+ نوشته شده در ساعت توسط سینا کیانمهر
|
دانشگاه تهران صدر نشین دانشگاه های ایرانی شد.
براساس رتبه بندي جديد موسسه بين المللي "کيو اس" QS ،برمبناي فعاليت تخصصي و تکنولوژيک دانشگاه هاي مختلف جهان ،دانشگاه تهران در رتبه 159 و دانشگاه صنعتي شريف در رتبه 165 قرار گرفته است.
Viva University of Tehran
+ نوشته شده در ساعت توسط دیبا نیک پندار
|
|
تفلون؛ از بمب اتمی تا درون ماهیتابه  تفلون نام تجاری پلی تترافلوئورواتیلن ، همان محصول چند میلیارد دلاری شركت دوپون است كه در موارد گوناگونی، از ماهیتابه های نچسب گرفته تا لباسهای فضایی و دریچه های مصنوعی قلب، استفاده شده است. كشف آن ناشی از تصادفی بود كه روی ج. پلانكت ( Roy.J. Plunkett) ، شیمیدان جوانی در شركت دوپون كه تنها دو سال قبل از روز سرنوشت ساز 6 آوریل سال 1938 ، دكترای خود را از دانشگاه ایالتی اوهایو گرفته بود، مشاهده كرد. در این روز دكتر پلانكت مخزنی از تترافلوئورَ واتیلن گازی ، باز كرد به این امید كه سرد كننده ای غیر سمّی از آن تهیه كند. اما پلانكت و دستیارش جك ریبوك با شگفتی دیدند كه گازی خارج نشد. پلانكت نمی توانست این پدیده را توجیه كند، چون وزن مخزن نشان می داد كه باید پر از فلوئوروكربن گازی باشد. پلانكت تصمیم گرفت به جای آنكه برای ادامه پژوهش در زمینه مواد سرد كننده ، مخزن را دور بیندازد و مخزن جدیدی بگیرد، كنجكاوی اش را در باره آن مخزن خالی ارضاء كند. وقتی سیمی به دریچه مخزن وارد كرد و مطمئن شد كه اشكالی ندارد، مخزن را اره كرد و به درونش نگاهی انداخت. در آنجا گرد سفید مومی شكلی پیدا كرد و چون شیمیدان بود، فهمید كه ممكن است این مشاهده چه معنایی داشته باشد. مولكولهای تترافلوئورواتیلن گازی به حدی با یكدیگر تركیب ( پلیمریزه) شده بودند كه ماده جامدی تشكیل دادند. هیچ كس تا آن هنگام پلیمریزاسیون این تركیب بخصوص را مشاهده نكرده بود، اما با این حال واكنش به نحوی در مخزن خالی مرموز صورت گرفته بود. چندی نگذشت كه این كشف تصادفی و ویژگی های عجیب پلیمر به دست آمده، پلانكت و دیگر شیمیدانان شركت دوپون را واداشت تا راههایی پیدا كنند كه پلی تترافلوئور واتیلن را برحسب نیاز تولید كنند. واقعاً هم كه این گرد سفید مومی شكل ویژگیهای عجیبی داشت: از شن هم خنثی تر بود. نه تحت تأثیر اسیدها و بازی های قوی قرار می گرفت، نه حرارت. هیچ حلّالی هم آن را حل نمی كرد اما بر خلاف شن بسیار لیز بود. با وجود این ویژگی های جالب وغیرعادی، اگر جنگ جهانی دوم در نگرفته بود، چه بسا به دلیل گرانی این پلیمر جدید، تا مدتها بعد كار دیگری در زمینه آن صورت نمی گرفت. اما چند ماهی نگذشته بود كه دانشمندانی كه مشغول ساختن نخستین بمب اتمی بودند ، احیتاج به ماده ای پیدا كردند تا بتوانند از آن واشرهایی بسازند كه در برابر گازِ بسیار خورنده هگزافلوئورید اورانیم، كه برای تولید اورانیم 235 بمب مصرف می شد، مقاوم باشد. از قضا سرهنگ لزلی ر. گرووز، مسئول بخش طرح بمب اتمی در ارتش ایالات متحده، از طریق آشنایانی كه در شركت دوپون داشت از پلاستیك جدیدشان كه فوق العاده خنثی بود، خبردار شد. وقتی به گرووز گفته شد ممكن است این پلاستیك جدید گران تمام شود، پاسخ داد كه در این طرح ، قیمت به هیچ وجه مطرح نیست. بدین ترتیب این پلیمر لغزنده در واشرها و دریچه ها به كار رفت، و واقعاً هم نسبت به تركیب خورنده اورانیم مقاوم بود. شركت دوپون در طی جنگ، تفلون را برای این كاربرد تولید كرد و عموم مردم تا بعد از جنگ هم چیزی درباره این پلیمر جدید نمی دانستند.  در واقع در سال 1960 بود كه نخستین ماهیتابه ها و ظروف شیرینی پزی پوشیده از تفلون به بازار آمدند. این فرآورده های تفلونی مانند بسیاری از محصولات پلیمری جدید موقعی كه نخستین بار به مردم معرفی شدند، چندان نتایج امیدوار كننده ای نداشتند. گرچه این پلاستیك به عنوان یك سطح خوراكپزی نچسب بسیار مناسب بود، اما به سختی به ظروف فلزی پیوند می شد، بنابراین در برابر شست و شوی زنان خانه داری كه عادت داشتند دیگ و ماهیتابه هایشان را محكم بسابند، مقاوم نبود. پس از آنكه روشهای گوناگونی امتحان شدند و چهار نسل پوشش تفلونی به تولید رسیدند، دوپون در سال 1986 اعلام كرد سیلورستون سوپرای آنان دو برابر مقاومتر از نسل سوم سیلورستون است. در همین ضمن كاربردهای متعدد دیگری كشف شده بودند كه دیگر پوشاندن ظروف خوراكپزی را نسبتاً بی اهمیت جلوه می دادند. روی ج. پلانكت در سال 1910 در نیوكاركایل اوهایو به دنیا آمد. در سال 1932 از دانشكده منچستر لیسانس گرفت، و وقتی در بحران بزرگ دهه 1930 نتوانست كاری برای خود دست و پا كند، در دانشگاه ایالتی اوهایو به ادامه تحصیل مشغول شد. چه در دانشكده و چه در دانشگاه، همكلاسی و دوست شیمیدان مشهور دیگری به نام پل فلوری بود. پل ج. فلوری به سبب موفقیت هایش در شیمی – فیزیك پلیمرها جایزه نوبل1974 را برد. در سال 1936 روی پلانكت پس از اخذ درجه دكترا از دانشگاه ایالتی اوهایو در آزمایشگاه جكسون شركت دوپون مشغول به كار شد، و وظیفه پژوهش در زمینه فلوئوروكربنها را به عنوان مواد سرد كننده بر عهده گرفت. در طی این پژوهش بود كه شیمیدان جوان تفلون را كشف كرد. پژوهش های بیشتر در زمینه تفلون به بخش های دیگر شركت دوپون كه سابقه طولانی تری در زمینه فرآورده های پلیمری داشتند محوّل شد. پلانكت كار خود را به عنوان شیمیدان ادامه داد و متعاقباً در شركت دوپون پله های ترقی را در زمینه فلوئوروكربنها و تتراتیل سرب طی كرد. هنگامی كه مدیریت بخش فرآورده های فرئون شركت دوپون را عهده دار