در بخش اول این رساله پنج حسگر الکتروشیمیایی با بکارگیری انواع روش های اصلاح سطح به منظور ارتقای حساسیت و انتخاب-پذیری در اندازه گیری گونه های هدف طراحی و ساخته شد. در این راستا حسگر داروی سیپروفلوکساسین با اصلاح سطح الکترود کربن شیشه ای توسطmgfe2o4نشانده شده بر روی نانولوله های کربنی فعال شده ساخته و پس از انجام مطالعات رفتاری و بهینه سازی، جهت اندازه-گیری سیپروفلوکساسین در ناحیه7-10×0/1 تا 3-10×0/1 مولار و با حد تشخیص8-10×0/1 مولار بکار رفت. الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده توسط nife2o4نشانده شده بر روی نانولوله های کربنی فعال شده پس از انجام انواع بهینه سازی به طور موفقیت آمیزی برای اندازه گیری سفیکسیم در ناحیه 7-10×0/1 تا 4-10×0/6 مولار و با حد تشخیص8-10×0/2 مولار بکار رفت. با اصلاح سطح الکترود کربن شیشه ای توسط nife2o4نشانده شده بر روی نانولوله های کربنی فعال شده نیز مانند کار قبل به طور موفقیت آمیزی برای اندازه گیری سوتالول بکار رفت. کلیه پارامترهای موثر در حساسیت و انتخاب پذیری حسگر حاصل بهینه سازی و سوتالول در ناحیه7-10×0/1 تا 3-10×0/3 با حد تشخیص8-10×0/9 مولار اندازه گیری شد. چهارمین حسگر، برپایه بکارگیری نانولوله های کربنی آراسته شده توسطmgcr2o4نشانده شده بر روی نانولوله های کربنی فعال شده، برای اندازه گیری آزیترومایسن ساخته شد و در ناحیه7-10×5/2 تا 5-10×0/1 مولار و با حد تشخیص8-10×0/7 مولار برای اندازه گیری آزیترومایسن بکار رفت. پس از آن با بکارگیری fecr2o4 نشانده شده بر روی نانولوله های کربنی فعال شده، حسگری برای اکسایش آموکسی سیلین طراحی شد. این حسگر پس از انجام کلیه بهینه سازی های متداول برای اندازه گیری آموکسی سیلین در ناحیه7-10×0/1 تا 5-10×0/7 مولار و با حد تشخیص8-10×0/5 مولار بکار رفت. در بخش دوم، از ادغام روش ریزاستخراج فاز مایع سه تایی و روش ولتامتری به منظور استخراج یون های جیوه و کادمیم استفاده شد. برای استخراج یون جیوه با روش ریزاستخراج فاز مایع با فیبر توخالی، ابتدا منافذ فیبر متخلخل پلی پروپیلنی به طول 0/5 سانتی متر توسط فاز آلی پر شد. حجم داخلی فیبر توخالی توسط سولفوریک اسید 0/1 مولار، پتاسیم نیترات 6/0 مولار، edta01/0 مولار به عنوان محلول پذیرنده پر گردید. فیبر به درون نمونه آبی حاوی بافر فسفات با 0/7 =ph غوطه ور شده و آنالیت به داخل فاز پذیرنده استخراج گردید. بهترین راندمان استخراج یون جیوه با حلال پروپیل بنزوات حاوی 1/0 درصد pan، سرعت همزدن 700 دور در دقیقه، مدت زمان استخراج 20 دقیقه در دمای اتاق بدست آمد. جیوه در ناحیه10-10×0/2 تا 8-10×0/3 مولار و با حد تشخیص11-10×0/6 مولار اندازه گیری شد. فاکتور غنی سازی برای آنالیت 277 بود. برای استخراج یون کادمیم با روش ریزاستخراج فاز مایع سه تایی با غشا، ابتدا منافذ غشا متخلخل تفلونی به قطر 0/1 سانتی متر توسط فاز آلی پر شد. در ادامه وسیله تفلونی ساخته شده به درون نمونه آبی حاوی بافر فسفات با 0/8=ph غوطه ور شده و آنالیت به داخل فاز پذیرنده استخراج گردید. بهترین راندمان استخراج یون کادمیم با حلال پروپیل بنزوات حاوی 1/0 درصد pan، محلول نمونه در بافر فسفات با 0/8=ph با غلظت 1/0 مولار، محلول پذیرنده شامل نیتریک اسید 2/0 مولار و سدیم کلرید 01/0 مولار، سرعت همزدن 700 دور در دقیقه، مدت زمان استخراج 20 دقیقه بدست آمد. کادمیم در ناحیه9-10×0/1 تا 7-10×5/2 مولار و با حد تشخیص10-10×0/1 مولار اندازه گیری شد. فاکتور غنی سازی برای آنالیت 15 بود

