يكي از پيامدهاي افزايش سن، كاهش توليد پروتئين كلاژن و در پي آن از بين رفتن خاصيت ارتجاعي و استحكام پوست است كه منجر به عوارضي از قبيل چين و چروك، شلي پوست و ... مي شود. در همين راستا كوشش براي پيدا كردن روشهاي اثر بخش و ايمن جهت جوانسازي پوست همواره مورد توجه متخصصين اين زمينه بوده است. در دهه‌هاي گذشته از ليزرهاي ابليتيو و غير ابليتيو در زمينه جوان‌سازي پوست استفاده مي شد كه اين روشها داراي اثرات جانبي قابل توجهي بودند. طبق بررسي‌هاي صورت گرفته پلاسما پالسي در انرژي‌هاي پايين در پوست كندگي و بخارشدگي ايجاد نمي‌كند و تاثير يكنواخت‌تري بر روي پوست دارد. به همين منظور در اين طرح اقدام به طراحي، ساخت و مشخصه يابي جت پلاسمايي RF با قابليت استفاده در جوان‌سازي پوست شد. طراحي هندسي جت پلاسما توسط نرم افزار solid work انجام شد. پس از ساخت جت پلاسما به منظور بهينه سازي پلاسما جهت كار بر روي نمونه هاي حيواني آناليزهاي تشخيصي پلاسما انجام شدند. از آناليز طيف سنجي نشر اتمي به منظور مشخص كردن گونه هاي فعال به خصوص گونه فعال NO كه نقش اساسي در گسترش سلول‌هاي فيبروبلاست دارد، و اندازه گيري شدت آنها استفاده شد. سپس تاثير متغيرهاي فيزيكي از جمله فلوي گاز ، توان و مكان قرارگيري الكترود جهت رسيدن به شرايط بهينه كه در آن شدت گونه NO براي تيمار نمونه ها مناسب باشد بررسي شد. همچنين با تاثير پارامتر فلوي گاز ورودي بر روي تغيير طول شعله جت بررسي شد. سپس با استفاده از جت ساخته شده در سه حالت متفاوت پالسي با انرژي‌هاي 3 ،4 و 4.5 ژول پوست نمونه هاي حيواني مورد پردازش قرار گرفتند. آناليز بافت‌شناسي بافت جدا شده از پوست نمونه ها افزايش قابل ملاحظه اي در توليد كلاژن‌ها در مقايسه با نمونه هاي كنترل و تغيير موقت قطر اپيدرم و ضخامت فوليكول هاي مو را نشان داد.

كراكينگ هيدروكربنهاي سنگين توسط راكتور پلاسمايي غيرحرارتي

يكي از تكنولوژي‌هاي مدرن در صنعت دفع و بي‌خطرسازي زباله‌هاي ويژه از جمله پسماندهاي بيمارستاني، صنعتي، راديواكتيو و نظامي، استفاده از راكتور پلاسماي حرارتي مي‌باشد. در اين پروژه به طراحي و ساخت نمونه جديدي از راكتورهاي پلاسماي حرارتي و تجهيزات مربوط به راه‌اندازي آن پرداخته شده است كه با بازدهي صنعتي و اقتصادي مناسب، قابليت استفاده دراين صنعت را دارا مي‌باشد. در ساخت اين راكتور از نوع خاصي از مشعل‌هاي جريان مستقيم پلاسمايي تحت عنوان مشعل‌هاي دوگانه استفاده شده است. مهم‌ترين مزيت استفاده از اين مشعل، پايين‌تر بودن محسوس توان عملياتي در دستيابي به دماي بالا و اندازه مشخصي از ناحيه عملياتي نسبت به نوع معمول آن مي‌باشد. همچنين در اين پروژه به بررسي بعضي از خواص مهم پلاسماي توليدي از جمله شكل، ويژگي‌هاي حرارتي و الكتريكي آن پرداخته شده است. نتيجه حاصل از اين بررسي دستيابي به شكل بهينه‌اي از پلاسماي حرارتي با تكيه بر مراجع معتبر جهاني است كه توانايي پردازش زباله‌هاي ويژه را مطابق با استانداردهاي بين‌المللي محيط زيست دارا مي‌باشد.