بود، نقش مهمی در برپایی كارخانه ای درنزدیكی بندر كورپوس كریستی تگزاس داشت. وقتی در سال1975 از دوپون بازنشسته شد، به منزلی در یكی از جزایر نزدیك كورپوس كریستی نقل مكان كرد و اكنون با همسرش اوقاتش را به گلف و ماهیگیری می گذراند. دانشگاههای محل تحصیل او، یعنی دانشكده منچستر و دانشگاه ایالتی اوهایو، و نیز دانشكده واشنگتن، به او دانشنامه دكترای افتخاری اعطا كرده اند. از افتخارات دیگرش می توان از نشان جان اسكات از شهر فیلادلفیا، و جوایزی از انجمن ملی تولید كنندگان، انجمن صنعت پلاستیك، و انجمن شیمیدانان امریكا نام برد. مجسمه او در سال1973 در تالار مشاهیر صنعت پلاستیك و در 1985 در تالار مشاهیر مخترعان ملّی برپا شد. اما او گذشته از این عناوین، بیشتر به تاثیری كه تفلون به طرق گوناگون بر زندگی میلیونها نفر در سراسر جهان داشته است، افتخار می كند. او می گوید آن قدر كسانی كه ضربانساز یا سرخرگ آئورت تفلونی در بدنشان تعبیه شده و امروز جانشان نجات یافته است برایش نامه می فرستند و تلفن می كنند كه به قول خودش نمی تواند از پس آنها برآید. چون تفلون از معدود موادی است كه بدن ، آن را در هنگام پیوند رد نمی كند. از آن می توان در ساخت قرنیه های مصنوعی، استخوانهای جایگزین برای چانه، بینی، جمجمه، مفاصل ران و زانو، قطعات گوش، نای مصنوعی، دریچه های قلب، زرد پی ها، بخیه ها، مجاری صفراوی و دندانهای مصنوعی، استفاده كرد. از تفلون در پوشش بیرونی لباسهای فضانوردان استفاده شده است. تفلون ماده عایق كننده سیمها و كابلهای برقی است كه در برابر تابش شدید خورشید بر سطح ماه مقاومت كرده اند. مخروطه دماغه و دیگر سپرهای گرمایی سفینه های فضایی و نیز مخازن سوخت آنها از تفلون ساخته شده اند. همه این كاربردهای مهم و ارزشمند، ثمره كشف بخت یارانه روی پلانكت بوده اند. آری، تصادفی بیش نبود، اما فقط به سبب كنجكاوی و ذكاوت مردی كه این تصادف برایش اتفاق افتاد، به اكتشافی تبدیل شد. اشاره آنچه باعث شد اصلاً وظیفه تركیب سرد كننده ای از فلوئور به روی پلانكت داده شود، خود اتفاق بخت یارانه دیگری بود. در سال 1928، چارلزف. كترینگ ( ملقب به رئیس ) از بخش مواد سرد كننده جنرال موتورز، جست وجو به دنبال سرد كننده بی خطری را آغاز كرد- تركیبی كه بی رنگ، بی بو، بی طعم، غیرسمّی و غیر آتشگیر باشد، تا جایگزین مواد سمّی و زیانمندی نظیر آمونیاك و دی اكسید گوگرد كه در آن هنگام در یخچالها استفاده می شدند بشود. توماس میجلی و آلبرت هن پس از بررسی دقیق منابع و مراجع شیمی نتیجه گرفتند كه گرچه گاه گزارش شده بود تركیبات فلوئور سمّی اند، اما شاید برخی از تركیبات فلوئوروكلرداركربن مناسب باشند. برای آنكه میجلی و هن این گزارشها را تایید كنند، لازم بود نمونه هایی از كلروفلوئوروكربن های ساده تهیه و آنها را در آزمایش های جانوری امتحان كنند. آنان از یكی از انبارهای مواد شیمیایی تقاضای پنج بطری 30 گرمی تری فلوئورید آنتیموان كردند ( یعنی تمام ذخیره ای كه از این ماده شیمیایی در ایالات متحده وجود داشت!). یكی از این پنج بطری را به طور اتفاقی برگزیدند و از آن برای تهیه كلروفلوئوروكربن استفاده كردند. یك خوكچه هندی را زیر ظرفی شیشه ای كه تركیب كلروفلوئوروكربن گازی در آن بود گذاشتند و دیدند كه جانور به هیچ وجه تحت تأثیر گاز قرار نگرفت. این مشاهده گمان آنان را مبنی بر سمّی نبودن تركیبات آلی فلوئوردار اثبات كرد. شیمیدانان برای تأیید این آزمایش نمونه های دیگری از گاز كلروفلوئوروكربن را با استفاده از بقیه بطری های تری فلوئورید آنتیموان تهیه و همین آزمایش را روی خوكچه های هندی تكرار كردند. در همه این آزمایشها خوكچه ها مردند! بررسی دقیق تر نشان داد كه در تمام بطری های تری فلوئورید آنتیموان جز یكی آب وجود داشت. آبی كه در چهار پنجم نمونه ها بود منجر به تولید گاز مرگبار فسژن شد (كلرفسژن از كلرید آلی استفاده شده به همراه تری فلوئورید آنتیموان كه ماده اولیه تهیه كلروفلوئوروكربن بود تأمین شد). بنابراین علت مرگ جانوران وجود فسژن بود. اگر میجلی و هن تصادفاً در نخستین آزمایش جانوریشان شیشه ی تری فلوئورید آنتیموان خشك را انتخاب نمی كردند، چه بسا خیال استفاده از كلروفلوئوروكربن ها را به عنوان مواد سرد كننده ای از سر به در می كردند و گزارش های ( نادرست) قبلی را مبنی بر سمّی بودن این تركیبات می پذیرفتند. اما سرمایه گذاری مشترك شركت های جنرال موتورز و دوپون منجر به تأسیس بخش فرئون دردوپون برای تحقیق و توسعه شیمی كلروفلوروكربنها شد، و در آنجا بود كه روی پلانكت تفلون را كشف كرد. | |
|
|
+ نوشته شده در ساعت توسط آرمین کاتوزیان
|
استفاده از تكنولوژيهاي نوين با قابليتهاي بيشتر، يكي از روشهاي بهبود كيفيت و اقتصاد توليد، برتري در رقابت با ساير توليدكنندگان و در اختيارگرفتن بازار ميباشد. در صنايع پتروشيمي، خصوصاً در خاورميانه به دليل وجود توليدكنندگان متعدد و رقابت نزديك كشورهاي توليدكننده مواد پايه، استفاده از تكنولوژيهاي نوين بسيار به صرفه خواهد بود. يكي از اين روشها تبديل متانول به الفين ميباشد كه علاوه بر نو و اقتصاديبودن آن داراي امتيازات ويژهاي براي كشورهايي است كه از گاز طبيعي به عنوان خوراك پتروشيمي استفاده ميكنند. در اين مطلب به معرفي اين تكنولوژي و مزاياي استفاده از آن اشاره شده است:
اتيلن و پروپيلن مهمترين الفينهاي پايه ميباشند كه جهت ساخت پليمرهاي مختلف، بازارهاي بزرگي را به خود اختصاص دادهاند. اين دو مونومر امروزه از طريق كراكينگ گرمايي هيدوركربنهاي اشباعشده همچون اتان بدست ميآيند.
