مواد متخلخل به دليل خواص جالبي اعم از مساحت سطح بالا، اندازه حفرات منظم و آرايش قابل قبول حفرات و كاربردهاي متنوع در كاتاليست ها، سنسورها،كروماتوگرافي و...، در سالهاي اخير بسيار مورد توجه واقع شده اند.اين مواد از زمان سنتز و ساخت سيليكاي متخلخل در سال 1992 بيش از پيش مورد مطالعه قرار گرفته اند چراكه سيليكاي متخلخل در دارورساني و بايو سنسورها از اهميت بالايي برخوردار است.در ميان روش هاي سنتز اين مواد، استفاده از قالب ها يكي از موثرترين روشهاست.از همين رو بسياري از قالب ها مورد استفاده قرار گرفته اند.در اين روش ما از صمغ هاي كربوهيدراتي به عنوان نوعي از بايوپليمرها به همراه تترا اتيل اورتو سيليكات كه قابليت ژل شدن با اين كربوهيدرات ها را دارد، استفاده كرده ايم.مواد هيبريدي از مواد آلي و معدني با استفاده از روش سل-ژل و اين صمغ ها تهيه مي شود.مواد تهيه شده ساختارهايي مشابه با مواد اوليه نشان مي دهد.آناليزهاي مختلف از جمله SEM و XRD شكل كريستالي و ساختار سيليكاي متخلخل را نشان مي دهند.اين مواد در دماي پايين(800درجه سانتيگراد)تهيه شده و اندازه حفراتي با ميانگين زير 20 نانومتر نشان مي دهد كه سيليكاي ما به شدت متخلخل است.

حذف تركيبات سولفوره موجود در نفت به دليل سميّت اين تركيبات و مشكلات متعددي نظير خوردگي، مسموميت كاتاليزورها و ... اهميت دارد. از اين رو، تحقيقات گسترده اي به منظور دستيابي به روش ها و فناور ي هاي حذف يا كاهش تركيبات سولفوره تا حد مطلوب انجام مي شود. سولفورزدايي اكسايشي بدليل عدم نياز به گاز هيدروژن و امكان حذف تركيبات ديبنزو تيوفن و مشتقاتش مورد توجه مي باشد و جايگزين خوبي براي سولفورزدايي هيدروژني است. واكنش اكسيداسيون دي بنزوتيوفن، با استفاده از اكسنده هايي قوي چون پروكسيد هيدروژن، در شرايط محيطي شديد نيز به كندي انجام مي شود. براي پيش برد اين واكنش ها، استفاده از كاتاليست مناسب اكسيداسيون ضروري به نظر مي رسد؛ كاتاليستي كه بتواند اين واكنش را در كمترين زمان ممكن پيش ببرد. در اينجا با ساخت نانوكاتاليستي بر پايه ي نانولوله كريني در صدد بوده ايم تا كارآيي كاتاليست را همراستا با كاهش مصرف كاتاليست و در نتيجه كاهش هزينه، افزايش دهيم. اين امر از ويژگي هاي شيميايي و الكتروني منحصر بفرد نانولوله ها، از جمله ساختار خاص و مساحت سطح ويژه بالا و يكپارچگي ساختار و گردش الكترون بالاي آنها حاصل مي شود. بدين منظور نانولوله كربني با گروههاي مختلف عاملدار شده و براي نشاندن اكسيد فلزي روي آنها آماده مي شوند. گروه عاملي آميني، آميدي و كربوكسيلي روي نانولوله ها، با روش هاي ويژه اي انجام و اثر آنها بر ميزان بارگيري فلز روي سطح نانولوله و اثر گروه عاملي بر اكسيداسيون بررسي شده است. از كاتاليست هايي كه به منظور اكسيداسيون دي بنزوتيوفن و مشتقات آن استفاده مي شوند، به فلزاتي از جمله موليبدن و تركيبات آن مي توان اشاره كرد. يكي از تركيبات مهم آن، اكسيد موليبدن است كه در اين جا بدنبال روشي جديد براي آماده سازي آن بوده ايم تا بطور موثري در واكنش اكسيداسيون در حضور پروكسيد هيدروژن، از آن بهره ببريم. نانوكاتاليست هيبريدي اكسيد موليبدن پس از تهيه و بررسي ساختار و مورفولوژي آن، در واكنش اكسيداسيون دي بنزوتيوفن و مشتقاتش به عنوان مدل سوخت مورد استفاده قرار گرفت و نتيجه آن تبديل دي بنزوتيوفن به دي اكسو بنزوتيوفن با ميزان تبديل99 درصد بود. تركيبات اكسيد شده به راحتي با روش استخراج، از سوخت جدا مي گردند.

