در اين اختراع، برس‌هاي پليمري به روش پيوند زدن زنجيرهاي پليمري بر روي سطح زيرلايه تهيه شده اند. برس‌هاي پليمري پوشش پليمري بسيار نازك متشكل از زنجيرهاي پليمري هستند كه از يك انتهاي زنجير به روي سطح معمولاً جامد پيوند خورده‌اند. در چگالي پيوندخوردگي بالا زماني كه فاصله بين نقاط پيوند كوچك است، دافعه فضايي منجر به كشيدگي زنجير و ايجاد ساختار برس‌گونه زنجيرهاي پيوند‌خورده مي‌شود. برس‌هاي پليمري از طريق دو استراتژي كلي\\"پيوندزني به\\" و\\"پيوندزني از\\" تهيه مي‌شوند. در روش \\"پيوندزني به\\" زنجيرهاي پليمري از قبل تهيه شده به دو روش جذب فيزيكي يا شيميايي به سطح متصل مي‌گردند. در جذب فيزيكي عليرغم آسان بودن روش، زنجيرهاي پيوندخورده به سطح در شرايط خاص دما و حلال احتمال ناپايداري دارند و از سطح جدا مي‌شوند يا مي‌توانند با ساير جذب‌شونده‌ها جايگزين گردند. در جذب شيميايي واكنش بين زنجيرهاي پليمري عامل‌دار شده با گروه‌هاي عاملي مكمل حاضر بر روي سطح زيرلايه اتفاق مي‌افتد. اين روش مي‌تواند از مذاب يا محلول پليمري انجام شود و مي‌توان به چگالي بالاتري نسبت به جذب فيزيكي دست يافت. در روش \\"پيوندزني از\\" پليمريزاسيون مستقيماً از سطح عامل‌دار شده با شروع‌كننده، آغاز مي‌شود. از معايب اين روش محدوديت پوشش سطح با شروع‌كننده، بازده شروع‌كننده، نرخ نفوذ مونومرها به نواحي فعال پليمريزاسيون و اثر واكنش‌هاي جانبي بوده و مي‌تواند منجر به عدم كنترل واكنش پيوندزني، توزيع وزن‌مولكولي پهن و در نتيجه ناهمگني سطح و ارتفاع برس حاصله گردد. اصلاح سطوح با پليمريزاسيون پيوندزدگي منجر به توليد موادي با خواص بهبود يافته براي تحقيقات زيست دارويي/زيست پزشكي، مطالعات رسوب‌دهي سلولي، تهيه سطوح پاسخ‌دهنده به محرك‌هاي محيطي و استفاده در بسته‌بندي صنايع غذايي مي‌گردد. با توجه به ضرورت عدم حضور ناخالصي در تجهيزات زيستي دستيابي به روش‌هاي سنتز همسو با اين مسئله، اهميت دارد.بنابراين از ميان روش‌هاي ذكر شده استفاده از استراتژي \\"پيوندزني به\\" به طريق شيميايي مناسب مي‌باشد. دماي واكنش پيوندزني، وزن‌مولكولي پليمر استفاده شده، غلظت محلول و زمان واكنش از پارامترهاي موثر در چگالي برس‎هاي حاصله مي‌باشد. در اين اختراع نمونه‌ها در شرايط دمايي نقطه ابري شدن پليمر به جهت بيشينه بازده واكنش پيوندزني و درغلظت‌هاي متفاوت تهيه شدند. ضخامت نمونه‌هاي سنتزشده از 6 تا 9 نانومتر بوده وبررسي‌هاي انجام شده پايداري نمونه‌هاي سنتز شده در طول زمان را كه مشخصه لازم براي كاربرد عملي برس‌ها است، ثابت نمود.

در اين اختراع، برس هاي پليمري مختلط از طريق رشد دادن تك بلورهاي پليمري با روش هسته گذاري خودبخود در يك محيط محلولي بسيار رقيق شامل دو كوپليمر قطعه اي بلورين-بيشكل با قطعه بلورين يكسان و قطعه بي شكل متفاوت ساخته شده اند. كنترل خواص مواد، همواره يكي از مهمترين اهداف دانشمندان بوده است، اصلاح برخي خواص نظير خواص مكانيكي با اصلاح ساختار و تركيب مواد قابل حصول مي باشد؛ اين درحاليست كه اصلاح بعضي ديگر همانند پاسخ هاي بيولوژيكي از طريق اصلاح سطح امكان پذير مي باشد. راه كارهاي بسياري براي اصلاح سطح از قبيل پوشش هاي شيميايي و روش هاي مكانيكي وجود دارد. در دهه هاي اخير به واسطه حساسيت بالاي سيستم-هاي پليمري و زيست-پليمري، كاربرد برس هاي پليمري براي اصلاح سطح بسيار مورد توجه بوده است كه از جمله مي توان به برس هاي پليمري مختلط اشاره نمود. يك مزيت بارز برس هاي پليمري مختلط اين است كه سطح اصلاح شده با تغيير شرايط محيطي قادر به تغيير وضعيت از حالتي به حالت ديگر مي باشد. رفتار برس هاي پليمري مختلط، امكان جديدي براي رفتار قابل تعويض برگشت پذير نسبت به تركيب سطح و مورفولوژي آن فراهم مي كند. كوپليمرهاي قطعه اي مورد نياز براي ساخت برس هاي پليمري مختلط با يكي از روش هاي پليمريزاسيون زنده (يوني يا راديكالي) به صورت كاملاً كنترل شده و با وزن هاي