زمينه فني اختراع به شيلات و علوم زيست محيطي برمي گردد كه تواماً متناسب با علم شيمي نيز مي باشد. آلودگي آب آكوآريوم توسط نيترات، آمونياك و تركيبات آلي كه شامل مواد دفعي ماهي ها و باقيمانده غذاي مصرفي آن ها دارد، مشكلات زيادي را براي سلامت آبزيان فراهم مي كند. لذا ضروري است كه حضور پارازيت هاي شيميايي در محيط كنترل شود. كيتوسان (Chitosan) به علت طبيعت آلي و زيست تخريب پذيري بسيار مورد توجه است. با توجه به ماهيت كاتيوني كيتوسان، ‌مولكول زنجيره اي آن اطراف ذرات جامد معلق و مواد معدني و فلزات سنگين مانند روي، كروم، آرسنيك، دي اكسيدتيتانيم، فسفر، رنگ ها، آمينواسيدها و پروتئين ها را مي گيرد و آن ها را لخته مي كند. كيتوسان همچنين در جذب و پاكسازي مواد روغني و چربي به كار مي رود. استفاده از كيتوسان كارايي سيستم را بهبود بخشيده، كاهش چشم گيري در بو و مزه آب را به-دنبال دارد. در اين اختراع سعي بر آن شده كه بدون به كارگيري هر گونه فيلتر، اعم از فيلترهاي برقي، خارج آكوآريومي و كف آكوآريومي، از يك ماده سازگار با محيط زيست به طريق طبيعي به حذف آلاينده هاي آلي و معدني (نظير نيترات) موجود در آب آكوآريوم پرداخت.

اين اختراع با عنوان حسگر الكتروشيميايي بر پايه پليمرهاي قالب مولكولي (MIP) براي اندازه گيري مقادير كم بيس فنول A با نام اختصاري (BPA) ، در زمينه شيمي، الكتروشيمي و صنايع مواد غذايي كاربرد دارد. ضرورت اندازه گيري BPA در مواد غذايي به دليل مشكلات متعددي كه براي انسان ايجاد مي كند، انگيزه اي براي طراحي روشي سريع، قابل اعتماد، بدون نياز به آماده سازي نمونه و با حساسيت بالا چون حسگر الكتروشيميايي اصلاح شده توسط MIP ايجاد كرده است. از طرفي غير يكنواختي حفرات (MIP) تهيه شده به روش كلاسيك، دليل اصلي ميزان پايين اتصال آناليت به سايت هاي شناسايي قالب مولكولي است كه منجر به پاسخ دهي ضعيف و حساسيت كم حسگرهاي بر پايه ي MIP مي شود. در اين اختراع با به كار گيري رويكردي جديد براي سنتز MIP در سطح گرافن اكسايد كه منجر به ايجاد تعداد زيادي سايت هاي شناسايي در سطح گرافن اكسايد شده، حساسيت الكترود براي اندازه گيري BPA افزايش يافته و امكان اندازه گيري در بافت پيچيده اي چون شير بدون نياز به آماده سازي فراهم شده است. در اين رويكرد با تثبيت مولكول الگو بيس فنول A و همچنين پيوند زدن مونومر اتصال دهنده عرضي (EGDMA) در سطح گرافن اكسايد عامل دار شده، MIP هايي با كارايي بالا و حفرات يكنواخت تري در سطح گرافن اكسايد تهيه شد.

مشكل فني كه در اين اختراع حل شده است شناسايي جلبك بومي ايراني با بيشترين ماده زيست فعال هموتائورين به عنوان مكمل غذايي جهت بهبود عملكرد حافظه و پيشگيري از آلزايمر زودرس است. بيماري آلزايمر (AD)، يك بيماري عصبي مخرب و پيش رونده است كه منجر به ناتواني افراد كهنسال در سراسر جهان شده است. اين بيماري و شرايط مراقبت از بيماران مبتلا به آلزايمر، بار مالي و عاطفي سنگيني را بر خانواده و جامعه تحميل مي كند. با وجود مطالعات و تلاش¬هايي كه به منظور كشف دارو براي درمان بيماري آلزايمر صورت گرفته است، تاكنون درماني قطعي براي آن گزارش نشده است. در ميان داروها و تركيباتي كه مورد مطالعه قرار گرفته اند مي توان به هموتائورين اشاره كرد. هموتائورين تركيبي است كه به طور طبيعي در بعضي از گونه¬هاي جلبك دريايي وجود دارد. اين تركيب از مغز در مقابل اثرات مخرب بيماري آلزايمر محافظت مي¬كند و اثرات مفيد آن شناخته شده است. هموتائورين براي محافظت از عملكرد حافظه، حفاظت از ساختار مغز (قسمت مربوط به حافظه و يادگيري)، نگهداري حافظه، حفظ سلامت سلولهاي مغز، حفظ مهارتهاي زباني و توانايي قوه ي ادراك، برنامه ريزي و مهارت هاي اجرايي مفيد است. در اين اختراع گونه هاي مختلفي از جلبك هاي سبز از خانواده Valoniopsis، Halimeda، Ulva، Caulerpa، Cladophora و Enteromorpha جلبك¬هاي قرمز از خانواده Hypnea، Gelidiella، Centroceras، Botryocladia، Acanthophora، Ceramium، Acinotrichia ، Aglaothamnion، Gracilaria و Liagora و جلبك¬هاي قهوه¬اي از خانواده¬ي Padina، Dictyota، Sargassum،Cystoseira ،Iyengaria ، Nizimuddinia، Spatoglossum، Colpomenia، Laurencia و Marginatam مورد بررسي قرار گرفتند و مشخص شد كه جلبك هاي خانواده Hypnea داراي بيشترين مقدار هموتائورين بودند.

