سفارش تبلیغ
سرور مجازی
سرور مجازی

سلام
سال 1362 را با گریه آغازیدم و زندگی را بازی کردم.

زندگی صحنه یکتای هنرمندی ماست هرکسی نغمه خود خواند و از صحنه رودصحنه همواره به جاست ای خوش آن نغمه که مردم بسپارند به یاد
 کوه با نخستین سنگ آغاز می شود و. . .انسان با نخستین درد. .. .

http://tlgrm.me/sajjadshafiee_ir

ادامه مطلب...




تاریخ : یادداشت ثابت - دوشنبه 90/9/15 | 8:0 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

مدیریت دانش در سازمان ها

 

نویسندگان: دکتر نعمت الله موسوی
دکتر مسعود پورکیانی
محسن سامنی-دانشجوی کارشناسی ارشد


 

چکیده

مقاله حاضر حاوی مباحثی است برای پاسخ به این پرسش که چگونه می توان فرآیند مدیریت دانش را به فعالیت هایی در زمینه ایجاد دانش، اعتباربخشی به دانش، نمایش و عرضه ی دانش، اشاعه ی دانش و فعالیت های بهره گیری از آن تقسیم بندی نمود.
سازمان ها به منظور استفاده از دانش بایستی به سرعت در فعالیت های مربوط به مدیریت دانش موازنه ایجاد کنند.عموماً برقراری چنین موازنه ای نیازمند ایجاد تغییرات در فرهنگ سازمانی، فناوری ها و فنون است.برخی از سازمان ها بر این باورند که با تمرکز صرف بر افراد، فناوری و فنون می توان دانش را مدیریت کرد.تمرکز صرف بر این سه عامل به ادامه فعالیت های رقابتی سازمان ها کمک نمی کند، بلکه تعامل بین این ها است که به شکل مؤثری سازمان ها را در زمینه ی مدیریت دانش خود توانمند می سازد.با ایجاد یک محیط کاری پویا و آموزنده، سازمان ها می توانند پیشرفت های رقابتی شان را حفظ کنند.

مقدمه

در سالهای اخیر«مدیریت دانش»به یک موضوع مهم و حیاتی مورد بحث در متون تجاری تبدیل شده است.جوامع علمی و تجاری، هر دو بر این باورند که سازمان های با قدرت دانش، می توانند برتری های بلندمدت خود را در عرصه های رقابتی حفظ کنند.
منابع نقد و بررسی چشم اندازهای رقابتی سازمان ها نشان دهنده ی تأثیرات این دیدگاه در عرصه های استراتژیک سازمان های تجرای است.(نلسون و وینتر، 1982)اگرچه مدیریت، آگاهی از پتانسیل های منابع دانش است، اما هنوز اتفاق نظری درباره، ویژگی های این دانش و روش های بهره گیری از آن وجود ندارد.محققین و دانشگاهیان دیدگاه متفاوتی در خصوص مدیریت دانش اتخاذ کرده و گستره ای از راه حل های فناوری تا مجموعه ای از دستورات عملی را در نظر دارند.به عنوان مثال، اکثر مدیران تجاری، قابلیت های کامپیوترها و فناوری های ارتباطی را در مدیریت دانش باور دارند، این افراد استدلال می کنند که فناوری اطلاعات می تواند از انبوه اطلاعات ذخیره شده در منابع قدیمی مانند مراکز فروش، کارت های اعتباری مشتریان، فروش تبلیغاتی و اطلاعات مربوط به تخفیف های مقطعی،«دانش» فراهم آورد.یا برخی دیگر بر این باورند که «دانش»در ذهن انسان ها است و آموزش کارکنان و انگیزه ی عوامل کلیدی مدیریت آن به شمار می روند.
تعریف مدیریت دانش صرفاً از منظر فناوری یا سیستم های اجتماعی، سبب انحراف به سمت یک دیدگاه و غفلت از دیگری است.سیستم های اجتماعی و فناوری در مدیریت دانش به یک اندازه مهم هستند.تبدیل داده و اطلاعات به یکدیگر به واسطه فناوری اطلاعات صورت می گیرد.ولی فناوری اطلاعات گزینه ناتوانی برای تبدیل «اطلاعات»به «دانش»است.عوامل اجتماعی،«دانش»به «اطلاعات»را بهتر به یکدیگر تبدیل می کنند،اما همین عوامل در تبدیل «داده»به «اطلاعات»کند هستند.این یکی از دلایلی است که ما اعتقاد داریم مدیریت دانش از طریق بهینه سازی دو عامل زیر سیستم های اجتماعی و فناوری بهتر انجام می شود.ریشه های این دیدگاه را می توان در چشم اندازهای اجتماعی-فناوری سازمان یافت.(امری، 1959؛ تریست و بامفورس، 1951)
پژوهشگرانی موفقیت های شرکت هایی چون Hewlett-packard,3M, Xerox, scandia AFS,Buck man Laboratories را نتیجه پروژه های مدیریت دانش می دانند؛اما به روشنی اصول و فرآیندهای مربوط به مدیریت دانش را تشریح نمی کنند.مجامع دانشگاهی جدیدپژوهشگرانی موفقیت های شرکت هایی چون Hewlett-packard,3M, Xerox, scandia AFS,Buck man Laboratories را نتیجه پروژه های مدیریت دانش می دانند؛اما به روشنی اصول و فرآیندهای مربوط به مدیریت دانش را تشریح نمی کنند.مجامع دانشگاهی جدیداً سازمان ها را به عنوان منابع دانش در نظر نمی گیرند.قابلیت رقابت سازمان ها با توانایی ها و ظرفیت های سازمانی مشخص می شود.با تمرکز بر مدیریت دانش، امیدواریم که دیدگاه متکی بر دانش را در سازمان ها تبیین نماییم.این تحقیق به دو دلیل برای مدیران مهم است:نخست این که آنها بحث های زیادی درباره ی مدیریت دانش شنیده و از ابعاد گوناگون مدیریت دانش سردرگم شده اند.آنها مشاهده می کنند که در عصر حاضر اکثر مشاغل به اطلاعات وابسته شده و بخش عظیمی از نیروهای استخدامی به سوی این صنعت در حرکت هستند.تمایز «داده»،«اطلاعات»و «دانش»مشکل است.تنها از طریق مفاهیم بیرونی یا از دیدگاه کاربر می توان بین «داده»و «اطلاعات»و «دانش»تفاوت قائل شد.معمولاً داده به عنوان مواد خام، اطلاعات به عنوان مجموعه ی سازمان یافته ای از داده و دانش به عنوان اطلاعات با مفهوم شناخته می شود.در مقاله ی حاضر از این ایده پیروی شده که ارتباط بین «داده»، «اطلاعات»و «دانش»تکراری و برگشت پذیر است و تبدیل این سه به یکدیگر به میزان سازماندهی و تفسیر آنها بستگی دارد همانگونه که در شکل 1 نشان داده شده «داده»و «اطلاعات»بر مبنای «سازمان»و «اطلاعات»و «دانش»بر مبنای «تفسیر»از یکدیگر متمایز شده اند.

برای درک این تفاوت اجازه بدهید بیماری را فرض کنیم که به مطب دکتر مراجعه می کند.دکتر اطلاعات بسیاری از بیمار به دست می آورد.برخی از این اطلاعات بر ای تشخیص بیماری مهم است و برخی دیگر نامربوط، که به عنوان «داده»تلقی می شود.دکتر به سرعت اطلاعات به دست آمده را بر مبنای دانش خود تفسیر کرده و پس از یافتن الگوی مناسب در اطلاعات،به تجویز دارو برای بیمار می پردازد.در صورتی که دکتر قادر به پیدا کردن الگویی مناسب در اطلاعات نباشد، ممکن است آزمایش های بیشتری را تجویز کند یا بیمار را به یک متخصص ارجاع دهد.متخصصی که بهتر می تواند از اطلاعات عرضه شده بیمار، الگویی مناسب تهیه کند.یل مقدماتی از«داده»-که بدون نتایج آزمایشگاهی ناقص بوده-برای تشخیص بیماری مناسب و کافی به نظر برسد.نکته اینجاست که دکتر متناوباً بین «داده»، «اطلاعات»و «دانش»سیرمی کند.
اگر دکتر بیمار را به یک متخصص ارجاع دهد، ممکن است که متخصص نوع کاملاً متفاوتی از اطلاعات را از بیمار به دست آورد، یا این که پاره های دیگری از اطلاعات کاملاً مربوط را بیابد که پیش از این دکتر عمومی آنها را برای تشخیص بیماری در نظر نگرفته بود.نکته اینجاست که «داده»،«اطلاعات»و «دانش»یکدیگر مربوط هستند به این دلیل که «داده»برای پزشک، در واقع «اطلاعات»مهمی برای متخصص است که او را در یافتن الگوی مناسبی در تشخیص «دانش»یاری می دهد.
با نگرش فراتری به این موضوع، آشکار می شود که معمولاً «دانش پایه»عامل تمایز بین «داده»، «اطلاعات»و «دانش»است.این یکی از دلایلی است که در محیط و فضای متکی بر دانش، برخی مؤسسات یا شرکت ها می توانند همچنان برتری های اقتصادی و رقابتی خود را حفظ کنند.به همین دلیل سازمان های مبتنی بر دانش رویکرد مثبتی در زمینه ی ایجاد دانش، افزایش ارزش افزوده، نمایش و اشاعه ی اطلاعات دارند.پژوهشگرانی به نام های کوهن و لوینتال در مباحث خود این حقیقت را تشریح می کنند که گسترش دانش منوط به شور و هیجان یادگیری و دانش پیشین است.به عبارت دیگر دانش اندوخته شده عامل مؤثری در افزایش واکنش و فراگیری سهل تر مفاهیم است.بنابراین، بحث ما این است که دانش ترکیب سازمان یافته ای است از«داده»که از طریق قوانین، فرایندها و عملکردها و تجربه حاصل آمده است.به عبارت دیگر، «دانش»معنا یا مفهومی است که از فکر پدید آمده (ماراکاس، 1999)و بدون آن، «اطلاعات»یا «داده»تلقی می شود.تنها از طریق این مفهوم است که «اطلاعات»حیات یافته و به «دانش»تبدیل می شود(بات، 2001)بنابراین، تمایز بین «اطلاعات»و دانش به دیدگاه کاربر بستگی دارد.دانش به مضمون وابسته است از آن رو که «مفاهیم»در ارتباط با یک الگوی مشخص تفسیر می شود.(ماراکاس، 1999، ص 264)

ماهیت دانش سازمانی

دانش فردی برای توسعه دانش پایه سازمانی ضروری است؛ هرچند دانش سازمانی حاصل جمع ساده ای دانش های فردی نیست.(بات، 2000)
تعامل بین فناوری، فنون و انسان مفهوم مدیریت دانش را عمق می بخشد، زیرا الگوی تعامل بین فناوری، فنون و انسان برای هر سازمان منحصر به فرد است که به راحتی قابل داد و ستد یا تقلید توسط سازمانهای دیگر نیست.به طور کلی سازمان ها دارای دانش پیش زمینه و دانش پس زمینه هستند.دستیابی، تدوین، تنظیم و نسخه برداری از دانش پیش زمینه آسان است، در حالیکه ضمنی و مستقر بودن دانش پس زمینه نسخه برداری و تقلید از آن را مشکل کرده است.این امر بستگی به تاریخچه سازمانی و کم و کیف آن دارد.اگرچه ما معتقدیم که این دانش پس زمینه نیست که مؤسسه ای را برای دستیابی به عملکرد و اجرای بهتر قادر می سازد.در واقع این ارتباط و هماهگی بین دانش پیش زمینه و پس زمینه است که قابلیت و کارآیی سازمان را شکل داده و برتری های آن را باعث می شود.همانگونه که در شکل 2 نشان داده شده است (براهالد و هامل، 1990؛ لئونارد بارتون، 1992).این یکی از دلایلی است که قابلیت مشترک را نمی توان با دانش پیش زمینه و پس زمینه هر سازمان بی ارتباط دانست.

مدیریت دانش

با مدیریت دانش را فرایند ایجاد، تأیید، ارائه، توزیع و کاربرد دانش می دانیم.این پنج عامل در حوزه، مدیریت دانش برای یک سازمان زمینه ی آموزش، بازخورد، آموزش مجدد یا حذف آموزش را فراهم می آورد که معمولا برای ایجاد، نگهداری و احیا قابلیت های سازمان مورد نیاز است.

