در اكثر كارهاي انجام شده تا كنون، ايجاد ساختار گرادياني به صورت لايه¬اي صورت گرفته و در نهايت يك نمونه غير هموژن بدست آمده است. در اين روش ايروژلي ساخته مي¬شود كه در آن ساختار گرادياني ايجاد شده در نمونه به صورت هموژن صورت گرفته و يك نمونه يكپارچه بدست مي¬آيد. با انجام اين روش تاثير تعداد لايه¬ها و چگالي لايه بهينه حذف شده و ايروژل به صورت يكپارچه در نظر گرفته مي¬شود. در اين روش با استفاده از ايجاد گراديان در جرم مولكولي و غلظت، معايب روش¬هاي پيشين رفع مي¬شود، بدين صورت كه از محلول¬هايي با جرم مولكولي و غلظت متفاوت، به عنوان سل استفاده كرده و پس از فرآيند پليمريزاسيون سل–ژل و خشك كردن ژل، ساختار گرادياني در طول نمونه يا توزيع پيوسته و يكنواخت اندازه حفرات ايجاد مي¬شود.

در كارهاي مرسوم انجام شده به منظور ايجاد پايداري شكلي و كاهش نشتي در تركيبات حاوي مواد تغيير فاز دهنده جاذب گرما، از روش¬هايي همانند نانو/ ميكرو كپسوله كردن و آلياژسازي با فرآيندهاي پيچيده، زمان¬بر و گران قيمت استفاده شده است. در اين اختراع، به منظور ساخت يك سامانه پايدار با كمترين ميزان نشتي در بيشترين مقدار ماده تغيير فاز دهنده ، از پلي اتيلن گليكول به عنوان ماده تغيير فاز دهنده و نانو ساختار فنوليك به عنوان بستر نگهدارنده ماده تغيير فاز دهنده استفاده شد. روش ساخت نمونه به صورت پليمريزاسيون جدايش فازي بوده و با استفاده از مفهوم كشش سطحي بسيار بالاي ماده تغيير فاز دهنده در نانو ساختار فنوليك و حبس ماده تغيير فاز دهنده پلي اتيلن گليكول در حفرات نانو ساختار فنوليك، سامانه پايداري شكلي به روشي آسان¬تر و با هزينه كمتر ساخته شده است. به منظور دستيابي به اين مهم، مونومر رزين جامد فنوليك در مذاب ماده تغيير فاز دهنده حل شد و بعد از قرار گيري در چرخه حرارتي سه مرحله¬اي به منظور تكميل پليمريزاسيون فنوليك، نمونه پايدار شكلي ساخته شد. نتايج حاصل از آزمون¬هاي مورفولوژي، حرارتي و نشتي حاكي از اين موضوع بودند كه حضور نانو ساختار فنوليك به عنوان بستر نگهدارنده ماده تغيير فاز دهنده، موجب كاهش نشتي و به طبع آن افزايش كارايي حرارتي ماده تغيير فاز دهنده شده است. همچنين تصاوير سطح شكست نمونه¬ي ساخته شده، قرار گيري ماده تغيير فاز دهنده در نانو ساختار را به خوبي اثبات كرده است.

اختراع حاضر در طبقه بندي بين المللي اختراعات در دسته ي مهندسي، مكانيك، روشنايي جاي دارد و شامل، ساخت مواد FGM با روش V.A.R.T.M بر پايه ي انتقال مي باشد. خواص مكانيكي ماده ي FGM در راستاي ضخامت متغير و در صفحه ي ماده ايزوتروپ هستند. با استفاده از روش V.A.R.T.M براي ساخت، دسته ي جديدي از مواد مدرج تابعي موسوم به FGC معرفي شده است. نمونه ي FGC ساخته شده با آناليز SEM و تست هاي حرارتي و كشش مورد بررسي قرار گرفته است. نشان داده شد كه ، روش V.A.R.T.M روشي بسيار مناسب و در عين حال كم هزينه براي ساخت مواد مدرج تابعي است.

دستگاه اندازه گيري هدايت حرارتي نمونه هاي جامد كوچك با هدايت حرارتي بسيار كم

در اين اختراع روش نوين ساخت سريع و ارزان قيمت ايروژل هاي كربني با استفاده از روش پليمريزاسيون سل-ژل دما بالا ارائه شده است. هزينه بالاي مواد اوليه، نياز به تجهيزات گران قيمت و زمان طولاني فرآيند ساخت معايب روش مرسوم براي ساخت ايروژل هاي كربني هستند. زمان طولاني فرآيند ساخت ناشي از تعدد و طولاني بودن مراحل لازم براي ساخت ايروژل¬هاي كربني است كه منشاء اصلي آن ضرورت انجام پليمريزاسيون در دماهاي پايين (زير نقطه جوش حلال) به منظور جلوگيري از جوش آمدن حلال است. در اين اختراع به منظور كاهش هزينه مواد اوليه از رزين تجاري ارزان قيمت نووالاك به جاي مونومر گران قيمت رزورسينول استفاده شده است. پليمريزاسيون محلول رزين نووالاك در محيط اشباع از بخار حلال به عنوان راهكاري مفيد به منظور امكان پذير شدن پليمريزاسيون دما بالاي (بالاتر از نقطه جوش حلال) محلول رزين ابداع شده است. پليمريزاسيون در محيط اشباع از بخار حلال از يك سو مانع از خارج شدن حلال داخل محلول در اثر جوشيدن شده و در عين حال از پف كردن محلول رزين نووالاك در اثر آزاد كردن مواد فرار در حين واكنش پخت ممانعت به عمل مي آورد

