تانسور جابجایی الکتریک

ثابت پیزوالکتریک

ثابت دی‌الکتریک

پتانسیل الکتریکی

فصل اول :
مقدمه

سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی

بدون شک یکی از مهمترین پیشرفت‌های علمی دهه‌ های اخیر، کوچک‌سازی سیستم‌های ماکرو و توسعه سیستم‌های میکروالکترومکانیکی^[۱] بوده‌ است. سیستم های میکرو الکترومکانیکی تحولات شگرفی در صنعت و تکنولوژی به وجود آورده‌اند. از آنجا که آنها می‌توانند با بهره گرفتن از تکنیک‌های ساخت موجود و استفاده از زیرساختارهای صنعت نیمه هادی‌ها ساخته شوند، با قیمت پایین و حجم تجاری زیاد تولید می‌گردند. جرم و حجم بسیار کم، مصرف انرژی پایین، قابلیت اطمینان بالا و دوام مناسب از جمله خصوصیات اساسی این سیستم‌هاست که باعث جذابیت بیشتر آنها نیز شده است[۱].
همچنین در سال های اخیر نیز با پیشرفت سریع فناوری نانو و امکان ساخت قطعات در ابعاد نانو، سیستم‌های نانو الکترو مکانیکی^[۲] در کنار سیستم‌های میکرو الکترو مکانیکی مطرح شده و بسیاری از وسایلی که پیش از این در ابعاد میکرو ساخته می‌شدند امکان ساخت در ابعاد نانو را پیدا کردند. این سیستم‌ها کاربرد فراوانی در انواع گسترده‌ای از قطعات صنعتی، از جمله مکانیک، هوافضا، پزشکی، حمل ونقل و تکنولوژی ارتباطات دارند.
نمونه‌های بسیاری از کاربرد سیستم‌های میکرو ‌و نانو الکترومکانیکی را در میکرو ‌و‌ نانوسوییچ‌های خازنی^[۳]، رزوناتورها^[۴]، سنسورهای فشار^[۵]، سنسورهای جرم ^[۶]، سوییچ‌های رادیوفرکانسی^[۷]، شتاب‌سنج‌ها^[۸]، میکروپمپ‌ها^[۹]، ژیروسکوپ‌ها^[۱۰] وحافظه‌های میکرو و نانو الکترو مکانیکی^[۱۱] می‌توان مشاهده کرد[۲].
به طور کلی دو نوع شیو‌ه‌ی انتقال و هدایت در سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی وجود دارد. بعضی روش‌های انتقال تغییر یک کمیت فیزیکی مانند فشار و دما را به یک سیگنال الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کنند. چنین ‌‌سبک‌هایی با نام روش‌های تشخیص یا حس‌‌کن^[۱۲] شناخته می‌شوند. و روش‌های الکترواستاتیک پیزوالکتریک^[۱۳] و پیزورِسِستیو^[۱۴] در این دسته جای می‌گیرند. بویژه حسگر‌های مرتعش^[۱۵] که تغییر در فرکانس‌های رزونانس میکرو ونانوسازه‌ها را به محض حس‌ کردن تشخیص می‌دهند در این گروه قرار دارند. شیوه‌های دیگر هدایت، انرژی ورودی سیستم را به حرکت میکرو و نانوسازه تبدیل می‌کنند. که آنها با نام روش‌های تحریک^[۱۶] شناخته می‌شوند و روش‌های الکترواستاتیک، پیزوالکتریک، الکترومغناطیس و الکتروگرمایی^[۱۷] را شامل می‌شوند[۳].
انتخاب روش‌های تحریک در این سیستم ها موضوع مهمی در سال های اخیر بوده و بستگی به سیستم موردنظر و قابلیت استفاده از آن دارد. تحریک های اصلی و مشخصه‌ های حساسیت این سیستم‌ها عبارتند از:
مواد پیزوالکتریک: این مواد تحت تأثیر ولتاژ مستقیم تغییر شکل پیدا می‌کنند و همچنین در جهت عکس و با ایجاد تغییرشکل، ولتاژی در دو سر آن تولید می‌شود. که با بهره گرفتن از این خاصیت جابجایی می‌تواند اندازه‌گیری و یا کنترل شود. پس طبق آنچه پیشتر گفته شد مواد پیزوالکتریک هم برای حسگرها و هم تحریک کننده‌ها کاربرد دارند. شکل ‏۱‑۱ مفاهیم اصلی پیزوالکتریک و استفاده‌های پایه‌ای برای حس و تحریک را به خوبی توصیف می‌کند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ‏۱‑۱: ماده پیزو الکترویک در حالت تحریک کننده و حس‌کننده(تشخیص واندازه گیری) [۳]
الکترواستاتیکی: با ایجاد دو قطب یا اختلاف ولتاژ میان دو صفحه یک نیروی الکترواستاتیکی میان صفحات تولید می‌شود که منجر به تغییرشکل و جابجایی سیستم می‌گردد.
گرمایی: تغییرشکل مواد در اثر گرما می‌تواند به عنوان تحریک مورد استفاده قرار بگیرد، یک راه برای افزایش دما گذراندن جریان از میان صفحات هادی می‌باشد و راه دیگر تاباندن لیزر به منطقه مورد نظر است.
الکترومغناطیسی: یک میدان مغناطیسی در اثر عبور جریان از یک کویل ایجاد می‌شود که می‌تواند مواد مغناطیسی موجود در محیط را تحریک کند.
تمامی این روش‌ها دارای محاسن و معایبی هستند. پیزوالکتریک‌ها در تحریک و تشخیص (یا اندازه گیری) مورد استفاده قرار می‌گیرند اما در اندازه‌گیری به دلیل عدم تولید ولتاژ کاملاً مستقیم دارای محدودیت‌هایی می‌باشند. و نمی‌توانند در عملیاتی با دمای بالا مقاومت کنند. روش‌های دیگر هم محدودیت‌هایی دارند و وجود تنش‌های حرارتی و تنش‌های ساخت دقت این سیستم‌ها را به شدت کاهش می‌دهد.
با این وجود تقریباً همه مشکلات با بهره گرفتن از تحریک الکترواستاتیکی از بین می‌رود. ساختن یک خازن با روش‌های ساخت موجود بسیار آسان می‌باشد. با بهره گرفتن از دو سطح موازی و با اعمال یک پتانسیل به دو سر آن به یک سنسور یا عمل کننده با کارآیی بسیار خوب می‌رسیم. سادگی در ساخت و کارآیی مناسب آن استفاده از راه‌انداز الکتریکی را فراگیر کرده است. این تحریک‌کننده‌های خازنی از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه می باشند. سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی که از طریق راه‌اندازالکتریکی تحریک می‌شوند کاربرد گسترده ای در میکرو و نانو سویچ‌ها و میکرو و نانو رزوناتورها دارند.
تحریک الکتریکی به دلیل سادگی و بازده بالا بر همه روش‌های تحریک ترجیح داده می‌شود. و با توجه به برقراری میدان الکتریکی در حجم بسیار کوچک دسترسی به نیروهای بزرگ برای تحریک امکان پذیر می‌باشد. به همین خاطر در میان روش‌های هدایت، مکانیزم‌های تحریک و تشخیص الکترواستاتیک بیشترین کاربرد را در سیستم‌های میکرو و نانو الکترومکانیکی دارند و در زمینه هدایت الکترواستاتیک تحقیقات گسترده‌تری انجام شده ‌است[۴].

