آنتن شفاف مايكرواستريپي با هادي شفاف اكسيد اينديم-قلع و افزايش راندمان آن با نانو ذرات طلا در زمينه فني برق، مخابرات، آنتن و نانو فن آوري مي باشد. با توجه به كاربرد گسترده آنتن هاي شفاف در صنايع خودروسازي به عنوان آنتن جي پي اس و يا آنتن راديو روي شيشه اتومبيل، در صنايع ساختمان سازي، صنايع مخابراتي، ومهمتر از همه صنايع هوا و فضا (بخصوص در ماهواره هاي كوچك كه اين آنتن ها به صورت يكپارچه با سلول خورشيدي مورد استفاده قرار مي گيرند) و با توجه به عدم ساخت اين آنتها تا به امروز در كشور احتياج به طراحي اينگونه آنتن ها با مواد شفاف جديد كه همزمان داراي شفافيت و هدايت الكتريكي بالا مي باشند وجود دارد. در طراحي اين قبيل آنتنها مشكلاتي از قبيل تلفات عمق پوستي و تلفات صفحه زمين وجود دارد كه باعث افزايش مقاومت سطحي و كاهش گين مي شوند. در اين اختراع براي افزايش راندمان در حين حفظ شفافيت روش نوين و كارآمد استفاده از لايه نشاني نانومتري فلزات نيمه شفاف به صورت يكنواخت و غير يكنواخت استفاده شده است.

با توجه به اين موضوع كه تشخيص غلظت ديگوكسين موجود در خون بيماران قلبي يكي از اساسي ترين نيازهاي جامعه ي پزشكي است و امروزه براي تشخيص غلظت ديگوكسين از روش الايزا استفاده مي شود كه در آن حجم بالايي از نمونه ي خوني مورد نياز بوده و زمان اندازه گيري غلظت ديگوكسين موجود در خون بيمار چندين ساعت است، در اين پروژه به ساخت ميكروحسگري با تكنولوژي MEMS براي اين تشخيص با هدف كاهش حجم نمونه تا حدود يك قطره خون (μl 50)، افزايش سرعت پاسخ دهي تا كمتر از 30 ثانيه و افزايش دقت تا pg/ml 0/5 پرداخته شد، بعلاوه اندازه گيري ها به روش امپدانس متري و با دستگاه طيف سنج امپدانس الكتروشيمايي انجام شد. ميكروحسگر از يك ساختار با الكترودهاي شانه اي تشكيل شده است كه فاصله ي بين الكترودها و ضخامت آنها برابر 7 ميكرومتر و جنس آنها از فلز طلا با ارتفاع 200 نانومتر است. اين ميكروحسگر به روش ليتوگرافي روي زير لايه ي شيشه اي با ابعاد 1/2*1/2 سانتي متر مربع ساخته شده است. كوچك سازي ميكروحسگر علاوه ير كاهش قيمت محصول، موجب مي شود كه حمل و نقل ميكروحسگر به سادگي انجام پذير باشد. در آخر، المان هاي مدار معادل ميكروحسگر و مدل الكتريكي آن در قالب جدولي ارائه شده است.

در دستگاه هاي مشابه قبلي تعيين موقعيت با كمك سنسورهاي قديمي شتاب سنج و ژيروسكوپ انجام مي شد.طوري كه به خاطر بزرگ بودن و قديمي بودن اين سنسورها، احتمال جواب درست بودن پايين مي آيد. از طرف ديگر به علت بهينه نكردن فيلترهاي مورد نياز جهت كاهش نويز، خطاي اين سيستم ها زياد بود. اين در حالي است كه با توجه به پيشرفت علم با بهينه كردن و عوض كردن فيلترها، خطاي وسايل اندازه گيري كم و دقت انها افزايش ميابد. در اين اختراع با كمك سنسورهاي شتاب سنج و ژيروسكوپ MEMS ، با استفاده از الگوريتم هاي رياضي موقعيت زاوي اي جسم را به دست مي آوريم و براي حذف نويز از فيلتر كالمن استفاده ميكنيم.

