تحقيق حاضر "سنتز درجاي نانوكامپوزيت نيتريد آلومينيوم-نانولوله كربني توسط روش مكانو ترمال" به عنوان روشي نو جهت سنتز همزمان ذرات نيتريد آلومينيوم و نانولوله هاي كربني با نسبت هاي متفاوت و با هزينه بسيار پايين مطرح گرديد. نسل جديد نانوكامپوزيت هاي AlN-MWCNTs اغلب با مخلوط كردن پودرهاي از پيش سنتز شده، توليد مي شوند و در زمينه هاي الكترونيكي و يا به عنوان فاز تقويت كننده در آلياژها و تركيبات پليمري كاربرد دارند. با توجه به پيچيدگي فرايند سنتز نيتريد آلومينيوم و نانولوله هاي كربني، هزينه تمام شده اين دو ماده زياد بوده و اين مشكل در مورد نانوكامپوزيت هاي AlN-MWCNTs بسيار چشمگيرتر است. در روش حاضر با آسياكاري پودرهاي ارزان ملامين وآلومينيوم با نسبت مولي 6:1 و درمدت 6 ساعت مي توان ذرات نيتريد آلومينيوم نانوساختار را در حالت جامد و در دماي محيط سنتز نمود. در عين حال با حرارت دهي مخلوط 5 ساعت آسياكاري شده، با نرخ حرارت دهي 20 درجه بر دقيقه تا 1000 درجه سانتيگراد و تحت اتمسفر آرگون، نانولوله هاي كربني در كنار ذرات AlN شكل گرفتند. منبع كربني سنتز نانولوله هاي كربني در اين روش بقاياي ملامين آسياكاري شده (فاز جامد) معرفي شد كه طي فرايند عمليات حرارتي بعدي تنها ظرف 10 تا 20 دقيقه منجر به تشكيل نانولوله هاي كربني مي شوند.

«سنتز درجاي نانوساختارهاي پايه گرافن توسط فرايند احياي مكانيكي-شيميايي (mechanochemical) در فاز جامد» روشي نو جهت سنتز گرافن و مشتقات آن از مواد ارزان ارائه مي كند. سنتز گرافن به كمك روش هاي معمول، با مشكلات متعدد از قبيل هزينه بالاي مواد اوليه، نياز به تجهيزات پيشرفته، محدوديت كنترل فرايند و راندمان پايين همراه است. در اين ميان، لايه لايه سازي گرافيت (Exfoliation) توسط امواج اولتراسونيك و يا آسياي مكانيكي، عليرغم سهولت توليد و ماده اوليه ارزان (گرافيت)، به دليل راندمان محدود و نياز به كنترل دقيق فرايند و مصرف مقادير زياد سورفكتانت، كمتر مورد توجه قرار گرفته است. به منظور دستيابي به سنتز آسان و سريع مشتقات گرافني و رفع محدوديت هاي قبلي، در روش حاضر از آسياكاري مكانيكي در حالت جامد و بدون نياز به سورفكتانت جهت توليد گرافن و نانوكامپوزيت گرافن-فلز استفاده مي شود. در اين حالت، نانوكامپوزيت گرافن-فلز در زمان هاي آسياكاري كمتر از 30 دقيقه از طريق احياي همزمان اكسيد گرافيت و اكسيد فلز مربوطه در حضور سديم بوروهيدرايد (NaBH4) توليد مي گردد. استفاده از نانوساختارهاي گرافني سنتز شده جهت بهبود ضريب انتقال حرارت نانوسيال هاي پايه آبي، بيانگر نقش موثر و كاربرد عملي مشتقات گرافني توليد شده به اين روش در سيستم هاي انتقال حرارت و انرژي است.

اختراع حاضر " توليد نانوكامپوزيت پليمري با استفاده از آلي رس فراوري شده در فاز جامد" نسل جديدي از آلي رس با قابليت بهبود خواص و توزيع پذيري مطلوب در آميزه هاي پليمري مختلف را معرفي مي نمايد. سنتز آلي رس به روش شيمي تر، با مشكلات متعددي از قبيل محدوديت در انتخاب ماده آلي اصلاح كننده، هزينه بالاي مواد اوليه و روش توليد، مشكلات افزايش مقياس، هزينه هاي بالاي انرژي، محدوديت هاي فرآيندي از قبيل تسريع سيستم ولكانيزاسيون و عدم توزيع مطلوب در آميزه پليمري همراه است. به منظور حل اين معضلات، در اختراع حاضر، سنتز آلي رس در فاز جامد و با اصلاح سطحي كاني بنتونيت توسط تركيبات آلي سازنده فرمول آميزه پليمري پايه، صورت پذيرفت. با توجه به استفاده از اجزاء آلي تشكيل دهنده آميزه پليمري جهت اصلاح سطحي بنتونيت، آلي رس حاصل، علاوه بر اختلاط پذيري مناسب به دليل سازگاري بالا با آميزه پليمري، اثرات نامطلوب و ناخواسته بر سيستم پخت و ديگر خواص پليمر مورد نظر نمي گذارد. همچنين، سنتز آلي رس در مقياس نيمه صنعتي با استفاده از روش پيشنهادي در اين اختراع و كيفيتي مشابه نمونه هاي آزمايشگاهي صورت گرفت. در ادامه، خواص نانوكامپوزيت پليمر/ رس به عنوان آستر داخلي تاير در فاز آزمايشگاهي و نيمه صنعتي مورد بررسي قرار گرفت بر اساس نتايج، افزودن آلي رس به آميزه پليمري پايه، علاوه بر بهبود خواص فيزيكي و مكانيكي آميزه، تراوايي هوا از آميزه را نيز تا حد قابل ملاحظه اي كاهش داد. همچنين، توليد تاير با استفاده از آستر داخلي اصلاح شده نيز نشان از بهبود عملكرد تاير داشت. در مقياس نيمه صنعتي نيز، تعدادي تاير با استفاده از آستر داخلي اصلاح شده توسط آلي رس توليد گرديد و تست هاي انجام شده بر روي تايرهاي توليدي، بهبود قابل توجه عملكرد آن ها را تاييد نمود.