در سال های اخیر هدف بسیاری از تحقیقات دسترسی به سطوح آبگریز بوده است. این تحقیقات منجر به ساخت سطوح آبگریز با روش های مختلف پوشش دهی و بر اساس سیستم های آلی، معدنی و هیبریدهای آلی - معدنی شده است. در این تحقیق، تهیه لایه نازک سیلیکای آبگریز و شفاف با استفاده از تترا متوکسی سیلان (tmos) به عنوان پیش ماده سیلیس و عامل آبگریز ان، ان-دی متیل–ان-اکتا دسیل-3-آمینو پروپیل تری متوکسی سیل کلراید (dmoap) مورد بررسی قرار گرفته است. لایه نازک آبگریز بر اساس سیستم هیبرید آلی – معدنی با استفاده از فرآیند سل - ژل در دمای اتاق و یک مرحله کاتالیست ساخته شده است. پوشش دهی نیز به روش غوطه وری بر زیر لایه شیشه سودالایم و بتن انجام گرفته است. چهار متغیر مورد بررسی در این کار عبارتند از دمای عملیات حرارتی، عامل آبگریز، آب و اسید استیک. مقادیر اسید، آب، حلال و عامل آبگریز بر اساس نسبت مولی به tmos محاسبه شد و دمای عملیات حرارتی نیز بر اساس نتایج آنالیز حرارتی همزمان (sta) تعریف شد. جهت اطمینان از آبگریزی و شفافیت لایه نازک از اندازه گیری زاویه تماس آب (ca) و طیف سنج نور مرئی (uv-vis) استفاده شد. تشکیل شبکه هیبرید آلی – معدنی (si-o-si) با استفاده از طیف های حاصل از طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (ft-ir) مورد تایید قرار گرفت. بهترین پوشش با عبور نور 5/88 درصد و زاویه تماس °104 از آلکوسل با نسبت مولی cooh3ch : o2h : dmoap : tmos : meoh به ترتیب 2 : 4 : 12/0 : 1 : 8/14 به دست آمد. آنالیز دینامیک تفرق نوری (dls) نشان دهنده اندازه تقریبی nm 7 برای ذرات بود. بررسی مورفولوژی پوشش بهینه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) به ترتیب نشان دهنده توزیع یکنواخت نانو ذرات و میانگین زبری nm 19/0 بود که آبگریزی بر اساس مدل ونزل را تایید کرد.

در این تحقیق اثر اندازه اتمی و ترکیب شیمیایی بر قابلیت شیشه ای شدن، همچنین اثر افزودن عنصر al بر فلز شیشه ای zr50cu50 و خواص مکانیکی این آلیاژ مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی اندازه اتمی، سه سیستم cu، cu-ni و cu-zr مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که با سرد کردن مذاب در حال تعادل تا دمای k 300 با اعمال نرخ سرمایش 5 k/ps در سیستم های cu و cu-ni که دارای اختلاف شعاع اتمی 125/3 % است تبلور اتفاق می افتد، در حالی که سیستم cu-zr با اختلاف شعاع اتمی 20% تبدیل به فلز شیشه ای می شود. جهت بررسی اثر ترکیب شیمیایی نیز چهار سیستم zr90cu10، zr88cu12، zr85cu15 و zr82cu18 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که با اعمال سرمایش به مذاب با نرخ 0.05 k/ps در سیستم های zr90cu10، zr88cu12، zr85cu15 تبلور اتفاق می افتد. البته میزان نظم اتمی در zr85cu15 بسیار کمتر از دو سیستم دیگر است. در حالی که سیستم zr82cu18 کاملا تبدیل به فلز شیشه ای می شود. افزودن عنصر آلومینیم به آلیاژ zr50cu50 سبب افزایش دمای شیشه ای شدن می شود، همچنین نتایج نشان می دهند خواص مکانیکی فلز شیشه ای وابسته به میزان افزودن عنصر al است، به طوری که با افزودن 8%، مقدار مدول یانگ، تنش تسلیم و استحکام نهایی به ترتیب از مقادیر 58/51، 1253 و 2065 به مقدار نهایی gpa 13/60 ، mpa 1409 و mpa 2314 می رسند. نتایج آنالیز انرژی های جفتی نشان می دهد که جفت zr-al بیشترین تاثیر را بر روی بهبود خواص مکانیکی دارا است. همچنین آنالیز خوشه به منظور مشاهده ی جوانه زنی و تعیین اندازه ی خوشه ها بر روی نمونه ها انجام شد ولی به دلیل کوچک بودن جعبه های حاوی تعداد 32000 اتم (بالاترین تعدادی که سخت افزار های موجود از عهده ی آن بر می آمدند) قادر به مشاهده ی پدیده ی جوانه زنی نشدیم به نظر می رسد برای مشاهده ی این پدیده باید از روش های ماکروسکوپی تری همانند میدان فازی استفاده نمود و بررسی این پدیده با شبیه سازی دینامیک مولکولی مقرون به صرفه نیست.

