اين اختراع در زمينه كامپوزيت هاي پايه پليمري است. كامپوزيت هاي چندلايه اي زمينه فنولي اغلب به دليل رفتار ترد زمينه در برابرتورق مقاومت مناسبي از خود نشان نمي‌دهند. هنگام تورق ترك به صورت ميان لايه اي پيشرفت كرده و باعث آسيب و در نهايت تخريب ساختار لايه اي كامپوزيت ها مي شود. ازآنجايي كه امكان خسارات وارده در اين حوزه مي تواند جبران ناپذير باشد، تحقيقات زيادي در سال هاي اخير صورت گرفته است. ازجمله مهم‌ترين راه‌هاي چقرمه سازي اين كامپوزيت‌ها استفاده از پليمرهاي گرمانرم منعطف به‌عنوان ميان لايه در ساختار اين كامپوزيت‌ها است. استفاده از ميان لايه و يا استفاده از يك‌لايه انعطاف‌پذير نازك بين لايه‌هاي كامپوزيت، اين امكان را مي‌دهد تا كامپوزيت در برابر آسيب‌هاي شكست مقاومت بهتري از خود نشان دهد. استفاده از فيلم‌هاي گرمانرم ويژگي‌هاي بهتري نسبت به ميان لايه‌هاي دانه‌اي پودري دارند. استفاده از آلياژ پليمرهاي گرمانرم و استفاده از برخي نانو مواد مانند MWCNT باعث شده تا توجه بيشتري به اين روش نسبت به روش ميان لايه دانه‌اي شود.در اين اختراع از ميكرو فيلم پليمر آمورف و منعطف PVB به عنوان ميان لايه در چند لايه هاي كامپوزيتي شيشه-فنوليك استفاده شد. براي بررسي بهتر اثر ميكرو فيلم ها از سه ضخامت متفاوت استفاده شد. نتايج آزمون خمش سه نقطه انتهاي شكاف دار (ENF) نشان داد كه ميكرو فيلم PVB با ضخامت 30 ميكرومتر نتايج بهتري نسبت به ديگر نمونه ها دارد. در نهايت نتايج به دست آمده نشان داد كه،چندلايه هاي كامپوزيتي شيشه-فنوليك اصلاح شده با ميكروفيلم در مقايسه با نمونه هاي عادي از خواص مكانيكي كاملا بهبود يافته اي برخوردار هستند.

يكي از انواع پيل هاي سوختي كه در آنها از غشاهاي تعويض پروتوني پليمري استفاده مي شود، پيل هاي سوختي متانول مستقيم هستند كه در آنها از يك غشاي پليمري به عنوان الكتروليت و از متانول به عنوان سوخت استفاده مي شود. اين نوع از پيل هاي سوختي جهت استفاده در وسايل الكتريكي قابل حمل نظير لپ تاپ ها و تلفن هاي همراه بسيار مورد توجه هستند. در حال حاضر از غشاهاي نفيوني به عنوان الكتروليت در اين پيل هاي سوختي استفاده مي شود كه دو مشكل عمده دارند . مورد اول، قيمت بالاي اين غشاها است كه سبب مي شود قيمت تمام شده پيل سوختي بالا باشد و مشكل دوم كه از اهميت بيشتري نيز برخوردار است اين است كه اين غشاها نسبت به متانول نفوذپذير هستند . از اين رو بخشي از متانولي كه به عنوان سوخت وارد آند مي شود قبل از اكسايش از غشا عبور كرده و به كاتد وارد مي شود. اين امر بازده پيل سوختي را به شدت تحت تاثير قرار مي دهد. جهت حل اين مشكلات، تلاش هاي زيادي براي يافتن غشاهاي جايگزين نفيون صورت گرفته است. در اين اختراع از پلي (آريلن اتر سولفون ) هاي سولفونه به اين منظور استفاده شده است. اين غشاها به روش قالب گيري محلولي تهيه شدند و آزمايشات مربوط به تعييين ظرفيت تبادل يوني، جذب آب، خواص مكانيكي و تعيين مقدار عبور متانول از غشا نشان داد كه اين غشاهاي قابليت استفاده به عنوان غشاي پيل هاي سوختي متانول مستقيم را دارا مي باشند.