در قسمت اول این پروژه یک الکترود یون گزین حساس به یون جیوه با استفاده از لیگاند بیس(بنزوییل استون) پروپیلن دی آمین به عنوان یون پذیر جدید برای ساخت حسگر حساس به یون جیوه (ii)با غشای پلیمری pvc بررسی شد. الکترود فوق در محدوده غلظتیmol/l1-10 × 0/1 تا 6-10 × 0/1 پاسخ خوبی نشان داد. شیب نرنستی الکترود 75/0 ±8/29-، حد تشخیص پایین mol/l7-10 × 2/2، زمان پاسخ کوتاه کمتر از 60 ثانیه، تکرار پذیری خوب در طول 3 ماه(برای غلظت 3-10 × 0/1 برابر mv 50/0±s=)، محدوده وسیع پاسخ مستقل از تأثیر ph از 0/2 تا 0/12 از مزیت های این الکترود محسوب می شود. گزینش پذیری بالایی به کاتیون جیوه نسبت به سایر کاتیون ها از خود نشان داد. از این الکترود برای تعیین یون جیوه در نمونه های حقیقی و همچنین در تیتراسیون های پتانسیومتری استفاده شد. در قسمت دوم این پروژه یک الکترود یون گزین حساس به یون جیوه با استفاده از لیگاند بیس(بنزوییل استون) دی اتیل تری آمین به عنوان یون پذیر جدید برای ساخت حسگر حساس به یون جیوه(ii) با غشای پلیمری pvc بررسی شد. غشا ساخته شده حاوی بیس(بنزوییل استون) دی اتیل تری آمین، سدیم تترا فنیل فتالات، دی بوتیل فتالات و pvc با ترکیب درصد به ترتیب 21/11:4/25:2/43:60/33 بود. الکترود در محدوده غلظتی mol/l1-10 × 0/1 تا 6-10 × 0/1 پاسخ خوبی نشان داد. شیب نرنستی 1/0 ±8/29-، حد تشخیص پایین mol/l7-10 × 7/3، زمان پاسخ کوتاه کمتر از 1 ثانیه، تکرار پذیری خوب در طول 3 ماه(برای غلظت 1-10 × 0/1 برابر mv 69/0±s=)، محدوده وسیع پاسخ مستقل از تأثیر ph از 0/2 تا 5/11 از مزیت های این الکترود محسوب می شود. الکترود فوق گزینش پذیری بالایی به کاتیون جیوه نسبت به سایر کاتیون ها ازجمله یون نقره و کادمیم از خود نشان داد. از این الکترود برای تعیین یون جیوه در نمونه های حقیقی و همچنین در تیتراسیون های پتانسیومتری استفاده شد. در قسمت سوم این پروژه یک الکترود یون گزین حساس به یون داروی آمیلوراید با استفاده از جفت یون آمیلوراید با سدیم تترا فنیل بورات به عنوان یون پذیر و دی بوتیل فتالات به عنوان نرم کننده غشا جهت ساخت حسگر حساس به یون آمیلوراید با غشای پلیمری pvc بررسی شد. الکترود فوق در محدوده غلظتی mol/l2-10×0/1 تا 5-10×0/1 پاسخ خوبی نشان داد. شیب نرنستی mv 3/54-، حد تشخیص پایین mol/l6-10 × 9/9 ، زمان پاسخ کوتاه کمتر از 6 ثانیه، تکرار پذیری خوب در طول 2 ماه(برای غلظت 2-10 × 0/1 برابر mv 53/0±s=)، و محدوده وسیع پاسخ مستقل از تأثیر ph از 0/2 تا 0/7 از مزیت های این الکترود محسوب می شود. الکترود فوق گزینش پذیری بالایی به آمیلوراید نسبت به کاتیون ها، لاکتوز و سایر مواد از خود نشان داد. از این الکترود برای تعیین آمیلوراید در نمونه های حقیقی دارویی و همچنین در تیتراسیون های پتانسیومتری استفاده شد.

