وبلاگ

:
«میکروفلوئید» حوزه اس از سامانه های میکرو الکترومکانیکی است که با رفتار، کنترل دقیق و کاربرد سیالات در مقیاس حجمی میکرو و نانو سروکار دارد.
پژوهش در زمینه افزاره های میکروفلوئیدی اخیراً با رشد بسیار سریعی روبرو شده است. این افزاره ها، کاربردهای متنوعی در صنعت یافته اند و پیش بینی می شود که این رشد برای سال های آتی نیز ادامه داشته باشد. سامانه های میکروفلوئیدی از اجزای مختلفی ساخته می شوند، برخی از این اجزا عبارتند از: میکروپمپ ها، میکروکانال ها، میکرومخلوط کننده ها، میکروحسگرها، مخازن سیالات و دریچه ها که معمولاً در مقیاس میکرونی ساخته می شوند.

میکروکانال های توزیع سیال (لوله های مویین) برای عبور سیال در شاخه های مختلف سامانه های میکروفلوئیدی استفاده می شوند و کاربردهای وسیعی یافته اند. جریان سیال در این کانال ها بین چندصد نانولیتر تا چند میکرولیتر بر دقیقه می باشد. دو کانال را می توان به گونه ای ایجاد نمود که باهم ارتباط داشته باشند. این نوع کانال ها معمولاً طولی در حدود چندصد میکرون تا چند ده میلیمتر و عمق و عرضی به ترتیب در حدود 2 تا 100 میکرون دارند.
سامانه هایی که از اجزای فوق ساخته می شوند اصولاً سطحی حدود چند سانتیمتر مربع اشغال می کنند. سامانه های میکروفلوئیدی در زمینه های متنوعی کاربرد یافته اند. که از آن جمله می توان به صنایع داروسازی، تحلیل شیمیایی، حسگرهای شیمیایی و بیوپزشکی، انتقال دارو، جداسازی مولکولی نظیر تحلیل دی ان ای، تقویت، تعیین توالی یا سنتز نوکلئیک اسیدها اشاره نمود. این سامانه ها، همچنین بخش مهمی از سامانه های کنترل دقیق در خودروهای مدرن محسوب می شوند و انتظار می رود که در صنایع هوافضا، صنایع تغذیه و صنایع نیمه هادی کاربردهای جدیدی پیدا کنند. مزایای اصلی استفاده از سامانه های میکروفلوئیدی در تراشه های Lab-on-a-chip، راندمان بالا، قابلیت مجتمع سازی، تولید انبوه، کم شدن زمان لازم برای انجام واکنش و امکان انجام عملیات موازی می باشند. در این پایان نامه به بررسی عملکرد انواع مختلفی از افزاره های میکروفلوئیدی با روش های مختلف مدل سازی می پردازیم.

:
با توجه به اهمیت سیستم های کنترل و قرائت از راه دور، امروزه از روش های مختلفی برای این منظور استفاده می شود. علاوه بر روش کنترل و قرائت از طریق اینترنت، روش های دیگری نیز برای این منظور وجود دارد که در فصل دوم به آنها اشاره شده است. دستگاه THC برای پیاده سازی سیستم کنترل از طریق تلفن، طراحی و ساخته شده است که طریقه عملکرد، نقشه داخلی و نقشه سیستم کنترل در قسمت ضمیمه I آورده شده است. همچنین در این فصل ی گذرا به سیستم های الکترونیکی که دارای واسط Modbus جاسازی شده می باشند و همچنین در مورد واسط DDE که یک واسط نرم افزاری برای پیاده سازی سیستم کنترل و قرائت می باشد انداخته شده است.

برای پیاده سازی واقعی سیستم، نیاز به یک PLC که دارای قابلیت پشتیبانی واسط نرم افزاری مانند DDE است، می باشد که FATEK دارای این قابلیت می باشد. امکانات این PLC در فصل سوم به طور کلی آورده شده است و در ارتباط با ویژگی های شبکه ای این سیستم و

 بخصوص ماژول اترنت که نقش اصلی در طراحی سیستم نهائی این پروژه را ایفا می کند، به طور نسبتاً مفصل مطالبی آورده شده است.