سوییچ‌های الکترواستاتیک

یکی از سیستم‌هایی که در نقش متنوعی از سازه‌های الاستیک در مقیاس مهندسی میکرو برجسته و ارائه شده، میکرو سوییچ‌ها هستند. اساس ساختار آن‌ها کاملا ساده است. سوییچ شامل یک جفت الکترود می‌شود. یک الکترود معمولا صلب و ثابت در فضاست، و الکترود دیگر سازه‌ الاستیک تغییر شکل‌پذیری است. این الکترود در طرح‌ها و فرم‌های مشابه با پوسته الاستیک، تیر الاستیک و ورق الاستیک ساخته می‌شود. سوییچ با اعمال اختلاف پتانسیل بین دو الکترود بسته می‌شود. با این کار نیروی الکترواستاتیکی بوجود می‌آید، الکترود تغییر شکلپذیر را خم کرده، و منجر به ایجاد تماس بین الکترودها می‌شود. گروه‌های زیادی چنین سازه‌هایی را ساخته و آزمایش کرده‌اند. مدل‌های ریاضی این قطعات در گستره‌ای از مدل‌های ساده‌ براساس مدل جرم- فنر، تا مدل‌های کاملا توسعه یافته و شبیه‌ساز‌ی‌های سه‌بعدی المان‌محدود، قرار می‌گیرند.
میکروسوییچ تحریک شده الکترواستاتیکی مثالی از یک سیستمی است که اغلب در حالت ناپایداری به کار می‌افتد. ساختار میکروسوییچ به طور گسترده ای مطابق با کاربرد آن، تغییر می‌کند[۵].

شکل ‏۱‑۲: نمایش حالت روشن و خاموش سوییچ با تحریک الکترواستاتیک[۳]
از نانولوله‌های کربنی می‌توان درساختن سوییچ‌های الکترومکانیکی در مقیاس نانو(نانوسوییچ لوله‌کربنی الکترومکانیکی^[۱۸]) برای نسل‌های جدید اشاره کرد. نانوله‌های کربنی نامزد مناسبی برای نانوسوییچ‌های الکترومکانیکی به خاطر مقاومت مکانیکی فوق‌العاده و ویژگی‌های خاص الکتریکی هستند. مدول الاستیسیته بالا و جرم کم، انتظار می‌رود، سرعت بالای سوییچینگ ( بالاتر از چندین گیگاهرتز) را امکان پذیر سازد. با وجود آنکه چندین نوع ‌نانولوله‌کربنی برای سوییچ‌های نانو الکترومکانیکی مدلسازی، طراحی و ساخته شده‌ اند. ولی مطالعات بیشتری برای پی بردن به رفتار پایداری آنها در طول زمان ضروری می‌باشد[۶].

