گرافت¬هاي استخواني سنتزي با تركيب شيميايي مشابه بخش معدني استخوان، به عنوان داربست يا پركننده در مناطق داراي نقص استخواني و ترميم كليه ضايعات استخواني در جراحي¬هاي فك، دهان و صورت، ارتوپدي، جراحي هاي مغز و اعصاب و ستون فقرات و نيز گوش و حلق و بيني كاربرد دارد. همچنين جهت افزايش طول استخوان پس از استئوتومي، قطعات حجمي (بلوك) از گرافت‌هاي استخواني با اندازه مناسب در محل استئوتومي گذاشته شده و با پلاك¬هاي ارتوپدي ثابت مي¬شود. در اين اختراع براي اولين بار از پلي اتيلن گليكول (polyethylene glycol) (PEG) براي متخلخل كردن اين محصولات و شباهت دادن ساختار آن با استخوان بدن استفاده شده است. مطالعات انجام شده بر روي محصولات توليدي نشان دادند كه تا 80 درصد تخلخل به صورت باز (open cell)(شبيه به استخوان بدن) با اين روش قابل دستيابي است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان دادند حفرات داخلي موجود در اين محصولات كاملا به هم راه داشته (cannulated) و بنابراين شرايط رشد استخوان و ايجاد پيوند مناسب كاملا فراهم است. همچنين با تنظيم مقدار PEG در طي فرآيند، امكان دستيابي به درصدهاي مختلف تخلخل، فراهم مي‌شود. همچنين نتايج آزمون‌هاي خواص مكانيكي نشان دادند كه استحكام نمونه‌هاي توليدي بالاتر از حد مجاز براي اين قطعات است. بنابراين مي توان ادعا نمود با استفاده از اين روش امكان ساخت انواع گرافت هاي بلوكي استخواني با انواع تخلخل و استحكام مختلف (با توجه به تنوع استخوانهاي بدن) فراهم مي‌شود. آناليز مواد توليدي نشان دهنده خلوص بالاي آن و شباهت با تركيب استخوان و همچنين عدم وجود عناصر مضر بود.

زمينه فني محصولات اين اختراع، مشخصا در حوزه مواد پيشرفته (Advanced Materials) قرار مي‌گيرند. به دليل داشتن خواص منحصر به فردي همچون نسبت سطح به حجم بالا، دانسيته بسيار پائين و جذب انرژي بالا فوم‌هاي تخلخل باز نيكلي را مي‌توان يكي از پركاربردترين فوم‌هاي فلزي مورد استفاده در كاربردهاي خاص صنعتي همچون انواع كاتاليست‌ها، باتري‌هاي قابل شارژ و صداخفه‌كن‌هاي صنعتي دانست. در اين اختراع مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده و كاربرد اصلي فرآيند توليد فوم‌هاي تخلخل باز نيكلي توسط روش رسوب الكتروشيميايي و استفاده از روش تفجوشي در فاز مايع (LPS) (Liquid Phase Sintering) توصيف شده است. در اين اختراع روش تهيه فوم‌هاي تخلخل باز نيكلي بر اساس اندازه‌گيري‌ پارامترهاي تاثيرگذار در رسوب الكتروشيميايي از محلول‌هاي مختلف الكتروليت و همچنين افزايش استحكام نمونه هاي فوم توليدي ارائه شده است. در اين اختراع مشكل استحكام پائين فوم نيكلي توليد شده با روش رسوب الكتروشيميايي برطرف شده است. در اين اختراع با استفاده از تكنيك تفجوشي در فاز مايع (LPS) يك نفوذ كافي بين ذرات نيكلي رسوب داده شده و در نتيجه حفرات ميكروني موجود در جداره سلولهاي فوم حذف شده اند. در واقع در اين اختراع يك فوم تخلخل باز نيكلي با استحكام كافي و جداره‌هاي سلولي كاملا يكنواخت و بدون تخلخل تهيه شده است.

