كاتتر ادراري اصلاح سطح شده با پلاسماي تخليه تابان مقاوم به تشكيل بيوفيلم زمينه فني اختراع: ميكروبيولوژي و فيزيك پلاسما كاتترهاي ادراري از پركاربردترين پليمرهاي مصرفي در پزشكي هستند. سطح كاتترهاي ادراري اغلب آبگريز بوده و بستر مناسبي را براي چسبيدن باكتري ها كه اغلب داراي سطحي آبگريز هستند، فراهم مي كند. اين امر منجر به تشكيل بيوفيلم و متعاقبا ايجاد عفونت هاي ناشي از تشكيل بيوفيلم توسط اين ميكروارگانيسم ها مي گردد. اختراع نامبرده، شامل كاتتر ادراري اصلاح سطح شده با پلاسماي تخليه تابان مي باشد. در اين روش سطح كاتتر ادراري در فشار، جريان و ولتاژ بهينه در معرض پلاسماي تخليه تابان ايجاد شده با گاز نيتروژن قرار گرفت و به گونه اي اصلاح شده است كه جايگاه هاي اتصال باكتري در سطح كاتتر ادراري به حداقل رسيده است. لازم به ذكر است كه عمليات انجام شده فقط يك modification بوده و نه لايه نشاني و يا حذف. در نتيجه انجام اين عمليات، توانايي تشكيل بيوفيلم توسط ميكروارگانيسم كه گام اول آن اتصال ميكروارگانيسم به سطح است، به ميزان قابل توجهي (86-81 درصد) كاهش يافته است.

ساخت فيلم پليمري با مورفولوژي پرزي در ابعاد نانو؛ زمينه كاري اين اختراع فيزيك پلاسما و پليمريزاسيون با استفاده از پلاسماي ايجاد شده توسط تخليه تابان مي‎باشد. بعضي از روش‎هاي پليمريزاسيون روش تر محسوب مي‎شوند و چند مرحله‎اي مي‎باشند. براي مثال در روش سنتزي عدم كنترل پذيري ساختار سطحي پليمرهاي حاصل يك عيب محسوب مي‎شود. همچنين اصلاح سطح توسط روش‎هاي پلاسمايي و ليزر پيوندهاي شكسته در سطح ايجاد مي‎كند كه سبب ايجاد نقص در سطح مي‌شود و يا تكرارپذير نيستند. در اين اختراع از محيط پلاسما تخليه تابان توان پايين بعنوان محيط فعال ايجاد كننده‎ي فيلم پليمري با سطحي با مورفولوژي پرزمانند در ابعاد نانواستفاده شده است كه روش تك مرحله‎اي و خشك محسوب مي‎شود. در اين كار ميدان الكتريكي پوشينه پلاسمايي، نحوه قرارگيري تك تك مونومرها را كنترل مي‎كند و سبب ايجاد سطوح پرزدار مي‎گردد. اين روش مي تواند براي مونومرهايي با دوقطبي الكتريكي دائمي بكار گرفته شود. مونومر استفاده شده در اين كار چسب تجاري نوا65 مي‎باشد. از برجستگي‎هاي اين روش عدم وجود ناخالصي و تكرار پذير بودن آن مي‎باشد كه با هزينه كمتر انجام مي‎شود و سطوح پرزدار ايجاد شده مي‎تواند آماده براي واكنش‎هاي خاص باشد و در خازن‎ها و سلول‎هاي خورشيدي پليمري مورد استفاده قرار گيرد.