مزایا و معایب میکرو و نانوسوییچ‌ها

بررسی سوییچ‌های میکرو و نانو الکترومکانیک یکی از موضوعات جدیدی است که در سال‌های اخیر به سرعت در حال گسترش بوده است. همانند رزوناتورها، سوییچها نیز از المان مکانیکی ساخته می‌شوند که با نیروی الکترواستاتیک ناشی از جریان مستقیم عمل کرده و باعث قطع و وصل جریان می‌گردند.
در سوییچها این مسأله که ولتاژ کاری سوییچ با ولتاژ کاری مدار همخوانی داشته و همچنین بتواند با سرعت بسیار بالا کار کند بسیار مورد توجه و مطلوب است. اما سوییچ‌های حاضر هنوز با این نیاز فاصله دارند و همین مسأله باعث استفاده کمتر این سوییچ‌ها می‌شود. از مزایای استفاده از نانوسوییچ‌ها میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
مصرف انرژی کم: این مصرف انرژی مربوط به کارایی سوییچ برای عبور یک سیگنال می‌باشد که معمولا برای سوییچهای مخابراتی بر حسب دسیبل بوده و مطابق با مشخصات آمپلی‌فایر مربوطه می باشد. معمولا توان خروجی متناسب با توان ورودی فرض می‌شود. اما در خیلی از سیستمها یک حد بالای توان وجود دارد که در آنجا این نسبت خطی به هم خورده و اعتبار خود را از دست می‌دهد.
عایق بندی بالا: عایق‌بندی یک سوییچ هنگامی مورد بررسی قرار می‌گیرد که هیچ سیگنالی از آن عبور نمی‌کند. این پارامتر بین دو ترمینال ورودی و خروجی در مدار در موقعیت عبور سیگنال بسیار کم در حد نانو و یا هنگامی که سوییچ در موقعیت خاموش می‌باشد، اندازه‌گیری می‌شود. در مقادیر بالای توان، مقداری وابستگی در ترمینالهای ورودی و خروجی مشاهده می‌شود، بنابراین هدف در طراحی اینگونه سوییچ‌ها اینست که این عایق بندی افزایش یابد.

