با رشد و توسعه روزافزون دانش بشري شاهد اثار مخرب و جبران ناپذيري به محيط زيست و كره مسكوني خاكي هستيم.يگي از اين بحرانها كه شيمي سبز محققان در حفظ و توسعه پايدار ان در تلاش هستند بحران اب و تصفيه اب و پسابهاي صنعتي ميباشد. نانوكامپوزيتهاي پليمري حساس به نور مرئي حاوي نانوذرات نيمه هادي و فتوكاتاليست اكسيد تيتانيوم تهيه شده به روش ميكروامولسيوني نوين بر اساس مايع يوني به عنوان يك حلال سبز كه يك روش ساده، اسان و ارزان قيمت و همچنين هماهنگ با اصول دوازده گانه شيمي سبز است تهيه و در حذف و تخريب طيف وسيعي از الاينده هاي صنعتي اب شامل رنگهاي ازو، مشتقات نيتروفنول و متيل ترشيو بوتيل اتر و همچنين ميكرواورگانيسمها (دو سويه باكتريايي گرم مثبت و منفي) بكارگرفته شد. اشاره به اين نكته ضروري است كه در تهيه نانوكامپوزيت پليمري مقدار بسيار كمي از نانوذرات اكسيد تيتانيوم استفاده شد كه به واسطه استفاده از اين روش نوين توزيع سايز مناسب با مورفولوژي ويژه هسته و پوسته در بافت پليمر ايجاد ميشود كه اين موضوع از امتيازات ويژه اين نانوكلمپوزيت ميباشد كه در حضور مقدار خيلي كمي نانوذره شاهد فعاليت فتوكاتاليستي مناسب و خوبي هستيم. نانوكامپوزيت فوق ميتواند در اشكال مختلف قالبگيري و تهيه شود از اينرو ميتواند به صورت فيلم، لوله ، روكش و.... مورد استفاده قرار گيرد.نانوكامپوزيت فيلمي شكل هم در مقياس ازمايشگاهي و هم صنعتي بدون نياز به هيچگونه عملياتي به راحتي از سيستم الاينده خارج ميشود و ميتواند طي دفعات متوالي مورد استفاده قرار گيرد چرا كه نانوذرات امكان خروج از بافت پليمري را نداشته و ريسكهاي زيست محيطي در ارتباط با نفوذ نانوذرات به محيط نيز وجود ندارد. نانوكامپوزيت فوق قابليت شناور ماندن در حوضچه هاي صنعتي رادارد از اين رو ضرفيت جذب بالايي در جذب تابش نور خورشيد و تابش مرئي را دارد. استفاده از اين روش نوين ساخت نانوكامپوزيت مبتني بر حلال سبز مايع يوني باعث حساس شدن نانوذرات به نور مرئي و افزايش بازده كوانتومي نانوكامپوزيت ميشود، همچنيين استفاده از حلال سبز باعث افزايش فعاليت فتوكاتاليست نانوكامپوزيت ميشود چرا كه نانوكامپوزيت فوق توانايي بالايي در توليد حاملهاي بار يعني الكترون و حفره دارد كه در ادامه گونه هاي اكسيژن فعال و راديكالهاي هيدروكسيل بيشتري نوليد شده و محدوديت باز تركيب مجدد حاملهاي بار كاهش مييابد. نانوكامپوزيت فوق به عنوان يك سطح ابدوست توانايي خودتميز شوندگي و ضد ميكروبي نيز دارد. نانوكامپوزيت فوق پايداري بالايي در مقابل انواع الاينده هاي اب و گونه هاي اكسيژن فعال شده در طي مكانيسم فتوكاتاليستي دارد و دچار تخريب نميشود و همچنين ميتواند در دفعات متوالي بدون كاهش فعاليت فتوكاتاليستي مورد استفاده قرار گيرد. نانوكامپوزيت تهيه شده بر اساس استاندارد بين المللي در حذف و تخريب فتوكاتاليستي رنگدانه متيلن بلو و دو سويه باكتري گرم مثبت و گرم منفي بكارگرفته شد و شرايط بهينه تعيين شد. الاينده هاي ديگري همچون رنگدانه تريپان بلو و متيل ترشيوبوتيل اتر نيز بررسي شدند.