گرفت هاي استخواني سنتزي با تركيب شيميايي مشابه بخش معدني استخوان، به عنوان داربست يا پركننده در مناطق داراي نقص استخواني و ترميم كليه ضايعات استخواني در جراحي هاي فك، دهان و صورت، ارتوپدي، جراحي هاي مغز و اعصاب و ستون فقرات و نيز گوش و حلق و بيني كاربرد دارد. همچنين جهت افزايش طول استخوان پس از استئوتومي، قطعات حجمي از گرفت‌هاي استخواني با اندازه مناسب در محل استئوتومي گذاشته شده و با پلاك هاي ارتوپدي ثابت مي شود. در اين اختراع براي اولين بار از آب اكسيژنه براي متخلخل كردن اين محصولات و شباهت دادن ساختار آن با استخوان بدن استفاده شده است. مطالعات انجام شده بر روي محصولات توليدي نشان دادند كه تا 80 درصد تخلخل به صورت باز (open cell)(شبيه به استخوان بدن) با اين روش قابل دستيابي است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان دادند حفرات داخلي موجود در اين محصولات كاملا به هم راه داشته (cannulated) و بنابراين شرايط رشد استخوان و ايجاد پيوند مناسب كاملا فراهم است. همچنين با تنظيم مقدار آب اكسيژنه در طي فرآيند، امكان دستيابي به درصدهاي مختلف تخلخل فراهم مي‌شود. بنابراين با استفاده از اين روش امكان ساخت انواع گرفت هاي استخواني با انواع تخلخل و استحكام مختلف (با توجه به تنوع استخوانهاي بدن) فراهم مي شود. آناليز مواد توليدي نشان دهنده خلوص بالاي آن و شباهت با تركيب استخوان و همچنين عدم وجود عناصر مضر بود.

زمينه فني محصولات اين اختراع، مشخصا در حوزه مواد پيشرفته (Advanced Materials) قرار مي‌گيرند. به دليل داشتن خواص منحصر به فردي همچون نسبت سطح به حجم بالا، دانسيته بسيار پائين و جذب انرژي بالاي فوم‌هاي تخلخل باز آلومينيومي، آن‏ها را مي‌توان يكي از پركاربردترين فوم‌هاي فلزي مورد استفاده در كاربردهاي خاص صنعتي همچون انواع كاتاليست‌ها، مبدل‌هاي حرارتي، فيلترها و جاذب‌هاي انرژي ناشي از ضربات مكانيكي دانست. در اين اختراع مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده و كاربرد اصلي فرآيند، توليد فوم تخلخل باز آلومينيومي به روش ريخته گري دقيق و افزايش خواص مكانيكي آن با ايجاد يك لايه پوشش نيكلي است. به دليل استحكام پايين فوم آلومينيومي، پوششي از جنس نيكل به روش رسوب‌دهي الكتروشيميايي بر روي آن اعمال شد. با توجه به خوردگي آلومينيوم در حمام هاي رسوب دهي تجاري و در نتيجه نياز به فرايند چند مرحله‌اي آماده سازي سطح آلومينيوم پيش از ورود به حمام، در اين اختراع با اصلاح شرايط پوشش دهي و تركيب شيميايي حمام، روش پوشش دهي ارايه شده است كه نيازي به آماده سازي سطح آلومينيوم نمي‌باشد. بنابراين خواص مكانيكي فوم تخلخل باز آلومينيومي با اعمال يك لايه رسوب نيكل با روشي آسان و مقرون به صرفه نسبت به روش‏هاي رايج، افزايش داده مي‏ شود.

اختراع حاضر روشي براي كامپوزيت سازي فوم نيكلي تخلخل باز ارائه مي‏دهد. با توجه به محبوبيت اين نوع فوم‏ها در صنايع مختلف، بهبود خواص آن با كامپوزيت سازي مورد توجه است. فوم نيكلي كامپوزيتي به روش رسوب همزمان ذرات تقويت كننده در حمام آبكاري توليد مي‏گردد. براي توليد فوم نيكلي به روش رسوب‏دهي الكتروشيميايي از رسوب دهي نيكل بر روي يك مدل اوليه‏ي فوم تخلخل بازِ رسانا استفاده مي‏شود. در اين اختراع، با بهينه سازي تركيب شيميايي حمام و تنظيم pH آن، نانوذرات سراميكي كه نقطه‏ ي ايزوالكتريك آن‏ها از pH حمام بالاتر است، بدون نياز به افزودن سرفكتانت بطور همزمان در زمينه نيكل رسوب مي‏كند و فوم كامپوزيتي تخلخل باز توليد مي‏گردد. استفاده ار جريان پالسي نيز امكان نفوذ ذرات خنثي را به داخل فوم فراهم مي كند و در نتيجه يك فوم فلزي تخلخل باز با توزيع يكنواخت نانوذرات توليد مي‏گردد. بسته به جنس نانوذرات مي‏توان خواص فوم نيكلي را بطور هدفمند تقويت نمود. براي مثال استفاده از نانوذرات اكسيد نايوبيوم و اكسيد تانتالوم قابليت كاتاليستي فوم نيكلي را افزايش مي‏دهد.

