تهيه، مشخصه¬يابي و بررسي فعاليت ضدباكتري نانوكامپوزيتFe3O4/TEOS-TPS/Ag@TiO2 در اين اختراع جهت تصفيه بهتر آب صورت گرفته، لذا امروزه با توجه به افزايش روزافزون جمعيت و خشك سالي دسترسي به آب شيرين با محدوديت روبرو گرديده و به يك چالش بزرگ در سرتاسر جهان تبديل شده است. در گذشته تحقيقات بسياري بر روي انواع آنتي¬بيوتيك¬ها انجام گرفته ولي امروزه بدليل ناپايداري شيميايي، فراريت و ظهور اثرات جانبي استفاده از اين تركيبات به شدت محدود شده است. در دهه گذشته ظهور علم و فناوري نانو، موجب افزايش خاصيت باكتري زدايي ذرات گرديده و در اين بين نانوذرات نقره پركاربردترين نانوذره با خاصيت ضدباكتريايي است. استفاده از Ag@TiO2 بصورت ساختار هسته-پوسته باعث افزايش چشم-گير خاصيت ضدباكتريايي مي¬شود و وجود زمينه پليمري در نانو كامپوزيت¬هاي چند جزئي موجب بهبود اين خاصيت شده است. وجود هسته مغناطيسيFe3O4 در كنار پليمر TEOS-TPS با Ag@TiO2 نشانده شده بر روي اين تركيبات(شكل5) نوآوري كار انجام شده مي¬باشد كه اين هسته وظيفه انتقال و هدايت ذرات ضدباكتري را دارد. انجام تست ديسك نفوذي (شكل1) افزايش خاصيت ضدباكتري اين نانوكامپوزيت سه جزئي را تاييد و آناليزهاي XRD (شكل2) و FTIR (شكل3) حضور Ag، TiO2،Fe3O4 و پليمر TEOS-TPS را تصديق و تست VSM (شكل4) خاصيت مغناطيسي كل تركيب را خاطر نشان شد

ساخت نانو كامپوزيت مغناطيسي اكسيد آهن با پوشش‌هاي غير مغناطيسي به منظور مطالعه و بهبود خاصيت ضدباكتري نقره در اين اختراع مورد بررسي قرار گرفته است. امروزه درمان بيماري¬هاي عفوني يكي از بزرگ¬ترين چالش¬ها در سرتاسر جهان مي¬باشد. آنتي¬بيوتيك¬هاي متعددي جهت مهار رشد و از بين بردن باكتري¬ها بكار گرفته شده¬اند اما توسعه مقاومت و ظهور اثرات جانبي، استفاده از اين عوامل را به¬شدت محدود كرده¬اند، با اين وجود تركيبات زيستي در مقياس نانو داراي خصوصيات فيزيكي¬-¬شيميايي مناسبي هستند و نانوذرات نقره در مقايسه با نانوذرات فلزي ديگر داراي بيش¬ترين فعاليت ضدباكتري مي¬باشد. لذا در اين پژوهش براي بهبود خواص ضدباكتري، پوشش ضدباكتري بصورت كامپوزيت سه جزئي از نانوذرات نقره بر روي زمينه پليمري همراه هسته مغناطيسي نشانده شد. نتايج حاصل از پراش اشعه ايكس (شكل1)، طيف‌سنجي مادون‌قرمز(شكل2)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي(شكل3) مغناطش سنج ارتعاشي (شكل4)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري(شكل5)، آناليز پراكندگي نور ديناميكي (شكل6)و تست ضد باكتري(شكل7) نشان داد كه فعاليت ضدباكتري تركيبات Fe3O4، Fe3O4/TEOS-TPS با حضور نانوذرات نقره افزايش مي¬يابد و اين نوآوري موجب شد با استفاده از ميدان مغناطيسي خارجي امكان بازيابي نانوكاپوزيت فراهم شده و توليد نانوذرات مغناطيسي ضدباكتري با ماندگاري تاثير و نشست كم نقره در محلول¬هاي آبي كه هدف اصلي است، امكان پذير گردد.