ويسكوزيته (لزجت) سيالات يكي از مهمترين خواص فيزيكي سيالات مي باشد كه تاثيري مستقيم بر روابط ديناميك سيالات (به عنوان مثال جهت طراحي، شبيه سازي و پيش بيني رفتار سيال) دارد. از اين رو دانستن مقدار دقيق ويسكوزيته از اهميت بالايي برخوردار است. به علاوه از آنجايي كه ايجاد تغييرات در لزجت يك سيال مي تواند بيانگر يك هشدار باشد، تعيين سريع و دقيق لزجت سيالات در حوزه هاي نفت، پتروشيمي، سامانه هاي انتقال حرارتي و علوم زيستي حائز اهميت مي باشد. روش هاي رايج جهت تعيين مقدار ويسكوزيته سيالات نيازمند تجهيزات گران قيمت، حجيم و حجم بالايي از سيال مي باشند. همچنين اين سامانه ها بعضا نيازمند مدت زماني طولاني جهت تعيين لزجت سيال مي باشند. سامانه ي فوق با استفاده از حركت سيال در ميكرو كانالي با سطح مقطع مستطيل به وسيله ي جريان مويينگي و استفاده از يك سامانه ي تشخيص نوري مقدار ويسكوزيته سيالات را در مدت زمان بسيار كوتاهي (چند ثانيه الي چند دقيقه) تعيين مي نمايد. از مهمترين ويژگي هاي اين سامانه سرعت عمل بالا، قابليت حمل، توان الكتريكي پايين (با توجه به بهره بردن از جريان مويينگي) و حجم اندك مورد نياز (26.075 ميكرو ليتر) از سيال جهت تعيين ويسكوزيته مي باشد.

نشتي در خطوط گاز از جمله عواملي است كه باعث هدر شدن انرژي است، نشت در خطوط زيرزميني از جمله چالش¬ها و مشكلات است. جهت تشخيص محل نشتي گاز در خطوط زيرزميني انتقال گاز، سامانه نشت¬ياب طراحي و ساخته شده است. اين سامانه با مكش هواي داخل زمين در طول مسير انتقال گاز، در چندين موقعيت مختلف، اقدام به نمونه برداري از هواي مكش شده نموده و با مقايسه مقدار غلظت گاز توسط حسگرهاي مربوطه، محل نشتي گاز را تشخيص مي¬دهد. اين دستگاه شامل پمپ مكش، سيستم لوله كشي و اتصالات خلاء، پروب¬هاي مخصوص مكش، واحد¬هاي الكترونيكي، قسمت مخابراتي و باتري است. هوا از طريق شلنگ¬هاي فنردار مخصوص خلاء و بست¬هاي خلاء، به درون پروب ها مكش مي¬شود. پروب ها به شبكه حسگر متصل شده و اطلاعات حسگرها به واحد پردازش منتقل مي¬گردد. از تحليل و مقايسه داده¬هاي چند نقطه در نرم افزار LABVIEW، مكان دقيق نقطه¬اي نشت گاز تعيين مي¬شود. بنابراين به طور خلاصه مي¬توان گفت اين سيستم تشخيص محل نشتي گاز يك سيستم تركيبي از قسمت¬هاي الكترونيك، مخابرات، مكانيك، نيوماتيك و كامپيوتر مي¬باشد كه با هدف تعيين محل نشتي گاز با يكديگر تعامل مي¬كنند.

ساختمان ها سرپناهي مناسب جهت حفظ آدمي در برابر شرايط نامساعد محيطي به منظور تأمين آسايش و راحتي هستند در حاليكه اين محيط بسته گاهي خود به قتلگاه انسان تبديل مي شود. بخارات توليد شده در محيط هاي بسته تاثيرات مختلفي بر فيزيولوژي بدن و محيط پيراموني دارند برخي از اين گازها نظير مونوكسيد كربن كه از احتراق ناقص سوختها حاصل مي شود يا دود ناشي از آتش سوزي مي توانند به سلامت بدن آسيب جدي وارد كنند به طوريكه سالانه بيش از هزار نفر در كشور بر اثر استنشاق گاز مونوكسيد كربن جان خود را از دست مي دهند. بسياري از گازها نيز بي اثرند براي مثال بخار آب به سلامتي آسيبي نمي رساند فقط بر روي شيشه و آينه نشسته ميزان شفافيت و وضوح تصوير را كاهش مي ددهد و به اين طريق در تضاد با خواسته انسان رفتار مي كند. شيشه هوشمند ساخته شده در اين طرح در مواجه با گاز سمي مونوكسيد كربن و دود ناشي از آتش سوزي خودكشي مي كند تا با شكسته شدن خود باعث تبادل هوا و نجات جان انسان گردد. اما در مواجه با بخارات آب با حذف بخارات از سطح خود سبب افزايش شفافيت شيشه شده ميزان نور ورودي و شفافيت تصوير را افزايش مي دهد كه بالتبع افزايش كيفيت زندگي انسان مي گردد. به طور كلي مي توان گفت اين شيشه هوشمند در برخورد با بخارات مختلف رفتاري هوشمندانه متناسب با نياز فيزيولوژي انسان از خود نشان مي دهد. اين شيشه هوشمند علاوه بر تشخيص نوع گاز و اجراي واكنش مناسب مزاياي ديگري را نيز ايجاد مي كندن: 1- با برگشت دادن گرماي تابشي (امواج مادون قرمز) داخل منزل به درون و جلوگيري از خروج گرما از اتلاف انرژي ساختمان تا 40٪ جلوگيري مي كند. 2- امواج مضر ماوراي بنفش ورودي از پنجره كه بر سلامتي انسان و طول عمر اثاثيه منزل اثر مي گذارد را به شدت كاهش مي دهد .