همچنین برای پیاده سازی نهائی سیستم، نیاز به معرفی یک فرایند می باشد. فرآیندی که محیط نرم افزاری برای آن طراحی شده است فرآیند ساختمان به طور عام و فرآیند سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع به طور خاص می باشد. برای طراحی سیستم کنترل، نیاز به شناخت کامل از فرآیند می باشد. صنعت تهویه مطبوع دارای ابعاد و کاربردهای بسیار وسیعی می باشد که در فصل چهارم به طور مختصر به آن پرداخته شده است.
فصل پنجم در ارتباط با طراحی سیستم سخت افزاری کنترل می باشد. در این فصل تعداد ورودی و خروجی مورد نیاز هر PLC برای پیاده سازی سیستم های تهویه مطبوع و اتوماسیون ساختمان با کاربردهای مختلف و همچنین نرم افزار دیاگرام نردانی PLC برای سیستمی که در این پروژه در نهایت اجرا گردیده است، آورده شده است.
فصل ششم به چگونگی طراحی محیط نرم افزاری HMI بر مبنای وب پرداخته شده است. در محیط طراحی شده از نرم افزارهای SQL Server و Visual Studio 2005 و ASP.net و Flash و #C استفاده گردیده است. در این فصل کلیه صفحات طراحی شده آورده شده است.
در فصل هفتم جمع بندی مطالب به همراه پیشنهادات توسعه طرح، آورده شده است.

:
تاریخچه رنگهای طبیعی به زمان باستان بر می گردد . در آن دوران از گیاهان رنگی به جهت خود آرائی و رنگ ر زی وسایل استفاده می شد . با توجه به سوابق این رنگ ها برآن شدیم که به بررسی خواص رفتاری این رنگها بپردازی م . البته در این پروژه هدف کلی بر روی دو رنگزای حنا و پوست گردو متمرکز شده و نتایج رنگرزی بررسی و حدود نقطه تعادل این دو رنگزا به دست آورده شده است . در برگ درخت گردو مواد مختلفی از جمله ایندوزیت ، اسید آلاژیک ، اسید گالیک و مقداری پارافین و اسید موسیتانیک و تانن و غیره وجود دارد. پوست گردو نیز دارای رنگینه به نام جاگلون می باشد که متعلق به خانواده نفتاکینون هاست . حنا نیز دارای ترکیبات شیمیائی همانندتانن، اسید گالیک ، ازت ، مواد چرب و اسانس می باشد . ماده رنگی حنا به نام لاوسون از خانواده نفتاکینون هاست که علاوه بر خاصیت ضد میکروبی و خواص دارویی نیز دارد.

دندانه در اصطلاح به معنی اضافه کردن موادی برای تثبیت و رنگ پذیری بیشتر الیاف است . اسانس مواد از نظر شیمیائی باید قابلیت حل شدن به ماده رنگی را داشته باشد . طرز عمل این املاح این گونه است که با به وجود آوردن فرج با خراش بر روی سطح الیاف باعث نفوذ بیشتر رنگ به داخل الیاف می شو د . رنگهای طبیعی به دو گونه بر روی الیاف بدون دندانه عمل می کند . برخی کاملاً جذب لیف نمی شوند و برخی به صورت سطحی جذب می شوند که از ثبات کمتری برخوردارند . به همین جهت در رنگرزی با رنگزاهای حتماً باید دندانه دادن را اعمال نمایند . در این پروژه از دندانه زاج سفید به دلیل بی رنگ بودن استفاده شده و در نهایت کالا با رنگزای حنا و پوست گردو رنگرزی شده است .جهت به دست آوردن ایزوترمهای جذب از پسابهای رنگرزی که در دستگاه اسپکتروفتومتری قرار داده و اعداد ضبط شده و نمودارهای Ds برحسب Df رسم شده است سپس ایزوترم جذب به دست آمده با ایزوترم های جذب معمول مقایسه و مطابق آنها با یکی از

 ایزوترم های جذب بررسی شده است.

فصل اول
کلیات
1-1) هدف تحقیق:
انجام این پروژه بررسی ایزوترم جذب رنگزاهای طبیعی حنا و پوشت گرود بر روی کالای پشمی بوده است.
1-2) پیشینه تحقیق:
طی بررسی انجام شده افراد بسیاری در زمینه رنگزاهای طبیعی تحقیق کرده اند که کلیه نتایج در حین پروژه بیان شده است . اما بر روی ایروترومهای جذب حنا و پوست گردو تحقیقی صورت نگرفته است.
1-3) روش کار و تحقیق:
ابتدا به بررسی رنگهای طبیعی و ساختار آنها پرداخته و سپس به داندانه دار کردن و رنگرزی کالا اشاره کردیم در نهایت از روس پساب های رنگرزی ایزوترم جذب بررسی گردید.