اين اختراع مربوط به ايجاد پوشش مقاوم به سايش سيليسايد نيوبيوم نانو ساختار بر روي قطعات تيتانيومي مي باشد. كاربرد اين اختراع در زمينه مهندسي مواد مي باشد. سيليسايد نيوبيوم نانو ساختار يك پوشش مقاوم به سايش خراشان و چسبان بر روي زيرلايه آلياژ Ti-6Al-4V مي باشد كه مي تواند به منظور افزايش سختي و حفاظت از سايش قطعاتي همچون چرخ دنده ها، پره هواپيما، ابزار برش، اجزاي موتورهاي جت، رينگ كمپرسور و اجزاي ساختماني هواپيما استفاده شود. در اين راستا پوشش مورد استفاده با ضخامت 200 ميكرون متشكل از پودرهاي نانوساختار سيليسايد نيوبيوم مي باشد. اين پودرها به روش آلياژسازي مكانيكي تهيه شده و پس از فرايند آگلومراسيون به روش پاشش حرارتي روي زيرلايه آماده سطحي شده قرار مي گيرند. در اين اختراع اندازه دانه نهايي پوشش بعد از پاشش حرارتي در مقياس نانو مي باشد و همچنين پوشش نانوساختار به دست آمده داراي سختي 900 ويكرز مي باشد و مقاومت به سايش خراشان و چسبان زيرلايه را در شرايط لغزش خشك افزايش مي دهد.

اين اختراع مربوط به ايجاد پوشش مقاوم به سايش زمينه NbSi2 با ذرات تقويت كننده آلومينا بر روي قطعه تيتانيومي مي باشد. نانوكامپوزيت سيليسايد نيوبيوم با ذرات تقويت كننده آلومينا مي تواند يك پوشش مقاوم به سايش خراشان و چسبان بر روي زيرلايه آلياژ Ti-6Al-4V باشد كه به منظور افزايش سختي و حفاظت از سايش قطعاتي همچون چرخ دنده ها، پره هواپيما، ابزار برش، اجزاي موتورهاي جت، رينگ كمپرسور و اجزاي ساختماني هواپيما استفاده شود. در اين راستا پوشش مورد استفاده با ضخامت 200 ميكرون متشكل از پودرهاي نانوكامپوزيت مي باشد. اين پودرها به روش آلياژسازي مكانيكي پودرهاي اوليه آلومينيوم، سيليسسيم و اكسيد نيوبيوم تهيه شده و پس از فرايند آگلومراسيون به روش پاشش حرارتي روي زيرلايه آماده سطحي شده قرار مي گيرند. در اين اختراع اندازه دانه نهايي پوشش بعد از پاشش حرارتي در مقياس نانو مي باشد و همچنين پوشش نانوساختار به دست آمده داراي سختي 1300 ويكرز مي باشد و مقاومت به سايش خراشان و چسبان زيرلايه را در شرايط لغزش خشك افزايش مي دهد.

در اين اختراع پودر نانو كامپوزيت زمينه سيليسايد نيوبيوم به روش آلياژسازي مكانيكي توليد گرديده است. سيليسايدهاي فلزات انتقالي به ويژه دي سيليسايدهاي نيوبيوم و موليبدن داراي ويژگي هاي مناسبي از قبيل دانسيته پايين، نقطه ذوب بالا، استحكام دما بالاي مناسب هستند و كامپوزيت هاي آنها، كانديدهاي مناسبي براي پوشش هاي مقاوم به اكسيداسيون دما بالا و سايش آلياژ تيتانيوم مي باشند. در اين اختراع پودر نانوكامپوزيت زمينه سيليسايد نيوبيوم با ذرات تقويت كننده آلومينا توليد شده است. اين پودر از آسياب كاري مكانيكي پودرهاي عنصري سيليسيم، اكسيد نيوبيوم و آلومينيوم تحت يك رخداد مكانوشيميايي با هزينه پايين در دماي محيط به دست آمده است. اين فرايند تحت اتمسفر خنثي گاز آرگون انجام مي شود. به كمك اين روش، ذرات پودر به دست آمده اندازه دانه كمتر از 100 نانومتر دارند. همچنين ذرات تقويت كننده آلوميناي ايجاد شده در زمينه داراي ابعاد نانومتري هستند.

