خلاصه اختراع: \tفورستريت با فرمول Mg2SiO4 ماده¬اي با خاصيت الكتريكي و ديرگدازي قابل توجه است. اما امروزه خاصيت پايداري شيميايي و قابليت نورتابي و ترمولومينسنسي آن نظر محققان را جلب كرده است. فورستريت از جمله موادي است كه براي تشكيل، نياز به دماي بالا و زمان زياد دارد و به روش-هاي زينتر حالت جامد، مكانيكي¬-¬گرمايي، رسوب و سيتريك¬-¬نيتريك قابل تهيه است. ولي نياز به زمان و دماي زياد و همچنين همگني كم محصولات نهايي، سبب شده تا روش¬هاي بر پايه شيمي تر در سال¬هاي اخير ارجح باشند. در روش¬هاي حالت جامد، براي اطمينان از سنتز كامل، اعمال دماي بالا و زمان زياد اجتناب پذير است. در اين حالت دماي شروع و پايان تشكيل فورستريت در محدوده C°1250- C°1500 خواهد بود كه نتيجه آن رشد افراطي دانه¬ها است. درنتيجه روش¬هاي بر پايه شيمي¬تر امروزه مورد توجه بيشتري هستند. \tدر اين پژوهش نانوكريستال فورستريت (Mg2SiO4) به روش ژل احتراقي با بكارگيري تركيب سوخت سنتز و محصولي همگن با درصد خلوص بالا، با مورفولوژي يكنواخت و در محدوده نانو ( بدون رشد افراطي) به دست آمد. از مزاياي ديگر اين روش پايين آمدن دماي سنتز و كنترل مواد ژلي و تركيب فازي بود. \tنمونه¬هاي فورستريت توسط آناليزهاي XRD، SEM، TEM و تست لومينسنسي و همچنين ترمولومينسنسي مورد بررسي قرار گرفتند. \tنمونه G20-AC80 كه به اين روش ساخته شده است، داراي بيشترين فاز فورستريت و كمترين مقدار فاز مخرب پريكلاز ، مورفولوژي يكنواخت و هم شكل ، ريز دانه ( در حد نانو و بدون رشد افراطي ) و بدون آلگومراسيون است. \t

با توجه به افزايش روز افزون ضايعات صنعتي و انبار شدن آن ها در محيط زيست، به كارگيري مجدد اين ضايعات مي تواند به ميزان زيادي از آلودگي هاي زيست محيطي جلوگيري كرده و همچنين سبب صرفه جويي اقتصادي نيز مي گردد. در اين پروژه با استفاده از لجن صنعتي توليد شده از كارخانه ذوب آهن اصفهان به عنوان منبع تامين كننده يون هاي آهن و ماده اصلي تشكيل دهنده رنگدانه و ساير اكسيدهاي فلزي مانند تيتانيم دي اكسيد و آلومينيوم اكسيد، رنگدانه هاي بازتابنده پرتو مادون قرمز با بازتابش بالا سنتز شد.

در اين پروژه با به كارگيري مجدد سرباره آهن كوره بلند ( از ضايعات صنعتي توليد شده در كارخانجات ذوب آهن) به توليد رنگدانه هاي بازتابنده پرتو زير قرمز پرداختيم. اين رنگدانه ها با بازتابش پرتو زير قرمز از گرم شده سطوح جلوگيري مي كنند و بدين گونه سبب خنك نگه داشتن سطوح و صرفه جويي در مصرف انرژي مورد نياز براي دستگاه هاي تهويه مطبوع مي شوند. رنگدانه هاي توليد شده در اين پروژه داراي بازتابش بسيار بالا بوده و براي اولين بار از سرباره آهن كوره بلند توليد شدند.

سنتز نانو ذرات سيليكا با يك توزيع يكنواخت طي واكنشي شيميايي در اين اختراع صورت پذيرفته است. نحوه توزيع و اندازه ذرات سنتز شده تابع پارامترهايي نظير دما، نسبت مولي مواد به كار رفته، نوع كاتاليست مصرفي و ... مي باشد. با تغيير اين پارامترها مي توان ريز ساختار مورد نظر از نانو ذرات سيليكا را طراحي نمود. ذرات سنتز شده در اين اختراع داراي ابعاد حدود 19nm، كروي شكل و داراي توزيعي يكنواخت مي باشند كه با توجه به اين خصوصيات كاربردهاي بسيار وسيعي براي اين ذرات امكانپذير است.