در این تحقیق کربن مزومتخلخل با استفاده از روش نانوقالب گیری تهیه و با استفاده از روش های مختلف فعالسازی شده و سپس توانایی آن در جذب رنگ های محلول در آب و همچنین ترکیبات بنزن و نفتالن بعنوان شاخص آلودگی آب مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور تعدادی از پیش ماده های آلی جهت تهیه کربن با استفاده از نانو قالب های زئولیتی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. محصول بدست آمده از نانو قالب گیری فوق، ماده ای هیبریدی بود که طی انجام آزمایشاتی شرایط بهینه عملیات حرارتی جهت کربونیزه کردن مواد آلی موجود در داخل تخلخل های نانو قالب بدست آمده و در پایان نانو قالب بکار رفته زدوده شد. در این تحقیق دو ماده مختلف جهت زدایش قالب مورد آزمایش قرار گرفت که عبارتند از اسید فلوریدریک "hf" و سدیم هیدروکسید"naoh". کربن مزو متخلخل بدست آمده به طریق بالا با استفاده از فعال سازی فیزیکی شامل کمک کربن دی اکسید و بخار آب فعالسازی گردید. علاوه بر آن روش شیمیایی حذف قالب و فعال سازی به طور همزمان نیز کمک پتاسیم هیدروکسید"koh" انجام گرفت. کلیه نمونه های مختلف کربن مزومتخلخل فعالسازی شده با استفاده از روش های آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، پراش اشعه ایکس(xrd)، کروماتوگرافی با کارایی بالا(hplc)، پراش اشعه ایکس زاویه پایین(saxs)، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه(ft-ir) و مدلسازی جذب چند لایه ای مولکول های گاز توسط ماده(bet/bjh) تعیین ساختار گردید. نمونه های بهینه سازی شده بصورت موفقیت آمیزی جهت حذف رنگ های محلول در آب و همچنین حذف ترکیبات آلاینده بنزن و نفتالن حتی در مقادیر بسیار کم در آب مورد ارزیابی قرار گرفت که از آنالیز hplc نشانگر آنست که در مورد ترکیبات یاد شده میزان حذف نفتالن از آب بیش از آلاینده بنزن است و بیش از 88 درصد نفتالن از محلول های آبی با غلظت 10ppm حذف شد.

