پایان نامه رایگان درمورد مصرف مواد

دانلود پایان نامه ارشد

داراي مشخصههاي نوري متفاوتي ميشوند. بسياري از پليمرها براي نشان دادن اينگونه ويژگيها طراحي شدهاند.
کموکروميکها شامل محدودهي وسيعي از مواد بوده که در محيطهاي شيميايي متفاوت تغيير رنگ ميدهند.
4- مواد الکتروکروميک
نمود خاصيت الکتروکروميکي در مواد هوشمند به صورت يک تغيير برگشتپذير است که بدليل بکارگيري يک پتانسيل يا جريان الکتريکي بوجود ميآيد به عنوان مثال، يک پنجره الکتروکروميکي بصورت الکترونيکي تيره يا روشن ميشود.يک ولتاژ کم موجب تيره شدن مواد شيشهاي و ولتاژ معکوس موجب روشن شدن آن ميگردد. (شکل 70) سه دسته از مواد وجود دارند که در هنگام فعال شدن بصورت الکتريکي تغيير رنگ ميدهند: الکتروکروميکها، کريستالهاي مايع و ذرات معلق. اين تکنولوژيها از مواد يک جزئي تشکيل نشدهاندبلکه از مجموعههاي چند لايهاي از مواد مختلفي که با يکديگر عمل ميکنند تشکيل يافتهاند.
بطور اساسي، تغيير رنگ در يک ماده الکتروکروميک ناشي از يک تغيير مولکولي القا شده بصورت شيميايي در سطح ماده از طريق کاهش اکسايش ميباشد. براي دستيافتن به اين نتيجه، لايههاي مواد مختلف که براي اهداف متفاوت بکار ميروند مورد استفاده قرار ميگيرند. که شامل لايه ذخيره يون، لايه رساناني يون و لايه الکتروکروميک ميباشد. در مجموعههاي شيشهاي لايهي الکتروکروميک اغلب اکسيد تنگستن (WO3) است.اعمال يک ولتاژ، يونهاي هيدروژن ياليتيوم را از لايهي ذخيره بوسيلهي لايهي رسانا به لايهي الکتروکروميک برده و بنابراين ويژگيهاي نوري لايهي الکروکروميک را تغيير داده و موجب ميشود تا اين لايه طول موجهاي خاصي از نور مرئي را جذب کند. در اين صورت شيشه تيره ميشود. ولتاژ معکوس يونها را در جهت مخالف به خارج از لايهي الکتروکروميک برده (از طريق لايهي رسانا به لايهي ذخيرهسازي) و در نتيجه موجب شفافيت شيشه ميشود. اين فرايند نسبتاً آهسته بوده و به يک جريان ثابت نياز دارد.

شکل 70- قطع و وصل ولتاژ در پنجره الکتروکروميک
لايههاي تشکيلدهندهي جزء الکتروکروميک ميتوانند بکلي باريک بوده و در بين مواد شيشهاي سنتي قرار گيرند. بسياري از شرکتها محصولاتي را توسعه ميدهند که اين ويژگيها را در سيستمهايي به کوچکي يک پنجره مسکوني و به بزرگي ديوار تيغهاي يک ساختمان، جاي ميدهند. در يک نمونه از کاربرد اين مواد، شفافيت نسبي و ته رنگ پنجرههاي الکتروکروميک را ميتوان بصورت الکتريکي کنترل کرد. با اينحال، به خاطر داشتن حضور ولتاژ براي باقي ماندن پنجره در يک حالت تيره ضروري است.
5- مواد تغيير فاز
بسياري از مواد در حالتهاي فيزيکي مختلف گاز، مايع يا جامد که به عنوان فاز شناخته شدهاند، وجود دارند.تغييري در دما يا فشار وارد بر يک ماده ميتواند موجب تغيير آن از يک حالت به حالت ديگر شده و به موجب آن اصطلاحاً متحمل تغيير فاز گردد. فرآيندهاي تغيير فاز همواره شامل جذب، ذخيره يا رهاسازي ميزان زيادي از انرژي بشکل گرماي نهفته، هستند. تغيير فاز از جامد به مايع يا از مايع به گاز و برعکس در دماهاي معيني رخ ميدهد. از اين رو، ميتوان زمان جذب يا رهاسازي انرژي را براساس ترکيب مواد پيشبيني کرد. مواد تغييردهندهي فاز تعمداً بدنبال استفاده از اين عملکردهاي جذب يا رهاسازي هستند. (شکل 71)

شکل 71- مواد تغيير فاز
درحالي که بيشتر مواد دچار تغيير فاز ميشوند، چندين ترکيب خاص همچون نمکهاي هيدرات شده غير آلي وجود داشته که مقدار زيادي از انرژي گرما را جذب و رها ميسازند. از آنجائي که مواد از حالت جامد به مايع و سپس متعاقباً به حالت گاز تغيير مييابند ميزان انرژي زيادي ميبايست جذب شود. زماني که مواد از حالت گاز به مايع و سپس جامد باز ميگردند ميزان انرژي زيادي آزاد خواهد شد. اين فرآيندها برگشتپذير بوده و مواد تغيير فاز ميتوانند بدون تخريب به صورت نامحدود به چرخه تغيير فاز خود ادامه دهند.
از آنجائي که مواد تغيير فازدهنده را ميتوان براي جذب و رهاسازي انرژي در دماهاي قابل پيشبيني طراحي کرد، بطور طبيعي براي کاربرد در معماري به عنوان راهي براي رسيدگي به محيط گرمايي درون يک ساختمان مورد استفاده قرار ميگيرند. يکي از کاربردهاي اوليه، توسعهي “تختههاي ديواري تغيير فازي” بوده که براي بهرهمند شدن از قابليتهاي تغيير فاز بر مواد جاسازي شدهي مختلفي مانند هيدراتهاي نمک، پارافينها و اسيدهاي چرب تکيه کرده است. در مواد تغييرفاز اوليه پارفين و اسيدهاي چرب با روش غوطهوري مستقيم در ديوار تختهاي بکار گرفته شد. سپس گلولههاي پلاستيکي پرجايگزين آنها شدند. دماهاي گذار يا تغيير از يک حالت به حالت ديگر براي نواحي غالباً گرم با نيازهاي اوليه گرمسازي F? 72-65 و براي نواحياي با نيازهاي اوليه سردسازي F? 79-72 ميباشد.
محصولات مبتني بر فناوريهاي غوطهوري مستقيم هيچگاه خوب عمل نکرده و بدليل ترکيب شدن با پارافين و اسيدهاي چرب داراي مشکلاتي هستند. (مانند خورده شدن محصولات تخته توسط حيوانات).فناوريهاي مبتني بر مواد تغيير فاز آببندي شده با گلولههاي کوچک بهتر عمل کرده و به کاربرد وسيعي در ارتباط با سيستمهاي گرمايشي کف از طريق تابش دست يافتهاند. در بسياري از نواحي و اقليمها سيستمهاي کف حرارتي نصب شده در صفحات بتني ميتوانند گرمسازي نسبتاً راحتي را فراهم کنند، اما بدليل قرار گرفتن در معرض نوسان هوا، اين سيستمها نيازمند دماي اوليهي بالايي هستند. بنابراين جاسازي مواد تغييردهنده فاز بشکل گلولههاي روکشدار ميتواند به يکنواخت کردن نوسانات نامطلوب دما کمک کند.
مواد تغييردهنده فاز همچنين بطور موفقيتآميزي به پوشش خارجي راه يافتهاند.فناوريهاي به ثبت رسيدهاي براي جاسازي مواد تغييردهنده فاز ميکروکپسول شده در يک پارچه، وجود دارند. اين بخشها داراي اندازهي ميکروسکوپي هستند. مواد تغييردهندهي فاز درون اين کپسولها به گونهاي طراحي شدهاند که در يک حالت نيمه جامد، نيمه مايع و نزديک به دماي عادي پوست باشند. فرد با ورزش کردن توليد گرما کرده و اين مواد دچار تغييرفاز شده و گرماي اضافي را جذب ميکنند و در نتيجه بدن خنکتر ميشود. با سردشدن جسم و نياز به گرما مواد تغيير فاز دهنده براي گرم کردن آن گرما را کمکم رها ميسازند.
علاوه بر کاربرد اين مواد در پارچه، مواد تغيير فاز دهندهي کپسول شده در بسياري از محصولات ديگراز جمله لامپ تا وسايل خانه به عنوان راهي براي کم کردن نوسانات دما بکار ميروند.

4-4-2-3-2- با قابليت تبديل انرژي

زماني که حالت انرژي يک مادهي معين با حالت انرژي محيط اطراف آن برابر باشد آنگاه گفته ميشود که اين ماده در حالت موازنه قرار دارد و هيچ انرژياي نميتواند مبادله شود اگر ماده در يک وضعيت با انرژي متفاوت قرار داشته باشد آنگاه پتانسيلي ايجاد شده که موجب تبادل انرژي ميشود.تمام مواد تبادل انرژي داراي سطوح انرژي اتمي هستند. انرژي ورودي اتمها را به سطح بالاتر برده و انرژي خروجي آنها را به سطح پايهي خود باز ميگرداند. به عنوان مثال، زماني که تابش خورشيدي به يک مادهي فتوولتائيک برخورد ميکند، انرژي فوتون توسط اتمهاي ماده جذب ميشود. از آنجائي که انرژي ميبايست حفظ شود، انرژي اضافي درون اتمها، اتم را وادار به حرکت به سطح انرژي بالاتري ميکند.اتم که قادر به تحمل اين سطح نيست ميبايست ميزان متناظري از انرژي را رها سازد. با استفاده از مواد نيمه رسانا، فتوولتائيکها ميتوانند اين انرژي رها شده را کسب کرده و الکتريسته توليد کنند. مواد- سنتي و هوشمند- ميبايست انرژي را حفظ کنند و از اينرو سطح انرژي مواد در هنگام ورود يا اضافه شدن انرژي، افزايش خواهد يافت. با اين وجود در بيشتر مواد اين افزايش انرژي به شکل گرما آشکار ميشود در حاليکه در مواد هوشمند تبديلکننده انرژي، اين انرژي دروني بشکلي قابل استفادهتر از ديگر مواد شکل ميگيرد.
(Addington, M., Schodek, D., 2005)

4-4-2-4- نانو مصالح

طبق گفته علوم مهندسي و فناوري نانو آمريکا (NSET)، “نانو تکنولوژي، توسعه تحقيق و فناوري در سطوح اتمي، مولکولي، درشت مولکولي، در مقياسيبه طول تقريباً 100-1 نانومتر، بمنظور فراهم نمودن يک درک اساسي از پديدهها و مواد در مقياس نانو و ايجاد و استفاده از ساختارها، ابزارها و سيستمهايي که بدليل اندازهي کوچک و يا متوسط خود داري مشخصهها و عملکردهاي جديدي هستند، ميباشد”.
در هنگام استفاده فناوريهاي جديد در رشتهاي همچون صنعت ساخت، ميبايست هميشه ابتدا منافع آن را بررسي کرد. درخصوص کاربرد فناوري نانو، بايد اذعان داشت که اين فناوري فينفسه پايان نمييابد بلکه يک تقاضاي مداوم براي ابتکار را دنبال کرده و ميتواند يک عامل بازاريابي نيز بشمار رود. علاوه بر عوامل بازاريابي، فناوري نانو ميتواند در حوزههاي زيرهمکاري واقعي داشته باشد:
– بهينهسازي محصولات موجود
– حفاظت از خسارت
– کاهش وزن و يا حجم
– کاهش تعداد مراحل توليد
– استفادهي مؤثرتر از مواد
– نياز کمتر به تعمير و نگهداري و يا نگهداري مؤثرتر.
– کاهش مصرف مواد اوليه و انرژي و انتشار کمتر Co2
– حفاظت از منابع
– اقتصاد بزرگتر
– راحتي

4-4-2-4-1- مصالح خود تميزشونده

اثر لوتوس يکي از مشهورترين روشهاي طراحي سطوح با مواد نانو است. در کشورهاي ديگر همچون ژاپن، فوتوکاتاليز جايگزين معروفتري است. عبارت “اثر لوتوس” به راحتي با سطوحي که تميز ميشوند يا با فوتوکاتاليز که خودشوينده ميباشد، اشتباه ميشود.در دههي 1970 گياهشناسي به نام ويلهلم بارتلوت151 که در دانشگاه هايدلبرگ152 تحقيقات علمي انجام ميداد، سطوح خودشو را مورد بررسي قرار داد. وي اثر خودشويي را نه فقط در برگهاي لوتوس شرقي بلکه در لادن اروپايي، کلم آمريکايي و گياه موردکه در جنوب آفريقا يافت ميشود، مشاهده و بررسي کرد. آنچه که در تمام آنها مشترک بود، اين بود که آنها يک سطح (آبگريز) دافع آب و به لحاظ ميکروسکوپي ناهموار را از خود نشان داده که پوشيده از برآمدگيهاي کوچک بوده و در نتيجه سطح تماس کمي براي نشست آب در آنها وجود داشت. به دليل اين ساختارهاي کوچک است که سطوح آبگريز کمتر قابل خيس شدن هستند. تأثير سطح ناهموار، با ترکيبي از موم (که آبگريز است) بر روي نوک برآمدگيهاي روي برگ لوتوس که خود التيام است، قويتر شده و يک سطح خودشوي فوق آبگريز عالي را بوجود ميآورد. آب دانههاي کوچکي را تشکيل داده که به پائين برگ غلت خورده و هرگونه آلودگي تهنشين شده را با خود ميبرد. اگر برگها دچار آسيب شوند خود به خود التيام خواهنديافت. (شکل 72) توضيح داده شده در مورد مايع آب صادق است به اين معني که ديگر مايعهاي مرطوب همچون شامپو يا مايع شستشو از تشکيل دانههاي آب جلوگيري ميکند زيرا مواد موجود در آنها موجب تخريب اثر آبگريزي ميشود. از اينرو اين شيوه براي استفاده در نواحي که دائماً در معرض چنين مايعهايي قرار دارند، توصيه نميشود. اين اثر براي هميشه از بين نرفته و با شستشو با آب اثر آبگريزي باز ميگردد.
سطوح لوتوس مصنوعي ايجادشده به کمک فناوري نانو، هنوز از توانايي خود التيامي برخوردار نبوده اما در صورت کاربرد صحيح ميتوانند يک ابزار مؤثر خودشو را ارائه دهند.اثر لوتوس بيشتر براي سطوحي که مرتباً در معرض مقدار کافي آب، مثلاً آب باران، قرار داشته مناسب ميباشد. مقدار کم آب اغلب منجر به ايجاد مجراي قطرات آب شده که لکههاي سطحي کثيفتر نه تميزتر را بجاي ميگذارد.استفاده از اين سطوح بدون حضور آب بيمعناست.
در حال حاضر، ساختار اين سطوح در برابر فرسودگي شديد مکانيکي مقاومت نکرده و در نتيجه اکنون براي استفاده بر روي کفها مناسب نيستند. همچنين در پارچهها بدليل ايجاد فرسودگي ناشي از شستشو با ماشين لباسشويي مناسب نيست. در موقعيتهاي ديگر اثر لوتوس بادوام است.
محصولات اثر لوتوس بسيار کم هستند. ويلهلم بارتلوت گياهشناسي از مؤسسهي نيز در دانشگاه بون در آلمان از سال 1997 صاحب حق امتياز و مارک تجاري “اثر لوتوس” (lotus- Effeat) بوده و در آوريل 2006 به همراه موسسهيITV آلمان، براساس پديدههاي طبيعي يک طرح

پایان نامه
Previous Entries منبع مقاله درمورد پرونده شخصیت، تحقیقات مقدماتی، ارتکاب جرم Next Entries منبع مقاله درمورد پرونده شخصیت، بازدارندگی، مجازات اسلامی