چکیده در مهندسی بافت استخوان، داربست ها از اجزای اصلی مورد استفاده جهت ترمیم و بازسازی بافتهای آسیب دیده هستند. این داربستها از انواع بیومتریال ها شامل فلزات، سرامیک ها، پلیمرها و حتی کامپوزیت های مختلف ساخته می شوند. عامل اصلی برتری بیو مواد سرامیکی بر انواع فلزی و پلیمری، در سازگاری بسیار خوب این مواد با سازوکارهای موجود زنده می باشد. بیو سرامیک ها برخلاف فلزات، حتی پس از قرارگرفتن به مدت طولانی در محیط زنده دچار تغییرات شیمیایی نمی شوند. اما مهمترین محدودیت استفاده از بیو سرامیک ها به تنهایی در داربست ها، تردی و عدم سهولت شکل دهی می باشد که به این خاطر به طور معمول با مواد پلیمری یا سرامیکی آمیخته و کامپوزیت داربست را تشکیل می دهند. هدف از انجام این پروژه، ساخت داربستهای نانوکامپوزیتی از جنس هیدروکسی آپاتیت و نانو آلومینا با استفاده از روش قالب ریزی ژل و بررسی خواص آن ها می باشد. در ساخت این داربست، از ژل بدست آمده از متاکریل آمید-کو- متاکریلیک اسید به عنوان ژل پلیمری شکل دهنده در فرآیند قالبریزی ژل جهت ساخت نانو کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت و نانو ذرات آلومینا بهره گرفته شده است. ابتدا کامپوزیت داربست متخلخل از جنس هیدروکسی آپاتیت با استفاده از سه نوع فعال کننده سطحی ساخته شد. با اندازه گیری دانسیته کامپوزیت داربست های تولید شده پس از عملیات تف جوشی، نوع و درصد حجمی بهینه فعال کننده سطحی، ستیل تری متیل آمونیوم برومید با درصد حجمی 5/1 بدست آمده است. سپس نانوکامپوزیت داربست سرامیکی حاوی پودر نانو آلومینا با غلظت های متفاوت 1، 2، 3 و 4 درصد وزنی با این غلظت بهینه فعال کننده سطحی با روش قالب ریزی ژل ساخته شده است. نتایج نشان داد که نانو کامپوزیت داربست متخلخل دارای 2 درصد وزنی نانوآلومینا، دارای مقادیر بهینه دانسیته و استحکام فشاری بوده است.

در دنیای امروز فرآیندهای پلیمریزاسیون جزء مهم¬ترین فرآیندها در مهندسی شیمی محسوب می¬شوند. در نتیجه بهینه¬سازی آنها نقش کلیدی در مهندسی شیمی ایفا می¬کند. از آنجایی که این فرآیندها پیچیده بوده و عموماً دارای اهدافی در تعارض با هم هستند، نیازمند آن هستیم که آنها را به صورت چند هدفه بهینه سازیم. از طرفی همین مهم بهینه¬سازی آنها را توسط متدهای ریاضی دشوار کرده و موجب استفاده از الگوریتم¬های تکاملی به ویژه ورژن¬های مختلفی از الگوریتم ژنتیک در بهینه¬سازی آنها شده است. در این پایان¬نامه برای بهینه¬سازی یک راکتور پلیمریزاسیون بستر سیال که در نرم¬افزار کامسول مدل شده است، الگوریتم nsga-ii-sjg در محیط متلب پیاده¬سازی شده و به نرم¬افزار کامسول لینک شد. در پایان نتایج حاصل از آن با الگوریتم nsga-ii و الگوریتم ژنتیک موجود در جعبه-ابزار متلب مقایسه شد. نتایج حاصل از ارزیابی نشان داد که این الگوریتم عملکرد خوبی داشته و نتایج قابل قبولی ارائه داده است.