مولكولي دقيق و از پيش تعيين شده سنتز مي شوند؛ علت اين امر داشتن كوپليمرهايي با خواص همگن و طول زنجير يكنواخت مي باشد تا پس از ساخته شدن تك بلور توسط آن ها، سطح تك بلور حاصل يكنواخت و همگن بوده و بتواند پاسخ همگني به محرك هاي محيطي از خود نشان دهد. به اين منظور كوپليمرهاي قطعه اي سنتز شده بايد توزيع وزن مولكولي باريكي داشته باشند تا تقريبا تمامي زنجيرها داراي طول يكساني باشند. از آنجايي كه وزن مولكولي و توزيع وزن مولكولي پليمرها از عوامل مهم و تأثيرگذار بر روي خواص آن¬ها مي باشد لذا كوپليمرهاي قطعه اي با توزيع وزن مولكولي باريك، خواص همگني خواهند داشت. به منظور دستيابي اهداف ذكر شده، هموپليمرها و كوپليمرهاي قطعه اي مورد استفاده بايد داراي شاخص بس پاشيدگي (PDI) پاييني باشند. به عنوان مثال، در مورد نمونه هاي پلي اتيلن گليكول-پلي متيل متاكريلات و پلي اتيلن گليكول -پلي استايرن سنتز شده از روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم در سامانه هاي پليمريزاسيون كارهاي آزمايشگاهي ما، شاخص بس پاشيدگي به ترتيب در محدوده ي 21/1-19/1 و 16/1-13/1 قرار داشته است. با رشد تك بلورها از محلول بسيار رقيق حاوي كوپليمرهاي قطعه اي بلورين-بيشكل با قطعه ي بلورين يكسان در حلالي مناسب و در محدوده ي غلظت 03/0-005/0 درصد وزني نمونه به حلال از طريق روش هسته گذاري خودبه خود، برس هاي پليمري مختلط كه همانند هموبرس هاي پليمري ساختاري ساندويچي شكل دارند، ايجاد مي شوند كه در واقع از سه لايه تشكيل يافته اند. لايه ي مياني از قسمت بلورين كوپليمرهاي قطعه اي تشكيل شده كه توسط دولايه احاطه شده است كه اين دو لايه به نوبه ي خود از قسمت بيشكل كوپليمرهاي دو قطعه اي ايجاد شده است. شايد بتوان چنين گفت كه رشد تك بلورهاي كوپليمرهاي دو قطعه اي بلورين-بيشكل، يكي از بهترين روش هاي مورد استفاده در توليد نانو فيلم ها مي باشد؛ چرا كه چنين ساختار سه لايه اي شامل يك لايه ي بلورين نانويي محصور بين دو لايه ي نانويي بيشكل مي باشد. علت چنين پديده اي، عدم امكان ورود قطعه ي بيشكل به داخل شبكه ي بلورين است كه موجب مي¬شود زنجيرهاي پليمري قطعه ي بيشكل به واسطه ي پيوند كوالانسي اي كه با قطعه ي بلورين دارند بر روي دو سطح تك بلور قرار گرفته و برس هاي پليمري را به وجود آورند. حال اگر لايه ي بلورين اين تك بلورهاي رشديافته از زنجيرهاي قطعه ي بلورين كوپليمرهاي بلورين-بيشكل متفاوت كه داراي قطعه ي بلورين يكسان هستند ايجاد شده باشد، به واسطه قرارگيري زنجيرهاي بيشكل متفاوت بر روي سطح تك بلور، برس هاي پليمري مختلط حاصل خواهد شد. لازم به ذكر مي باشد كه روش به كار گرفته شده در اين اختراع، روش نويني جهت ساخت برس هاي پليمري مختلط مي باشد. در روش هسته گذاري خودبه خود، با اعمال چهار مرحله ي دمايي كه شامل مراحل انحلال، تبلور اوليه، هسته-گذاري و تبلور ثانويه مي باشد با ايجاد ساختار لايه اي بلورين، تك بلورها تشكيل شدند. مزيت مهم اين روش در توليد جمعيت زيادي از بلورهاي تك لايه با ابعاد يكسان مي باشد. حلال مورد استفاده در اين روش بايستي براي كل نمونه ي مورد استفاده، حلال تتا و يا ضعيف باشد تا انحلال تنها با افزايش دما حاصل شود. با توجه به حضور برس هاي پليمري با خواص و پاسخ هاي متفاوت در ساختار برس هاي پليمري مختلط، مي توان طيف وسيعي از كاربردهاي هموبرس هاي پليمري را با ايجاد آرايش هاي متنوعي از آن ها در ساختار برس هاي پليمري مختلط ايجاد نمود. از جمله كاربردهاي برس هاي پليمري ساخته شده از رشد تك بلورهاي كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل مي توان به اصلاح سطح و مقاوم سازي آن در برابر دما و PH و رهش دارو با برس هاي هوشمند اشاره نمود. در مورد برسهاي پليمري مختلط دو يا چند مورد از موارد گفته شده در كنار هم براي اصلاح يك سطح مورداستفاده قرار مي گيرند؛ همچنين نمونه اي از كاربرد برس هاي پليمري مختلط در حسگرهاي زيستي مي باشد.

