کوی دانش - kooy

دریچه هایی به سوی مواد جدید

دریچه هایی به سوی مواد جدید
31 فروردین
07:03 1394
تیمی از پژوهشگران دانشکده هوا فضا و مکانیک از دانشگاه Notre Dame واقع در ایالت ایندیانا در آمریکا شرح می دهند که چگونه یک توصیف دقیق آماری مربوط به مواد خاص ناهمگون که در نظریه های میکرومکانیکی آماری به کار می رود، بر خواص ترمومکانیکی کلی حاکم است. این شرح مفصل آماری با به کارگیری یک طرح کلی جدید سازگار، با کمک بزرگ ترین کامپیوترهای موازی محاسبه شده است. تعیین کمیت ساختاری بسیاری از سیستم ها، در زمینه های علمی زیادی کاربرد دارند که این زمینه ها حوزه وسیعی دارند، حوزه ای که از پیکربندی های مولکولی تا ترکیبات ساختاری و اجرام آسمانی را در بر می گیرد.

یکی از پژوهشگران می گوید: «به مدت چندین سده، دانشمندان بزرگی مانند کپلر، ماکسول و انیشتین، ویژگی های آماری بسیاری از سیستم ها را بررسی کردند و مفاهیم مربوط به ساختارهای با مقیاس کوچک را در انتقال ماکروسکوپی و ویژگی های مکانیکی مورد بررسی قرار دادند». او می افزاید: «ما برای نخستین بار، ویژگی های جامدات دانه دانه (بلورین) را پیش بینی کردیم و اثر قابل توجهی را کشف کردیم که در رفتار ترمومکانیکی آنها وجود داشت و براساس کار خودمان رده بزرگی از مواد را درنظر گرفتیم که می توانیم اجزاء دلخواه آن را به سادگی مطالعه کنیم».

این پژوهش، بخشی از استراتژی مدل سازی چند مقیاسی اطلاعات محور (بر اساس تصویر) می باشد که طی آن، محاسبات توسط داده های تجربی میکرو ساختاری هدایت می شوند.

«من در این پژوهش، با کمک ابزارهای محاسباتی و تجربی، مواد ناهمگون و چند منظوره را در محیط های غیر معمولی بررسی می کنم. این مواد در زندگی روزمره ما نقشی اساسی دارند و در مهندسی زیستی، صنایع خودرو و صنایع هوا فضا، سیستم های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) و سایر کاربردها استفاده می شوند. مواد چند منظوره ناهمگون، چندین نقش اساسی دارند، پشتیبانی ساختاری، قابلیت بهبود بخشیدن خود به خود، تولید و ذخیره برق، کاهش فشار و فیلتراسیون زیستی، تنها چند مورد از این کاربرها هستند».

«این عملکردهای ساده و زیبا، توسط دانش گسترده ای از فیزیک، مکانیک و شیمی اداره می شوند و درک ما را از روابط مربوط به ویژگی آماری میکرو ساختاری به سنجش می گذارند. اگر اطلاعات آماریِ با نظم بیشتری در آنالیز چند مقیاسی نگهداری شوند، ویژگی های بسیاری از این مواد را می توان بهتر درک کرد. هدف ما آنست که از طریق توسعه ویژگی آماری- میکروساختاری، درک کاملی از روابط دانش مکانیک و مواد داشته باشیم که این کار می تواند به توسعه مواد جدید کمک کند».

پژوهشگران خاطر نشان می کنند که گام بعدی عبارت است از درک اثر ارتباطات مواد و نیز ناهمسانگرد بودن (1) آنها (که مستقیماً بستگی به رفتار ماده دارد).