مقدمه: نانوالیاف سلولز به صورت نانوکامپوزیتی جایگاه خود را در زمینه ی هیدروژل ها باز نموده است. هیدروژل های کشاورزی پایه آکریلاتی می باشند که نیازمند خواص ظرفیت جذب آب تعادلی، سرعت جذب آب، مقاومت مکانیکی و همچنین رهایش کنترل شده ی کود هستند لذا نیاز است تا اثر حضور نانو الیاف سلولز در هیدروژل های کشاورزی آکریلاتی مورد بررسی قرار گیرد و محدوده ی مناسب کاربرد این مواد در هیدروژل آکریلاتی تعیین گردد. علاوه بر نانو الیاف سلولز، اثر نانو ذرات رایج و متناسب با کاربرد کشاورزی نیز بررسی شده و نتایج با یکدیگر مقایسه شوند. مواد و روش ها: در مرحله ی اول این پژوهش نانوالیاف سلولز از منبع اولیه ی ساقه ی گندم به روش شیمیایی-مکانیکی تهیه شد. در مرحله ی دوم فرمولاسیون هیدروژل آکریلاتی جهت کاربری تعریف شده از لحاظ ظرفیت و سرعت جذب آب و استحکام مکانیکی کیفی بهینه سازی اولیه شد و پس از آن کود دی آمونیوم هیدروژن فسفات به عنوان نوعی کود ترکیبی در ساختار هیدروژل بهینه بارگذاری شد و رفتار رهایش یون فسفات از آن بررسی شد. در مرحله سوم به هدف بهبود خواص مورد انتظار از هیدروژل کشاورزی، تأثیر کوپلیمریزاسیون(1 تا 8 درصد وزنی مونومر) به کمک آکریل آمید و نانوکامپوزیت کردن به کمک نانو ذرات رایج زئولیتی(1 تا 8 درصد وزنی مونومر) و همچنین نانوالیاف سلولز آماده سازی شده (5/0 تا 4 درصد وزنی مونومر) در درصد های پایین بررسی شد. نتایج و بحث: با افزایش مقدار آکریل آمید سرعت رهایش فسفات اصلاح می شود ولی همچنان سرعت رهایش بیشتر از هیدروژل پایه است و از سوی دیگر با توجه به این که استحکام ژل متورم نیز کاهش یافت افزودن کومونومر آکریل آمید در محدوده ی درصد های مورد بررسی توانایی بهبود خواص مورد انتظار را ندارد. در اثر افزودن نانوذرات معدنی زئولیت ملاحظه شد، تا افزودن 2 درصد از این ماده، ظرفیت و سرعت جذب آب افزایش می یاید ولی استحکام تا اندازه ای کاهش می یابد. رفتار رهایش نیز در 2 درصد بهترین کنترل را اعمال می کند. لذا این محصول می تواند به عنوان کاربری تعریف شده پاسخگو باشد ولی تمام مشخصه های مورد انتظار در آن برآورده نمی شود و همانطور که در بالا ذکر شد استحکام در عوض افزایش ظرفیت و سرعت جذب آب کاهش یافت. نانوالیاف تهیه شده در این پژوهش دارای توزیع قطر پراکنده و قطر کمتر از 100 نانومتر می باشند. در اثر افزودن نانوالیاف سلولز مطابق بررسی های انجام شده ملاحظه شد افزودن 2 درصد از این ماده بدون کاهش استحکام و ظرفیت جذب آب، رفتار بهبود یافته در سرعت جذب آب داشت همچنین رفتار کنترل رهایش کود فسفات نیز حدود 30 درصد بهبود یافته است.

در این پژوهش به بررسی میزان جذب پلی آکریل آمید سولفونه و عامل فعال کننده سطحی بر روی سنگ مخزن نفتی و بر همکنش این دو بر یکدیگر در آزمایشات جذب استاتیکی پرداخته شده است. در ابتدا جذب استاتیک و تاثیر عواملی چون غلظت پلیمر، میزان شوری محیط، دما و اختلاط بررسی شده و در ادامه برای بهبود این فرآیند از سورفکتانت ها استفاده و نیز عوامل غلظت سورفکتانت، شوری، دما و اختلاط به صورت جدا گانه بررسی شد .