وبلاگ دانشجویان برق دانشگاه سمنان

نانوتکنولوژی دوشنبه سیزدهم شهریور 1385 5:53 بعد از ظهر

دسته‌بندي‌هاي كاربردي و اولويتهاي تحقيقاتي نانوتكنو

نانوبيومواد

مواد جديد همواره يكي از پيشران‌هاي توان‌زاي كليدي براي ساخت سيستم‌ها و كاربردهايي با اثرات چشمگير بوده‌اند. اين مواد مي‌توانند موانع فرآيندهاي قبلي را بشكنند و نهايتاً كاربردهايي با منافع بالقوه جهاني را توليد كنند. مواد در مقياس نانو، يعني موادي كه ويژگي‌هايشان در سطح كمتر از ميكرو (كوچكتر از 10 -6 m ) يا نانو ( 10 - 9 m ) قابل كنترل است. خواص مواد در چنين ابعد و اندازه‌هايي با مواد متعارف اساساً متفاوت است و به همين لحاظ تحقيقات در حوزة نانومواد روز به روز فعال‌تر مي‌شود.

نانوبيوذرات ، ذرات كلوئيدي و جامدي هستند كه شامل اجزاء ماكرومولكولي با اندازه 10-1000nmc با شيمي سطح پيچيده هستند. بسته به روش توليد، نانوذرات به شكل نانوكپسول‌ يا نانوكره هستند نانوكره‌ها سيستم‌هاي ماتريسي مي‌باشند در حالي كه نانوكپسول‌ها سيستم‌هاي وزيكولاراند.

نانوكپسول‌ها نانوذراتي هستند كه داراي يك پوسته و فضاي خالي داخل آن جهت قرارگرفتن و حمل مواد مورد نظر باشند. فسفوليپيدها با يك سر آب‌دوست و يك سر آب‌گريز وقتي در يك محيط آبي قرار مي‌گيرند، تشكيل كپسول‌هايي مي‌دهند كه سر آب‌دوست آن در بيرون و سر آب‌گريز مولكول در درون آن قرار مي‌گيرند، از پليمرهايي مثل ليپيد و پروتئين نيز مي‌توان براي ساخت نانوكپسول استفاده كرد.

درخت‌سان‌ها ( Denderimers ) ماكرومولكول‌هايي با ساختار منتظم و پرشاخه سه‌بعدي، كه به خاطر دانسيته بالاي گروه‌هاي فعال كاربردهاي زيادي دارند. درخت‌سان‌ها به دليل رقابت طراحي و ساخته‌شدن با دقت كاملاً اتمي بيشترين توانمندي را در مقايسه با نانوحفرات، نانوكپسول‌ها و نانوذرات از خود نشان مي‌دهند.

كاكليت‌ها ( Cochleates ) رسوبات دوظرفيتي فسفوليپيدي پايدار از مواد طبيعي هستند. اين مواد ساختارهاي چندلايه‌اي هستند كه از ورقه‌هاي دولايه‌اي بزرگ و پيوسته چربي كه به شكل مارپيچ درآمده‌اند، تشكيل شده‌اند. آنها محتوياتشان را از طريق لايه سيال خارجي به غشاء سلول‌هاي هدف انتقال مي‌دهند. كاكليت‌ها دربرابر عوامل محيطي مقاوم هستند و ساختار لايه‌اي محكم‌شان آنها را دربرابر تجزيه توسط مولكول‌هاي شكننده Cochleates محافظت مي‌كند، حتي اگر در شرايط سخت محيطي يا دربرابر آنزيم قرار گيرند.

ادامه مطلب

نوشته شده توسط الهام پارسا | لینک ثابت |

نانو تکنولوژی سه شنبه هفدهم مرداد 1385 1:38 قبل از ظهر

نانوتكنولوژي به زبان ساده در نيم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوري عمده بوديم، كه باعث پيشرفت هاي عظيم اقتصادي در كشورهاي سرمايه گذار و ايجاد فاصله شديد بين كشورهاي جهان شد. متأسفانه در كشور ما بدليل فقدان جرات علمي و عدم تصميم گيري بموقع ، به اين فرصتها پس از گذشت ساليان طلائي آن بها داده مي شد كه البته سودي هم براي ما به ارمغان نمي آورد، همچون فنآوري الكترونيك و كامپيوتر در دو سه دهه گذشته كه امروزه عليرغم توانائي دانشگاهي و داشتن تجهيزات آن، هيچگونه حضور تجاري در بازارهاي چند صد ميلياردي آن نداريم. فناوري نانو جديدترين اين فرصتها ست، كه كشور ما بايد براي حضور يا عدم حضور درآن خيلي سريع تصميم خود را اتخاذ كند. علم و فناوري نانو ( نانو علم و نانو تكنولوژي) توانائي بدست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتري (ملكولي) و بهره برداري از خواص و پديده هاي اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم هاي نوين است. اين تعريف ساده خود دربرگيرنده معاني زيادي است. به عنوان مثال فناوري نانو با طبيعت فرا رشته اي خود، در آينده در برگيرنده همه ي فناوريهاي امروزين خواهد بود و به جاي رقابت با فن آوري هاي موجود، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « يك حرف از علم» يكپارچه خواهد كرد. ميليونها سال است كه در طبيعت ساختارهاي بسيار پيچيده با ظرافت نانومتري ( ملكولي ) - مثل يك درخت يا يك ميكروب - ساخته مي شود. علم بشري اينك در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهائي بي نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمي شوند. فناوري نانو كاربردهاي را به منصه ظهور مي رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائي را در جامعه برجا مي گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است. به عنوان مثال:
ادامه مطلب