تبديل اتان به الفينهايي نظير اتيلن و پروپيلن، در سالهاي آتي با مشكلاتي قابل توجه روبرو شده است. عمده اين مشكلات، تامين اتان براي واحدهاي روبه رشد پتروشيمي از منابع هيدوركربوري و اشباع بازار برخي مشتقات اين مواد نظير پلياتيلن و اتيلن ميباشد. اين مسائل در كنار يكديگر نياز به تكنولوژي جديدي را كه از محدوديتهاي فرآيند كراكينگ گرمايي عاري باشد، ايجاد نموده است.
يكي از اين فرآيندها تبديل كاتاليستي تركيبات متوكسي نظير متانول و يا ديمتيلاتر به مخلوط الفينها ميباشد. اين پروسه كه MTO يا "متانول به الفين" نام دارد، متانول خام را به اتيلن و پروپيلن تبديل مينمايد. در طي اين فرآيند ابتدا در مرحله اول، گاز طبيعي به متانول خام تبديل ميگردد و در مرحله دوم متانول حاصله از طريق يك واكنش كاتاليستي به اتيلن و پروپيلن تبديل ميگردد. از عمده ويژگيهاي اين فرآيند تبديل عمدهترين جزء گاز طبيعي (متان) به الفين ميباشد. متان حدود 90 درصد از گاز طبيعي را تشكيل ميدهد, از اينرو تبديل آن به الفين بسيار پرصرفه ميباشد. اتيلن و پروپيلن توليدي با خلوص بالاي 97 درصد بوده و ميتوان آنرا بهراحتي جدا ساخته و به واحد پليمرسازي فرستاد.
در شكل زير شمايي از روشهاي موجود توليد اتيلن و پروپيلن و مشتقات آنها ارائه شده است.
اتيلن و پروپيلن مهمترين الفينهاي پايه ميباشند كه جهت ساخت پليمرهاي مختلف، بازارهاي بزرگي را به خود اختصاص دادهاند. اين دو مونومر امروزه از طريق كراكينگ گرمايي هيدوركربنهاي اشباعشده همچون اتان بدست ميآيند.
تبديل اتان به الفينهايي نظير اتيلن و پروپيلن، در سالهاي آتي با مشكلاتي قابل توجه روبرو شده است. عمده اين مشكلات، تامين اتان براي واحدهاي روبه رشد پتروشيمي از منابع هيدوركربوري و اشباع بازار برخي مشتقات اين مواد نظير پلياتيلن و اتيلن ميباشد. اين مسائل در كنار يكديگر نياز به تكنولوژي جديدي را كه از محدوديتهاي فرآيند كراكينگ گرمايي عاري باشد، ايجاد نموده است.
يكي از اين فرآيندها تبديل كاتاليستي تركيبات متوكسي نظير متانول و يا ديمتيلاتر به مخلوط الفينها ميباشد. اين پروسه كه MTO يا "متانول به الفين" نام دارد، متانول خام را به اتيلن و پروپيلن تبديل مينمايد. در طي اين فرآيند ابتدا در مرحله اول، گاز طبيعي به متانول خام تبديل ميگردد و در مرحله دوم متانول حاصله از طريق يك واكنش كاتاليستي به اتيلن و پروپيلن تبديل ميگردد. از عمده ويژگيهاي اين فرآيند تبديل عمدهترين جزء گاز طبيعي (متان) به الفين ميباشد. متان حدود 90 درصد از گاز طبيعي را تشكيل ميدهد, از اينرو تبديل آن به الفين بسيار پرصرفه ميباشد. اتيلن و پروپيلن توليدي با خلوص بالاي 97 درصد بوده و ميتوان آنرا بهراحتي جدا ساخته و به واحد پليمرسازي فرستاد.
در شكل زير شمايي از روشهاي موجود توليد اتيلن و پروپيلن و مشتقات آنها ارائه شده است.
+ نوشته شده در ساعت توسط آرمین کاتوزیان
|
پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند.
بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.
پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.
در روند طبیعی، بیوپلیمر ها و یا همان ماكرومولكول ها، تركیبات داخل سلولی هستند كه قابلیت زنده ماندن را به ارگانیسم در شرایط سخت محیطی می دهند.مواد بیوپلیمری در شكل های گوناگونی توسعه یافته اند؛ بنابراین ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون را دارند. توسعه مواد بیوپلیمری به چنددلیل اهمیت دارد. اول این كه این مواد بر خلاف پلیمر های امروزی كه از مواد نفتی به دست می آیند، به محیط زیست برگشت پذیر هستند؛ بنابراین موادآلوده كننده محیط زیست به شمار نمی آیند. در این خصوص مواد بیوپلیمری در ساخت پلاستیك ها به دو صورت استفاده قرار می شوند.