اثرات مخرب صاعقه يا ناشي از برخورد مستقيم صاعقه بوده و يا از ولتاژهاي القايي ميدانهاي الكترومغناطيسي آن ناشي مي¬گردد و منجر به اثرات جبران ناپذير از جمله آسيب رساندن به سلامت انسانها، تجهيزات الكتريكي و ارتباطي، ايجاد خطا در داده¬ها و اطلاعات و نيز آسيب رساندن به جنگلها و مزارع ميگردد. براساس تحقيقات بطور متوسط در هر ثانيه بيش از 50 صاعقه به زمين اصابت مي¬نمايد و خسارات جاني و مالي فراواني برجاي مي¬گذارد. متاسفانه آمار دقيق از ميزان حوادث ناشي از برخورد صاعقه در كشور به تفكيك منطقه و شهرها ثبت نشده است . طبق آمار بدست آمده ، ميزان تقريبي حوادث ناشي از برخورد صاعقه سالانه در حدود 240000 مورد است كه از اين ميان 24000 مورد منجر به فوت مي¬شود . مرگ و مير ناشي از صاعقه 8 الي 10 درصد بوده و معمولا حمله قلبي در زمان حادثه عامل اصلي مرگ گزارش شده است. هدف از اتصال به زمين هر چه باشد، به طور كلي در تمامي سيستم هاي الكتريكي چه به منظور تامين ايمني در برابر برق گرفتگي انسان يا حيوان در بهره برداري از سيستم الكتريكي يا حفظ عايق بندي سيستم يا ايجاد مسيري براي جريان عملياتي با هدف تحريك لوازم حفاظتي به واكنش و يا تامين ايمني در برابربرق گرفتگي هنگام انجام تعميرات بر روي تجهيزات يا خطوط نيروي برق، وجود سيستم اتصال به زمين اجتناب نا¬پذير است. حتي در سيستم¬هايي كه بدون اتصال به زمين به حساب مي¬آيند براي كشف وقوع اتصال فاز به زمين و تحريك رله زمين به واكنش، به ايجاد مسيري براي عبور جريان تحريك از طريق زمين احتياج است. با توجه به اينكه سيستم ارتينگ عبارتند از ايجاد اتصال مناسب به جرم كلي زمين، بطوريكه زمين به عنوان مرجع صفر پتانسيل و براي انتقال جريانهاي خطا در سيستمهاي الكتريكي مورد استفاده قرار گيرد، انتقال جريان الكتريكي از طريق زمين به اعماق آن بسيار مهم تلقي ميگردد. در استانداردهاي آلماني در زمان گذشته با توجه به فقدان تجربه و راهكار در سالهاي قبل و دهه¬هاي 50 و 60 به منظور كاهش مقاومت خاك در چاه¬هاي ارت استفاده از ذغال و نمك توصيه شده بود اما پس از گذشت سالها استانداردهاي خارجي مثل استانداردهاي انگليسي و آمريكايي نه تنها توصيه¬اي بر استفاده از ذغال و نمك پيدا نكرده بلكه به طور صريح و قاطع به عدم استفاده از ذغال تاكيد داشتند. در پژوهش حاظر سعي بر آن شده تا با پيشنهاد تركيبي خاص و سازگاز با محيط، ضمن بهره برداري از خواص نانو مواد ، موجبات كاهش مقاومت خاك در سيستم هاي ارتينگ را فراهم آوريم.