با پیشرفت سریع صنعت و ورود تکنولوژی های جدید، آلودگی محیطی منجر به افزایش تهدید در سلامتی انسان می شود، به خصوص در سال های اخیر مقادیر یون های فلزات سنگین در پساب ها افزایش پیدا کرده است. فلزات سنگین آلاینده در پساب بسیاری از صنایع مانند صنایع فلزی(فولاد وآهن) ،آبکاری فلزات، عملیات استخراج معدن، نساجی و رنگرزی باطری سازی و غیره موجود می باشند. فلزات سنگین از نظر زیستی تخریب پذیر نیستند لذا تمایل به انباشتگی در بدن موجودات زنده دارند که باعث ایجاد بیماری ها و نابهنجاری هایی می شوند. حذف یون های فلزات سنگین به روش های مختلفی از جمله روش های جذب فیزیکی و شیمیایی انجام می شود. روش جذب شیمیایی، یکی از روش های ساده و معمول برای جداسازی فلزات سنگین از محلول های آبی می باشد که می تواند توسط مواد پلیمری شامل گروه های عامل دار انجام شود. در این تحقیق ابتدا غشاهایی با ضخامت µm 110 و میانگین قطر نانوالیاف در محدوده nm 287 از پلیمر نایلون 66 و مدت زمان الکتروریسی 16 ساعت تولید گردید. سپس سطح نانولیف توسط ماده ی تری مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان (tmptms) و از طریق روش سل ژل عامل دار شد. در ادامه ضمن بهینه سازی شرایط تولید غشاء، کارایی آن با اندازه گیری میزان جذب یون های فلزی کادمیوم و نیکل ارزیابی شد و شرایط بهینه فیلتراسیون با توجه به پارامترهای تاثیرگذار محلول آبی بر راندمان بررسی گردید. تأثیر پارامترهای فرآیند فرآیند فیلتراسیون مثل غلظت اولیه محلول فلزی، ph محلول، فشار و مقدار ماده عامل دار کننده بر میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی پارامترهای فرآیند فیلتراسیون مشاهده شد که با افزایش غلظت اولیه محلول فلزی راندمان کاهش، با افزایش ph محلول راندمان افزایش، با افزایش فشار راندمان ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش مقدار ماده عامل دار کننده راندمان افزایش می یابد. راندمان جذب کادمیم و نیکل به ترتیب 0/93% و 6/97% از الکتروریسی محلول 19% وزنی-وزنی پلیمر نایلون 66 در مخلوط اسید فرمیک/کلروفرم با نسبت 25:75 بر روی فوم کربنی و به مدت 16 ساعت، ولتاژ kv 5/12 و نرخ تغذیه ml/h 314/0، سرعت برداشت rpm 65، مقدار ماده عامل برابر ml 5/2 در سیستم فیلتراسیون جریان عرضی برای غلظت ppm 20 به مدت زمان یک ساعت در فشار 7/1 بار و در ph برابر 7 به دست آمد. مکانیسم فیلتر شدن غشاء ساخته شده از نوع انسداد داخلی منافذ و ایزوترم جذب یون های فلزی برای غشاء ساخته شده از نانوالیاف نایلون 66 از نوع فرندلیچ تعیین شد. ماکزیمم ظرفیت جذب کادمیوم و نیکل توسط مدل فرندلیچ به ترتیب 956 و mg/g 1269 نشان داده شد که نسبت به کارهای انجام شده ظرفیت بالایی است. کلمات کلیدی: فلزات سنگین، الکتروریسی، تری مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان، سل ژل، فیلتراسیون جریان عرضی

یکی از آلاینده های مهم و خطرناک که در منابع آبی حضور دارند فلزات سنگین هستند که امروزه غلظت آن ها در پساب ها با گسترش شهرها و توسعه صنایع افزایش یافته و سبب نگرانی های بسیار جدی به دلیل خصوصیات سرطان زایی، تجزیه ناپذیری، سمیّت زیاد و تجمع بیولوژیکی آن ها شده است. بنابراین، حذف فلزات سنگین از پساب های صنعتی یکی از مباحث مهم زیست محیطی محسوب می شود که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تاکنون روش های بسیاری برای انجام عمل تصفیه این پساب ها ابداع و مورد استفاده واقع شده اند. در میان روش های تصفیه پساب، استفاده از فیلتراسیون غشایی توسط غشاهای ساخته شده از نانوالیاف، می تواند بهتر از بقیه روش ها باشد، چون این غشاها بسیار متخلخل بوده و