مطالعات امکان سنجی مقدماتی طرح تولید ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن؛

 

 

مطالعات امکان سنجی مقدماتی طرح تولید ظروف یکبار مصرف فوم پلی استایرن

فرمت فایل: PDF

تعداد صفحات:39

 

توسعه¬ي پوشش هاي اسپينلي Mn-Cu-O بر روي فولادهاي زنگ نزن فريتي به عنوان اتصال دهنده در پيل هاي سوختي اکسيد جامد

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

صفحه	عنوان
8	فهرست مطالب . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10	چکيده . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11	فصل اول: مقدمه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14	فصل دوم: مباني علمي و مروري بر پژوهش­ها . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14	2-1- پيل­هاي سوختي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14	2-1-1- اصول عملکرد پيل­هاي سوختي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15	2-1-2- آرايه­ي پيل­هاي سوختي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16	آرايه­ي حاصل از چيدمان پيل­هاي صفحه­اي تخت . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16	آرايه­ي حاصل از چيدمان پيل­هاي يکپارچه . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17	آرايه­ي حاصل از چيدمان پيل­هاي لوله­اي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18	2-1-3- انواع پيل­هاي سوختي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18	پيل سوختي اکسيد جامد (SOFC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20	2-1-4- مقايسه­ي انواع پيل­هاي سوختي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21	2-2- مواد پيل­ سوختي اکسيد جامد . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22	2-2-1- الکتروليت . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24	2-2-2- کاتد . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24	2-2-3- آند . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24	2-2-4- اتصال­دهنده . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26	اتصال­دهنده­هاي فلزي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27	آلياژهاي پايه کروم . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28	آلياژهاي پايه آهن (فولادهاي زنگ نزن فريتي) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31	2-3- پوشش­هاي اکسيد عناصر فعالبر روي اتصال­دهنده­هاي فلزي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36	2-4- پوشش­هاي پروسکايتي خاکي کمياب بر روي اتصال­دهنده­هاي فلزي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43	2-5- پوشش­هاي اسپينلي بر روي اتصال­دهنده­هاي فلزي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44	2-5-1- پوشش­هاي اسپينلي ايجاد شده با روش پوشش دهي دوغابي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
50	2-5-2- پوشش­هاي اسپينلي ايجاد شده با روش سل-ژل . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62	2-5-3- پوشش­هاي اسپينلي ايجاد شده با روش رسوب­دهي الکتريکي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70	2-6- مقايسه­ي پوشش­هاي اسپينلي با پوشش­هاي اکسيد عناصر فعال و پروسکايتي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71	2-7- جمع­بندي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
	هشت
73	فصل سوم: روش تحقيق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73	3-1- توليد پودرهاي اسپينلي CuxMn3-xO4 (3/1≥x≥9/0) با استفاده از روش گليسين-نيترات همراه با آسيا­کاري مکانيکي . . . .
75	3-2- مشخصه­يابي ميکروساختاري پودرهاي اسپينلي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75	3-2-1- آناليز پراش پرتوي ايکس XRD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77	3-2-2- آناليز حرارتي TG/DTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77	3-2-3- مشاهدات ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) و عبوري (TEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77	3-3- اندازه­گيري رسانايي الکتريکي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78	3-4- توليد و مشخصه­يابي پودرهاي کامپوزيتي Cu1.3Mn1.7O4/La2O3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78	3-5- توليد و مشخصه­يابي پودرهاي اسپينلي آلايش­ شده با لانتانيوم Cu1.3Mn1.7-xLaxO4 (x=0.3,0.5) . . . . . . . . . . . . . . . . .
79	3-6- انجام فرآيند پوشش­دهي بر روي فولاد زنگ­نزن فريتي AISI 430 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82	3-7- مشخصه­يابي پوشش . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83	فصل چهارم: نتايج و بحث . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83	4-1- سنتز احتراقي و مشخصه­يابي پودرهاي اسپينلي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
90	4-2- رسانايي الکتريکي پودرهاي اسپينلي . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94	4-3- ميکروساختار قطعات پوشش داده شده و بدون پوشش . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94	4-3-1- قطعات بدون پوشش AISI 430 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99	4-3-2- قطعات AISI 430 پوشش داده شده با Cu1.3Mn1.7O­4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
107	4-3-3- قطعات AISI 430 پوشش داده شده با کامپوزيت Cu1.3Mn1.7O­4/La2O3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
117	4-3-4- قطعات AISI 430 پوشش داده شده با پودرهاي اسپينلي آلايش­ شده با لانتانيوم Cu1.3Mn1.7-xLaxO4 (x=0.3,0.5)
124	4-4- اندازه­گيري­هاي مقاومت ويژه­ي سطحي (ASR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127	فصل پنجم: نتيجه گيري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127	5-1- نتيجه­گيري . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
129	5-2- پيشنهادات . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
130	مراجع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

نه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکيده

 

فولادهاي زنگ نزن فريتي با قابليت تشکيل اکسيد کروم از جمله­ي بهترين گزينه­ها به عنوان اتصال­دهنده در پيل­هاي سوختي اکسيد جامد، محسوب مي­شوند. اين در حالي است که کاهش رسانايي الکتريکي در حين کار در دماي بالا، تبخير کروم و مشکل مسموميت کاتد که ناشي از رشد اجتناب­ناپذير پوسته­ي اکسيدي Cr₂O₃ است، چالش مهمي در برابر کاربرد اين گروه از اتصال­دهنده­هاي فلزي است. به منظور حفاظت از پيل سوختي اکسيد جامد در برابر مسمويت کرومي کاتد و بهبود مقاومت ويژه­ي سطحي آن در طي عمر کاري تعيين شده، پوشش اسپينلي Cu_1.3Mn_1.7O₄ به روش حرارتي بر روي زيرلايه­هاي فولادي AISI 430 رشد داده شد. در اين راستا، ابتدا پودرهاي اسپينلي Cu_xMn_3-xO₄ (3/1≥x≥9/00) با روش گليسين-نيترات همراه با آسياکاري مکانيکي توليد و سپس مورد ارزيابي­هاي ميکروساختاري نظير پراش پرتوي ايکس، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، ميکروسکوپ الکتروني عبوري و آناليز حرارتي و تعيين رسانايي الکتريکي به روش جريان مستقيم، قرار گرفتند. در ادامه، اثر اضافه شدن لانتانيوم به ترکيب پوشش اسپينلي بر روي مکانيزم رشد زيرپوسته­ي اکسيدي Cr­₂O₃ و رفتار الکتريکي اتصال­دهنده­ي AISI 430 در دماي کاري پيل سوختي اکسيد جامد (7500 درجه­ي سانتيگراد) بررسي شد. بدين منظور، دو نوع پوشش حاوي لانتانيوم شامل پوشش­هاي کامپوزيتي Cu_1.3Mn_1.7O₄/La₂O₃ (حاوي 12 و 22 درصد وزني از ذرات اکسيدي) و پوشش­هاي آلايش شده­ي Cu_1.3Mn_1.7-xLa_xO₄ (5/0و3/0=x) بر روي زيرلايه­ي فولادي اعمال شدند. نتايج نشان داد که پوشش اسپينلي Cu_1.3Mn_1.7O₄ نه تنها مقدار مقاومت ويژه­ي سطحي را کاهش مي­دهد، بلکه به عنوان مانع مؤثري در برابر مهاجرت کروم به سمت پوشش و کاتد عمل نموده و رشد زيرپوسته­ي اکسيدي را محدود مي­نمايد. نتايج آناليز طيف­سنج توزيع انرژي نشان داد که يک ناحيه­ي اسپينل مخلوط با نفوذپذيري محدود براي اکسيژن، ميان پوشش و زيرلايه پس از 500 ساعت اکسيداسيون در 750 درجه­ي سانتيگراد شکل گرفت و به اين ترتيب رشد زيرپوسته­ي اکسيد کروم (2~ ميکرومتر) در مقايسه با نمونه­ي بدون پوشش (4~ ميکرومتر) کاهش چشمگير يافت. در نمونه­هاي پوشش داده شده­ي کامپوزيتي و آلايش شده، فاز پروسکايتي LaCrO₃ در اثر نفوذ درهم ميان Cr₂O₃ و يا CrO₃ با La₂O₃ تشکيل شد. توزيع اين فاز در نمونه­هاي کامپوزيتي به صورت نانوذرات آگلومره و در نمونه­هاي آلايش شده به صورت نانوذرات با توزيع يکنواخت و جداگانه ارزيابي گرديد. حضور نانوذرات LaCrO₃ در راستاي پوشش و زيرپوسته­ اکسيدي همراه با نقش مؤثر پوشش اسپينلي زمينه، سبب شد تا ضخامت زيرپوسته­ي اکسيدي در نمونه­­هاي کامپوزيتي و آلايش شده پس از 500 ساعت اکسيداسيون در 750 درجه­ي سانتيگراد به ترتيب، به 11~ ميکرومتر و زير ميکرون کاهش يابد. ذکر اين نکته ضروري است که اين پوشش­ها مانع مؤثري در برابر مهاجرت کروم عمل نموده و آناليز طيف­سنج توزيع انرژي عدم حضور کروم در کاتد متصل به اين قطعات را تأييد نمود. بر اساس نتايج به دست آمده، مشخص شد که توزيع يکنواخت نانوذرات جداگانه­ي LaCrO₃ در نمونه­هاي آلايش شده نسبت به نمونه­هاي کامپوزيتي عاملي در جهت کاهش ضخامت زيرپوسته­ي اکسيدي تا مقادير زير ميکرون است. نتايج آزمون مقاومت ويژه­ي سطحي براي نمونه­ي بدون پوشش نشان داد که مقدار آن پس از 500 ساعت اکسيداسيون در 750 درجه­ي سانتيگراد، 5/633 ميلي اهم سانتيمتر مربع است؛ اين در حالي است که مقاومت ويژه­ي سطحي براي نمونه با پوشش اسپينلي پس از زمان مشابه، با 70 درصد کاهش نسبت به نمونه­ي بدون پوشش، به 3/19 ميلي اهم سانتيمتر مربع رسيد. علت اين کاهش قابل توجه به عواملي نظير رسانايي الکتريکي چشمگير ترکيب اسپينلي Cu_1.3Mn_1.7O₄ (1400زيمنس بر سانتيمتر)، کاهش رشد زيرپوسته­ي اکسيدي و اتصال مناسب ميان پوشش و زيرلايه نسبت داده شد. حضور نانوذرات رساناي LaCrO₃ در راستاي زيرپوسته­ي اکسيدي و همچنين زمينه­ي اسپينلي و کاهش قابل توجه ضخامت زيرپوسته در نمونه­هاي کامپوزيتي و آلايش شده منجر به کاهش به ترتيب 22 درصدي (15 ميلي اهم سانتيمتر مربع) و 49 درصدي (9/99 ميلي اهم سانتيمتر مربع) مقاومت ويژه­ي سطحي در مقايسه با نمونه­ي داراي پوشش اسپينلي پس از 500 ساعت اکسيداسيون در 750 درجه­ي سانتيگراد، گرديد.

 

کلمات کليدي: اتصال­دهنده، اسپينل، پوشش، پيل سوختي اکسيد جامد، فرآيند گليسين-نيترات، فولاد زنگ نزن فريتي، رسانايي الکتريکي.

 

 

فصل اول

مقدمه

افزايش آگاهي از فاکتورهاي زيست­­محيطي و منابع محدود انرژي سبب تحولي عميق در روش تأمين و توليد انرژي شده است. پيل­هاي سوختي ابزاري متفاوت براي توليد انرژي الکتريکي از انواع سوخت­ها محسوب مي­شوند چرا که الکتريسيته را به صورت مستقيم از ترکيب الکتروشيميايي سوخت­ گازي با يکاکسيدکننده، توليد مي­کنند. واحد ساختماني يک پيل سوختي متشکل از يک لايه­ الکتروليت در تماس با يک آند و يک کاتد در دو سوي مخالف است. سوخت و اکسيد کننده (اغلب اکسيژن موجود در هوا) به ترتيب به آند (الکترود منفي) و کاتد (الکترود مثبت) تغذيه شده و واکنش­هاي الکتروشيميايي در الکترودها، به منظور توليد جريان الکتريکي انجام مي­گيرند. ولتاژ ايجاد شده توسط هر يک از پيل­هاي سوختي کوچک بوده و در محدوده­ي 2-1 ولت مي­باشد. به اين ترتيب لازم است تا اين پيل­ها از طريق اتصال­دهنده­هاي رساناي الکتريکي به يکديگر اتصال يابند. وظايف اصلي اتصال دهنده­، تأمين اتصال سري الکتريکي ميان سلول­هاي مجاور و ايجاد يک مانع گازي در برابر اختلاط سوخت و اکسيدکننده در آن­هاست.

پيل سوختي اکسيد جامد (SOFC)^[1] به دليل مزاياي قابل توجه نظير بازدهي بالا 65-45 درصد و گستره­ي نيرو محرکه­ي توليدي وسيع (1 کيلو وات تا 10 مگا وات) نسبت به ساير انواع پيل­هاي سوختي، در سال­هاي اخير مورد توجه محققين قرار گرفته است. در گذشته دماي کاري پيل سوختي اکسيد جامد به دليل رسانايي ضعيف الکتروليت­هاي جامد، 10000~ درجه­ي سانتيگراد در نظر گرفته مي­شد. اين در حالي است که کاربرد الکتروليت­هاي نازک^[2]، دماي کاري اين پيل­ را به محدوده­ي 850-650 درجه­ي سانتيگراد کاهش داده است. اين امر امکان استفاده از اتصال­دهنده­هاي فلزي را به عنوان جايگزيني براي اتصال­دهنده­هاي سراميکي فراهم آورده است. دو مشکل اصلي اتصال­دهنده­هاي سراميکي شامل هزينه­ي بالاي ساخت و صلبيت نسبي آن­هاست که سبب ترد شدن اين گروه از مواد شده است. در مقايسه با سراميک­ها، ساخت اتصال­دهنده­هاي فلزي آسان­تر و هزينه­ي آن­ها کمتر خواهد بود.

انطباق مطلوب رفتار انبساط حرارتي فولادهاي زنگ­نزن فريتي داراي قابليت تشکيل اکسيد کروم[3] (نظير AISI 430، Crofer22 APU، ZMG 232 L ...) با ساير اجزاء سراميکي پيل سوختي، کارپذيري و ماشين­کاري مناسب، رسانايي بالاي حرارتي و الکتريکي وهمچنين يکپارچگي ساختاري اين گونه فولادها سبب شده است تا توجه چشمگيري به اين گروه از مواد به عنوان اتصال­دهنده معطوف شود. اين در حالي است که اکسيداسيون شديد در دماي کاري پيل سوختي اکسيد جامد (850-650 درجه­ي سانتيگراد) منجر به رشد پيوسته­ي پوسته­ي اکسيدي (عمدتاً متشکل از Cr₂O₃) با رسانايي کم بر روي سطح اين گونه فولادها شده و مقاومت الکتريکي آرايه­ي پيل سوختي[4] افزايش خواهد يافت. افزايش احتمال ورقه­اي شدن[5] پوسته­ي اکسيدي به دليل عدم انطباق ضريب انبساط حرارتي[6] آن با فولاد و ايجاد تخلخل در فصل مشترک پوسته و زيرلايه از جمله­ي ساير موانع است. همچنين، تبخير گونه­هاي فرار کروم مانند CrO₃ و CrO₂(OH)₂ از زيرلايه­ي فولادي در شرايط کاري پيل سوختي اکسيد جامد، سبب بروز مسموميت کرومي کاتد[7] و افت کارايي پيل سوختي خواهد شد. به منظور غلبه بر معايب مذکور، اتصال­دهنده­هاي فلزي اغلب توسط اکسيدهاي سراميکي رسانا پوشش داده مي­شوند. در شرايط کاري پيل سوختي اکسيد جامد، پوشش­ محافظ بايد رسانايي الکتريکي بالا و نفوذپذيري پايين براي کاتيون­ کروم و آنيون­ اکسيژن، ارائه دهد. در اين راستا، پوشش­هاي پروسکايتي رسانا به شکل گسترده­اي مورد استفاده قرار گرفته­اند که اين امر به علت رسانايي بالا و مقادير ضريب انبساط حرارتي نزديک آن­ها به فولادهاي زنگ­نزن فريتي و مواد سراميکي پيل سوختي است. اگرچه کاربرد اين گونه پوشش­ها سبب کاهش مقاومت تماسي فصل مشترک مي­شود؛ اما دماي بالاي سينترينگ آن­ها موجب کاهش تراکم اين پوشش­ها شده و کارايي پيل سوختي در اثر نفوذ به خارج کروم از ميان پوشش، افت خواهد کرد. علاوه بر ترکيبات پروسکايتي، اکسيدهاي اسپينلي بدون کروم نيز مي­توانند به شکل مؤثري نرخ اکسيداسيون را کاهش داده و مانع تبخير کروم از فولادهاي زنگ­نزن فريتي شوند. تا به امروز، عمده­ي تحقيقات انجام شده در اين زمينه بر روي ترکيبات اسپينلي (Mn,Co)₃O₄ صورت گرفته است؛ اين در حالي است که سيستم اسپينلي (Cu,Mn)₃O₄، به دليل رسانايي الکتريکي بالا و ضريب انبساط حرارتي سازگار با ساير اجزاء سراميکي پيل سوختي اکسيد جامد، پتانسيل بالايي براي پوشش­دهي فولادهاي زنگ­نزن فريتي داشته و کمتر توسط محققين مورد بررسي قرار گرفته است.

از ديگر راهکارهاي به کار گرفته شده در زمينه­ي کاهش نرخ اکسيداسيون فولاد زنگ نزن فريتي به عنوان اتصال­دهنده در پيل سوختي اکسيد جامد و نيز کاهش تبخير گونه­هاي فرار کروم نظير CrO₃، اضافه نمودن عناصر فعال نظير لانتانيوم، ايتريوم، سريوم و ... به صورت آلاينده­هاي سطحي، عناصر آلياژي در زمينه­ي زيرلايه و پوشش­دهي سطح اتصال­دهنده­ي فلزي است. از جمله نتايج حاصل شده، دستيابي به مقادير کمتر مقاومت ويژه­ي سطحي به دليل کاهش ضخامت زيرپوسته­ي اکسيدي Cr₂O₃ است. در حقيقت، عناصر فعال مي­توانند مکانيزم رشد زيرپوسته­ي اکسيدي را تغيير داده و موجب بهبود مقاومت اکسيداسيون و چسبندگي بهتر زيرپوسته­ي اکسيدي به زيرلايه گردند. اما، همچنان مشکل تبخير گونه­هاي فرار حاوي کروم به قوت خود باقي است و مي­تواند کارايي اتصال­دهنده را در حين کارکرد کاهش دهد. اين در حالي است که افزودن عناصر فعال يا اکسيد آن­ها به پوشش اسپينلي مي­تواند مجموعه­اي از خواص منحصر به فرد نظير کاهش نرخ اکسيداسيون، بهبود چسبندگي زيرپوسته­ي اکسيدي به آلياژ زيرلايه و ممانعت از تبخير گونه­هاي فرار کروم را نتيجه دهد. اخيراً تلاش­هايي مبني بر به کارگيري پوشش­هاي کامپوزيتي نظير Co/LaCrO₃ و Ni/LaCrO₃ انجام شده و نتايجي نظير کاهش نرخ رشد زيرپوسته­ي اکسيدي و مقاومت ويژه­ي سطحي و نيز مهاجرت کروم به دست آمده است. با اين وجود، تاکنون گزارشي مبني بر به کارگيري عناصر فعال به عنوان آلاينده در پوشش اسپينلي (Cu,Mn)₃O₄ يا ذرات اکسيدي آن­ها در زمينه­ي پوشش اسپينلي مذکور ارائه نشده است. ذکر اين نکته ضروري است که در دماهاي بالا نظير دماي کاري پيل سوختي اکسيد جامد، مؤثرترين عناصر فعال شامل عناصر آغازين سري لانتانيدها مانند لانتانيوم است.

هدف از اين پژوهش، افزايش کارايي فولاد زنگ نزن فريتي AISI 430 به عنوان اتصال­دهنده­ي فلزي در پيل­ سوختي اکسيد جامد از طريق اعمال پوشش­ اسپينلي (Cu,Mn)₃O₄ است. به اين منظور، سيستم اسپينلي Cu_xMn_3-xO₄ (3/1≥x≥9/0) با استفاده از روش نوين گليسين-نيترات[8] همراه با آسيا­کاري مکانيکي توليد و ارزيابي­هاي ميکروساختاري و رسانايي الکتريکي و آناليز حرارتي انجام شد. در ادامه، با توجه به رسانايي الکتريکي مطلوب اسپينل Cu_1.3Mn_1.7O₄، اين ترکيب با استفاده از روش چاپ صفحه­اي[9] بر روي فولاد زنگ­نزن فريتي AISI 430 پوشش داده شد و اثرات آن بر عواملي نظير نفوذ کروم از ميان پوشش، رشد پوسته­ي اکسيدي در حين اکسيداسيون و مقاومت ويژه­ي سطحي[10] مورد بررسي قرار گرفت.

همچنين به منظور بهره­گيري از لانتانيوم به عنوان عنصر فعال (براي مقاومت اکسيداسيون در دماي بالا) و نيز اسپينل Cu_1.3Mn_1.7O₄ (براي رسانايي الکتريکي بالا در دماي کاري پيل سوختي و ماهيت بازدارندگي آن در برابر مهاجرت کروم)، از دو رهيافت زير استفاده شد:

الف- پوشش­هاي اسپينلي کامپوزيتي Cu_1.3Mn_1.7O₄/La₂O₃

ب- پوشش­هاي آلايش شده­ي Cu_1.3Mn_1.7-xLa_xO₄ (5/0و3/0=x)

به اين ترتيب، اثر اضافه شدن لانتانيوم، با دو روش فوق، بر روي رفتار اکسيداسيون دماي بالا، مکانيزم رشد پوسته­ي اکسيدي و مهاجرت کروم و مقاومت ويژه­ي سطحي پوشش­هاي اسپينلي، مورد ارزيابي قرار گرفت.

فصل دوم

مباني علمي و مروري بر پژوهش­ها

2-1- پيل­هاي سوختي

ضرورت کاهش انتشار گازهاي گلخانه­اي و دستيابي به محيط زيست پاک، تحقيقات گسترده­اي را به سوي کاهش وابستگي به موتور احتراق داخلي براي نيرو محرکه­ي خودرو و مولدهاي نيرو محرکه­ي الکتريکي بر پايه­ي سوخت­هاي فسيلي معطوف ساخته است. تلاش­ها نه تنها بر پايه­ي کاهش اثرات مخرب محصولات حاصل از احتراق سوخت­هاي فسيلي بلکه با علم به آنکه اين گونه سوخت­ها محدود مي­باشند، در حال انجام است [1]. پيل­ سوختي ابزاري متفاوت براي توليد انرژي الکتريکي از انواع سوخت­ها بوده و الکتريسيته را مستقيماً از ترکيب الکتروشيميايي سوخت­ گازي با يک اکسيدکننده، توليد مي­کند. تبديل مستقيم انرژي سوخت به الکتريسيته يک مشخصه­ي کليدي در عملکرد پيل سوختي محسوب مي­شود؛ چراکه در يک سيستم نيرو محرکه­ي حرارتي مرسوم، انرژي شيميايي سوخت در ابتدا به انرژي حرارتي، سپس به انرژي مکانيکي و در نهايت به انرژي الکتريکي تبديل مي­شود.بر اساس اين تعريف، بازده تئوري در يک پيل سوختي به مراتب بالاتر از آن چيزي است که در توليد نيرو محرکه به روش­هاي مرسوم به دست ­مي­­آيد [2]. علاوه بر اين، به دليل جلوگيري از بروز احتراق در پيل سوختي، اين وسيله نيرو محرکه را با کمترين ميزان آلودگي توليد مي­کند [3].

2-1-1- اصول عملکرد پيل­هاي سوختي

ساختار فيزيکي پايه يا واحد ساختماني يک پيل سوختي متشکل از يک لايه­ي الکتروليت در تماس با يک آند و يک کاتد است [1و3]. تصوير شماتيک از سلول واحد پيل سوختي به همراه گازهاي واکنش دهنده/محصول و جهت رسانايي يوني در شکل2-1 آورده شده است.

شکل 2-1- تصوير شماتيک يک پيل سوختي [3].

در يک پيل سوختي، سوخت به طور مداوم به آند (الکترود منفي) و در مقابل، يک اکسيد کننده (اغلب اکسيژن موجود در هوا) به صورت پيوسته به کاتد (الکترود مثبت) تغذيه مي­شود. واکنش­هاي الکتروشيميايي در الکترودها، به منظور توليد جريان الکتريکي درون الکتروليت انجام مي­گيرند؛ اين در حالي است که جريان الکتريکي مکمل که بر روي بار خارجي کار انجام مي­دهد، در مدار خارجي شکل خواهد گرفت (شکل2-1) [3].

پيل سوختي شباهت­هاي فراواني به يک باطري دارد اما از جنبه­هاي مختلفي نيز متفاوت است. باطري يک وسيله­ي ذخيره­ي انرژي است که کل انرژي در دسترس آن درون خود باطري ذخيره شده است و هنگامي که واکنش دهنده­هاي شيميايي مصرف شوند، توليد انرژي الکتريکي نيز متوقف خواهد شد. اين در حالي است که پيل سوختي يک وسيله­ي تبديل انرژي است که در آن، سوخت و اکسيد کننده به طور پيوسته تأمين مي­شوند. در حقيقت، پيل سوختي مادامي که سوخت در دسترس باشد، نيرو محرکه (انرژي الکتريکي) توليد مي­کند

 

ترجمه فصل سوم ibm درس کتاب دکتر بیدگلی

 

فصل سوم این کتاب توسط مدیر این سایت کاملا ترجمه شده است

 

بررسي ارتعاشات گرافن تک لايه، در محیط الاستيک، تحت بارگذاري فشاري دومحوره بر مبناي تئوري الاستيسيته گرادیان کرنش اینرسی

 

فهرست

عنوان صفحه

چکیده.. 1

فصل اول

مقدمه.. 2

1- 1 مقدمه­ای بر نانوکامپوزیت­های گرافنی.. 2

1-1-1 تاریخچه:.. 2

1-1-2 معرفی:.. 3

1-1-3 روش­های ساخت گرافن.. 4

1-1-4 خواص:.. 6

1-1-5 کاربردها:.. 8

1-2 مقدمه­ای بر روش­های تحلیل مواد نانوساختار:........... 8

1-2-1 تئوریتنش دوگانه.. 9

1-2-2 تئوریالاستیسیته­ی غیرمحلی ارینگن.. 9

1-2-3 تئوری گرادیان کرنش-اینرسی.. 10

1-3مروری بر پژوهش­های انجام شده .. 11

1-4معرفی پایاننامه­ی کنونی و اهداف آن................... 13

فصل دوم

معادلات حرکت.. 14

2-1فرمولبندی معادله­ی حرکت نانوصفحه.. 14

2-2 روشمربعات دیفرانسیلی بهبودیافته.. 25

2-3 فرم عادی معادلات به­دست آمده از تئوری گرادیان کرنش-اینرسی 28

فصل سوم

نتیجه­های عددی.. 29

3-1 مقدمه.. 29

3-2 اعتبارسنجی روش حل.. 30

3-3 بررسی اثرات تعداد نقاط شبکه­بندی بر فرکانسهای طبیعی سازه 30

3-4 بررسی اثرات پارامترهای اندازه در تئوری گرادیان کرنش-اینرسی بر فرکانس سازه.. 31

3-5 بررسی اثرات نیروی اعمالی بر فرکانس­های سازه.. 36

3-6 بررسی تأثیر ضرایب وینکلر و پاسترناک بر فرکانس­های طبیعی 37

3-7 بررسی اثرات تغییر دما بر فرکانس­های طبیعی سازه.. 39

3-8 شکل مودهای سازه.. 40

فصل چهارم

نتیجه­گیری و پیشنهادات.. 42

4-1 مقدمه.. 42

4-2 نتیجه­گیری.. 42

4-3 پیشنهادات.. 43

مراجع.. 44

پیوست الف

فرم عادی معادلات به­دست آمده از تئوری گرادیان کرنش-اینرسی.. 48

چکیده

در بسیاری از کاربردها گرافن (تک­لایه یا چندلایه) درون ماتریس پلیمری به صورت کامپوزیت مورد استفاده قرار می­گیرد. در این پژوهش گرافن ایده­آل با شکل پیوندی شش­ضلعی بین اتم­ها، واقع در ماتریس پلیمری، با شرایط مرزی مختلف شامل گیردار و ساده تحت بارگذاری فشاری خارجی دومحوره و بارگذاری حرارتی مورد بررسی قرار می­گیرد. این کامپوزیت به شکل تک­لایه در نظر گرفته می­شود.

برای مدل­سازی ابتدا جابه­جایی­ها با استفاده از تئوری تغییرشکل برشی مرتبه سوم تخمین زده می­شوند و با استفاده از دو مدل وینکلر و پاسترناک ماتریس پلیمری مدل­سازی خواهد شد. با استفاده از تئوری گرادیان کرنش-اینرسی معادلات تعادل دینامیکی به­دست آمده و با استفاده از روش مربعات دیفرانسیلی بهبود یافته معادلات حل می­شوند. توزیع دما در سطح سازه با تابعیت خطی نسبت به طول و عرض صفحه، و به شکل بار گسترده فرض می­شود. فرکانس­های طبیعی و شکل مودهای مربوطه که وابسته به پارامترهای سیستم­اند در دماهای مختلف محاسبه می­گردد و اثر پارامترهایی مانند ضرایب وینکلر و پاسترناک، پارامترهای گرادیان کرنش-اینرسی و همچنین تعداد نقاط شبکه­بندی مورد بررسی قرار می­گیرد. از فرکانس­های طبیعی بسیار بالای به­دست آمده در این پژوهش می­توان سختی بالای سیستم را نتیجه گرفت.[1]

فصل اول

مقدمه

1-1 مقدمه­ای بر نانوکامپوزیت­های گرافنی

1-1-1 تاریخچه:

در گرافیت[2] (یکی دیگر از آلوتروپ­های کربن)، هر کدام از اتم­های چهار­ظرفیتی کربن با سه پیوند کووالانسی به سه اتم کربن دیگر متصل شده­اند و یک شبکه گسترده را تشکیل داده­اند. این لایه خود بر روی لایه­ای کاملا مشابه قرار گرفته­است و به این ترتیب، چهارمین الکترون ظرفیت نیز یک پیوند واندروالسی که ضعیف­تر از کووالانسی هست تشکیل می­دهد. به همین دلیل لایه­های گرافیت به راحتی روی هم سر می­خورند و می­توانند در نوک مداد به­کار بروند. گرافن ماده­ای است که در آن تنها یکی از این لایه­های گرافیت وجود دارد و به عبارتی چهارمین الکترون پیوندی کربن، به عنوان الکترون آزاد باقی مانده­است.