هر سـایه روشنی که در آفـاق و انفس اســت یک صحنه از نمایش غیب و شهود اوسـت
ســالار کـاروان زمــان و مکــان کـه شــب بهـت و سکـوت بانـگ درو درود اوسـت
ذرّات در طـــواف و نیـایــش کـه می کننــد موزیـک لایـزال سـلام و ســرود اوســت
محدوده ی این که عرصـه ی علم قلیل ماست آن کوبه بیکـرانه ی حکمت، حدود اوسـت
صـف بستـن و صعـود و نــزول ستـارگـــان مشـق نمـاز عشـق و قیـام و قعود اوست.»
(همان: ۱۲۱و۱۲۲)
در واقع شهریار با نگاه دقیق به ذرّات هستی، یک امر ازلی و جاودانه را جستوجو میکند؛ یعنی طبیعت را جلوهای از عالم قدس میداند و از مناجات و نیایش رازگونهی آنها بهره برده و پیوندی بین عشق مجازی و طبیعت و امر قدسی برقرار میکند. (مشرف، ۱۳۸۲: ۱۱۵و۱۱۶)
بدین ترتیب دریچهی تازهای به دنیای فکر و اندیشهی شهریار باز میشود تا آنجا که شهریار معشوق زمینی را جمالی از خداوند میداند:
« صـحنـهی آفــاق چــون تو مـاه ندارد چـون تو جمالی به جلـوهگاه ندارد
مــاه خجــل شـد زحسـن روی تو آری روشنـــی آفتــاب مـــاه نـــدارد
مهـر تـو را مشتـری می شـونـد به آهـی آه کـــه دل در بســـاط آه نــدارد
صبح سپیدی، شبنم به روی تو روز است زلفـت اگـر روز مـن سیـاه ندارد.»
(شهریار، ۱۳۸۷، ج۱: ۱۶۰)
در واقع شهریار با تهی شدن از خویش، دل را آینهی اسرار نهانی معشوق ازلی مینماید و از عشق ظاهر به عشق باطن و عالم عرفان روی میآورد چنان که خودش میگوید: « گرچه یاد آن عشق با من بود اما دیگر آن عشق نبود. چیز دیگری شده بود و به عشق الهی مبدّل گشته بود.» (بهادری،۱۳۸۶: ۱۵)
میتوان اذعان داشت که شهریار با توانایی خارقالعادهی خویش، عرفان را در لباس تازهی شعر وارد میکند و بدین لحاظ روح و جانش با نور عرفان روشنتر و جذابتر میشود.
لطف سخن شهریار و تسلّط بینظیر در سرودن شعر، شهرت ویژهای به این پیر آستان عرفان بخشیده است و ما در ادامهی مبحث با توجه به قابلیّتهای خاص اشعار وی، به دستهبندی اشعار، از نظر مفاهیم نماز و نیایش و تحلیل آنها خواهیم پرداخت:
۴-۱-۱ تسبیح
تسبیح اولین مفهومی است که برای نماز برشمرده شده و شهریار نیز در اشعار خود آهنگ وجودی همهی پدیده ها را در آواز تسبیح خدا میداند:
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
« بود آیا که در صلح و صفا بگشـاینــد تــا دری به مـــراد دل مــا بگشــاینـد
یا رب از ظلمت زندان شبستـانهــا را گو شبی روزنه در صبح و ضیا بگشـایند
ساز ذرّات همه نغمه ی تسبیح خداست گــر خلایـق در گوش شنــوا بگشـایند
نای توحید به چنگ آر و دمی دم کافاق گوش در نغمـهی آیات خدا بگشاینـد.»
(شهریار، ۱۳۸۷: ۲۲۶و۲۲۷)
علاوه بر آن شهریار برای نشان دادن جلوهی خدا از طبیعت بهره برده و حرکت درختان و گلها را به واسطهی وزش باد به نماز خواندن آنان به درگاه خدا تعبیر کرده است:
«از همه ســـوی جهان جلوه ی او می بینــم جلوه ی اوست جهـان کز همـه سو می بینـم
او صفیـری که ز خامـوشـی شـب می شنـوم وآن هیـاهو که سحـر بر سـر کـوه مـی بینـم
چون به نوروز کند پیرهن از سبــزه و گــل آن نگـاریـن همـه رنـگ و همـه بو می بینـم
تا یکی قطره چشیدم منش از چشمه ی قـاف کـوه در چشمـه و دریــا به سبـو می بینـــم
زشتیی نیست به عالـم که مـن از دیـده ی او چـون نکـو می نگـرم جملـه نکـو می بینــم
با که نسبـت دهـم ایـن زشتیـی و زیبایـی را که مـن این عشــوه در آیینـه ی او می بینــم
در نـمـازنــد درختــان و گـل از بـاد وزان خـم به سرچشـمه و در کار وضـو می بینـم»
(همان: ۳۲۰)
شهریار با تصویرسازیهای بینظیری که ارائه میدهد پدیده های آفرینش را نشانهای از وجود خدا میداند که هر کدام به زبان خود به تسبیح حق میپردازند. در واقع خدا در درختان و گلها تجلّی کرده است و همه چیز مظهر اوست.
۴-۱-۲ مناجات
اولین مفهوم نیایش، مناجات است و شهریار مناجات به درگاه خدا را اینگونه توصیف میکند:
« خیز تا خیمه ی عزلـت به خرابات بریـم عزّت از خانه ی تزویر و خرافات بریم
نخله ی وادی ایمن به چراغ افروزی است تا بدان بقعه پی از رؤیت رایـات بریـم
شـب چـه بـی چشم و چراغیـم اگر نتوانیــم که نصیـب از فلک و این همه آیات بریم
سینه سینـا کن از آن شعـشعـه ما را کـز ذوق موسـی دل به سـر طـور مناجـات بریــم
این مناجات که از زخمه ی سازی غیبی است نغمـه ای نیست که نامش به مقامات بریم
بـه مـنـاجـات بنــالیـم و بــه بـال معــراج راهی از صفّه ی صفوت به سموآت بریم
وز نهـانخـانــه ی ناز تـو یـکـی مخـزن راز به مصـونیّـت صنـدوق امـانـت بـریـم.»
(همان: ۳۲۷)
شهریار معتقد است که باید گوشه نشین پیشگاه خداوند تعالی شویم و نشانه های خداوند را در پهنهی جهان هستی بشناسیم و با مناجاتی که از درون پرتلاطممان نشأت میگیرد و متّصل به بینهایتی نهان است با خلوص نیّت و با اشتیاق باطنی به راز و نیاز با خدا بپردازیم زیرا فقط در مقام مناجات و نجوای با حق است که میتوانیم به ابدیّتی جاودانه راه پیدا کنیم.
از سوی دیگر شهریار، مناجاتهایش را با تصویرسازیهای ناب همراه میکند:
« ای داستان زلف توام شب دراز کن وز نیمه شـب دریچـه ی صبحـم فراز کـن
تا آسمان خـم شد با اشـگ اختـران دیــدم بــر آستــان تــو راز و نیـاز کــن
از سوز دل به زمزمه دمساز می شوم بـا بلبلان شـب همه شب نغمه سـاز کـن»
(همان: ۳۴۶)
آسمان با ستارههایش سر فرود آورده تا به درگاه حق اظهار راز و نیاز کند و شهریار نیز با دلی پر سوز و گداز. شاعر با نیایشی تأثیرگذار با بلبل به واسطهی لحن دلنشین و گوش نوازش همنوایی میکند و به نجوای با خدا میپردازد.
در واقع « شهریار با توسّل به ذات احدیّت و راز و نیازهای شبانه به کشفیّاتی علوی و معنوی میرسد و موارد مبهم و مجهول را کشف میکند^[۱۹].» (شهریار، ۱۳۸۷،ج۱ : ۲۳)