هدف اصلي اين اختراع حفاظت نماي آجري دربرابر نفوذ آب سطحي و يخ زدگي ، خردگي ، پر كردن ترك هاي مويي و خلل و فرج هاي نا خواسته به وسيله ي نانو ذرات و جلوگيري از تخريب و فرسايش و بالا بردن عمر مصالح كارشده در نماي آجري مي باشد. با توجه به ميزان هزينه ي مرمت متوالي و زمانبر و نظر به غيرممكن بودن محافظت هاي شبه موزه اي در ابنيه هاي تاريخي به دليل ساخته شدن در محيط هاي باز و داراي شرايط خاس اقليمي مانند گرما و سرماي شديد اختلاف دماي شب و روز ، آلودگي هاي محيطي و وزش بادهاي شديد همراه با ذرات معلق بهترين راهكار پيش رو استفاده از نانو مي باشد. هدف اين اختراع نانو پوششي است كه علاوه بر كارايي بالا در حفاظت از صرفه ي اقتصادي نيز داشته و سازگار با محيط زيست باشد. وجود رطوبت زياد و تغييرات درجه حرارت در دماي نزديك به صفر سبب مي شود كه آب در آجر نفوذ كرده و يخ بزند . ازدياد حجم ناشي از يخ زدگي موجب وارد شدن فشار به ديوارهاي منافذ و تخريب ساختار آن ها مي گردد و با پوسته شدن و ترك خوردن همراه است و براي جلوگيري از اين تخريب با استفاده از اين اختراع يعني نانو اسپري مي توان درصد جذب آب را در آجر كار شده در نما پايين آورد كه د ر نتيجه باعث از بين رفتن يخ زدگي در نما مي گردد. فرسايش و تخريب در بناهاي تاريخي امري اجتناب ناپذير است .در بناهاي آجري و در جبهه ي بيروني و نما شروع فرسايش و تخريب با ترك هاي مويي آغاز مي شود كه عواملي از قبيل اختلاف درجه حرارت روز و شب و ساليانه يا نيرو هاي فشاري و تنش هاي وارده به نما و غيره است. با كمك اين اختراع نانو اسپري و پر كردن ترك هاي مويي موجب بالا بردن استحكام آجرهاي سنتي شده و به طور چشمگيري زمان و عمر مصالح را بالا برده و جلوگيري از وارد شدن به مرحله ي تخريب مي گردد.

اين اختراع در زمينه كاربرد نانوتكنولوژي در حفاظت از بناهاي تاريخي مي باشد. بدليل محدوديت هاي وضع شده در ارتباط با حفاظت از بناهاي تاريخي، محصول بدست آمده بصورت اسپري مي باشد كه قابليت كاربري برروي بناهاي خشتي را داراست و همچنين قابل تعميم به ساير بناهاي تاريخي و مدرن نيز مي باشد. بر اساس اين اختراع نانو اسپري ايجاد گرديده است كه ترك هاي سطوح و عمق خشت را كاهش مي دهد. سطوح خشتي بدلايل مختلف همچون قرارگيري در معرض شرايط آب و هوايي، بارگذاري و تنش هاي مختلف و همچنين عوامل فرسايشي آسيب مي بينند و با گذشت زمان آسيب ايجاد شده بصورت ترك هاي مويي ظاهر ميگردند. نانوذرات مونت موريلونيت بدليل خاصيت پركنندگي و ساختار لايه اي كه دارد از طريق نفوذ در حفرات ايجاد شده موجب پرشدن ترك ها مي گردند. براي رسيدن به اين منظور در اين اختراع از روش اسپري نانورس مونت موريلونيت بر سطح خشت استفاده گرديده است.

در اين اختراع، توليد چسب طبيعي مناسب جهت استفاده در مرمت كاغذ مدنظر است. بدين منظور، ريشه هاي تازه گياه سريش در اتانول جوشانده مي شوند. سپس قطعات ريشه سريش در آب داغ خرد و به مدت نيم ساعت مخلوط مي شود. سپس حلال (اتانول، استون يا استونيتريل) با غلظت مناسب به اين محلول افزوده مي شود، بدين ترتيب تركيبات چسبنده رسوب كرده و از تركيبات رنگي جدا مي شوند. اين مخلوط به مدت 20-10 ساعت در دماي 4 درجه نگهداري شده و صاف مي شود. طي چند مرحله استخراج تركيبات رنگي كاملا جدا مي گردند. اين رسوبات به روش هاي صنعتي خشك كن انجمادي، تحت خلاء و يا افشانه كردن خشك شده و به صورت پودر و يا به صورت محلول در آب قابل عرضه مي باشد. چسب سريش بي رنگ شده در عين اينكه بر روي كاغذ لكه رنگي برجاي نمي گذارد، در مروز زمان نيز دچار زرد شدگي نمي شود. چسبندگي خوبي داشته و پايداري شيميايي بالايي دارد. اين ماده با ماهيت سلولزي كاغذ همخواني دارد لذا بر فرايندهاي تخريب سلولز تأثير ندارد. همچنين در طول زمان قابليت انحلال خود را در آب حفظ كرده كه باز كردن تعميرات گذشته و انجام مرمت هاي آتي را ميسر مي سازد. اين چسب طبيعي و بي ضرر بوده و در استفاده هاي روزمره نيز قابل استفاده است.

اين اختراع در زمينه كاربرد نانوفناوري در محافظت از ملات بناهاي تاريخي مي باشد. بدليل محدوديت هاي وضع شده در ارتباط با حفاظت از بناهاي تاريخي، محصول بدست آمده به صورت اسپري مي باشد كه قابل تعميم به ساير بناهاي مدرن نيز مي باشد. بر اساس اين اختراع نانو اسپري توليد شده با ايجاد يك لايه محافظ در سطح ملات، نفوذ آب از سطح به داخل را محدود كرده و در راستاي كاهش و رفع فرسايش ملات موثر بوده و همچنين ترك هاي سطحي و عميق ملات را كاهش داده و از پيشرفت آنها جلوگيري مي كند. سطح ملات بدلايل مختلف همچون قرارگيري در معرض شرايط آب و هوايي متاثر از نفوذ آب بارش برف و باران، همچنين عوامل فرسايشي آسيب مي بينند و با گذشت زمان آسيب ايجاد شده بصورت ترك هاي مويي ظاهر مي گردند. نانوذرات بنتونيت بدليل خاصيت پركنندگي و چسبندگي و ساختار لايه اي كه دارد از طريق نفوذ در حفرات ايجاد شده، موجب پرشدن تركها مي گردد. براي رسيدن به اين منظور در اين اختراع از روش اسپري نانوبنتونيت بعنوان روشي مناسب در ايجاد پوششي حفاظتي بر سطح ملات استفاده گرديد.