سطوح غیر مرطوب شونده با زاویه تماس آب (WCA) بالا و قابلیت لغزاندن قطره به صورت آسان که سوپر آبگریز یا اولترا آبگریز خوانده می شوند، توجه فوق العاده ای را در سال های اخیر به خود جلب کرده اند. انتشارات جدیدی در این سال ها چاپ شده که راه های تازه ای برای تهیه این سطوح را به اثبات رسانده اند و از کاربرد این سطوح در driven work (به منظور ساخت سطوح خود پاک کننده نیرومند) تا مطالعات مدلسازی دقیق سطوح الگو را در برمی گیرد و به دنبال فهم رابطه بین مورفولوژی سطح و مرطوب شوندگی و غلتش قطره است. سطوح بسیاری در طبیعت دارای خاصیت آبگریزی و خود پاک کنندگی هستند. بعضی از این نمونه ها عبارتند از:
بال های پروانه و برگ گیاهانی چون Cabbage و Indian cress، بعضی گیاهان هرز مانند (Vlex eurqeaus) grose که در نیوزلند رشد می کند و بسیاری از علف های هرز متداول که دارای برگ هایی با سطوح واکسی هستند و مرطوب شوندگی آنها به وسیله علف کش ها با پایه آبی دچار مشکلات عدیده است. سوپر مرطوب کننده قوی سیل اکسان به خاطر داشتن قابلیت چشمگیر در مرطوب سازی این سطوح سخت مرطوب شونده و همچنین افزایش تاثیر علف کش، توسعه یافته اند.
بهترین نمونه شناخته شده در مورد سطوح خود پاک کننده آبگریز برگ های گیاه لوتوس (Nelumbo nucifera) است. میکروسکوپ الکترونی، برجستگی هایی حدود nm40-20  را روی برگهای لوتوس نشان می دهد که هریک جداگانه با سطحی با زبری کمتر، از کریستالوئیدهای epicuticular پوشش داده شده است. تعداد زیادی از مطالعات این موضوع تاکید کرده است که ترکیب زبری های میکرومتری و نانومتری در یک ماده با انرژی سطح پایین، منجر به ایجاد زاویه تماس ظاهری آب بیشتر از 150 درجه سانتیگراد، زاویه غلتش (Sliding angle) کم و اثرات خود پاک کنندگی می شود. سطوح با این خاصیت ها سوپر آبگریز خوانده می شوند.
با این حال بعضی نمونه های طبیعی (بال های بعضی حشرات) زبری با دو مقیاس را نشان نمی دهد و مطالعات زیادی که در آنها سطوح نانو ساختاری تهیه شده، زوایای غلتش کوچکی را یافته اند که پرسش لزوم وجود مقیاس طولی دو گانه را به ذهن می آورد.

از زمانی که گروهی در Kao برای اولین بار سطوح سوپر آبگریز مصنوعی را در میانه دهه 1990 ساختند، تعداد زیادی از راه های ماهرانه

 جهت تولید سطوح زبر با خاصیت سوپر آبگریزی، گزارش شده است. علاوه بر دفع آب، خواص دیگری مانند شفافیت و رنگ، غیر ایزوتروپیک بودن، بازگشت پذیری و قابلیت تنفس در مقوله سطوح سوپر آبگریز وارد شده است. هدف این بحث، آشنا کردن خوانندگان با وضعیت مطالعات در مورد سطوح سوپرآبگریز است که عمدتا روی انتشارات صورت گرفته در چند سال گذشته تمرکز دارد. مقاله های مفیدی اخیرا توسط Nakajima و همکارانش و همچنین Sun و همکارانش چاپ شده است. Quere بر روی شیمی سطوح نچسب ذکر شده در مقالات ابتدایی Cassie و Baxter، تا مقالات کنونی بحث کرده است.

قبل از اینکه وارد جزئیات شویم، بهتر است یادآور شویم که گیاه لوتوس زاویه تماس آب ظاهری را بیشتر از 160 درجه سانتیگراد و زاویه غلتش را با استفاده از کریستال های واکسی پارافینی که بیشتر شامل – CH2 –  هستند برابر صفر نشان می دهد. طبیعت نیازی به انرژی پایین تر از گروه های – CH3 –  یا فلئور و کربن ها جهت رسیدن به این اثرات ندارد. این موضوع آشکارا ثابت می کند که انرژی سطح بسیار پایین برای رسیدن به غیر مرطوب شوندگی ضروری نیست.
قابلیت کنترل مورفولوژی سطح و ایجاد مقیاس های میکرونی و نانویی کلید اصلی است. این تفکیک مرطوب شوندگی از انرژی سطحی، امکانات بسیاری را در مورد سطوح مهندسی پیش روی ما قرار می دهد.