شمای ۱-۱۶- تراکم نین هیدرین با دی آمین
و – واکنش بین ۱،۴- دی برمو ۲،۳- دی کتون با ۱،۲- دی آمین ]۷۳[. شمای (۱-۱۷)

شمای ۱-۱۷- تراکم ۱و۲ دی آمین با دی برومو کتون
ز- واکنش ۱،۲- بنزن دی آمین و اکسالیل کلراید، ۲،۳- (۱H و ۴H) کوئینوکسالین دی اون را ایجاد می کند]۷۴[. شمای (۱-۱۸)

شمای ۱-۱۸- تراکم اکسالیل کلراید با دی آمین
۱-۶-بنزوتیازول ها
۱-۶-۱- کاربرد و خواص بیولوژکی بنزوتیازول
بنزوتیازول ها و مشتقات آن اهمیت فوق العاده ای در شیمی آلی و بیوشیمی دارند. از جمله کاربردهای بنزوتیازول ها در پزشکی به عنوان ضد تومور[۷۵]، ضد مالاریا[۷۶]، ضد قارچ[۷۷]، ضد ویروس[۷۸] می باشد. برخی از مشتقات بنز.تیازل ها در پزشکی به عنوان بی حس کننده[۷۹] کاربرد دارند. از مشتقات بنزوتیازول ها در صنعت، از جمله در صنعت چرم[۸۰]، در سنتز رنگ های نساجی[۸۱] و عامل ولکانش در ساخت لاستیک[۸۲] بکار گرفته شده است. با توجه به اهمیت روزافزون و کاربردهای متنوع بنزوتیازول ها در سال های اخیر تلاش های زیادی برای سنتز این دسته از ترکیبات صورت گرفته است. بنزوتیازول ها اغلب به وسیله ی واکنش های تراکمی در حضور کاتالیزگر های مختلف سنتز شده اند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۱-۶-۲- بررسی روش های سنتز ۲-آریل بنزوتیازول ها
در بسیاری از گزارش ها از واکنش تراکمی ۲-آمینو تیو فنول و آلدهیدها و در مواردی از اسیدهای کربوکسیلیک و مشتقات آن برای سنتز ۲-آریل بنزوتیازول ها استفاده شده است. واکنشگر مورد ابتدا با ۲-آمینو تیو فنول واکنش تراکمی انجام داده، سپس در حضور کاتالیزگر مناسب آروماتیک می شود.
۱-۶-۲-۱- واکنش ۲-آمینوتیوفنول با آلدهیدها برای سنتز ۲-آریل بنزوتیازول ها
واکنش ۲-آمینو تیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک برای سنتز ۲-آریل بنزوتیازول ها در حضور کاتالیزگر های مختلف گزارش شده است. از واکنش تراکمی ۲-آمینو تیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک و آلیفاتیک در حضور زیرکونیوم اکسی کلرید، بنزوتیازول های ۲-استخلافی ایجاد می شود[۸۳]. این واکنش تحت شرایط ماکروویو با دمای^oC70و بدون حلال انجام شده است. بازده این روش ۹۰-۶۰درصد گزارش شده است.

(شمای ۱-۱۹) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید تحت شرایط مایکروویو و کاتالیزگر زیرکونیوم اکسی کلرید ۸ آبه
در این واکنش ابتدا آلدهید و ۲-آمینوتیوفنول به حدواسط ایمین تبدیل شده ، سپس حلقه ی پنج عضوی تشکیل شده در نهایت در حضور کاتالیزگر دهیدروژنه شده و ۲-آریل بنزوتیازول مربوطه تشکیل می شود.

(شمای۱-۲۰) مکانیسم واکنش تشکیل بنزوتیازول در حضور کاتالیزگر زیرکونیوم اکسی کلرید ۸ آبه
از استیک اسید به عنوان حلال و همچنین کاتالیزگر در واکنش تراکمی آریل آلدهیدها و ۲-آمینوتیوفنول استفاده شده است[۸۴]، این واکنش تحت شرایط رفلاکس و به مدت ۵ ساعت انجام شده است. در این واکنش از ۲-آمینوتیوفنول، آلدهید و استیک اسید استفاده شده است.