ایجاد دانش

ایجاد دانش به توانایی سازمان ها در ایجاد ایده ها و راه حل های نوین و مفید اشاره دارد (ماراکاس، 1999).سازمان ها با توسعه و تجدید ساختار دانش قبلی و کنونی با روش های مختلف به خلق واقعیت ها و مفاهیم جدید می پردازند.
ایجاد دانش فرایند مهمی است که در آن انگیزه، تلقین، تجربه، و شانس، نقش مهمی ایفا می کنند (لین و دیگران، 1996).معیار سنجش دانش نو، نقش موثر آن در حل مسائل جاری و نوآوری در بازار است.
با این حال، توصیه نمی شود که سازمان ها بکوشند تحت هر شرایطی،دانش جدید ایجاد نمایند.روشهای مختلفی وجود دارد که با آنها می توان تجربیات را دوباره آزمود.(بات، 2000)برای مثال هر سازمان می تواند با استفاده از استراتژی تقلید، تکرار و جایگزینی بخشی از دانش موجود را دوباره احیا نماید.در برخی موارد یک سازمان می تواند با تکیه بر توانایی های خود و کاهش کاستی ها قابلیت خود را بهبود بخشد.یک سازمان می تواند با تقویت قابلیتهای بخش تحقیق و توسعه، بررسی محیط خارجی و به کارگیری فناوری خرج از سازمان پایه دانش مستحکم تری ایجاد نماید(همانجا).
برخی سازمانها ممکن است بکوشند تا اطلاعات موجود رابه شکلی نو تعبیر و سازماندهی نمایند.برای مثال، یک شرکت حسابرسی ممکن است بکوشد از استانداردهای حسابداری موجود با روش های مختلف و با استفاده از روندهای متنوعی چون هزینه های تخفیف و استهلاک بهره ببرد.به عبارت دیگر، امکان دارد برخی شرکتها فرایند «تحقیق و آموزش»را از طریق یک سری تجربیات انتخاب کنند.برای مثال، شرکت هایی چون، Motorola,corning,CE s CT, Monsanto s Nutrasweet در بسیاری از موارد از این فرایند استفاده نموده اند.(لین و دیگران، 1996)

اعتبار بخشی به دانش

اعتباربخشی به دانش، به گستره ای اشاره دارد که شرکت ها می توانند بر روی دانش اثر گذاشته و اثرات آن را بر محیط سازمانی ارزیابی نمایند.چرا که با گذشت زمان بخشی از دانش گذشته نیاز به بازنگری و انطباق با واقعیت های کنونی دارد.اغلب تقابل مداوم و چند وجهی بین فناوری، فنون و افراد برای سنجش اعتبار دانش مورد نیاز است (بات، 2000)برای مثال وقتی سازمانی مجموعه ی جدیدی از فناوری ها، ابزار، رویه ها و فرایندها را به کار می گیرد، نیازمند بهبود و روزآمد سازی مهارت های کارکنان خود است تا بتواند به خوبی خود را با واقعیت های رقابتی جدید منطبق سازند.
اعبتاربخشی به دانش، فرآیند سختی از کنترل، آزمون و بهبود مداوم دانش پیاه برای رسیدن به واقعیت های موجود و بالقوه است.با تغییر واقعیت ها، نیاز تبدیل «دانش»به «اطلاعات»و «داده»پیش می آید که ممکن است در نهایت از رده خارج شود.به این دلیل که پیشرفت در یک زمینه، اطلاعات، فرضیه ها، قوانین و مقررات جدیدی را ایجاد کرده و بخشی از قواعد و فرضیه های قدیمی را از رده خارج می سازد.بنابراین، برای سازمان ها مرور، آزمون و افزایش مداوم اعتبار دانش پایه برای رسیدن به دانش جاری ضروری است.
دانش اصلی را نمی توان به راحتی تقلید نمود.این نوع دانش با پیشرفت دانش در زمینه های مختلف مهجور نخواهد شد.
(Nonaka&1995،Takeuchi)برای مثال موسسه ای که با مصالح ساختمانی کار می کند،نمی تواند ارزش کلیکهای اینترنتی را نادیده بگیرید.رقابت میان (Nonaka & Barnes , Amazon.com)نمونه ای از این مساله است.

ارائه دانش

ارائه دانش حاکی از شیوه هایی است که از آن طریق دانش به اعضای سازمان ها ارائه می شود.به طور کلی سازمان ها می توانند روندهای مختلفی در جهت ایجاد دانش پایه خود اتخاذ نمایند.با این وجود دانش سازمانی در موقعیتهای مختلفی توزیع شده، روندهای مختلفی را در برد ارد و در رسانه های مختلف چاپی و الکترونیکی ذخیره شده است و هر کدام گونه متفاوتی از ارائه دانش را ایجاب می کند.به دلیل این که گونه های مختلف، تجدید ساختار و منجسم ساختن این دانش از منابع مجزا برای اعضای سازمان دشوار است.برای مثال ممکن است در یک سازمان هر بخش داده های خود را به شکلی پردازش نماید که با دیگر بخشها هماهنگی نداشته باشد، چرا که استانداردی که برای یک فرمت یکسان وجود نداشته است.اگرچه اعضای سازمان امکان دارد اطلاعات مربوط را از طریق سامان دهی داده ها در پایگاه های مختلف بیابند، اما باز هم منسجم ساختن و تعبیر اطلاعات از جهان مختلف دشوار است.
اعضای سازمان با مجموعه هایی از شیوه ها سرو کار دارند.اگر لازم باشد که آنها شیوه کاری خاصی را بیاموزند، تأخیر در منسجم سازی و درونی ساختن این دانش جدید امری طبیعی است.بنابراین، یک سازمان ممکن است استانداردهای برنامه ریزی یکسانی ایجاد نماید و یا از الگوهای یکسانی برای ارائه «داده»، «اطلاعات»و «دانش»بهره گیرد.

توزیع دانش

لازم است که دانش قبل از بهره برداری در سطوح سازمانی در درون سازمان به اشتراک گذارده شود.تعامل بین فناوری های سازمان، فنون و افراد می تواند اثر مستقیم بر توزیع دانش داشته باشد.به عنوان مثال ساختار سازمانی با توجه به شکل کنترل ها و نقش های سنتی فرصت های توزیع دانش و تعامل بین فناوری ها، فنون و افراد را کاهش می دهد.به عبارت دیگر، ساختار افقی سازمانی، تقویت، و سیاست درهای بازجریان دانش را در میان بخش ها و افراد سرعت می بخشد.استفاده از پست الکترونیکی، شبکه ی داخلی، بولتن، و گروه خبری به توزیع بهتر دانش در درون سازمان کمک کرده و به واسطه ی آنها افراد می توانند با یکدیگر از جنبه های مختلف تبادل نظر نمایند.

کاربرد دانش

به طور کلی دانش سازمانی باید در جهت محصولات، خدمات و فرآیند سازمان به کار گرفته شود.اگر سازمانی به راحتی نتواند شکل صحیح دانش را در جای مناسب آن مشخص نماید، در عرصه های رقابتی با مشکل مواجه خواهد شد.زمانی که نوآوری و خلاقیت راه پیروزی در جهان امروز است، سازمان باید بتواند دانش مناسب را در جای مناسب به کار گیرد.
سازمان ها در بهره گیری از منابع دانش خود راه های مختلفی پیش رو دارند.برای مثال می توان دانش موجود را از محتواهای مختلف درونی به دست آورد، استانداردهای اندازه گیری مناسب اتخاذ نمود، افراد را ترغیب و آموزش داد تا خلاقانه فکر کنند و درک خود را در جهت بهبود محصولات، خدمات و فرایندهای سازمان ها به کار گیرند.برا ی مثال شرکت نفتی چورون (Chevron)، به این نتیجه رسید که با ایجاد یک تیم گردآوری اطلاعات در حوزه ی نفتی خود می تواند 20 میلیون دلار در سال صرفه جویی نماید.مفهوم کاربرد دانش، مرتبط کردن و فعال کردن دانش موجود در جهت افزودن ارزش ها است.برای مثال، شرکت Inter1 در طراحی دقیق و افزایش مداوم سرعت پردازشگرهای خود در راس قرار دارد و با هدف دیگری شرکت T & AT به بازنگری دانش شرکت خود در عرصه، چند رسانه ای پرداخته است (کولیس و مونتاگومری، 1995).
معیار ارزیابی در مفید بودن دانش معمولاً مشخص نیست.در عین حال، اگر سازمانی دانش را در کارها و فعالیتهای خود مفید دانست، باید ترتیبی اتخاذ نماید که گروه های کاری بتوانند به سنجش و ارزیابی دانش بپردازند.مطمئناً عوامل زیادی از جمله زمان اجرای پروژه، هزینه آن و مشخص نبودن سود نیاز به ارزیابی مفصل دارند.با این حال اغلب فهم مدیریت و درجه ی آگاهی بر نتیجه پروژه تاثیر بسزایی دارد.

فرهنگ ایجاد دانش

سازمان ها به منظور هدایت دانش فردی در جهت اهداف سازمانی، باید محیطی برای اشتراک و انتقال و تقابل دانش در میان اعضا به وجود آورند.(نوناکا و تاکوچی، 1995)و افراد را در جهت با مفهوم کردن تعاملاتشان آموزش دهند.برای بسط «دانش مجموعه»باید هر فعالیتی را در راستای توسعه ی تعامل منطقی بین کارکردها هدایت نمود.خلاصه این که مدیریت دانش به تغییر فرهنگ همکاری و فرآیندهای تجاری به منظور ممکن ساختن اشتراک اطلاعات اشاره دارد.این کار همانند فعالیت در زیرمجموعه های فرهنگی و اجتماعی است.
در محیط های پویا سازمان ها با یک سلسله مسائل ناخواسته و موقعیتهای پیش بینی نشده رو به رو هستند که کنترل آنها توسط فرد در سازمان دشوار است.با این حال، با به کارگیری الگوهای تعامل بین اعضا، فناوری ها، و فرهنگ یک سازمان می تواند با شرایط دشوار روبه رو شود.(Hutchins 1991)«ویک»و «روبرتس»این الگوی تعاملی را «مجموعه ی عقل ها»ی سازمان نامیده اند.به این معنا که کارهای پیچیده در یک سازمان توسط یک فرد انجام نمی گیرد بلکه تعامل بین فناوری ها، فنون و افراد است که یک سازمان را در انجام وظایف خطیر خود یاری می کند.بنابراین، یکی از وظایف دشوار مدیریت ایجاد همکاری بین بسته های مختلف دانش از طریق تبادل و اشتراک اطلاعات است.

تعامل بین فناوری و سیستمهای اجتماعی

مطمئنا هرچه سازمان ها در پردازش داده کارآمدتر باشد، در تولید اطلاعات تواناتر خواهد بود.استفاده از کامپیترهای پیشرفته و شبکه های ارتباطی، ابزارهای مؤثری برای استخراج داده در یک سازمان است.با این حال، مسأله تفسیر هنوز باقی است.چرا که از فناوری های اطلاعات تنها برای تفسیر مسائل محدودی می توان استفاده کرد.در یک محیط پویا، محیطی که سازمان هر روزه با مسائل جدید و غیرمنتظره ای روبه رو می شود، در بهترین حالت می توان از فناوری های اطلاعات برای تبدیل «داده»به «اطلاعات»بهره جست.تنها انسان ها هستند که اطلاعات را تفسیر کرده و به «دانش»تبدیل می کنند.همانطور که قبلاً گفته شد، چرخه ی میان «داده»، «اطلاعات» و «دانش»بازگشتی است.بنابراین، سازمان باید به سرعت «داده»را به «اطلاعات»و «اطلاعات»را به دانش تبدیل نماید.در همان حال سازمان نباید بیش از حد بر دانش پایه خود تأکید داشته باشد، به گونه ای که در اثر غفلت «دانش»را به «اطلاعات»و «اطلاعات»را به «داده»تبدیل کند.به عبارت دیگر، پاره ای از دانش زمان زیادی در محتوای کنونی نمی گنجد و سازمان باید به سرعت آن را از دانش پایه حذف نماید.در چنین شرایطی، ابزارها سازمان را در تبدیل «داده»به «اطلاعات»یاری می دهند و افراد از قابلیت تفسیر اطلاعات برخوردار می شود.بنابراین، در مدیریت دانش یک سازمان نیاز به شکل دهی و تعریف مجدد تقابلهای موجود میان افراد، فناوری و فنون خود را دارد.فنونی که توسط متصدیان و کاربران مورد استفاده قرار می گیرد نشان می دهد که به چه شکلی تکنولوژی مورد استفاده قرار گرفته و چگونه معنای اطلاعات استنباط شده است.
با نگرشی دقیق تر به تعامل های بین فنون، افراد و فناوری ها به راحتی می تواند دید که چرا از یک وضعیت تعابیر متفاوتی وجود دارد.به عنوان مثال اور(orr)دیدگاه های متفاوت دو تکنسین با تجربه را در خصوص ماشینهای زیراکس مورد بحث قرار می دهد.یک متخصص پیغام خطا را اشکال جزئی در سیستم تعبیر می کند در صورتی که متخصص دیگر آن را عیب ریشه ای در دستگاه می داند.با این وجود، متخصصان با تبادل تعبیرهای خود، به راه حل های موثری دست می یابند.
خلاصه اینکه یک سازمانی یک سیستم کاملاً فنی یا اجتماعی نیست.سازمان سیستمی از تجربیات شخصی، روابط اجتماعی و فناوری است.فناوری با کاستن محدودیت ها ناشی از عوامل فردی یا فیزیکی همکاری بین گروه های کاری را افزایش می دهد.برای مثال تکنولوژی اطلاعات امکان جستجو، ذخیره، پردازش و اشتراک حجم عظیمی از اطلاعات را در محدوده ی کوچکی از زمان و مکان فراهم می آورد.با این حال، معنادادن به این روند بر عهده متخصصان است.در عین حال متخصصین سازمان ها با فناوری ها و فنون تعامل داشته و علاقمند هستند که یافته های آنها از منظرهای مختلفی مورد توجه قرار گیرد.این فرآیند تعامل، در گسترش دیدگاهی جامع به واقعیت مفید بوده و امکان انسجام یکپارچگی اجزاء بدنه دانش را در سازمان ها فراهم می آورد.