اول استفاده از پلاستیک هایی كه درآنها یک ماده تخریب پذیر(مانند نشاسته) به یک پلاستیک متداول (مانندپلی اتیلن) اضافه می شود، درنتیجه این ماده به افزایش سرعت تخریب پلاستیک کمک می کند. این مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با آن که کمک زیادی به کاهش زباله های پلاستیکی کرده اند، اما به دلیل این که در آنها از همان پلاستیک های متداول تخریب ناپذیر استفاده می شود و استفاده از مقدار زیادی مواد تخریب پذیر در پلاستیک ویژگی آن را تضعیف می کند، موقعیت چندان محکمی ندارند.
دوم استفاده از پلاستیک های تخریب پذیر ذاتی است که به دلیل ساختمان شیمیایی خاص به وسیله باکتری ها، آب یا آنزیم ها در طبیعت تخریب می شوند و خیلی سریع تر از نوع اول به محیط زیست بر می گردند، دردرجه دوم اهمیت مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته می شوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیك قرار می گیرند، پس هیچ گاه منابع آن محدود و تمام شدنی نیست، در حالی كه مواد پلیمری و پلاستیكی امروزی از سوخت های فسیلی ساخته می شود كه منابع آن محدود و تمام شدنی است. هر چند این منابع در حال حاضر و به ویژه در كشور ما به وفور یافت می شوند، ولی روزی تمام خواهند شد. سومین مزیت بیوپلیمر ها، اقتصادی بودن این مواد است، زیرا تولید بیوپلیمر نیاز زیادی به كارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امكانات می توان به تولید آن مبادرت ورزید. همچنین قیمت بالای نفت خام، كشور ها را به سوی استفاده از این مواد سوق داده است.
هر چند امروزه برای کاربردهای بسیار خاص مانند نخ بخیه جراحی(نخ بخیه حل شونده) به کار می روند، ولی دیری نخواهد پایید كه به استفاده گسترده از این پلیمر ها توجه خواهد شد. سه گروه از موجودات زنده می توانند بیوپلیمرها را تولید كنند كه عبارتند از:گیاهان، جانوران و میكروارگانیسم ها كه از این میان گیاهان و میكروارگانیسم ها اهمیت بیشتری دارند.
گیاهان تولیدكننده
بیشترین تحقیقات بیوپلیمری روی مهندسی ژنتیك گیاهان تولیدكننده فیبر مانند كتان، كنف و ... متمركز شده است. به عبارت دیگر، توسعه واكنش های مولكولی درون سلولی گیاهان كه به تولید مواد بیوپلیمری منجر می شود، مورد توجه مهندسان ژنتیك و بیوتكنولوژی قرار گرفته است. مواد بیوپلیمری كه در سلول های گیاهی ساخته می شود، بیشتر از جنس پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. این ماده از نظر خصوصیات فیزیكی و مكانیكی بسیار شبیه پلی پروپیلن حاصل از مواد نفتی است. امروزه با همسانه سازی كردن ژن تولید كننده پلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات در گیاهان معمولی كه قابلیت تولید بیوپلیمر را ندارند، توانسته اند این محصول پلیمری را به طور انبوه تولید كنند. گیاهان، نیشكر، یونجه، درخت خردل و ذرت برای تولید این بیوپلیمر از طریق مهندسی ژنتیك انتخاب شده اند كه ژن تولید كننده این پلیمر به داخل ژنوم این گیاهان وارد می شود و گیاه یادشده را به ساختن بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات قادرمی سازد.
ارگانیه های تولیدكننده بیوپلیمر ها
درحدود ۸۰ سال قبل برای نخستین بار بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات از باكتری باسیلوس مگاتریوم جدا سازی شد. ازآن پس دانشمندان بیوپلیمر به دنبال یافتن راه هایی هستند كه تولیدات بیوپلیمری باكتریایی را توسعه دهند و به صورت تجاری درآورند.
بیوپلیمر هایی كه سلول های باكتریایی قادر به تولید آن هستند و از آنها جداسازی شده اند، عبارتند از: پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA)، پلی لاكتیك اسید (PLA) و پلی هیدروكسی بوتیرات (PHA). این بیوپلیمر ها از نظر خصوصیات فیزیكی به پلیمر های پلی استیلن و پلی پروپیلن شبیه هستند. بیوپلیمر های میكروبی در طبیعت به عنوان تركیبات داخل سلولی میكروب ها یافت می شوند و بیشتر زمانی كه باكتری ها در شرایط نامساعد محیطی قرار می گیرند، اقدام به تولید این مواد می كنند. این مواد در حالت طبیعی به عنوان یك منبع انرژی راحت و در دسترس عمل می كنند.
همچنین هنگامی كه محیط اطراف باكتری غنی از كربن باشد و از نظر دیگر مواد غذایی مورد استفاده باكتری دچار كمبود باشد، باكتری اقدام به ساخت بیوپلیمر های یادشده می كند. باكتری ها برای ساختن بیوپلیمر های PHA و PHB از واكنش های تخمیری استفاده می كنند كه در این واكنش ها نیز ازمواد خام گوناگونی استفاده می شود. PHB به وسیله یك باكتری به نام استافیلوكوكوس اپیدرمیس ساخته می شود كه روی تفاله های حاصل از واكنش های روغن گیری دانه های كنجد رشد می كند و این بیوپلیمر را می سازد.
PHB در درون سیتوپلاسم باكتری به صورت دانه های ذخیره ای (اینكلوژن بادی) ذخیره می شود كه این مواد را به وسیله سانتریفیوژ و واكنش های شست وشوی چند مرحله ای می توان استخراج و خالص سازی و ازآن استفاده كرد.در یك نتیجه گیری كلی در مورد استفاده از بیوپلیمر ها به جای پلاستیك ها و پلیمر های نفتی می توان گفت كه با توجه به ماهیت و خصوصیات بیوپلیمر ها كه مواد تجدید شونده و قابل برگشت به محیط زیست و یا به عبارتی دوست محیط زیست هستند، استفاده از آنها كاری معقول و اقتصادی خواهد بود. از سوی دیگر، با توجه به قیمت بالای نفت خام و محدود بودن منابع آن، استفاده از آن برای تولید مواد پلاستیكی كه هم آلوده كننده محیط زیست است و هم در جامعه ما ارزش چندانی ندارد، كاری غیر اقتصادی است. پس امید می رود با توجه به سرعت روز افزون علم در زمینه مواد بیوپلیمری در بیشتر كشورها، دركشور ما نیز به این مقوله توجه بیشتری شود و با جانشین كردن مواد بیوپلیمری با پلیمر های نفتی، طلای سیاه را برای آیندگان به میراث بگذاریم.