در اين اختراع نانوكلوئيد آبي، پايدار و زيست سازگار طلا از تلفيق ويژه بيوسنتز توسط آمينو اسيد فنيل لانين در سيستم ميكروامولسيوني با فرمولاسيون كاملاً زيست سازگار متشكل از اسيد چرب ايزوپروپيل مريستات سورفكتانت كاتيوني سبز تترااكتيل آمونيوم برمايد و محلول آبي نمك طلا تتراكلروآئوريك سه به تشكيل و سپس احيا يونهاي طلا توسط آمينواسيد انجام گرفت. آمينواسيد نه تنها باعث توليد وايجاد نانوذرات طلا ميشود بلكه باعث پوشش نانوذرات و افزايش پايداري، مونوديسپرسيتي، و انحلال نانوذرات در سيالهاي آبي با افزايش خصلت آبدوستي نانوذرات ميشود. سورفكتانت تترااكتيل آمونيوم برمايد با ايجاد يك كمپلكس پايدار و قوي از طريق برهمكنش ميان يونهاي AuCl4 و گروههاي كاتيوني [(CH3(CH2)7]4N+ سورفكتانت شرايط پايداري در ايجاد نانوذرات با كنترل سايز و مورفولوژي فراهم ميكند كه باعث توزيع سايز يكنواخت و مونوديسپرسيتي نانوذرات ميشود. در ادامه نانوذرات طلاي عامل دار شده با آمينواسيد در بافر فسفات سالين تازه تهيه شده و با واكسن مورفين جهت ايجاد يك سيستم رسانش دارويي كانژوگه شد. توسط ژل الكتروفوز پلي آكريل آميد (SDS-PAGE) پايداري سيستم دارويي نوين بررسي و نتايج نشان داد كه نانوذرات طلاي پوشش دار شده در بافر با مورفين كانژوگه شده است. نتايج ارزيابي سميت نانوذرات با استفاده از رنگ MTT در سلولهاي Hela cells و MCF-7 با اندازه گيري طول موج فرمازان ايجاد شده در طي متابوليسم سلولي و تعداد سلولهاي در دسترس تعيين و عدم سميت نانوذرات و زيست سازگاري اين سيستم ويژه تأييد شد.

در اين اختراع نانوكامپوزيت ويژه، زيست¬سازگار و محلول در آب پلي¬پيرول-نقره با ساختار مهندسي هسته–پوسته (هسته نانوذرات ¬نقره –پوسته پليمري) در سيستم ميكروامولسيوني دوگانه آب/روغن و روغن/رآب تهيه¬¬شده¬است. ابتدا نانوذرات نقره در سيستم ميكروامولسيون آب/پيرول در نانومايسلهاي سورفكتانت كاتيوني ستيل¬تري¬متيل¬آمونيوم¬برمايد (CTAB) توسط احيا سبز با آمينواسيد فنيل¬آلانين تهيه و ميكروامولسيون حاوي نانوذرات نقره به¬عنوان فاز غيرقطبي به محلول آبي CTAB جهت تشكيل ميكروامولسيون (نقره نانوذرات حاوي پيرول)/آب اضافه و پليمريزاسيون پيرول توسط كلريدمس.دوآبه با كوپلينگ α-α به-منظور تشكيل پليمر خطي و نانوكامپوزيت محلول در آب صورت گرفت. نانوكامپوزيت ويژه توسط تكنيكهاي TEM، XRD، FT-IRو XPS مشخصه¬يابي و نتايج TEM حاكي از مونوديپرسيتي نانوذرات پلي¬پيرول–نقره و دوز پايين نقره با XPS تأييد شد. كاربرد كاتاليستي نانوكامپوزيت در واكنش كاهش پارانيتروفنول به پاراآمينوفنول توسط كاهنده سبز سديم¬بور¬هيدريد انجام شد. خواص آنتي¬باكتريال بر روي دو سويه باكتري گرم مثبت و منفي توسط روش كربي-باير و ميكروپليت¬دايلوشن با رنگ MTT و تعيين MIC و MBC انجام شد. عدم سميت نانوكامپوزيت توسط رنگ MTT بر روي رده سلولي فيبروبلاست L929 توكستوسيته پايين نانوكامپوزيت را تأييد كرد. تست سميت بر روي رده سلولهاي سرطاني Hela cells و MCF-7 انجام و نانوكامپوزيت به-واسطه توليد گونه¬هاي¬اكسژن¬فعال به¬طور منحصربه¬فردي باعث تخريب سلولهاي سرطاني مي¬شود. نتايج حاصل از تست خوردگي افزايش مقاومت خوردگي نانوكامپوزيت هادي را در مقايسه با نانوذرات¬نقره بالك تأييد نمود. در ادامه نانوكامپوزيت از پايداري بالايي برخوردار است و مي¬تواند طي دفعات مكرر به¬طور پيوسته مورد استفاده قرارگيرد. توليد آسان، صرفه¬اقتصادي و پايداري خوب باعث افزايش پتانسيل صنعتي¬شدن اين محصول در زمينه¬هاي مختلف صنعتي و پزشكي مي¬شود. بنابراين پوشش پليمري نه تنها باعث كاهش فعاليت نانوذرات نقره نميشود بلكه باعث محافظ نانوذرات نقره نيز ميشود.