پيل هاي سوختي با الكتروليت پليمري يكي از انواع پيل هاي سوختي هستند كه در آنها از يك غشاي پليمري به عنوان الكتروليت و هيدروژن به عنوان سوخت استفاده مي شود. در اغلب پيل هاي سوختي امروزي از غشاهايي از جنس نفيون استفاده مي شود اما محدود بودن دماي عملكرد اين غشاها به 80 درجه سانتي گراد و همچنين قيمت بالاي اين پليمرها سبب شده تحقيقات متعددي در زمينه امكان جايگزيني نفيون با ساير پليمرها مورد بررسي قرار گيرد. در اين اختراع غشاهايي از جنس پلي اتر اتر كتون هاي سولفونه جديد با قابليت كاركرد در دماهاي بالا جهت استفاده در اين پيل هاي سوختي پليمري ساخته شدند. اين غشاها به روش قالب گيري از محلول تهيه شدند.آزمايشات مربوط به تعيين ظرفيت يوني، جذب آب و خواص مكانيكي و حرارتي اين غشاها نشان داد كه اين غشاهاي جديد قابليت استفاده در پيل هاي سوختي دما بالا را دارا مي باشند و به اين ترتيب سرعت واكنش‌هاي انجام شده بر روي الكترودهاي پيل سوختي افزايش مي يابد كه سبب افزايش توان خروجي پيل سوختي مي گردد، سيستم هاي سرد سازي مورد نياز در پيل سوختي ساده تر مي شوند و اثر سمي مونوكسيد كربن بر روي كاتاليست پيل سوختي نيز به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش خواهد يافت

چند لايه¬هاي فلز/ كامپوزيت از لايه¬هاي فلزي و لايه¬هاي ساخته شده از كامپوزيت¬هاي اليافي تشكيل شده¬اند و به دليل ويژگي¬هاي مكانيكي خوب كه تلفيقي از خواص مكانيكي مناسب فلزها و كامپوزيت¬هاست،كاربرد وسيعي در صنايع، به ويژه صنايع هواپيما سازي پيدا كرده¬اند. دليل اصلي رشد سريع استفاده از چند لايه¬هاي فلز/كامپوزيت به عنوان جايگزين ورق‌هاي آلومينيوم يكپارچه كه در ساخت بدنه هواپيما استفاده مي‌شود، مقاومت خستگي و مقاومت به ضربه بسيار خوب اين چند لايه‌ها است. اما يكي از مشكلات عمده اين مواد، جدايش لايه‌ها در هنگام اعمال بار است. اهميت اين موضوع در آن است كه اين چند لايه‌ها تا جايي قابليت تحمل بارهاي مكانيكي را از خود نشان مي‌دهند كه تمامي لايه‌ها به عنوان يك سازه يكپارچه در كنار يكديگر باشند و با شروع لايه لايه شدگي، كه اغلب اولين مد خرابي است، استحكامشان به شدت كاهش مي‌يابد. از اين رو لازم است تا روشي براي تقويت اتصال فلز با كامپوزيت به كار گرفته شود تا موجب افزايش استحكام چند لايه فلز/ كامپوزيت گردد. هدف اين اختراع معرفي فرايندي جديد براي اصلاح سطح ورق آلومينيوم به منظور بهبود چسبندگي به لايه كامپوزيتي در چند لايه‌هاي آلومينيوم/ كامپوزيت شيشه- اپوكسي مي‌باشد. اين فرايند به اختصار شامل مراحل چربي زدايي، استفاده از محلول قليايي، استفاده از محلول اسيدي و استفاده از يك لايه پوشش از جنس سيلان بر روي لايه آلومينيومي مي‌باشد. ساخت چند لايه آلومينيوم/ كامپوزيت شيشه- اپوكسي نيز با استفاده از روش لايه چيني دستي و پخت تحت دما و فشار كنترل شده انجام مي‌شود.

اين اختراع در زمينه مهندسي پليمر و مواد مي¬باشد. الكتروليت¬هاي پليمري به عنوان محيطي براي هدايت يون¬ها در باتري¬هاي ليتيم-پليمر مورد استفاده قرار مي¬گيرند كه در دستگاه¬هاي گوناگون نظير گوشي¬هاي موبايل، لپ تاپ، دوربين عكاسي و غيره كاربرد دارند. اين الكتروليت¬ها مشكلات الكتروليت¬هاي مايع نظير فراريت و آتش گيري را نداشته و در طرف مقابل مزايايي همچون انعطاف پذيري و پايداري بيشتر را دارا هستند. اما از آنجايي كه يون¬ها در نواحي آمورف پليمر حركت مي¬كنند و اكثر پليمرهايي كه معمولا در اين الكتروليت¬ها استفاده مي¬شوند داراي درصد تبلور بالايي بوده و يا دماي انتقال شيشه¬اي (Tg) بالا دارند، هدايت يوني اين سامانه¬ها به ويژه در دماي محيط محدود مي¬شود. علاوه بر اين خواص مكانيكي و پايداري حرارتي و الكتروشيميايي پايين از ديگر معايب اين سامانه¬ها است. در اين اختراع الكتروليت پليمري نانوكامپوزيتي جديد بر پايه پلي اتيلن اكسيد/نمك ليتيم پركلرات/نانوذرات گرافن اصلاح شده با پلي اتيلن گليكول ساخته شده است كه داراي هدايت يوني بالا در دماي محيط است. همچنين خواص مكانيكي و پايداري حرارتي عالي دارد. حضور نانوذرات گرافن اصلاح شده باعث كاهش نواحي بلوري، كاهش دماي Tg، تقويت خواص مكانيكي و پايداري حرارتي مناسب شده و نقش بسيار موثري در بهبود عملكرد الكتروليت پليمري ايفا كرده¬اند و بنابراين قابليت استفاده در باتري¬هاي ليتيم-پليمر را ايجاد كرده¬اند.

