نظریه نسبیت

                                                      

 

نظریه‌های اینشتین(نسبیت عام و خاص)

اینشتین دو نظریه دارد. نسبیت خاص را در سن 25 سالگی بوجود آورد و ده سال بعد توانست نسبیت عام را مطرح کند.

نسبیت خاص بطور خلاصه تنها نظریه ایست که در سرعتهای بالا (در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند--سرعت ثابت) می‌توان به اعداد و محاسباتش اعتماد کرد. جهان ما جوریست که در سرعتهای بالا از قوانین عجیبی پیروی می‌کند که در زندگی ما قابل دیدن نیستند. مثلا وقتی جسمی با سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کند زمان برای او بسیار کند می‌‌گذرد. و همچنین ابعاد این جسم کوچکتر می‌شود. جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت می‌کند دیگر ثابت نیست بلکه ازدیاد پیدا می‌کند. اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند، زمان برایش متوقف می‌شود، طولش به صفر میرسد و جرمش بینهایت می‌شود.

نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می‌کند یا باصطلاح حرکت شتابدار دارند. شتاب گرانش زمین g که همان عدد 9.81m/sاست نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریه ایست راجع به اجرامی که شتاب گرانش دارند. کلا هرجا در جهان، جرمی در فضای خالی باشد حتما یک شتاب گرانش در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم می‌‌باشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد. نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان می‌کند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کندتر می‌شود. یعنی مثلا، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربه‌های ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا می‌رود و از سیارهٔ زمین جدا می‌شود هم دوربینی بگذارند و هردو فیلم را کنار هم روی یک صفحهٔ تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تند تر کار می‌کند. نسبیت عام نتایج بسیار شگرف و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد. مثلا نوری که به پیرامون ستاره‌ای سنگین میرسد کمی بسمت آن ستاره خم می‌شود. سیاهچاله‌ها هم برپایه همین خاصیت است که کار می‌کنند. جرم انها بقدری زیاد و حجمشان بقدری کم است که نور وقتی از کنار آنها می‌‌گذرد به داخل آنها می‌‌افتد و هرگز بیرون نمی‌آید.

فرمول معروف اینشتین (دست خط خود اینشتین)

نظریه نسبیت عام همه ما برای یک‌بار هم که شده گذرمان به ساعت‌فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و کوچک را دیده ایم که روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیده ایم چرا؟ انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. نخستین موضوعات را در نظریه نسبیت عام خود که در 1915 انتشار یافت مورد بحث قرار داد. نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیروی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی میان پیکرها، یعنی برخلاف آنچه که نیوتن گفته بود! در نظریه او فضا در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا می‌کرد. در نتیجه حضور ماده اجرام، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان خمه‌ها (منحنیها) اختیار می‌کردند. با این که فکر انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد که قانون گرانش نیوتن از پاسخ دادن آن عاجز می‌‌ماند. سیاره اورانوس در سال 1781 میلادی کشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندکی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی کج بود!

نیم سده مطالعه این موضوع را خدشه‌ناپذیر کرده بود. بنابر قوانین نیوتن می‌‌بایست گرانشی برآن وارد شود. یعنی باید سیاره‌ای بزرگ در آن سوی اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرویی بر اورانوس وارد شود. در سال 1846 میلادی اخترشناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه‌ای کرد که «لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره تازه‌ای را در آنجا دید که از آن پس نپتون نام گرفت. نزدیک‌ترین نقطه مدار سیاره تیر (عطارد) به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر میکرد و هیچ گاه دوبار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه ویژه اتفاق نمی‌افتاد. اخترشناسان بیشتر این بی نظمی‌ها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیاره‌های مجاور تیر (عطارد) می‌‌دانستند! مقدار این انحراف برابر 43 ثانیه قوس بود. این حرکت در سال 1845 به وسیله لووریه کشف شد بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد این فرضیه با اتکایی که بر هندسه نااقلیدسی داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه نیوتن گفته بود. وقتی که فرمولهای انیشتین را در مورد سیاره عطارد به کار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد. سیاره‌هایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که به طور تصاعدی کوچک می‌شوند.اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود که تنها نظریه انیشتین آن‌را پیشگویی کرده بود. نخست آنکه انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها می‌شود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! یعنی اینکه اگر ستاره‌ای بسیار داغ باشد و به طوری که محاسبه می‌کنیم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد کجا برویم تا این اندازه نیروی گرانشی و دمای بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به کوتوله‌های سفید است.دانشمندان به بررسی طیف (بیناب) کوتوله‌های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! نام این را تغییر مکان انیشتینی گذاشتند. انیشتین می‌‌گفت که میدان گرانشی پرتوهای نور را منحرف می‌کند چگونه ممکن بود این مطلب را آزمود؟. اگر ستاره‌ای در آسمان آن سوی خورشید درست در راستای سطح آن واقع باشد و در زمان خورشیدگرفتگی خورشید قابل رؤیت باشد اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است. درست مانند موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله 8 سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید به نظر می‌‌رسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد ولی واقعاً انگشت شما که جابجا نشده است!

دانشمندان در موقع خورشیدگرفتگی در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در افریقای غربی دیدند که نور ستاره‌ها به جای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیروی گرانشی آن خم می‌شوند و به صورت منحنی در می‌‌آیند. یعنی ما وضع ستاره‌ها را کمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم. ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام انیشتین اخترشناختی بود ولی دانشمندان حسرت می‌‌کشیدند که‌ای کاش راهی برای آزمون آن در آزمایشگاه داشتند. نظریه انیشتین به ماده به صورت بسته متراکمی از انرژی نگاه می‌‌کرد به همین خاطر می‌‌گفت که این دو به هم تبدیل پذیرند یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می‌شود. E = mc² دانشمندان به ناگاه پاسخ بسیاری از پرسش‌ها را یافتند. پدیده پرتوزایی به راحتی توسط این معادله توجیه شد. کم کم دانشمندان دریافتند که هر ذره مادی یک پادماده مساوی خود دارد و در اینجا بود که ماده و انرژی جدایی‌ناپذیر شدند. تا اینکه انیشتین طی نامه‌ای به رئیس جمهور امریکا نوشت که می‌توان ماده را به انرژی تبدیل کنیم و یک بمب اتمی درست کنیم و امریکا دستور برپایی سازمان عظیمی را داد تا به بمب هسته‌ای دست پیدا کند. برای شکافت هسته اتم اورانیوم 235 انتخاب شد. اورانیوم عنصری است که در پوسته زمین بسیار زیاد است. تقریباً 2 گرم در هر تن سنگ! یعنی از زر (طلا) چهارصد مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراکنده. در سال 1945 مقدار کافی برای ساخت بمب جمع شده بود و این کار یعنی ساختن بمب در آزمایشگاهی در «لوس آلاموس» به سرپرستی فیزیکدان امریکایی «رابرت اوپنهایمر» صورت گرفت. آزمودن چنین وسیله‌ای در مقیاس کوچک ناممکن بود. بمب یا باید بالای اندازه بحرانی باشد یا اصلاً نباشد و در نتیجه اولین بمب برای آزمایش منفجر شد. در ساعت 5/5 صبح روز 16 ژوئیه 1945 برابر با 25 تیرماه 1324 و نیروی انفجاری برابر 20 هزار تن تی.ان.تی آزاد کرده دو بمب دیگر هم تهیه شد. یکی بمب اورانیوم بنام پسرک با سه متر و 60 سانتیمتر طول و به وزن 5/4 تن و دیگری مرد چاق که پلوتونیم هم داشت. اولی روی هیروشیما و دومی روی ناکازاکی در ژاپن انداخته شد. صبح روز 16 اوت 1945 در ساعت ده و ده دقیقه صبح شهر هیروشیما با یک انفجار هسته‌ای به خاک و خون کشیده شد. با بمباران هیروشیما جهان ناگهان به خود آمد، 160000 کشته در یک روز وجدان خفته فیزیکدان ‌ها بیدارر شد! «اوپنهایمر» مسئول پروژه بمب و دیگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند. انیشتین اعلام کرد که اگر روزی بخواهم دوباره به دنیا بیایم دوست دارم یک لوله‌کش بشوم نه یک دانشمند!

كاربرد بيوتكنولوژي در جدايش طلاي مقاوم

                           