منافذ آن ها از درون به هم پیوسته می باشند و هم چنین می توان به راحتی آن ها را عامل دار نمود. به منظور این کار در مرحله نخست غشاهای نانولیفی با شرایط مختلف تهیه و سپس پساب حاوی یون های فلزی به عنوان محلول آبی شبیه سازی شد و به کمک طراحی آزمایش به روش الگوریتم تاگوچی آزمون های مختلف انجام شد و در هر حالت راندمان فیلتراسیون مقایسه و بررسی شد. در این تحقیق ابتدا غشاهای نانولیفی نایلون 66 با ضخامت 100 میکرومتر و محدوده قطر 760.83-146.68 نانومتر تولید شد. سپس ماده آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) که یک آمینوسیلان است بر روی غشاها قرار گرفت و سطح نانولیف ¬عامل دار گردید. در این تحقیق دو فلز نقره و کروم که از عناصر سنگین بسیار خطرناک هستند انتخاب شدند. تأثیر پارامترهای فرآیند الکتروریسی مثل غلظت محلول پلیمری و سرعت برداشت نانوالیاف و پارامترهای فرآیند فیلتراسیون مثل غلظت اولیه -محلول فلزی و ph محلول بر میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی پارامترهای فرآیند الکتروریسی مشاهده شد که با افزایش غلظت محلول الکتروریسی راندمان ابتدا افزایش و سپس کاهش و با افزایش سرعت برداشت راندمان کاهش می یابد. در بررسی پارامترهای فرآیند فیلتراسیون، با افزایش غلظت اولیه محلول فلزی راندمان کاهش و با افزایش ph محلول راندمان افزایش می یابد. بیشترین راندمان جذب نقره و کروم به ترتیب 97/99 % و 06/93 % از الکتروریسی محلول 20% وزنی-وزنی پلیمر نایلون 66 در مخلوط اسید فرمیک/کلروفرم با نسبت 25:75 بر روی فوم کربنی و به مدت 18 ساعت، ولتاژ kv 12.3و نرخ تغذیه ml/h 0.31، سرعت برداشت rpm 106، در سیستم فیلتراسیون جریان عرضی برای غلظت ppm 50 به مدت زمان یک ساعت در فشار 1.4 بار و در ph برابر 7 برای نقره و 8 برای کروم به دست آمد. مکانیسم فیلتر شدن غشاء ساخته شده از نوع انسداد داخلی منافذ و ایزوترم جذب یون های فلزی برای غشاء ساخته شده از نانوالیاف نایلون 66 از نوع فرندلیش تعیین شد. ماکزیمم ظرفیت جذب نقره و کروم توسط مدل فرندلیچ به ترتیب 1946.91 و mg/g 650.41نشان داده شد که نسبت به کارهای انجام شده ظرفیت بالایی است.

سرطان ریه یکی از انواع سرطان هایی است که به سرعت پیشرفت کرده و بد خیم می شود(1) و یکی از دلایل مهم مرگ و میر در جهان محسوب می شود. از آنجا که در مراحل ابتدایی این بیماری بدون علامت یا دارای علائم غیر اختصاصی است، تشخیص و شناسایی سریعتر آن در روند درمانی و میزان زنده ماندن کمک کننده است(2) دراین تحقیق با استفاده از وش سل-ژل سیلانی از نانوذرات طلا به عنوان جاذب به منظور اندازه گیری گاز های آلی فرار موجود در بازدم استفاده شد. گاز های انتخابی شامل استون ، استالدهید و استونیتریل می باشد. استخراج نمونه قبل از آنالیز، تمام مراحل لازم برای آماده سازی نمونه اصلی برای اندازه گیری با روش مورد نظر را در بر می گیرد و پاک سازی نمونه، تغلیظ و تغییر در شکل فیزیکی نمونه را بر عهده دارد(3و4). روش غیر مستقیم ریز استخراج با فاز جامد به عنوان روش انتخابی به عنوان عامل پیش تغلیظ کن گازها پذیرفته شد زیرا مزیت های بیشتری نسبت به روش مستقیم دارد : از جمله عدم تماس جاذب با نمونه و جلوگیری از آلودگی سطح جاذب، افزایش طول عمر جاذب و... دارد (5) بعد از استخراج نمونه و پیش تغلیظ کردن آن برای آنالیز نمونه ها از دستگاه طیف سنجی تحرک یونی استفاده شد. ابتدا منحنی کالیبراسیون و حد تشخیص گاز های مورد نظر با تزریق مستقیم نمونه با غلظت مشخص به دستگاه مورد بررسی قرار گرفت، سپس نمونه های تهیه شده به روش ریز استخراج با فاز جامد را آنالیز و غلظت گاز ها در مقیاس ppm و ppb گزارش شد.