در اين اختراع براي اولين بار با استفاده از سورفكتانت غير يوني پلي¬اكسي¬اتيلن سوربيتان منو اولئات،سوربيتان منو اولئات اتوكسيلات (تويين 80) به عنوان بخش آمفيفيل در تشكيل نانوراكتورهاي ميسلي در سيستم ميكروامولسيوني آب در روغن متيل متاكريلات، نانوكامپوزيت پليمري هيبريدي پلي¬متيل متاكريلات/اكسيد تيتانيوم-نقره تيتانيوم PMMA/TiO2-Ag تهيه شده است. استفاده از سورفكتانت تويين 80 به دليل ايجاد انتقالات *π→π به واسطه پيوند دوگانه خود در شاخه آب¬دوست كه در بخش قطبي مايسلي در سيستم ميكروامولسيوني قرار مي¬گيرد باعث حساس¬شدن نانوذرات اكسيد تيانيوم تحت تابش مرئي مي¬شود. از طرف ديگر در حضور مقادير بسيار اندك از نانوذرات نقره كه طي يك روش پيوسته و تك مرحله¬اي از همان ابتدا با احياي سبز توسط عصاره رزماري در سيستم ميكروامولسيوني ايجاد ميشوند، محدوديت بازتركيب حامل¬هاي بار (الكترون-حفره) توليد شده در طي فرآيند فوتوكاتاليستي نور مرئي كاهش و اين امر سبب افزايش بازده كوانتومي نانوكامپوزيت فتوكاتاليست پليمري مي¬شود. نانوكامپوزيت تهيه شده در اين اختراع توسط تكنيك¬هايي همچون UV-Vis (DRS)، TEM، FT-IR و XPS مشخصه¬يابي شدند. كاربرد فتوكاتاليتيكي نانوكامپوزيت تهيه شده در تخريب فتوكاتاليتيكي رنگدانه آنيوني اسيد¬بلو 92 و همچنين خواص آنتي باكتريال بر روي دو سويه گرم مثبت استافيلوكوكوس اورئوس و گرم منفي اشرشياكلي و همچنين قارچ كانديدا آلبيكنس ارزيابي شد. نتايج نشان داد نانوكامپوزيت از خواص فتوكاتاليستي مناسبي برخودار است و به دليل پايداري نانوكامپوزيت ميتواند طي دفعات مكرر مورد استفاده قرار گيرد. نانوكامپوزيته تهيه شده به دليل شرايط تهيه و بكارگيري آسان و كم هزينه از پتانسيل صنعتي شدن شايان توجهي برخوردار است.

در اين اختراع فيلتركارتريج نوين و زيست¬سازگار با يك اثر هم¬افزايي جذب-فتوكاتاليست بر اساس نانوكامپوزيت هيبريدي پليمري حاوي نانوذرات اكسيد¬تيتانيوم دوپه¬شده با كربن تهيه شده¬است. نانوكامپوزيت هيبريدي شبكه¬اي¬شده پلي¬متيل¬متاآكريلات/اكسيدتيتانيوم-كربن (Cross-linked PMMM/C-TiO2) در سيستم ميكروامولسيوني تك¬مرحله¬اي حاوي مقادير اندك نانوذرات C-TiO2در حضور عامل ايجاد¬كننده اتصالات¬عرضي اتيلن¬گليكول-دي¬متيل¬آكريلات تهيه و توسط تكنيكهايي همچون DRS، TEM، FE-SEM/EDX، SEM و XPS مشخصه¬يابي شد. در ادامه فعاليت فتوكاتاليتيكي فيلتر¬كارتريج در حذف-تخريب رنگدانه متيلن¬بلو تحت تابش مرئي با تعيين ميزان اكسيژن¬خواهي¬شيميايي (COD) بررسي شد. ميزان توليد گونه¬هاي اكسيژن فعال (ROS) در طي فرآيند فتوكاتاليستي و تعيين خواص ضد¬ميكروبي توسط يك پروب فلورسنت و قدرت نفوذ آنها به جداره باكتري از طريق اندازه¬گيري ميزان آزادسازي LDH محاسبه و بررسي شد. به¬دليل ويژگيهاي ارزشمند روش ميكروامولسيوني در تهيه نانوساختارها كنترل سايز، توزيع و مونوديسپرسيتي خوبي از نانوذرات كروي C-TiO2در بافت پليمري شبكه¬اي¬شده حاصل ميشود كه اين امر سبب افزايش (1) قدرت اثر سينرژيك جذب-فتوكاتاليست در نانوذرات C-TiO2 و افزايش پتانسيل نفوذ آلاينده به نانوكامپوزيت ميشود. (2) افزايش نسب سطح به حجم نانوذرات كه باعث افزايش ضرفيت جذب تابش¬مرئي و در نهايت بازده كوانتومي فتوكاتاليستي ميشود و محدوديت بازتركيب مجدد حاملهاي بار كاهش مييابد. نتايج XPS پايداري نانوكامپوزيت در برابر آلاينده و (ROS) توليدشده در فرآيند فتوكاتاليستي را تأييد و نشان داد كه نانوكامپوزيت هيبريدي از پايداري بالايي در استفاده طولاني مدت در تصفيه پساب داشته و ساختار خود را از دست نميدهد. از آنجايي كه نانوذرات دربافت پليمر محصورند هيچگونه خروج نانوذرات از نانوكامپوزيت وجود ندارد بنابراين از افت فعاليت فتوكاتاليستي و ريسكهاي زيست¬محيطي مبني بر ورود نانوذرات به اكوسيستم جلوگيري ميكند.