 تعريف طلاي مقاوم
با توجه به افزايش بي سابقه قيمت طلا در دهه ۱۹۸۰، پيداكردن راه حل هاي جديد متالورژيكي براي استحصال طلاي مقاوم به عنوان منبعي براي استحصال كاني هاي با ارزش لازم و ضروري بود. كانسارهاي طلاي مقاوم شامل طلاي موجود در كانسارهاي سولفيدي بالاخص پيريت و ارسنوپيريت است كه اين نوع طلا حتي با خردايش بسيار زياد، در سيانور حل نمي شود و يا به عبارت ديگر براي استحصال طلا توسط سيانور بايد عيار آن در حد متوسط و در حدود ۳ الي ۷ گرم بر تن باشد، ولي امروزه به دليل پايين بودن عيار طلاهاي موجود و بازيابي كم آنها (كمتر از ۲۰ درصد) و يا مصرف زياد سيانور قابل استحصال نيستند، به اين طلاها، طلاي مقاوم گفته مي شود و براي اينكه طلا در سيانور حل شود بايد به صورت آزاد باشد كه با استفاده از روش هاي مختلفي از جمله تشويه، رآكتورها و روش ميكروبي، طلا به صورت آزاد درمي آيد و بعد قابل استخراج توسط سيانوراسيون مي باشد كه به دليل كاربرد خوب روش بيوليچينگ و هزينه كمتر آن نسبت به روش هاي ديگر قابل استفاده است. دو روش اول روش هايي هستند كه در بيشتر پروژه هاي صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرند و امروزه روش ميكروبي در مقياس صنعتي در آفريقاي جنوبي، استراليا، (سه مكان)، برزيل و غنا مورد استفاده قرار مي گيرد. بزرگترين معدني كه از روش بيواكسيداسيون استفاده مي كند، پروژه سان سو در غنا است كه ظرفيتي در حدود ۷۰۰ تن در روز دارد. ‏
طلاي توليد شده در حوالي سال هاي ۱۹۹۰ در حدود ۲۴۰۰-۲۲۰۰ تن در سال به صورت ثابت بوده است و قيمت طلا نيز تغييرات چنداني نداشته است. در حدود سال هاي ۱۹۹۴ طرز استخراج جديدي از طلا مطرح شد كه بر روي قيمت طلا تاثيراتي گذاشت و براي برابري هزينه هاي عملياتي با قيمت طلا بايد تمهيداتي صورت پذيرد كه با استفاده از روش هاي ميكروبي و آسان بودن اين روش راه حل بسيار مناسبي براي آنها محسوب مي شود. افزايش شديد قيمت طلا در يكي دو سال اخير باعث توجه مجدد به معادن طلاي مقاوم شده است.  
‏
اصول كلي بيوليچينگ طلاي مقاوم
براي استحصال كاني هاي طلاي مقاوم كه با روش سيانوراسيون بازيابي كمي دارند، از روش بيوليچينگ استفاده مي شود. به هرحال شباهت هاي بسيار زيادي بين بيوليچينگ مس و مواد معدني سولفيدي طلاي مقاوم وجود دارد و البته اختلافاتي نيز وجود دارد.
به طور مثال طلا نيز مانند مس بايد تا ابعادي كه از نتايج آزمايشگاهي به دست آمده است، خرد شود. اگر ماده معدني به شدت اسيد مصرف كند، به منظور آماده سازي كانه از اسيدسولفوريك غليظ در حين آگلومراسيون استفاده مي شود و اگر ماده معدني اسيد مصرف نكند از محلول برگشتي از عملياتي قبلي استفاده مي شود. بعد از آگلومراسيون، ماده معدني بر روي پدهاي ديناميكي با بسترگر اولي درشت انباشته مي شوند. خطوط هوادهي در بسترگر اولي درشت قرار داده مي شوند. هوادهي هنگامي كه پد كاملا پر شد، انجام مي شود. پدهاي فلزات قيمتي با مخلوطي از باكتري هاي اكسيدكننده آهن كه سولفات فريك توليد مي كنند، آبياري مي شوند. زمان قرار گرفتن ماده معدني تحت تاثير باكتري به خصوصيات كاني شناسي، ميزان اكسيداسيون مورد نياز براي تبديل سولفيد به سولفور و فاكتورهاي ديگر مثل دماي توده هاي انباشته بستگي دارد. به منظور از بين بردن اسيد از پدها و كم كردن ميزان آهك و سيانور مصرفي ماده معدني اكسيد شده، توسط آب تميز شسته مي شوند. بعد از شستشو، ماده معدني اكسيد شده، از پدها حمل و با آهك مخلوط مي شوند و بر روي پدهاي موقت به منظور سيانوراسيون انباشته مي شوند و عمليات سيانوراسيون طلاي اكسيد شده مانند روش هاي مرسوم انجام مي شود.

 

بازار کار متالوژی صنعتی و استخراجی

                                

هر كالايي را كه در زندگي روزمره خود به كار مي‌بريم يا حاوي فلز است و يا براي ساخت و توليد آن نياز به فلز مي‌باشد. براي مثال كليه وسايل حمل و نقل از خودرو گرفته تا كشتي، هواپيما و قطار براي حركت به فلزات يا اجزاي فلزي نياز دارند. همچنين در تمامي ساختمان‌ها از خانه‌هاي كوچك گرفته تا آسمان‌خراشها فلز به كار رفته است. به عبارت ديگر امروزه متالوژي در كليه صنايع نقش مهمي را ايفا مي‌كند و در نتيجه موقعيت شغلي فارغ‌التحصيلان اين رشته نيز بسيار گسترده است. چرا كه فارغ‌التحصيلان اين رشته در گرايش‌ متالوژي استخراجي با شناخت روشهاي استخراج فلزات و بهره‌برداري از واحدهاي متالوژي استخراجي و بخشهاي وابسته مي‌توانند روشهاي مقرون به صرفه استخراج فلزات و تصفيه و بازاريابي عناصر فلزي را ارائه دهند و همچنين فارغ‌التحصيلان گرايش متالوژي صنعتي به دليل آشنايي با ساختمان، خواص فيزيكي و شيميايي، فرآيند ساخت فلزات و درك ارتباط بين ساختار فلزات و آلياژها با خواص آنها مي‌توانند امور مربوط به انتخاب، شناسايي و تهيه مواد فلزي را انجام دهند و به طراحي و ساخت قطعات فلزي نظارت داشته باشند و روشهاي توليد اين قطعات را گسترش داده و بهبود بخشند.

در كل مي‌توان گفت كه فارغ‌التحصيلان اين رشته در هر دو گرايش مي‌توانند مديريت كارخانه‌هاي استخراجي و توليد فلزات و سرپرستي بخشهاي مختلف اين كارخانه‌ها را برعهده داشته و يا به عنوان محقق و پژوهشگر به رفع مشكلات متالوژيكي اين بخشها بپردازند.

دكتر وقار استاد متالوژي دانشگاه تهران در همين زمينه مي‌گويد:

فارغ‌التحصيلان متالوژي استخراجي مي‌توانند جذب مراكزي شوند كه به فرآيند استخراج و توليد مواد اوليه فلزي (آهني و غيرآهني) از كانه‌هاي مربوط مي‌پردازند و فارغ‌التحصيلان متالوژي صنعتي نيز مي‌توانند در مراكزي كه با توليد قطعات فلزي سروكار دارند مانند صنايع ريخته‌گري، صنايع متالوژي پودر، صنايع خودروسازي و ابزارسازي مشغول به كار شوند.

مهندس متالوژي استخراجي مي‌تواند در صنايع نفت و پالايش و همچنين صنايع آهني و غيرآهني مانند ذوب آهن اصفهان ، مجتمع مس سرچشمه و آلومينيم اراك فعاليت بكند. مهندس متالوژي صنعتي نيز مي‌تواند در صنايع فولادسازي، صنايع دفاع، هواپيماسازي، كشتي‌سازي، تراكتورسازي، خودروسازي و ساخت قطعات مختلف وسايل خانگي از جمله يخچال ، كولر، ماشين لباسشويي، تلويزيون و ضبط صوت فعاليت نمايد.

وضعيت نياز کشور به اين رشته در حال حاضر

بعلت اينکه امروزه متالوژي در کليه صنايع نقش مهمي را ايفا مي کند نياز کشور به اين رشته و فارغ التحصيلان اين رشته نسبتاً زياد و فراوان است.

پيش بيني وضعيت آينده رشته در ايران

فارغ التحصيلان گرايش متالوژي استخراجي با شناخت روشهاي استخراج فلزات و بهره برداري از واحدهاي متالوژي استخراجي و بخشهاي وابسته مي توانند روشهاي مقرون به صرفه در اين زمينه را ارائه دهند و در گرايش متالوژي صنعتي مي توانند به دليل آشنايي با ساختمان . خواص فيزيکي و شيميائي ، فرآيند ساخت فلزات و درک ارتباط بين ساختار فلزات و آلياژها با خواص آنها، مي توانند امور مربوط به انتخاب، شناسايي و تهيه مواد فلزي را انجام دهند و به طراحي و ساخت قطعات فلزي نظارت داشته باشند و روشهاي توليد اين قطعات را گسترش داده و بهبود ببخشند .

سلولهای سوختی و اتومبیل های آینده

                                       
                                    طرح خیالی از اتوموبیلهای آینده.

بسیاری از دانشمندان معتقد هستند که حدود پنجاه سال دیگر منبع اصلی سوخت در جهان دیگر سوخت های فسیلی نخواهد بود. سلول های سوخت هیدروژنی اولین گزینه می باشند که می توانند نیاز همه چیز از بخاری و سیستم گرمایش منزل گرفته تا اتومبیل، کشتی ها و … را تامین کند.

شاید CO₂ موجود در هوا منبع اصلی سوخت در سالهای آتی بایشد و شاید هم منابعی مانند باد، خورشید یا حتی سوختهای ترکیبی مانند بیو اتانول یا بیو دیزل و … اما آنچه مشخص هست آن است که در این روزگار تکلنولوژی تهیه سلولهای سوختی (Fule Cell Industry) آنقدر پیشرفت کرده است که شما می توانید از آنها در همه جا استفاده کنید.

دانشمندان معتقد هستند که سلول های سوختی هیدروژنی با توان تولید انرژی بالا می توانند بسادگی در اتومبیل های نیمه دوم قرن 21 مورد استفاده قرار گیرند. برآورد قدرت این سلول ها حدود 75 کیلو وات میباشد که در نوع خود توانایی بالایی بوده و می تواند علاوه بر صنعت حمل و نقل در زمینه توسعه شبکه های برق توزیع شده نیز دگر گونی های بسیاری ایجاد کنند.

نکته مهم آن است که اگر شما ماشین خود را پارک کنید می توانید از این سلولهای سوختی برای مصرف در خانه یا محل کار نیز استفاده کنید و در ساعات پیک مصرف برق شهری به کمک نیروگاههای برق بیایید.

در آن سالها وسایلی که برای کار نیاز به انرژی دارند، از جمله اتومبیل دیگر حالت یک وسیله مکانیکی یا الکترونیکی را ندارند بلکه بیشتر شبیه موجوداتی باهوش و نیمه ارگانیک هستند. آنها بسادگی با استفاده از GPS های ماهواره ای ترافیک را کنترل کرده و شما را به سرعت به مقصد می رسانند.

بدنه اتومیبل ها از مواد ترکیبی بسیار ریز (Nanocomposites) تشکیل می شود که حکم ماهیچه دارند و در عین سبکی دارای قدرت و توانایی زیاد می باشند. بدنه اتومبیل به گونه ای طراحی و ساخته خواهد شد که با توجه به تعداد مسافران اتومبیل، حالت کوچک یا بزرگ بخود خواهد گرفت و بیهوده فضای فیزیکی را اشغاف نخواهد کرد.

برای بالاتر رفتن سرعت اتومبیل ها شکل ظاهری آنها یقینا” تغییر خواهد کرد. انتهای آنها به خاطر مسائل آیرودینامیکی به سمت پایین گرد خواهد شد.