مفهوم

مدیریت دانش به الگوهای تعامل میان فناوری ها، فنون و افراد شکل می بخشد.برای مثال تکنولوژی اطلاعات در خصوص گردآوری، ذخیره و اشاعه ی اطلاعات به خوبی عمل می کند ولی در تعبیر آن ناتوان است (بات، 1998).سازمانهایی که در بلندمدت از مدیریت دانش استفاده می کنند در روابط اجتماعی و فنی خود محتاط هستند.
دستیابی به راه حل های فنی امکان پذیر است، اما برای مدیریت دانش، سازمان باید محیط مشارکت، همکاری و اشتراک دانش را به وجود آورد.بر اساس تحقیق «ارنست»و «یونگ»50 درصد از متخصصان بر این باورند که تغییر رفتار بشر یکی از مسائل اجرایی مدیریت دانش است (Glasseer 1998).به همین دلیل در پروژه های مدیریت دانش بر تغییر روندهای سنتی و تقویت ساختارها و فناوری ها تأکید می شود.بنابراین، همگون ساختن تدریجی اصول مدیریت دانش در سازمان یکی از مهمترین اولویت ها است.
به طور کلی تکمیل برنامه های مدیریت دانش نیاز به تغییر در فلسفه سازمانی دارد.برای مثال از نظر سنتی تعدادی شرکت بر پایه هزینه اقتصادی همکاری می کنند در حالیکه فلسفه مدیریت دانش بر همکاری در جهت افزودن به ارزش کالا و خدمات تأکید دارد.

منبع:اطلاعات علمی شماره11





تاریخ : شنبه 99/6/22 | 9:31 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

صنعت هوشمند سازی ساختمان با ایده های جدید در سال 2020 صنعت هوشمند سازی ساختمان با ایده های جدید در سال 2020

در اصل هر حوزه ای اومده به تمام دستگاه های تولیدیش یک ویژگی اضافه کرده مثل امکان اتصال به اینترنت و قدرت تحلیل بعد اتصال رو به اون ها داده . مثلا تو حوزه ی امنیتی که این روز ها بیشتر از هرچیزی اهمیت داره ، داشتن ویژگی های عجیب غریب جزو پربحث ترین موضوعات در این حوزه است. مثلا یک نگاهی به دوربین مداربسته پاناسونیک مدل KX-HNC800B بیندازید ، این دوربین جزو پرطرفدارترین دوربین های وایرلسی است یعنی اینکه می تونید این دوربین رو به اینترنت وصل کنید و کلی کار ازش بخواین .

این دوربین پاناسونیک سنسورهای صدا و حرکت و دما دارد، چیزایی که قطعا در دوربین های مداربسته قبل از اون وجود نداشته و این ها امکاناتی هست که شرکت روی این دستگاه گذاشته و باعث شده این دوربین در گروه بزرگ اینترنت اشیا جای بگیره. چون به اینترنت وصل شده و می تونیم اونو کنترل کنیم.

 

دنیای اینترنت اشیاء و ارتباط آن با هوشمند سازی

حالا از حوزه ی امنیتی بیایم بریم تو حوزه ی جذاب گجت ها اونجا که دیگه رقابت ها بسیار بالا  است، و سردمدار این حوزه alexa smart home است که در اینترنت اشیا نیز هنوز بحث پرجنجالی دارد .
 

حوزه اینترنت اشیاء یکی از داغ مباحث دنیای وب و هوشمند سازی میباشد که خیلی ها اولین سوالی که در ذهنشون بوجود میاد این است که اینترنت اشیا چیست؟

 در حال حاضر شما چطور این مقاله را می‌خوانید؟ ممکن است از طریق کامپیوتر یا روی موبایل، یا شاید هم یک تبلت باشد، هر دستگاهی که استفاده می‌کنید، قطعا به اینترنت متصل است.


صنعت هوشمند سازی ساختمان با ایده های جدید در سال 2020

 
یک ارتباط اینترنتی چیز فوق‌العاده‌ای است، همه نوع مزایایی که قبلا وجود نداشت رابه ما می‌دهد. اگر به اندازه کافی قدیمی هستید و دور از تکنولوژی ، به گوشی موبایل خود فکر کنید. شما می‌توانید تماس بگیرید و پیام بفرستید ، و اما حالا با گوشی های هوشمند می‌توانید هر کتابی را بخوانید، هر فیلمی را  تماشا کنید، یا هر گونه آهنگی را در کف دست تان گوش کنید !! و این فقط تعدادی از کوچکترین کارهای قابل انجام گوشی هوشمند شما است .
 
نکته این است که اتصال اشیا و وسایل به اینترنت ، مزایای شگفت انگیز بسیاری به همراه دارد. همه ما این مزایا را با تلفن های هوشمند ، لپ تاپ و تبلت های خود مشاهده کرده ایم ، اما اینترنت اشیا در مورد سایر وسایل و دستگاه ها نیز صادق است.
 
اینترنت اشیا به افراد و کسب و کارها  این امکان را می دهد تا با دنیای پیرامون خود ارتباط بیشتری برقرار کرده و همه چیز را زیرسلطه خود نگهدارند تا کارهای معنادارتر و باارزش تری را در زمان کمتری  انجام دهند.
 
این حوزه روز به روز در حال توسعه است و کلماتی جدیدی از ان بوجود می اید ، مثلا تاحالا کلمات WOT یا IIOT به گوشتون خورده؟ هر کدام از اینها یک تکه از IOT هستند ، حالا بریم با اینها اشنا بشیم:
 
اگر قرار باشد تفاوت WOT با IOT را در یک جمله بگوییم، می شود : در حالی که IoT در مورد ایجاد شبکه اشیا ، افراد ، سیستم ها و برنامه ها است ، WoT سعی دارد آنها را در وب ادغام کند.
 
در اصل تفاوت WOT با IOT یک تمایز ساده ولی مفهومی است : از نظر فنی WoT را می توان به عنوان طعم یا گزینه ای اضافه شده بر لایه شبکه IoT تصور کرد.
 
WoT از جهاتی بسیار شبیه به IoT و در بعضی دیگر به شدت متفاوت است. WoT از IoT الهام گرفته شده است زیرا در دستگاه های متداول روزمره به وب متصل هستند و می توانند از طریق سیستم های مختلفی ارتباط برقرار کنند.
 
اگر همه دستگاه های متصل بتوانند از یک پایه واحد ، وب ، برای ذخیره اطلاعات و برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده کنند ، می توانیم با موفقیت یک اکوسیستم جهانی برای اشیاء ایجاد کنیم تا بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.
 
و اما بعدی IIOT : اینترنت صنعتی اشیا (IoT صنعتی) به ارتباط برقرار کردن دستگاه ها و اشیا در حوزه ی صنعتی اشاره دارد. IIOT با تمرکز جدی روی تبادل داده های بزرگ و حساس مابین ماشین آلات ، صنایع و شرکت ها را قادر می سازد تا تجزیه و تحلیل کیفیت ،قابلیت اطمینان ، نظارت بر وضعیت دارایی و بهینه سازی  را در تمامی پروژه های خود افزایش دهند.
 
IoT گسترش قدرت اینترنت از طریق دستگاه های هوشمند به طیف وسیعی از اشیا و  وسایل دیگر است. Industrial IoT یک زیرمجموعه از IoT است  که به طور خاص بر روی برنامه‌ های  صنعتی  مانند  حمل  و  نقل ،  تولید  انرژی  و  کشاورزی متمرکز است. هم IoT و هم IIoT چالش‌های فنی دارند، اما خطرات و پیچیدگی‌های کاربردی صنعتی قطعا بالاتر هست.
 
قابل‌ذکر است که IIoT الزامات فنی متفاوتی با سطحی فوق العاده پیچیده، قابلیت هم‌کاری بالا و نیازهای امنیتی عالی دارد. 
 
اینترنت اشیا معمولاً برای توصیف برنامه های بازارهای مصرفی از جمله کنترل دما ، سیستم های هوشمند سازی ساختمان ها ، سیستم های امنیتی در خانه و موارد دیگر استفاده می شود. به گفته تحلیلگران مختلف بازار ، IoT محدوده ی صنایع را از سرگرمی تا تحقیقات علمی ، خرید تا مراقبت های بهداشتی مختل کرده است و تخمین زده شده است که اندازه بازار این غول تکنولوژی در صدها میلیارد دلار است.
 
رشد سریع نتیجه به دلیل افزایش فشار نیروهای بازار است ، زیرا تقاضای مصرف کننده برای راحتی و خدمات برنامه های هوشمند ، با علاقه مندی شرکت ها در جمع آوری و استفاده از همان داده ها با فرصت های رشد جدید مطابقت دارد.
 
فعال سازی IIoT گام های بزرگی در زمینه متقابل همکاری های عمومی و خصوصی برداشته است. در طی چند سال گذشته ، هزاران دانشگاه ، شرکت و سازمانهای استاندارد با یکدیگر گرد هم آمده اند تا روی نوآوری های فنی لازم برای کار IIoT به روشی مطمئن ، مقیاس پذیر و مطمئن کار کنند.
 
ما در شرکت آریا هوشمند هر روزه با تمام توان در حال جمع اوری اطلاعات روز دنیا هستیم تا به شما در یادگیری کمک کنیم و هم چنین برای خرید انها به شما مشاوره دهیم .






تاریخ : شنبه 99/5/25 | 6:32 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

از بیوتکنولوژی چه می دانید؟ از بیوتکنولوژی چه می دانید؟

بیوتکنولوژی چیست؟

بیوتکنولوژی علم ساخت موجودات زنده و توسعه و ساخت محصولات مختلف غذایی، دارویی و سایر محصولات از سیستم‌های بیولوژیکی در طبیعت است(1). در واقع این علم فرایندهای سلولی و مولکولی لازم برای توسعه فناوری‌ها و محصولاتی که به کیفیت زندگی انسان اضافه می کنند را کنترل می کند. (2)

از بیوتکنولوژی چه می دانید؟
علم بیوتکنولوژی
کاربرد این علم در صنایع مختلف به قدری زیاد و توسعه یافته است که آینده زندگی بشر را می تواند تحت تأثیر قرار دهد. استفاده از تکنیک‌های شناخته شده در این علم از گذشته مورد استفاده بشر بوده و به نوعی می تواند در مواقع بحرانی زندگی در کره زمین یکی از راه کارهای نجات زندگی بشر باشد.
 

سابقه استفاده از بیوتکنولوژی در زندگی انسان

سابقه ی استفاده از بیوتکنولوژی در کشاورزی و تولید محصولات متنوع برای زندگی انسان به 10000 سال قبل باز می گردد (2). تقریباً چیزی حدود 6000 سال پیش انسان‌ها به صورت گسترده برای حفظ بیشتر لبنیات، تهیه نان و پنیر دست به استفاده تکنیک‌های بیوتکنولوژی زدند (2).

استفاده از مخمر که یک موجود زنده محسوب می‌شود برای پخت نان یکی از پرکاربردترین خاصیت هایی است که از دیرباز در زندگی انسان به کار گرفته می‌شود(1).

هر چند تولید محصولات غذایی با استفاده از علم بیوتکنولوژیکی کمی با مقاومت هایی از طرف برخی از سازمان‌ها نیز روبرو شده است و بحث هایی در این باره نیز در سطوح مختلف صورت پذیرفته است اما در اکثر روش‌های مورد استفاده در بیوتکنولوژی روش‌های کاملاً سالمی هستند (3).
 

رشته بیوتکنولوژی

بیوتکنولوژی از دو واژه بیو به معنای زندگی و تکنولوژی به مفهوم فناوری‌های پیشرفته زندگی انسان تشکیل شده است (4). این رشته تقریباً از سال 1378 وارد چرخه تدریس علوم دانشگاهی ایران شده است. این رشته کاربردی که یک رشته میانه بین علوم مهندسی و زیست شناسی می باشد، 33 حوزه مختلف علوم کاربردی را در بر می گیرد(5).

در رشته بیوتکنولوژی دانشجویان با فرآیندهایی سروکار دارند که طی آنها انسان با دخالت‌های هوشمندانه اقدام به دستکاری در آفرینش طبیعی محصولات شده و در نتیجه فرآورده‌های زیست فناوری را به وجود می آورند. البته قلمرو این رشته بسیار فراتر از یک رشته تحصیلی معمولی در دانشگاه بوده و علوم بسیار زیادی را در بر می گیرد(4).
 