تری اکسید تنگستن به عنوان فتوکاتالیستی در ناحیه ناحیه مرئی نسبت به نیمه هادی های دیگر مانند tio2 و zno بسیار مناسب تر است ولی به دلیل بازترکیب الکترون و حفره راندمان خوبی ندارد. برای افزایش راندمان فتوکاتالیستی wo3 راهکارهایی مانند بهینه کردن خصوصیات فیزیکی مانند اندازه و مورفولوژی نانوذرات، اصلاح ساختار آناز طریق آلاییدن آن با فلزات نجیب و یا یون های فلزی، کامپوزیت کردن آن با نیمه هادی های دیگر مطرح می باشد. از طرفی کامپوزیت کردن آن با نانوساختارهای کربنی مانند نانولوله های کربنی نتایج بسیار مثبتی را نشان داده است. در پروژه حاضر، نانوذرات اکسید تنگستن به روش رسوب گیری از محلول سنتز و فازهای مختلف آن در سه دمای c°150،c°250 وc°500 مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات کلسینه شده در دمای c°250 ساختار مکعبی داشته و به عنوان جاذب جهت حذف نفتالین استفاده شد. مشاهده شد این نانوذرات قادرندنفتالین را تا حدود 50% حذف نمایند. جذب نفتالین بر روی نانوذرات با مکانیزم همدمای لانگمیور تطابق بهتری نسبت به مکانیزم همدمای فرندلیچ نشان داد.با افزایش غلظت نفتالین میزان جذب به تدریج کاهش می یابد ولی افزایش غلظت نانوذرات تاثیر بسیارمنفی در میزان جذب نانوذرات دارد.نانوذرات اکسید تنگستن تحت تابش نور مرئی نفتالین را تخریب نمی کنند.بنابراین جهت افزایش راندمان فتوکاتالیستی، نانوذرات اکسید تنگستن با نانولوله های کربنی چند دیواره کامپوزیت شد. برای این منظور mwcntبا اسید نیتریک و پراکسید هیدروژن عاملدار شدند. نتایج ft-ir نشان داد گروه های عاملی اکسیژندار در سطح mwcntقرار گرفته است. نانوکامپوزیت wo3-mwcnt به روش غورطه ورسازی سنتز و سپسپودر حاصل در دمایoc500 کلسینه شد. نانوذرات و نانوکامپوزیت های سنتز شده، توسط آنالیزهای در دسترس مانند xrd، ft-ir، uv-vis، bet، tg-dta، tem و sem مشخصه یابی شدند. افزودن نانولوله کربنی چند دیواره به نانوذرات اکسید تنگستن باعث تاخیر در تشکیل فاز مربوطه در آن دما می شود. بطوریکه نتایج xrdمربوط به نانوکامپوزیت سنتز شده نشان داد فاز اورتورومبیک بطور کامل تشکیل نشده و مقداری فاز هگزاگونال نیز در نانوکامپوزیت وجود دارد. کامپوزیت کردن نانوذرات اکسید تنگستن با نانولوله های کربنی باند ممنوعه را کاهش داده و با کاهش احتمال بازترکیب الکترون-حفره، خواص فتوکاتالیستی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. بطوریکه نفتالین را تحت تابش نور مرئی به 1-2- بنزن دی کربوکسیلیک اسید تخریب می کند.

جنتامایسن سولفات یک آنتی بیوتیک می باشد که در درمان خیلی از عفونت های ناشی از باکتری، به خصوص عفونت هایی که توسط ارگانیزم های گرم-منفی ایجاد می شوند، استفاده می شود. این دارو، نه تنها به صورت سیستم کلوییدی دارو رسانی بلکه به صورت دارو رسانی موضعی در مهندسی بافت استفاده می شود. از طرفی دیگر، به دلیل نیمه عمر کوتاه این دارو، لازم است تا به دفعات از این دارو در زمان هایی با مدت کوتاه استفاده شود. در این مطالعه، نانو ذرات کلسیم فسفات نیمه کریستالین و یا آمورف کلسیم فسفات سنتز شده است که حاوی داروی جنتامایسین سولفات می باشند و این دارو به روش پگیله کردن بر روی این نانوذرات سوار شده است. این سیستم دارو رسانی مدت زمان رهایش جنتامایسین را تا 5 روز به تاخیر می اندازد. نانوذرات قبل و بعد از سوار شدن دارو مورد بررسی گرفتند و مشخصه یابی شدند. این ساختار می تواند هم در دارو رسانی کلوئیدی جنتامایسین سولفات و هم در ساخت داربست هایی با خاصیت رهایش انتیبیوتیک در موضع استفاده شود.