خلاصه اختراع ادعايي : 1- عنوان اختراع : پوشش دهي ذرات هيبريدي سيليس-آلي و بارگيري نانو ذرات نقره بر روي آن با قابليت رهايش كنترل شده جهت استفاده در سيستم فيلتراسيون آب مزارع تكثير و پرورش ميگو به منظور پيشگيري و درمان بيماري هاي باكتريايي. 2- زمينه فني اختراع : نانو فناوري، تكثير و پرورش آبزيان، بهداشت آبزيان. 3- مشكل فني و اساس راه حل ارائه شده : در بسياري از نقاط جهان، صنعت پرورش ميگو بوسيله بيماري ها بويژه بيماري هاي ويروسي و باكتريايي دچار مشكل گرديده است. باكتري هاي جنس ويبريو غالبا باعث مرگ و مير در هچري ها و استخرهاي پرواري ميگوهاي پرورشي مي شوند. تاكنون انواع متعددي از آنتي بيوتيك ها براي پيشگيري و درمان بيماري هاي ناشي از باكتري ها مورد استفاده قرار گرفته اند، اما بسياري از گونه هاي باكتريايي به بسياري از آنتي بيوتيك ها مقاوم شده اند و شدت بيماري زايي آن ها نسبت به گذشته افزايش يافته است. در سال هاي اخير، نانو ذرات نقره به علت استفاده به عنوان يك ماده ضد باكتريايي قوي در زمينه پزشكي به طور وسيعي مورد مطالعه قرار گرفته اند. با اين وجود برخي مشكلات، استفاده بيش از حد از نانو ذرات نقره كلوئيدي را به عنوان يك ماده ضد عفوني كننده محدود نموده است. اين نانو ذرات كلوئيدي در محيط هاي آبي تمايل به تجمع و تشكيل كلوخه (aggregation) دارند كه به طور تدريجي كارايي آنها را براي استفاده طولاني مدت كاهش مي دهد. همچنين رهايش نانو ذرات نقره به محيط هاي آبي ممكن است باعث اثرات نامساعدي بر موجودات آبزي گردد. تثبيت نانو ذرات نقره بر روي يك سطح باعث مي گردد در عين حال كه عملكرد ضد عفوني كنندگي آن ها با رهايش كنترل شده ذرات نقره فراهم گردد، خطر آن ها براي محيط زيست نيز كاهش يابد. در اين اختراع ادعايي از سيليس دانه بندي شده به عنوان بستر جهت تثبيت درصدهاي مختلف نانو ذرات نقره با استفاده از ماده پيوند دهنده3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) و تركيبات با درصد نيتروژن بالاتر مانند سيانوريك كلريد و تترا اتيلن پنتا آمين استفاده شد و عملكرد ضد باكتريايي و اثرات نامساعد زيست محيطي ناشي از رهايش نقره از اين بستر ها در شرايط آزمايشگاهي و همچنين فيلتر هاي ساخته شده با استفاده از اين بسترها بر عليه باكتري جنس ويبريو در محيط آب شور دريا مورد استفاده براي پرورش لارو و پست لارو ميگوي پاسفيد غربي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمايش هاي صورت گرفته در شرايط آزمايشگاهي نشان داد كه همه دانه هاي سيليسي پوشش يافته با درصد هاي مختلف نانو ذرات نقره در مدت زمان 2 ساعت قادر به حذف كامل باكتري جنس ويبريو از آب شور دريا مي باشند. همچنين نتايج عملكرد ضد باكتريايي فيلترها نشان داد كه تراكم باكتري جنس ويبريو در آب شور درياي عبوري ( 50 ليتر) از فيلتر حاوي 100 گرم دانه سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره در مدت زمان 2 ، 6 و 12 ساعت به ترتيب 18/97، 14/79 و 69/81 درصد كاهش مي يابد و كاهش تراكم باكتري در آب شور عبوري از فيلتر حاوي 100 گرم دانه سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره و جاذب نقره در مدت زمان 2 و 6 ساعت به ترتيب 5/99 و 100 درصد ثبت گرديد. ميانگين ميزان رهايش نقره از فيلتر هاي حاوي جاذب نقره و فاقد جاذب به محيط آب شور در مدت زمان 6 روز به ترتيب 067/0 ±15/0 و 12/0 ±9/1 ميلي گرم در ليتر اندازه گيري گرديد. نتايج مويد اين نكته مي باشند كه جاذب مورد استفاده به طور معني داري باعث كاهش نقره در محيط آب گرديده است. نتايج استفاده از فيلتر حاوي نانو ذرات نقره و جاذب نقره براي پالايش آب آلوده به باكتري جنس