کتیرا پلی¬ساکاریدی است که از ویژگی هایی همچون زیست سازگاری و زیست¬تخریب¬پذیری برخوردار بوده و با توجه به این ویژگی ها موردتوجه محققین قرارگرفته است. در این تحقیق، تولید نانوذرات کتیرا به روش الکترواسپری موردبررسی قرار گرفت. به این منظور دیسپرسیون¬های کتیرا در آب و آب:اتانول (با نسبت حجمی 30:70) تهیه شده و سپس الکترواسپری گردید. در ادامه تأثیر پارامترهای موثر مانند غلظت کتیرا، ولتاژ اعمال شده، فاصله بین نازل تا صفحه جمع کننده، نرخ تغذیه محلول و نوع حلال بر اندازه نانوذرات کتیرا موردبررسی قرار گرفت. محدوده انتخاب شده برای فاصله نوک سوزن تا صفحه جمع کننده، 10 تا 20 سانتی متر، ولتاژ 15 تا 25 کیلوولت و نرخ تغذیه 02/0 تا 06/0 میلی لیتر بر ساعت بود. این محدوده ها با انجام آزمایش ها به صورت سعی و خطا با در نظر گرفتن امکان پذیر بودن الکترواسپری کردن محلول کتیرا مشخص شدند. این آزمایش ها در غلظت های 1/0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی-حجمی انجام شد. به¬دلیل حل نشدن بخشی از کتیرا در آب و درنتیجه امکان¬پذیر نبودن استفاده از این صمغ در غلظت¬های بیشتر از 1 درصد، در مرحله¬ای دیگر با اصلاح دی¬استره کردن بخشی از کتیرای نامحلول در آب توسط سدیم هیدروکسید و تبدیل آن به کتیرای محلول در آب، پودر محلول در آب حاصل گشت. تولید نانوپودر کتیرای اصلاح شده در این مرحله نیز به روش الکترواسپری موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که نانوذرات کتیرای کروی و یکنواختی با اندازه حدود 30-50 نانومتر به دست آمد و با اصلاح کتیرا به کتیرای قابل حل در آب نیز نانوذراتی با سایز کوچک تر تولید شد. با توجه به ویسکوزیته¬ی بسیار کم کتیرای اصلاح شده تولید نانوذرات در غلظت¬های بیشتر (2درصد) نیز امکان¬پذیر بود. همچنین نتایج حاصل از بررسی دیگر پارامترهای موثر بر فرایند الکترواسپری نشان داد که کاهش نرخ تغذیه و افزایش فاصله سوزن تا صفحه جمع کننده و افزایش ولتاژ (در محدوده های به کار گرفته شده) میانگین اندازه نانو ذرات پودر کتیرا را کاهش می دهند. میانگین اندازه نانوذرات کتیرای تولیدشده در این تحقیق کمتر از 50 نانومتر می باشد. نتایج حاصل از طیف¬سنجی مادون قرمز کتیرای اصلاح شده حذف گروه¬های استری در اثر انجام عملیات اصلاح کتیرا توسط قلیا را تأیید نمود. طیف سنجی مادون قرمز نانوپودر کتیرا نیز مشابه کتیرای اصلی بوده و تنها افزایشی در شدت گروه¬های کربوکسیلات (اتصالات c=o متقارن در 1417) براثر حل نمودن در حلال را نشان داد. طبق نتایج تفرق اشعه ایکس نیز می¬توان گفت کتیرا و نانوذرات کتیرا دارای ساختاری نسبتاً آمورف یا تشکیل شده از بلورهای بسیار ریز هستند، درحالی که با اصلاح کتیرا، پلیمری کاملاً بلوری به دست می¬آید. لازم به ذکر است، نانوذرات زیستی مانند نانوذرات کیتوسان، انسولین، فیروئین، سریسین و کراتین تاکنون به روش الکترواسپری تولیدشده اند. نانوذراتی به صورت مخلوط کتیرا-الیگوکیتوسان و نانوذرات کتیرا با روش محلول کلوئیدی نیز تولیدشده اند، اما تاکنون تولید نانوذرات کتیرا با روش الکترواسپری بررسی نشده است.