هر­چند نخستین بار در سال 1947 فیلیپ والاس[3] درباره­ی گرافن[4] نوشت و از آن زمان تلاش­های زیادی برای ساخت آن صورت گرفته­بود اما، قضیه مرمین – وانگر[5] در مکانیک آماری و نظریه میدان­های کوانتومی وجود داشت که ساخت یک ماده دوبعدی را غیرممکن و غیرپایدار می­دانست. اما به هر حال در سال 2004، آندره گایم[6] و کنستانتین نووسلف[7]، از دانشگاه منچستر موفق به ساخت این ماده شده و نشان دادند که قضیه مرمین – وانگر نمی­تواند کاملا درست باشد. جایزه نوبل فیزیک 2010 نیز به خاطر ساخت ماده­ای دوبعدی به این دو دانشمند تعلق گرفت.

1-1-2 معرفی:

گرافن ساختار دو بعدی از یک لایه منفردشبکه لانه زنبوریکربنی می­باشد. در گرافن، هر اتم کربن با سه اتم کربن دیگر پیوند داده­است. این سه پیوند در یک صفحه قرار دارند و زوایای بین آن­ها با یکدیگر مساوی و برابر با ˚120 است. در این حالت، اتم­های کربن در وضعیتی قرار می‏گیرند که شبکه­ای از شش­ضلعی­های منتظم را ایجاد می­کنند (شکل 1-1).

شکل 1-1 ساختار اتمی صفحه گرافن: در این شکل اتم‏های کربن با نقاط سیاه و پیوندها با نقطه چین نمایش داده شده‏اند

البته این ایده­آل­ترین حالت یک صفحه­ی گرافن است. در برخی مواقع، شکل این صفحه به گونه­ای تغییر می‏کند که در آن پنج­ضلعی­ها و هفت­ضلعی­هایی نيز ایجاد می­شود.

گرافن به علت داشتن خواص فوق­العاده دررسانندگی الکتریکیورسانندگی گرمایی، چگالی بالا وتحرک پذیری حامل­های بار،رسانندگی اپتیکی [1]و خواص مکانیکی [2]به ماده‌ای منحصربفرد تبدیل شده است. این سامانه جدید حالت جامد به واسطه این خواص فوق­العاده به عنوان کاندید بسیار مناسب برای جایگزینی سیلیکان در نسل بعدی قطعه‌هایفوتونیکیو الکترونیکی در نظر گرفته شده است و از این رو توجه کم سابقه­ای را در تحقیقات بنیادی و کاربردی به خود جلب کرده است. طول پیوند کربن ـ کربن در گرافن در حدود 0.142 نانومتر است.

ساختار زیربنایی برای ساخت نانو ساختارهای کربنی، تک لایه گرافن است که اگر بر روی هم قرار بگیرند توده سه­بعدی گرافیت را تشکیل می­دهند که بر هم کنش بین این صفحات از نوع واندروالسی با فاصله­ی بین صفحه­ای 0.335 نانومتر می‌باشد. اگر تک­لایه گرافیتی حول محوری لوله شود نانولوله­کربنیشبه­یک­بعدی واگر به صورت کروی پیچانده شودفلورینشبه­صفر­بعدی را شکل می‌دهد. لایه‌های گرافینی از 5 تا 10 لایه را به نامگرافن کم لایهو بین 20 تا 30 لایه را به نامگرافن چند لایه، گرافن ضخیمو یانانو­بلورهای نازک گرافیتی، می‌نامند. گرافن خالص تک لایه ازخود خواص شبه فلزی نشان می‌دهد [3].

1-1-3 روش­های ساخت گرافن

امروزه روش­های بسیار متنوعی برای ساخت گرافن بکار برده می­شود که از متداول­ترین آن­ها می­توان روش­های لایه­برداری مکانیکی، لایه­برداری شیمیایی، سنتز شیمیایی و رسوب بخار شیمیایی[8] را نام برد. برخی روش­های دیگری همانند شکافتن نانو­لوله­های­کربنی [4] و ساخت با امواج ماکرویو [55] نیز اخیرا بکار­برده شده­اند. یک نمای کلی از روش­های ساخت گرافن در زیر آمده است:

1. از پایین به بالا (از اتم کربن به صفحه گرافن)

• شکافت گرمایی
• رسوب بخار شیمیایی [6]

o پلاسما

o گرمایی

 

1. از بالا به پایین (از گرافیت به صفحه گرافن)

• لایه برداری مکانیکی [7]

o چسب نواری

o تیزی نوک میکروسکوپ نیروی اتمی[9]

• لایه برداری شیمیایی [8]
• سنتز شیمیایی [9]

o امواج فرا صوتی

o روش شیمیایی

در سال 1975گروه لانگ[10] [10] برای اولین بار گرافیت کم­لایه روی سطح بلور پلاتین را با استفاده از روش رسوب بخار شیمیایی تولید کردند.

در سال 1999 گروه لو[11][11] با استفاده از تیزی نوک میکروسکوپ نیروی اتمی، لایه برداری مکانیکی را بر روی یک گرافیت پیرولیتی به منظور تهیه گرافن تک لایه انجام دادند. با این وجود، گرافن تک­لایه برای اولین بار در سال2004 توسط گروهنووسلف تولید و گزارش شد. آن‌ها از چسب­نواری برای جدا کردن لایه­های گرافن از سطح زیرلایه استفاده کردند. این روش توانایی و قابلیت تولید لایه‌های متنوع گرافن را دارد و علاوه بر آن، آسان نیز هست. روش لایه برداری مکانیکی توسط قابلیت تولید لایه‌های گرافیتی کم لایه و چند لایه را دارد اما ضخامت گرافیت به­دست آمده توسط این روش برابر با 10 نانو متر است که تقریبا برابر با 30 لایه گرافن تک­لایه است.

در روش لایه برداری شمیایی، فلزات قلیایی بین صفحات گرافیت پراکنده شده در محلول، قرار می‌گیرند. به طور مشابه روش سنتز شیمیایی شامل اکسید گرافیت پراکنده در محلول به­دست آمده از کاهش هیدروژن است. تولید گرافن توسط این روش یکی از بهترین روش‌ها برای تولید گرافن در ابعاد بزرگ است. در این روش کربنی که بوسیله گرما جدا شده بر روی سطح یک فلز فعال قرار می‌گیرد و در دمای بالا و تحت فشار اتمسفر یا فشار کم، یک شبکه لانه زنبوری تشکیل می‌دهد. از آنجایی که این روشدر یک کوره گرمایی انجام می‌گیرد آن را روش رسوب بخار شیمیایی گرمایی می‌نامند. هنگامی­که این روش شامل رشد به کمک پلاسما باشد، روش رسوب بخار شیمیایی پلاسمای غنی شده نامیده می‌شود.

هریک از این روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند، به عنوان مثال روش لایه برداری مکانیکی توانایی و قابلیت ساخت گرافن یک لایه تا چند لایه را دارد اما همانندی نمونه های بهدست آمده بسیار پایین است، همچنین ساخت گرافن در ابعاد بزرگ یکی از چالش­های پیش روی این روش است. برای تهیه گرافن تک لایه و چند لایه می‌توان از روش چسب نواری استفاده کرد اما تحقیقات گسترده‌ی بیشتری برای توسعه این روش جهت استفاده در قطعه‌های الکترواپتیکی لازم است. روش‌های سنتز شیمیایی از روش‌های دمای پایین هستندکه این ویژگی موجب می‌شود ساخت گرافن بر روی انواع زیر لایه‌های با دمای محیط، به ویژه زیرلایه‌های پلیمری آسان‌تر شود؛ با این حال، همگنی و یکسانی گرافن تولید شده در ابعاد بزرگ، حاصل از این روش، مطلوب نیست. از سوی دیگر ساخت گرافن از اکسیدهای گرافن کاهش یافته اغلب به علت نقص در فرایند کاهش موجب ناکاملی درخواص الکترونی گرافن می‌شود. برآرایی گرافن وگرافیت سازی گرمایی بر روی سطح کربید­سیلسیوم از دیگر روش‌های تولید گرافن هستند اما دمای بالای این فرایندها و عدم توانایی انتقال بر روی سایر زیر لایه‌ها از محدودیت‌های این روش­ها هستند.

1-1-4 خواص:

a) ساختار الکترونیکی:

گرافن با سایر مواد متداول سه­بعدی متفاوت است. گرافن طبیعی یک نیمه­فلز یا یک نیمه­رسانا با حفره نواری صفر است. درک ساختار الکترونیکی گرافن اولین قدم برای یافتن ساختار نواری گرافیت است. اولین بار خیلی قبل­تر در سال 1947 والاس متوجه خطی بودن رابطه­ی انرژی و عدد موج کریستال در نزدیکی شش­گوشه­ی منظقه­ی بریلوئن شش­ضلعی دوبعدی گرافن برای انرژی­های پایین، که منجر به جرم مؤثر صفر برای الکترون­ها و حفره­ها می­شود، شد. به خاطر این رابطه­ی پاشندگی خطی در انرژی­های پایین، الکترون­ها و حفره­ها در نزدیکی این شش نقطه، که دو تا از آن­ها غیر یکسان هستند، همانند ذرات نسبیتی­ای که با معادله­ی دیراک برای ذرات با اسپین نیم­صحیح توصیف می شوند، رفتار می­کنند. به همین خاطر به این الکترون­ها و حفره­ها فرمیون­های دیراک و به آن شش نقطه، نقاط دیراک گفته می­شود.

محاسبات نشان می­دهد که گرافن در جهت گیری زیگ­زاگی همواره فلز است.

شکل 1-2) جهت­گیری زیگ­زاگی گرافن

همچنین محاسبات نشان می­دهد که گرافن در جهت­گیری دسته­صندلی، بسته به عرض لایه، می­تواند فلز و یا نیمه­رسانا باشد.

شکل 1-2) جهت­گیری دسته­صندلی گرافن

b) ترابرد الکترونی:

در فیزیک تحرک­پذیری الکترون یا به طور خلاصه تحرک­پذیری کمیتی است که به کمک آن می‌توان سرعت رانش الکترون را در میدان الکتریکی که به آن اعمال شده، محاسبه کرد.