مشعلهاي پلاسمايي غيرحرارتي كه در فشار اتمسفري كار ميكنند به خاطر نداشتن هيچگونه محدوديتي در انتخاب شكل و اندازه الكترودها و همچنين نمونه مورد پردازش، نقشي روزافزون در بين انواع روشهاي تخليه پلاسمايي براي پردازش سطوح مختلف دارند. به همين دليل اين مشعلها در كاربردهاي زيستي نيز بصورت گسترده مورد استفاده قرار ميگيرند. از بين روشهاي متنوع تشكيل جت پلاسما، در بيشتر موارد از منبع تغذيه با جريان مستقيم پالسي استفاده ميشود زيرا مارا قادر ميسازد تا با تنظيم فركانس و پهناي پالس، دما و توان جت را كنترل كنيم. در اين پروژه ابتدا اقدام به ساخت منبع تغذيه جريان مستقيم پالسي و سپس ساخت دو نمونه از مشعلهاي فشار اتمسفري نموديم و در نهايت با استفاده از نتايج آناليزهاي مختلف فيزيكي و زيستي، منبع تغذيه و مشعل را بهينه سازي كرديم.

مشعل هاي صنعتي متداول كاربردهاي مختلفي در صنايع دارند اما با توجه به نوع سوخت آنها كه آلودگي هاي زيست محيطي توليد مي كند ، كارايي آنها به نسبت دمايي كه توليد مي كنند و محدويت هايي كه براي كاركد آنها در شرايط مختلف وجود دارد ونيز هزينه هاي بعضاً زياد راه اندازي آنها داراي معايبي خواهند بود كه مشعل هاي پلاسمايي حرارتي مي توانند به خوبي جايگزين آنها شوند وكاربردهايي از جمله جوشكاري و برشكاري را كيفيت عالي انجام دهند. امروزه در دنيا شركتهاي معدودي وجود دارند كه بطور اختصاصي بر روي طراحي و عرضه مشعل هاي پلاسمايي حرارتي فعاليت مي كنند و اين فعاليت همچنان در حال پيشرفت مي باشند. مشعل ساخته شده داراي حدود 14 قطعه اصلي است كه هركدام به دقت طراحي و ساخته شده اند. در ساخت اين دستگاه از مواد اوليه مناسب براي هر بخش از آن استفاده شده است. سيستم هاي جانبي مورد نياز براي راه اندازي شامل منبع تغذيه،سيستم خنك كننده و سيستم تزريق گاز نيز مناسب با شرايط هندسه طراحي مشعل انتخاب شدند. آزمايشهايي به منظور تاثير نوع گاز حامل پلاسما بر روي شكل و حجم و دماي پلاسما توليدي انجام شد كه نشان مي دهد تك اتمي بودن و يا چند اتمي گاز باعث افزايش دما و حجم پلاسما مي شود. آزمايشهايي نيز به منظور تاثير دبي گاز حامل و تركيب آن بر روي حجم و دماي پلاسما انجام شد كه حاكي از افزايش دما و طول شعله پلاسما با افزايش دبي مي باشند، بيشترين طول شعله در دبي slm2 با گاز نيتروژن و توان اعمالي kw 8/4 به حدود cm24 رسيد. همچنين تاثير توان (جريان الكتريكي) بر روي حجم و دماي پلاسماي توليدي بررسي شد كه اين روند نيز كاملا صعودي مي باشد.بيشترين دماي توليدي حدود 20000درجه سانتي گراد به دست آمد. پروفايل ولتاژ-جريان الكتريكي نيز براي بازه اي از جريان هايي كه مشعل مي توانست به طور پايدار روشن بماند امجام شد كه نشان مي داد براي رسيدن به دماهايي بيش از10000درجه (رژيم حرارتي قوس الكتريكي) بسته به نوع گاز حامل به جرياني حدود 60-50 آمپر نياز است كه اين مقدار به فاصله الكترودها نيز بستگي دارد.