نوشته شده توسط الهام پارسا | لینک ثابت |

ارتباط با خطوط برق دوشنبه شانزدهم مرداد 1385 1:42 قبل از ظهر

اینترنت از طریق کابل برق اتصال به اینترنت ممکن است تا چند وقت دیگر از طریق اتصال به خروجی های برق به آسانی میسر شود . مخابرات خط قدرت از خطوط الکتریکی موجود به منظور انتقال پهنای باند مخابراتی به درون محیط های شبکه خانگی و ارائه سرویس های مخابراتی درون خانه ها و شرکت ها استفاده می کند . با وجود مزایایی که مخابرات خط قدرت می تواند ارائه دهد ، اموری همچون چگونگی استاندارد سازی و مشکلات اقتصادی باقی می ماند که توسعه این تکنولوژی را به عقب انداخته است . بدون تکامل و توسعه در ایجاد استاندارد های مناسب و رگولاسیون به صورت جهانی ، نمی توان مخابرات خط قدرت را به عنوان یک تکنولوژی درخور و بدون خطر مورد استفاده قرار داد . ایده بکارگیری شبکه های قدرت برای اهداف مخابراتی به زمانی حدود 8 دهه قبل بر می گردد . اگرچه شبکه های الکتریکی آن زمان اساساً برای انتقال انرژی با کمترین تلفات ، و بدون در نظر داشتن نیاز های مخابراتی طراحی شده بودند اما خیلی زود دانشمندان موفق شدند هر دو کار یعنی انتقال انرژی با اتلاف کم و ارسال اطلاعات به صورت حقیقی را به صورت عملی و در حد رضایت بخشی ممکن سازند . ادامه مطلب.......
ادامه مطلب

نوشته شده توسط الهام پارسا | لینک ثابت |

انتقال اطلاعات از طریق خطوط برق سه شنبه بیست و هفتم تیر 1385 1:27 قبل از ظهر

انتقال اطلاعات مخابراتي و اينترنتي توسط شبكه هاي قدرت در دالاس آمريكا تحقيقات و آزمايش هايي در دست انجام است كه اگر به نتيجه برسد، همه كساني كه به شبكه برق متصل هستند قادر خواهند بود، صدا ، ويديو و اطلاعات اينترنتي را با قيمت كم و كيفيت بالا و با حجم تقريباً نا محدود به آساني و فقطً با استفاده از يك آداپتور ارزان كه به برق خانه وصل مي شود، رد و بدل كنند. ويليام استورات، مبتكر اين طرح بر اين باور است كه اين فن آوري شبكه هاي ملي برق را قادر خواهد كرد تا سرويس هاي ارتباطي را به خانه ها، مدارس، مراكز تجاري و نواحي روستايي ارائه دهند. در واقع بدينوسيله هر شبكه ملي برق يك شبكه گسترده و موثر اطلاعاتي و مخابراتي نيز خواهد شد. در اين فن آوري به جاي سيم هاي حامل جريان برق از ميدان مغناطيسي اطراف آنها براي انتقال ويديو، صدا و ديگر داده ها استفاده مي شود. اين كار شبكه قدرت را قادر مي سازد تا داده هاي تلفني ، راديويي ، ويديو ، اينترنت و ماهواره را به هر جايي در شبكه انتقال دهد. شركت Fusion Media كه مجري اين پروژه مي باشد ادعا مي كند كه اين فن آوري از خطوط قدرت به شكلي استفاده مي كند كه مشكل نويز خط ، عدم تعادل بار الكتريكي و تداخل ترانسفورماتوري كه قبلاً بصورت مشكلات و موانعي در سر راه انتقال اطلاعات از طريق سيستمPLC خود را نشان ميدادند ديگر بروز نخواهند نمود. اطلاعاتي كه از Web site شركت مجري طرح بدست آمده نشان مي دهد كه استفاده رسمي از اين تكنولوژي از نيمه دوم سال 2000 شروع خواهد شد.( البته حتما تا حالا شروع شده !!!) Fusion Media در نظر دارد فن آوري ارتباطي خود با استفاده از خطوط انتقال نيرو را به شركت هاي برق و مخابرات و ديگر شركت هاي علاقمند به آن عرضه كند. علاوه بر اينها، شركت Fusion Media ادعا ميكند كه اين تكنولوژي امكاني براي شركت ها فراهم مي آورد تا هزينه هاي توزيع و نگهداري و مصرف مشتركين را با دقت بيشتري بتوانند مونيتوركنند. منبع : مؤسسه Utility Automation آدرس: http://www.pennnet.com/ ادامه مطلب