این مفهوم با عنوان عمومی­تر تحرک­پذیری الکتریکی برای هر نوع بار الکتریکی که در یک سیال و تحت میدان الکتریکی قرار دارد تعریف می‌شود. در مواد نیمه­رسانا علاوه بر تحرک­پذیری الکترون‌ها، تحرک­پذیری حفره نیز قابل اندازه­گیری است. تحرک­پذیری معمولا به میدان الکتریکی اعمال شده وابسته‌است و با افزایش دما افزایش می‌یابد.

نتایج تجربی از اندازه­گیری­های ترابرد الکترونی نشان می­دهند که گرافن دارای تحرک­پذیری الکترونی بسیار بالایی در دمای اتاق می­باشد، با مقادیر گزارش شده­ای بالاتر از 15,000. همچنین تقارن اندازه­گیری­های تجربی رسانندگی نشان می­دهد که تحرک­پذیری برای الکترون­ها و حفره­ها باید یکسان باشد. در بازه­ی دمایی بینK10تا K100، تحرک­پذیری تقریبا به دما وابسته نیست، که بیان کننده­ی این امر است که مکانیزم قالب پراکندگی، پراکندگی ناقص است. پراکندگی توسط فونون­های آکوستیک گرافن موجب یک محدودیت ذاتی بر تحرک­پذیری در دمای اتاق در حد 200,000 برای چگالی حامل 10¹² می شود. مقاومت متناظر ورقه­های گرافن در حد^6-10 خواهد بود. این مقاومت از مقاومت نقره، ماده ی شناخته شده به عنوان دارنده­ی کمترین مقاومت در دمای اتاق، کمتر است.

c) خواص اپتیکی:

خواص اپتیکی منحصر به فرد گرافن، موجب بروز یک شفافیت بالای غیر منتظره برای یک تک­لایه­ی اتمی با یک مقدار ساده­ی شگفت انگیز شده است، یک تک لایه­ی گرافن πα ≈ 2.3% از نور سفید فرودی بر روی خود را جذب می کند که در آن α ثابت ساختار ریز شبکه می باشد. این امر نتیجه­ی ساختار الکترونیکی کم انرژی غیر معمول گرافن تک لایه است که طرحی به ساختار نوار انرژی الکترونی ـ حفره ای گرافن می دهد تا آن­ها در نقاط دیراک به هم برسند، که به طور کیفی از سایر نوارهای انرژی فشرده­ی مرتبه­ی دو معمول متفاوت است. بر مبنای مدل از ساختار نواری گرافن، فواصل بین اتمی، مقادیر پرش و فرکانس به هنگام محاسبه­ی رسانندگی اپتیکی با استفاده از معادلات فرنل در حد لایه های نازک از بین می رود. این امر به صورت تجربی تأیید شده ولی هنوز مقادیر اندازه­گیری شده به اندازه­ی کافی برای محاسبه­ی ثابت ساختار ریز دقیق نبوده است. می­توان حفره نوار انرژی گرافن را از صفر تا eV0.25(در حدود طول موج پنج میکرومتر) به وسیله­ی اعمال ولتاژ در دمای اتاق به یک ترانزیستور اثر میدان دو دروازه ای ساخته شده از یک گرافن دو لایه ای، تنظیم نمود. همچنین نشان داده شده است که پاسخ اپتیکی نانو نوارهای گرافنی نیز در ناحیه­ی تراهرتز به وسیله ی اعمال یک میدان مغناطیسی قابل تنظیم است. علاوه بر این نشان داده شده است که سیستم های گرافن ـ گرافن اکسید از خود رفتار الکتروکرومیک بروز می­دهند، که اجازه می­دهند هم خواص اپتیکی خطی و هم خواص اپتیکی فوق سریع را تنظیم نمود.

d) برخی خواص دیگر:

از دیگر خواص گرافن می­توان به نشت­ناپذیر بودن، بیشترین قابلیت کشش در بین مواد تاکنون شناخته شده و رسانایی حرارتی بالا اشاره کرد.[13،12]

کلمات کلیدی: گرافن، ارتعاشات نانوصفحه، مربعات دیفرانسیلی بهبودیافته، تغییرشکل برشی مرتبه سوم

 

 

مقایسه خصوصیات سینتیکی آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده روی نانو ذره کیتوسان word

 

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده: ........ 1

فصل اول: مقدمات و کلیات

1-1-بیان مسئله ..... 3

1-2-اهداف تحقیق ....... 4

1-3-فرضیه های تحقیق........ 4

1-4- مفهوم نانوتکنولوژی ..... 5

1-4-1-کاربردهای نانوتکنولوژی..... 5

1-4-1-1- تولید مواد و محصولات صنعتی...... 5

1-4-1-2- پزشكي و بدن انسان...... 6

1-4-1-3- پایداری منابع...... 6

1-4-1-4- صنایع غذایی........ 6

1-5-آنزیم ها........ 8

1-5-1-خصوصیات آنزيم ها........ 8

1-5-2- خصوصیات واکنشهای آنزیمی... 11

1-5-3- پارامترهای موثر بر واکنشهای آنزیمی..... 14

1-5-3-1- دما........ 14

1-5-3-2-pH ........ 14

1-5-3-3-بازدارنده­ها............................................................................... 15

1-5-4- سینتیک واکنش آنزیمی................................................................... 16

1-5-5-عوامل موثر برسرعت و فعالیت آنزیمها ............................................... 17

1-5-5-1-اثر غلظت ماده اولیه برسرعت واکنش آنزیمی...................................... 17

1-5-6- معادله میکائیلیس- منتن................................................................... 18

1-5-7- معادله لینویور- برک ..................................................................... 21

1-5-8- آنزیم لیپاز................................................................................... 23

1-5-8-1-كاربرد ليپاز.............................................................................. 25

1-5-8-2- سینتیک واکنش لیپاز................................................................... 27

1-5-8-3-روش های اندازه­گیری فعالیت لیپاز................................................... 28

1-6- تثبيت آنزيم ................................................................................... 30

1-6-1- انتخاب پایه و روش مناسب جهت تثبیت آنزیم........................................ 31

1-7- کیتین و کیتوسان ............................................................................. 32

1-7-1- کیتین........................................................................................ 33

1-7-2- کیتوسان..................................................................................... 34

1-7-2-1- کاربردهای کیتوسان.................................................................... 35

1-8-تعیین مشخصات نانوذرات کیتوسان ........................................................ 38

 

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

 

2-1-مروری برمطالعات آنزیمی .................................................................. 41

2-2-مروری بر پیشینه آنزیم لیپاز ................................................................ 42

2-3-تاریخچه تولید کیتین و کیتوسان ............................................................. 44

2-4-تاریخچه تثبیت آنزیم روی نانو ذرات ...................................................... 45

2-5-تحقیقات پیشین در این زمینه ................................................................ 46

 

فصل سوم: مواد و روش ها

 

3-1- مقدمه ........................................................................................... 51

3-2-مواد شیمیایی ................................................................................... 52

3-3-وسائل و دستگاه های مورد نیاز ............................................................ 54

3-3-1-ظروف آزمایشگاهی........................................................................ 54

3-3-2-دستگاه­ها..................................................................................... 54

3-4-روش­های آزمایشگاهی بکار گرفته شده در پایان نامه ................................... 58

3-4-1-سنتز نانو ذرات کیتوسان ................................................................. 58

3-4-2-تثبیت آنزیم لیپاز به روش اتصال کووالان بر اساس واکنش باز شیف............ 59

3-4-3-تعیین خصوصیات نانو ذره کیتوسان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی60

3-4-4-تعیین توزیع اندازه ذرات نانوکیتوسان سنتز شده به روش تفرق نور با استفاده از زتاسایزر61

3-4-5-طیف سنجی مادون قرمز(FT-IR) ..................................................... 62

3-4-6- اندازه­گیری پروتئین تام به روش برادفورد............................................. 62

3-4-7-اندازه­گیری مقدار پروتئین (لیپاز) تثبیت شده بر روی نانوذره کیتوسان............ 63

3-4-8-اندازه­گیری فعالیت آنزیم لیپاز............................................................. 63

3-4-8-1-منحنی استاندارد فعالیت لیپاز.......................................................... 64

3-4-8-2-روش اول- اندازه­گیری فعالیت لیپاز به روش کیت پارس آزمون (کیت تشخیصی کمی Lipase DC) در سرم یا پلاسما به روش فتومتریک............................................................. 66

3-4-8-3-روش دوم- اندازه­گیری فعالیت لیپاز با استفاده از سوبسترای پارانیتروفنیل پالمیتات (pNPP) 68

3-4-9- بررسی اثر دما بر فعالیت آنزیم لیپاز در حالت آزاد و تثبیت شده روی نانو کیتوسان 68

3-4-10-بررسی اثر pH بر فعالیت آنزیم لیپاز در حالت آزاد و تثبیت شده روی نانو کیتوسان 69

3-4-11-بررسی پارامتر های سینتیکی آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده روی نانو ذره کیتوسان 69

 

فصل چهارم: نتایج

 

4-1-مقدمه ............................................................................................ 71

4-2-تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ............................. 71

4-3-طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) ......................................... 72

4-4-توزیع اندازه نانوذرات سنتز شده با استفاده از زتا سایزر ............................... 74

4-5-فعالیت لیپاز سودوموناس آزاد و تثبیت شده روی نانوذره کیتوسان .................... 75

4-6-بررسی اثر pH بر فعالیت آنزیم لیپاز سودوموناس آزاد و تثبیت شده روی نانوذره کیتوسان 76

4-7-مقایسه درصد فعالیت نسبی آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده در pH های مختلف ...... 77

4-8-بررسی اثر دما بر فعالیت آنزیم لیپاز سودوموناس آزاد و تثبیت شده روی نانو ذره کیتوسان 78

4-9-مقایسه درصد فعالیت نسبی آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده در دماهای مختلف ......... 79

4-10-پارامترهای سینتیکی آنزیم لیپازسودوموناس آزاد و تثبیت شده روی نانو ذره کیتوسان 80

 

فصل پنجم: بحث و نتیجه­ گیری

 

بحث.................................................................................................... 83

نتیجه گیری .......................................................................................... 87

مشکلات وپیشنهادات ............................................................................... 89

منابع و مآخذ.......................................................................................... 90

فهرست منابع فارسی................................................................................. 91

فهرست منابع غیر فارسی........................................................................... 92

چکیده انگلیسی....................................................................................... 100

 

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول 1-1- نمونه­هایی ازکاربردهای صنعتی لیپاز ................................................... 26

جدول 1-2- مزایا و معایب تثبیت آنزیم ................................................................. 31

جدول 1-3- کاربرد­های مختلف کیتوسان ............................................................... 37

جدول 3-1- محتویات معرف شماره یک در pH=8 ................................................ 66

جدول 3-2- محتویات معرف شماره دو در pH=4.................................................... 66

جدول 3-3- روش کار اندازه­گیری فعالیت لیپاز با استفاده از کیت پارس آزمون ................. 67

جدول 4-1- اثر تغییرات pHبر فعالیت آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده روی نانو کیتوسان در دمای °C40......................................................................................................... 76

جدول 4-2- اثر تغییرات دما برفعالیت آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده بر روی نانو ذره کیتوسان در pH، 5/7 ................................................................................................................ 78

جدول 4-3- مقادیر پارامترهای سینتیکی ............................................................... 80

 

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار 3-1- منحنی استاندارد جهت تعیین فعالیت لیپاز در طول موج 410 نانومتر به روش اسپکتروفتومتری ................................................................................................................ 64

نمودار4-1- طیف مادون قرمز تبدیل فوریه آنزیم لیپاز سودوموناس آزاد .......................... 73

نمودار4-2- طیف مادون قرمز تبدیل فوریه آنزیم لیپاز سودوموناس تثبیت شده روی نانوذره کیتوسان 73

نمودار4-3- زتا سایزر نانو ذرات کیتوسان قبل از تثبیت آنزیم لیپاز ............................... 74

نمودار4-4-زتا سایزر ذرات کیتوسان لیپاز تثبیت شده با گلوتارآلدئید............................... 75

نمودار4-5- اثر pHبر فعالیت آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده برروی نانو ذره کیتوسان ........ 76

نمودار4-6- مقایسه فعالیت نسبی آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده در pH های مختلف ............. 77

نمودار4-7- اثر دما بر فعالیت آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده برروی نانو ذره کیتوسان .......... 78

نمودار4-8- مقایسه درصد فعالیت نسبی لیپاز آزاد و تثبیت شده سودوموناس در دماهای مختلف 79

نمودار4-10- منحنی میکائیلیس- منتن برای آنزیم لیپاز سودوموناس آزاد ......................... 81

نمودار4-11- منحنی میکائیلیس- منتن برای آنزیم لیپاز سودوموناس تثبیت شده بر روی نانو ذره کیتوسان ................................................................................................................ 81

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل 1-1- نمونه ای از مسیر واکنش برای واکنش کاتالیز شده ..................................... 9

شکل 1-2- ساختار آنزیم .................................................................................. 10

شکل 1-3- الگوی القایی مدل کوشلند- حالت دست دردستکش ..................................... 15

شکل 1-4- اثر غلظت ماده اولیه بر سرعت واکنش آنزیمی.......................................... 17

شکل 1-5- صورت اجمالی اثر غلظت ماده اولیه بر مقدار کمپلکس آنزیم- ماده اولیه تشکیل شده 18

شکل 1-6- منحنی فرضی واکنش آنزیمی .............................................................. 19

شکل 1-7- منحنی اشباع آنزیمی ......................................................................... 20

شکل 1-8- نمودار لینویور- برک ....................................................................... 22

شکل 1-9- ساختار سه بعدی آنزیم لیپاز ................................................................ 23

شکل 1-10- طرح شماتیکی واکنش لیپولیز ........................................................... 28

شكل 1-11- رايج ترين روشهاي تثبيت ................................................................ 32

شکل 1-12- مقایسه ساختار شیمیایی کیتین و سلولز .................................................. 33

شکل 1-13- ساختار کیتین و کیتوسان .................................................................. 35

شکل 1-14- مقایسه ساختارشیمیایی کیتین و کیتوسان و سلولز ..................................... 38

شکل 3-1- فرمول شیمیایی گلوتارآلدئید................................................................. 52

شکل 3-2- فرم فضایی گلوتارآلدئید...................................................................... 52

شکل 3-3- سانتریفیوژ مورد استفاده در این تحقیق.................................................... 54

شکل 3-4- سنیکیتور مورد استفاده در این تحقیق...................................................... 55

شکل 3-5- اسپکتروفتومتر مورد استفاده در این تحقیق............................................... 55

شکل 3-6- استیرر مورد استفاده در این تحقیق......................................................... 56

شکل 3-7- شیکرلوله مورد استفاده در این تحقیق...................................................... 56

شکل 3-8-pH متر مورد استفاده در این تحقیق....................................................... 57

شکل 3-9- ترازوی دیجیتال مورد استفاده در این تحقیق.............................................. 57

شکل 3-10- حمام آبی مورد استفاده در این تحقیق..................................................... 58

شکل 3-11- میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده در این تحقیق......................... 60

شکل 3-12- دستگاه زتاسایزر مورد استفاده در این تحقیق........................................... 61

شکل 4-1- تصویر نانوذره کیتوسان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ... 72

 

چکیده:

لیپازها یکی از مهمترین آنزیم­ها در سیستم­های بیولوژیکی در صنایع مختلف است. کاربرد لیپاز آزاد به دلیل نیمه عمر کمتر در صنایع مقرون به صرفه نیست. تثبیت آنزیم روی پایه­های مختلف باعث افزایش پایداری، استفاده مکرر، سهولت جداسازی محصول، کنترل بیشتر واکنش و هزینه کمتر می­شود. تثبیت آنزیم غالبا بر روی پایه های متخلخل آلی یا معدنی انجام می­شود اما در سال­های اخیر از انواع نانوذرات به دلیل سطح تماس بالا در واحد حجم استفاده شد. هدف از این مطالعه سنتز نانوذرات کیتوسان و تثبیت آنزیم لیپاز بطریق کووالان با واسطه گلوتارآلدئید روی نانوذره و مقایسه فعالیت و پارامترهای سینتیکی آنزیم آزاد و تثبیت شده می­باشد. ابتدا نانو ذره کیتوسان در آزمایشگاه سنتز و سپس عملیات تثبیت آنزیم بطریق کووالانسی از طریق واکنش بازشیف انجام شد. و با روش­های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) و زتا سایزر مورد بررسی و تأیید قرار گرفت. در مرحله بعد فعالیت آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده به دو روش کیت تشخیصی پارس آزمون و روش استاندارد پارانیتروفنیل پالمیتات (pNPP) اندازه­گیری و پارامترهای سینتیکی Km و Vm تعیین شدند. نتایج میکروسکوپ الکترونی نشان داد که اندازه نانوذرات کیتوسان کمتر از nm100 است و بر اساس نتایج زتاسایزر اندازه ذرات قبل از تثبیت در محدوده nm300-10 و بعد از تثبیت آنزیم در محدوده nm500-20 بود. همچنین طیف FT-IR لیپاز آزاد و تثبیت شده بترتیب دارای پیک جذبی در طول موج cm^-1 1645 و cm^-19/1646 می­باشند که تثبیت لیپاز روی نانوذرات را تأیید نمود. pH بهینه لیپاز آزاد 7 و تثبیت شده، 5/7 بدست آمد. همچنین لیپاز آزاد در دمای °C30 وتثبیت شده در °C40 بیشترین فعالیت را نشان داد. اگرچه میزان پایداری و نیمه عمر کمتری در مقایسه با آنزیم تثبیت شده داشت.

براساس نتایج مطالعه حاضر می­توان آنزیم لیپاز را بطور کووالان با واسطه گلوتارآلدئید با موفقیت روی نانوذرات کیتوسان تثبیت نمود و آنزیم تثبیت شده دارای فعالیت و خصوصیات سینتیکی مناسبی برای کاربرد در صنایع مختلف است.

کلمات کلیدی:نانوکیتوسان، لیپازسودوموناس، تثبیت، فعالیت آنزیم، خصوصیات سینتیکی

فصل اول

مقدمات و کلیات

1-1-بیان مسئله:

لیپاز آنزیمی است که چربی را به اسید چرب و الکل هیدرولیز می­کند.لیپاز یک آنزیم همه کاره است که کاربرد های صنعتی بسیاری دارد. اما پایداری لیپاز در محیط های مختلف نظیر آنزیم­های دیگر بیش از اندازه پایین می­باشد تا امکان استفاده آن را تحت شرایط سخت که برای کاربردهای صنعتی لازم می­باشد، میسرکند. به علاوه لیپاز گران قیمت است و به لحاظ اقتصادی استفاده از لیپاز به فرم آزاد مقرون به صرفه نیست و چون نیمه عمر آنزیم آزاد کمتر است و قابلیت بکارگیری مکرر آن محدودیت دارد لذا از آنزیم تثبیت شده بر روی بسترهای مختلف استفاده می­کنند. به دلیل قابلیت حل بالای آن در آب نمی­توان از آن مجددا استفاده کرد. بسیاری از تحقیقات استفاده از تکنیک های تثبیت را برای غلبه بر این محدودیت ها مورد بررسی قرار دادند.

برای تثبیت آنزیم لیپاز غالبا از پایه های متخلخل آلی استفاده می­شد اما در سال های اخیر از انواع نانو ذرات به دلیل سطح تماس بالا و حجم بالای منافذ که ورود مولکول­های آنزیم را تسهیل می­کند استفاده شده است چون فعالیت و قابلیت بکارگیری مکرر و پایداری عملیاتی آن را افزایش می­دهد.

یکی از انواع مناسب حامل های نانو، ذرات کیتوسان می­باشد که یک نوع پلیمر بیولوژیکی است لذا در این تحقیق خصوصیات سینتیکی آنزیم لیپاز آزاد و تثبیت شده برروی نانو ذره کیتوسان بررسی خواهد شد.

1-2-اهداف تحقیق :

این تحقیق در نظر دارد با بکارگیری کیتوسان و تثبیت آنزیم لیپاز قابلیت امکان استفاده مکرر ازاین آنزیم را به وجود آورد لذا مهمترین اهداف تحقیق عبارتند از:

1-مشخص کردن میزان فعالیت آنزیم لیپاز تثبیت شده در مقایسه با آنزیم لیپاز آزاد.

2-استفاده از نانو ذره کیتوسان بعنوان بستر مناسب برای تثبیت آنزیم لیپاز بجای تثبیت آن بر روی پایه های متخلخل آلی که بازده کمتری در مقایسه با حامل های نانو دارند.

3-استفاده مکرر و موثرتر آنزیم لیپاز و نیز کاهش هزینه های انجام فرآیند.

1-3- فرضیه های تحقیق:

با توجه به اهداف متصور برای تحقیق حاضر و دستیابی به پاسخ های مناسب برای سوالات مطرح شده فرضیات زیر مورد توجه قرارخواهد گرفت:

1-استفاده از آنزیم لیپاز تثبیت شده بر روی نانوذره کیتوسان خصوصیات سینیتیکی مناسب تری نسبت به آنزیم آزاد دارد.

2-نانو کیتوسان بعنوان یکی از بهترین حامل های آلی برای تثبیت آنزیم به شمار می رود.

1-4- مفهوم نانوتکنولوژی^[1]:

نانوتكنولوژي مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي كنترل آنهاست. هدف اصلي اكثر تحقيقات نانوتكنولوژي شكل‌دهي تركيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانوتكنولوژي در الكترونيك، زيست‌شناسي، ژنتيك، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي بكار برده مي شود. نانوتکنولوژی به تولید مواد، قطعات و سیستم های مفید با کنترل آنها در مقیاس طولی نانومتر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده های جدید حاصله در آن مقیاس گفته می شود [6].به عبارت دیگر نانو فناوری به تکنولوژی گفته می شود که کلیه فعالیت ها جهت ایجاد ساختاری ظریف در مقیاس نانو برای تغییر در تک تک اتم­ها و مولکول­ها را شامل می­شود،به طوری که مواد و وسایل جدید با خواص مورد نظر و مطلوب قابل ساختن می­شوند [7].بدین ترتیب ترکیباتی تولید می­شوند که انتظار می­رود در بازارهای آینده نقش کلیدی بازی کنند. تفاوت اصلی فناوری نانو با فناوری های دیگر در مقیاس مواد و ساختارهایی است که در این فناوری مورد استفاده قرار می­گیرند. البته تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نیست، بلکه زمانی که اندازه مواد در این مقیاس قرارمی­گیرد، خصوصیات ذاتی آنها از جمله رنگ، استحکام و ... نیز تغییر می­یابد[8].

1-4-1-کاربردهای نانو تکنولوژی:

امروزه فناوری نانو به طور شگفت آوری در تمامی علوم وارد شده و نقش تعیین کننده ای در مراحل مختلف تولید ایفا می­کند که در زیربه طور مختصر به برخی کاربردهای آن اشاره می­شود:

1-4-1-1- تولید مواد و محصولات صنعتی: نانو تکنولوژی تغییر بنیانی مسیری است که در آینده، موجب ساخت مواد و ابزار­ها خواهد شد. امکان سنتز بلوک های ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب به دقت کنترل شده و سپس چیدن آن­ها در ساختار بزرگتر، که دارای خواص منحصر به فرد باشند، انقلابی در مواد و فرآیند­های تولید آنها، ایجاد می­کند. از مزایای نانوساختارها می­توان به سبکتر، قوی­تر و قابل برنامه­ریزی بودن آنها، کاهش هزینه عمر کاری آنها از طریق کاهش دفعات نقص فنی، ابزار­هایی نوین بر پایه اصول و معماری جدید اشاره کرد ]9[.

1-4-1-2- پزشكي و بدن انسان: رفتار مولكولي در مقياس نانومتر، سيستم هاي زنده را اداره مي­كند. يعني مقیاسی که شیمی، فیزیک، زیست­شناسی و شبیه سازی کامپیوتری، همگی به آن سمت در حال گرایش هستند ]10[.

فراتر از سهولت استفاده بهینه از دارو، نانوتکنولوژی می­تواند فرمولاسیون و مسیر­هایی برای رهایش دارو، تهیه کند، که توان درمانی دارو­ها را افزایش دهد ]11[.

1-4-1-3- پایداری منابع: مي­توان به منابعي همچون كشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست پاك اشاره کرد. گستردگی تعاملات بین این فناوری و علوم جانبی آن­ها، از ویژگی­های کاملا بارز این فناوری جدید است. تقسیم­بندی فناوری نانو در شاخه­ها و رشته­های مختلف بیشتر مربوط به کاربرد محصولات این فناوری در هر رشته می­باشد. در ضمینه مسائل زیست محیطی، غذایی، دارویی نیز استفاده از نانو اجتناب ناپذیر خواهد بود.

1-4-1-4- صنایع غذایی: حوزه­هاي مختلف كاربردي فناوري نانو در غذا و صنايع غذايي را مي توان به پنج دسته زير تقسيم بندي نمود:

الف- بهبود طعم و رنگ: به کمک فناوری نانو توانسته اند در مواد غذایی مختلف خواصی ایجاد کنند که ایجاد احساس طعم و بوی خاص در مصرف کننده می­کند. مثلا تولید سس کم چربی که مزه چربی می­دهد در حالی که چربی ندارد.

 

اصول و روش کاربردی ترجمه

 

اصول و روش کاربردی ترجمه شامل مفاهیم کلی ترجمه و بعضی از ساختارهای دستوری دو زبان انگلیسی و فارسی است که باعث مشکلاتی در ترجمه می شوند. این کتاب برای خوانندگانی اعم از دانشجو و غیر دانشجو نوشته شده است که علاقمند به یادگیری اصول مقدماتی ترجمه هستند.مولف کتاب که تجربه زیادی در تدریس اصول و روش ترجمه دارد، مطالبی را انتخاب کرده است که متناسب با سطح علمی و نیاز دانشجویان و منطبق با محتوای سرفصل مصوب درس باشد و بر جنبه عملی ترجمه بیشتر تاکید شده است.

 

ترجمه مقاله تخصصی Security issues of wireless sensor networks in healthcare applications

 

ترجمه مقاله تخصصی

Security issues of wireless sensor networks in healthcare applications

را در این بخش می توانید با قیمت پایین و دانشجویی دانلود کنید.

قیمت هر صفحه حدود 4000 تومان محاسبه شده است.

 

 

 

دانلود ترجمه مقاله انگلیسی ویژگی های مدیریت منابع انسانی در مزارع بوم شناختی و پایدار : HUMAN RESOURCES MANAGEMENT IN SUSTAINABLE AND ECOLOGICAL FARMS

 

 

فرمت فایل: ورد

تعداد صفحات ترجمه فارسی: 12

تعداد صفحات تمقاله انگلیسی: 12

قابلیت ویرایش: دارد

آماده برای پرینت: بلی

 

قسمتی از متن ترجمه شده:

ویژگی های مدیریت منابع انسانی در مزارع بوم شناختی و پایدار
خلاصه
مدیریت منابع انسانی در مزارع بوم شناختی از اهمیت ویژه ای در زمینه ویژگی های کاری در کشاورزی برخوردار است، که از دیگر بخش های صنعتی متفاوت می باشد. از آنجاییکه کار، مهمترین عامل تولیدِ هر فعالیت اقتصادی است، بهره وری کاری در ارزیابی کارایی اقتصادی بیشترین استفاده را دارد. تسریع رشد بهره وری به درک محتوا و معنایش، عوامل بزرگ اثرگذاری و روش استخراج مرتبط است. برای تاکید بر مدیریت منابع انسانی و برای ترسیم روش محاسبه بهره وری کاری، تحقیق در یک مزرعه بوم شناختی با شکل گیاهی در شهر Iasi رومانی اجرا شد. بهره وری کاری در ارزیابی کارایی اقتصادی برای سه محصول بزرگ استفاده شده بود: گندم، ذرت و سیب زمینی. ما از سه نشانگر استفاده کردیم: عامل کارایی میانگینِ زمین استفاده شده برای تولید Wpm؛ بهره وری میانگین کار در واحدهای فیزیکی WLm؛ بهره وری کاری، WH؛ بهره وری کاری به صورت ارزش پولی، WV. برای افزایش بهره وری کاری و کارایی منابع انسانی، دوره ها و برنامه های آموزشی برای هر دوی مدیران و کارکنان فرآور مستقیما دخیل وجود داشت، ولی همچنین فناوری های جدید تولید معرفی شده بود که منجربه آسانی شده و کار ستادی را موثر ساخت.
کلمات کلیدی: مدیریت منابع انسانی؛ بهره وری کاری؛ مزارع کشاورزی
معرفی
طی دهه های گذشته، روش های کشاورزی به یک توسعه پایدار جابجا شده، ابزارهای سنتی – بوم شناختی را با روش های مدیریت مدرن ترکیب نمود. رسیدن به یک کشاورزی پایدار درگیر کاربرد مشخص قواعد به خوبی تثبیت شده توسط کشاورزان دانشمند، سیاست سازان باهم با راه حل های جدید برای موقعیت های ویژه بوده است (Conway and Barbier 2013; Pretty, 2008). جدای از توسعه استراتژی های بوم- کارامد برای محصولات کشاورزی با کیفیت بالا و ارگانیک، مدیریت کافی منابع کاری می تواند ترکیب مرتبطی را برای ساختار کشاورزی متنوع شده در یک حالت پایدار – بوم – کارآمد به ارمغان بیاورد (Serra et al., 2005; Shrek et al., 2006).
نیازمندی فزاینده به محصولات کشاورزی با کار شدید به تولید منابع جدید شغلی ادامه داده، ولی به تفاوت هایی در زمین شناسی، توپوگرافی، منابع طبیعی و آب و هوا بستگی دارد. بهرحال، آمارهای EUROSTAT نشان می دهد که در دهه های گذشته، روندی برای نزول تعداد دارایی های کشاورزی در UE وجود داشته است. رومانی بیشترین تعداد دارایی را در EU27 در سال 2011 دارد (2.8 میلیون دارایی یا 32.0% از کل EU27). ولی فضای میانگین به ازای دارایی اندک است (3.4 ha) (جدول 1).

 

دانلود ترجمه مقاله انگلیسی Why we hate performance management - And why we should love it

 

 

فرمت فایل: ورد

تعداد صفحات فایل ترجمه فارسی: 8

قابلیت ویرایش: دارد

آماده برای پرینت: بلی

 

قسمتی از متن ترجمه شده:

عملکرد انسانی
چرا ما از مدیریت عملکرد نفرت داریم؟ - و چرا باید آن را دوست داشته باشیم؟
هِرمان آگوئینیس، هَری جو، رایان کا. گاتفریدسون
چکیده: عملکرد فردی یک بلوک ساختمانی از موفقیت سازمانی است. تعجب برانگیز نیست که تقریباً همه سازمان ها چندین نوع سیستم مدیریت عملکرد را دارا می باشند. با این حال، مدیران و کارکنان به همان اندازه دیر باور می کنند که مدیریت عملکرد ارزش سازمان را افزایش می دهد؛ معمولاً، این کار به عنوان یک زمان و منبع تلف شده به نظر می رسد. ما استدلال می کنیم که مزایای بالقوه مدیریت عملکرد به خوبی درک نشده اند زیرا اکثر سیستم ها منحصراً روی جنبه های محدود و قابل ارزیابی از قبیل ارزیابی عملکرد تمرکز می کنند. در این جا ما یک دیدگاه وسیع تر از مدیریت عملکرد، شامل بحث در مورد این که مدیریت عملکرد چه تفاوتی با ارزیابی عملکرد دارد، پیشنهاد می دهیم. ما مزایای خاص و مهم مدیریت عملکرد را برجسته می سازیم. همچنین نتایج برگرفته از تحقیقات را در مورد این که سیستم های مدیریت عملکرد برای درک این مزایا باید چگونه طراحی و اجرا شوند، تعریف می کنیم. امید داریم مقاله ما نشان دهد که سیستم های مدیریت عملکردِ خوب ساخته شده نباید مورد تنفر قرار بگیرند، بلکه باید پذیرفته شوند.
مدرسه بیزینس کِلِی، دانشگاه هند، همه حقوق حفظ شده اند.
کلمات کلیدی
مدیریت عملکرد؛ هدف های راهبردی؛ ارزیابی، بازخورد؛ رهبری؛ منابع انسانی

 

مقاله ترجمه شده ی دینامیک سازه ها

 

مقاله ی ترجمه شده همراه با متن اصلی مقاله درس دینامیک سازه ها کارشناسی ارشد عمران گرایش سازه.

موضوع مقاله:

 

شناسایی نیروی پایدار در دینامیک سازه ای با استفاده از فیلترینگ کالمن و اندازه گیری های ساختگی

Stable force identification in structural dynamics using
Kalman filtering and dummy-measurements

 

مشخصات بسته:

دارای متن اصلی مقاله 14 صفحه

دارای ترجمه با کیفیت بالا 27 صفحه با فرمت word

مقاله منتخب از ژورنال معتبر

قیمت اصلی این مقاله حدود 60000 تومان میباشد که با تخفیف ویژه 58 درصدی با قیمت فقط 25200 تومان در اختیار شما عزیزان قرار گرفته است.حتما قیمت را مقایسه فرمایید.

چکیده مقاله:

a b s t r a c t
Many engineering applications require the knowledge of input forces to mechanical systems.
However, in practice, it is quite difficult to measure these forces directly. In order to obtain an
estimate of the input forces to structural systems, Kalman filtering based techniques have
recently been introduced. These state-estimation techniques allow estimating the forces
concurrent with the states of a system, based on a limited number of measurements. In
practice, acceleration measurements are most convenient to use in structural dynamics
applications. This paper proposes an analytical analysis of the stability of the Kalman based
force estimation techniques and shows that only using acceleration measurements inherently
leads to unreliable results. In order to circumvent this issue, the addition of dummymeasurements on a position level is proposed. These fictitious measurements dictate the
estimator to return to an undeformed state and lead to a stable estimation approach. The
proposed method is validated through both a numerical and a practical experiment. Both
experiments show the inadequacy of the augmented Kalman filter based on only acceleration
measurements to provide stable results. The estimator with dummy measurements on the
other hand provides good results in the case of an unbiased external load.

ترجمه:

 

چکیده

در بسیاری از کاربردهای مهندسی لازم است در مورد نیروهای وارده به سیستم های مکانیکی آگاهی داشته باشیم. با این حال، در عمل اندازه گیری مستقیم این نیروها بسیار مشکل است. به منظور دستیابی به تخمینی از نیروهای وارده بر سیستم های سازه ای، اخیرا روش های مبتنی بر فیلترینگ کالمن ارائه شده اند. با استفاده از این روش های تخمین حالت، می توان نیروهای متناظر با حالت های سیستم را بر اساس تعداد محدودی اندازه گیری تخمین زد. در عمل، اندازه گیری های شتاب در موارد مربوط به دینامیک سازه راحت تر مورد استفاده قرار می گیرند. این مقاله یک روش تحلیلی از پایداری روش های تخمین نیروی مبتنی بر کالمن پیشنهاد می کند و نشان می دهد که تنها استفاده از اندازه گیری های شتاب به طور ذاتی منجر به نتایج غیرموثقی می شود. برای حل این موضوع، افزودن اندازه گیری های ساختگی بر روی تراز موقعیت پیشنهاد شده است. این اندازه گیری های ساختگی به تخمین گر القا می کند که به حالت تغییرشکل نیافته بازگردد و منجر به یک روش تخمین پایدار می شود. و.....

 

دانلود ترجمه مقاله انگلیسی Sustainable human resources: Examining the status of organizational work-life balance practices in the United Arab Emirates

 

 

فرمت فایل: ورد

تعداد صفحات: 32

قابلیت ویرایش: دارد

آماده برای پرینت: بلی

 

Sustainable human resources: Examining the status of organizational work - life balance practices in the United Arab Emirates

منابع انسانی پایدار: بررسی وضعیت تعادل زندگی - کار در امارات متحده عربی

 

قسمتی از متن ترجمه شده:

چکیده:
در سال های اخیر شرکت ها به طور فزاینده در حال آگاهی از نیاز به سیاست ها و روال هایی هستند که به نیروی کار پایدار بیانجامد و مفهوم تعادل زندگی-کار را در بر بگیرد و اهمیت این تعادل را به عنوان وسیله ای جهت بهبود باروری کارمندان، مورد ملاحظه قرار بدهد. این موضوع اهمیت ویژه ای مخصوصاً در این دنیای تجارت مدرن که بر پایه ی بازارهایی با رقابت بالا و تمرکز بالاتر بر سازمان های پایدار، تعریف شده اند، دارد. این مقاله، وضعیت سیاست های تعادل زندگی-کار و همچنین ابتکاراتی در سازمان های تجاری مختلف در داخل امارات متحده عربی را مورد بررسی قرار می دهد. یک رویکرد مطالعه ی موردی کیفی چندگانه اتخاذ شده است تا عناصر مختلف ابتکارات تعادل زندگی-کار، نتایج مرتبط و عوامل تعدیل در زمینه های فرهنگی، اجتماعی و تجاری امارات متحده، شناسایی شود. تلاش شده است که چشم انداز مدیریتی و کارمندی، به اشتراک رسیده و زمینه های مختلف و نتیجه گیری های معنی دار نیز در این مقاله گنجانده شود. یک مدل تحقیقی برای تحقیقات آینده نیز ارائه شده است.

 

ترجمه Human capital and performance in young audit firms

 

ترجمه مقاله سرمایه انسانی و عملکرد در موسسات حسابرسی نوین

Human capital and performance in young audit firms*

 

چکیده

این تحقیق رابطه بین ویژگی های حسابرس سرمایه انسانی و عملکرد موسسات حسابرسی نوین را تجزیه و تحلیل می کند. این تحقیق تجزیه و تحلیل مقایسه ای کیفی مجموعه ی فازی در یک نمونه از 26 موسسات حسابرسی نوین پرتغالی را بکار می برد. نتایج وجود چند ترکیب از ویژگی های سرمایه انسانی که به عملکرد بالا منتهی می شود را آشکار می کند، بنابراین رابطه سرمایه انسانی در صنعت حسابرسی را حمایت و اهمیت ویژگی های سرمایه انسانی بسمت عملکرد موسسات حسابرسی نوین را مشخص می کند. این اکتشافات می تواند به حسابرسان-کارآفرینان کمک کند که در پیشرفت ویژگی های سرمایه انسانی که مربوط به موفقیت دربازار هستند سرمایه گذاری کنند. استفاده از تجزیه و تحلیل مقایسه ای کیفی مجموعه ی فازی، شناسایی ترکیبات جایگزین ویژگی های سرمایه انسانی که با عملکرد بالا مرتبط هستند را مقدور می سازد که شامل یک مشارکت مهم در مطبوعات می باشد.

 

This research analyzes the relationship between auditors human capital attributes and young audit firms performance.The study applies fuzzy-set qualitative comparative analysis (fsQCA) to a sample of26 young Portuguese audit firms. The results reveal the existence of multiple combinations of human capital attributes leading to high performance, thus supporting the relevance of the human capital in the audit industry and highlighting the importance of human capital attributes toward the performance of young audit firms. These findings can help auditors-entrepreneurs invest in the development of those human capital attributes that are pertinent to succeed in the marketplace. The use of fsQCA enables the identification of alternative combinations of human capital attributes that associate with higher performance, which constitutes an important contribution to the literature.

 

دانلود مقاله انگلیسی

 

ترجمه مقاله Data analytics in banks audit: The case of loan loss provisions in Uruguay*

 

ترجمه مقاله Data analytics in banks audit: The case of loan loss provisions in Uruguay*

تجزیه و تحلیل داده در حسابرسی بانک ها: مورد مقررات زیان وام در اروگوئه

هدف این مطالعه دوقسمتی می باشد: اولا، تجزیه و تحلیل مزایای اجرای یک سیستم برنامه ریزی منابع سازمانی و استفاده از فرمت زبان گزارش کسب و کار توسعه یافته برای گزارش در صنعت بانکداری، پیچیدگیها و خطرهای خاص صنعتی در نظر گرفته شده است. دوما که نشان دهد هر دو برنامه ریزی منابع سازمانی و استفاده از فرمت زبان گزارش کسب و کار توسعه یافته مورد نیاز برای استفاده موفقیت آمیز تکنیک حسابرسی به کمک کامپیوتر در حالی که انجام فرایندهای حسابرسی به منظور بررسی انطباق خاص الزامات قانونی بسیار مهم است. مطالعات ممکن عواقب استفاده نکردن از تکنیک حسابرسی به کمک کامپیوتر برای حسابرسی انطباق مقررات زیان وام با الزامات قانونی در اوروگوئه را نشان میدهد.

 

The purpose of this study is two-fold: firstly, to analyze the benefits of implementing an enterprise resource planning (ERP) system and using eXtensible Business Reporting Language (XBRL) format to report in the banking industry considering the industrys specific risks and complexities. Secondly, to show that both, ERP and XBRL are necessary to successfully use Computer Assisted Audit Techniques (CAATs) while performing audit procedures to verify the compliance of certain crucial regulatory requirements. The study shows the possible consequences of not using CAATs to audit the compliance of loan loss provisions regulatory requirements in Uruguay.

 

دانلود مقاله انگلیسی