اكثر كارهاي انجام شده تاكنون، ساخت نانوكپسول هاي ماده تغيير فازي با پوسته پلي يورتان- پلي اوره به روش پليمريزاسيون بين سطحي بوده است. در اين اختراع براي اينكه بتوان نانوكپسول هاي ماده تغيير فازي با پوسته خالص پلي يورتان ساخت بايد فرآيند نانوكپسوله كردن در دو مرحله انجام شود. 1. ساخت نانوذرات ماده تغيير فازي به روش حلال-ضد حلال 2. انجام واكنش پليمريزاسيون بين سطحي در فاز پيوسته استون و ساخت نانوكپسول ماده تغيير فازي با پوسته خالص پلي يورتان. در اين روش جديد، مشكلات مربوط به كنترل همزمان عوامل فرآيندي (مانند ميزان مواد تشكيل دهنده هسته و پوسته، دما، سرعت همزن، pH و ميزان سورفاكتانت) و تاثير اين عوامل روي اندازه و توزيع اندازه ذرات نانوكپسول ها و فرآيند كپسوله كردن رفع شده است. همچنين دست يابي به نانوكپسول هاي با پوسته خالص پلي يورتان فرآيندي ساده و قابل دسترس شده است.

با توجه به عمر طولاني بسياري از چاه¬هاي نفت و گاز، لزوم انسداد موقت آن¬ها به منظور عمليات تعمير چاه بسيار ضروري به نظر مي¬رسد. يكي از روش¬هاي نوين، استفاده از مجرابند¬هاي ژله¬اي است. استحكام و چسبندگي به ديواره هيدروژل در شرايط چاه مورد نظر از مهمترين چالش¬ها در زمينه كاربرد هيدروژل¬هاي پليمري در انسداد موقت چاه به منظور عمليات تعمير است. در اين اختراع از نانو ذرات سيليكا بسيار آب دوست به عنوان عامل بهبود استحكام و تقويت ساختار شبكه هيدروژل پلي آكريل آميد استفاده شد. همچنين خواص استحكامي هيدروژل با آزمون ريومتري و كار چسبندگي با ارزيابي اتصال به ديواره فولادي در set-up طراحي شده تعيين شد. اين اختراع با تغيير ساختار و ايجاد شبكه دوگانه شيميايي و فيزيكي فيلر، مدول الاستيك و چسبندگي به ديواره فولادي را شديدا افزايش داد. مدول الاستيك هيدروژل نانوكامپوزيتي اين اختراع بيش از 5000 درصد بيشتر از مدول الاستيك هيدروژل هاي مرسوم است. همچنين كار چسبندگي هيدروژل نانوكامپوزيتي اين اختراع بيش از 260 درصد بيشتر از كار چسبندگي هيدروژل هاي مرسوم است.

خلاصه اختراع زمينه فني اختراع: شيمي و متالوژي در اين اختراع يك چسب جامد و تك جزئي به منظور استفاده در كاربردهايي كه نيازمند مقاومت دمايي و شيميايي در گستره دماهاي منفي 30 الي 160 درجه سانتيگراد است توليد شده است. عمده كاربرد اين اختراع مي‌تواند در صنايع ساخت فيلتر باشد كه در آن محيط شيميايي و دماي كاربري استفاده از مواد مقاوم را ايجاب مي‌كند. در بسياري از موارد مايع بودن و يا دو جزئي بودن چسب‌هاي مورد استفاده كنوني در صنعت فيلترسازي مشكلاتي همچون سختي كار در حين فرآيند توليد، افزايش زمان توليد و كاهش بهره‌وري اقتصادي را در بر دارد. عمده اين چسب‌هاي مايع از خانواده پلي يورتان‌ها يا پلاستي سول‌هاي پلي وينيل كلرايد (PVC) مي‌باشند. به علاوه هرچه زمان خشك شدن چسب مورد استفاده در اتصال كاغذ فيلتر به بدنه فلزي كوتاه‌تر باشد جذابيت استفاده از آن بيشتر خواهد بود. در اين اختراع به منظور ايجاد مقاومت شيميايي و حرارتي، افزايش چسبندگي و همچنين كاهش قيمت تمام شده محصول از رزين تجاري ارزان قيمت نووالاك استفاده شده است. الاستومر بوتادين اكريلو نيتريل (NBR) به منظور دستيابي به محصولي كه در عين جامد و تك جزئي بودن از انعطاف‌پذيري خوبي نيز برخوردار است استفاده شده است. به علاوه از آنجا كه الاستومر NBR در ميان الاستومرهاي موجود داراي مقاومت شيميايي و حرارتي بالايي است، در اين محصول علاوه بر حفظ يكپارچگي و دادن مزيت جامد بودن به محصول، باعث حفظ خواص شيميايي و فيزيكي محصول در گستره وسيعي از دما خواهد شد.