انتقال نفت سنگین توسط خط لوله یکی از مهمترین و مناسب ترین روشهای انتقال بوده و ویسکوزیته بالای ترکیبات سنگین نفتی و رسوب گذاری آنها در مسیر انتقال، بارزترین مشکل این نوع انتقال است. امولسیون نمودن نفتهای سنگین در آب یکی از بهترین روشهای حل این مشکل محسوب می شود. در این پروژه برای تشکیل امولسیون پایدار و مناسب، از چهار سویه میکروبی aco4، aco1، 91-b و1072 برای تولید امولسیون کننده های زیستی استفاده شده است. این امولسیون کننده ها با رشد سویه ها در محیط کشت و شرایط مناسب، تولید و طی فرآیندی چند مرحله ای، جداسازی شده اند. با بکار گیری این مواد و اجرای دقیق فرآیند امولسیون سازی، امولسیون های مختلف نفت در آب برای تمام سویه ها و دو نمونه نفت سنگین تهیه شده از میادین نفتی نوروز و سروش، ساخته شدند. مطابق مدل طراحی آزمایش تاگوچی آزمایش های کاهش ویسکوزیته و پایداری امولسیون انجام شده و توانایی این امولسیون کننده های زیستی در ایجاد یک امولسیون پایدار نفت در آب به اثبات رسید. در شرایط بهینه (35% آب، 32/1% امولسیون کننده حاصل از سویه aco4 و 45 درجه سانتیگراد دما) میزان ویسکوزیته نمونه های نفت سنگین تا 98% کاهش یافته و تا 48 ساعت پایدار ماندند. این کاهش بعد از گذشت 8 روز به 60% رسید. با توجه به توان بالای این امولسیون کننده در امولسیون سازی نفت سنگین در آب، در بخش دوم این پروژه از این ماده برای امولسیون سازی در مقیاس پایلوت استفاده شد. با تشکیل امولسیون نفت در آب در مقیاس نیمه صنعتی و ایجاد شرایط بهینه، ویسکوزیته نمونه نفت سنگین بعد از کاهش تا cp 830 تا 72 ساعت پایدار ماند. با عبور امولسیون تولیدی از خط لوله نیمه صنعتی و مقایسه میزان رسوب گذاری آن با نفت سنگین، کاهش رسوب گذاری در اثر عبور نفت به شکل امولسیون مشخص است. این مزیت، شرایط راحتتر و کم هزینه تری را برای انتقال نفت سنگین توسط خط لوله، فرآهم می آورد.

استفاده از سنسور الکتروشیمیایی گلوکز اکسیداز یکی از مهم ترین روش های شناسایی مقادیر بسیار کم گلوکز است و بکارگیری ذراتی در مقیاس نانو می تواند به عنوان یک ماده مکمل در افزایش راندمان و عملکرد بهینه موثر واقع شود. در این پروژه، برای ساخت بیوسنسور ابتدا الکترودی با ترکیب پودر گرافیت کربن، روغن پارافین و نانوذرات کلوییدی طلا (با قطر24 نانومتر) ساخته و توسط غشاء نیمه تراوایی در تماس با شناسانگر آنزیم گلوکز اکسیداز در حضور بافر فسفات قرار گرفت. برای جریان سنجی بیوسنسور ساخته شده از الکترود مرجع ag/agcl به عنوان کاتد و الکترود آماده شده به عنوان آند استفاده گردید و با اعمال پتانسیل ثابت 7/0 ولت، گلوکز در محلول تهیه شده با غلظت معین ردیابی گردید. در این فرایند بااکسید شدن گلوکز توسط آنزیم گلوکز اکسیداز، گلوکورونیک اسید و هیدروژن پراکسید تولید و با کاهش غلظت اکسیژن بین دو الکترود کاتد و آند، جریان برقرار گردیده است. طراحی آزمایش این پروژه با استفاده از نرم افزار 4 qualitek-به روش تاگوچی برای دو فاکتور غلظت گلوکز و phدر سه سطح انجام گردید و شرایط بهینه برای این دو فاکتور به ترتیب 1 میلی مولار و 6 بدست آمده است. بیوسنسور بر اساس میزان فعال ماندن آنزیم گلوکز اکسیداز در شرایط بهینه، به مدت 6 روز پایدار مانده است.

استفاده از بیوسنسور الکتروشیمیایی گلوکز اکسیداز یکی از مهم ترین روش های شناسایی مقادیر بسیار کم گلوکز است و بکارگیری ذراتی در مقیاس نانو می تواند به عنوان یک ماده مکمل در افزایش راندمان و عملکرد بهینه موثر واقع شود. در این پایان نامه از الکترود کربن شیشه ای به عنوان الکترود کاری استفاده گردیده است. این الکترود توسط نانوذرات طلا و نقره و ماده کیتوسان پوشانده شده و به عنوان آند و انتقال دهنده الکترون در ساختار بیوسنسور به کار گرفته شده است. علاوه بر الکترود کاری، از الکترود کمکی از جنس پلاتین به قطر 1 میلی متر و الکترود ag/agcl به عنوان کاتد استفاده شده است. برای ساخت بیوسنسور ابتدا نانوذرات طلا و نقره و ماده کیتوسان بر روی سطح الکترود تثبیت گردیدند سپس سطح الکترود توسط آنزیم گلوکز اکسیداز و ماده گلوتارآلدئید پوشانده و الکترود آماده شده درون ظرف حاوی گلوکز و آب مقطر دو بار تقطیر شده که نقش آنالیت را دارد، قرار داده شد. الکترون به عنوان بخشی از محصول از سطح آنزیم به سطح الکترود منتشر شده و با انتقال الکترون از الکترود کاری به الکترود کاتد جریان شکل می گیرد. با گذشت زمان غلظت اکسیژن و گلوکز از آنالیت به الکترود کاهش یافته و این کاهش به صورت کاهش جریان بین دو الکترود نمایان می گردد. جریان تولیدی توسط دستگاه پتانسیواستات قابل اندازه گیری است. این دستگاه با اعمال ولتاژ ثابت و اندازه-گیری جریان تولیدی، گلوکز را در محدوده مشخصی از غلظت شناسایی می کند. طراحی آزمایش این پروژه با استفاده از نرم افزار4 qualitek- به روش تاگوچی برای دو فاکتور غلظت گلوکز و زمان در سه سطح انجام گردید و شرایط بهینه برای این دوفاکتور به ترتیب 6-10× 1 میلی مولار و 200 ثانیه بدست آمده است.

یکی از پرکاربردترین الاستومرها، لاستیک نیتریل بوتادین (nbr ) در صنعت است. برای توسعه و افزایش کاربردهای این لاستیک ، استفاده از ترکیب های پلیمری و تولید ترموپلاستیک الاستومرها یکی از روش های بهبود خواص مکانیکی و تولید محصولات جدید با کیفیت مناسب می باشد. علاوه بر این استفاده از نانو ذرات خاک رس می تواند در خواص کامپوزیت تاثیر گذار باشد. در این پروژه ، هدف ما بررسی بهبود ویژگی های ترموپلاستیک الاستومر nbr/pp که کاربردهایی در جهت مقاومت در برابر روغن و کارایی در دماهای بالا را دارد، با استفاده از افزودن نانو خاک رس می باشد. از درصد وزنی های 2 ، 3 و 5 درصد از نانوخاک رس، که با استفاده از یک مخلوط کن داخلی آزمایشگاهی پر شده، استفاده می کنیم. مشخصات ساختاری با استفاده از آنالیز پراکنش اشعه ایکس (xrd) صورت گرفت، نشان داد که شکل گیری ساختار ورقه ای شدن وابسته به درصد خاک رس استفاده شده در نمونه دارد. اثر ساختاری نانوکامپوزیتها روی خواص مکانیکی از جمله قدرت کشش ، کشش تا نقطه پارگی، سختی و آنالیز حرارتی tga و dta برای هر کدام از نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاصل، در این پروژه بحث شده است.

با گسترش علم نانوتکنولوژی و دستیابی به ابعاد جدیدی از خواص و ویژگی های مواد در ابعاد نانو نیاز به استفاده از این علم در صنعت و بخصوص پلیمر بسیار احساس می شود. یکی از کاربردهای این علم استفاده از نانو پرکننده ها برای استفاده در پلیمرها و ساخت نانوکامپوزیت ها می باشد. یکی از پرکاربردترین این نانوپرکننده ها خاک رس می باشد که به افزایش مدول، استحکام، کاهش چقرمگی و پایداری حرارتی در پلیمر ها می انجامد. نتایج مطالعات در زمینه نانوکامپوزیت های پلیمر/ نانورس نشان داد که خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها علاوه بر خلوص نانورس به میزان سازگاری آن با پلیمر بستگی دارد. از آنجا که رسیدن به ساختار پرپر شده نانورس در بستر پلیمر به علت تفاوت ماهیت معدنی رس و آلی پلیمر امکان پذیر نمی باشد. در این پروژه هدف ما پس از خالص سازی رس اصلاح آن به منظور دستیابی به نانو رسی آلی دوست با فاصله بنیادین مناسب برای استفاده در پلیمر ها می باشد. به همین دلیل نانورس را با استفاده از اصلاح کننده تترافنیل فسفونیم برماید در درصدهای وزنی 10، 25 و 40 توسط همزن مخلوط می کنیم. نمونه ها برای بررسی میان افزایی توسط آنالیز پراکنش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفت و نشان دهنده افزایش فاصله بین لایه ای در اثر افزایش اصلاح کننده می باشد. در ادامه آزمایش به بررسی زمان اصلاح بر روی فاصله بین صفحات نانورس پرداخته شد. بدین منظور نمونه ها در زمان های 1، 2، 3 و 5 ساعت اصلاح گردیدند. نتایج بدست آمده از آنالیز پراکنش اشعه ایکس نشان دهنده افزایش بهبود در نانورس با افزایش زمان می باشد.

به منظور اندازه گیری میزان اندک اوره در محلول های مختلف، یک بیوسنسور الکتروشیمیایی اوره آز ساخته و با استفاده از نانولوله های کربنی چندجداره و نانوذرات طلا اصلاح شد. استفاده از ذرات در مقیاس نانو باعث افزایش سطح موثر و راندمان بیوسنسور می گردد. در این پایان نامه از یک نوارطلا با عیار 22، بابعاد 600*50 میلی متر و ضخامت 5/0 میلی متر به عنوان الکترود کاری استفاده گردیده است. این الکترود توسط نانو لوله های کربنی چند جداره(mwcnts) و نانوذرات طلا(aunps) پوشانده شده و به عنوان آند و انتقال دهنده الکترون در ساختار بیوسنسور به کار گرفته شده است. بعد از تثبیت نانو ذرات بر روی الکترود کاری طلا، الکترود درون ظرف حاوی اوره و آب مقطر دوبار تقطیر شده که نقش آنالیت را بازی می کند قرار داده می شود. الکترون به عنوان بخشی از محصول از سطح آنزیم به سطح الکترود منتقل شده و با انتقال الکترون از الکترود کاری به الکترود کاتد جریان شکل می گیرد. فاکتورهای اندازه گیری، غلظت اوره و ph بافر فسفات توسط نرم افزار qualtek-4 طراحی آزمایش شده و مورد آنالیز قرار گرفته است. طبق آزمایشات انجام شده و آنالیز نرم افزار، با افزایش غلظت، میزان جریان تولیدی افزایش می یابد و انحراف ph از محدوده خنثی باعث کاهش شدت جریان می گردد. شرایط بهینه در 7ph= و غلظت 5-10 مولار به دست آمد. بعد از انجام آزمایش تاییدیه، در شرایط بهینه، میزان جریان تولیدی، 01821/0 آمپر به دست آمد که با توجه به مقدار پیش بینی شده نرم افزار میزان خطا 42/1% محاسبه گردید. این میزان خطا نشان دهنده صحت انجام آزمایشات با دقت و حساسیت بالاست.