در بخش اول این تحقیق مطالعات اولیه در زمینه معرفی و ساختارهای مختلف آلومینا انجام شده است. در ادامه فرآیندهای سنتز و عملیات حراراتی آلومینا و همچنین روش های مختلف تولید نانوساختارهای مختلف تک بعدی و دو بعدی نانوآلومینا بحث شده است. همچنین اثرات پارامترهای مختلف بر روی مورفولوژی و اندازه نانوساختارها معرفی شده است. در نهایت استفاده از این نانوساختارها برای کاربری افزایش بازده در عملیات ازدیاد برداشت بررسی و نانوساختارهای مختلف معرفی شده است و پارامترهای مختلف تاثیرگذار بر عملکرد فرآیند ازدیاد برداشت بررسی شده است. در بخش دوم این تحقیق طراحی آزمایشات جهت سنتز نانوساختارهای نانوگاما آلومینا با سه مورفولوژی کروی، میله ای و صفحه ای انجام شده است و در ادامه با استفاده از روش شیمیایی هیدروترمال نانوساختارها سنتز و مشخصه یابی شدند. نتایج پراش اشعه ایکس (XRD) نشان داد نمونه های سنتز شده دارای ساختار گاما می باشد و ناخالصی های دیگر در آن مشاهده نشده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد سه مورفولوژی کروی، میله ای و صفحه ای به ترتیب در شرایط خنثی، اسیدی و بازی سنتز و در محدوده نانومقیاس می باشند. همچنین طیف جذبی سه نانوساختار با مورفولوژی های مختلف نشان داد گاف انرژی و جذب نوری نمونه ها در محدوده فرابنفش (حدود 5 الکترون ولت) است که تایید کننده ساختار اکسید آلومینیوم (Al2O3) می باشد. بعد از آماده سازی نانوساختارهای مختلف گاما آلومینا تولید سیال پایدار از آنها به منظور استفاده در تست های انتقال حرارت و افزایش بازیابی نفت خام در مقیاس آزمایشگاهی انجام گردیده است. در بخش سوم در قالب طرح دو آزمایش، تاثیر افزودن نانو سیال به نفت سنگین مورد بررسی قرار گرفت. با انجام تست های ویسکوزیته مشخص شد با اضافه کردن نانوسیال پایه آبی حاوی نانوذرات گاما آلومینا ویسکوزیته نفت سنگین کاهش می یابد. با توجه به نتایج مشخص شد نانوذره ذره با pH=12 با درصد غلظت وزنی 25/. بیشترین کاهش ویسکوزیته را دارا بوده است. در ادامه با اضافه کردن نانوسیال میزان بازیافت نفت ثانویه اندازه گیری شد که بیشترین بازیافت ثانویه نفت مربوط به همان نمونه با ویسکوزیته پایین می باشد. همچنین برای اطمینان از نتایج کار، تست های انتقال حرارت نانوسیال های تولید شده انجام شد. برای نمونه pH=12 با درصد غلظت وزنی 25/. ضریب انتقال حرارتی از 57/. به 9/. افزایش یافت که در توافق با نتایج کاهش ویسکوزیته می باشد.