روش معمول توسعه آلياژهاي متداول مانند سوپرآلياژهاي پايه نيكل، آلياژهاي پايه آلومينيوم و فولادهاي زنگ نزن، انتخاب يك يا دو جزء اصلي و افزودن ساير عناصر آلياژي براي به¬دست آوردن خواص ثانويه است.با پيشرفت فناوري و نظريه¬هاي جديد توسعه مواد، تعداد عناصر اصلي آلياژهاي فلزي از 1 به 3 و بيشتر افزايش يافته است. بر اساس مفاهيم كلي متالورژي فيزيكي و نمودار¬هاي فاز دوتايي و سه¬تايي، اعتقاد عمومي بر اين است كه استفاده از چندين عنصر اصلي، باعث تشكيل تعداد زيادي تركيب بين¬فلزي و ميكروساختارهاي پيچيده مي¬شود كه منجر به تردي و ايجاد مشكلاتي در توليد و بررسي آن¬ها مي¬گردد. استفاده از مكانيزم استحكام¬دهي محلول جامد با بيش از يك عنصر حل¬شونده در نسبت¬هاي مساوي مولي، روش مناسبي براي توليد آلياژها با خواص مطلوب به نظر مي¬رسد و ايده مناسبي براي رفع اين مشكل است. آلياژهاي آنتروپي بالا به عنوان آلياژهاي محلول جامد شامل حداقل 5 عنصر اصلي با درصدهاي اتمي و يا مولي مساوي و يا تقريباً مساوي (35-5%) تعريف مي¬شوند. با انتخاب دقيق و مناسب تركيبات، شرايط بحراني تشكيلساختارBCCو FCCبرقرارمي¬شود و بهجايتركيبات بين¬فلزي، محلول جامد تشكيل خواهد شد. اين آلياژها به دليل قابليت¬هاي زياد و خواص مطلوب مكانيكي، حرارتي و الكتروشيميايي مانند استحكام بالا، پايداري حرارتي زياد و مقاومت به اكسيداسيون بالا، امكان كاربردهاي زياد در زمينه¬هاي مختلف از جمله ابزار، قالب¬، پوشش و كامپوزيت دارند. در ابتدا آلياژهاي آنتروپي بالا اغلب به روش ذوب و ريخته¬گري توليد مي¬شدند. اما مشخص شده است كه اين روش به دليل انبساط و انقباض حرارتي، عيوب ساختاري زيادي مانند تخلخل ايجاد مي¬كند. همچنين انجماد، فرايندي پيچيده بوده و كنترل ميكروساختار و خواص نهايي مشكل است. بررسي¬ها مشخص كرده¬اند كه اين روش معمولاً منجر به ميكروساختار دندريتي با مقداري جدايش در نواحي دندريتي و بين دندريتي مي¬شود و تاثير نامطلوب بر خواص آلياژ دارد. آلياژسازي مكانيكي يك روش توليد از حالت جامد است كه مي¬تواند آلياژ را با هزينه كم¬تر و همگن¬سازي مناسب مواد توليد كند. آلياژسازي مكانيكي روش جديدي جهت توليد آلياژهاي آنتروپي بالا استكه در سال¬هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است. مشخص شده است كه آلياژهاي آنتروپي بالا توليد شده با روش آلياژسازي مكانيكي در مقايسه با آلياژهاي آنتروپي بالا توليد شده به روش¬هاي ذوب و ريخته¬گري همگن¬تر هستند. نتايج تحقيقات انجام شده درمورد آلياژهاي آنتروپي بالا نشان مي-دهد كه از ميان سيستم¬هاي متنوع، سيستم¬هاي 5 و 6تايي به علت كم-تر بودن تعداد اجزاء و صرفه¬ بيشتر، مورد توجه هستند و تلاش براي بهينه¬سازي اين سيستم¬ها، مورد علاقه است. مشخص شده است عمدتاً عناصري مانند Al، Fe، Co، Cr،Cu ، Zn، Niكه كاربردهاي صنعتي زيادي دارند، تشكيل محلول جامد مي¬دهند. با توجه به خواص مطلوب گزارش شده درمورد اين آلياژها و همچنين جهت همگام بودن با پيشرفت¬هاي نانوفناوري روز دنيا، پژوهش در زمينه آلياژهاي آنتروپي بالا و آغاز ساخت اين آلياژها در كشور ضروري به نظر مي¬رسد. همچنين به علت وجود قابليت در زمينه توليد و گسترش كاربردهاي آلياژهاي آنتروپي بالا به عنوان مواد پيشرفته و نيز به دليل مزاياي روش آلياژسازي مكانيكي نسبت به ساير روش¬ها (هزينه كمتر، همگن¬سازي مناسب مواد، عدم ايجاد جدايش در ميكروساختارهاي دندريتي در روش¬هاي ذوبي و حصول خواص مناسب¬تر) هدف اين پژوهش ساخت آلياژ آنتروپي بالا و نانوساختار CuNiCoZnAlبه روش آلياژسازي مكانيكي و تف¬جوشي پلاسمايي جرقه¬اي و مشخصه¬يابي آن است كه تاكنون گزارشي در اين زمينه ارائه نشده است.