منبع : http://www.irche.com/article/bio_polymer.asp
بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.
پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.
در روند طبیعی، بیوپلیمر ها و یا همان ماكرومولكول ها، تركیبات داخل سلولی هستند كه قابلیت زنده ماندن را به ارگانیسم در شرایط سخت محیطی می دهند.مواد بیوپلیمری در شكل های گوناگونی توسعه یافته اند؛ بنابراین ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون را دارند. توسعه مواد بیوپلیمری به چنددلیل اهمیت دارد. اول این كه این مواد بر خلاف پلیمر های امروزی كه از مواد نفتی به دست می آیند، به محیط زیست برگشت پذیر هستند؛ بنابراین موادآلوده كننده محیط زیست به شمار نمی آیند. در این خصوص مواد بیوپلیمری در ساخت پلاستیك ها به دو صورت استفاده قرار می شوند.
اول استفاده از پلاستیک هایی كه درآنها یک ماده تخریب پذیر(مانند نشاسته) به یک پلاستیک متداول (مانندپلی اتیلن) اضافه می شود، درنتیجه این ماده به افزایش سرعت تخریب پلاستیک کمک می کند. این مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با آن که کمک زیادی به کاهش زباله های پلاستیکی کرده اند، اما به دلیل این که در آنها از همان پلاستیک های متداول تخریب ناپذیر استفاده می شود و استفاده از مقدار زیادی مواد تخریب پذیر در پلاستیک ویژگی آن را تضعیف می کند، موقعیت چندان محکمی ندارند.
دوم استفاده از پلاستیک های تخریب پذیر ذاتی است که به دلیل ساختمان شیمیایی خاص به وسیله باکتری ها، آب یا آنزیم ها در طبیعت تخریب می شوند و خیلی سریع تر از نوع اول به محیط زیست بر می گردند، دردرجه دوم اهمیت مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته می شوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیك قرار می گیرند، پس هیچ گاه منابع آن محدود و تمام شدنی نیست، در حالی كه مواد پلیمری و پلاستیكی امروزی از سوخت های فسیلی ساخته می شود كه منابع آن محدود و تمام شدنی است. هر چند این منابع در حال حاضر و به ویژه در كشور ما به وفور یافت می شوند، ولی روزی تمام خواهند شد. سومین مزیت بیوپلیمر ها، اقتصادی بودن این مواد است، زیرا تولید بیوپلیمر نیاز زیادی به كارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امكانات می توان به تولید آن مبادرت ورزید. همچنین قیمت بالای نفت خام، كشور ها را به سوی استفاده از این مواد سوق داده است.
هر چند امروزه برای کاربردهای بسیار خاص مانند نخ بخیه جراحی(نخ بخیه حل شونده) به کار می روند، ولی دیری نخواهد پایید كه به استفاده گسترده از این پلیمر ها توجه خواهد شد. سه گروه از موجودات زنده می توانند بیوپلیمرها را تولید كنند كه عبارتند از:گیاهان، جانوران و میكروارگانیسم ها كه از این میان گیاهان و میكروارگانیسم ها اهمیت بیشتری دارند.
گیاهان تولیدكننده
بیشترین تحقیقات بیوپلیمری روی مهندسی ژنتیك گیاهان تولیدكننده فیبر مانند كتان، كنف و ... متمركز شده است. به عبارت دیگر، توسعه واكنش های مولكولی درون سلولی گیاهان كه به تولید مواد بیوپلیمری منجر می شود، مورد توجه مهندسان ژنتیك و بیوتكنولوژی قرار گرفته است. مواد بیوپلیمری كه در سلول های گیاهی ساخته می شود، بیشتر از جنس پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. این ماده از نظر خصوصیات فیزیكی و مكانیكی بسیار شبیه پلی پروپیلن حاصل از مواد نفتی است. امروزه با همسانه سازی كردن ژن تولید كننده پلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات در گیاهان معمولی كه قابلیت تولید بیوپلیمر را ندارند، توانسته اند این محصول پلیمری را به طور انبوه تولید كنند. گیاهان، نیشكر، یونجه، درخت خردل و ذرت برای تولید این بیوپلیمر از طریق مهندسی ژنتیك انتخاب شده اند كه ژن تولید كننده این پلیمر به داخل ژنوم این گیاهان وارد می شود و گیاه یادشده را به ساختن بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات قادرمی سازد.
ارگانیه های تولیدكننده بیوپلیمر ها
درحدود ۸۰ سال قبل برای نخستین بار بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات از باكتری باسیلوس مگاتریوم جدا سازی شد. ازآن پس دانشمندان بیوپلیمر به دنبال یافتن راه هایی هستند كه تولیدات بیوپلیمری باكتریایی را توسعه دهند و به صورت تجاری درآورند.
بیوپلیمر هایی كه سلول های باكتریایی قادر به تولید آن هستند و از آنها جداسازی شده اند، عبارتند از: پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA)، پلی لاكتیك اسید (PLA) و پلی هیدروكسی بوتیرات (PHA). این بیوپلیمر ها از نظر خصوصیات فیزیكی به پلیمر های پلی استیلن و پلی پروپیلن شبیه هستند. بیوپلیمر های میكروبی در طبیعت به عنوان تركیبات داخل سلولی میكروب ها یافت می شوند و بیشتر زمانی كه باكتری ها در شرایط نامساعد محیطی قرار می گیرند، اقدام به تولید این مواد می كنند. این مواد در حالت طبیعی به عنوان یك منبع انرژی راحت و در دسترس عمل می كنند.
همچنین هنگامی كه محیط اطراف باكتری غنی از كربن باشد و از نظر دیگر مواد غذایی مورد استفاده باكتری دچار كمبود باشد، باكتری اقدام به ساخت بیوپلیمر های یادشده می كند. باكتری ها برای ساختن بیوپلیمر های PHA و PHB از واكنش های تخمیری استفاده می كنند كه در این واكنش ها نیز ازمواد خام گوناگونی استفاده می شود. PHB به وسیله یك باكتری به نام استافیلوكوكوس اپیدرمیس ساخته می شود كه روی تفاله های حاصل از واكنش های روغن گیری دانه های كنجد رشد می كند و این بیوپلیمر را می سازد.