کاربردهای بیوتکنولوژی

سابقه شروع تحقیقات گسترده در زیست فناوری به سال 1970 و ظهور مهندسی ژنتیک در میان رشته‌های دانشگاهی بر می گردد. از این سال به بعد به دلیل امکان تغییرات در DNA موجودات این رشته کاربرد بسیار وسیع تری پیدا کرد. (1)

در حال حاضر رشته‌های مختلفی مانند ژنتیک، بیوشیمی، زیست شناسی مولکولی و ... به طور مستقیم با علم بیوتکنولوژی ارتباط دارند. هر ساله شاهد توسعه محصولات جدیدی در زمینه‌های درمانی (توسعه داروهای مختلف) ، تولید محصولات کشاورزی (توسعه گیاهان اصلاح شده ژنتیکی، سوخت‌های زیستی و درمان بیولوژیکی گیاهی) و بیوتکنولوژیکی صنعتی (تولید مواد شیمیایی مختلف) هستیم. (1)

در این میان کاربردهای زیر را می توانیم از این علم در زندگی انسان انتظار داشته باشیم:

از بیوتکنولوژی چه می دانید؟
کاربردهای بیوتکنولوژی
 
کاربرد بیوتکنولوژی در سلامتی انسان
  • بیوتکنولوژی میکروبی (1)
 
  • کاهش نرخ بیماری های عفونی (2)
 
  • نجات میلیون‌ها کودک در هنگام تولد (2)
 
  • تغییر شرایط زندگی بحرانی میلیون‌ها نفر در سرتاسر جهان (2)
 
  • تطبیق روش‌های درمانی در درمان بیماری‌های مختلف برای کاهش حداکثری عوارض جانبی داروها و روش‌های درمانی (2)
 
  • توسعه تجهیزات پیشرفته درمانی در مهندسی پزشکی (2)
 
  • مبارزه جدی با بیماری‌های بسیار خطرناک و واگیردار که در سطح جهان در حال توسعه هستند. (2)
 
  • تجزیه و تحلیل و کنترل سیستم های میکروبی (1)
 
کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع پتروشیمی
تمام شدن سوخت‌های فسیلی یکی از نگرانی‌های بسیار بزرگ زندگی بشر است. بیوتکنولوژی می تواند راه نجات بشر در آینده برای تولید سوخت و انرژی باشد.

سوخت هایی که علاوه بر بهینه کردن مصرف سوخت و انرژی هیچ تأثیر منفی در آلودگی آب و هوا نیز نخواهند داشت.
 
  • با استفاده از بیوتکنولوژی می توان تا 80 درصد فرایند تولید و ساخت مواد شیمیایی پرکاربرد در صنعت را کاهش داد. (2)
 
  • کاهش درجه حرارت لازم برای شست و شو و تمیز کردن لباس که می تواند باعث صرفه جویی 4.1 میلیارد دلاری در سال شود. (2)
 
  • بهبود راندمان تولید در صنایع مختلف برای صرفه جویی 50 درصدی در هزینه‌های تولید (2)
 
  • کاهش اتکای صنایع مختلف به پتروشیمی‌های مضر و خطرناک (2)
   
  • کاهش مصرف آب و تولید زباله (2)
 
  • استفاده از زباله‌ها برای تولید انرژی‌های زیستی (2)
 
  • بیوپلیمرها و مواد بیولوژیکی (1)
 
کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی
یکی دیگر از نگرانی‌های بزرگ بشر برای زندگی آینده خود در کره زمین از بین رفتن منابع غذایی و کاهش شدید آنها است. روند رو به رشد جمعیت جهان و کاهش زمین‌های کشاورزی و تولیدات محصولات غذای در قرن اخیر این نگرانی ر تا چندین برابر افزایش داده است.

گویا تخیلات بشر برای رسیدن به پایان کره زمین در حال وقوع است. بیوتکنولوژی راهکاری فوق العاده تاثیرگذار در این عرصه می تواند باشد. این علم، صنایع تولید محصولات کشاورزی را در چند سال گذشته کاملاً دست خوش تغییرات مثبتی نموده است.
 
  • تولید محصول بیشتر با ورودی کمتر و استفاده کمتر از مواد خام (2)
 
  • کاهش حجم مواد شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی و تولید محصولات زراعی مانند انواع کودهای شیمیایی (2)
 
  • کاهش مصرف سموم دفع آفات در کشاورزی (2)
 
  • تولید محصولات بیشتر در زمین‌های کشاورزی کمتر (2)
 
  • تولید محصولاتی غنی سازی شده از پروتئین‌ها و ویتامین‌های مورد نیاز حیات انسان (2)
 
  • تولید مواد غذایی عاری از هر گونه حساسیت برای سلامت انسان (2)
 
  • بهبود کیفیت مواد غذایی و کاهش استفاده از روغن‌های مضر برای افزایش سلامتی قلب و عروق (2)
 
  • شیمی مواد غذایی (1)

از بیوتکنولوژی چه می دانید؟
بیوتکنولوژی

چه کارهایی تا کنون در علم بیوتکنولوژی انجام شده است؟

آینده این علم در جهان کاملاً مشخص است و روند رو به رشد تکنولوژی‌ها و تجهیزات در این رشته می تواند زمینی بهتر و زیباتر را برای ما به ارمغان بیاورد. اما تا کنون نیز فعالیت‌های بسیار زیادی در سطح جهان انجام شده است که تأثیر آنها کاملاً قابل توجه نیز بوده است.

این تاکنون در صنایع بسیار زیادی به کار گرفته شده است. دستیابی به داروهای مؤثر برای کنترل بیماری‌های ناتوان کننده در چند سال اخیر رونق زیادی داشته است. ردپای این علم در تولید این داروها کاملاً مشخص و مشهود است. (2)

در حال حاضر بیش از 250 محصول مراقبت بهداشتی بیوتکنولوژی و واکسن‌های درمان حساسیت‌ها و بیماری‌های مختلف در جهان تولید شده است. (2)

بیش از 13.3 میلیون کشاورز در سرتاسر جهان در حال استفاده از تجهیزات توسعه یافته این علم برای بهبود کیفیت محصولات خود و افزایش میزان تولید محصولات کشاورزی خود هستند. (2)

بیش از 50 کارخانه زیستی برای تولید سوخت‌های زیستی و کنترل استفاده از مواد شیمیایی در جهت کاهش گازهای گلخانه‌ای شروع به کار کرده اند. (2)

هر چند هنوز زمان زیادی از توسعه علم بیوتکنولوژی مدرن در سطح جهان نمی گذرد، اما کاربردهای این علم از هم اکنون در صنایع مختلف کاملاً قابل مشاهده است. نیاز به توسعه چنین تجهیزاتی در همه کشورها همچنان به شدت وجود داشته و دنیای علم و فناوری به این سمت پیش می روند.

پی نوشتها
  1. www.ntnu.edu
  2. www.bio.org
  3. www.britannica.com
  4. www.beytoote.com
  5. www.article.tebyan.net






تاریخ : شنبه 99/5/25 | 6:31 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

جامعه مصرف کننده به هم مرتبط ما مقادیر زیادی زباله الکترونیکی، حدود 50 میلیون تن در سال، در سراسر جهان ایجاد می کند. حتی در حال حاضر نیز زباله هایی وجود دارد که بیشترین رشد را از یک سال به سال دیگر نشان می دهد. ارزش مواد اولیه موجود در این ضایعات بسته به قیمت مواد 50 تا60 میلیارد یورو تخمین زده می شود. کانال های قانونی و بازیافت این زباله ها، به لطف سیستم های گسترش یافته مسئولیتِ تولید کننده، در بسیاری از کشورها سازماندهی شده اند، اما در حال حاضر تنها 20? در یک فرآیند تایید شده بازیافت می شوند. ترکیبی از دو مولکول خاص استخراج کننده، این امر را امکان پذیر می سازد که عناصر نادر خاکی را با راندمانی تقریباً 100 برابر بیشتر از راندمان مربوط به استخراج با مولکول های جداگانه استخراج کنیم. علاوه بر این، از بین شصت عنصر شیمیایی موجود در زباله های الکترونیکی، فقط تعداد کمی در حدود ده تا بازیافت می شوند: طلا، نقره، پلاتین، کبالت، قلع، مس، آهن، آلومینیوم و سرب. همه ی چیزهای دیگر به پایان می رسد _ ریز ریز شده و در محل های دفن زباله از بین می روند.
 
از دیدگاه اقتصاد دایره ای، ایده آل این است که از یک طرف تا حد ممکن عمر این وسایل الکترونیکی را طولانی تر کنیم، به ویژه با طولانی کردن اولین استفاده، و از طرف دیگر استفاده مجدد و تعمیر آنها تسهیل و به آنها عطف توجه شود. واقعیتی که باقی می ماند این است که این محل های دفن زباله نمایانگر "معادن شهری" واقعی هستند: ذخیره های بالقوه برای کسانی که می دانند چگونه آنها را استخراج کنند.

چگونه با زباله های الکترونیکی رفتار کنیم؟

بازیافت زباله های الکترونیکی به معنای جدا کردن مواد، مولکول ها یا عناصر شیمیایی است، به طوری که بتوانند به عنوان مواد اولیه برای تولید محصولات جدید فروخته شوند. ابتدا باید دستگاه ها و قطعات را پیاده کنید، آنها را مرتب سازی کنید، آنها را خرد کنید و در آخر، اغلب با استفاده از سوزاندن و سپس توسط فرآیندهای شیمیایی مبتنی بر محلول، مواد را جدا سازی کنید.
 
اعتقاد بر این است که گرفتن قدری بیشتر از مواد شیمیایی از معدن شهری آسانتر از انجام این کار است. زباله های الکترونیکی از نظر طبیعت بسیار متنوع هستند و اغلب با انواع دیگر زباله ها مخلوط می شوند. این رویکرد اخیراً به ما امکان مطالعه استخراج فلزات استراتژیک موجود در تلفن های همراه را داده است. بنا بر این ترکیب زباله هایی که باید روی آنها کار شود، از یک بیل خاکستر زباله سوز یا یک مقدار مشخص زباله تا یکی دیگر متفاوت است. این در تقابل با بهره برداری از یک معدن "سنتی" است، که حداقل در مقایسه، ترکیب سنگ معدن بسیار ساده تر و ثابت است.
 
در این جا شیمیدان با یک مشکل جدا سازی کاملاً پیچیده مواجه است. این تا حدودی توضیح می دهد که چرا صنعت بازیافت در حال حاضر بیشتر روی چگال ترین فلزات یا فلزاتی که از لحاظ اقتصادی برای بازیابی جذابیت دارند تمرکز دارد، و از این روست که لیست بالا برای بازیافت ارائه شد.

 

استراتژی جدید: پیاده سازی، مرتب سازی، خُرد، و حل کنید

هدف از مرتب سازی (یا sorting) به حداقل رساندن پیچیدگی شیمیایی مخلوط مورد استفاده برای کار و همچنین تغییر پذیری بیشتر آن است. این امر در همه مقیاس ها، اعم از دستگاه (نوع ، نسل)، ماژول های آن (مدارهای چاپی، باتری، لفافه های خارجی، چارچوب ها و غیره)، اجزای الکترونیکی اصلی آنها (کابل ها، مقاومت ها، خازن ها، تراشه ها، بوردهای برهنه و غیره)، یا حتی در سطح پودر حاصل از خرد کردن که می تواند در تمام مقیاس های توصیف شده انجام شود، قابل انجام است.
 
پیاده سازی کامل دستگاه ها از نظر تئوری مؤثرترین رویکرد است. اما، به دلیل تعدد قطعات و پیچیدگی تجهیزات، خودکار کردن این مرحله دشوار است، و لذا پیاده سازی همچنان به طور عمده به صورت دستی انجام می شود، و این به این معنی است که هزینه آن اغلب آن قدر بالا است که اجازه مرتب سازی تا سطح اجزای اولیه را نمی دهد.
 
در نتیجه ، متداول ترین رویکرد در بین بازیافت کننده ها (MTB, Paprec, Véolia) قبل از هرگونه پردازش شیمیایی، آسیاب کردن در مقیاس دستگاه یا ماژول های آن است، و به دنبال آن، مراحل جدا سازی ذرات با روش های فیزیکی با استفاده از تفاوت در چگالی یا خواص مغناطیسی ذرات می آید. بسته به خلوص پودرهای به دست آمده، از تیمارهای حرارتی یا شیمیایی برای تصفیه ترکیب محصولات نهایی استفاده می شود.

 
 فن آوری های جدید برای بازیافت زباله های الکترونیکی

 
تصویر: ستون استخراج پالس دار، به قطر 5 سانتی متر..JCP Gabriel, CEA Marcoule DES/ISEC/DMRC  توسط نویسنده ارائه شده است.
 
در حالت دوم، پروسه ای که بیشترین استفاده را در فرآیند جدا سازی در محلول عناصر شیمیایی دارد به اصطلاح استخراج مایع - مایع است. این معمولاً شامل حل کردن فلزات یا اکسیدهای آنها در یک اسید (به عنوان مثال اسید نیتریک) و سپس ساختن یک امولسیون، یعنی مثلاً معادل یک وینگرت فرانسوی، است. محلول اسید ("سرکه") به شدت با یک حلال آلی (مانند نفت سفید ، "روغن") در یک ستون استخراج، و یک یا چند مولکول ("خردل") که خاصیت تقویت انتقال فلزاتی معین ("طعم ها") از اسید به حلال را دارد، مخلوط می شود. از آن جا که این گام جدا سازی به ندرت گامی کامل خواهد بود، برای رسیدن به سطح خلوص مطلوب، این گام به صورت سریالی تکرار می شود. برای رسیدن به خلوص مطلوب، گاهی ده ها، و حتی چند صد استخراج پی در پی لازم است.
 