اين اختراع در زمينه كامپوزيتهاي پليمري مي باشد. تهيه‌ي كف پوش‌هاي چوب مصنوعي از الياف سيس نخل خرما و بايندر فنولي با هدف حفاظت از محيط زيست و كاهش قطع درختان و جايگزيني چوب صورت گرفت. به علت برخوردار بودن ايران از نخلستان‌هاي بسيار، از الياف سطح تنه ي نخل كه الياف سيس نام دارد، استفاده شد. نخل خرما سالانه هرس مي‌شود و ضايعات بسياري را توليد مي‌كند كه بنا بر حجم بالا و عدم يافتن كاربردي صنعتي براي اين ميزان ضايعات حاصل از اين درخت، اكثرا سوزانده مي‌شوند. لذا با تهيه‌ي كف‌پوش‌هاي الياف سيس كه در زمره‌ي كامپوزيت‌هاي پليمري تقويت شده با الياف طبيعي قرار مي‌گيرند، موفق به يافتن كاربردي صنعتي براي اين حجم مواد دور ريز حاصل از درخت نخل شديم. از سوي ديگر به علت استفاده از ضايعات موجود در طبيعت، ساخت كامپوزيت هاي جاصل با %40 مواد اوليه‌ي كاملا رايگان بسيار مقرون بصرفه مي‌باشد. با بررسي خواص كامپوزيت‌هاي تهيه شده و مقايسه با خواص برخي از انواع چوب توانستيم جايگزيني مناسب براي چوب تهيه كنيم كه ضمن داشتن خواص ضربه و مقاومت اشتعال فوق العاده بالاتر از چوب، خواص كششي و خمشي مشابه بسياري از انواع چوب را دارا مي‌باشد. كامپوزيت‌هاي نخل – فنولي قابليت جايگزيني كف پوش و ديگر مصارف ساختماني جايگزين چوب را دارا مي‌باشد.

اين اختراع در زمينه مهندسي شيمي با گرايش مهندسي پليمر و مهندسي رنگ مي باشد. در اين اختراع راهكاري براي ايجاد خاصيت خودترميم شوندگي در پوشش با استفاده از ميكروكپسوله كردن روغن هاي هواخشك و يا مخلوط روغن هاي هواخشك با رزين هاي آلكيدي ساخته شده از روغن هاي هواخشك به عنوان عامل ترميم كننده ارائه شده است. اين اختراع در زمينه پوشش هاي صنعتي و هوشمند مي باشد كه در تمامي صنايع سنگين كاربرد دارد. برجستگس اين اختراع در امكان ايجاد خاصيت خودترميم شوندگي با حداقل تغيير در خواص اوليه پوشش و امكان استفاده ان در گسترده متفاوتي از پوشش ها مي باشد.