PHB در درون سیتوپلاسم باكتری به صورت دانه های ذخیره ای (اینكلوژن بادی) ذخیره می شود كه این مواد را به وسیله سانتریفیوژ و واكنش های شست وشوی چند مرحله ای می توان استخراج و خالص سازی و ازآن استفاده كرد.در یك نتیجه گیری كلی در مورد استفاده از بیوپلیمر ها به جای پلاستیك ها و پلیمر های نفتی می توان گفت كه با توجه به ماهیت و خصوصیات بیوپلیمر ها كه مواد تجدید شونده و قابل برگشت به محیط زیست و یا به عبارتی دوست محیط زیست هستند، استفاده از آنها كاری معقول و اقتصادی خواهد بود. از سوی دیگر، با توجه به قیمت بالای نفت خام و محدود بودن منابع آن، استفاده از آن برای تولید مواد پلاستیكی كه هم آلوده كننده محیط زیست است و هم در جامعه ما ارزش چندانی ندارد، كاری غیر اقتصادی است. پس امید می رود با توجه به سرعت روز افزون علم در زمینه مواد بیوپلیمری در بیشتر كشورها، دركشور ما نیز به این مقوله توجه بیشتری شود و با جانشین كردن مواد بیوپلیمری با پلیمر های نفتی، طلای سیاه را برای آیندگان به میراث بگذاریم.
منبع : http://www.irche.com/article/bio_polymer.asp
+ نوشته شده در ساعت توسط آرمین کاتوزیان
|
ضخامت سنج هاي ماوراء صوت ( Ultrasonic ) براي اندازه گيري ضخامت مواد از يك سمت آنها، استفاده مي شوند . اولين ضخامت سنج تجاري ، از اصول كاري ردياب هاي صوتي
( Sonar ) پيروي مي كرد ، كه در سال 1940 معرفي شد . وسيله هاي كوچك قابل حمل كه تنوع در كاربرد داشتند از 1970 متداول شدند. اخيرا پيشرفت در تكنولوژي ميكروپروسسورها منجر به مرحله جديدي از عملكرد پيچيده و كاربرد آسان اين وسيله ها شده است. كار تمامي سنجه هاي ماوراء صوت بر پايه اندازه گيري بازه زماني عبور پالس هاي فركانس صوتي از ميان ماده مورد آزمايش است . فركانس يا گام اين پالس هاي صوتي فراتر از حد شنوايي انسان است ، به طور كلي يك تا بيست ميليون سيكل در ثانيه ، در مقابل براي گوش انسان حد ، بيست هزار است . اين امواج فركانس بالا توسط وسيله اي توليد و دريافت مي شوند كه مبدل ماوراء صوت ناميده مي شود ؛ كه انرژي الكتريكي را به لرزش هاي مكانيكي تبديل مي كند و بلعكس .
امواج ماوراء صوت بكار رفته در آزمايشات صنعتي به خوبي نمي توانند از ميان هوا عبور كنند ؛ به همين دليل از يك جفت واسط مثل پروپيلن گليكول ؛ گليسرين ، آب يا نفت استفاده مي شود كه اغلب بين مبدل و قطعه قرار مي گيرد. بيشتر سنجه هاي ماوراء صوت از روش " ضربه - انعكاس " براي اندازه گيري استفاده مي كنند . امواج صوتي توليد شده توسط مبدل ، وارد قطعه شده و از بخش ديگر منعكس مي شوند و به مبدل بازمي گردند . سنجه ، بازه زماني بين پالس مرجع يا اوليه را با انعكاس آن با دقت اندازه گيري مي كند. به طور نمونه اين بازه زماني تنها يك ميليونيم ثانيه است. اگر سنجه با سرعت صوت در آن نمونه برنامه ريزي شده باشد ، مي توان ضخامت را بوسيله روابط ساده رياضي از روي اين بازه زماني محاسبه كرد.
نكته مهم اين است كه سرعت صوت در ماده مورد آزمايش يك بخش ضروري از اين محاسبه است .در مواد متفاوت سرعت انتقال صوت نيز متفاوت است ، و سرعت صوت به طور قابل توجهي با دما تغيير خواهد كرد . بنابر اين ضروري است كه ابزار ماوراء صوت با توجه به سرعت صوت در ماده مورد آزمايش كاليبره شود و دقت اندازه گيري وابسته به اين كاليبراسيون است .
حقيقتا هر ماده مهندسي را مي توان بدين وسيله اندازه گيري كرد . ضخامت سنج ماوراء صوت را مي توان طوري تنظيم كرد كه بتوان فلزات ، پلاستيك ، سراميك ها ، كامپوزيت ها ، اپوكسي ها و شيشه را اندازه گيري كند. همچنين نمونه هاي بيولوژيك و مايع را نيز ميتوان اندازه گيري كرد . موادي كه براي سنجه هاي متداول ، مناسب نيستند شامل چوب ، كاغذ ، بتن و فوم است . اندازه گيري آنلاين يا همزمان پلاستيك هاي اكسترود شده يا فلزات نورد شده ، همچنين اندازه گيري لايه ها يا پوشش در مواد چند لايه نيز ممكن است.
يك ضخامت سنج ماوراء صوت عموما شامل يك مدار گيرنده و فرستنده ، كنترل كننده و زمان سنج منطقي ، مدار محاسباتي ، مدار نمايش گر و يك تامين كننده نيرو است. پالسر، تحت كنترل يك ميكروپروسسور، يك پالس محرك را به مبدل مي فرستد . پالس ماوراء صوت بوسيله مبدل كه به نمونه تست متصل شده ، توليد مي شود. انعكاس ها از انتها يا داخل سطح نمونه بوسيله مبدل دريافت و به سيگنال هاي الكتريكي تبديل مي شوند . و يك آمپليفاير دريافت كننده را تغذيه مي كنند براي آناليز كردن. ميكرو پروسسور كنترل كننده و مدارهاي زمان سنج منطقي پالس را منطبق كرده و و سيگنال هاي انعكاسي مناسب را براي اندازه گيري بازه زماني انتخاب مي كنند . وقتي كه انعكاس ها دريافت مي شوند ، مدار زمان سنجي ، يك بازه برابر با رفت و برگشت پالس صوتي در نمونه تست را بدقت اندازه خواهد گرفت . اغلب اين پروسه چندين بار تكرار شده تا يك مقدار متوسط و پايدار بدست آيد.