بهینه سازی هزینه ها و کارآیی چنین فرآیندهایی، مستلزم بررسی تأثیر تعداد بسیار زیادی از پارامترها (برای مثال، غلظت های انواع مواد شیمیایی، میزان اسیدی بودن، دما و ...) به منظور تعریف ترکیبی است که بهترین سازگاری را ارائه دهد.

 

فرآیندهای جدید برای افزایش نرخ بازیافت

در آزمایشگاهSCARCE ، ما در حال کار روی فرآیندهای جدیدی هستیم که در نهایت امکان افزایش تعداد عناصر شیمیایی بازیافت شده و افزایش میزان بازیافت آنها را فراهم می آورد: از یک طرف با فرآیندهای مکانیکی (اتوماسیون جدا سازی و مرتب سازی)، و از سوی دیگر با فرآیندهای استخراج شیمیایی در محلول.
 
به عنوان مثال، همان طور که دیدیم، ترکیب شیمیایی زباله های الکترونیکی بسیار متغیر است. توسعه یک فرآیند استخراج، برای یک ترکیب شیمیایی خاص، به راحتی می تواند پنج تا ده سال برای تحقیق و بهینه سازی زمان بگیرد، و جور کردن یک فرآیند موجود برای یک ترکیب جدید (به عنوان مثال یک فلز جدید) به چند ماه تا چند سال وقت نیاز دارد. این به سختی می تواند با حجم زباله ها، منابع و زمان در دسترس برای بازیافت زباله سازگار باشد.

 

لوله کشی میکروسکوپی برای بهینه سازی استخراج عناصر

برای کاهش زمان و هزینه توسعه تولید فرآیندهای جدید استخراج، ما در یک دستگاه منفرد که به صورت میکروسیالی خودکار شده است تمام تجهیزات لازم برای یک مطالعه فرایند را کوچک سازی و یکپارچه کردیم. در دستگاه میکروسیالی، طول لوله کشی از میلی متر کمتر است، و در مورد کار ما، ضخامت 100 میکرومتر، یعنی به کلفتی دو مو یا کمتر، است. این امر باعث می شود مقادیر بسیار کمی از مواد استفاده شود: چند میکرولیتر به جای میلی لیتر از حلال ها و اسیدها و چند میلی گرم به جای گرم از ترکیبات شیمیایی. برای رسیدن به خلوص مطلوب، گاهی ده ها، و حتی چند صد استخراج پی در پی لازم است.با ادغام روش های آنالیز (اشعه ایکس، مادون قرمز و سنسورها) می توانیم ترکیب های مختلف پارامترها را به طور مداوم، خودکار و سریع مطالعه کنیم. این به ما امکان می دهد تا در عرض چند روز، مطالعه ای را انجام دهیم که به طور معمول می تواند تا چند ماه طول بکشد.

 
فن آوری های جدید برای بازیافت زباله های الکترونیکی

 
تصویر: مؤلفه ابتدایی تراشه میکرو سیالی استخراج به ضلع 5 سانتی متر. سیال ها از میان نیم لوله در یک الگوی زیگزاگی جریان می یابند و عناصر شیمیایی از طریق غشایی که بین دو مؤلفه ی این چنینی ساندویچ شده است، عبور می کنند. لوله کشی ها، پمپ ها و ماژول های آنالیز، به عنوان مثال مادون قرمز، اضافه می شوند. A. El Mangaar, JCP Gabriel, CEA، توسط نویسنده ارائه شده است.
 
مزیت اضافی دستگاه میکروسیالی در مقایسه با دستگاه معمولی: ما پدیده های انتقال عناصر شیمیایی در رابط بین آب و روغن را بهتر درک می کنیم. در واقع، ما هم به لطف استفاده از غشاهای متخلخل، سطح تبادل بین آب و روغن را کنترل می کنیم، و هم زمان تماس بین دو فاز را، که در آن زمان با استفاده از پمپ های سرنگ کنترل شده کامپیوتری به داخل کانال های میکرو سیالی رانده می شوند. سپس جریان های ماده می توانند دقیقاً محاسبه شوند.

 

بازیافت عناصر خاکی نادر: موادی قیمتی و کمتر بازیافت شده

این رویکرد اخیراً به ما امکان مطالعه استخراج فلزات استراتژیک موجود در تلفن های همراه را داده است. این فلزات ، که وجود آنها در فن آوری های مدرن ضروری است، عمدتاً در چین تولید می شوند و در حال حاضر خیلی کم بازیافت می شوند - کمتر از پنج درصد. این امر از این لحاظ مایه تأسف بیشتر است که تولید مستقیم آنها بسیار گران است و می تواند مشکلات اجتماعی و زیست محیطی ایجاد کند.
 
نتایج ما نشان می دهد که ترکیبی از دو مولکول خاص استخراج کننده، این امر را امکان پذیر می سازد که عناصر نادر خاکی را با راندمانی تقریباً 100 برابر بیشتر از راندمان مربوط به استخراج با مولکول های جداگانه استخراج کنیم. از بین شصت عنصر شیمیایی موجود در زباله های الکترونیکی، فقط تعداد کمی در حدود ده تا بازیافت می شوند علاوه بر این، ما استخراج کارآمدی در غلظت های اسیدی 10 تا 100 برابر کمتر از موارد استفاده شده در صنعت را نشان داده ایم، که باعث ایجاد آلودگی کمتری می شود. ما همچنین ترکیب هایی از پارامترها را شناسایی کرده ایم که باعث می شود عناصر نادر خاکی بسیار کارآمدتر از یکدیگر جدا شوند در حالی که به طور متعارف دستیابی به آنها تنها در چند مرحله بسیار دشوار است. اکنون ما در حال مطالعه انتقال این نتایج، که در مقیاس های خیلی کوچک آزمایشگاهی به دست آمده، به مقیاس ابزار تولید صنعتی هستیم.
 
سرانجام این که رویکرد میکروسیالی ما مودولار است به این معنی که هر یک از ماژول ها می توانند در موارد دیگر مورد استفاده خود را پیدا کنند، به عنوان مثال، ماژول استخراج مایع - مایع می تواند برای مطالعه فرایندهای استخراج مولکول های آلی (روغن های اساسی) مفید باشد. یا ماژول طیف سنجی مادون قرمز برای نظارت آنلاین فرآیندهای زراعی یا دارویی می تواند مفید باشد. این امر این امکان را به شما می دهد تا مقدار آب غیر مقید را تعیین کنید - که آبی است که مولکول هایی که در آن حل می شوند را محاصره می کند اما با آنها ارتباط برقرار نمی کند، و این یک پارامتر کلیدی برای دنبال کردن در فرمولاسیون بسیاری از این صنایع است.
 
منبع: جین کریستوف پی گابریل - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)






تاریخ : شنبه 99/5/25 | 6:30 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

چاپ، پلیمرها را تخت می‌کند و خواص الکتریکی و اپتیکی را بهبود می‌بخشد چاپ، پلیمرها را تخت می‌کند و خواص الکتریکی و اپتیکی را بهبود می‌بخشد

محققان راهی پیدا کرده اند که از چاپ پلیمر برای کشش و تخت کردن مولکولهای پیچ خورده استفاده کنند تا برق را بهتر هدایت کنند. تیمی به رهبری مهندسین شیمی و مولکول زیستی از دانشگاه ایلینویز یافته های خود را در ژورنال پیشرفت های علم گزارش می دهند.
 
پلیمرهای در هم آمیخته شده توسط اجتماع مولکولهای غنی از الکترون در امتداد یک ستون فقرات از پیوندهای شیمیایی تک و دوتایی متناوب تشکیل می شوند. این پیوستگی به برق اجازه می دهد تا خیلی سریع از طریق پلیمر تردد کند و آن را برای استفاده در کاربردهای الکتریکی و نوری بسیار مطلوب می سازد. محققان گفتند این شیوه حمل بارها الکتریکی به حدی خوب کار می کند که پلیمرهای در هم آمیخته اکنون آماده رقابت با مواد سیلیکونی هستند.
 
لکن ، این پلیمرها هنگام پیوستن به هم تمایل به از شکل افتادن در مارپیچهای پیچ خورده دارند ، که این به شدت مانع حمل بار الکتریکی می شود.
 
یینگ دیائو ، استاد مهندسی شیمی و بیومولکولی ، که هدایت این مطالعه را بر عهده داشت ، گفت: "صاف بودن یا مسطح بودن یک پلیمر در هم آمیخته نقش زیادی در توانایی آن در انتقال برق دارد." "حتی پیچ و تاب کمی در ستون فقرات می تواند مانع توانایی الکترون ها برای عدم تمرکز و جریان شود."
 
دیائو گفت ، می توان پلیمرهای در هم آمیخته را با اعمال فشار بسیار زیاد یا دستکاری در ساختار مولکولی آنها صاف کرد ، اما هر دو روش بسیار پر زحمت هستند. "واقعاً هیچ راهی آسان برای انجام این کار وجود ندارد."
 
محقق فوق دکترا کیونگ سان پارک و دانشجوی فارغ التحصیل جاستین کووک هنگام هدایت آزمایش های چاپ و شبیه سازی های جریان در آزمایشگاه دیائو متوجه چیزی شدند. محققان می گویند که پلیمرها در طی چاپ دو مرحله متمایز از جریان را طی می کنند: اولین مرحله وقتی رخ می دهد که عمل موئینگی جوهر پلیمر را وقتی که شروع به تبخیر می کند بالا می کشد ، و مرحله دوم نتیجه نیروهای تحمیل شده توسط تیغه های چاپ و بستره است.
 
دیائو گفت: "پارک و کووک مرحله دیگری را کشف کردند که در طول چاپ رخ می دهد که در آن به نظر می رسد پلیمرها دارای خواص بسیار متفاوتی هستند." "این مرحله سوم بین دو مرحله قبلاً تعریف شده رخ می دهد ، و نشان می دهد که پلیمرها در حال کشیده شدن به شکل های مسطح هستند."
 
دیائو گفت ، نه تنها پلیمرها در این مرحله سوم کشیده و مسطح می شوند ، بلکه همچنین آنها پس از رسوب زدایی از محلول نیز به این شکل باقی می مانند ، و این امکان را فراهم می آورند که تنظیمات پرینتر را به دقت تنظیم کنید تا پلیمرهای در هم آمیخته را برای استفاده در دستگاه های جدید و سریع‌تر زیست پزشکی و الکترونیک انعطاف پذیر تولید کنید.
 
دیائو گفت: "ما در حال کشف باغ وحش کاملی از مراحل جدید پلیمری هستیم ، که همه نسبت به نیروهایی که در طی فرآیند چاپ روی می دهند حساس هستند." صاف بودن یا مسطح بودن یک پلیمر در هم آمیخته نقش زیادی در توانایی آن در انتقال برق دارد. "ما اینگونه تصویر پردازی می کنیم که این تعادل های کاوش نشده و مرحله های تحریک شده با جریان در نهایت به پلیمرهای جدید در هم آمیخته با خواص اپتوالکترونیکی مهیج تبدیل می شوند."

فیلم‌های پلیمری جدید به جای به دام انداختن گرما، آن را هدایت می‌کنند

پلیمرها معمولاً ماده عایق حرارتی هستند. به یک دستکش بلند سیلیکونی اجاق یا یک فنجان استیروفوم قهوه فکر کنید ، هر دو از مواد پلیمری ساخته شده و در به دام انداختن گرما بسیار عالی هستند.
 
اکنون مهندسان MIT با ساختن فیلم های پلیمری نازک که گرما را هدایت می کنند - توانایی ای که معمولاً با فلزات همراه است - تصویری که از عایق پلیمری استاندارد وجود دارد را معکوس کرده اند. در آزمایشات ، آنها فیلم هایی را پیدا کردند که از پوشش پلاستیکی نازک تر هستند و گرما را بهتر از بسیاری از فلزات شامل فولاد و سرامیک هدایت می کنند.
 
نتایج این تیم ، که در ژورنال ارتباطات طبیعت منتشر شده است ، ممکن است تحریکی باشد برای توسعه عایق های پلیمری‌ به عنوان جایگزین های سبک ، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر خوردگی برای رساناهای گرمایی فلزی سنتی ، برای کاربردهای مختلف از مواد دفع گرما در لپ تاپ ها و تلفن های همراه گرفته تا عناصر خنک کننده در خودروها و یخچال ها.
 
"ما فکر می کنیم این نتیجه گامی برای تحریک این زمینه است."  "دید بزرگتر ما این است که این خواص پلیمرها می توانند کاربردها و شاید صنایع جدیدی ایجاد کنند و ممکن است جایگزین فلزات به عنوان مبدل های حرارتی شوند."
 
در سال 2010 ، این تیم گزارش موفقیت خود را در ساخت الیاف نازک پلی اتیلن ، که 300 برابر هدایت گرمایی بیشتر از پلی اتیلن معمولی داشتند و تقریباً به اندازه اغلب فلزات رسانای گرمایی بودند ، دادند. نتایج آنها ، که در ژورنال نانوتکنولوژی طبیعت منتشر شد ، توجه صنایع مختلفی از جمله تولید کنندگان مبدل های حرارتی ، پردازنده های هسته رایانه و حتی اتومبیل های مسابقه را به خود جلب کرده است.
 