«چالشی که وجود دارد، توسعه دادن این مدل ها و به شمار آوردن آن برای رفتار این مواد می باشد. همچنین بسیاری از مواد ناهمسانگرد هستند و تعیین کمیت ناهمسانگرد بودن آنها، پرسشی است که همچنان مطرح است. همچنین ارتباط دادن این کار با تکنیک های توصیف ویژگی ها (که تصویر- محور است)، ازقبیل پرتونگاری مقطعی میکرو کامپیوتری، یک گام طبیعی برای آینده می باشد. این تکنیک ها تبدیل به متد متداولی برای میکروساختارهای واقعی می باشند تا بتوان به کمک آنها، سیستم های مواد را آنالیز کرد».

.................................................................................................................................................

(1) ناهمسانگرد (anisotropic): برخی از مواد هنگامی که در شرایط گوناگونی مورد سنجش قرار می گیرند، ویژگی های فیزیکی گوناگونی از خود نشان می دهند که به آنها ناهمسانگرد گفته می شود. یک نمونه ساده از این مواد، چوب است. چوب در طول الیاف قوی تر است تا در عرض الیاف.

درباره نویسنده

ابراهیم یگانه

ابراهیم یگانه

با درودهای گرم به همه.

 

*  تحصيلات: لیسانس الكترونيك

*  تاریخ تولد: 1342

*  سابقه کار ترجمه (به جز سایت کوی دانش): همکاری با دارالترجمه ها، شرکت ها و اعضاء هیئت علمی دانشگاه ها و دانشجویان مقاطع تحصیلی مختلف، ترجمه چندین سایت (سایت آمریکایی سرطان، ...)

*  پیشینه شغلی در سایر زمینه ها: مهندس بازنشسته ایران خودرو با تجربه علمی و عملی در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی (برق، آب، گاز، هوای فشرده) در صنایع و در محیط های خانگی.

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
ردیابی شیء در تصاویر ویدئویی- قسمت اول

ردیابی شیء در تصاویر ویدئویی- قسمت اول

در بخش اول از این مقالات آموزشی، ابتدا تعریفی از ردیابی شیء برای درک مناسب مفهوم آن ارائه کردیم و سپس دلایل اهمیت ردیابی شی با ذکر کاربردهای آن را بیان کرده ایم. در این مقاله ها یک چهارچوب کلی برای ردیابی شی (که می تواند هر نوع شیء مشخصی مانند انسان و اتومبیل وغیره باشد) براساس ویژگی های رنگ و بافت ارائه شده است. روش پیشنهادی قابلیت ردیابی شیء با دوربین متحرک را دارد و همچنین قادر به ردیابی شیء در برابر پوشیدگی های جزئی است. روش ارائه شده تغییرات در اندازه شی و تغییرات تدریجی رنگ و بافت زمینه و شی را بخوبی جبران می کند. روش پیشنهادی در این مقالات ناحیه نسبتا دقیق شیء را در هر فریم فراهم می کند که می تواند در پردازش های مرتبه بالاتر مانند تفسیر حرکت و نوع رفتار شیء مورد استفاده قرار گیرد. روش ارائه شده نیاز دارد که در فریم بعدی حداقل قسمتی از شیء درون ناحیه اولیه باشد. برای مواقعی که شیء تحت پوشیدگی های کلی قرار می گیرد نیاز است تا روش ارائه شده با یک روش پیش بینی مانند فیلتر کالمن ترکیب گردد. برای ادامه آموزش با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
بررسی درمان فیزیکی روی آرتریت زانو