اختراع حاضر مربوط به توليد ايمپلنت‏هاي متخلخل از جنس تيتانيوم گريد 5 براي كاربرد در صنعت پزشكي و دندانپزشكي مي‏شود. بطور كلي، پس از كاشت ايمپلنت، استخوان بر روي آن رشد كرده و به ايمپلنت متصل مي‏شود. به اين فرآيند استئواينتگريشن (osseointegration) مي‏گويند. در صورتي كه ارتباط استخوان با ايمپلنت به شكل مستقيم و كامل برقرار نشود و يا به دليل نيروهاي وارده در حين حركت اين اتصال شكسته شود، ايمپلنت در داخل استخوان جابجا شده و كل درمان با شكست مواجه مي‏گردد. در اين اختراع با طراحي فوم تيتانيومي تخلخل باز با ويژگي‏هاي قابل كنترل، امكان ساخت ايمپلنت‏هايي با سطحي مشابه بافت استخوان طبيعي فراهم شده است. بنابراين با رشد استخوان به داخل تخلخل‏ها، اتصال محكمي بين ايمپلنت با استخوان ايجاد شده و احتمال شكستِ كاشتِ ايمپلنت به حداقل مي‏رسد. اين ايمپلنت‏ها ابتدا با نرم افزارهاي گرافيكي مدلسازي شده و سپس با روش SLM توليد مي‏گردند. ويژگي منحصر بفرد اين ايمپلنت‏هاي متخلخل، ساختار نامنظم سلول‏هاست كه مدلسازي سه بعدي آن را پيچيده مي‏كند.

اختراع حاضر مربوط به ايمپلنت دنداني متخلخل مي‏ باشد كه براي بيماراني با كيفيت استخواني پايين يا كمبود بافت استخواني، بسيار مناسب است. كاشت ايمپلنت دوره زماني متفاوتي بسته به استخوان بيمار دارد. در حالت معمول حداقل مدت درمان براي فك پايين (منديبل) سه ماه و براي فك بالا (ماگزيلا) شش ماه خواهد بود. اگر شرايط استخوان فك بيمار به گونه‏ اي باشد كه نياز به فرآيند پيوند يا گرفت استخوان و انجام ليفت سينوس باشد، مدت درمان تا يكسال ادامه پيدا مي‏ كند. مدت درمان را ميزان برقراري اتصال استخوان به بدنه ايمپلنت (استئواينتگريشن) تعيين مي‏ كند. هر تغيير در سطح ايمپلنت كه منجر به تسريع استئواينتگريشن گردد، مدت درمان را كوتاه مي‏ كند. با توجه به بافت اسفنجي استخوان انسان، استفاده از يك ساختار متخلخل در بدنه ايمپلنت، موجب تسريع رشد استخوان به داخل حفراتِ تعبيه شده در بدنه ايمپلنت شده و در نتيجه علاوه بر تسريع استئواينتگريشن، استحكام خوبي در فصل مشترك استخوان/ ايمپلنت ايجاد مي‏ گردد. مشكل اصلي ساخت ايمپلنت متخلخل، ساختار پيچيده و روش توليد آن است. در اين اختراع، ايمپلنت دنداني متخلخل ابتدا مدلسازي شده و سپس مدل مومي به روش چاپگر سه بعدي تهيه و با روش ريخته گري دقيق از جنس تيتانيوم توليد گرديده است.