شیشیه برداشته خواهد شد، راننده و مسافران برای دیدن بیرون اتومبیل از سیستم های مادون قرمز استفاده خواهند کرد. در واقع سرعت اتومبیل آنقدر بالا خواهد رفت که شما نیازی به دیدن ندارید یا بهتر بگوییم توان مشاهده مناظر بیرون را در آن سرعت نخواهید داشت.

منبع:سیمرغ

از سلاح های شیمیایی چه می دانید؟

     

ازاين سلاحها براي کشتن افراد و وارد کردن صدمات بسيار جدي و يا ايجاد انواع معلوليت ها در مردم استفاده مي شود. اين سلاحها بر اساس اثرات مختلفي که بر بدن افراد مي گذارد ، به 3دسته تقسيم بندي مي شوند. دسته اول سلاحهاي هستند که روي سيستم عصبي بدن تاثير مي گذارند. در اين دسته GA ، GB ، GD ، GF و VX (متيل فسفوبوتيوئيک اسيد , گاز سارين ) قرار دارند. دسته دوم ، اثرات خود را روي پوست به جا مي گذارند و شامل HD (گازخردل گوگرد) ، HN (خردل نيتروژن)، L و CX هستند. دسته سوم نيز باعث اختلال سيستم تنفسي بدن مي شوند. در اين گروه گازهاي بي رنگ CG و DP ، کلرين (Cl) و فسفوکلرين (Ps) وجود دارند. از سلاحهاي شيميايي که روي اعصاب اثر مي گذارند، قبل و در طول جنگ دوم جهاني استفاده هاي بي شماري شده است.

دسته ي اول: اين مواد از نظر شيميايي وابسته به حشره کش هاي آلي فسفره هستند. اين دسته از سلاحهاي شيميايي مانع از عمل آنزيم استيل کولين استر از مي شوند. وقتي مواد شيميايي اين دسته وارد بدن شوند، غلظت استيل کولين را در بدن به بيش از حد لازم مي رسانند. ريه ها و چشمها بسرعت اين مواد را جذب کرده در کمتر از يک دقيقه بر سيستم عصبي بدن تاثيرات قابل توجهي مي گذارند. علايم آن به صورت آبريزش بيني ، ترشح زياد بزاق ، تنگي قفسه سينه ، کوتاهي تنفس ، تنگي مردمک چشم ، انقباض عضلاني و يا حالت تهوع و انقباض شکم ظهور مي کند.

دسته دوم سلاحهاي شيميايي که بر روي پوست تاول و سوختگي ايجاد مي کنند ، ماندگاري فراواني در محيط دارند. اين مواد روي چشمها ، پوشش مخاطي ، ريه ها ، پوست و اجزاي خون اثر گذاشته و اگر از طريق تنفس وارد ريه ها شوند ، بر شدت تنفس اثرات منفي مي گذارند و اگر توسط غذا بلعيده شوند ، سبب اسهال و استفراغ مي شوند. خردل ها که جزو اين دسته هستند به خاطر خواص فيزيکي خود مقاومت و ماندگاري بسيار زيادي در سرما و دماهاي معتدل دارند.اگر دو دقيقه از تماس يک قطره خردل با پوست بگذرد، صدمات جبران ناپذيري به اين عضو وارد مي شود. CX نيز که جزو اين گروه است ، پودري کريستالي شکل است که در دماهاي 39 تا 40 درجه سانتي گراد ذوب شده و در دماي 129 درجه سانتي گراد به جوش مي آيد. اين ماده را با افزودن موادي خاص در دماي اتاق به حالت مايع درمي آورند. CX داراي بوي بسيار نامطبوعي است.

در غلظتهاي کم آن سوزش شديد چشم بروز مي کند، اما در غلظتهاي بالا به پوست حمله کرده و چند ميلي گرم آن سبب دردهاي زياد و سوزشهاي فراوان شده و زخمهاي بدي بر جاي مي گذارد. براي پيشگيري از اثر اين مواد سربازان بايد به لباسها و ماسکهاي حفاظتي مجهز باشند. دسته سوم از سلاحهاي شيميايي آنهايي هستند که بر دستگاه تنفسي اثر مي گذارند. اين مواد بشدت به بافت ريه آسيب مي رسانند. فسفوژن که خطرناک ترين عضو اين گروه است ، براي اولين بار در سال 1915 استفاده شد. اين ماده گازي بي رنگ است که در دماي 2/8 درجه سانتي گراد به جوش مي آيد، بنابراين بسيار فرار و ناماندگار است ، ولي چون غلظت بخار آن 4/3 برابر هوا است ، به مدت طولاني در گودال ها و ديگر مناطق پست زمين باقي خواهد ماند. غلظت زياد آن پس از چند ساعت سبب مرگ مي شود، اما در غلظتهاي کم سبب سرفه ، اختناق ، احساس تنگي قفسه سينه ، حالت تهوع و سردرد و غيره مي شود. (انواع اول و سوم اين سلاح يعني گازهاي سارين و خردل همان هايي هستند که حکومت عراق در جريان جنگ تحميلي از آنها در برابر رزمندگان ما و حتي مناطق کردنشين خود استفاده کرد.)

در اين ميان ، محققان طرفدار صلح نيز بيکار ننشسته اند و همواره براي يافتن راه حل مبارزه با اين سلاحها، مطالعه و تحقيق مي کنند. مثلا آنها فهميده اند اگر موشها مقدار کمي از آنزيمي با نام NTE داشته باشند، نسبت به فسفرهاي آلي حساسترند. اين موشها کم تحرک تر هستند و شانس مردنشان نسبت به جانوراني که مقدار اين آنزيم در بدنشان در حد طبيعي است ، 2برابر بيشتر است ، پس وجود اين آنزيم در بدن موشها از اثر فسفرهاي آلي جلوگيري مي کند. به همين ترتيب ، انسانها نيز ژن اين آنزيم را دارند ، پس مي توان اميدوار بود که از داورهايي که سطح NTE را افزايش بدهند، براي مبارزه با اين مواد شيميايي استفاده کرد، البته اين داروها را بايد پيش از حمله گازهاي شيميايي به کار برد. به عبارت ديگر، «هيچ درماني براي ضايعات مواد شيميايي وجود ندارد، مگر پيشگيري از تماس انسان ها با اين مواد.» اما بايد پرسيد آينده اين سلاحها چيست و ماهيت سلاحهاي جديد چه خواهد بود؟ آيا ممکن است آينده اي رويايي در پيش رو داشته باشيم که در آن کاربرد هرگونه سلاح شيميايي از نظر وجدان تمامي افراد کاري غيرقانوني باشد؟ آيا ممکن است آيندگان روزهاي سياه گذشته را به دست فراموشي بسپارند؟

منبع: روزنامه جام جم

آشنايي با ماهواره هاي هواشناسي

             

ماهواره‌هاي آب و هوائي اولين بار توسط آمريكائي‌ها و در سال 1960 براي مشاهده و دريافت اطلاعات واقعي آب و هوائي به آسمان پرتاب گرديدند. در آگوست همين سال، نخستين تصوير زمين از فضا در روزنامه ملي ژئوگرافيك (Geographic) منتشر گرديد. از اين تاريخ به بعد، ماهواره‌هاي بيشتري به فضا پرتاب شدند.

همانطور كه زمين و ديگر سياره‌ها در مدار خاص خود به دور خورشيد مي‌گردند، ماهواره‌هاي مصنوعي نيز در مدارهاي خاصي در حال چرخش‌اند. انتخاب اين مدارها براي ماهواره‌ها به منظور و هدفي كه ماهواره به آن منظور به فضا پرتاب شده است بستگي دارد. مي‌توان مداري را انتخاب نمود كه در مسير قطب شمال و جنوب قرار مي‌گيرد و يا مداري كه حول خط استوا مي‌باشد و يا هر مداري ما بين اين دو حالت. همچنين در انتخاب مدار ماهواره عامل ارتفاع نيز مي‌تواند درنظر گرفته شود مثلا ارتفاعات هزاران مايلي بالاي زمين و يا ارتفاعات صدها مايلي. دو نوع اصلي ماهواره‌هاي آب و هوائي وجود دارد :

1 - ثابت زمين Geostationary

2 - مدار قطبي Polar Orbiting

ماهواره هاي Geostationary براي هشدارهاي كوتاه مدت و ماهواره‌هاي Polar Orbiting براي پيش بيني‌هاي بلند مدت تر بكار مي‌روند. هر دو نوع ماهواره‌ها براي ديده باني‌ كامل آب و هوائي جهان لازم هستند.

در اواخر دهه 70 نياز به ماهواره‌هائي كه 24 ساعته در روز بتوانند تصاوير ماهواره اي را تهيه نمايند احساس گرديد. ماهواره اي كه بتواند هر24 ساعت يكبار در مداري كه در ارتفاع 40000 كيلومتري بالاي خط استوا قرار دارد و با سرعتي كه با سرعت زمين برابر مي باشد به دور زمين بچرخند. اين نوع ماهواره ها، ماهواره هاي زمينآهنگ ناميده مي شوند.

از آنجاييكه سرعت چرخش اين ماهواره ها به دور زمين با سرعت چرخش زمين متناسب مي باشد، اين ماهواره‌ها نسبت به يك موقعيت روي سطح زمين ثابت باقي مي مانند و به اين دليل كه زمين نيز در روز يكبار به دور محورش مي‌گردد آن ها نيز يكبار در روز مدار خود را طي مي‌كنند.

براي مثال دو ماهواره‌ Goes (ماهواره‌هاي محيطي- عملياتي ثابت زمين) جز ماهواره هاي زمين آهنگ هستند و در مدار زمين آهنگ (geosynchronous) دور زمين مي‌چرخند. در حداقل ارتفاع 36000 كيلومتري بالاي خط استوا قرار دارند.

اين ماهواره‌ها به طور پيوسته تصاوير دقيق ولي با جزئيات كم تهيه مي‌كنند و اين تصاوير را هر 30 دقيقه يكبار به زمين ارسال مي نمايند. ديده باني پيوسته اين ماهواره‌ها براي تجزيه و تحليل متمركز داده‌ها ضروري مي‌باشند. اين تصاوير بوسيله يك نرم افزار تجزيه و تحليل شده و بصورت پيوسته و گرافيكي تهيه مي شوند. به دليل است كه به عنوان مثال تصاويري كه از حركت ابرها نمايش داده مي شود، مربوط به 8 ساعت گذشته مي باشد.اين اطلاعات ارزشمند درباره نوع، جهت و بزرگي ابر مي تواند كار پيش بيني را بسيار ساده نمايد.