دستگاه فرجينگ سرد مافوق صوت، سيستمي است كه با استفاده از فناوري اولتراسونيك باعث تغيير ساختار سطح آلياژهاي فلزي از ميكرو به نانو و بهبود خواص مكانيكي آنها مي شود. در فرجينگ سرد مافوق صوت به طور همزمان از نيروي استاتيكي و نيروي ديناميكي براي ضربه زدن بر روي سطح فلزات با يك ابزار كروي شكل استفاده مي شود تا تغيير شكل شديدي در يك لايه نازك از سطح رخ دهد. با ايجاد تغيير شكل شديد پلاستيك در سطح، بدون تغيير شكل ظاهري و ابعادي قطعه يك لايه سطحي نانوساختار سطح فلز ايجاد مي شود. اين لايه نانوساختار به همراه كارسختي و تنش پس ماند ايجاد شده در سطح موجب بهبود خواص مكانيكي قطعه مي شود. در اين دستگاه از يك ماشين فرز، يك منبع تغذيه اولتراسونيك و يك ترانسديوسر اولتراسونيك با فركانس طبيعي ٢٠ كيلوهرتز استفاده مي شود. اجزاي ارتعاشي از جمله تقويت كننده و متمركزكننده توسط آناليز مودال طراحي شد. براي مونتاژ، قطعات ديگري نيز طراحي شد و به مجموعه اضافه شد. با تحريك ترانسديوسر توسط منبع تغذيه، ٢٠٠٠٠ ضربه در هر ثانيه بر روي سطح آلياژ زده مي شود و با تغيير شكل شديد يك لايه نازك سطح، موجب ايجاد سطحي نانوكريستال با اندازه دانه هاي بسيار ريزتر نسبت به اندازه ذانه اوليه مي شود. اين لايه نانوساختار به همراه تنش پس ماند و كارسختي موجب افزايش استحكام خستگي، افزايش مقاومت به سايش و فرسايش، افزايش سختي و كاهش ضريب اصطكاك مي شود. بهبود خواص مكانيكي اشاره شده موجب افزايش عمر قطعات و در برخي موارد يك عمليات اجتناب ناپذير در ساخت يك قطعه مي باشد. اين سيستم كاربردهاي فراواني در صنايع پيشرفته از جمله صنايع هوايي، صنايع نظامي، منايع هسته اي و صنايع آلياژسازي دارد. مهمترين كاربرد آن در صنايع قالب سازي براي بهبود عملكرد قالب ها و در ساخت اجزاي جت هواپيما مي باشد.

خلاصه: توليد نانو كامپوزيت O3 A12-Fe3 A1 در اين اختراع با استفاده از مواد اوليه ارزان قيمت و در دسترس همانند هماتيت و آلومينيوم و آهن و با به كارگيري آسياب پر انرژي نانو كامپوزيت O3 A12-Fe3 A1 در طي فرايند آليا سازي مكانيكي تهيه شده است. در اين تركيب علاوه بر توزيع يكنواخت فازهاي مختلف در ساختار ميكروسكوپي امكان ايجاد تركيبات نانو ساختار وجود دارد. نتايج آزمون هاي مكانيكي نشان دهنده خواص بهبود يافته اي از اين نانو كامپوزيت نسبت به نمونه هاي كامپوزيتي متداول داشته است. تركيب نانو كامپوزيتي 3Vo1./.A12 O 30-Fe3 A1 براي اولين بار در ايران و خارج از كشور با استفاده از فرايند مكانو شيميايي انجام شده است.

خلاصه: نانو كامپوزيت AI2 o3-Fe در اين اختراع با استفاده از مواد اوليه ارزان قيمت و در دسترس هماتيت و آلومينيوم و با به كارگيري آسياب پرانرژي نانو كامپوزيت AI2 o3-Fe در طي فرايند آلياسازي مكانيكي تهيه شده است. دراين فرايند علاوه بر ايجاد كامپوزيت AI2 o3-Fe با استفاده از عناصر اوليه سازنده اش، هماتيت و آلومينيوم، امكان ايجاد تركيب كامپوزيتي با ساختار نانو وجود خواهد داشت. حضور فاز آهن در آلومينا موجب افزايش چقرمگي آن شده و استحكام اين ماده سراميكي را به شدت افزايش مي دهد.