در اين اختراع، ساختارهاي پليمري همبافته، از طريق رشد تك بلورهاي پليمري كوپليمرهاي قطعه اي بلورين-بيشكل به همراه هموپليمر بلورين با روش هسته گذاري و استفاده از تك بلورهاي رشد يافته به عنوان هسته هايي جهت رشد تك بلور كوپليمرهاي قطعه اي و يا هموپليمر بعدي در يك محيط محلولي بسيار رقيق در حلالي مناسب ساخته شده اند. به عنوان نمونه، تك بلورهاي رشد يافته از كوپليمرهاي دو قطعه اي پلي اتيلن-گليكول-پلي استايرن به عنوان هسته براي رشد تك بلور هموپليمر پلي اتيلن گليكول مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله ي بعدي، ساختار تك بلور همبافته ي تشكيل شده به عنوان هسته براي رشد كوپليمر پلي اتيلن گليكول-پلي متيل متاكريلات مورد استفاده قرار گرفت. با تكرار رشد تناوبي كوپليمر بلورين-بيشكل و هموپليمر بلورين با قطعه ي بلورين مشابه، ساختارهاي همبافته ي پليمري نانويي تحت عنوان ساختارهاي كانال-سيم مانند با قابليت تشخيص محلي حاصل شدند. كوپليمرهاي دو قطعه اي بلورين-بيشكل و هموپليمرهاي مورد نياز براي ساخت ساختارهاي همبافته ي پليمري در اين پژوهش، با استفاده از روش هاي پليمريزاسيون زنده و يا كنترل شده سنتز شدند كه شامل دو دسته ي كلي يوني و راديكالي هستند. به اين ترتيب پليمرهايي با توزيع وزن مولكولي باريك و در واقع شاخص بس-پاشيدگي پايين كه ساختار و خواصي همگن دارند ايجاد مي شوند كه باعث ايجاد تك بلورهايي همگن و در نتيجه، برس هاي پليمري با توزيع و طول يكنواخت مي شوند. سپس هموپليمر بلورين و يا يكي از كوپليمرهاي سنتز شده براي ايجاد محلولي بسيار رقيق با استفاده از حلالي مناسب در محدوده ي غلظت 03/0-005/0 درصد وزني نمونه به حلال استفاده شدند و با استفاده از روش هسته گذاري، تك بلور آن ها با اعمال چهار مرحله ي دمايي كه شامل مراحل انحلال، تبلور اوليه، هسته گذاري و تبلور ثانويه مي باشد، رشد داده شدند. سپس تك بلور رشد يافته به عنوان هسته براي رشد تك بلور نمونه ي بعدي مورد استفاده قرار گرفت. از آنجايي كه در تمامي نمونه ها قسمت بلورين يكسان است، ساختار همبافته ي نانويي از رشد جانبي هر نمونه بر روي صفحات رشد تك بلور اوليه ايجاد مي شود. براي ساخت ساختارهاي پليمري همبافته با پهناي كانال دقيق و مشخص بايد از سينتيك تبلور هموپليمرها و كوپليمرهاي مختلفي كه در ساخت ساختارهاي همبافته مورد استفاده قرار مي گيرند در دما و غلظت مدنظر اطلاع كافي داشته باشيم. همانطور كه اشاره شد به منظور ساخت برس هايي همگن و به ويژه ساختارهايي همبافته با سطوح و ساختاري همگن كه در اين اختراع مدنظر مي باشد، توزيع وزن مولكولي همو پليمرها و كوپليمرهاي قطعه اي سنتز شده بايد بسيار باريك بوده و شاخص بس پاشيدگي (PDI) پايين باشد. به عنوان مثال در مورد نمونه هاي پلي اتيلن گليكول-پلي متيل متاكريلات و پلي اتيلن گليكول -پلي استايرن سنتز شده از روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم در سامانه هاي پليمريزاسيون كارهاي آزمايشگاهي ما، شاخص بس پاشيدگي به ترتيب در محدوده¬ي 21/1-19/1 و 16/1-13/1 قرار داشته است. اندازه ي جانبي و در واقع پهناي هر كانال به سينتيك تبلور ماده ي مورد استفاده در ساخت آن كانال و مدت زمان اعمال شده براي رشد كانال مربوطه در دما و غلظت مشخص بستگي دارد. از جمله كاربردهاي برس هاي پليمري ساخته شده از رشد تك بلورهاي كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل مي توان به اصلاح سطح و مقاوم سازي آن در برابر دما و PH و رهش دارو با برس هاي هوشمند اشاره نمود. در اين اختراع كه ساختارهايي همبافته از رشد پي در پي تك بلورهاي كوپليمرها و هموپليمرها ايجاد شدند، به ساختارهايي دست يافتيم كه ويژگي بارز آن ها ايجاد سطوحي با حساسيت موضعي به صورت كانالي به محيط اطراف بوده است؛ يا به عبارتي، به واسطه ي اين كه نتيجه ي اين ساختارها ايجاد سطوحي است كه داراي كانال هاي مشخص از هموپليمرها و يا برس هاي پليمري بيشكل مشخص با خواص و حساسيت متفاوت نسبت به محيط اطراف بوده اند، پاسخ سطح به صورت كانالي و مشخص مي باشد. اين ساختارها به دليل داشتن ساختاري كانال مانند و كاملاً كنترل شده، داراي برس هاي پليمري مختلط متفاوت مي باشند.

