با گسترش دانش در سال‌هاي اخير، واحدهاي صنعتي، توليدي و خدماتي و در نتيجه توليد محصولات جديد و متنوع نيز گسترش يافته‌اند. اين پيشرفت‌ها توانسته است گام موثري در جهت پيشبرد سطح كيفي زندگي و بهره‌وري هر چه بيشتر مردم بردارد، ولي همراه با آن‌ها، عامل‌هاي زيان‌آور فراواني نيز بوجود آمده است كه سلامت محيط زيست را تهديد مي‌كند. فعاليت‌هاي مختلف اقتصادي، صنعتي و به‌كارگيري فناوري‌هاي پيشرفته همراه با رشد فزاينده جمعيت، موجب برهم خوردن تعادل محيط زيست شده است. از اين رو، با وجود اين‌كه ايجاد تغيير در محيط پيراموني امري اجتناب‌ناپذير است، انتخاب راهكارهاي بهينه كه كم‌ترين آسيب را به‌همراه دارند همواره بايد مورد توجه قرار گيرد. از ميان صنعت‌هاي مختلف، توليد بتن به‌عنوان يكي از رايج‌ترين مصالح در ساخت آبروها، مخزن‌ها، ساختمان‌ها، پل‌ها، سدها و ديگر المان‌هاي سازه‌اي اهميت ويژه‌اي دارد. در كنار سنگدانه‌ها، آب و افزودني‌هاي مختلف، سيمان به عنوان ماده‌ي چسباننده، يكي از اجزاي اساسي براي توليد بتن مي‌باشد. توليد سيمان، علاوه بر هزينه‌هاي بالا، گازهايي ايجاد مي‌كند كه براي محيط زيست بسيار مخرب هستند. ~~هدف اين اختراع، ارايه‌ي راهكارهايي نوين و سازگار با محيط زيست است كه علاوه بر كاهش مصرف سيمان در توليد بتن، به افزايش مقاومت فشاري و كششي در آن كمك مي‌كند. براي اين منظور در اين اختراع، نانو امولسيون كاج و سرو، كه از اعمال فراوري نانو بر مخروط و برگ درخت‌هاي كاج و سرو به‌دست مي‌آيند، به عنوان جايگزين و كاهش‌دهنده‌ي سيمان در توليد بتن و به‌منظور افزايش سرعت گيرش در آن پيشنهاد شده است. نانو افزودني پيشنهادي در اين اختراع علاوه بر كاهش مصرف سيمان، از انباشته شدن مخروط و برگ درخت‌هاي كاج و سرو در طبيعت جلوگيري مي‌كند و در نتيجه ميزان آلودگي زيست محيطي را كاهش مي‌دهد. به كمك نانو امولسيون‌هاي پيشنهادي در اين اختراع، مي‌توان 20 تا 30 درصد مصرف سيمان در توليد بتن را كاهش داد و از طرف ديگر بر مقدار مقاومت فشاري و مقاومت كششي بتن به‌دست آمده افزود.