در سال‌هاي اخير، تحقيقات بر روي مواد هوشمند به خصوص پليمرهاي حافظه شكلي به دليل كاربرد هاي خاص آنها در صنايع پيشرفته پزشكي، نظامي و... به شدت افزايش يافته است. از سويي ديگر محصولات پايه زيستي به دليل ايجاد راهكارهايي براي توسعه پايدار، كاهش استفاده از منابع فسيلي و همچنين رفع نگراني‌هاي زيست محيطي بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. اما در بسياري از كاربردها متاسفانه پليمرهاي زيستي به دليل پايين بودن برخي خواص مكانيكي توانايي رقابت با گرمانرم‌هاي مصنوعي را ندارند. پليمرهاي داراي حافظه شكلي اين ويژگي رادارند تا در هنگام تغيير شكل با به حافظه سپردن شكل اوليه خود توسط محرك‌هاي بيروني شكل اصلي خود را بازيابي كنند. قابليت تغيير شكل و به حافظه سپردن شكل‌هاي دائمي و موقت آن‌ها را در زمره مواد بسيار هوشمند جهت كاربردهاي پيشرفته نظامي، مهندسي و پزشكي قرار داده است. معمول‌ترين محرك بيروني كه در پليمرهاي داراي حافظه شكلي بكار مي‌رود گرما است به‌نحوي‌كه پليمر به‌گونه‌اي طراحي مي‌شود كه مي‌تواند در دماهاي متفاوت شكل‌هاي متفاوتي داشته باشد. اگرچه پليمرهاي داراي حافظه شكلي در بسياري از جهات نسبت به آلياژها و سراميك‌هاي داراي حافظه شكلي برتري دارند اما پايين بودن استحكام و سفتي اين مواد ازجمله محدوديت‌هاي آن‌هاست. براي رفع اين مشكل تحقيقات بسياري در استفاده از پركننده‌هاي معدني با مدول بالا به‌ويژه پركننده‌هايي با ابعاد نانو انجام گرفته است. امروزه استفاده از نانوذرات كربني در پليمرها اهميت ويژه‌اي پيدا كرده است چرا كه علاوه بر افزايش بسياري از خواص مكانيكي و بلورينگي، سبب ايجاد خواص خاصي همچون هدايت الكتريكي و حرارتي مي‌گردد. از ميان نانوذرات كربني، گرافن به عنوان نازك‌ترين ماده در دنيا قابليت‌هاي كاربردي فراواني داشته و خواص فوق العاده از جمله مساحت سطح و نسبت منظر بالا، استحكام كششي، هدايت الكتريكي- حرارتي بالا، انعطاف پذيري، شفافيت خوب و ضريب انبساط حرارتي پايين مورد توجه قرار گرفته است. چنين خواص ذاتي در گرافن، توجه زيادي براي عملكرد آن بر روي هزاران محصول را به خود جلب كرده است. افزون بر اين، نشان داده شده است كه صفحات گرافني تهيه شده داراي قابليت زيست‌سازگاري نيز هستند كه چنين خاصيت جالب توجهي مي‌تواند كاربردهاي بسيار نويني براي آن ايجاد كند. لذا با توجه به خواص فوق العاده گرافن، اين نانوپركننده جهت افزايش خواص ماتريس پليمري انتخاب شد. موضوع اين اختراع تهيه نانوكامپوزيت‌هاي بر پايه پليمرهاي زيستي/گرافن است كه داراي خاصيت حافظه شكلي با برنامه ريزي چندگانه بوده و قابليت كاربردهاي زيستي را نيز دارا مي‌باشد. به منظور ارتقاء رفتار حافظه شكلي سه‌گانه و اصلاح رفتار بلورينگي از نانوصفحات گرافن استفاده شد. بررسي خواص ترمو- مكانيكي آميزه‌هاي پليمري تهيه شده، رفتار حافظه شكلي سه‌گانه، تأثير نانوذرات بر رفتار حافظه شكلي و بررسي تركيب درصد اجزاء در آميزه بر رفتار حافظه شكلي پرداخته شد. در ابتدا به منظور تهيه آميزه‌ها و نانوكامپوزيت‌هاي حاوي گرافن، نمونه‌ها به روش محلولي تهيه شدند. تيونيل كلرايد به عنوان يك ماده سطح فعال براي اصلاح سطحي نانوصفحات گرافن بكار گرفته شد و در ادامه واكنش‌هاي اكسايش و آسيل‌دار كردن براي اصلاح بر روي نانوصفحات گرافن انجام شد. نتايج بررسي‌هاي FTIR، Raman،، STEM و XRD نشان داد واكنش‌هاي اصلاح منجر به پخش و توزيع بهتر نانوصفحات شده است. نتايج DSC نشان داد نانوصفحات گرافن به عنوان عامل هسته زا عمل كرده و سبب ارتقاي بلورينگي نانوكامپوزيت‌ها شده است. پيك‌هاي حاصل از آزمون XRD نشان داد كه شدت پيك‌ها به دليل ارتقاي بلورينگي در حضور گرافن افزايش يافته است. همچنين ميزان توزيع و پراكنش نانوصفحات گرافن توسط آزمون‌هاي ميكروسكوپي بررسي شد و مشاهده شد كه استفاده از گرافن اصلاح‌شده سبب بهبود پراكنش نانوصفحات در بستر ماتريس پليمري شده است. القاي حافظه شكلي سه‌گانه جهت فعالسازي حرارتي از طريق كشش در دماهاي ذوب فاز PLA و PCL به عنوان دماهاي انتقال توسط دستگاه DMA انجام پذيرفت و رفتار حافظه شكلي سه‌گانه در تمامي آميزه‌ها مشاهده گرديد. نتايج نشان داد كه تثبيت شكل موقت تا 85 درصد و بازگشت‌پذيري شكلي تا 90 درصد در نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي شده است. بهترين رفتار حافظه شكلي در تركيب درصد 50/50 مشاهد شد.

اين اختراع در زمينه كامپوزيت هاي زمينه پليمري مي باشد. كه با استفاده از اين اختراع مي توان آسيب هاي وارده به چندلايه هاي كامپوزيتي را كاهش داد. مهم ترين آسيب وارده به چندلايه هاي كامپوزيتي هنگام اعمال تنش تورق مي باشد. هنگام تورق ترك به صورت ميان لايه اي پيشرفت كرده و باعث آسيب و در نهايت تخريب ساختار لايه اي كامپوزيت ها مي شود. ازآنجايي كه امكان خسارات وارده در اين حوزه مي تواند جبران ناپذير باشد، تحقيقات زيادي در سال هاي اخير صورت گرفته است.از جمله مهمترين تحقيقات صورت گرفته در اين زمينه استفاده از ميان لايه هاي گرمانرم به عنوان عامل چقرمه كننده به صورت نانوالياف مي باشد. در اين اختراع از نانوالياف الكتروريسي شده پلي وينيل بوتيرال (PVB) به عنوان ميان لايه چقرمه كننده در چندلايه هاي كامپوزيتي شيشه-فنوليك استفاده شد. براي رسيدن به بهترين نتيجه و بررسي بهتر نانوالياف روي مقاومت به تورق چندلايه هاي كامپوزيتي شيشه-فنوليك حالات مختلفي از نانوالياف الكتروريسي شده پلي وينيل بوتيرال(PVB) استفاده شد. با بررسي خواص مكانيكي چندلايه هاي كامپوزيتي شيشه-فنوليك ساخته شده توانستيم افزايش مقادير GIوGII را در مدول تقريبا ثابت براي نمونه هاي اصلاح شده با نانوالياف نسبت به نمونه هاي عادي را داشته باشيم. در نهايت نتايج به دست آمده نشان داد كه،چندلايه هاي كامپوزيتي شيشه-فنوليك اصلاح شده با نانو الياف در مقايسه با نمونه هاي عادي از خواص مكانيكي كاملا بهبود يافته اي برخوردار هستند.

اين اختراع در زمينه فناوري ساخت باتري هاي قابل شارژ نسل جديد مي باشد. باتري¬هاي ليتيم-يون كه از الكتروليت مايع بهره مي¬برند مشكلاتي مانند فراريت، نشتي، خطر آتش گيري و غيره دارند. در سال¬هاي اخير، باتري¬هاي تمام جامد به دليل ايمني بالاتر، چگالي انرژي مناسب و قابليت انطباق در اشكال بسته بندي متنوع توجه بسيار زيادي را به خود جلب كرده¬اند. همچنين تقاضا براي تكنولوژي¬ دستگاه¬هاي الكترونيكي انعطاف پذير كه در حالت خم شده نيز قابليت كاربري دارند در حال افزايش است. در اين ثبت اختراع به منظور توسعه يك باتري ليتيم-پليمر تمام جامد با كارايي مناسب، از يك الكتروليت پليمري جامد نانوكامپوزيتي بر پايه ماتريس پلي اتيلن اكسيد/ نانوذرات گرافن اصلاح شده با پلي اتيلن گليكول استفاده شده است. هدايت يوني نمونه حاوي wt.% 1 از گرافن اصلاح شده S/cm 5-10×56/8 به دست آمد كه بيشتر از يك مرتبه دهدهي از هدايت يوني الكتروليت خالص بالاتر است. به همين دليل اين نمونه به عنوان نمونه بهينه انتخاب شده و در ساخت باتري هاي ليتيم-پليمر تمام جامد كيسه¬اي مورد استفاده قرار گرفت. ظرفيت ويژه اين باتري mAh/cm2 126/0 به دست آمد كه تقريبا سه برابر باتري ساخته شده با الكتروليت پليمري خالص است. چگالي انرژي و توان آن نيز بالاتر است. همچنين بررسي 100 چرخه شارژ و تخليه اين باتري¬ها نشان داد كه باتري ساخته شده با الكتروليت پليمري نانوكامپوزيتي داراي درصد ماندگاري ظرفيت بيشتر و بازدهي كلمبيك بالاتر است.¬ اين باتري¬ها به راحتي يك چراغ LED را روشن مي¬كنند.