در اين اختراع، ساختارهاي كوكريستال از طريق رشد تك بلورها از محلول بسيار رقيق حاوي هموپليمرهايي با قابليت تبلور و كوپليمرهاي قطعه اي بلورين-بي شكل كه داراي قطعه ي بلورين يكسان با هموپليمر مي باشند، ساخته شده اند. كوكريستال، ماده اي بلورين با ساختار يكنواخت و يا غير يكنواخت است كه شامل دو يا تعداد بيشتري سازنده ي بلورين مي باشد. به منظور دستيابي به ساختارهايي با سطح يكنواخت و همگن در قسمت هاي مختلف، توزيع وزن مولكولي هموپليمرهاي مورد استفاده و همچنين كوپليمرهاي قطعه اي سنتز شده بايد بسيار باريك باشد. بدين منظور هموپليمرها و كوپليمرهاي قطعه اي با ساختار همگن و توزيع وزن مولكولي باريك و همچنين وزن مولكولي از پيش تعيين شده با يكي از روش هاي پليمريزاسيون كنترل شده ( زنده) سنتز مي شوند. روش هاي كنترل شده شامل دو دسته ي كلي روش هاي يوني و راديكالي مي باشند. روش هاي يوني به واسطه ي حذف تقريباً كامل واكنش هاي ناخواسته ي اختتام و انتقال، بهترين كنترل را بر روي توزيع وزن مولكولي و يكنواختي ساختار و خواص پليمر توليد شده دارند؛ اما به دليل اينكه به شرايط سختي از قبيل خالص سازي بسيار شديد براي عوامل شركت كننده در واكنش، سيستم هاي عاري از هرگونه رطوبت و اكسيژن، دماهاي بسيار پايين و غيره براي انجام پليمريزاسيون نياز دارند و از طرفي تعداد مونومرهاي قابل پليمريزاسيون با اين روش بسيار محدود مي باشد ، در سال هاي اخير، در مقايسه با روش هاي پليمريزاسيون راديكالي كنترل شده، كمتر مورد توجه قرار گرفته اند. از بين انواع روش هاي پليمريزاسيون راديكالي كنترل شده ، روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم (ATRP) به دليل داشتن مزاياي شاخص، بسيار مورد توجه مي باشد. در مورد نمونه هاي پلي اتيلن گليكول -پلي استايرن و پلي اتيلن گليكول-پلي متيل متاكريلات سنتز شده از روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم در سامانه¬هاي پليمريزاسيون كارهاي آزمايشگاهي ما، شاخص بس پاشيدگي به ترتيب در محدوده ي 16/1-13/1 و 21/1-19/1 بود. ساختارهاي كوكريستال از طريق رشد تك بلورها از محلول رقيق حاوي هموپليمر بلورين و كوپليمر قطعه اي بلورين-بي شكل كه قطعه ي بلوريني مشابه با هموپليمر دارند در حلالي مناسب با استفاده از روش هسته-گذاري خودبه خود ساخته مي شوند. به دليل اينكه تك بلورهاي ساخته شده، متشكل از زنجيرهاي هموپليمر بلورين و زنجير هاي قطعه ي بلورين كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل مي باشند، از اين رو ساختارهاي كوكريستال ناميده مي شوند. در ساختارهاي كوكريستال، به واسطه ي حضور قطعه ي بلورين كوپليمر قطعه اي در شبكه ي بلورين تك بلور، ساختار ساندويچي سه لايه اي كه متشكل از يك لايه ي نانومتري بلورين و دو لايه ي نانومتري بي شكل مي باشد، تشكيل مي شود. علت تشكيل چنين ساختاري، عدم امكان ورود زنجيرهاي بي-شكل به داخل ساختار بلورين مي باشد. در نتيجه با ورود قطعه هاي بلورين به ساختار تك بلور در حال رشد، قطعه هاي بي شكل متصل به آن ها بر روي سطح تك بلور قرار گرفته و برس هاي پليمري را به وجود مي آورند. اگر در ساخت كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل با تنظيم تركيب كوپليمر شرايطي را ايجاد كنيم كه دماي انتقاي شيشه اي قطعه ي بي شكل همواره بيشتر از دماي ذوب قطعه ي بلورين باشد، اين ساختار ساندويچي سه لايه به صورت يك لايه ي نانويي بلورين محصور بين دو لايه ي نانويي بي شكل حاصل از برس هاي پليمري ايجاد مي شود. اگر روش هسته گذاري خودبه خود براي محلول بسيار رقيق حاوي كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل و همو پليمرهاي بلورين كه مشابه قطعه ي بلورين در كوپليمرهاي قطعه اي مي باشند به كار رود، تبلور به واسطه ي جذب و اتصال زنجيرهاي هموپليمر بلورين و قطعه ي بلورين كوپليمر به داخل ساختار بلورين تك بلور در حال رشد، انجام پذير خواهد بود و اين پديده را مي توان به يكسان بودن قطعه ها ي بلورين اجزاي سازنده نسبت داد. غلظت تمام نمونه هاي پليمري اعم از كوپليمرهاي دو قطعه اي و هموپليمرها به تنهايي و نمونه هاي شامل كوپليمرها و هموپليمرها در كنار هم، در محيط محلولي بسيار رقيق در محدوده ي 03/0-002/0 درصد وزني قرار داشته است. اندازه ي جانبي، ضخامت و مورفولوژي تك بلورها با استفاده از ميكروسكوپ نيرويي اتمي (AFM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) مورد بررسي قرار گرفت. از جمله كاربردهاي تك بلورهاي رشد يافته از كوپليمرهاي دو قطعه اي بلورين- بي شكل مي توان به اصلاح سطح و مقاوم سازي آن در برابر دما و pH ، رهش دارو، تهيه ي نانو سيم ها و نانو عايق ها اشاره نمود. با استفاده از فرايند كوكريستاليزاسيون، هم مي توان به مورفولوژي هاي ماتريس-پراكنده رسيد كه در آن ها رفتار كوكريستال، تقريباً مشابه با رفتار تك بلورهاي مختلط خواهد بود و در اصلاح سطح و بهبود عملكرد غشاها كاربرد دارند. همچنين مي توان به ساختارهاي تصادفي دست يافت كه در آن ها، با ثابت بودن وزن هاي مولكولي قطعه هاي بلورين و بي شكل و همچنين دماي تبلور مي توان ضخامت تك بلور را تغيير داد.