(شمای۱-۲۱) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید تحت شرایط رفلاکس و حلال استیک اسید
از معایب این روش بازده کم محصولات با توجه به استفاده از مقادیر مولی زیاد مواد اولیه و همین طور استفاده از مقادیر زیاد استیک اسید می باشد.
از واکنش ۲-آریل آمینوتیوفنول و آلدهیدهای آروماتیک در حضور اکسیژن و کربن فعال شده ۲-آریل بنزوتیازول های مربوطه سنتز شده اند[۸۵]. این واکنش با بنزآلدهیدهای حاوی گروه های الکترون کشنده و گروه های الکترون دهنده در موقعیت پارا انجام شده است.

(شمای ۱-۲۲) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید آروماتیک در حضور اکسیژن و کربن فعال و حلال زایلن
استفاده از حلال سمی زایلن و همچنین به کار بردن اکسیژن در طی انجام واکنش از معایب این روش محسوب می شود.
از واکنش تراکمی ۲-آمینوتیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک و آلیفاتیک در حضور سیلیکاژل تحت تابش مایکروویو بنزوتیازول ۲-استخلافی ایجاد شده اند[۸۶].

(شمای۱-۲۳) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور SiO₂ و تحت شرایط مایکروویو و شرایط بدون حلال
از واکنش تراکمی ۲-آمینوتیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک و آلیفاتیک در حضور کاتالیزگر های مونتموریلونیت و یا SiO₂نشانده شده بر بستر گرافیت در حضور پارا-تولوئن سولفونیک اسید تحت تابش مایکروویو مشتقات بنزوتیازول های ۲-استخلافی سنتز شده اند[۸۷]

(شمای ۱-۲۴) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور مونتموریلونیت یا سیلیکاژل تحت شرایط مایکروویو
۲-آریل بنزوتیازول ها از واکنش ۲-آمینوتیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک در حضور ید تحت شرایط دمای محیط و بدون حلال سنتز شده اند[۸۸].

(شمای ۱-۲۵) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور ید تحت شرایط بدون حلال
از معایب این روش استفاده از کاتالیزگر بسیار سمی ید و همین طور جداسازی دشوار کاتالیزگر از محیط واکنش است.
سنتز ۲-آریل بنزوتیازول ها از واکنش آلدهیدهای آروماتیک با ۲-آمینوتیوفنول در حضور نیتروبنزن نشانده شده بر بستر مونتموریلونیت و یا SiO₂ تحت تابش مایکروویو انجام شده است[۸۹].

(شمای ۱-۲۶) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور نیتروبنزن نشانده شده بر بستر مونتموریلونیت و یا SiO₂ تحت تابش مایکروویو
در این واکنش ابتدا تراکم آلدهید با ۲-آمینوتیوفنول تولید ۲و۳-دی هیدرو-۲-آریل بنزو [d] تیازول را می کند که در نهایت در حضور کاتالیزگر، ۲-آریل بنزوتیازول سنتز می شود.

(شمای۱-۲۷) مکانیسم تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور نیتروبنزن
محصولات با بازده بیشتری با بهره گرفتن از بستر مونتموریلونیت در مقایسه با بستر SiO₂در سنتز ۲-آریل بنزوتیازول ها از واکنش آلدهیدهای آروماتیک با ۲-آمینوتیوفنول گزارش شده است.
مشتقات ۲-آریل بنزوتیازول ها از واکنش ۲-آمینوتیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک در حضور MnO₂/SiO₂ تحت تابش مایکروویو سنت شده است[۹۰]. در این واکنش ازMnO₂ به عنوان عامل اکسید کننده استفاده شده است.

(شمای ۱-۲۸) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور MnO₂/SiO₂ تحت تابش مایکروویو
از واکنش تراکمی ۲-آمینوتیوفنول با آلدهیدهای آروماتیک در حضور مایعات یونی تحت تابش مایکروویو ۲-آریل بنزوتیازول های مربوطه سنتز شده امد[۹۱].

(شمای ۱-۲۹) تشکیل بنزوتیازول ها با بهره گرفتن از ۲-آمینو تیوفنول با آلدهید در حضور مایعات یونی تحت تابش مایکروویو
مایعات یونی در این واکنش هم به عنوان کاتالیزگر و همچنین حلال واکنش عمل می کند. از مزایای این واکنش، انجام شدن آن در دمای محیط و توانایی بازیابی کاتالیزگر و استفاده از آنها در سنتزهای صنعتی مقرون به صرفه نیست.