خیلی زود مشخص شد ، برای این که هادی های پلیمری بتوانند برای هر یک از این کاربردها کار کنند ، مواد باید از فیبرهای فوق العاده نازک (یک فیبر منفرد به اندازه یک صدم قطر موهای انسان اندازه گیری می شود) به فیلم های قابل کنترل تر افزایش ابعاد دهند.
 
چن می گوید: "در آن زمان که گفتیم به جای یک فیبر واحد ، می توانیم تلاش کنیم که یک ورق بسازیم." "این روند بسیار دشوار از کار در آمد."
 
محققان نه تنها لازم بود از پسِ ساختن ورق های رسانای گرما از پلیمر بر آیند ، بلکه همچنین لازم بود اسبابی سفارشی را می ساختند تا بتوانند هدایت گرمای این ماده را تست کنند ، و همچنین کدهای رایانه ای را برای تحلیل تصاویر ساختارهای میکروسکوپی مواد تهیه کنند. در پایان ، این تیم توانست فیلم های نازکی از پلیمرهای هادی را با شروع از پودر پلی اتیلن تجاری بسازد.
 
منبع: دانشگاه ایلینویز در Urbana-Champaign ، دفتر خبر






تاریخ : شنبه 99/3/31 | 6:5 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

مفهوم شگفت انگیز حد تناسب بین تنش و کرنش مفهوم شگفت انگیز حد تناسب بین تنش و کرنش علم مواد و مکانیک شاخه‌هایی از فیزیک هستند که به بررسی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی هر ماده‌ی منفردی می‌پردازند، و کاربردهای آن در مهندسی و علوم محض است. در حالی که رویکرد تقلیل گرایانه از مطالعه خواص مواد در سطح اتمی یا مولکولی ممکن است به ما در درک برخی خصوصیات مواد کمک کند، نمی‌توان پیش بینی کرد که وقتی نیروهای بین مولکولی به ایفای نقش بپردازند ماده به صورت توده‌ای و بزرگ مقیاس چگونه رفتار خواهد کرد. در کاربردهای کاملاً مهندسی، لازم است مواد برای قدرتشان مورد آزمایش قرار بگیرند تا نقطه تسلیم یا حد قدرت کشش آنها مشخص شود. نیروهای ماکروسکوپی در اینجا وارد بازی می‌شوند. یکی از خصوصیات فیزیکی وابسته، که هنگام انجام تست‌های استرس اندازه گیری می‌شود، حد تناسب است.
 

درباره تنش و کرنش

قدرت یک ماده با نحوه پاسخگویی به تنش و کرنش اندازه گیری می‌شود. تنش، اندازه‌ای است از نیروی داخلی در واحد سطح که بر روی جسم وارد می‌شود هنگامی که جسم تحت تأثیر نیروهای تغییر شکل دهنده قرار می‌گیرد. واحد تنش همان فشار است و برابر با نیوتن بر متر مربع است.
 
از نظر مهندسی، کرنش با توجه به ابعاد اصلی آن، یک نسبت تغییر در ابعاد هر جسم است. این اعوجاج جسم است که بر اثر اعمال نیروهای خارجی بر روی آن اتفاق می‌افتد. این تغییر مکان لایه‌های جسم است که تحت تأثیر اِعمال نیروی تغییر شکل دهنده وارد بر ماده رخ می‌دهد.
 
قانون هوک رابطه‌ای بین تنش و کرنش است که توسط یک جسمِ تحت دفرمه شدن احساس می‌شود. این قانونِ تقریبی بیان می‌کند که در حد الاستیک، کرنشی که توسط یک ماده احساس می‌شود مستقیماً با تنش متناسب است. حد الاستیک نقطه‌ای است که اگر یک شیء فراتر از آن، کشیده شود، برای همیشه تغییر شکل می‌دهد. ضریب تناسب بین تنش و کرنش به عنوان مدول الاستیسیته ماده شناخته می‌شود.
 

تعریف

حد تناسب، حداکثر میزان تنش است که یک شیء می‌تواند تحمل کند در حالی که هنوز از قانون هوک پیروی می‌کند. به عبارت دیگر، بالاترین میزان تنشی است که ممکن است یک ماده در معرض آن قرار بگیرد در حالی که هنوز هم یک رابطه خطی با کرنش را حفظ می‌کند.
 
اگر منحنی تنش را در برابر کرنش ترسیم کنید، خواهید دید که تا رسیدن به نقطه تسلیم، رابطه‌ای خطی بین آنها وجود دارد. بعد از این مرحله، کرنش بدون افزایش تنش در حال افزایش خواهد بود. بالاترین مقدار تنش، درست قبل از رسیدن به نقطه تسلیم، به عنوان حد تناسب شناخته شده است.
 
اگر نیرویی اعمال کنید، فراتر از این حد، رابطه تناسب خطی بین تنش و کرنش دیگر حفظ نمی‌شود. اگر تنش بیشتری را فراتر از این مرحله اعمال کنید ممکن است مواد به طور دائمی تغییر شکل دهند. به خودی خود، هیچ فرمولی برای حد تناسب وجود ندارد، زیرا مقدار دقیق حداکثر تنش که یک ماده می‌تواند تحمل کند، کاملاً به ساختار مولکولی داخلی یا ساختار بلوری آن بستگی دارد.
 
اگر مهندسی تولید یا مکانیک را دنبال می‌کنید، می‌دانید که مطالعه خواص مواد مانند حد تناسب آنها و درجه بندی آنها با توجه به قدرت عملکرد آنها از مهمترین وظایف یک طراح و مدیر تولید است.
 

قانون هوک

قانون هوک یک قانون فیزیکی است که می‌گوید نیرویی (F)  که لازم است که فنری را به اندازه x بکشد یا فشرده سازد به صورت خطی متناسب با x است. یعنی Fs=kx که در آن k فاکتور ثابتی است که اندازه آن به ویژگی فنر مثل سختی آن بستگی دارد، و x در مقایسه با دفرمه شدن ممکن کلی فنر کمیت کوچکی است. این قانون به افتخار روبرت هوک، فیزیکدان انگلیسی قرن هفدهم به نام او نامگذاری شده است. وی برای اولین بار این قانون را در سال 1676 به صورت یک نمودار لاتینی بیان کرد.
 
معادله هوک در بسیاری از مواقع دیگر که جسم الاستیک تحت نیروهای تغییر شکل دهنده قرار می‌گیرد، مانند مورد وزش باد بر روی یک ساختمان بلند، و یا زمانی که یک نوازنده رشته‌ی گیتار خود را می‌کشد، (تا حدی) اعتبار خود را حفظ می‌کند. به یک جسم یا ماده‌ی الاستیکی که می‌توان برای آن اعتبار این قانون را فرض کرد، خطی - الاستیک یا هوکیَن گفته می‌شود.
 
قانون هوک فقط یک تقریب خطی مرتبه اول به پاسخ واقعی فنرها و سایر اجسام الاستیک به نیروهای اعمال شده است. وقتی نیروهای اعمالی از حد مجاز فراتر رفتند این قانون درنهایت باید شکست بخورد، زیرا هیچ ماده‌ای نمی‌تواند بیش از حداقل اندازه معینی فشرده شود، یا بیش از حداکثر اندازه‌ای کشیده شود بدون این که تغییر شکل یا تغییر وضعیت دائمی بدهد. نمی‌توان پیش بینی کرد که وقتی نیروهای بین مولکولی به ایفای نقش بپردازند ماده به صورت توده‌ای و بزرگ مقیاس چگونه رفتار خواهد کرد. حتی بسیاری از مواد به طرز محسوسی قبل از رسیدن به این محدوده‌های الاستیک، از قانون هوک کمابیش منحرف می‌شوند.
 
از طرف دیگر، قانون هوک تقریباً برای بسیاری از اجسام جامد یک تقریب دقیق است تا زمانی که نیروها و تغییر شکل‌ها به اندازه کافی کوچک باشند. به همین دلیل، قانون هوک در همه شاخه های علوم و مهندسی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد و پایه و اساس بسیاری از رشته ها مانند زلزله شناسی، مکانیک مولکولی و آکوستیک است. همچنین این قانون، اصلی اساسی در مقیاس فنر، مانومتر و چرخ تعادل ساعت مکانیکی است.
 
نظریه مدرن الاستیسیته، قانون هوک را تعمیم می‌دهد تا بگوید که کرنش (تغییر شکل) یک ماده یا ماده الاستیک متناسب با تنش اعمال شده بر آن است. با این حال، از آن جا که تنش‌ها و فشارهای کلی ممکن است چندین مؤلفه مستقل داشته باشند، "ضریب تناسب" ممکن است دیگر فقط یک عدد واقعی واحد نباشد، بلکه یک نقشه خطی (یک تانسور) است که می‌تواند توسط یک ماتریس از اعداد حقیقی نشان داده شود.
 
در این شکل کلی، قانون هوک استنتاج رابطه بین کرنش و تنش را برای اشیاء پیچیده بر حسب خصوصیات ذاتی موادی که از آن ساخته شده است ممکن می‌سازد. به عنوان مثال، می توان نتیجه گرفت که یک میله همگن با سطح مقطع یکنواخت مانند کشش یک فنر ساده رفتار خواهد کرد با یک سفتی k که به طور مستقیم متناسب با سطح مقطع آن است و به طور معکوس متناسب با طول آن است.
 
منبع: اُمکار فاتاکک






تاریخ : شنبه 99/3/31 | 6:4 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
فناوری نانو در لاستیک سازی
رضیه برجیان

مقدمه

تاکنون در دنیا در صنایع پلیمری تحقیقات بسیار زیادی انجام شده است. ازجمله آن‌ها تحقیقات در زمینه فناوری نانو در صنعت لاستیک است. موارد استفاده از فناوری نانو اعم از نانوفیلرها و نانوکامپوزیت است که به لاستیک‌ها خواص ویژه‌ای می‌دهد.

بازار نانوکامپوزیت در 2005 به میزان 200 میلیون یورو و در سال 2015 بر اساس آمارBSF به میزان 1200 میلیون یورو پیش‌بینی‌شده است. در سال 2002 کشوری مثل ژاپن 1500 میلیون یورو در تحقیقات در زمینه فناوری نانو صرف کرده است.همچنین صنایع خودرو در دنیا به سمت استفاده از نانو PP نانوپلی پروپیلن سوق پیدا کرده است و علت اصلی آن خواص مناسب از جمله سبکی، مقاومت حرارتی و مقاومت ضربه اینگونه مواد است. بنابراین رسیدن به خواص مطلوب ضرورت توجه به آن را بیش از هر چیز دیگر برای ما نمایان می‌سازد. در این مقاله به بعضی از نانومواد رایج در صنعت خودروسازی می‌پردازیم.

کاربرد اکسیدروی نانومتری (NanoZnO) در لاستیک

اکسیدروی نانومتری مادهای غیرآلی و فعال است که کاربرد گسترده‌ای در صنعت لاستیک‌سازی دارد. برخی از تأثیرات آن بر روی لاستیک‌ها عبارت‌اند از:
1-زیبایی و ظرافت بخشیدن به لاستیک
2-افزایش استحکام مکانیکی لاستیک
3-افزایش مقاومت سایشی لاستیک
4-پایداری دمایی بالای لاستیک
5-افزایش طول عمر لاستیک

کاربرد نانوکربنات کلسیم در لاستیک

نانوکربنات کلسیم به‌طور گسترده‌ای در صنایع لاسیتک به کار می‌رود، زیرا اثرات خیلی خوبی نسبت به کربنات معمولی بر روی خواص و کیفیت لاستیک دارد. ازجمله مزایای استفاده از نانوکربنات کلسیم  توانایی تولید در مقیاس زیاد است. نانوکربنات کلسیم سبک بیشتر در پلاستیک و پوشش دهی لاستیک به کار می‌رود.
نانوکربنات کلسیم سختی لاستیک و حد گسیختگی پلیمرهای لاستیک را افزایش داده و حداکثر توانی که لاستیک می‌تواند تحمل کند تا پاره شود را بهبود می‌بخشد. همچنین مقاومت لاستیک را در برابر سایش افزایش می‌دهد. به کار بردن نانوکربنات کلسیم هزینه‌ها را پایین می‌آورد و سود زیادی را به همراه دارد.