در اين اختراع، تك بلورهاي هموپليمرهايي با قابليت تبلور و كوپليمرهاي قطعه اي كه حداقل داراي يك قطعه ي بلورين مي باشند ساخته شده اند. كوپليمرهاي قطعه اي مورد نياز به عنوان ماده ي اوليه براي رشد تك بلورها با يكي از روش هاي پليمريزاسيون زنده (يوني يا راديكالي) به صورت كاملاً كنترل شده و با وزن هاي مولكولي دقيق و از پيش تعيين شده سنتز مي شوند؛ از جمله ي اين روش ها مي توان به پليمريزاسيون يوني زنده و پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم اشاره نمود. به منظور بدست آوردن تك بلورهايي با سطح يكنواخت و همگن، توزيع وزن مولكولي هموپليمرهاي مورد استفاده قرار گرفته و همچنين كوپليمرهاي قطعه اي سنتز شده بايد بسيار باريك بوده و شاخص بس پاشيدگي (PDI) در محدوده ي زير 2/1 قرار داشته باشد. به عنوان مثال در مورد نمونه هاي پلي اتيلن گليكول-پلي استايرن سنتز شده از روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم در سامانه هاي پليمريزاسيون كارهاي آزمايشگاهي ما، شاخص بس پاشيدگي در محدوده ي 15/1-12/1 قرار داشته است. تك¬بلورهاي قطعه¬ي بلورين كوپليمرهاي قطعه¬اي پس از رشد يافتن در يك محلول بسيار رقيق در شرايط تتا با استفاده از روش هسته¬گذاري خودبخود، تشكيل ساختار بلورين لايه¬اي را مي¬دهند؛ اين لايه توسط دو لا¬يه¬ از زنجيرهاي قطعات بي¬شكل و بلوريني كه به داخل ساختار بلورين راه داده نشده¬اند احاطه مي¬شود. غلظت تمام نمونه¬هاي پليمري اعم ازكوپليمرهاي دو قطعه¬اي و هموپليمرها در محيط محلولي بسيار رقيق در محدوده¬ي 01/0-002/0 درصد وزني قرار دارد. روش هسته¬گذاري خودبخود شامل چهار مرحله¬ي دمايي مي¬باشد كه به ترتيب عبارتند از: انحلال، تبلور اوليه¬، هسته¬گذاري و تبلور ثانويه. اندازه¬ي جانبي تك¬بلورها توسط دماي هسته¬گذاري خودبخود و ضخامت آن-ها با تنظيم دماي تبلور قابل تغيير و تنظيم مي¬باشد. ضخامت تك¬بلورهاي ساخته شده در محدوده¬ي 2 تا 35 نانومتر قرار داشت؛ همچنين اندازه¬ي جانبي آن¬ها در محدوده¬ي زير 15 ميكرون قرار داشت كه بيشترين تأثيرپذيري را از دماهاي هسته¬گذاري و وزن مولكولي قطعه¬ي بلورين داشته است. با انتقال چند قطره از محلول حاوي تك¬بلورهاي يك هموپليمر به داخل سل لوله¬اي كه حاوي كوپليمرهاي قطعه¬اي حل شده در حلال مربوطه مي¬باشد مي¬توان به ساختارهاي همبافته از تك¬بلورها نيز رسيد؛ به اين ترتيب كه ادامه¬ي رشد از قرار گرفتن زنجيرهاي هموپليمري به زنجيرهاي كوپليمري منتقل مي¬شود. عكس اين روش نيز براي ساخت ساختارهاي تك¬بلور همبافته امكان¬پذير مي¬باشد. ساختارهاي تك¬بلور همبافته¬ي تشكيل يافته از دو يا سه نوع كوپليمر نيز به شرط سازگاري ترموديناميكي امكان¬پذير مي¬باشد. دماي هسته¬گذاري بهينه را مي¬توان با انجام آزمايش¬هايي بدست آورد. به عنوان مثال با انجام آزمايشاتي دماي بهينه در مورد ساخت تك¬بلورهاي كوپليمرهاي دو قطعه¬اي پلي¬اتيلن¬گليكول-پلي¬استايرن برابر با ℃5/41 بدست آمد. اندازه¬ي جانبي و ضخامت تك¬بلورها با استفاده از ميكروسكوپ نيرويي اتمي و مورفولوژي آن¬ها توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري مورد بررسي قرار گرفت. از جمله كاربردهاي تك¬بلورهاي رشد¬يافته از كوپليمرهاي دو قطعه¬اي بلورين-¬بي¬شكل مي¬توان به اصلاح سطح و مقاوم¬سازي آن در برابر دما و PH ، رهش دارو، تهيه¬ي نانو¬سيم¬ها و نانو¬عايق¬ها اشاره نمود.