طبق اعلام سازمان جهاني بهداشت آلودگي صوتي عوارض متعددي براي سلامت انسان‌ها دارد. از اين رو يك حد مجاز براي منابع توليد صوت تعيين شده است. يكي از معضلات ايستگاه‏هاي تقليل فشار گاز مخصوصا در محيط داخل شهرها، آلودگي صوتي مربوط به آنها مي‏باشد كه در برخي ايستگاهها به 120 دسي بل هم مي‏رسد. مطابق با استاندارد آلودگي صوتي، صوت مجاز در مناطق مسكوني در روز 55 دسي بل و در شب 45 دسي بل است. راهكار موثر جهت كاهش اثرات تجهيزاتي كه منبع توليد صوت محسوب مي‏گردند مانند ايستگاههاي تقليل فشار گاز، نصب سايلنسر است. اختراع حاضر با طراحي سايلنسري متناسب با دستگاه كاهنده فشار (رگولاتور) از جنس فوم‏هاي فلزيِ تخلخل باز كه منجر به حذف چشمه هاي صوتي مي‌شود، راهكاري آسان و ارزان نسبت به ساير سايلنسرهاي موجود براي كاهش صوت در منبع توليد صوت ارائه مي‏دهد. اين نوع سايلنسر مستقيما در داخل رگولاتور نصب شده و با حذف جريان گردابي منجر به كاهش آلودگي صوتي تا محدوده مجاز مي‏گردد.

برخورداري از خواص منحصر به فردي چون نسبت سطح به حجم بالا، دانسيته‏ي بسيار پائين و قابليت انتقال حرارت و رسانايي الكتريكي فوم‌هاي تخلخل باز مسي، آن‏ها را مي‌توان يكي از پركاربردترين فوم‌هاي فلزي مورد استفاده در كاربردهاي خاص صنعتي همچون انواع كاتاليست‌ها، مبدل‌هاي حرارتي، فيلترها و جاذب‌هاي انرژي ناشي از ضربات مكانيكي دانست. در اين اختراع مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده و كاربرد اصلي فرآيند، توليد فوم تخلخل باز مسي با كيفيت بالا به روش رسوب‏دهي الكتروشيميايي در يك حمام اصلاح شده است. از جمله مشكلات رسوب‏دهي مس در حمام‏هاي اسيدي (اين حمام‏ها براي رسوب‏دهي مس با ضخامت‏هاي بالا بكار مي‏رود)، بازدهي و نرخ رسوب‏دهي پايين اين حمام‏هاست. تسريع در فرآيند رسوب‏دهي مستلزم صرف انرژي و اعمال جريان بيشتر است كه در نهايت هم منجر به رسوب با كيفيت پايين مي‏شود. براي حل اين مشكل از افزودني‏هاي آلي استفاده مي‏شود كه علاوه بر افزايش بازدهي حمامِ مس، كيفيت رسوب را نيز افزايش مي‏دهد. در اين اختراع با سنتز ماده‏ آلي پريدين ۲-تيول و استفاده از آن در حمام اسيدي مس، بازدهي حمام و كيفيت رسوب ِ حاصل از آن بطور قابل توجهي افزايش يافته است.

فلزات متخلخل دسته اي از مواد نوين مي باشند كه با توجه به خواص منحصر به فردي همچون نسبت استحكام به وزن بالا توانايي جذب انرژي و صداي بالا و قابليت بازيافت مناسب مورد توجه صنايع گوناگون قرار گرفته اند. در اين ميان از انواع فلزات در ساخت فوم آنها استفاده مي شود كه زا جمله پركاربردترين فلزات آلومينيوم منيزيم مس و برنج مي باشند. اين مواد كاربردهاي فراواني در صنعت دارند كه مي توان به استفاده فوم هاي آلومينيومي در ضربه گيرهاي سپر و جداره خودروها و همچنين ساخت مبدلهاي حرارتي اشاره نمود. از سوي ديگر از جمله تلفات غير قابل اجتناب در فرايند ساخت قطعات صنعتي ايجاد براده همزمان با عمليات ماشين كاري است و يكي از موضوعات جالب و شايان توجه در موضوع بازيابي مواد صنعتي بازيابي براده است در اين طرح از براده صنعتي فلز در ساخت فوم آن فلز استفاده شده است به گونه اي كه پس از مخلوط كردن نسبت مشخصي از براده با يك ماده پر كننده براي مثال نمك طعام نمونه پرس شده و سپس زينتر مي شود در نهايت ماده پر كننده از محصول نهايي خارج شده براي مثال نمك طعام با استفاده از حل كردن در آب خارج مي شود و فوم فلزي توليد مي گردد.