زمينه فني اختراع مربوط به علم شيمي و بيولوژي است. پيل هاي سوختي ميكروبي نسل نسبتاً جديدي از پيل هاي سوختي هستند كه انرژي شيميايي در پيوندهاي شيميايي مواد آلي را به انرژي الكتريكي در طي واكنش هاي كاتاليستي توسط ميكروارگانيسم ها تحت شرايط بي هوازي، تبديل مي¬كنند. مشكل فني غالب پيل هاي سوختي موجود، توان الكتريكي پايين آن هاست كه به طور معمول mW m−2 150-30 است ولي با طراحي پيل سوختي ميكروبي كربن نانوتيوب-قلع اكسيد در اين اختراع، اين توان خروجي پيل به mWm−2 1420 افزايش يافت كه رقم قابل توجهي است.

تشخيص و جداسازي تركيبات كايرال در علوم اهميت زيادي دارد. اهميت اين تكنولوژي در صنايع دارويي چشمگيرتر مي‬باشد. اين امر از اين حقيقت ناشي مي‬شود كه برخي گونه‬هاي خالص انانتيومر دارويي از نظر تاثيرگذاري بر سيستم بيولوژيكي متفاوت از انانتيومر مخالف خود عمل مي‬كنند. به طوري كه حتي سميت برخي از اين انانتيومرهاي دارويي همچون داروي تاليدوميد گزارش شده است. تعيين نسبت انانتيومري (غلظت يك گونه انانتيومري به غلظت كل انانتيومرها) مي‬تواند در تعيين اثر انانتيومرها و تعيين غلظت آن‬ها در محصول نهايي نقش به سزايي داشته باشد. ‬حسگرهاي كايرال مي‬توانند براي تحقيق برهمكنش‬هاي بيولوژيكي و دارويي انانتيومرها، بررسي خصوصيت سميت انانتيومرها، تعيين خلوص كايرال در داروهاي خالص انانتيومري و سموم مورد استفاده قرار گيرند. مندليك اسيد از دسته تركيبات كايرال آلفا-هيدروكسي اسيدها مي‬باشند كه در صنايع دارويي مورد استفاده قرار مي‬گيرد و اندازه‬گيري خلوص انانتيومري آن‬ها به دليل تاثيرات و خواص دارويي متفاوت گونه R و S آن از اهميت به سزايي برخوردار است. در اين اختراع يك حسگر الكتروشيميايي با استفاده از خواص نانوصفحات گرافن، پلي پيرول و يك انتخابگر كايرال جديد تحت عنوان كوانزيم R طراحي شده است. روش ساخت اين حسگر به روش الكتروترسيبي است كه از لحاظ پايداري، قابل كنترل بودن و كوتاه بودن زمان ساخت نسبت به روش‬هاي ديگر برتري دارد. همچنين قادر است با زمان پاسخدهي بسيار كوتاهي سيگنال الكترواكسايش انانتيومرهاي مندليك اسيد را به صورت گزينشي تشخيص دهد. واژگان كليدي: حسگر كايرال الكتروشيميايي، آلفا-هيدروكسي اسيدها، كوانزيم R

در اين اختراع پودر جامدي تهيه شده است كه خاصيت مغناطيسي دارد لذا جمع آوري آن از محيط هاي آبي به سهولت امكان پذير است. نانوذرات مغناطيسي Fe3O4 بر روي ماده اي سيليكايي با تخلخل فراوان از خانواده سيليكاهاي مزوپور به نام MCM-41 توزيع شده اند. سپس اين ماده سيليكايي توسط 3-آمينو پروپيل تري اتوكسي سيلان، آمين دار شده و در نهايت اين پودر جاذب در حد 20 ميلي گرم توان حذف 80 درصد نيترات موجود در يك حجم 100 ميلي ليتري آب را دارد. سهولت و سرعت جمع آوري جاذب به دليل مغناطيس بودن، تخلخل زياد (به طوري كه قادر است چندين برابر جرم خود نيترات جذب كند)، گزينش پذيري بالا نسبت به يون نيترات، سازگاري بالا با محيط زيست و قابليت بازيافت از مزايايي فوق العاده جاذب تهيه شده مي باشد كه آن را كانديداي مناسبي براي حذف نيترات در تصفيه خانه هاي آب مي سازد. جاذب تهيه شده قابليت scale up (مقياس بزرگ تر) دارد و از آن جايي كه در حد ميليگرم توان حذف مقادير بالايي از نيترات را دارد لذا مي تواند براي حجم هاي بالاي آب مورد استفاده قرار گيرد. از طرفي چون اندازه ذرات در حد نانو دارد لذا ظرفيت جذب فوق العاده ايي را دارد مي باشد.