کاربرد ساختارهای نانومتری الماس در لاستیک

الماس نانومتری به‌طور گسترده‌ای در کامپوزیت‌ها ازجمله لاستیک به کار می‌رود. با اضافه کردن نانو الماس‌ها به لاستیک‌ها می‌توان خواص زیر را انتظار داشت:
1) 4 الی 5 برابر شدن خاصیت انعطاف‌پذیری لاستیک
2) افزایش 2 الی 5/2 برابری درجه استحکام
3) افزایش حد شکستگی تا حدود 2 Kg/cm700-620 
4) 3 برابر شدن قدرت بریده شدن آن‌ها 
5) بهبود زیاد خاصیت ضد پارگی آن‌ها در دمای بالا و پایین

کاربرد ذرات نانومتری خاک رس در لاستیک

یکی از مواد نانومتری که شرکت‌های بزرگ لاستیک‌سازی به‌طور گسترده‌ای از آن در محصولات خود استفاده می‌کنند، ذرات نانومتری خاک رس است . افزودن این ماده فوایدی دارد که مهم‌ترینشان عبارت‌اند از:
 1) افزایش مقاومت لاستیک در برابر سایش
2) افزایش استحکام مکانیکی
3) افزایش مقاومت گرمایی
4) کاهش قابلیت اشتعال
5) بهبود بخشیدن اعوجاج گرمایی[1]
6)کاهش نفوذپذیری لاستیک[2]

استفاده از گرافن در صنعت لاستیک

گرافن ماده‌ای تک لایه از جنس کربن است . در حال حاضر از گرافن در صنعت ساخت دوچرخه استفاده می‌شود. استفاده از گرافن در لاستیک دوچرخه‌ها مزایای زیر را دارد:
1)افزایش استحکام لاستیک
2) کاهش اصطحکاک و افزایش سرعت دوچرخه
3) ترمزی نرم
4) افزایش انعطاف‌پذیری لاستیک[3]


 

مزایای بیشتر
حسگر لاستیک

محققان حسگر ساخته‌اند که در آن از نانولوله برای رصد دائمی تایر خودرو استفاده می‌شود. این حسگر درون تایر قرار می‌گیرد و در صورت کاهش باد لاستیک به راننده هشدار می‌دهد. یکی از مزیت‌های این حسگر آن است که ابعاد آن کوچک بوده و در اندازه‌های یک سکه است و امکان تولید ارزان‌قیمت آن وجود دارد. این حسگر به‌صورت چاپی تولید می‌شود. در این حسگر از نانولوله‌های کربنی فلزی استفاده‌شده است. این حسگر با ایجاد میدان الکتریکی میان دو الکترود کار می‌کند که یک ولتاژ نوسانی میان آن دو برقرار است. این حسگر به‌گونه‌ای درون لاستیک قرار داده‌شده که قادر است به‌صورت دائمی با جاده برهم‌کنش داشته باشد و با این کار هرگونه تغییر وضعیت لاستیک را در مقیاس میلی‌متری رصد می‌کند و این کار با دقت بالایی صورت می‌گیرد.

این حسگر با استفاده از روش‌های مختلف و مواد متفاوت قابل‌تولید است. اما بهترین نتیجه زمانی به دست می‌آید که از نانولوله‌های کربنی فلزی که درون یک فیلم انعطاف‌پذیر به‌کاررفته، استفاده شود.[4]
 
 

نانو ژنراتوری برای تولید انرژی از اصطکاک لاستیک خودرو

نانوژنراتوری طراحی‌شده که می‌تواند از اصطکاک لاستیک خودرو، انرژی تولید کند. این روش خلاقانه با تبدیل صورت‌های مختلف انرژی به هم، می‌تواند به شرکت‌های خودروساز برای افزایش کارایی کمک کند. این نانوژنراتور بر اساس اثر پیزوالکتریک کار می‌کند به‌طوری‌که پتانسیل میان چرخ‌های خودرو و کف خیابان برای تولید انرژی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
اصطکاک میان لاستیک خودرو و کف خیابان تقریباً 10 درصد آر سوخت خودرو را مصرف می‌کند. این انرژی هدر می‌رود، بنابراین اگر ما بتوانیم این انرژی را تبدیل به شکل دیگری کنیم می‌توان از آن برای افزایش کارایی سوخت استفاده کرد. انرژی تولیدشده با این روش به وزن و سرعت خودرو بستگی دارد.[5]
 

واکس لاستیک

پدیده شکفته شدن (Blooming) اساساً یک تغییر فیزیکی است که در سطوح یک قطعه لاستیکی جام و یا پخته شدن (ولکانیزه) رخ می‌دهد و علت آن مهاجرت مواد از درون یک آمیزه لاستیکی به سطح، به سبب داشتن حلالیت محدود در شبکه پلیمری می‌باشد. بئومنیگ و مسائل مربوط به آن ناشی از این امر است که تعداد زیادی از مواد درون آمیزه لاستیکی دارای سازگاری محدود با آمیزه بوده و نتیجتاً پس از ولکانیزاسیون و خنک شدن و رسیدن به دمای محیط، از درون ترکیب آمیزه جدا می‌گردند. درواقع بلومینگ یک فرایند نفوذپذیری کنترل شده است پدیده بلومینگ همیشه یک پدیده نامطلوب نیست بلکه در مواقعی وقوع این پدیده موجب تشکیل لایه مقاومی از ماده بلوم شده می‌گردد، که به‌عنوان یک لایه محافظ عمل می‌نماید. ازجمله موارد کاربردی این پدیده می‌توان به سه افزودن واکس‌های هیدروکربنی تحت عنوان واکس‌های محافظ به آمیزه‌های لاستیکی اشاره نمود که به‌منظور حفاظت از سطح لاستیک ولکانیزه شده در برابر حملات ازونی بکار می‌روند که طی آن واکس به سطح آمیزه لاستیکی بلوم کرده و مانند یک سد فیزیکی محافظ عمل می‌کند . [6]

پی نوشت
[1] http://khodroha.com/nano-lastik.htm
[2] سرمستی امامی, محمد رضا و حمید رضا برادران، 1392، بررسی تجربی خواص نفوذ پذیری نانو کامپوزیت لاستیک هایپالون، دومین همایش ملی فناوری نانو از تئوری تا کاربرد، اصفهان، موسسه آموزش عالی جامی، https://www.civilica.com/Paper-NCNTA02-NCNTA02_149.html
[3] http://news.nano.ir/53828
[4] http://news.nano.ir/58931
[5] http://news.nano.ir/50666
[6] تقوایی, سعید و محمود میاه نهری، 1380، بررسی تاثیر توزیع جرم مولکولی و میزان روغن موجود در واکس های محافظ تایر بر کیفیت عملکرد آنها، پنجمین همایش ملی لاستیک، مشهد، شرکت مهندسی و تحقیقات صنایع لاستیک، https://www.civilica.com/Paper-RUBBER05-RUBBER05_009.html
منابع
http://khodroha.com/nano-lastik.htm
سرمستی امامی, محمد رضا و حمید رضا برادران، 1392، بررسی تجربی خواص نفوذ پذیری نانو کامپوزیت لاستیک هایپالون، دومین همایش ملی فناوری نانو از تئوری تا کاربرد، اصفهان، موسسه آموزش عالی جامی، https://www.civilica.com/Paper-NCNTA02-NCNTA02_149.html
http://news.nano.ir/53828
http://news.nano.ir/58931
http://news.nano.ir/50666
تقوایی, سعید و محمود میاه نهری، 1380، بررسی تاثیر توزیع جرم مولکولی و میزان روغن موجود در واکس های محافظ تایر بر کیفیت عملکرد آنها، پنجمین همایش ملی لاستیک، مشهد، شرکت مهندسی و تحقیقات صنایع لاستیک، https://www.civilica.com/Paper-RUBBER05-RUBBER05_009.html
 






تاریخ : شنبه 99/2/6 | 7:24 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
گرافن و کاربرد آن در صنعت لاستیک سازی و پلاستیک سازی
رضیه برجیان


گرافن

کربن در طبیعت ساختارهای مختلفی دارد؛ الماس و گرافیت از ساختارهای معروف آن هستند، در الماس هر اتم کربن با چهار اتم دیگر پیوند برقرار کرده است و این ماده به عنوان سخت ترین ماده جهان شناخته شده است. در گرافیت اتم های کربن در لایه های مجزایی با هم پیوند برقرار کرده‌اند. این لایه‌های روی هم قرار گرفته و با پیوند ضعیفی به هم متصل شده ­اند که هر کدام از لایه‌های موجود درگرافیت را گرافن می­نامند.

در گرافیت 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 کاملاً مشابه قرار گرفته‌است و به این ترتیب، چهارمین الکترون ظرفیت نیز یک پیوند شیمیایی داده‌ است، اما پیوند این الکترون چهارم، از نوع پیوند واندروالسی است که پیوندی ضعیف است. 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 مانده ‌است. در این حالت، اتم‏های کربن در وضعیتی قرار می‏گیرند که شبکه‏‌ای از شش ضلعی‏های منتظم را ایجاد می‏کنند. البته این ایده ‏آل‏ترین حالت یک صفحه‏ گرافن است. در برخی مواقع، شکل این صفحه به گونه‏ ای تغییر می‏کند که در آن پنج‌ضلعی‏ها و هفت‌ضلعی‏هایی نیز ایجاد می‏شود. گرافن ورقه ای دو بعدی  2D  از اتم های کربن در یک پیکربندی شش ضلعی (لانه زنبوری) است. اتم های کربنی در گرافن با هیبرید SP2 به هم متصل شده اند. گرافن جدید ترین عضو خانواده  مواد کربنی گرافیتی چند بعدی می باشد. این خانواده شامل فولرن به عنوان نانوماده ی صفر بعدی0D، نانولوله های کربنی به عنوان نانوماده ی یک بعدی 1D و گرافیت به عنوان یک ماده سه بعدی 3D می باشد. اصطلاح گرافن برای اولین بار در سال 1986 معرفی شد که از ترکیب کلمه گرافیت و یک پسوند (ان) که به هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه‌ای (Polycyclic) اشاره دارد ایجاد شد. غیر از گرافن تک لایه و دولایه، لایه‌های گرافنی از 3 تا 10 لایه را به نام گرافن کم لایه (Few Layer Graphene) و بین 10 تا 30 لایه را به نام گرافن چند لایه، گرافن ضخیم (Thick Graphene) و یا نانو بلورهای نازک گرافیتی، می‌نامند.[1] 

 این ماده جدید ویژگی­های منحصر به فرد زیادی دارد که این امر باعث می شود آن را برای مطالعات اساسی و کاربردهای آینده به ماده­ای جالب مبدل سازد. از گرافن به عنوان ماده­ای برای افزایش استحکام، هدایت الکتریکی و نیز هدایت حرارتی استفاده می­شود. چند سالی است که گرافن به یکی از جالب توجه‌ترین سوژه‌های دنیای فناوری تبدیل شده است؛ ماده‌ای سخت‌تر از الماس، رساناتر از مس و با شفافیتی بالا که می‌تواند به بسیاری از عرصه‌های علم و فناوری نفوذ کند.
 
گرافن ماده ای منحصربه فرد با پایه‌ی کربنی و دانسیته‌ی اتمی بالاست. ترکیب غیرعادی خواص آن نظیر سختی و استحکام مکانیکی بسیار بالا، رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا و قابل تنظیم، خصوصیات عالی نوری وسطحی است و از طریق عامل‌دار کردن شیمیایی ،موردتوجه خاص محققان قرارگرفته است و این حقیقت که شیمیدانان به سختی میتوانند جایگزینی برای گرافن پیدا کنند، سبب شده که این ماده دارای کاربردهای فراوانی در نانوالکترونیک، پیلهای خورشیدی و ابزارهای ذخیره انرژی مثل باطری‌‌‌ ‌ها و ابرخازن‌ها باشد.

 گرافن سخت‌ترین و نازک‌ترین ماده‌ای است که بشر تاکنون به‌آن دست یافته‌‌است. این ماده با وجود این‌که ساختار متراکمی دارد، به علت ضخامت بسیار اندکش که برابر با ضخامت یک اتم کربن است، نور را از خود عبور می‌دهد و از شفافیت 97,3 درصد برخوردار است.


در آینده از این ماده در ساخت نمایشگرهای لمسی بسیار ظریف و مقاوم استفاده خواهد شد.هم اکنون گرافن درحال نفوذ به کاربرد های الکترونیکی می باشد وممکن است بزودی پایه واساس تجهیزات الکترونیکی را عوض کند.با استفاده از گرافن ،ساخت وسایل برقی کوچک،قابل انعطاف وکم هزینه ،ممکن خواهد بود.