در اين اختراع، برس هاي پليمري با رشد دادن تك بلورهاي پليمري با روش هسته گذاري خودبخود در يك محيط محلولي بسيار رقيق ساخته شده اند. به عنوان نمونه تك بلورهاي رشد يافته از كوپليمرهاي دو قطعه اي پلي اتيلن گليكول-پلي استايرن با وزن هاي مولكولي مختلف در حلال تتا كه تركيبي از كلرو بنزن و نرمال اوكتان بود در شكل 1 نشان داده شده است. سه روش عمده براي توليد زنجيرهاي پليمري پيوندخورده وجود دارد كه عبارتند از: \\tجذب سطحي فيزيكي \\tاتصال شيميايي \\tفصل مشترك كوپليمرهاي دو قطعه اي از معايب روش جذب سطحي فيزيكي در ساخت برس هاي پليمري مي توان به عدم امكان استفاده از لايه هايي با چگالي پيوندخوردگي كاهش يافته ي بالا و همچنين امكان جدايش اتصالات اشاره نمود. روش اتصال شيميايي شامل واكنش شيميايي بين زنجير پليمري پيوندي و سطح زيرلايه بوده و به دو دسته ي عمده طبقه بندي مي شود: \\tروش «پيوند به » \\tروش «پيوند از » در روش «پيوند به» در وزن هاي مولكولي بالاتر، ممانعت فضايي زنجيرهاي پيوندخورده از پيوندخوردگي بيشتر زنجيرهاي افزوده شده مانع مي شود؛ اين كار از طريق محدود كردن گروه انتهايي فعال از نفوذ كردن به زيرلايه صورت مي پذيرد. در روش «پيوند از» به دليل افزايش مقدار ماده در داخل لايه در طول پليمريزاسيون، كنترل وزن مولكولي با زمان واكنش كاهش مي يابد كه اين موضوع حتي مي تواند سينتيك واكنش را تحت تأثير قرار دهد. هر دوي اين موارد مي توانند منجر به توزيع وزن مولكولي پهن شوند و در نتيجه محاسبه ي چگالي پيوند خوردگي كمتر قابل اعتماد خواهد بود. جديد ترين روش براي توليد زنجيرهاي پليمري پيوندي، روش منحصر بفرد استفاده از كوپليمرهاي قطعه اي مي باشد. تشكيل تك بلورهاي لايه اي رشد يافته در محلول از كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل منجر به پيوندخوردگي قطعه ي بي شكل بر روي سطح بلور مي شود. ترموديناميك تبلور مانع از وارد شدن زنجيرهاي بي شكل به داخل شبكه شده و اتصالات بين قطعه ها به عنوان نقاط پيوندخوردگي در هر دو سطح بالايي و پاييني تك بلور عمل كرده و نتيجه تشكيل يك ساختار ساندويچي مي باشد. با پايدار بودن دماي تبلور و همچنين با وزن مولكولي كنترل شده ي قطعه هاي سنتز شده مي توان كنترل بهتري بر روي ضخامت داشت. تمامي اين مشخصه ها اثبات مي كنند كه روش استفاده از رشد تك بلورها براي ساخت برس هاي پليمري مزاياي قابل توجه تري براي مطالعه ي فيزيك زنجيرهاي پيوند شده نسبت به روش هاي ديگر بحث شده دارد. در انتخاب نوع پليمر مورد استفاده براي اين روش محدوديت وجود داشته و تنها كوپليمرهايي كه داراي حداقل يك قطعه ي بلورين هستند مي توانند به اين منظور بكار گرفته شوند. كوپليمرهاي دو يا سه قطعه اي مورد نياز براي ساخت برس هاي پليمري در اين اختراع با استفاده از روش هاي پليمريزاسيون زنده نظير يوني و راديكالي كنترل شده سنتز شده و در يك محيط محلولي بسيار رقيق با استفاده از حلال هاي خوب، تتا و ضعيف با روش هسته گذاري خودبخود در محدوده ي غلظت 01/0-002/0 درصد وزني نمونه به حلال قرار داده شدند و با اعمال چهار مرحله ي دمايي كه شامل مراحل انحلال، تبلور اوليه، هسته گذاري و تبلور ثانويه مي باشد با ايجاد ساختار لايه اي بلورين، تك بلورها تشكيل شدند؛ تك بلورهايي كه از تاخوردن زنجيرهاي قطعات بلورين كوپليمرهاي قطعه اي ساخته مي شوند در حقيقت داراي ساختار ساندويچي سه لايه مي باشند. به عبارتي به هنگام وارد شدن زنجيرهاي داراي قابليت تبلور به درون ساختار بلورين، زنجيرهاي بي شكل كه اجازه ي ورود به چنين ساختاري را ندارند بيرون از ساختار باقي مانده و در سطوح بالايي و پاييني تشكيل برس هاي پليمري را مي دهند. دانسيته ي پيوندخوردگي چنين برس هايي كه از رشد تك بلورهاي مربوطه ساخته مي شوند به نوع قطعه ي بلورين، ضخامت زيرلايه ي تشكيل يافته، دماي هسته گذاري خودبخود (تا حدودي تأثير جزئي دارد)، دماي تبلور ثانويه، نوع حلال مورد استفاده قرار گرفته، وزن مولكولي قطعه يا قطعات بي شكل، نسبت وزن مولكولي قطعه ي بلورين به قطعه ي بي شكل و نوع برهم كنش بين زنجيرهاي برس با سطح زير لايه ي بلورين بستگي دارد. به منظور ساخت برس هايي همگن، توزيع وزن مولكولي كوپليمرهاي قطعه اي سنتز شده بايد بسيار باريك بوده و شاخص بس پاشيدگي (PDI) در محدوده ي زير 2/1 قرار داشته باشد. به عنوان مثال در مورد نمونه هاي پلي اتيلن گليكول -پلي استايرن سنتز شده از روش پليمريزاسيون راديكالي انتقال اتم در سامانه هاي پليمريزاسيون كارهاي آزمايشگاهي ما، شاخص بس پاشيدگي در محدوده ي 15/1-12/1 قرار داشته است. اندازه ي جانبي تك بلورها توسط دماي هسته گذاري خودبخود و ضخامت آن ها با تنظيم دماي تبلور قابل تغيير و تنظيم مي باشد. ضخامت تك بلورهاي ساخته شده در محدوده ي 2 تا 35 نانومتر و اندازه ي جانبي آن ها در محدوده ي زير 15 ميكرون قرار داشت. از جمله كاربردهاي برس هاي پليمري ساخته شده از رشد تك بلورهاي كوپليمرهاي قطعه اي بلورين- بي شكل مي توان به اصلاح سطح و مقاوم سازي آن در برابر دما و PH و رهش دارو با برس هاي هوشمند اشاره نمود.

اختراع اخير مربوط به ساخت پيوند پوستي دولايه با زيرلايه ي زيست تخريب پذير پروتئيني و پوشش سيليكوني جهت به كارگيري در مهندسي بافت پوست مي باشد. لايه ي اول كه در تماس با بستر زخم مي باشد ساختاري متخلخل و تخريب پذير متشكل از ژلاتين (به عنوان يك پروتئين) و يك پلي ساكاريد (مثل كيتوسان به عنوان بهبود دهنده ي ساختار در ميزان كمتر) بوده و الگوي مورد نياز براي سلول ها را جهت بازسازي لايه ي درم فراهم مي نمايد. لايه ي دوم فيلمي از پليمر زيست سازگار و غير سمي از جنس لاستيك سيليكوني است كه كنترل كننده ي ميزان خروج رطوبت از بستر زخم مي باشد. لايه ي متخلخل اول كه داربستي متشكل از ژلاتين وكيتوسان مي باشد مي تواند با روش هاي مختلفي چون خشك كردن انجمادي، نخ ريسي الكتروني، فوم كردن به كمك گاز و ساير روش ها تهيه شود. داربست هاي تهيه شده به روش خشك كردن انجمادي مرسوم، داراي تخلخل هاي كشيده و ستوني با جهت گيري هاي محلي و موضعي، غيريكنواخت و نامناسب براي مهندسي بافت پوست مي باشد. در اين پژوهش از اصلاح روش خشك كردن انجمادي به وسيله ي كنترل فرايند انجماد محلول پليمري به منظور كنترل مكانيسم هسته گذاري و رشد بلورهاي يخ براي تهيه ي داربست ها استفاده شده است. ريزساختار، خواص مكانيكي و مقاومت در مقابل تخريب از ويژگي هاي مهم داربست ها در مهندسي بافت مي باشند. عواملي مانند سرعت انجماد، شرايط و مكانيسم هاي انتقال حرارت، دماي نهايي انجماد، غلظت محلول پليمري، جنس قالب مورد استفاده براي منجمد كردن محلول پليمري، تغيير پلي ساكاريد موجود در ساخت داربست، خشكاندن انجمادي مجدد داربست، غلظت و نوع عامل شبكه اي كننده كه تأثيرگذار بر ويژگي اين داربست ها هستند در اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته است. انجماد با سرعت ثابت و يكنواخت كردن شرايط انتقال حرارت در سر تاسر محلول پليمري، سبب ايجاد ساختاري يكنواخت با تخلخل هاي چندوجهي به هم پيوسته، بدون جهت گيري هاي موضعي و محلي و اندازه ي تخلخل مناسب براي مهندسي بافت پوست شد. افزايش دماي نهايي انجماد، ميانگين اندازه ي تخلخل ها را افزايش داد. بالا بردن غلظت محلول پليمري سبب كاهش ميانگين اندازه ي تخلخل ها شد. با تغيير جزء پلي ساكاريد موجود در داربست از كيتوسان به هيالورونيك اسيد اندازه ي ميانگين تخلخل ها افزايش يافت. خشكاندن انجمادي دوباره ي نمونه سبب شكست ديواره ي برخي از تخلخل ها و افزايش به هم پيوستگي گرديد. با افزايش غلظت عامل شبكه اي كننده ، استحكام كششي و كرنش شكست كاهش يافته، مدول كششي افزايش و مقاومت داربست در مقابل تخريب آنزيمي افزايش يافت. اصلاح شرايط انجماد از نقطه نظر سرعت انجماد و يكنواخت كردن شرايط انجماد در اطراف محلول پليمري، باعث افزايش مدول كششي و كاهش ميزان تخريب شد. در نهايت پس از بهينه سازي ويژگي هاي داربست، به منظور كنترل ميزان اتلاف مايعات از بستر زخم، پوشش سيليكوني بر روي داربست ها اعمال شد. مورفولوژي سطح داربست ها بعد از اعمال لايه ي سيليكوني به روي آنها و نيز ميزان چسبندگي داربست و لايه ي سيليكوني مورد ارزيابي قرار گرفت.