یکی از مهم ترین وظایف برای از بین بردن خطرها در صنعت، پیشگیری از خوردگی است. برای جلوگیری از خوردگی فلزات و دیگر مواد، به طور عمده از پوشش های محافظ استفاده می شود. در این پژوهش به بررسی رفتار خوردگی سه پوشش پایه سیلانی بر زیر لایه مسی در محلول کلرید سدیم پرداخته شد. برای همین منظور پوشش هایی از تترااتیل اورتوسیلیکات (teos)، تری مرکاپتوپروپیل (تری‎متوکسی‎سیلان) (mptms) و مخلوط teos+mptms به روش سل ژل بر روی مس ایجاد شد. محلول سیلان با حل کردن ترکیب های سیلانی در مخلوط الکل، آب مقطر و اسید کلریدریک آماده شد. برای بررسی مورفولوژی و ترکیب شیمیایی سطح از میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه، استفاده شد. از آزمون های پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون غوطه وری برای مقایسه رفتار خوردگی نمونه های مس بدون پوشش و پوشش دار استفاده شد. نتایج نشان داد که پوشش teos+mptms بهترین حفاظت از خوردگی را نسبت به مس بدون پوشش، teos و mptms دارد. این رفتار به دلیل وجود پیوند کووالانسی cu-s با سطح مس و پیوندهای عرضی si–o–si است که توسط آنالیز ftir شناسایی شدند. تصاویر میکروسکوپی نیروی اتمی به دست آمده بعد از 120 ساعت غوطه وری، تخریب کمی را برای سطح پوشش teos+mptms نسبت به دو پوشش دیگر نشان داد که مطابق با تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ نوری بود. به علاوه، مطالعه ریزساختار سطح پوشش ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ذرات کروی سیلیکا بر روی مس توزیع شده و اندازه ذرات مابین nm250-75 است. اثر بازدارندگی خوردگی و پایداری مس توسط پوشش teos+mptms در آب حاوی غلظت های متفاوت 5/1، 5/2 و 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم، تابعیت چندانی از غلظت یون کلرید نداشته است. نتایج آزمون های الکتروشیمیایی بیان داشت که با اینکه املاح دیگری افزون بر یون کلرید در آب خلیج فارس وجود دارند، اما پوشش teos+mptms دارای رفتار خوردگی مشابه با محلول کلرید سدیم 5/3 درصد وزنی بوده و عامل اصلی خوردگی مس در این محیط یون کلرید است. بررسی رفتار آب گریزی پوشش نشان داد که سطح teos+mptms دارای زاویه قطره آب ?98 است.

