در سال هاي اخير غشاها به ويژه غشاهاي پليمري به دليل مزاياي منحصر به فرد خود در بسياري از صنايع از جمله صنايع غذايي، داروسازي، تصفيه آب و فاضلاب، هسته اي، نفت، گاز و پتروشيمي و ... مورد توجه قرار گرفته اند. روش هاي متعددي جهت سنتز يك غشا پليمري تخت در ابعاد آزمايشگاهي وجود داشته كه روش ريخته گري محلول به دليل سادگي آن يكي از كاربردي ترين آن ها محسوب مي شود. يكي از مهمترين مراحل روش ريخته گري قالب گيريست. روش هاي قالب گيري به دو دسته الف) دستي ب) اتومات تقسيم مي شوند. از معايب روش هاي دستي مرسوم كه قالب گيري به وسيله يك لوله (معمولا از جنس پلكسي) صورت مي گيرد، مي توان به عدم توانايي توليد غشا با ضخامت هاي مختلف، عدم يكنواختي سطح غشا و نيز هدر رفت نانومواد به دليل عدم وجود حاشيه مناسب در هنگام قالبگيري اشاره نمود. دستگاه هاي اتومات اگر چه غشا را با ويژگي هاي مورد نياز و با دقت بسيار بالايي سنتز مي كنند ولي هزينه بسيار بالايي دارند. دستگاه فيلم كش دستي اختراعي، دستگاه قالب گيري مقرون به صرفه اي است كه مي توان با استفاده از آن غشاهايي با ويژگي هاي مطلوب توليد نمود.

اين دستگاه به منظور اندازه‌گيري تنش سطحي و تنش ميان-رويه با استفاده از روش قطره آويزان به كار مي‌رود؛ همچنين براي اندازه‌گيري زاويه تماس ديناميكي با استفاده از روش قطره چسبيده، كه شامل زاويه تماس پيش‌رونده و زاويه تماس پس‌رونده مي‌باشد، مورد استفاده قرار مي‌گيرد.تنش سطحي و تنش ميان-رويه توسط رابطه ارائه شده در روش قطره آويزان براساس شكل و ابعاد بزرگترين قطره تشكيل شده در احاطه سيال محيط محاسبه مي‌شود. همچنين زاويه تماس ديناميكي از روي قطره كوچك‌شده و بزرگ‌شده بر روي سطح جامد به دست مي‌آيد. اين دستگاه از چهار سيستم اصلي تشكيل شده به طوري كه قطره درون يك سلول تشكيل شده، از آن فيلم‌برداري مي‌شود كه توسط نور تابيده شده به آن قابل مشاهده است، در نهايت از روي شكل دريافت شده مي‌توان پارامتر‌هاي مورد نياز را محاسبه نمود.دانستن مقادير اين پارامتر‌ها در بسياري تحقيق‌ها در زمينه تأثير آن‌ها بر روي پديده‌هاي سطحي مورد نياز مي‌باشد.

استفاده از نانو زئوليت هاي كروي ميكروني ( nanozeolite microspheres ) اصلاح سطح شده با يون نيكل براي خالص سازي آنتي بادي هاي با دنباله هيستيديني در صنايع متعددي از جمله صنايع دارويي و غذايي داراي اهميت فراواني مي باشد. امروزه خالص سازي بعضي از آنتي بادي ها و پروتئين ها با استفاده از بستر زئوليتي مورد بررسي قرار گرفته است كه در اين فرآيند انتخاب زئوليت مناسب براي پروتئين مورد نظر از اهميت زيادي برخوردار است. در اين پروژه ابتدا نانو زئوليت كروي ميكروني سنتز شده به عنوان يك پايه مناسب براي طراحي و ساخت رزين مورد نياز براي خالص سازي آنتي بادي scFv مورد استفاده قرار گرفت. با تثبيت يون نيكل (Ni+2) بر روي اين بستر، رزين كروماتوگرافي افينيتي فلزي مورد نظر به دست آمد كه داراي استحكام فيزيكي و شيميايي مناسب بوده و از بازده خالص سازي و درجه خلوص بالاي محصول پروتئيني برخوردار مي باشد. تاكنون هيچ گزارشي مبني بر خالص سازي آنتي بادي scFv با استفاده از ستون هاي نانو زئوليتي گزارش نشده است. با بررسي سينتيك جذب و واجذب آنتي بادي scFv به رزين طراحي شده بر پايه نانو فرآيند خالص سازي آنتي بادي ارتقاء يافته و سرعت فرآيند خالص سازي افزايش قابل ملاحظه اي يافت.

گرانول هاي زيستي، عموما با استفاده از لجن فعال و در بيوراكتورهايي با فناوري هاي صرفاً ناپيوسته متوالي و يا پيوسته با جريان رو به بالا، در شرايط به ترتيب هوازي و بي هوازي در طول فرايند تصفيه فاضلاب به وجود مي آيند. لذا اين بيوراكتورها از انعطاف پذيري پاييني برخوردار بوده و عموما با هدف و طراحي منحصر به آن كاربرد ساخته مي شده اند كه استفاده از آن ها را براي فرايند جديد گرانول سازي با چالش هايي مواجه مي كرده اند. از اينرو اختراع حاضر با طراحي و ساخت يك سامانه بيوراكتور-فتوبيوراكتور تركيبي و با قابليت انجام فناوري هاي ناپيوسته متوالي و پيوسته با جريان رو به بالا به صورت منفرد و همزمان در هر نوع فرايند تصفيه آب و فاضلاب، به حل اين مشكل پرداخته است. به طوريكه با ارتقاء سامانه هاي مرسوم و استفاده از تركيب فناوري هاي مذكور، مي تواند به استفاده از هر نوع ميكروارگانيسم لجن فعال، ريزجلبك و يا مخلوط آنها در شرايط مختلف اتوتروف، هتروتروف و ميكسوتروف براي فرايند تصفيه آب و فاضلاب پرداخته و گرانول زيستي حاصل از آنها را در كمترين زمان و با بالاترين راندمان حذف مواد آلاينده توليد نمايد.

امروزه تصفيه پسابهاي رنگي طبق استانداردهاي محيطزيستي از جمله دغدغههاي بزرگ در حوزه تصفيه آب ميباشد. استفاده از فرآيندهاي غشايي در اين زمينه توسعه بسياري يافته است و توانايي انعطافپذيري اين فرآيندها، آنها را به فناورياي بدل كرده است كه ميتوانند با تلفيق فرآيندهاي ديگر اثرات هم افزايي بيشتري داشته باشند. يكپارچه سازي فرآيند جداسازي و واكنش كه با عنوان راكتورهاي غشايي فوتوكاتاليستي (PMR) شناخته مي شوند يكي از اين تجربه هاي موفق در اين زمينه مي باشد. در اين پژوهش، از نانوذرات چارچوب فلزي-آلي NH2-MIL125(Ti) جهت ساخت غشا خودتميزشونده فوتوكاتاليستي در فرآيند جريان متقاطع به منظور حذف رنگ متيلن بلو استفاده شده است. در اين اختراع، عملكرد سامانه اي با هر دو ساز و كار واكنش هاي فوتوكاتاليستي (نانوذرات در حالت تثبيت شده در غشاء و سوسپانسيون در محلول) به طور هم زمان در راكتور فوتوكاتاليستي غشايي ( (PMR-I&S جهت حذف رنگ متيلن بلو از پساب رنگي ازريابي شده است. افزايش شار و پايداري آن با زمان در نتيجه اعمال واكنش هاي فوتوكاتاليستي نشان مي دهد كه غشا مورد استفاده در اين سامانه داراي خاصيت خودتميزشوندگي و كاهش گرفتگي است. اين سامانه با كاهش فضا و هزينه موردنياز (به دليل يكپارچه سازي دو فرآيند واكنش و جداسازي)، قادر به تخريب بالاي 97 درصد رنگ متيلن بلو همراه با كاهش گرفتگي غشا مي باشد.

غشاها را مي‌توان از نظر طبيعت مواد غشايي، ساختار غشاها، شكل هندسي، روش‌هاي ساخت، فرايندهاي جداسازي و ... دسته‌بندي نمود. به عنوان مثال، غشاهاي سنتزي مي‌توانند آلي (پليمري) يا معدني (سراميكي، فلزي، ...)، جامد يا مايع، داراي بار الكتريكي يا خنثي، همگن يا غيرهمگن، و از نظر ساختار متقارن يا نامتقارن باشند. از نظر شكل هندسي، غشاها مي‌توانند به صورت تخت، لوله‌اي و يا الياف نازك توخالي ساخته شوند. در اين بين با توجه به ساخت آسان و همچنين امكان اصلاح و بهبود خواص غشاهاي تخت، اين نوع غشاها هم در مقياس آزمايشگاهي و هم مقياس صنعتي كاربرد گسترده اي دارند. هر چند پارامترهاي مختلفي در حين ساخت غشاهاي تخت از جمله ضخامت فيلم غشايي، سرعت فيلم كشي و نيز دماي صفحه فيلم كشي مي توانند ساختار نهايي غشاي توليدي را تحت تاثير قرار دهند. غشاهاي تخت معمولا در مقياس آزمايشگاهي بصورت دستي ساخته مي شوند. در اين روش ساخت با وجود سادگي، با توجه به امكان لرزش دست و ناهمگني در حين عمل فيلم كشي، ساخت فيلم هاي غشايي با ساختار همگن و تكرار پذير امكان پذير نيست. همچنين در روش دستي، امكان كنترل دماي صفحه فيلم كشي و سرعت فيلم كشي كه از پارامترهاي بسيار مهم در ساخت غشا محسوب مي شوند، وجود ندارد. با توجه به معايب روش فيلم كشي دستي، در اختراع پيش رو طراحي و ساخت دستگاه فيلم كشي با امكان كنترل ضخامت، سرعت و دماي فيلم كشي ارائه شده است. لازم به ذكر است كاربرد اين دستگاه علاوه بر ساخت انواع مختلف غشاهاي تخت اعم از ميكروفيلتر، اولترا فيلتر، نانوفيلتر و غشاي اسمزي، بسيار گسترده تر مي باشد و در صنايع مختلف ديگر نيز مانند ساخت انواع باتري ها، توليد سلول هاي خورشيدي لايه نازك، توليد انواع فيلم هاي سراميكي و بيولوژيكي، پوشش دهي فيلم هاي پليمري، رزين و چسب و ... كارايي زيادي دارد. بررسي هاي انجام شده نشان مي دهد نمونه هاي مشابه موجود در بازار علاوه بر قيمتهاي بسيار بالا، اكثرا وارداتي بوده و امكان كنترل دما نيز در آنها وجود ندارد. در ضمن بايد به اين نكته اشاره كرد كه با طراحي اين دستگاه امكان ساخت آن در ابعاد گوناگون مورد نياز صنايع مختلف فراهم مي شود.