در اين اختراع از پلاسماي تخليه الكتريكي تابان براي انجام فرآيند بسپارش (غير شيميايي) و همچنين جهت گيري ممان دوقطبي تك تك مولكول هاي مونومر در راستاي ميدان الكتريكي غلاف پلاسمايي جهت افزايش موثر ثابت دي الكتريك پليمرها استفاده شده است. همچنين از لايه نشاني عنصر يد بر روي نانوپرزهاي تشكيل شده بر روي سطح پليمر بدست آمده جهت افزايش رفتار قطبش پذيري بهره گرفته شده است. در اين اختراع از مونومر نورلاند۶۵ استفاده و بسپارش آن در محيط هاي مختلف گازي پلاسماهاي نيتروژن، آرگون و هليوم انجام شده است. اثرات هر كدام از اين محيط ها در نحوه ي پليمريزاسيون و جهت گيري ممان دوقطبي ها و در نتيجه تغييرات ثابت دي الكتريك مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج افزايش موثر ثابت دي الكتريك را نشان مي دهد. به صورتي كه در دماي اتاق ثابت دي الكتريك پليمر حدودا از ۵ به ۶۰۰ ارتقاء يافته و در دماهاي بالاتر اين عدد به ۱۲۰۰۰ نيز مي رسد. مزيت هاي اين روش ارتقاء موثر ثابت دي الكتريك، استحكام زياد در ميدان ها و عدم رسانندگي، انعطاف پذيري دي الكتريك، هزينه بسيار پايين فرآيند (جدول 1)، فرآيندپذيري آسان و سريع (با زمان بسيار كمتر) نسبت به روش هاي كامپوزيتي و سنتزي است.

هدف از اين اختراع در مرحله اول، توليد با تبديل ميكروذرات كلينوپتيلوليت طبيعي به نانوميله¬هاي كلينوپتيلوليت توسط تكنولوژي پلاسما به روش تخليه تابان مي¬باشد. در مرحله دوم، هدف استفاده از نانوميله¬هاي كلينوپتيلوليت اصلاح شده با يونهاي آهن بعنوان كاتاليست در فرآيند فنتون هتروژن جهت بررسي حذف ماده رنگزاي قرمز اسيدي 17 به عنوان آلاينده مدل مي¬باشد. استفاده از نانوميله¬هاي كلينوپتيلوليت اصلاح شده با يونهاي آهن در فرآيند مذكور به علت بالاتر بودن مساحت سطح ويژه، مساحت سطح ميكروحفره¬ها حجم تخلخل ميكروحفره¬ها، منجر به كاهش قابل ملاحظه در مقاومت انتقال جرم به سطح كاتاليست شده و باعث افزايش قابل ملاحظه¬ي سرعت فرآيند و كاهش مدت زمان انجام فرآيند مي¬شود. اين امر به نوبه خود باعث كاهش قابل ملاحظه¬ي هزينه¬هاي عملياتي شده و منجر به استفاده هر چه بيشتر از اين فرآيند در مقياس وسيع تر و صنعتي مي¬شود. طبق نتايج جستجوهاي فراوان و تقريباً كامل، تاكنون هيچ موردي براي توليد نانوميله¬هاي كلينوپتيلوليت از ميكروذرات كلينوپتيلوليت طبيعي با استفاده از تكنولوژي پلاسما به روش تخليه تابان در داخل و خارج از كشور گزارش نشده است. با توجه به اينكه زئوليت طبيعي كلينوپتيلوليت بدليل وجود معادن عظيم آن در سطح جهان و ايران، ارزان و فراوان بودن، خاصيت جذب سطحي زياد و ظرفيت تبادل كاتيوني بالا نسبت به ساير زئوليت¬هاي طبيعي و اغلب زئوليت¬هاي سنتزي در اين اختراع به عنوان كاتاليست انتخاب شده است. همچنين تكنولوژي پلاسما نيز به دليل ساده بودن، عدم استفاده از مواد شيميايي و اجرا در دماي محيط به عنوان روشي جهت توليد نانو ميله ها استفاده شده است. براي اثبات توليد نانوميله¬هاي كلينوپتيلوليت از ميكروذرات كلينوپتيلوليت طبيعي با استفاده از تكنولوژي پلاسما از تصاوير SEM، طيف-هايXRD وFT-IR ، آناليزهاي BET و EDX استفاده شده است.