نیاز به موادی با استحکام و مدول الاستیک بالا و وزن پایین، منجر به توسعه کامپوزیت های زمینه فلزی شده است. از جمله روش‏های مناسب برای تولید کامپوزیت‏های زمینه فلزی روش درجا می‏باشد که در این روش ذرات ریز و پایدار تقویت‏کننده به طور یکنواخت در زمینه توزیع می‏شوند. از مزایای این روش می‏توان به پایداری ترمودینامیکی بالای ذرات تقویت‏کننده، پیوند مستحکم ذرات با زمینه، ابعاد ریزتر ذرات و توزیع بهتر ذرات تقویت‏کننده در زمینه اشاه نمود. یک روش نوین برای ساخت کامپوزیت‏های زمینه فلزی درجا، استفاده از پیرولیز مواد آلی در مذاب زمینه می‏باشد. در این روش ذرات تقویت‏کننده به صورت درجا از پیرولیز یک ماده آلی درون مذاب تولید می‏شوند. در این پژوهش کامپوزیت al/siacbncod با استفاده از فرایند ریخته‏گری گردابی و از طریق پیرولیز تترا اتیل ‏ارتو سیلیکات در مذاب ساخته شد. در مرحله اول در تترا اتیل ارتو سیلیکات مایع به روش سل – ژل پیوند عرضی ایجاد گردید و ماده آلی به پودر جامد سفید رنگی تبدیل شد. سپس پودر حاصل به مذاب افزوده شد تا ذرات تقویت‏کننده از جنس si، c، n وo از طریق پیرولیز تترا اتیل ارتو سیلیکات پیوند عرضی شده به صورت درجا درون مذاب تولید شود. در ادامه ویژگی‏های تترا اتیل ‏ارتو سیلیکات قبل و بعد از پیوند عرضی و همچنین تاثیر افزودن تترا اتیل ارتو سیلیکات در درصدهای وزنی مختلف بر خصوصیات ساختاری و مکانیکی کامپوزیت‏های تولیدی بررسی شد. بررسی‏های ساختاری نشان از توزیع یکنواخت و تقریبا ریز دانه ذرات تقویت‏کننده در ساختار دارد. نتایج حاصل از آزمون‏های مکانیکی حاکی از افزایش 53 درصدی استحکام تسلیم و افزایش 21 درصدی استحکام نهایی در نمونه حاوی 2 درصد وزنی تترا اتیل ارتو سیلیکات نسبت به نمونه شاهد می‏باشد. این درحالی است که ازدیاد طول نمونه حاوی 2 درصد وزنی تترا اتیل ارتو سیلیکات 19 درصد کاهش یافته است. همچنین استحکام برشی و خمشی به ترتیب 21 و 43 درصد افزایش یافته است.

تشخیص سرطان ریه در مراحل اولیه به درمان سریع تر آن کمک می کند.که در این پروژه با استفاده از تغییر غلظت گازهای تنفسی می توان به عنوان هشداری برای سزطان استفاده نمود.

آسیب طناب نخاعی‏ از عوامل مهم اختلالات حسی، حرکتی، و ... است. تصادفات رانندگی،حوادث ورزشی،سقوط از ارتفاع شایع ترین علل آسیب های طناب نخاعی وایجاد ضایعات نخاعی هستند.ضربه های وارد بر ستون مهره ای ممکن است باعث آسیب نخاع، ریشه اعصاب نخاعی و یا هر دو شود.اغلب شکستن مهره های کمر ویا دررفتن دیسک های بین مهره ای میتواند سبب ایجادالتهاب در طناب نخاعی ودرنهایت منجربه قطع آن شود. در جهان متوسط آمار ضایعات نخاعی بین 20 تا 50 نفر در یک میلیون نفر جمعیت در سال است ولی این آمار در ایران حدود 40 تا 50 در هر یک میلیون نفر در سال است و سالانه بیش از 3 هزار نفر در کشور دچار ضایعات نخاعی می شوند و حدود 40 هزار معلول ضایعات نخاعی در کشور وجود دارد. طبق آمارهای موجود در هر ساعت 2 ضایعه نخاعی ناشی از از تصادفات و حوادث دیگر در کشور رخ می دهد. امروزه مهندسی بافت ازجایگاه بسیار مهمی درزمینه علم وفناوری برخورداراست،بطوریکه مطالعات وتحقیقات بسیاری درسرتاسر دنیا،به ویژه دراکثر محافل علمی وپژوهشی،به خود معطوف کرده است.باتوجه به پتانسیل زیاداین فناوری دردرمان بسیاری ازبیماری ها انتظار می رود مهندسی بافت به عنوان یکی از بهترین روش های درمانی در مداوای بسیاری از بیماری ها ونقص ها مطرح گردد.به ویژه دردرمان بیماری هایی مانند ضایعات نخاعی که هنوزدرمان قطعی برای آنها وجود ندارد. امروزه یکی از متداول ترین روش ها در مهندسی بافت تولید داربست به روش الکتروریسی است. با توجه به تحقیقات محققان برروی پلیمرهای طبیعی وسنتزی نتایج حاکی از آن است که پلیمرهای سنتزی موجب افزایش استحکام داربست و پلیمرهای طبیعی موجب افزایش چسبندگی سلولی وکاهش واکنش های ایمنی زایی بدن می گردد. دراین پژوهش برای اولین بار ازفیبرینوژن خون به همراه پلی کاپرولاکتون وژلاتین داربست پلیمری نانولیفی تهیه ومشخصه یابی گردیدوکشت سلول برروی آن انجام گردید.