سپس ميكروپروسسور اين بازه زماني را همراه با سرعت صوت و داده هاي ذخيره شده در حافظه دستگاه بكار مي برد تا ضخامت را اندازه گيري كند. اين ضخامت سپس نمايش داده شده و به طور متناوب آپديت مي شود . ضخامت خوانده شده همچنين ممكن است در حافظه بيروني ذخيره شود يا به پرينتر انتقال پيدا كند . اغلب ضخامت سنج هاي ماوراء صوت يكي از چهار نوع زير هستند : مبدل - تماسي ، خط تاخيري ؛ شناور و دوجزئي ؛ كه هركدام مزايا و معايب خود را دارند .
مبدل تماسي :
ضخامت سنج هايي كه از مبدل با تماس مستقيم استفاده مي كنند به طور كلي در اجرا ساده هستند و به طور گسترده اي در اندازه گيري هاي صنعتي بكار مي روند .بازه هاي زماني عبارت اند از پالس هاي القايي اوليه تا اولين انعكاس منهاي فاكتور تصحيح كننده اي كه حساب ضخامت از سطح ابزار مبدل را دارد و لايه كوپل شده ، همچنين تاخير الكتريكي در ابزار سنجش . به طور ضمني مبدل تماسي بكار گرفته مي شود در تماس مستقيم با قطعه مورد تست .مبدل هاي تماسي براي كاربرد هاي سنجش بجز موارد زير توصيه مي شوند .
مبدل خط تاخيري:
مبدل هاي خط تاخيري از يك سيلندر پلاستيك ، اپوكسي يا سيليكا جوش خورده تشكيل شده اند و به عنوان خط تاخيري بين جزء مبدل و قطعه كار شناخته مي شوند .يك دليل عمده براي استفاده از مبدل خط تاخيري جدا كردن انعكاس ها از پالس هاي محرك در ماده نازك مورد اندازه گيري هست . به عنوان يك موج بر ، خط تاخيري همچنين مي تواند امواج را به قطعه اي كه بسيار داغ است بفرستد تا اندازه گيري بوسيله مبدل تماسي حساس به گرما انجام شود . خط تاخيري را مي توان طوري شكل داد كه به راحتي با سطوح منحني و فضاهاي محدود كوپل شود . زمان بندي انعكاس ها در كاربردهاي خط تاخيري ممكن است يكي ازاين دوحالت باشد .انتهاي خط تاخيري به ابتداي انعكاس ديواره پشتي يا بين انعكاس هاي موفق ديواره . اين نوع زمان سنجي دقت اندازه گيري مواد نازك را بهبود مي بخشد و يا دقت اندازه گيري بيشتر از روش تماسي براي كاربردهاي ويژه است .
مبدل شناور :
مبدل هاي شناور يك ستون آب را براي انتقال انرژي صوتي به داخل قطعه بكار مي برند . آنها را مي توان بكار برد براي اندازه گيري آنلاين توليدات متحرك ، براي اسكن و يا اندازه گيري چرخشي ، يا بهينه سازي در شعاع هاي تيز و شيارها . نوع زمان سنجي مشابه نوع تاخير خطي است .
مبدل دو جزئي :
مبدل هاي دو جزئي اصولا براي اندازه گيري سطوح زبر و خشن مورد استفاده قرار مي گيرند .در آنها مبدل فرستنده و گيرنده جدا از هم هستند كه هر دو روي يك خط تاخيري سوار شده اند در يك زاويه متغيير براي تمركز انرژي يك فاصله انتخاب شده در زير سطح قطعه . همچنين دقت عمل اين نوع كمتر از انواع ديگر است . آنها فقط براي كاربردهاي زبر و خشن طراحي شده اند.
نتيجه گيري : براي هر كاربرد ضخامت سنج ماوراء صوت ، انتخاب سنجه و مبدل وابسته به نوع ماده ، رنج ضخامت ، دقت مورد نياز ، دما و هندسه و ديگر شرايط خاص است .
( Sonar ) پيروي مي كرد ، كه در سال 1940 معرفي شد . وسيله هاي كوچك قابل حمل كه تنوع در كاربرد داشتند از 1970 متداول شدند. اخيرا پيشرفت در تكنولوژي ميكروپروسسورها منجر به مرحله جديدي از عملكرد پيچيده و كاربرد آسان اين وسيله ها شده است. كار تمامي سنجه هاي ماوراء صوت بر پايه اندازه گيري بازه زماني عبور پالس هاي فركانس صوتي از ميان ماده مورد آزمايش است . فركانس يا گام اين پالس هاي صوتي فراتر از حد شنوايي انسان است ، به طور كلي يك تا بيست ميليون سيكل در ثانيه ، در مقابل براي گوش انسان حد ، بيست هزار است . اين امواج فركانس بالا توسط وسيله اي توليد و دريافت مي شوند كه مبدل ماوراء صوت ناميده مي شود ؛ كه انرژي الكتريكي را به لرزش هاي مكانيكي تبديل مي كند و بلعكس .
امواج ماوراء صوت بكار رفته در آزمايشات صنعتي به خوبي نمي توانند از ميان هوا عبور كنند ؛ به همين دليل از يك جفت واسط مثل پروپيلن گليكول ؛ گليسرين ، آب يا نفت استفاده مي شود كه اغلب بين مبدل و قطعه قرار مي گيرد. بيشتر سنجه هاي ماوراء صوت از روش " ضربه - انعكاس " براي اندازه گيري استفاده مي كنند . امواج صوتي توليد شده توسط مبدل ، وارد قطعه شده و از بخش ديگر منعكس مي شوند و به مبدل بازمي گردند . سنجه ، بازه زماني بين پالس مرجع يا اوليه را با انعكاس آن با دقت اندازه گيري مي كند. به طور نمونه اين بازه زماني تنها يك ميليونيم ثانيه است. اگر سنجه با سرعت صوت در آن نمونه برنامه ريزي شده باشد ، مي توان ضخامت را بوسيله روابط ساده رياضي از روي اين بازه زماني محاسبه كرد.
t = VT/2
ضخامت قطعه = t
سرعت صوت در آن ماده = V
زمان رفت و برگشت اندازه گيري شده = T
ضخامت قطعه = t
سرعت صوت در آن ماده = V
زمان رفت و برگشت اندازه گيري شده = T
نكته مهم اين است كه سرعت صوت در ماده مورد آزمايش يك بخش ضروري از اين محاسبه است .در مواد متفاوت سرعت انتقال صوت نيز متفاوت است ، و سرعت صوت به طور قابل توجهي با دما تغيير خواهد كرد . بنابر اين ضروري است كه ابزار ماوراء صوت با توجه به سرعت صوت در ماده مورد آزمايش كاليبره شود و دقت اندازه گيري وابسته به اين كاليبراسيون است .