با توجه به اين كه اين ماهواره ها نسبت به يك موقعيت بر روي سطح زمين ثابت هستند قادرند در شرائط بد آب وهوائي مانند گردباد ،سيلاب ، طوفان‌هاي تگرگي و تندبادها هشدارهائي بدهند.

ماهواره هاي مدار ثابت مختلفي وجود دارد، براي مثال ماهواره ثابت زمين GMS براي استراليا و ژاپن،GOES8ه (GOES=Geostationary operational Environmental Satellites) براي آمريكاي شرقي،GOES 10 براي آمريكاي غربي،INS/Meteosat5 براي روسيه و هند و Meteosat7 براي اروپا نمونه‌ هايي از ماهواره‌هاي ثابت زمين مي‌باشند. البته ماهواره ها ي Meteosat تمام اروپا و افريقا را مي پوشانند.

دو ماهواره Meteosat و GOES تصاويري از ديگر ماهواره هاي ثابت زمين را نيز دوباره ارسال مي دارند اين امر موجب مي شود كه به عنوان مثال آب و هواي استراليا را بتوان در لندن يا شيكاگو مشاهده نمود.

ماهواره هاي زمين آهنگ با فركانس 1691MHzداده ها را ارسال مي دارند وبراي دريافت اطلاعات آن ها به ديش ثابت و كوچكي نياز مي باشد. اين ارسال WEFAX ناميده مي شود و چون از استاندارد بسيار بالايي برخوردار مي باشند تفاوت اندكي بين تصاوير اين ماهواره ها وجود دارد.

شتاب دهنده ی ذرات

 

                                    

امروز سوخت و انرژي در دنيا به چند دسته كلي تقسيم مي شوند. سوخت هاي فسيلي و سوخت هاي غيرفسيلي و انرژي هاي تجديد پذير و غيرقابل تجديد.

سوخت هاي فسيلي عبارتند از: نفت، گاز و زغال سنگ كه با اكسيژن هوا تركيب مي شوند و ايجاد انرژي به شكل حرارت مي كنند. اين سوخت ها در مقايسه با سوخت هاي ديگر انرژي كمتر توليد مي كنند. مثلاً يك كيلوگرم زغال سنگ حدود ۸ كيلووات ساعت انرژي

 توليد مي كند و يك كيلوگرم نفت حدود ۱۲ كيلووات ساعت انرژي توليد مي كنند. اين سوخت ها آلوده كننده محيط زيست نيز هستند.

به علاوه جزء ذخاير غيرقابل تجديد بوده و داراي مشكلات زيادي در حمل و نقل ايمني نيز هستند. مانند گازگرفتگي (خفگي) يا توليد گاز سمي منوكسيد كربن. دسته ديگر از سوخت ها شامل سوخت هاي هسته اي هستند مانند اورانيوم يا پلوتونيوم يا ايزوتوپ هاي هيدروژن مانند دوتريوم يا تريتيوم يا فلز سبك ليتيوم. اين سوخت ها در مقايسه با سوخت هاي دسته اول داراي امتيازات مثبت و منفي هستند. اول اينكه در اين سوخت ها بعضي ايزوتوپ ها توانايي توليد انرژي به وسيله تكنولوژي فعلي بشر را دارد مانند ايزوتوپ هاي كمياب اورانيوم ۲۳۵ يا پلوتونيوم ۲۳۹ يا اورانيوم ۲۳۳ كه به اين ايزوتوپ ها شكاف پذير مي گويند. امتيازات اينها عبارتند از توليد مقادير زياد انرژي به وسيله حجم كم ماده سوختني. مثلاً از يك كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ يا پلوتونيوم ۲۳۹ مي توان مقدار ۲۳ميليون كيلووات ساعت گرما ايجاد كرد، اما مشكلاتي نيز دارند از آن جمله اين كه: غني سازي و توليد اين ايزوتوپ ها مشكلات و هزينه زيادي دارند. دوم اينكه، اين سوخت هاي هسته اي سنگين پس از توليد انرژي مقادير زيادي ايزوتوپ هاي پرتوزا از خود به جاي مي گذارند كه به زباله هاي هسته اي موسوم است.

اين زباله ها براي محيط زيست و سلامت افراد خطرناك هستند و بايد براي صدها سال در انبار هاي محكم نگهداري شوند تا راديواكتيو آن از بين برود. دسته ديگر از سوخت هاي هسته اي شامل عناصر سبك مانند دوتريوم يا تريتيوم يا ليتيوم هستند كه قرار است در راكتور هاي گداخت يا همجوش هسته اي توليد انرژي كنند. البته تاكنون از اينها در بمب هاي هيدروژني بهره برداري نظامي و تسليحاتي مي شد، اما براي توليد انرژي براي مصارف صلح آميز تكنولوژي راكتور هاي گداخت بايد تكميل شود، اين سوخت ها معايب و مزاياي فراواني دارند. اول توليد نوترون و تشعشعات نوتروني مي كنند كه بايد در راكتور هاي همجوشي هسته اي به نحوي جذب و كنترل شوند دوم اينكه تريتيوم نبايد از راكتور نشت كند زيرا يك ايزوتوپ راديواكتيو است.مزاياي اين سوخت ها عبارت از اين كه فراوان در دسترس هستند و دوم اينكه توليد انرژي زيادتري نسبت به اورانيوم يا پلوتونيوم مي كنند. مثلاً انرژي حاصل از گداخت هيدروژن به هليوم مساوي است با ۱۷۷ميليون كيلووات ساعت در صورتي كه انرژي حاصل از اورانيوم برابر است با ۰۰۰/۰۰۰/۲۳ كيلووات ساعت. بنابراين يك كيلوگرم هيدروژن حدود ۸ برابر يك كيلوگرم اورانيوم توليد انرژي مي كند.

انواع ديگر انرژي عبارتند از: انرژي خورشيدي، انرژي باد، انرژي زمين گرمايي و انرژي بيوگاز كه مشكل بزرگ اين انرژي تجديدپذير اينكه بازده انرژي اينها پايين است و دوم اينكه دائمي نيستند و سوم اينكه تكنولوژي بشر براي استفاده مقياس زياد از اينها تكميل نيافته است. ما در اين مقاله سعي مي كنيم جديدترين طرح توليد انرژي كه شايد يكي از منابع انرژي قرن ۲۱ باشد را معرفي كنيم. اين طرح توليد انرژي عبارت از شتاب دهنده ذرات اتمي براي توليد انرژي زياد، عملكرد اين سيستم و دستگاه براساس استفاده از ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي براي شتاب دادن و كنترل ذرات باردار الكتريكي تا مرز سرعت نور است. اين سيستم ها قادر هستند سرعت الكترون ها و پروتون ها را تا مرز سرعت نور شتاب دهند. وقتي ذرات تا اين حد شتاب يافتند سطح انرژي آنها چند ميليون برابر مي شود و داراي انرژي عظيم و فراواني مي شود. يك مثال نشان دهنده اين مطلب است، به عنوان مثال شتاب دهنده پروتون در آزمايشگاه فرمي آمريكا قادر است ذرات پروتون را تا يك تريليون الكترون ولت (Tev) شتاب دهد.

اگر ما به وسيله اين شتاب دهنده پروتون هاي يك گرم هيدورژن معمولي كه در آب زياد است را تزريق كنيم و شتاب دهيم انرژي پروتون ها برابر خواهد بود با انرژي ۲۶ ميليارد كيلووات ساعت انرژي، كه مساوي است با انرژي توليد شده به وسيله شكافت حدود ۱۲۰۰ كيلوگرم اورانيوم يا ۱۵ ميليون بشكه نفت. همه اين انرژي عظيم و غيرقابل باور فقط به وسيله شتاب دادن پروتون هاي يك گرم هيدروژن تا سطح انرژي يك تريليون الكترون ولت است. پس با اين محاسبات دانستيم كه شتاب دهنده ها داراي چه قدرت عظيمي هستند.

شتاب دهنده ها به چند دسته كلي تقسيم بندي مي شوند: ۱- شتاب دهنده هاي خطي، ۲ _ شتاب دهنده هاي مداري، ۳ _ شتاب دهنده سيلكووترون. علاوه بر آن ساخت و نگهداري شتاب دهنده آسان و كم هزينه است. در ضمن مي توان اين سيستم هاي مولد را در ابعاد و مقياس هاي مختلف ساخت به عنوان مثال يك شتاب دهنده خطي كه طول آن ۱۰۰ متر و ولتاژ آن ۱۰ ميليون ولت است كه قادر است انرژي معادل يك گيگا (Gev) الكترون ولت توليد كند. اين انرژي معادل است با انرژي ۲۶ ميليون كيلووات ساعت در هر ثانيه. اگر تنها موفق شويم ۵۰ درصد انرژي اين شتاب دهنده را استفاده كنيم اين شتاب دهنده قادر است معادل ۲۰ هزار نيروگاه اتمي در مقياس نيروگاه اتمي هزار مگاواتي نيروگاه بوشهر توليد انرژي كند. يعني قادر خواهد بود ۲۰ ميليون مگاوات انرژي الكتريكي توليد كند.

علاوه بر آن از حرارت و گرماي توليدي اين دستگاه مي توان براي بخار كردن آب دريا و توليد آب شيرين استفاده كرد. محاسبات نشان مي دهد كه اين سيستم قادر خواهد بود در سال معادل بارندگي ساليانه كشور آب شيرين توليد كند، بدون اينكه هوا را آلوده كند يا مشكلاتي از قبيل زباله هاي هسته اي يا پس مانده و آلودگي ايجاد كند، در واقع يكي از بهترين منابع انرژي خواهد بود. سوخت مصرفي اين دستگاه تنها چند گرم هيدروژن معمولي است انرژي توليدي از يك دستگاه شتاب دهنده يك گيگا الكترون ولت (Gev) برابر است با انرژي حاصل از سوختن ۰۰۰/۵۰۰/۲ ليتر بنزين خواهد بود. بنابراين اگر به مدت يك سال كار كند معادل انرژي ۵۰۰ ميليارد بشكه نفت انرژي توليد مي كند.

ارزش اقتصادي اين مقدار انرژي كه ۲ برابر انرژي ذخاير نفت عربستان سعودي است با احتساب قيمت هر بشكه نفت بر مبناي ۲۰ دلار برابر است با ۱۰ تريليون دلار. در صورتي كه ما از اين سيستم شتاب دهنده استفاده كنيم نيازي به سوزاندن اين حجم عظيم نفت و گاز براي توليد انرژي نداريم. مزاياي اين سيستم عبارتند از: ۱- مي توان در ابعاد و اندازه هاي مختلف ساخت. ۲- هزينه ساخت و نگهداري آن كم بوده است. ۳_ هيچ گونه زباله يا آلودگي محيطي توليد نمي كند. محصول نهايي آن آب خالص يا بخار آب است. ۴ _ با استفاده از اين دستگاه عملاً عمر منابع انرژي نامحدود مي شود و منبع عظيمي از انرژي در دسترس خواهد بود

فلزات و افزودنیهای مجاز در مواد غذایی

مس
مس یکی از عناصر لازم در تغذیه انسان و دام است و به مقادیر کم در تولید هموگلوبین خون موثر است. به مقدار زیاد در اغذیه ایجاد عوارض و مسمومیت می‌نماید. استاندارد مس در بیشتر کشورها ، 20ppm در اکثر مواد غذایی است و در نوشابه‌ها و آب میوه این مقدار 2ppm می‌باشد. وجود مس در شیر به عنوان کاتالیزور در تسریع اکسیداسیون چربی و تغییر طعم شیر موثر است و میزان 2ppm مس در شیر و یا کره ، مدت نگاهداری این مواد را کاهش می‌دهد. همچنین وجود مس در میوه‌ها و سبزی‌های قوطی شده ، میزان ویتامین C موجود را کاهش می‌دهد.
 

قلع
مواد غذایی حاوی قلع در انسان ایجاد مسمومیت می‌نماید. گزارشهای متعددی مبنی بر مسمومیت افراد ناشی از مصرف آب‌میوه و یا مشروبات نگاهداری شده در قوطی ، در دست است. در صنایع غذایی ، قوطی‌های فلزی که به منظور نگاهداری اغذیه بکار می‌روند، اغلب بوسیله یک ورقه قلع پوشیده می‌شوند. اغذیه مختلف بخصوص اغذیه اسیدی و همچنین اغذیه گوگرددار مانند ماهی و گوشت در مدت نگاهداری با سطح فلز قوطی ایجاد واکنش نموده و قسمتی از فلز در آن حل می‌شود. حداکثر مجاز قلع در اغذیه در بیشتر کشورها 250ppm است.


افزودنیهای مواد غذایی  
محافظها
نگهدارنده‌ها ، موادی شیمیایی هستند که با جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها و اکسیداسیون مواد اکسید شونده و کنترل فعالیت آنزیمها ، فساد مواد غذایی را به تاخیر انداخته و مدت نگهداری آنها را طولانی می‌نمایند.
 

تثبیت‌کننده‌ها و استحکام دهنده‌ها
شامل موادی مانند صمغ‌ها ، نشاسته و دکسترین و ژلاتین و بعضی ترکیبات پروتئینی و غیره می‌باشد که در اثر ترکیب آنها با آب مواد غذایی ، خاصیت چسبندگی به ماده غذایی داده و حالت ژله‌ای‌شکل تولید می‌کنند و در بیشتر پودینگها ، سسهای سالاد ، انواع ژله و غیره استفاده می‌شود.
 

مکملهای غذایی
مکملهای غذایی ، موادی هستند که به عنوان تکمیل کننده و تقویت کننده به مواد غذایی اضافه می‌شوند. مثلا ویتامین D به شیر ، ویتامینهای گروه B به محصولات غلات ، ویتامین A یا بتاکاروتن به مارگارین و روغن‌های گیاهی ، ویتامین C به آبمیوه‌جات کنسرو شده و مصنوعی که از اسانس ، شکر و رنگ تهیه می‌شوند، افزوده می‌گردند.
 

امولسیون کننده‌ها
امولسیون کننده‌ها موادی هستند که به عنوان استحکام دهنده و ایجاد امولسیون برای روغن در آب ، آب در روغن ، گاز در مایعات و گاز در جامدات بکار می‌روند که یا از امولسیون کننده‌های طبیعی مانند لیستین و یا از امولسیون کننده‌های مصنوعی مانند مونو یا دی گلیسریدها و اسیدهای چرب و مشتقات آنها استفاده می‌کنند.
 

بی رنگ و سفید کننده ، اصلاح کننده و تعدیل کننده نشاسته
مواد اکسیدانی مانند پراکسید هیدروژن جهت سفید کردن شیری که جهت تهیه نوع خاصی از پنیر است، استفاده می‌شود. همچنین برای تغییر رنگ آرد تازه آسیاب شده و کیفیت عمل آوری نان ، از مواد اکسیداسیون استفاده می‌شود.
 

عوامل اسید کننده
این عوامل موادی هستند که جهت پایین آوردن PH به مواد غذایی افزوده می‌شوند که ضمن اصلاح طعم ، بطور غیرمستقیم از رشد باکتری‌ها جلوگیری نموده و مدت زمان استریل محصولات کنسرو را کمتر می‌نمایند. همچنین باعث جلوگیری از شکرک زدن مرباجات در غلظتهای زیاد می‌گردند. این مواد عبارتند از: اسید سیتریک ، اسید استیک ، اسید مالیک و ... .

طعم دهنده‌ها
برای تغییر طعم و اصلاح طعم مواد غذایی از طعم دهنده‌های طبیعی مانند ادویه‌جات و اسانسهای طبیعی و یا از طعم دهنده‌های مصنوعی مانند اسانسها استفاده می‌شود. اسانسهای طبیعی را از میوه ، گل ، برگ و غیره گیاهان توسط تقطیر در خلاء بدست می‌آورند. بعضی از اسانسهای مصنوعی عبارتند از: بنزآلدئید با طعم گیلاس ، اتیل بوتیرات با طعم آناناس و متیل آنترانیلات با طعم انگور و ...
 

رنگها
رنگها مواد رنگی مختلفی می‌باشند که به صورت طبیعی و یا مصنوعی تهیه شده و جهت خوش‌منظر کردن و یا متحدالشکل کردن و گاهی هم برای مخفی کردن و نامحسوس جلوه دادن عیوب و تقلب در فراورده‌های غذایی بکار می‌روند.

 

                                                                                  منبع:دانشنامه رشد

فناوری جوش لیزری

                        

 در این روش از پرتو لیزر برای جوشکاری استفاده می شود. در جوشکاری لیزری چگالی انرژی فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری با قوس آرگون یا با مشعلهای اکسی اسیتیلن است. از لیزرهای مختلفی میتوان برای جوشکاری استفاده کرد مانند لیزر گازکربنیکی یا لیزر یاقوت ولی باید دقت کرد که انرژی پرتو آنقدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود. به طور عمده ار دو نوع لیزر در جوشکاری و برش کاری استفاده می شود: لیزرهای جامد مثل Ruby  وND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2 .

لیزر Ruby از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (یک نوع اکسید آلومینیوم که ذرات کروم در آن پخش شده اند) تشکیل شده است. دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده ودر یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد. در اطراف این کریستال گاز زنون (گزنون) قرار دارد کهلامپ فوق برای کار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است. لامپ زنون با استفاده از یک خازن که حدود 1000 بار در ثانیه شارز و دشارژ شده فلاش میزند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر ای فلاشها قرار بگیرد اتمهای کروم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در این تحریک امواج نور از خود ساطع میکنندو با بازتابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها  اشعه لیزر شکل میگیرد. اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس بوسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد، انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد میکند که باعث ذوب شدن قطعه میشود.محدودیت لیزر Ruby پیوسته بودن اشعه آن است درحالیکه انرژی خروجی آن بیشتر از لیزرهای گاز مانند لیزر CO2  است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش استفاده میشود و از لیزر ND:YAG  بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود. از آنجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل میشوداین سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد. در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد، یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن با چند سری پرتاب اشعه ایکس است. در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب  و انجماد در چند ثانیه انجام میگیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد. بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب میباشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ار طرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود. از اشعه لیزر می توان در جوش دادن آلیاژها و سوپر آلیاژها با نقطه ذوب بالا وبرای جوش دادن فلزات غیر  همجنس استفاده کرد. به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده می شود. از این روش می توان در صنعت اتومبیل و مونتاژ قطعات، برای جوش دادن دررهای بلند استفاذه نمود.

ریخته گری

فرآيند ريخته‌گري با مدل از بين‌رونده در كشورهاي صنعتي به نام‌هاي Full mold casting، Expandable pattern casting (EPC)، Evaporative pattern castingEPC) وLost foam casting (LFC) در ايران به نام‌هاي فرآيند ريخته‌گري توپر، ريخته‌گري با مدل از بين‌رونده و يا ريخته‌گري با مدل تبخيرشونده شناخته شده است ]4[.

در اين روش مدل از جنس پلي‌استيرن منبسط شده (expanded polystyrene) EPS يا پلي متيل متاكريلات منبسط شده(expanded polymethyl methacrylate) EPMIMA ساخته مي شود ]5[. مدل فومي سپس توسط يك دوغاب حاوي مواد ديرگداز پوشش داده شده و خشك مي‌گردد و در درون يك جفت درجه توسط ماسه بدون چسب قالب‌گيري مي‌شود. براي افزايش استحكام خام معمولاً درجه را در حين پر كردن از ماسه تحت ارتعاش مكانيكي قرار مي‌دهند. مدل فومي به مجرد ورود مذاب شروع به تجزيه شدن كرده و مواد حاصل از تجزيه به درون ماسه بدون چسب نفوذ كرده و از محفظه قالب خارج مي‌شوند. در روش ريخته‌گري توپر سرعت پر شدن قالب، سرعت و نحوه انتقال حرارت درون محفظه به محيط اطراف، نحوه انجماد و احتمال ايجاد انواع عيوب ريختگي، به نحوه تجزيه فوم پليمري و خروج مواد حاصل از تجزيه بستگي دارد ]6[.

اگرچه تمام فلزات را مي‌توان از اين روش ريخته‌گري نمود اما از آن اكثراً براي ريخته‌گري آلياژهاي آلومينيوم و چدن استفاده مي‌گردد ]6[ و تقريباً تمامي مطالعات انجام شده نيز بر روي اين دو دسته از آلياژها صورت پذيرفته است.

مهم‌ترين مزاياي روش ريخته‌گري توپر در مقايسه با روش ريخته‌گري معمولي در ماسه را مي‌توان چنين خلاصه نمود ]4 و6 و 7[:

1) حذف سطح جدايش و قابليت توليد قطعات پيچيده (عدم نياز به خارج كردن مدل).

2) فرآيند قالب‌گيري بسيار ساده‌تر است.

3) كاهش اتلاف مواد اوليه و كاهش توليد مواد آلوده‌كننده محيط‌زيست: در اين روش به چسب نيازي نيست و تقريباً تمام ماسه مصرف شده به سهولت و بدون هيچ فرآيند اضافي قابل بازيابي است.

4) وجود پوشان بر سطح مدل فومي باعث افزايش دقت ابعادي، كاهش سرعت سرد شدن قطعه (و در نتيجه كاهش تاب برداشتن و ترك گرم) و افزايش قابل ملاحظه كيفيت سطحي مي‌گردد.

5) ساخت مدل فومي بسيار ساده، سريع و ارزان است. بنابراين در صورت نياز به توليد قطعاتي به صورت تك‌ريزي، كه مدل‌سازي معمولي براي آن‌ها توجيه اقتصادي ندارد، به آساني مي‌توان از اين روش استفاده نمود.

 

مدل فومي

پلي استيرن منبسط شده (EPS) ماده‌اي ترمو پلاستيك و مركب از 92% كربن و 8% هيدروژن است ]8[. اين ماده شامل يك عامل فرار و پف‌كننده هيدروكربني مانند پنتان (C₅H₁₂) است كه باعث مي‌شود ذرات پلي استيرن در اثر حرارت تا چگالي 15 كيلوگرم بر مترمكعب منبسط شود و با اين چگالي كم بتوانند علاوه بر حفظ صلبيت لازم، قالب‌هاي پيچيده را به راحتي پر نمايند.

تبديل ذرات جامد و متراكم EPS به مدل منبسط شده داراي دانسيته كم طي دو مرحله اصلي انجام مي‌شود: انبساط اوليه و قالب‌گيري. در خلال مرحله انبساط اوليه، دانه‌هاي EPS حرارت داده مي‌شوند و در نتيجه پلي استيرن ترموپلاست، نرم مي‌شود و مواد فرار موجود در دانه‌هاي پليمر تبخير شده و به تدريج در اثر افزايش درجه حرارت منبسط مي‌شوند. در اين مرحله چگالي حجمي دانه‌ها به اندازه موردنظر براي مدل نهائي مي‌رسد. سپس دانه‌هائي كه انبساط اوليه را گذرانده‌اند در داخل محفظه‌اي كه شكل نهائي مدل موردنظر را دارد وارد مي‌شوند، به طوري كه دانه‌هاي كروي تمامي زوايا و گوشه‌هاي محفظه را پر نمايند. در اثر حرارت (معمولاً ناشي از بخار آب)، دانه‌هاي كروي بيشتر منبسط شده و فضاي بين خود و همچنين گوشه‌ها را به طور كامل پر مي‌كنند. بخار آب ابتدا از يك قسمت قالب دميده شده و از منافذ سمت ديگر قالب خارج مي‌شود. سپس اين كار به طور معكوس انجام مي‌گيرد ]5[. در اثر حرارت ذرات پلاستيكي شده و به يكديگر جوش مي‌خورند و توده‌اي كفي شكل را تشكيل مي‌دهند كه تمامي محفظه قالب را پر نموده است. پس از آن مدل توسط دمش آب به ديواره‌هاي قالب يا اعمال خلاء به درون منافذ ديواره‌هاي قالب خنك شده تا فشار گاز داخل هر ذره كاهش يابد و ديواره آن سخت گردد و شكل نهائي مدل در اثر خروج از محفظه ثابت باقي بماند.

مدل‌هاي ساخته شده از EPS به مرور زمان منقبض مي‌شوند و كارخانه‌اي كه از مدل‌هاي از بين‌رونده استفاده مي‌كند بايد هنگام ساخت قالب مدل، به انقباض مدل نيز در كنار انقباض ناشي از انجماد توجه داشته باشد. مقدار و سرعت انقباض مدل‌هاي فومي به ابعاد و چگالي ذرات EPS مورد استفاده بستگي دارد. عمر دانه‌ها قبل از انبساط اوليه و قالب ‌گيري نيز ممكن است بر شدت و ميزان انقباض تأثير بگذارد ]8[. بيشتر انقباض در خلال 30 روز اول توليد مدل ايجاد مي‌گردد ]5[ و ميزان آن مي‌تواند در حدود 8/0% انقباض خطي باشد. مدل‌هاي EPMIMA داراي انقباض كمتري (25/0% انقباض خطي) هستند.

عوامل بسياري بر دقت ابعادي مدل فومي تأثير مي‌گذارد ]5[ كه از جمله آن مي‌توان به نوع پليمر مورد استفاده، مقدار و نوع مواد منبسط‌كننده، دماي بخار آب، زمان بخاردهي، سيكل سرد كردن قالب، زمان خارج كردن مدل از قالب، دماي مدل در حين خروج و زمان و دماي پايدارسازي اشاره نمود. LittLeton و همكارانش ]5[ براي انجام آزمايش‌هاي خود در اين مورد دو دستگاه براي اندازه‌گيري دقيق ابعاد فوم‌هاي توليد شده ابداع نموده‌اند.

مدل‌هاي فومي داراي چگالي‌هاي متفاوت، مقادير متفاوتي گاز در اثر تجزيه توليد مي‌كنند. هر چه چگالي مدل بيشتر باشد، حجم گاز حاصل از تجزيه فوم بيشتر خواهد بود. علاوه بر آن مدل‌هاي ساخته شده از EPMIMA گاز بيشتري نسبت به مدل‌هاي EPS در حين تجزيه توليد مي‌كنند ]9[. حجم گاز توليد شده سرعت خروج فرآورده‌هاي تجزيه از قالب و در نتيجه بر سرعت حركت مذاب در درون قالب تأثير زيادي دارد.

 

 

 

  

 

 

خوردگی

تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی

فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.

فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی

خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M^+n می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود.

بندرت می‌‌توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانی و بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می‌‌شوند و ما آنها را بازیابی می‌‌کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده ‌از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می‌‌کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می‌‌کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به ‌اکسید آلومینیوم می‌‌کنند و سپس با روشهای الکترولیز می‌‌توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه‌خودی است و یک فرایند غیرخودبه‌خودی هزینه و مواد ویژه‌ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه‌خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه‌خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می‌‌کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می‌‌شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به ‌اقتصاد است.

 

جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی

برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود.

پوششهای رنگها و جلاها

ساده‌ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده ‌از رنگها بصورت آستر و رویه ، می‌‌توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه‌ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت تاسیسات فلزی شد. به روشهای ساده‌ای می‌‌توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می‌‌توان روش پاششی را نام برد. به کمک روشهای رنگ‌دهی ، می‌‌توان ضخامت معینی از رنگها را روی تاسیسات فلزی قرار داد.

آخرین پدیده در صنایع رنگ سازی ساخت ر الکترواستاتیک است که به میدان الکتریکی پاسخ می‌‌دهند و به ‌این ترتیب می‌توان از پراکندگی و تلف شدن رنگ جلوگیری کرد.

پوششهای فسفاتی و کروماتی

این پوششها که پوششهای تبدیلی نامیده می‌‌شوند، پوششهایی هستند که ‌از خود فلز ایجاد می‌‌شوند. فسفاتها و کروماتها نامحلول‌اند. با استفاده ‌از محلولهای معینی مثل اسید سولفوریک با مقدار معینی از نمکهای فسفات ، قسمت سطحی قطعات فلزی را تبدیل به فسفات یا کرومات آن فلز می‌‌کنند و در نتیجه ، به سطح قطعه فلز چسبیده و بعنوان پوششهای محافظ در محیط‌های خنثی می‌‌توانند کارایی داشته باشند.

این پوششها بیشتر به ‌این دلیل فراهم می‌‌شوند که ‌از روی آنها بتوان پوششهای رنگ را بر روی قطعات فلزی بکار برد. پس پوششهای فسفاتی ، کروماتی ، بعنوان آستر نیز در قطعات صنعتی می‌‌توانند عمل کنند؛ چرا که وجود این پوشش ، ارتباط رنگ با قطعه را محکم‌تر می‌‌سازد. رنگ کم و بیش دارای تحلخل است و اگر خوب فراهم نشود، نمی‌‌تواند از خوردگی جلوگیری کند.

پوششهای اکسید فلزات

اکسید برخی فلزات بر روی خود فلزات ، از خوردگی جلوگیری می‌‌کند. بعنوان مثال ، می‌‌توان تحت عوامل کنترل شده ، لایه‌ای از اکسید آلومینیوم بر روی آلومینیوم نشاند. اکسید آلومینیوم رنگ خوبی دارد و اکسید آن به سطح فلز می‌‌چسبد و باعث می‌‌شود که ‌اتمسفر به‌ آن اثر نکرده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی داشته باشد. همچنین اکسید آلومینیوم رنگ‌پذیر است و می‌‌توان با الکترولیز و غوطه‌وری ، آن را رنگ کرد. اکسید آلومینیوم دارای تخلخل و حفره‌های شش وجهی است که با الکترولیز ، رنگ در این حفره‌ها قرار می‌‌گیرد.

همچنین با پدیده ‌الکترولیز ، آهن را به اکسید آهن‌ سیاه رنگ (البته بصورت کنترل شده) تبدیل می‌‌کنند که مقاوم در برابر خوردگی است که به آن "سیاه‌کاری آهن یا فولاد" می‌‌گویند که در قطعات یدکی ماشین دیده می‌‌شود.

پوششهای گالوانیزه

گالوانیزه کردن (Galvanizing) ، پوشش دادن آهن و فولاد با روی است. گالوانیزه ، بطرق مختلف انجام می‌‌گیرد که یکی از این طرق ، آبکاری با برق است. در آبکاری با برق ، قطعه‌ای که می‌‌خواهیم گالوانیزه کنیم، کاتد الکترولیز را تشکیل می‌‌دهد و فلز روی در آند قرار می‌‌گیرد. یکی دیگر از روشهای گالوانیزه ، استفاده ‌از فلز مذاب یا روی مذاب است. روی دارای نقطه ذوب پایینی است.

در گالوانیزه با روی مذاب آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار می‌‌دهند و با استفاده ‌از غوطه‌ور سازی فلز در روی مذاب ، لایه‌ای از روی در سطح فلز تشکیل می‌‌شود که به ‌این پدیده ، غوطه‌وری داغ (Hot dip galvanizing) می‌گویند. لوله‌های گالوانیزه در ساخت قطعات مختلف ، در لوله کشی منازل و آبرسانی و ... مورد استفاده قرار می‌‌گیرند.

پوششهای قلع

قلع از فلزاتی است که ذاتا براحتی اکسید می‌‌شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می‌‌شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ... بخوبی پایداری می‌‌کند. به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می‌‌شود. مصرف زیاد این نوع پوششها ، در صنعت کنسروسازی می‌‌باشد که بر روی ظروف آهنی این پوششها را قرار می‌‌دهند.

پوششهای کادمیوم

این پوششها بر روی فولاد از طریق آبگیری انجام می‌‌گیرد. معمولا پیچ و مهره‌های فولادی با این فلز ، روکش داده می‌‌شوند.

فولاد زنگ‌نزن

این نوع فولاد ، جزو فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی است و در صنایع شیرآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد ، آلیاژ فولاد با کروم می‌‌باشد و گاهی نیکل نیز به ‌این آلیاژ اضافه می‌‌شود.

مهندسی مواد چیست؟

 

 مهندسين مواد دست اندر كار استخراج ، توسعه دادن ، عمل آوردن ، و امتحان كردن موادي هستند كه در توليدفراورده هاي گوناگون ، از چيپهاي كامپيوتري و صفحات تلوزيون گرفته تا چوب گلف به كار ميروند.آنها با فلزات ، سراميكها، مواد پلاستيكي ، نيمه هاديها ، و تركيباتي از مواد كه به آنها كامپوزيت (مواد مركب) گويند براي بوجود آوردن موادي كه داراي خصوصيات خاص مكانيكي ، الكتريكي و شيميائي باشند كار ميكنند. از جمله كارهاي آنها انتخاب مواد براي كاربردهاي جديد نيز ميباشد.

امروزه پيشرفتهاي جديدي در مهندسي مواد حاصل شده كه به مهندسين اين امكان را ميدهد تا مواد را به روشهاي گوناگوني به كار برند. بعنوان مثال ، مهندسين مواد با استفاده از فرايندهاي پيشرفته ، الكترونها ، نوترونها به توانائي توليد مواد در سطح اتمي دست يافته اند و نيز قادر به شبيه سازي خصوصيات مواد و اجزاي آنها توسط رايانه شده اند.

مهندسين مواد متخصص در فلزات را مهندسين فلزات و متخصص در سراميك را مهندسين سراميك گويند. اكثريت مهندسين فلزات(متالوژي) در يكي از سه شاخه اصلي يعني استخراج يا شيميائي ، فيزيكي و يا فرايند كار ميكنند.

متالوژيستهاي استخراج با جدا كردن فلزات ار سنگهاي معدني و پالايش وآلياژ سازي آنها براي بدست آوردن فلزات مفيد سر و كار دارند. متالوژيستهاي فيزيكي طبيعت ، ساختار و خصوصيات فيزيكي فلزات و آلياژهاي آنها را بررسي كرده و در روشهاي تبديل آنها به محصولات نهائي مورد استفاده قرارميدهند. متالوژيستهاي فرايند ، روشهاي فلزكاري مانند ريخته گري ، كوبيدن ، گرد كردن و شكل دهي را بوجود آورده و توسعه ميدهند. مهندسين سراميك مواد سراميكي را توليد كرده و روشهاي تبديل آنها را به فراورده هاي مفيد ايجاد ميكنند. سراميك به تمامي مواد غير آلي و غير فلزي كه عموما در روند تبديل نياز به حرارتهاي بالا دارند گفته مي شود .مهندسين سراميك بر روي موادي گوناگون از شيشه آلات گرفته تا قطعات اتومبيل و هواپيما ،‌ خطوط ارتباطي فيبر نوري ، كف پوش و عايقهاي الكتريكي كار مي كنند.

فرصتهاي شغلي

از آنجائيكه مواد ، واحدهاي سازنده تمامي توليدات مي باشند ، مهندسين مواد در طيف وسيعي از صنايع توليد كننده به كار مشغولند. درصد بالائي از اين مهندسين در صنايع مربوط به فلز ، قطعات الكترونيكي ، وسائل حمل و نقل تجهيزات صنعتي كارمي كنند.

چشم انداز شغلي

نياز به مهندسين مواد در كار توليد مواد جديد براي مواد الكترونيكي وپلاستيكي رو به افزايش است. در كشور آمريكا نياز به اين رشته در صنايع فلزي پايه و شيشه كاهش يافته است.

ميزان درآمد متوسط

درآمد ساليانه دررشته ها و صنايع مختلف متفاوت است. در ايالات متحده اين ميزان برابر 59100 دلار در سال مي باشد.

همه چیز در مورد پلیمر

                                   

تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می‌باشد. امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده‌اند و در ساخت اشیای مختلف ، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بکار می‌روند. کلمه پلیمراز کلمه یونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد با قسمت بوجود آمده است. در این میان ساختمان پلیمرها با مولکولهای بسیار دراز زنجیر گونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است. این مولکولهای بلند از اتصال و بهم پیوستن هزاران واحد کوچک مولکولی مرسوم به منومر تشکیل شده‌اند. مواد طبیعی مانند ابریشم ، لاک ، قیر طبیعی ، کشانها و سلولز ناخن دارای چنین ساختمان مولکولی هستند.

البته تا اوایل قرن نوزدهم میلادی توجه زیادی به مواد پلیمری نشده بود بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که شیرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت. در سال 1829 ، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن ماده‌ای قابل ذوب ایجاد می‌شود که می‌توان از آن محصولات مختلفی نظیر چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد. در سال 1909 میلادی فنل فرمالدئید موسوم به باکلیت ساخته شد که در تهیه قطعات الکتریکی ، کلیدها ، پریزها و وسایل مصرف زیادی دارد.

در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نایلون پلی اتیلن ، اکریلیک موسوم به پرسپکس به دنیا عرضه شد. نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد.
 

شاخه‌های پلیمر
اولین قدم در زمینه صنعت پلاستیک توسط فردی به نام واسپاهیات انجام گرفت وی در تلاش بود ماده‌ای را به جای عاج فیل تهیه کند. وی توانست فرآیند تولید نیترات سلولز را زا سلولز ارائه کند. در دهه 1970 پلیمرهای‌هادی به بازار عرضه شدند که کاربرد بسیاری در صنعت رایانه دارند زیرا مدارها و ICهای رایانه‌ها از این مواد تهیه می‌شوند. و در سالهای اخیر مواد هوشمند پلیمری جایگاه تازه‌ای برای خود سنسورها پیدا کردند. پلیمرها را می‌توان از 7 دیدگاه مختلف طبقه بندی نمود. صنایع ، منبع ، عبور نور ، واکنش حرارتی ، واکنش‌های پلیمریزاسیون ، ساختمان مولکولی و ساختمان کریستالی.

از نظر صنایع مادر پلیمرها به چهار گروه صنایع لاستیک ، پلاستیک ، الیاف پوششی و چسب تقسیم بندی می‌شوند. اینها صنایع مادر در پلیمرها می‌باشند اما صنایع وابسته به پلیمر هم فراوان هستند مانند صنعت پزشکی در اعضای مصنوعی ، دندان مصنوعی ، پرکننده‌ها ، اورتوپدی از پلیمرها به وفور استفاده می‌شود. پلیمرها از لحاظ منبع به سه گروه اصلی تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از پلیمرهای طبیعی ، طبیعی اصلاح شده و مصنوعی.
 

رزین
منابع طبیعی رزینها ، حیوانات ، گیاهان و مواد معدنی می‌باشد. این پلیمرها به سادگی شکل پذیر بوده لیکن دوام کمی دارند. رایج عبارتند از روزین ، آسفالت ، تار ، کمربا ، سندروس ، لیگنپین ، لاک شیشه‌ای می‌باشند. رزین‌های طبیعی اصلاح شده شامل سلولز و پروتئین می‌باشد سلولز قسمت اصلی گیاهان بوده و به عنوان ماده اولیه قابل دسترسی برای تولید پلاستیکها می‌باشد کازئین ساخته شده از شیر سرشیر گرفته ، تنها پلاستیک مشتق شده از پروتئین است که در عرصه تجارت نسبتا موفق است.

پلیمر مصنوعی
پلیمرهای مصنوعی را می‌توان از طریق واکنشهای پلیمریزاسیون بدست آورد. از مواد پلیمری می‌توان در تهیه پلاستیکها ، چسبها ، رنگها ، ظروف عایق ، مواد پزشکی بهره جست. پلاستیکها به تولید طرحهای جدید در اتومبیلها ، کامیونها ، اتوبوسها ، وسایل نقلیه سریع ، هاورکرافت ، قایقها ، ترنها ، آلات موسیقی ، وسایل خانه ، یراق آلات ساختمانی و سایر کاربردها کمک نموده‌اند در ادمه به بررسی کاربرد چندین پلیمر می‌پردازیم:
 

پلیمرهای بلوری مایع (LCP)
این پلیمرها بتازگی در بین مواد پلاستیکی ظهور کرده است. این مواد از استحکام ابعادی بسیار خوب ، مقاومت بالا ، مقاومت در مقابل مواد شیمیایی توام با خاصیت سهولت شکل پذیری برخوردار هستند. از این پلیمرها می‌توان به پلی اتیلن با چگالی کم قابل مصرف در ساخت عایق الکتریکی ، وسایل خانگی ، لوله و بطریهای یکبار مصرف ، پلی اتیلن با چگالی بالا قابل مصرف در ظروف زباله‌ها بطری ، انواع مخازن و لوله برای نگهداری و انتقال سیالات ، پلی اتیلن شبکهای ، پلی پروپیلن قابل مصرف در ساخت صندوق ، قطعات کوچک خودرو ، اجزای سواری ، اسکلت صندلی ، اتاقک تلویزیون و... اشاره نمود.
 

پلیمرهای زیست تخریب پذیر
این پلیمرها در طی سه دهه اخیر در تحقیقات بنیادی و صنایع شیمیایی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. زیست تخریب پذیری به معنای تجزیه شدن پلیمر در دمای بالا طی دوره مشخص می‌باشد که بیشتر پلی استرهای آلیفاتیک استفاده می‌شود. از این پلیمرها در سیستم‌های آزاد سازی دارویی با رهایش کنترل شده یا در اتصالات ، مانند نخ‌های جراحی و ترمیم شکستگی استخوانها و کپسولهای کاشتی استفاده می‌شود.
 

پلی استایرن
این پلیمر به صورت گسترده‌ای در ساخت پلاتیکها و رزینهایی مانند عایقها و قایقهای فایبر گلاس در تولید لاستیک ، مواد حد واسط رزینهای تعویض یونی و در تولید کوپلیمرهایی مانند ABS و SBR کاربرد دارد. محصولات تولیدی از استایرن در بسته بندی ، عایق الکتریکی - حرارتی ، لوله‌ها ، قطعات اتومبیل ، فنجان و دیگر موادی که در ارتباط با مواد غذایی می‌باشند ، استفاده می‌شود.
 

لاستیکهای سیلیکون
مخلوط بسیار کانی- آلی هستند که از پلیمریزاسیون انواع سیلابها و سیلوکسانها بدست می‌آیند. با اینکه گرانند ولی مقاومت قابل توجه در برابر گرما به استفاده منحصر از این لاستیکها در مصارف بالا منجر شده است. این ترکیبات اشتغال پذیری نسبتا پایین ، گرانروی کم در درصد بالای رزین ، عدم سمیت ، خواص بالای دی الکتریک ، حل ناپذیری در آب و الکلها و ... دارند به دلیل همین خواص ترکیبات سیلیکون به عنوان سیال هیدرولیک و انتقال گرما ، روان کننده و گریس،  دزدگیر برای مصارف برقی ، رزینهای لایه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در دمای بالا و الکلها و مواد صیقل کاری قابل استفاده‌اند. بیشترین مصرف اینها در صنایع هوا فضاست.
 

لاستیک اورتان
این پلیمرها از واکنش برخی پلی گلیکولها با دی ایزوسیاناتهای آلی بدست می‌آیند. مصرف اصلی این نوع پلیمرها تولید اسفنج انعطاف پذیر و الیاف کشسان است. در ساخت مبلمان ، تشک ، عایق - نوسانگیر و ... بکار می‌روند. ظهور نخ کشسان اسپندکس از جنش پلی یوره تان به دلیل توان بالای نگهداری این نوع نخ زمینه پوشاک ساپورت را دگرگون کرده است.

استفاده از بيوتكنولوژي در صنايع معدني

تاريخچه استفاده از بيوتكنولوژي در صنايع معدني

استفاده صنعتي مدرن از بيوتكنولوژي در بيوليچينگ مواد معدني كم عيار و مواد استخراج شده از معدن مس انجام شده است. در اواخر دهه ۱۹۵۰ شركت هاي مس كنكات از اين فرآيند به طور موفقيت آميزي استفاده كردند. بعد از اين تجربه شركت هاي مختلفي نيز به اين تكنولوژي روي آورده اند.

 
امروزه دامپ هاي بيوليچينگ روش بسيار كم هزينه اي براي استحصال مس از توده اصلي هستند كه هيچ روش ديگري كم هزينه تر از اين روش نمي باشد.  علاوه بر موفقيت اقتصادي دامپ هاي بيوليچينگ عمليات خيلي كمي براي آماده سازي اين دامپ ها لازم مي باشد.
بعد از آن تجربه تا اواسط دهه ۱۹۸۰ هنگامي كه اولين آزمايش براي بازيابي طلاي مقاوم در عمليات فيرويو در آفريقاي جنوبي صورت گرفت، انجام نشده بود.  از آن زمان به بعد افراد مختلفي از جمله آقايان اسپيساك و لاكشمانان تحقيقات بسيار زيادي را در زمينه بيوهيدرومتالورژي انجام دادند. به هرحال امروزه، كاربرد بيوهيدرومتالورژي به دليل سادگي، هزينه كم و كاربرد براي مواد معدني كم عيار موفقيت چشمگيري داشته است و در طي ۱۳ سال پيشرفت اين روش به حداكثر مقدار خود رسيده است.
در اين دهه اخير تركيبي از اسيدشويي توده اي، اسيدشويي اكسيد مس و استفاده از ميكروبيولوژي موفقيت چشمگيري در عمليات اسيدشويي ميكروبي مس ثانويه و فلزات گرانقيمت مقاوم داشته است.
اسيدشويي توده اي ميكروبي هنوز ساده ترين روش موجود است كه منجر به كاهش هزينه هاي سرمايه گذاري اوليه، هزينه هاي جاري و موفقيت هاي زيست محيطي مي شود. موارد كاربرد زياد اين روش در ۵ سال اخير نشان دهنده اولويت ها و مزيت هاي خوب اين روش است.
پروژه عظيم اسيدشويي توده اي ميكروبي طلاي سولفيدي مقاوم معدن نيومونت (۸ هزار تن) كه توسط كمپاني نوادا انجام شد نمونه بارزي از ...............

انفجار هسته اي

                                                   

                              

تعريف انفجار

انفجار اعم از عادي يا هسته اي عبارتست از رهايي مقدار زيادي انرژي در مدت زماني بسيار كوتاه و در فضاي محدود .

ساختار انفجاري هسته اي

در انفجار هسته اي حرارت و فشار حاصل از اندازه اي است كه جرم بمب و همه مواد موجود در فضاي مزبور را در آن واحد زمان بصورت توده اي از گاز داغ ، ملتهب و فشرده در آورده و تشكيل گوي آتشين كه در حدود چند ميليون درجه حرارت است مي دهد اين گوي آتشين بلافاصله انبساط كرده و به لايه هاي بالاي جو صعود مي كند.انبساط سريع گوي آتشين فشار اطراف خود را بالا برده و موج انفجاري بسيار شديدي و يا موج ضربه فوق العاده اي در زمين يا آب يا در زير زمين ايجاد مي كند كه اثر تخريبي انفجار مربوط به آنها ست .

مشخصات انفجاري هسته اي

- در نزديكي انفجار سرعت موج از يك كيلومتر درثانيه يعني هزارها كيلومتر در ساعت بيشتر است .

- قسمت عمده اي از انرژي انفجار بصورت حرارت و نور آزاد مي شود كه در منطقه وسيعي ايجاد آتش سوزي نموده و

پراش نور

پراش نور

وقتي جسم كدري ميان يك پرده و يك چشمه نقطه‌اي نور قرار گيرد، سايه‌اي پيچيده متشكل از نواحي روشن و تاريك ايجاد مي‌شود. اين اثر به آساني قابل روئيت است، اما يك چشمه نسبتا قوي ضروري است. لامپي با شدت زياد كه از يك سوراخ كوچك مي‌درخشد، اين كار را به خوبي انجام مي‌دهد. اگر به نقش سايه حاصل از يك قلم ، تحت روشنايي يك چشمه نقطه‌اي نگاه كنيد يك ناحيه روشن غير معمولي در كناره خواهيد ديد.

حتي نواري با روشنايي ضعيف در وسط اين سايه تشكيل مي‌شود. به سايه‌اي كه توسط دستتان در امتداد نور خورشيد ايجاد مي‌شود، نگاهي دقيق بيندازيد. معمولا پراش مربوط به موانع شفاف مورد نظر قرار نمي‌گيرد. هر چند اگر در شب رانندگي كرده باشيد، در حاليكه چند قطره باران بر روي شيشه عينكتان نشسته باشد، فريزهاي روشن و تاريك را مشاهده خواهيد كرد.

تاريخچه

اولين مطالعه تفضيلي منتشر شده درباره انحراف نور از مسير مستقيم توسط فرانسسيكو گريمالدي در قرن هفدهم انجام گرفت و آن را پراشه ناميد.

جوشکاری زیر آب

 

جوشکاری زیر آب

جوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌‌شدند به وجود آمد. بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد.

شاید بسیاری از مردم جوشکاری زیر آب را بسیار عجیب می‌‌پندارند چون ماهیت آن را از آتش می‌‌دانند. ولی جوشکاری ماهیت قوس الکتریکی دارد و روشن شدن آن زیر آب کار عجیبی نیست. برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیده می‌شود و در آب، بخار آب یونیزه می‌شود. جوشکاری زیر آب به دو صورت انجام می‌شود: جوشکاری خشک و مرطوب. آثار منفی جوشکاری مرطوب عبارت‌اند از ترک خوردگی هیدروژنی، افت شدید دما که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی می‌شود و همچنین اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب می‌شود و اکسید این آلیاژها در آب حل می‌‌شوند. جوشکاری خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام می‌‌گیرد و داخل اتاقک هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس می‌‌کند. اتاقک‌ها را دو تکه می‌‌سازند و داخل آب، و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می‌‌کنند. یک لوله رابط بین کشتی و اتاقک است و وسایل مورد نیاز را به وسیله این لوله به اتاقک می‌‌فرستند. این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است دانشمندان سعی می‌کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند چون سریعتر و ارزانتر است. وسایل ایمنی همان وسایل ایمنی جوشکاری روی خشکی است بعلاوه تجهیزات غواصی.

جوشکاری زیر آب با صنعت نفت و گاز گره خورده است.