كاهش هزينه‌هاي ساخت و ساز، افزايش عمر مفيد سازه‌ها و هم‌چنين جلوگيري از ايجاد و رشد خسارت در آن‌ها، از هدف‌هاي اصلي روش‌هاي مقاوم‌سازي و بهسازي به‌شمار مي‌روند. سامانه‌هاي كامپوزيتي تقويت‌شده با الياف، نقش بسزايي در فراهم كردن اين هدف‌ها ايفا مي‌كنند. پليمرهاي تقويت‌شده با الياف، FRP، معمول‌ترين گونه از سامانه‌هاي كامپوزيتي هستند كه براي تقويت و بهسازي كاربري‌هاي سازه‌اي استفاده مي‌شوند. كامپوزيت‌هاي FRP از چسب به‌دست آمده از مواد آلي، به‌طور ويژه اپوكسي، به عنوان پايه تشكيل شده‌اند كه به كمك اليافي از جنس شيشه، كربن، آراميد يا بازالت تقويت مي‌شوند. وزن كم، سختي بالا، مقاومت در برابر خوردگي، انعطاف‌پذيري، سرعت بالا در نصب و تغييرهاي هندسي اندك را مي‌توان از برتري‌هاي كامپوزيت‌هاي FRP دانست. با اين وجود، مقاومت كم در برابر آتش و قابلت انتقال گرمايي اندك به علت جنس پليمري بخش پايه، ناتواني در اعمال بر روي سطح‌هاي مرطوب و در دماهاي پايين، خطر مسمويت سمي براي افراد اجرا كننده و توانايي اندك در نفوذ‌پذيري بخارها از كاستي‌هاي كامپوزيت‌هاي FRP هستند. يكي ديگر از كاستي‌هاي مهم در كامپوزيت‌هاي FRP اين است كه در آن‌ها، رشد ترك در زيرلايه‌اي از المان سازه‌اي و نزديك به كامپوزيت FRP اتفاق مي‌افتد. از اين رو، ويژگي‌هاي مكانيكي و شكست المان تقويت‌شده نقش ويژه‌اي در كارايي بهسازي ايفا مي‌كنند. اين ويژگي كامپوزيت‌هاي FRP سبب مي‌شود تا نتوان با اطمينان كامل از آن‌ها در تقويت سازه‌هاي آسيب‌ديده و تاريخي بهره جست. در اين اختراع، هدف ارايه‌ي كامپوزيت نويني است كه كاستي‌هاي كامپوزيت‌هاي سنتي FRP را در حد امكان بر طرف سازد. از اين رو، مواد معدني به عنوان جايگزين مواد آلي در پايه‌ي پليمري كامپوزيت‌هاي FRP پيشنهاد شدند و الياف استفاده‌شده براي كامپوزيت پيشنهادي از جنس فولاد در نظر گرفته شده‌اند. بنابر اين، كامپوزيت پيشنهادي اين اختراع، كامپوزيت پايه معدني تقويت‌شده با الياف فولادي (SFRIM) نام‌گذاري مي‌شوند. كامپوزيت‌هاي پيشنهادي SFRIM از يك يا چند لايه الياف فولادي تشكيل مي‌شوند كه به كمك لايه‌هايي از مواد معدني پوشانده شده‌اند. مواد معدني به علت ويژگي‌ها و توانايي‌هاي خود شامل استقامت حراراتي بالا، مقاومت در برابر اشعه‌هاي فرابنفش، ايجاد تشعشع‌هاي اندك هنگام توليد و نصب، داشتن تجربه‌هاي مناسبي در مورد استفاده درست از آن‌ها، به عنوان پايه‌ي سامانه‌هاي SFRIM مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در كامپوزيت‌هاي SFRIM، بر خلاف آنچه در پايه با جنس مواد آلي سامانه‌هاي FRP رخ مي‌دهد، پايه‌ي معدني به‌طور كامل در داخل الياف نفوذ نمي‌كند و در نتيجه، در المان‌هاي تقويت‌شده با سامانه‌ي پيشنهادي SFRIM، جداشدگي سطحي در خود كامپوزيت رخ مي‌دهد و در نتيجه، سازه‌ي تقويت‌شده عامل ويژه و با اهميت در طراحي سامانه‌ي بهسازي نخواهد بود. اين ويژگي منحصر به فرد SFRIMها، مكان استفاده از آن‌ها در تقويت سازه‌هاي قديمي و آسيب‌ديده را نيز فراهم مي‌كند. در كامپوزيت پيشنهادي SFRIM، اصطحكاك بين رشته‌هاي دروني الياف با رشته‌هاي بيروني آن و هم‌چنين، اندركنش لايه‌ي الياف با محيط پيراموني، سبب افزايش باربري كامپوزيت پيشنهادي SFRIM نسبت به كامپوزيت‌هاي سنتي FRP خواهد شد. علاوه بر اين، به علت وجود اين اصطحكاك، امكان لغزش لايه‌ي الياف درون پايه‌ي معدني به‌وجود مي‌آيد و شكست نمونه‌هاي تقويت‌شده با كامپوزيت‌هاي پيشنهادي به نرمي رخ خواهد داد و رفتار شكل‌پذير بيشتري نسبت به شكست‌هاي ترد در كامپوزيت‌هاي سنتي FRP مشاهده خواهد شد.