بافر شستشو ۱ (Wash Buffer I)

۸۰۰ µl

بافر شستشو ۲ (Wash Buffer II)

۳۰µl

بافر شوینده و پاک کننده (Elution Buffer)

در این روش، مقدار ۱۰۰ میکرولیتر از نمونه خون بیمار را به میکروتیوپ ها منتقل کرده و با ۴۰۰ میکرولیتر از محلول بافر Lysis مخلوط و سپس به مدت ۲۰ ثانیه با بالاترین سرعت vortex می شود، تا یک سوسپانسیون یکنواختی ایجاد گردد، پس از آن ۳۰۰ میکرولیتر از بافر رسوب دهنده (Precipitation) را به محلول اضافه و مجددا به مدت ۵ ثانیه با سرعت vortex نموده می شود.
در این مرحله، سلول های گلبول های خونی متلاشی شده و محلولی از تمام مواد آلی و معدنی گلبول های سفید و قرمز به دست می آید. سدیم دودسیل سولفات (SDS) موجود در بافر لیز کننده، باعث حل شدن لیپیدها شده و پروتئیناز K آن باعث شکستن پروتئین ها و هیستون ها می گردد. مجموعه عوامل فوق باعث پاره شدن غشا سلول و هسته گردیده و رشته های نهایی DNA آزاد می شوند.
محلول فوق را با سمپلر به میکروتیوپ جدیدی که همراه با تیوپ مخصوص (Collction Tubes) موجود در کیت می باشد منتقل کرده و در ۱۳۰۰۰ دور در دقیقه (rpm) به مدت ۱ دقیقه سانتریفیوژ می گردد و سپس Collction Tube که حاوی رسوب موادی غیر از DNA می باشد دور انداخته می شود و میکروتیوپ حاوی محلول به Collction Tube جدیدی انتقال داده می شود.
در این مرحله ۴۰۰ میکرولیتر بافر شستشو شماره ۱ را اضافه نموده و باrpm 13000 به مدت ۱دقیقه سانتریفیوژ کرده و مجدداً رسوبات غیر از DNA دور ریخته می شود، این کار با بافر شستشوی شماره ۲ ، دو مرتبه تکرار می گردد و در آخر پس از انتقال محلول حاوی DNA به Collction Tube جدید، ۳۰ میکرولیتر بافر Elution را اضافه و در دمای ۶۵ درجه سانتی گراد به مدت ۳ تا ۵ دقیقه در بن ماری انکوبه می گردد و سپس مجدداً محلول درrpm 13000 به مدت ۱ دقیقه سانتریفیوژ می شود تا در نهایتDNA به صورت نوار یا توده سفید رنگی بدست آید. سپس نمونه های DNA برای نگهداری در مدت زمان طولانی تر به فریزر با دمای ۲۰- درجه سانتی گراد منتقل می شود.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۳-۳-۳- بررسی کمیت و کیفیت DNA استخراج شده
برای انجام یک PCR موفق، باید DNA استخراج شده خالص و به مقدار و غلظت معین باشد. در بررسی کیفیت DNA نیازمند ۳ طول موج مختلف ۲۳۰ ، ۲۶۰ و ۲۸۰ نانومتر می باشیم. برای بررسی حضور پپتید و عوامل دیگر از نسبت طول موج های ۲۶۰ و ۲۳۰ ، و برای تعیین خلوص DNA از طول موج های ۲۶۰ و ۲۸۰ استفاده می گردد. DNA ، در طول موج ۲۶۰ نانومتر جذب بهتری دارد ]۴۲[. در این پژوهش برای بررسی کیفیت و کمیت DNA استخراج شده، از روش Nanodrop استفاده گردیده است.
۳-۳-۳-۱- تعیین غلظت DNA با روش Nanodrop
تعیین غلظت نمونه های DNA توسط UV اسپکتروفتومتر دو بیمی در طول موج های ۲۶۰ و ۲۸۰ نانومتر انجام می پذیرد. بدین صورت که با تقسیم طول موج ۲۶۰ بر طول موج ۲۸۰ ، طبق فرمول زیر محاسبه می گردد:
۱OD = 50 µg/ml dsDNA
OD 260/280 ≥ ۱٫۸
عدد به دست آمده باید بالاتر از ۸/۱ باشد. چنانچه این عدد پایین تر از این مقدار باشد نشان دهنده وجود ناخالصی های پروتئینی در نمونه می باشد ]۲۹ و ۴۲[.
بدین منظور ابتدا یک میکرولیتر نمونه DNA را در جایگاه قرارگیری DNA گذاشته و غلظت آن توسط دستگاه محاسبه و خوانده شد، این عدد همان طور که ذکر شد باید در بهترین حالت ۸/۱ باشد تا صحت کار تأیید گردد. برای مثال OD یک نمونه از خون های استخراج شده حدود ۸۶/۱ می باشد و غلظت DNA محاسبه شده آن µg/ml93 به دست آمد که نشان دهنده عدم وجود ناخالصی می باشد.
۳-۳-۴- واکنش زنجیره ای پلیمراز ( PCR )
واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)، یک روش تکثیر DNA در خارج از محیط زنده، نخستین بار در اواسط دهه ۱۹۸۰ گزارش گردید. PCR به دلیل ساده بودن، نوعی تکنیک رایج با گستره وسیعی از کاربردهای متفاوت محسوب می گردد که اساساً دارای ۳ مزیت عمده: سرعت بالا، حساسیت زیاد و قدرت می باشد ]۱[.
حساسیت این روش، تکثیر مقادیر جزیی از DNA هدف را میسر می سازد. قدرتمند بودن روش PCR نیز بدین معنی است که اغلب، تکثیر DNA موجود در سلول های به شدت تخریب شده در محیطی که جداسازی DNA از طریق روش های استاندارد را دشوار می سازد با بهره گرفتن از PCR امکان پذیر می باشد ]۱[.
اساس روش PCR، شامل سنتز انواعی از توالی های الیگو نوکلئوتیدی است که به عنوان پرایمر جهت سنتز DNA جدید در توالی های هدف معین موجود در DNA آغازین عمل می کنند. یعنی تکثیر انتخابی توالی های هدف است. PCR، شامل مجموعه ای از چرخه های متشکل از سه واکنش متوالی بوده که در دماهای متفاوت انجام می پذیرد ]۲۱[. مراحل پایه ای و تکراری PCR به ترتیب شامل موارد زیر می باشند :
۱- واسرشت شدن ( Denaturation ) : مخلوط تا دمای ۹۴ درجه سانتی گراد گرم می شود. در این دما پیوندهای هیدروژنی بین جفت نوکلئوتیدها که مولکول دو رشته ای DNA را بهم متصل نگه داشته، شکسته شده و در نتیجه مولکول واسرشته می گردد.
۲- اتصال پرایمرها ( Annealing ) : در این مرحله دمای مخلوط تا دمای ۵۶ -۵۰ درجه سانتی گراد پایین می آید. در این مرحله امکان اتصال ۲ رشته مولکول DNA بهم وجود دارد، اما به دلیل وجود تعداد زیادی از الیگونوکلئوتیدهایی با توالی کوتاه، به نام “پرایمر” امکان اتصال دو رشته DNAاغلب امکان پذیر نیست و پرایمرها از طریق رابطه مکملی به مکان های خاصی از DNA متصل می شوند.
۳- تکثیر DNA جدید (or Extension Synthesis ): در مرحله سوم دما مجددا افزایش می یابد، البته تا ۷۴ درجه سانتی گراد. این دما برای فعالیت تگ DNA پلیمرازهای (Taq DNA Polymerase) موجود در مخلوط مناسب می باشد، تا بتوانند به انتهای پرایمرها متصل و سنتز DNA جدید را از طریق ایجاد رابطه مکملی باDNA الگو آغاز نمایند.
در پایان این مرحله, ۴ رشته DNA به دست می آید و مجددا دما به ۹۴ درجه سانتی گراد افزایش می یابد و این مراحل همان طور که در شکل ۳-۱ نشان داده شده است به صورت تکراری ادامه دارد تا رشته های بیشتری سنتز و تولید شوند ]۲۱[.