حقيقتا هر ماده مهندسي را مي توان بدين وسيله اندازه گيري كرد . ضخامت سنج ماوراء صوت را مي توان طوري تنظيم كرد كه بتوان فلزات ، پلاستيك ، سراميك ها ، كامپوزيت ها ، اپوكسي ها و شيشه را اندازه گيري كند. همچنين نمونه هاي بيولوژيك و مايع را نيز ميتوان اندازه گيري كرد . موادي كه براي سنجه هاي متداول ، مناسب نيستند شامل چوب ، كاغذ ، بتن و فوم است . اندازه گيري آنلاين يا همزمان پلاستيك هاي اكسترود شده يا فلزات نورد شده ، همچنين اندازه گيري لايه ها يا پوشش در مواد چند لايه نيز ممكن است.
يك ضخامت سنج ماوراء صوت عموما شامل يك مدار گيرنده و فرستنده ، كنترل كننده و زمان سنج منطقي ، مدار محاسباتي ، مدار نمايش گر و يك تامين كننده نيرو است. پالسر، تحت كنترل يك ميكروپروسسور، يك پالس محرك را به مبدل مي فرستد . پالس ماوراء صوت بوسيله مبدل كه به نمونه تست متصل شده ، توليد مي شود. انعكاس ها از انتها يا داخل سطح نمونه بوسيله مبدل دريافت و به سيگنال هاي الكتريكي تبديل مي شوند . و يك آمپليفاير دريافت كننده را تغذيه مي كنند براي آناليز كردن. ميكرو پروسسور كنترل كننده و مدارهاي زمان سنج منطقي پالس را منطبق كرده و و سيگنال هاي انعكاسي مناسب را براي اندازه گيري بازه زماني انتخاب مي كنند . وقتي كه انعكاس ها دريافت مي شوند ، مدار زمان سنجي ، يك بازه برابر با رفت و برگشت پالس صوتي در نمونه تست را بدقت اندازه خواهد گرفت . اغلب اين پروسه چندين بار تكرار شده تا يك مقدار متوسط و پايدار بدست آيد.
سپس ميكروپروسسور اين بازه زماني را همراه با سرعت صوت و داده هاي ذخيره شده در حافظه دستگاه بكار مي برد تا ضخامت را اندازه گيري كند. اين ضخامت سپس نمايش داده شده و به طور متناوب آپديت مي شود . ضخامت خوانده شده همچنين ممكن است در حافظه بيروني ذخيره شود يا به پرينتر انتقال پيدا كند . اغلب ضخامت سنج هاي ماوراء صوت يكي از چهار نوع زير هستند : مبدل - تماسي ، خط تاخيري ؛ شناور و دوجزئي ؛ كه هركدام مزايا و معايب خود را دارند .
مبدل تماسي :
ضخامت سنج هايي كه از مبدل با تماس مستقيم استفاده مي كنند به طور كلي در اجرا ساده هستند و به طور گسترده اي در اندازه گيري هاي صنعتي بكار مي روند .بازه هاي زماني عبارت اند از پالس هاي القايي اوليه تا اولين انعكاس منهاي فاكتور تصحيح كننده اي كه حساب ضخامت از سطح ابزار مبدل را دارد و لايه كوپل شده ، همچنين تاخير الكتريكي در ابزار سنجش . به طور ضمني مبدل تماسي بكار گرفته مي شود در تماس مستقيم با قطعه مورد تست .مبدل هاي تماسي براي كاربرد هاي سنجش بجز موارد زير توصيه مي شوند .
مبدل خط تاخيري:
مبدل هاي خط تاخيري از يك سيلندر پلاستيك ، اپوكسي يا سيليكا جوش خورده تشكيل شده اند و به عنوان خط تاخيري بين جزء مبدل و قطعه كار شناخته مي شوند .يك دليل عمده براي استفاده از مبدل خط تاخيري جدا كردن انعكاس ها از پالس هاي محرك در ماده نازك مورد اندازه گيري هست . به عنوان يك موج بر ، خط تاخيري همچنين مي تواند امواج را به قطعه اي كه بسيار داغ است بفرستد تا اندازه گيري بوسيله مبدل تماسي حساس به گرما انجام شود . خط تاخيري را مي توان طوري شكل داد كه به راحتي با سطوح منحني و فضاهاي محدود كوپل شود . زمان بندي انعكاس ها در كاربردهاي خط تاخيري ممكن است يكي ازاين دوحالت باشد .انتهاي خط تاخيري به ابتداي انعكاس ديواره پشتي يا بين انعكاس هاي موفق ديواره . اين نوع زمان سنجي دقت اندازه گيري مواد نازك را بهبود مي بخشد و يا دقت اندازه گيري بيشتر از روش تماسي براي كاربردهاي ويژه است .
مبدل شناور :
مبدل هاي شناور يك ستون آب را براي انتقال انرژي صوتي به داخل قطعه بكار مي برند . آنها را مي توان بكار برد براي اندازه گيري آنلاين توليدات متحرك ، براي اسكن و يا اندازه گيري چرخشي ، يا بهينه سازي در شعاع هاي تيز و شيارها . نوع زمان سنجي مشابه نوع تاخير خطي است .
مبدل دو جزئي :
مبدل هاي دو جزئي اصولا براي اندازه گيري سطوح زبر و خشن مورد استفاده قرار مي گيرند .در آنها مبدل فرستنده و گيرنده جدا از هم هستند كه هر دو روي يك خط تاخيري سوار شده اند در يك زاويه متغيير براي تمركز انرژي يك فاصله انتخاب شده در زير سطح قطعه . همچنين دقت عمل اين نوع كمتر از انواع ديگر است . آنها فقط براي كاربردهاي زبر و خشن طراحي شده اند.
نتيجه گيري : براي هر كاربرد ضخامت سنج ماوراء صوت ، انتخاب سنجه و مبدل وابسته به نوع ماده ، رنج ضخامت ، دقت مورد نياز ، دما و هندسه و ديگر شرايط خاص است .
+ نوشته شده در ساعت توسط آرمین کاتوزیان
|