سامانه فنر تبادلي، يك نانو سيستم مغناطيسي است كه در سالهاي اخير به علت پيشنهاد استفاده از آنها در ساخت آهنرباهاي دايمي فوق قوي و همچنين پيشنهاد ساخت حافظه هاي مفناطيسي فوق چگال، مورد توجه محققين و دانشمندان علم فيزيك قرار گرفته است. از آنجاييكه هنوز اهدافي كه از ساخت اين سامانه ها در نظر گرفته شده و پيشنهاد شده، محقق نشده است بيشتر تحقيقات دانشمندان متمركز به ساخت و مشخصه يابي اين سامانه ها است. اما اين انتظارات نظري تاكنون در حد نظري، تئوري و شبيه سازي هستند ، در عمل محقق نشده‏اند. از اين رو تحقيق و مطالعه جهت شناخت، بررسي رفتار و مشخصه يابي اين سامانه‏ها به صورت تجربي و عملي در حال انجام است. مشكلي در اينجا ظاهر مي‏شود اين است كه توليد و ساخت اين نانوساختارهاي مغناطيسي بسيار دشوار بوده و با هزينه گزافي همراه است و مستلزم استفاده از دستگاه هاي لايه نشاني پيشرفته و گران قيمت نظير رونشست پرتو مولكولي (MBE) و يا دستگاه هاي جديد روش هاي گرمايي با كنترل بسيار دقيق است. راه حلي كه اين اختراع ارائه مي‏دهد اين است كه با استفاده از موجبر ماكروويو نوارهاي آمورف مغناطيسي تحت تابش امواج ماكروويو قرار داده مي‏شوند. امواج تابشي موجب سخت شدن لايه‏هاي سطحي نوارها كه به صورت تبادلي با لايه‏هاي زيرين (كه آمورف و همچنان نرم مغناطيسي هستند) جفت هستند، مي‏شوند. بدين ترتيب بر روي نوار مورد نظر، يك سيستم فنر تبادلي دولايه اي ايجاد مي شود كه كاربرد آن براي مطالعه نانوساختارهاي فنر تبادلي است.

در صنعت پتروشيمي به منظور استفاده بهينه از برشهاي سنگين نفتي آن ها را به برشهاي سبك تبديل ميكنند. انجام اين فرايندها مستلزم ايجاد شرايط خاص اعم از ايجاد دماي بالا، فشار غير اتمسفري، استفاده از كاتاليزور است كه هزينه بالايي دارد. از طرفي در صنعت پتروشيمي و همچنين ساير صنايع، گاز هيدروژن، گازي پرمصرف و با ارزش است. در اين طرح روش نويني به منظور شكست هيدروكربنهاي سنگين و همچنين توليد هيدروژن ارائه شده است كه اين روش نيازمند ايجاد شرايط دمايي و فشار خاص نيست و همچنين مستقل از حضور كاتاليزور صورت ميگيرد. به همين منظور ضمن طراحي و ساخت راكتور پلاسمايي غير حرارتي تخليه سد دي الكتريك استوانه اي اقدام به پردازش تركيبات هگزادكان(C16H34)، روغن لوبكات و نفت خام شده است. پس از پردازش اين برش هاي سنگين نفتي توسط پلاسماي متان در شرايط بهينه، گاز هيدروژن و هيدروكربنهاي سبك با ارزش بالاتر نظير اتيلن ، استيلن، پروپان و پروپيلن به عنوان محصول توليد ميگردد. در آزمايشات صورت گرفته ضمن آناليز محصولات مايع محصولات گازي نيز مورد بررسي قرار گرفته است. در واقع اين طرح مقياس آزمايشگاهي از واحدهاي توليد هيدروژن و هيدروكربنهاي سبك در صنعت پتروشيمي است.