اگر گرافن را با کاربردهای امروزی پلاستیک مقایسه کنیم، باید به انتظار روزی باشیم که همه چیز، از پاکت میوه گرفته تا لباس‌ها، دیجیتال شوند. کارت‌های ارتباطی آینده، توان پردازشی به اندازه موبایل‌های هوشمند امروزی خواهند داشت. گرافن می‌تواند کاربردهای کاملا جدیدی در ابزارهای الکترونیکی شفاف، انعطاف‌پذیر و بسیار سریع‌تر از امروز پیدا کند. یک مثال از استفاده‌های دیگر آن می‌تواند افزودن پودر گرافن به تایرها برای قوی‌تر کردن آنها باشد.[2]

کاربرد گرافن در صنعت لاستیک سازی

معمولا این که چه نوع لاستیکی در دوچرخه استفاده شود، بستگی به این موضوع دارد که دوچرخه برای چه شرایطی قرار است به کار گرفته شود. هر قدر لاستیک‌ها بزرگتر شوند، دوام بالاتری دارند اما وزن دوچرخه را نیز افزایش می‌دهد. لاستیک‌های کوچکتر معمولا سبک‌تر بوده اما زودتر از بین می‌روند و استهلاک بالاتری دارند.
با افزودن گرافن به لاستیک‌ می توان کارایی این لاستیک‌ها را افزایش داد. زمانی که از این لاستیک استفاده می‌شود، به دلیل دولایه‌ای که در آن وجود دارد، این لاستیک‌ها مستحکم مانده و در برابر خستگی مقاومت می‌کنند. همچنین این دولایه موجب کاهش اصطکاک لاستیک شده و سرعت دوچرخه را افزایش می‌دهد. زمانی که دوچرخه‌سوار ترمز می‌گیرد یا دور می‌زند، دوچرخه به نرمی عکس‌العمل نشان می‌دهد. علاوه‌بر این، این لاستیک‌های جدید کاملا انعطاف‌پذیر هستند. [3]

لاستیک تقویت شده با گرافن برای تولید واشر صنعتی

وربک متریالز (Vorbeck Materials) در حوزه گرافن فعالیت دارد. این شرکت اخیراً اعلام کرده فناوری موسوم به Vor-flex 50 را به بازار عرضه کرده است. این محصول از دسته الاستومرهای تقویت شده با گرافن است که در آن از فناوری Vor-x استفاده شده‌است. Vor-flex 50 یک لاستیک نیتریل بوتادین هیدروژنه شده (HNBR) است که در مقابل تغییر حالت به شدت مقاومت می‌کند. این محصول قادر است تا دمای 200 درجه فارنهایت را تحمل کند. همچنین مقاومت کششی 3500 psi و سختی 88 برای این محصول گزارش شده‌است.
 گرافن سخت‌ترین و نازک‌ترین ماده‌ای است که بشر تاکنون به‌آن دست یافته‌‌است.
وجود خاصیت مقاومت گرمایی بالا در این لاستیک موجب می‌شود تا بتوان از آن در حوزه‌های مختلف نظیر خودروسازی و پتروشیمی استفاده کرد. این محصول برای استفاده در واشرها ایده‌آل است و می‌توان از آن برای درز پوشی و ایجاد مقاومت در برابر مواد شیمیایی و سوخت استفاده کرد.[4]

کاربردهای گرافن در صنعت لاستیک

گرافن کاربردهای مختلفی در صنعت لاستیک می‌تواند داشته باشد که از آن جمله می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:
• برچسب‌های لاستیکی حاوی گرافن می‌تواند به‌عنوان بارکد در فروشگاه‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
• برچسب‌های گرافنی با حساسیت بالا که با تغییر دما، دچار تغییر رنگ می‌شوند.
• برچسب‌های محافظ که می‌توان آن‌ها را روی کارت‌های اعتباری حاوی RFID قرار داد تا هکرها نتوانند اطلاعات آن را سرقت کنند.

پیش از این شرکت نانوکمپ تکنولوژیز اقدام به استفاده از نوارهای حاوی نانولوله‌کربنی کرده بود؛ نوارهایی که به دلیل وجود نانولوله کربنی از خواص الکتریکی، گرمایی، ساختاری و دوام بالا برخوردار بودند. گرافن نیز می‌تواند چنین ویژگی‌هایی را در محصولات ایجاد کند.[5]

پی نوشت 

[1] http://edu.nano.ir/paper/224
[2] https://article.tebyan.net/177223/
[3] http://news.nano.ir/53828/
[4] http://news.nano.ir/56429/
[5] http://news.nano.ir/59757
منابع
http://edu.nano.ir/
https://article.tebyan.net/
http://news.nano.ir/






تاریخ : شنبه 99/2/6 | 7:24 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

نانوذرات طلا و اطمینان از سلامت بسته‌های گوشت نانوذرات طلا و اطمینان از سلامت بسته‌های گوشت

مقدمه
در دهه اخیر نانوبلورهای فلزی به دلیل اندازه بی نهایت کوچک و پتانسیل مفیدشان در گستره وسیعی از صنعت و تکنولوژی توجه زیادی را به سمت خود جلب کرده اند. تغییر شکل نانوبلور های فلزی می تواند خواص و کاربرد آن ها را تغییر دهد. نانوذرات طلا (Au) وابسته به اندازه‌شان تشدید پلاسمون سطح (SPR- Surface Plasmon Resonance) مناسبی دارند و به طور کلی جذب SPR در ناحیه مرئی نشان می دهند. نانومیله های Au، نانوقفس های Au (Nanocage) و نانوکره های تهی Au (Hollow Nanosphere) جذب زیرقرمز نزدیک (Near infrared- NIR) دارند. نانوساختارهای نقره (Ag) با گوشه  و لبه های نوک تیز فعالیت پراکندگی رامان افزایش یافته با سطح (surface-Enhanced Raman Scattering -SERS) مناسب و بیشتری نسبت به نانوذرات کروی (بدون لبه) نقره دارند. به طور معمول نانوذرات در مقیاس 10-1 نانومتر اثرهای الکترونیکی و نوری مناسبی به دلیل مسیر آزاد الکترون خواهند داشت. بنابراین با کنترل پارامترهای اساسی می توان پتانسیل های کاربردی آن ها را در زمینه های کاتالیست، الکترونیک، فوتونیک، حسگرها، علوم پزشکی و زمینه های مرتبط افزایش داد. [1]

نانو ذرات طلا دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصربه فردی مانند پایداری بسیار بالاء مقاوم بودن به گرما و توانایی بالا در جذب و انتشار نور هستند و به اندازه‌های گوناگون و شکل‌های مختلف مان کروی, میله‌ای, کریستالی, و مارپیچی ستتز می‌شوند. نانو ذرات طلا کاریرد. گسترده‌ای در زمینه‌های پزشکی مانشد تشخیص و درمان   بیماری ها دارد.[2]
 

 نانومواد فلزی نجیب برای حسگرهای رنگ‌سنجی (Colorimetry)

حسگرهای رنگ‌سنجی به علت سادگی، حساسیت بالا، قیمت ارزان جذاب هستند و می توانند با اسپکتروسکوپی مرئی/ فرابنفش (vis/uv) کوپل شده و به جای وسایل پیچیده به کار روند. محلول نانوذرات طلا قرمز رنگ است ولی در حسگر رنگ‌سنجی از تغییر رنگ محلول نانوذرات طلا به ارغوانی یا آبی می شود. بنابراین در حال حاضر پژوهش نانوذرات طلا براساس سنجش رنگ‌سنجی DNA، فعالیت آنزیم، مولکول های کوچک، یون های فلزی و پروتئین ها انجام می شود. نانوذرات طلا با مولکول های دیگر می توانند حسگر خوبی را برای تشخیص مولکول های هدف ایجاد کنند. در حسگرهای نوری نانوذرات Ag سودمند هستند زیرا نانوذرات Ag ضریب خاموشی (Extinction Coefficient) بالاتری نسبت به نانوذرات Au با همان اندازه دارند. بنابراین طراحی نانوذرات Ag با مولکول های DNA و مولکول های دیگر، زیست حسگر رنگ‌سنجی گزینش پذیری را به وجود می آورد و اخیراً برای تشخیص بعضی آنالیت های مهم استفاده می شود. برخلاف نانوذرات Au و Ag نانوذرات Pt و Pd درگستره مرئی جذب تشدید پلاسمون سطح (SPR) ندارند و بنابراین برای حسگر رنگ‌سنجی استفاده نمی شوند. در (شکل4) حسگر رنگ‌سنجی حساس و ساده ای را براساس Aptamer (آپتامرها بیشتر RNA یا DNA و یا ترکیبی از این دو با مولکولهای دیگر است) برای تشخیص Thrombin (ترومبین پروتئینی است که برای انعقاد خون لازم است) با استفاده از نانوذرات طلای اصلاح شده نشان می دهد. هنگامی که Thrombin به محلول نانوذرات طلای اصلاح شده اضافه می شود Thrombin با Aptamer در سطح نانوذرات طلا برهمکنش می کند و پس از این که غلظت بالای نمک سدیم کلرید (NaCl) اضافه شد تغییرات رنگ نانوذرات طلا می تواند حضور کمی thrombin را تشخیص دهد.

پیشرفت های اخیر در خواص نانومواد فلزی جدید زمینه مناسبی را برای طراحی حسگرهای فلورسانس بیولوژیکی و شیمیایی ایجاد می کنند. به طور کلی نانومواد فلزی براساس حسگرهای فلورسانس به 4 طرح زیر دسته بندی می شوند:
الف) فلورسانسی که براساس مکانیسم خاموشی (Quenching) نانوذرات فلزی القا شده به وسیله هدف بیان می‏ شود. به طور مثال نانوذرات Ag برای تعیین یون های جیوه (Hg+2) با حدتشخیص پایین و گزینش پذیری بالا بکار گرفته می‏ شود (شکل 1)
 
 نانوذرات طلا و اطمینان از سلامت بسته‌های گوشت
شکل1- مکانیسم فلورسانس خاموشی برای تعیین+Hg2 با حساسیت بالا
 
ب) فلورسانسی که براساس توانایی خاموشی مؤثر نانوذرات فلزی به واسطه انتقال الکترون/انرژی غیر تابشی (Nonirradiative) است. مانند نانوپروب طلای ژانگ (Zang) که چند رنگ را برای اندازه گیری همزمان 3 آنالیت آدنوزین (A)، یون پتاسیم (+K) و کوکایین (Cocaine) که با هم ترکیب شده اند، به کارگرفته می‏ شود (شکل2)
 
 نانوذرات طلا و اطمینان از سلامت بسته‌های گوشت
شکل2- نانوپروب طلای چند رنگ برای تشخیص آدنوزین، پتاسیم و کوکایین
 
ج) فلورسانسی که براساس اثر فیلتر داخلی (Inner filter Effect- IFE) نانوذرات فلزی است که نانوذرات فلزی به عنوان جاذب برای مدوله نشر فلوروفور (عامل ایجاد فلوروسانس) هستند. در همین راستا شانگ و دونگ (Shang و Dong) نشان دادند که نانوذرات طلا می توانند به عنوان جاذب قوی در فلورسانس IFE برای تشخیص سیانید (CN-) و پراکسید هیدروژن (H2O2) به کار گرفته شوند (شکل3).
 
 نانوذرات طلا و اطمینان از سلامت بسته‌های گوشت
شکل3- شماتیکی از سنجش فلورسانس براساس IFE
 
د) فلورسانس افزایش یافته با فلز (Metal-enhanced fluorescence-MEF) (یعنی نشر فلوروفور در فاصله مشخصی (10-5 نانومتر) از نانوساختارهای فلزی می تواند افزایش داده شود). این حسگر جالبی برای افزایش حد تشخیص (Limit of Detection-LOD) مولکول های هدف است. [3]
 

 اگر گوشت یخ‌زده‌ای از بازار خریداری شود، چگونه می‌توان مطمئن شد که این بسته گوشت تا پیش از رسیدن به‌دست مصرف‌کننده یخ آن باز نشده و مجددا یخ نزده باشد؟

در حال حاضر هیچ روشی برای تشخیص این موضوع وجود ندارد و فرض مصرف‌کننده بر این است که گوشت در تمام طول مسیر از بسته‌بندی تا مصرف، کاملا یخ‌زده بوده و هیچ‌گاه یخ آن برای مدتی آب نشده است، فرآیندی که می‌تواند منجر به فساد گوشت شود. استفاده از نانوذرات طلا به‌عنوان نشانگر سنجش ذوب یخ در بسته‌بندی مواد غذایی یک راه حل پیشنهادی است.
استفاده از کیتوزان که از چیتن (دومین پلیمر طبیعی) به دست می آید به همراه نانوذرات طلا در بسته بندی گوشت می تواند نشانگر سلامت یا فساد گوشت باشد. کیتوزان با استفاده از آمینواسیدهای دارای بار مثبت به نانوذرات طلا متصل می‌شود. با محاط شدن نانوذرات توسط این گروه‌ها، تجمع نانوذرات طلا و خوشه‌ای شدن اتفاق نمی‌افتد. اما اگر دما تغییر کند نانوذرات فرصت تجمع پیدا کرده و تغییر رنگ ایجاد می‌شود. بنابراین رنگ بسته بندی که ابتدا به رنگ سرخ بوده با افزایش دما، ذرات طلا به هم چسبیده و رنگ بنفش ایجاد می‌شود.
حسگرهای رنگ‌سنجی به علت سادگی، حساسیت بالا، قیمت ارزان جذاب هستند و می توانند با اسپکتروسکوپی مرئی/ فرابنفش کوپل شده و به جای وسایل پیچیده به کار روند.
می‌توان از این زیست‌شناساگر برای تشخیص زدایش یخ از گوشت و دیگر مواد غذایی استفاده کرد. هر قدر زمان گرم شدن گوشت بیشتر شود، رنگ ساختار نانوذرات تیره‌تر می‌شود[4]. البته از این مکانیسم به عنوان سنجشگر دما در جاهای دیگر هم می توان استفاده کرد.

پی نوشت
[1] http://edu.nano.ir/paper/127
[2] بیوسنتز داخلی و خارجی نانوذرات طلا توسط قارچ رایزوپوس اوریزا، زینب شیخ لو، مجله علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی زنجان، دوره 20، شماره78، فروردین و اردیبهشت1391،ص37.
[3] http://edu.nano.ir/paper/127
[4] http://news.nano.ir/65677
منابع
http://edu.nano.ir
بیوسنتز داخلی و خارجی نانوذرات طلا توسط قارچ رایزوپوس اوریزا، زینب شیخ لو، مجله علمی پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی زنجان، دوره 20، شماره78، فروردین و اردیبهشت1391.
 






تاریخ : شنبه 99/2/6 | 7:23 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
.: Weblog Themes By BlackSkin :.