ويبريو مورد استفاده جهت پرورش لارو و پست لارو ميگو نشان داد كه ميزان رشد و بقاء لارو و پست لارو ميگوها بطور معني داري بهبود مي يابد. 4- برجستگيهاي تكنيكي و فني اختراع در اين اختراع ادعايي از روش استفاده غير مستقيم به عنوان جايگزين روش به كارگيري مستقيم از نانو ذرات نقره به عنوان يك ماده ضد باكتريايي قوي استفاده گرديد، به طوري كه اين نانو ذرات بر روي سطوح دانه هاي سيليسي به عنوان بستر تثبيت گرديدند. به منظور طراحي و ساخت يك بستر ايده آل با خاصيت ضد ميكروبي، مواد مورد استفاده بايستي داراي توانايي جلوگيري از تشكيل بيوفيلم و غيرفعال نمودن ميكروب ها يا از طريق رهايش مواد ضد ميكروبي و يا از طريق تماس مستقيم باشند. به طوركلي مكانيسم ضد باكتريايي بسترهاي حاوي نانوذرات نقره به رهايش يون هاي نقره نسبت داده مي شود ولي برخي از مطالعات نيز فعاليت ضد باكتريايي از طريق تماس مستقيم را بيان نموده اند. در اين اختراع ادعايي جهت تثبيت نانو ذرات نقره و در نتيجه كاهش رهايش نقره از بستر هاي مورد استفاده از يك نوع ماده پيوند دهنده aminosilane به نام aminopropyltriethoxysilane (APTES) 3- استفاده گرديد. در اين روش تثبيت، يك انتهاي مولكول aminosilane از طريق پيوند Si-O-Si به سطح بستر متصل مي شود و انتهاي ديگر مولكول از طريق پيوند N-Ag به اتم هاي نقره در سطح نانو ذرات متصل مي گردد (شكل 1). سنگ سيليس به طور معمول حاوي مقادير بالايي (بيش از 95%) اكسيد سيليسيوم (SiO2) بوده و به طور سنتي سيليس دانه بندي شده در فيلترهاي تصفيه آب استفاده مي شود كه مي توانند به عنوان يك بستر ايده آل مورد استفاده قرار گيرند. همچنين در اين اختراع ادعايي از ساير تركيبات آميني با درصد نيتروژن بالا مانند سيانوريك كلريد و تترا اتيلن پنتا آمين به منظور افزايش پوشش سطح بستر با نانو ذرات نقره و همچنين افزايش استحكام اتصال اتم هاي نقره استفاده گرديد. شكل 1- شكل شماتيك نحوه پوشش سطوح حاوي Sio2 با نانو ذرات نقره با استفاده از ماده پيوند دهنده APTES. در اين اختراع ادعايي از غلظت 5/0 ميلي مول نيترات نقره و APTES به ازاء هر گرم دانه سيليسي جهت پوشش اين بستر ها با نانو ذرات نقره استفاده شد و از اين بستر ها براي طراحي و ساخت فيلتر به منظور پالايش آب شور دريا آلوده به باكتري جنس ويبريو استفاده شد و نتايج نشان داد كه مي توان با به كارگيري مقادير بسيار كم نقره علاوه بر تصفيه آب هاي آلوده به ميكروارگانيسم هاي بيماري زا در مدت زمان 2 الي 6 ساعت، ميزان آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از رهايش نقره از اين فيلتر ها را نيز به حداقل ممكن كاهش داد، به طوري كه مقدار نقره رهايش يافته موجب كاهش رشد و باز ماندگي لارو و پست لارو ميگوها نگرديد. در اين اختراع ادعايي، از دانه هاي سيليسي اصلاح شده با تركيبات آميني APTES، سيانوريك كلريد و تترا اتيلن پنتا آمين (ذرات هيبريدي سيليس – آلي) به عنوان جاذب نقره در فيلترهاي محتوي دانه هاي سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره استفاده گرديد و نتايج نشان داد كه مقدار نقره رهايش يافته از اين فيلتر ها به محيط آب شور در مقايسه با فيلتر هاي فاقد جاذب نقره به طور معني داري كمتر مي باشد. در اين اختراع ادعايي، عملكرد ضد باكتريايي فيلتر حاوي دانه هاي سيليسي پوشش يافته با نانو ذرات نقره در محيط آب شور دريا (36 گرم در ليتر) با ويژگيهاي فيزيكي و شيميايي متفاوت از آب شيرين مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه اين فيلتر قادر به حذف كامل باكتري جنس ويبريو به عنوان يكي از مهمترين باكتري هاي بيماريزا در محيط هاي آب شور براي آبزيان مي باشد.