نوشته شده توسط الهام پارسا | لینک ثابت |

سه شنبه سیزدهم تیر 1385 12:42 بعد از ظهر

ساختار نیروگاه اتمی

نیروگاه اتمی از مواد مختلفی شکل گرفته است که همه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارتند از:

ماده سوخت

ماده سوخت متشکل از اورانیوم طبیعی ، اورانیوم غنی شده ، اورانیوم و پلوتونیم است. که سوختن اورانیوم بر اساس واکنش شکافت هسته‌ای صورت می‌گیرد.

نرم کننده‌ها

نرم کننده‌ها موادی هستند که برخورد نوترون های حاصل از شکست با آنها الزامی است و برای کم کردن انرژی این نوترون ها به کار می روند. زیرا احتمال واکنش شکست پی در پی به ازای نوترون های کم انرژی بیشتر می شود. آب سنگین (D_2O)_{یا زغال سنگ (گرافیت) به عنوان نرم کننده نوترون بکار برده می‌شوند.}

_{میله‌های مهارکننده}

_{این میله‌ها از مواد جاذب نوترون درست شده‌اند و وجود آنها در داخل راکتور اتمی الزامی است و مانع افزایش ناگهانی تعداد نوترونها در قلب راکتور می‌شوند. اگر این میله‌ها کار اصلی خود را انجام ندهند، در زمانی کمتر از چند هزارم ثانیه قدرت راکتور چند برابر شده و حالت انفجاری یا دیورژانس راکتور پیش می‌آید. این میله ها می توانند از جنس عنصر کادمیم و یا بور باشند.}

_{مواد خنک کننده یا انتقال دهنده انرژی حرارتی}

_{این مواد انرژی حاصل از شکست اورانیوم را به خارج از راکتور انتقال داده و توربینهای مولد برق را به حرکت در می آورند و پس از خنک شدن مجدداً به داخل راکتور برمی گردند}_{. البته مواد در مدار بسته و محدودی عمل می کنند و با خارج از محیط رآکتور تماسی ندارند. این مواد می توانند گاز CO2 ، آب ، آب سنگین ، هلیوم گازی و یا سدیم مذاب باشند}

_{طرز کار نیروگاه اتمی}

_{عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ}^{_{235U عمل شکست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید می کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم ، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دو تکه شکست و تعدادی نوترون می‌شود.}}

_{بطور متوسط تعداد نوترونها به ازای هر 100 اتم شکسته شده 247 عدد است و این نوترونها اتمهای دیگر را می‌شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره‌ای انجام می‌شود که در زمانی بسیار کوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد. در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانیوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با Mev200 میلیون الکترون ولت است.}

_{این مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یک گرم از اورانیوم در حدود صدها هزار مگاوات است. که اگر به صورت زنجیره‌ای انجام شود، در کمتر از هزارم ثانیه مشابه بمب اتمی عمل خواهد کرد. اما اگر تعداد شکستها را در توده اورانیوم و طی زمان محدود کرده به نحوی که به ازای هر شکست ، اتم بعدی شکست حاصل کند شرایط یک نیروگاه اتمی بوجود می‌آید.}

_{نمونه عملی نیروگاهی که دارای 10 تن اورانیوم طبیعی است قدرتی معادل با 100 مگاوات خواهد داشت و بطور متوسط 105 گرم 235U در روز در این نیروگاه شکسته می شود و همانطور که قبلا گفته شد در اثر جذب نوترون بوسیله ایزوتوپ 239U ، 238U بوجود می‌آمد که بعد از دو بار انتشار ذرات بتا (الکترون) به 239Pu تبدیل می‌شود که خود مانند 235U شکست پذیر است. در این عمل 70 گرم پلتونیوم حاصل می‌شود.}

_{ولی اگر نیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترونهای موجود در نیروگاه زیاد باشند مقدار جذب به مراتب بیشتر از این خواهد بود و مقدار پلتونیومهای بوجود آمده از مقدار آنهایی که شکسته می‌شوند بیشتر خواهند بود. در چنین حالتی بعد از پیاده کردن میله‌های سوخت می‌توان پلتونیوم بوجود آمده را از اورانیوم و فرآورده‌های شکست را به کمک واکنشهای شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره کرد.}

نوشته شده توسط الهام پارسا | لینک ثابت |