:
بدلیل شیوع بیماری های عفونی توسط باکتری های بیماری زای مختلف و پیشرفت مقاومت آنها در مقابل آنتی بیوتیک های گروههای دارویی، پژوهشگران را به آن داشت که عوامل ضدمیکروبی جدیدی را جستجو کنند . امروزه موا دی در ابعاد نانو بوجود آمده است که بدلیل مساحت سطح به حجم بالا و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد بعنوان مواد ضدمیکروبی جدید استفاده می شوند. تولید پوشاك های جدید که در واقع مواد نانو فاز را بر روی پارچه منسوج قرار داده اند در دانشگاهها و صنعت بسیار توسعه یافته. اخیراً بخش وسیعی از نانو ذرات با ساختارهای گوناگون را می توانند بر روی الیاف قرار داد که منجر به تولید منسوجات با خواص جدید می شوند.
یونهای نقره که بعنوان مواد آنتی باکتریال استفاده می شوند، امروزه نوآوری جالب توجهی را بوجود آورده اند که علت آن از بین بردن باکتریهایی است که نسبت به آنتی بیوتیک ها افزایش مقاومت داشته اند . بطور خلاصه فعالیت ضدباکتری نقره بسیار معروف است و بر روی حدود 650 نوع از باکتری ها تأثیر واضح و روشنی دارد.
تحقیقات اخیر ثابت کرده که فعالیت آنتی باکتری نانو ذرات نقره بستگی به جذب شیمیایی +Ag دارد که بطور آماده روی سطح نانو نقره شکل داده می شود که ناشی از حداکثر حساسیت آنها نسبت به اکسیژن است . بنابر این مکانیزم تحویل یون نقره از خوشه های نقره به باکتریها نیازمند تحقیقات بیشتری است. از این رو ترکیب نانو ذرات نقره را بر روی انواع مختلفی از پارچه ها با روشهای مختلف قرار داده اند تا منسوجات ضدمیکروبی تولید کنند که در این سمینار به برخی از این روشها پرداخته شده است.
فصل اول
کلیات
1-1) الیاف مصنوعی

تولید الیاف مصنوعی در سال 1939 توسط تحقیقات کاروترز (Carothers) در آزمایشگاه های شرکت دوپون پایه گذاری گردید و به این

 ترتیب الیاف نایلونی از طریق ذوب ریسی تهیه گردید. مهمترین اعضاء تشکیل دهنده خانواده الیاف مصنوعی را نایلون ها، پلی استرها، آکریلیک ها و پلی الفین ها (پلی پروپیلن و پلی اتیلن) تشکیل می دهند.

به طور کلی پلیمرهای زنجیره ای شکل مناسب برای تولید الیاف باید از وزن مولکولی به قدر کافی بالا برخوردار بوده و در عین حال بتواند تا حدودی نسبت به محور لیف نظم و آرایش یافتگی پیدا کند. جهت کسب نظم مورد، نظر الیاف معمولاً در حین تولید و در مراحل بعدی کشیده می شوند. تولید الیاف  مصنوعی همچنین ریسندگی اولیه نام دارد.
نحوه تولید الیاف به نوع پلیمر بستگی دارد. از بین الیاف مصنوعی که در بالا نام برده شده است فقط آکریلیک به روش ترریسی و بقیه از طریق ذوب ریسی تهیه می گردند.
الیاف پلی آمید (نایلون)
تولید نایلون در حقیقت باز کننده راه به سوی تعداد زیادی از الیاف مصنوعی دیگر با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت بوده است و مهندسی الیاف را و به عبارت دیگر تولید الیاف با تعیین خواص از قبل را امکان پذیر ساخته است.
اولین لیف مصنوعی موفق نایلون 66 بود که از یک دی آمین (هگزامتیلن دی آمین) و یک دی کربوکسیلیک اسید (آدپیک اسید) سنتز گردید. زنجیره ها در نایلون کاملاً کشیده بوده و دارای گروههای جانبی حجیم نمی باشد و بصورت صفحاتی متبلور می گردند که توسط پیوندهای هیدروژنی بین گروههای NH و CO به یکدیگر مربوط می گردند. این صفحات ممکن است به دو صورت مختلف نسبت به یکدیگر قرار گیرند (Packing) که فرم بلورین مختلفی را خواهند داشت. تصاویر پراش اشعه ایکس دلیل بر آن دارند که 50 تا 60 رصد نایلون متبلور است. بعد از خروج از رشته ساز، الیاف نایلون دارای آرایش زیادی نمی باشد.
به کمک کشش سرد می توان درجه آرایش یافتگی و تبلور را در نایلون افزایش داد. مقدار آرایش یافتگی اولیه به شرایط تولید بستگی دارد و با ازدیاد سرعت تولید فیلامنت، درجه آرایش یافتگی هم افزایش یافته و میزان کشش باقیمانده جهت کسب خواص مطلوب برای فیلامنت کاهش می یابد. با کشش گرم و ازدیاد میزان کشش و در نتیجه آرایش بالاتر می توان استحکام الیاف نایلونی را به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش داد. الیاف کشیده شده به مقدار زیاد، در مقایسه با الیاف معمولی به استحکام بالا (High Tenacity) معروف می باشند.