بررسی درمان فیزیکی روی آرتریت زانو

آرتریت زانو یا همان بیماری دژنراتیو مفصلی، یک بیماری است که بتدریج پیشرفت می کند طوریکه غضروف مفصلی را می شکند. در حالت طبیعی، غضروف در انتهای استخوان ها واقع شده و باعث می شود مفاصل به راحتی و بدون درد حرکت کنند. در آرتریت زانو غضروف نازک و نامنظم می شود در نتیجه باعث بروز عوارض مفصلی، درد و سفتی می شوند. ممکن احساس ساییدگی و ترک خوردن روی دهد. مفاصل تحت فشار بالا قرار دارند و فعالیت مکرر و افزایش وزن به آرتریت زانو مشکوک است. هیپ ها، زانو ها، دستان و ستون فقرات را تحت تاثیر خود قرار می دهند. آرتریت زانو با افزایش سن بیشتر می شود. مواردی که پزشکان برای آرتریت زانو تجویز می کنند شامل داروهای ضد التهابی غیراستروئیدی با نام (NSAIDs) و مسکن ها (استامینوفن و ایبوپروفن) می باشد که درحال حاضر بهترین محافظ و درمان برای این بیماری در نظر گرفته می شود. محققین اخیرا موارد مقرون به صرفه را از 4 راهکار فیزیوتراپی متفاوت در میان 300 نفر از مبتلایان به آرتریت زانو طی دو سال در شرایط متفاوت بررسی کردند.

مطالعه متن کامل
استفان هاوکینگ بالاخره راهی برای فرار اطلاعات از دست سیاه چاله ها یافته است

استفان هاوکینگ بالاخره راهی برای فرار اطلاعات از دست سیاه چاله ها یافته است

پرفسور استفان هاوکینگ راه حل جدیدی را برای حل مسئله نحوه فرار اطلاعات از سیاه چاله ها در اختیار نهاده است. مسئله مزبور چندین دهه است ذهن فیزیکدانان را به خود مشغول ساخته است، زیرا بر طبق اصول مکانیک کوانتوم هنگامی که اجرام، خارج از افق رویداد (مرزی که نور نمی تواند از چاه جاذبه فرار کند) می افتند، اطلاعاتی که در مورد آن جرم وجود دارد بایستی دوام آورده و به جا بماند، اما بنا به نظریه نسبیت عام این اطلاعات بایستی نابود شده باشند.

مطالعه متن کامل
مسیریاب Haize، جهت یابی در دوچرخه سواری را آسان تر می کند

مسیریاب Haize، جهت یابی در دوچرخه سواری را آسان تر می کند

این روزها دوچرخه سوارانی که در یک شهر غریب سعی در جهت یابی مسیر خود دارند. آن قدر حق انتخاب دارند که دیگر لازم نیست در هر گوشه از خیابان به گوشی همراهشان نگاه کنند. ابزارهای جهت یابی که دارای LED هستند و روی دسته دوچرخه نصب می شوند، نمونه ای از این ابزارها هستند. اکنون کمپانی اونومو Onomo، از بریتانیا با قطب نمای هیز Haize، وارد رقابت در این بازار شده است. این ابزار درست مانند یک جهت یاب عمل کرده و دوچرخه سوار را به مقصد نهایی هدایت می کند، اما محاسبه خط سیر جاده را به عهده خود دوچرخه سوار می گذارد.

مطالعه متن کامل
اشتراک ابزارهای دفاعی در باکتری ها

اشتراک ابزارهای دفاعی در باکتری ها

باکتری با سرعت غیرقابل تصوری شیوه های مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها را توسعه می دهد. طبق آمار منتشر شده فقط در آمریکا بیشتر از 23000 نفر در نتیجه بیماری ها و مشکلاتی که بواسطه باکتری بوجود می آید، جان خود را از دست می دهند و هیچ راهی برای نجات آنها وجود ندارد. درمانِ عفونت هایی که در آن با مقاومت باکتریایی نیز روبرو هستیم، بسیار مشکل و پرهزینه است و گاهی اوقات نیازمندِ استفاده از داروهای سمی می باشد که البته همیشه هم کارساز نیست. یکی از موضوعاتی که دانشمندان بشدت بر روی آن کار می کنند، درک روشها و مکانیزمهای باکتری ها برای تقویت مقاومتشان است. این روشها بر روی metallo-β-lactamases یا به اختصار MBL متمرکز است که در حقیقت آنزیمی می باشد که باکتری با استفاده از آن، در مقابل آنتی بیوتیک مقاومت می کند. حال گروهی از دانشمندان موفق شدند این مکانیزم را ثبت کنند، برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل