است. در گذشته تحقيقات بسياري بر روي انواع آنتي¬بيوتيك¬ها انجام گرفته ولي امروزه بدليل ناپايداري شيميايي، فراريت و ظهور اثرات جانبي استفاده از اين تركيبات به شدت محدود شده است. در دهه گذشته ظهور علم و فناوري نانو، موجب افزايش خاصيت باكتري زدايي ذرات گرديده و در اين بين نانوذرات نقره پركاربردترين نانوذره با خاصيت ضدباكتريايي است. استفاده از Ag@TiO2 بصورت ساختار هسته-پوسته باعث افزايش چشم-گير خاصيت ضدباكتريايي مي¬شود و وجود زمينه پليمري در نانو كامپوزيت¬هاي چند جزئي موجب بهبود اين خاصيت شده است. وجود هسته مغناطيسيFe3O4 در كنار پليمر TEOS-TPS با Ag@TiO2 نشانده شده بر روي اين تركيبات(شكل5) نوآوري كار انجام شده مي¬باشد كه اين هسته وظيفه انتقال و هدايت ذرات ضدباكتري را دارد. انجام تست ديسك نفوذي (شكل1) افزايش خاصيت ضدباكتري اين نانوكامپوزيت سه جزئي را تاييد و آناليزهاي XRD (شكل2) و FTIR (شكل3) حضور Ag، TiO2،Fe3O4 و پليمر TEOS-TPS را تصديق و تست VSM (شكل4) خاصيت مغناطيسي كل تركيب را خاطر نشان شد

ساخت نانو كامپوزيت مغناطيسي اكسيد آهن با پوشش‌هاي غير مغناطيسي به منظور مطالعه و بهبود خاصيت ضدباكتري نقره در اين اختراع مورد بررسي قرار گرفته است. امروزه درمان بيماري¬هاي عفوني يكي از بزرگ¬ترين چالش¬ها در سرتاسر جهان مي¬باشد. آنتي¬بيوتيك¬هاي متعددي جهت مهار رشد و از بين بردن باكتري¬ها بكار گرفته شده¬اند اما توسعه مقاومت و ظهور اثرات جانبي، استفاده از اين عوامل را به¬شدت محدود كرده¬اند، با اين وجود تركيبات زيستي در مقياس نانو داراي خصوصيات فيزيكي¬-¬شيميايي مناسبي هستند و نانوذرات نقره در مقايسه با نانوذرات فلزي ديگر داراي بيش¬ترين فعاليت ضدباكتري مي¬باشد. لذا در اين پژوهش براي بهبود خواص ضدباكتري، پوشش ضدباكتري بصورت كامپوزيت سه جزئي از نانوذرات نقره بر روي زمينه پليمري همراه هسته مغناطيسي نشانده شد. نتايج حاصل از پراش اشعه ايكس (شكل1)، طيف‌سنجي مادون‌قرمز(شكل2)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي(شكل3) مغناطش سنج ارتعاشي (شكل4)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري(شكل5)، آناليز پراكندگي نور ديناميكي (شكل6)و تست ضد باكتري(شكل7) نشان داد كه فعاليت ضدباكتري تركيبات Fe3O4، Fe3O4/TEOS-TPS با حضور نانوذرات نقره افزايش مي¬يابد و اين نوآوري موجب شد با استفاده از ميدان مغناطيسي خارجي امكان بازيابي نانوكاپوزيت فراهم شده و توليد نانوذرات مغناطيسي ضدباكتري با ماندگاري تاثير و نشست كم نقره در محلول¬هاي آبي كه هدف اصلي است، امكان پذير گردد.

در اين اختراع نانو ذرات آمورف سيليكا با اندازه ذرات بين 10 تا50 نانومتر ساخته شد. نانوذرات سيليكا به دليل مساحت ويژه بالا و گروه هاي فعال سطحي زياد به طور عمده در صنايعي نظير رنگ، لاستيك، داروسازي و بتن مورد استفاده قرار مي گيرد. اين نوع ذرات اغلب از روش هاي شيمي تر چون رسوب گذاري و سل ژل توليد مي شوند. نياز به استفاده از انواع مواد شيميايي خطرناك (اسيد و بازها) ، احتياج به فراوري مواد در دماهاي مختلف در كوره و مراقبت هاي لازم در استفاده و دفع مواد اوليه باعث افزايش هزينه و زمان توليد اين ذرات شده است. در اين اختراع، نانوذرات سيليكا با يك روش سريع و كم هزينه با پيروليز و سوختن يك ماده پليمري ارزان قيمت و بي خطر (سيليكون اچ تي وي) در هوا ساخته شد. به اين منظور، مقدار لازم از ماده پليمري وزن شده و در داخل يك كوره تيوبي تحت اتمسفر هوا به ارامي تا دماي ℃700 گرم و يك ساعت در اين دما نگه داشته شد. در اين دما عمل پيروليز و سوختن ماده پليمري صورت گرفته و عناصر اضافي به صورت گاز خارج شد. محصول واكنش به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، پراش پرتو ايكس (XRD) و طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از اين بود كه ماده حاصل نانوذرات سيليكا با ساختار غير كريستالي و با اندازه ذرات بين 10 تا50 نانومتر است. بر خلاف روش هاي متداول قبلي، در اين روش كل فرايند توليد در يك مرحله، با استفاده از فقط يك ماده اوليه بي خطر و در مدت زمان يك ساعت بدون نياز به آماده سازي قبلي و با هزينه اي بسيار كم انجام مي شود. صرفه جويي زماني توليد نانو ذرات سيليكا به روش ابداع شده در اين اختراع حدود 20 ساعت و بالاي 85 درصد تخمين زده مي شود. همچنين با توجه به سهولت روش، امكان توليد در حجم بالاي اين ماده وجود دارد.

ساخت سوزن اصلاح شده بر پايه تركيبات سيلاني گوگردي و نانوذرات طلا براي تزريق مواد در دستگاه طيف سنج تحرك يوني در اين اختراع انجام شده است. زمينه فني اظهارنامه اختراع نانو تكنولوژي و اندازه گيري مواد در مقادير بسيار پايين با دستگاه طيف سنج تحرك يوني است. مقصود اختراع اين بوده است كه بتوان با ساخت جاذب جديد براي تزريق مواد به دستگاه طيف سنج تحرك يوني حد تشخيص مواد الي و فرار را بهبود بخشيد. سوزن هاي معمول دستگاه طيف سنج تحرك يوني براي اندازه گيري هاي بسيار پايين در حدppb نمي توانند عمل كنند براي همين بايد سطح انها اصلاح گردد. براي رفع اين مشكل اصلاح سوزن دستگاه طيف سنج تحرك يوني با تركيب 3-تري متوكسيل 1-پروپان تيول حاوي نانو ذرات طلا از برجستگيهاي تكنيكي اين اختراع است. فرمول شيميايي و طرز ساخت سوزن اصلاح شده به قرار زير است: روش ساخت بدين گونه است كه بعد از ايجاد گروه هاي اكسيدي به وسيله متانول بر روي سطح سوزن با استفاده از روش سل ژل يك لايه پليمري از تركيب 3-تري متوكسيل 1-پروپان تيول بر روي سوزن به صورت پيوند شيميايي قرار داديم. سپس يك لايه نشاني به صورت اتمي از نانوذرات طلا ايجاد شد.

تركيب هاي سيلاني متشكل از گروه هاي آلي و معدني مي باشند كه به طور وسيعي در صنايع مختلفي مانند هوا فضا، محيط دريايي، ساختمان سازي و صنعت اتومبيل به كار مي روند. تركيب هاي سيلاني در چند دهه اخير به دليل داشتن ويژگي هايي چون سازگاري با محيط زيست، به صرفه بودن از لحاظ اقتصادي، حفاظت از خوردگي عالي و چسبندگي عالي به سطح برخي از فلزات، بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. هنگام هيدروليز تركيب هاي سيلاني، گروه هاي سيلانول از سيلان بوجود مي آيد. هيدروليز باعث مي شود كه ملكول هاي سيلان بر روي سطح زيرلايه نشسته و در هنگام چگالش پيوندهايي به شكل Si–O–M با سطح فلز برقرار كنند. همچنين پيوندهايي عرضي ديگر به شكل Si–O–Si بوجود مي آيد. اما گروه هاي سيلانول نمي توانند به خوبي با سطح مس پيوند برقرار كنند. در مقابل برخي از تركيب هاي سيلاني با سطح مس واكنش داده و پيوند برقرار مي كنند كه آنها را با گروه هاي مركاپتو مشخص مي كنند. تري مركاپتوپروپيل (تري‎متوكسي سيلان) (MPTMS) تركيب هاي سيلاني هستند كه داراي گروه مركاپتو مي باشند كه پيوند كوولانت با سطح مس برقرار مي كند. در تحقيق حاضر، پوششي از تركيب هاي سيلاني بر روي مس ايجاد و اثر آن بر رفتار خوردگي مس در محلول كلريد سديم بررسي شد. از تترا اتيل اورتو سيليكات براي بوجود آمدن پيوند عرضي Si–O–Si و از تري مركاپتوپروپيل (تري‎متوكسي سيلان) براي برقرار كردن پيوند كووالانت با مس به وسيله گروه مركاپتو استفاده شد. خواص حفاظتي اين پوشش با استفاده از آزمون هاي الكتروشيميايي ارزيابي شد.

پوشش ضد ميكروبي نقره تيتا نيا برروي شبكه پليمري

توليد كامپوزيت‌هاي زمينه آلومينيومي از طريق فرايندهاي ذوبي با مشكلاتي از قبيل واكنش‌هاي نامطلوب بين زمينه و تقويت‌كننده، توزيع نامناسب ذرات تقويت‌كننده در زمينه و ترشوندگي ضعيف ذرات با زمينه مواجه است.در اين اختراع براي رفع مشكلات يادشده، از روش پيروليز يك ماده آلي ارزان قيمت در مذاب استفاده شد. ماده آلي انتخاب شده سيليكون اچ تي وي مي¬باشدكه پس از پيروليز، ذرات سيليكاي آمورف را به صورت درجا در زمينه ايجاد مي¬كند. براي ساخت اين كامپوزيت آلومينيوم خالص در دماي750 درجه سانتي¬گراد ذوب گرديد.سپس مذاب به مدت 20 دقيقه همزده شد و در اين حين 4 درصد وزني از سيليكون اچ تي وي به صورت تدريجي وارد مذاب گرديد. بررسي¬ها ايجاد توزيع يكنواختي از ذرات سيليكا با ترشوندگي مناسب در زمينه را نشان داد. ايجاد اين ذرات باعث افزايش قابل توجه سختي و استحكام كششي و تسليم سرد و گرم نسبت به نمونه غير كامپوزيتي شد. در اين روش، ذرات تقويت كننده پايدار با استفاده از يك ماده و روش كم¬هزينه در مذاب ايجاد مي¬شوند. با توجه به سهولت روش، امكان توليد در حجم بالاي اين ماده وجود دارد. از اين كامپوزيت مي¬توان به عنوان ماده¬اي با استحكام مخصوص بالا در صنايعي مانند خودروسازي، هواپيمايي، هوافضا‌‌ و نظامي استفاده كرد.

سالانه هزينه هاي مالي زيادي صرف بهبود ايمني راه ها و باند هاي فرودگاه ها در مناطق سردسير مي شود. يكي از پارامتر هاي تأثيرگذار در ايمني و كاهش سوانح، لغزنده نبودن سطح رويه جاده در هنگام بارش باران و برف است. براي هدايت و كنترل وسايل نقليه و راحتي رانندگان در راه ها نياز به يك سيستم مناسب به منظور تسريع در تخليه آب هاي موجود و جلوگيري از تشكيل لايه هاي يخ و برف در سطح جاده است. وجود برف و باران در سطح روسازي باعث كاهش اصطكاك سطح رويه شده كه به لحاظ ايمني مشكل آفرين است. در حدود ۲۰ درصد از تصادفات جاده اي زماني اتفاق مي افتد كه سطح روسازي خيس است و زهكشي نامناسب و اصطكاك نا كافي روسازي باعث تصادف مي‌شود. يكي از عوامل كاهش اصطكاك در زمان بارندگي وجود لايه هاي آب و يخ در سطح رويه است. در اين مسير، استفاده از علوم جديد مي تواند راهگشا باشد. از اين رو يكي از راه هاي تسريع در تخليه آب هاي موجود و جلوگيري از تشكيل لايه هاي يخ وبرف در سطح جاده استفاده از پوشش هاي آب گريز است. مشكل اساسي در فوق آب گريزي سطوح آسفالتي وجود دارد اينست كه براي جلوگيري از چسبندگي يخ به سطوح تنها آبگريزي سطح كافي نيست و به سطحي فوق آب گريز نياز است، به همين دليل به ماده اي نياز است كه علاوه بر سازگاري با سطوح آسفالتي (به دليل وجود قير) و بتني توانايي فوق آب گريزي سطح را داشته باشد. از ديگر مشكلات اينست كه، براي كاهش لايه هاي آبي سطح روسازي تنها سيستم زهكشي مناسب كافي نيست و وجود مواد آب گريز به تسريع زهكشي سطحي رويه كمك فرواني مي كند. از اين رو در اين اختراع ماده اي توليد شده كه علاوه بر فوق آب گريزي سطوح آسفالتي و بتني قابليت سازگاري با اين محيط را داشته باشد و همچنين به تسريع زهكشي سطحي رويه كمك كرده و از تشكيل لايه هاي يخ در سطح روسازي جلوگيري به عمل آورد.