اين نوآوري به صورت نامرئي و يكپارچه قابل استفاده بر روي تمام شيشه ها و آئينه ها اعم از خودرو و ساختمان بوده و مزيتهاي زير را دارد: 1- اين گرمكن مجزا از خود شيشه نبوده و به صورت يك فيلم نازك شفاف بر روي شيشه يا آينه لايه نشاني شده و با عبور جريان گرم مي شود. اين مزيت سبب مي شود كه برخلاف روشهاي قديمي حضور لايه ضد بخار تأثيري بر روي ديد نداشته، وضوح تصوير و ديد را مختل نكند. اتصالهاي الكتريكي مورد نياز نيز بسيار نازك در طرفين شيشه لايه نشاني شده و در زوار پنجره يا قاب آينه مخفي مي شوند. 2- اين گرمكن بر خلاف روشهاي قديمي تمام سطح شيشه را به صورت كامل و يكنواخت گرم كرده و بخارات را كاملا از روي شيشه يا آينه پاك مي كند. 3- اين گرمكن از آنجا كه مي تواند مستقيما روي شيشه يا آينه را گرم كند (برخلاف روشهاي قديمي كه روي آينه را از طريق پشت آن گرم مي كنند) توان الكتريكي مورد نياز آن براي حذف بخارات كمتر از نمونه هائي مي باشد كه از طريق گرم كردن پشت آينه بخارات روي آينه را حذف مي كنند. بنابراين انرژي الكتريكي كمتري مصرف مي كنند. 4- در اين گرمكن بر خلاف روشهاي قديمي احتمال قطعي به صفر مي رسد، چرا كه جريان الكتريكي فقط از طريق يك سيم نازك عبور نمي كند. بلكه يكنواخت از كل سطح عبور كرده در صورت ايجاد خراش يا بريدگي، جريان الكتريكي از ديگر قسمتهاي سطح عبور كرده و كل سطح را گرم مي كند. به عبارت ديگر خرابي (مرجوعي) در حين ساخت يا استفاده به صفر مي رسد. 5-ماده به كار رفته در اين طرح نو طيف نور مرئي را از خود عبور داده اما بخش وسيعي از طيف نور مادون قرمز (حرارت) را بر مي گرداند اين امر از آنجا حائز اهميت است كه مي دانيم بخش قابل توجهي از انرژي حرارتي در ساختمان و خودرو از طريق شيشه تلف مي شود. با لايه نشاني فيلم ضد بخار، حتي بدون استفاده از گرمكن آن، اتلاف انرژي از طريق شيشه به حداقل مي رسد كه اين ويژگي يكي از قابليتهاي بسيار مهم اين نوآوري مي باشد. 6- از آنجا مواد اوليه براي ساخت اين نوع ضد بخار ارزان مي باشد، هزينه تمام شده صنعتي اين ضد بخار از نمونه هاي ديگر كمتر بوده و صرفه اقتصادي دارد. براي ساخت اين اختراع ابتدا بوسيله يكي از روشهاي لايه نشاني مورد استفاده در آزمايشگاههاي نانو يك فيلم بسيار نيمه هادي اكسيدي نظير دي كسيد قلع با ضخامت نانومتر را بر روي شيشه يا آينه لايه نشاني مي كنيم. در ادامه در دو انتهاي فيلم شفاف نيز دو اكترود فلزي بسيار به يكي از روشهاي لايه نشاني آزمايشگاههاي نانو براي برقراري اتصالات الكتريكي بر روي فيلم نازك هادي شفاف لايه نشاني مي گردد. با اتصال منبع ولتاژ (باطري يا برق شهر) و با عبور جريان از سطح فيلم هادي شفاف سطح شيشه يا آينه به طور كامل و يكنواخت گرم شده و بخارات حذف مي گردند.

هدف از توليد ميكروپيل هاي پليمري، توليد مولدهاي تواني مي‌باشد كه بتوان از آنها به راحتي در تجهيزات قابل حمل استفاده كرد. اندازه ميكروپيل‌هاي پليمري وابسته به طراحي و ايجاد كانال‌هاي توزيع سوخت مي‌باشد. مشكلي كه در طراحي و ساخت كانال‌هاي توزيع جريان وجود داشت جمع نشدن پارامترهاي تزريق سوخت با فشار كم به كانال‌ها، استفاده از ابعاد كوچك در كانال‌ها و افت فشار پايين در طول كانال‌هاي توزيع جريان بود كه در ادامه به صورت خلاصه هر كدام از پارامترهاي ذكر شده را توضيح خواهيم داد. علت اينكه تزريق سوخت با فشار كم در ميكروپيل‌هاي پليمري مهم مي‌باشد به خاطر MEA مي‌باشد. با توجه به اينكه ابعاد استفاده شده در MEA خيلي كوچك مي‌باشد در نتيجه اگر سوخت با فشار بالا به كانال‌ها تزريق شود باعث پارگي MEA خواهد شد. استفاده از ابعاد كوچك براي كانال‌ها از اين لحاظ حائز اهميت است كه ابعاد كوچك كانال‌ها باعث كوچك شدن پيل خواهد شد و بالطبع آن وزن پيل كاهش پيدا خواهد كرد و وزن براي ميكروپيل‌ها يك پارامتر خيلي مهم محسوب مي‌شود چون فلسفه توليد ميكروپيل‌ها، استفاده در تجهيزات قابل حمل مي‌‌باشد. افت كم فشار در طول كانال‌ها نيز به اين علت حائز اهميت مي‌باشد كه فشار بايستي در حدي باشد كه MEA بتواند سوختي كه در كانال‌ها در جريان است را مصرف كند و طوري نباشد كه به علت افت فشار بيش از حد MEA ديگر نتواند سوخت را مصرف كند و سوخت بدون مصرف از كانال‌ها خارج گردد. كانال‌هايي كه در ادعانامه آورده شده‌اند بر روي بستري از گرافيت ايجاد شده‌اند كه خود بستر گرافيت به علت اينكه هادي جريان الكتريكي است مي‌تواند به عنوان جمع كننده جريان مورد استفاده قرار گيرد و اين باعث حذف جمع كننده جريان از پيل و در نتيجه باعث كاهش وزن كل پيل خواهد گرديد. همچنين نوع طراحي كانال‌ها به صورتي بوده است كه براي داشتن توزيع يكنواخت سوخت در كانال‌ها مي‌توان سوخت را با فشار خيلي كم به كانال‌ها تزريق كرد كه در طرح استفاده شده فشار سوخت تزريقي در حدود 06/1 بار مي‌باشد، علاوه بر اين طراحي چيدمان كانال‌ها طوري صورت گرفته است كه ميزان افت فشار خيلي كمي و در حدود 06/0 مي‌باشد و اين باعث مي‌شود كه حجم زيادي از سوخت تزريقي داخل كانال‌ها مصرف گردد. اين موارد گفته شده در صورتي مي‌باشد كه ابعاد كانال‌ها نيز خيلي كوچك انتخاب شده‌اند. سطح مقطع انتخاب شده مستطيلي 3/0 × 3/0 ميليمتر مي‌باشد و طول كانال‌ها 15 ميليمتر هستند و فاصله بين كانال‌ها 3/0 ميليمتر مي‌باشد. البته بايد اين نكته را نيز ذكر كرد كه دبي استفاده شده با توجه به طراحي صورت گرفته نيز خيلي پايين و در حدود 50 sccm (standard cubic centimeter per minute) مي‌باشد.