در اين سيستم عناصر مورد نظر از طريق كپسولهاي گاز و يا از طريق تبخير مواد با فشار بخار زياد به صورت تركيب و يا خالص آنها استحصال شده و از طريق سيستم گازرساني شامل لوله هاي ارتباطي، شيرهاي كنترل و فلومترهاي كاليبره شده به رآكتور واكنش منتقل مي گردند. در راكتور واكنش تحت پلاسماي سرد توليد شده توسط امواج سطحي مايكرويو (در فركانس 2/45 گيگاهرتز) گازهاي مورد نظر تجزيه گرديده و عناصر و يا تركيبات مورد نظر را ايجاد كرده و با كنترل شرايط لايه نشاني امكان لايه نشاني مواد آلي مورد نظر بر روي مواد زمينه فراهم مي گردد. با استفاده از محيط پلاسمايي مي توان اكثر واكنشهاي پليمريزاسيون را در دماي پايين بدون آسيب رسيدن به ماده زمينه و تغيير كردن خواص حجمي آن (بطور مثال نانو ذرات و ...) انجام داد. دستگاه ساخته شده داراي پارامترهاي منحصر بفردي است كه مزاياي زير را دارا مي باشد: 1- لايه نشاني مواد آلي (پليمرها) بر روي سطح خارجي نانو ذرات از حالت بخار شيميايي 2- اصلاح سطح پليمرها به كمك پارامترهاي متغير پلاسماي مايكرويو 3- طراحي و ساخت كامل رآكتور در داخل كشور جمهوري اسلامي ايران 4- قابليت تغيير توان، فشار و اختلاط جريانهاي متفاوت گازي با شارشهاي متفاوت 5- استفاده از روشي منحصر به فرد براي ورود و خروج گاز و بخارات شيميايي به درون رآكتور 6- امكان تغيير روش ورود و خروج گاز به سيستم و ابعاد رآكتور پلاسما 7- انجام عمليات لايه نشاني بدون آسيب رساندن به ماده زمينه 8- امكان كنترل اندازه ضخامت لايه پليمري نشانده شده 9- قابليت پليمريزاسيون كليه مواد آلي (مونومرها) با فشار بخار مناسب

در اين سيستم عناصر مورد نظر از طريق كپسولهاي گاز و يا از طريق تبخير مواد با فشار بخار زياد به صورت تركيب و يا خالص آنها استحصال شده و از طريق سيستم گاز رساني شامل لوله هاي ارتباطي، شيرهاي كنترل و فلومترهاي كاليبره شده به محفظه واكنش منتقل مي گردند. در محفظه واكنش تحت ميدان الكتريكي مستقيم پالسي گازهاي مورد نظر تجزيه گرديده و عناصر و يا تركيبات مورد نظر را ايجاد كرده وبا كنترل شرايط رسوب دهي امكان رسوب مواد مورد نظر بر روي مواد زمينه فراهم مي گردد. با استفاده از محيط پلاسمايي اكثر واكنشها را مي توان در دماي كمتري از واكنشهاي حرارتي متداول انجام داد كه باعث مي شود بتوان پوششهاي فلزي و غير فلزي را بر روي مواد زمينه مثلا پليمري ايجاد كرد. سيستم ساخته شده داراي پارامترهاي منحصر بفردي است كه مزاياي زير را دارا مي باشد: 1- قابليت تغيير پتانسيل يا ولتاژ، اندازه پالس، فركانس، اختلاط جريانهاي متفاوت گازي 2- تجزيه و رسوب گازهاي قابل تجزيه و توليد ذرات و لايه هاي نازك مانند لايه هاي مواد كربني از هيدروكربنهاي مانند متان و غيره 3- توليد تركيبات فلزي و غير فلزي بر روي سطوح با استفاده از گازهاي حامل عناصر تشكيل دهنده تركيبات مورد نظر 4- امكان تغيير فاصله بين ماده زمينه و ماده هدف موارد استفاده: كاربرد اين دستگاه در صنايع خودرو، قالب و ابزار سازي، الكترونيك، اپتيك، شيشه و نانو تكنولوژي مي باشد. در مراكز آموزشي در آزمايشگاههاي رشد لايه هاي نازك، پوشش دادن، اپتيك، تجزيه و تخليص مواد و بسياري ديگر قابل استفاده است.