در دنياي امروز استفاده از گرافيت در ساخت قطعات و تجهيزات به كار رفته در صنايع هوا‌‌فضا و نيز استفاده از آن در ساخت قطعات حساس و پيچيده با كاربرد‌هاي نظامي نظير اجزاء به كار رفته در محفظه احتراق هواپيماهاي جت كه علاوه بر پايداري حرارتي بالا تا دماي 1500 درجه سانتي‌گراد، بايد از استحكام و سازگاري بالايي نيز برخوردار باشند، با رشد چشم‌گيري همراه بوده است. از آن‌جايي كه اين قطعات در اندازه و هندسه‌هاي بزرگ و متنوعي ساخته و به كار برده مي‌شوند، نقص، شكنندگي و خرابي در اين قطعات علاوه بر تحميل خسارات مالي، ممكن است به علت كاربردهاي ويژه و استراتژيكي كه دارند، خسارات جبران‌ناپذير ديگري را نيز به بار آورند. استفاده از روش‌هاي مكانيكي نظير پيچ و مهره و پرچ، علاوه بر كاهش عمر قطعات و ايجاد نقص در ساختار آن با تمركز تنش در محل‌هاي اتصال، شكستگي و از بين رفتن اين قطعات را به همراه دارد و لذا استفاده از چسبي كه بتواند اين قطعات را با استحكام و پايداري حرارتي بالا حتي تا 2000 درجه سانتي‌گراد به هم بچسباند در دنياي امروز يك نياز ضروري مي‌باشد. در اين ادعاي اختراع كه در واقع معرفي نانو‌چسب‌هاي پايه فنوليك دما بالا براي اتصال قطعات گرافيتي مي‌باشد، به تشريح چسب‌هاي دما بالا بر پايه رزين‌هاي فنول‌فرمالدهيد پرداخته مي‌شود. گروه‌هاي شيميايي شكل گرفته در ساختار چسب قبل و پس از پخت با استفاده از آزمون طيف ‌سنجي مادون قرمز مورد بررسي قرار گرفت. همچنين با استفاده از آزمون گرماسنجي تفاضلي پويشي شرايط دمايي پخت چسب بررسي شد و در پايان با استفاده از دستگاه كشش، استحكام و خواص فيزيكي اتصال و چسب و با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورفولوژي سطح شكست و برهم‌كنش نانو ذرات با رزين مورد بررسي قرار گرفتند.

در دنياي امروز استفاده از كامپوزيت‌هاي كربن در ساخت قطعات و تجهيزات سبك و مقاوم به كار رفته در صنايع هوا‌‌فضا و نيز استفاده از آن در ساخت قطعات حساس و پيچيده با كاربرد‌هاي نظامي كه علاوه بر پايداري حرارتي بالا تا دماي 600 درجه سانتي‌گراد، بايد از استحكام و پايداري حرارتي بالايي نيز برخوردار باشند، با رشد چشم‌گيري همراه بوده است. از آن‌جايي كه اين قطعات در اندازه و هندسه‌هاي بزرگ و متنوعي ساخته و به كار برده مي‌شوند، نقص، شكنندگي و خرابي در اين قطعات علاوه بر تحميل خسارات مالي، ممكن است به علت كاربردهاي ويژه و استراتژيكي كه دارند، خسارات جبران‌ناپذير ديگري را نيز به بار آورند. استفاده از روش‌هاي مكانيكي نظير پيچ و مهره و پرچ، علاوه بر كاهش عمر قطعات و ايجاد نقص در ساختار آن با تمركز تنش در محل‌هاي اتصال، شكستگي و از بين رفتن اين قطعات را به همراه دارد و لذا استفاده از چسبي كه بتواند اين قطعات را با استحكام و پايداري حرارتي تا 600 درجه سانتي‌گراد به هم بچسباند در دنياي امروز يك نياز ضروري مي‌باشد. در اين ادعاي اختراع چسب‌هاي هيبريدي مقاوم در برابر دما براي اتصال كامپوزيت‌هاي كربن معرفي شدهاند كه استحكام چسبندگي بالايي حتي پس از مجاورت با دماي بالا (تا 600 درجه سانتي گراد) دارند. با استفاده از آزمون پراش اشعه ايكس ساختار كريستالي چسب، آزمون گرماسنجي تفاضلي پويشي شرايط دمايي پخت چسب و آزمون گرما وزن‌سنجي ميزان وزن باقي‌مانده تا دماي 800 درجه سانتي‌گراد و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورفولوژي سطح مورد بررسي قرار گرفت.