شکل۳-۱- مراحل PCR
۳-۳-۴-۱- طراحی پرایمر
پرایمرها کلید موفقیت یا عدم موفقیت در فرایند PCR هستند. اگر به درستی طراحی شوند، می توانند به موقعیت اختصاصی تعریف شده، متصل شوند و تولید DNA هدف را با صحت و دقت، امکان پذیر سازند. “پرایمر” یک رشته و توالی کوچکی از اسیدهای نوکلئیک است که به عنوان آغازگری برای سنتزDNA طراحی می گردد. از آنجایی که DNA دو رشته ای است دو پرایمر نیاز است که در دو انتهای ژن هدف قرار گرفته شود و از ناحیه ‘ ۳ آن تکثیر DNAآغاز می گردد (شکل ۳-۲). یک پرایمر باید با رشته الگوی خود در محل اتصال، مکمل باشد تا طبق رابطه مکملی بازهای آلی، هیبریداسیون اتفاق بیافتد، به طوری که انتهای ‘۳ پرایمرها، به طرف یکدیگر قرارگیرند.
شکل ۳-۲- یک جفت پرایمر طراحی شده در ۲ انتهای ژن
اولین و مهم ترین نکته ای که در طراحی هر پرایمر باید بدان توجه داشت، اندازه ی قطعه پرایمر است. اگر قطعه طراحی شده خیلی کوچک باشد، اختصاصیت اتصال آن به DNA هدف کاهش می یابد و ممکن است به هرقسمتی که تقریباً مکمل باشد متصل شود و اگر بیش از حد بزرگ باشد سرعت PCR را کاهش می دهد. از آنجایی که کارایی فرایند PCR با توجه به تعداد تکثیرهایی که در زمان تعیین شده تولید می کند، محاسبه می گردد، پس قطعه طویل پرایمر این سرعت را کاهش و کارایی PCR را پایین می آورد. بنابراین بهترین اندازه برای پرایمر، ۲۰ تا ۳۰ نوکلئوتید می باشد ]۲۱ و ۲۲[.
در این مطالعه ابتدا توالی مربوط به ژن ADRβ۲ از پایگاه اطلاعاتی NCBI^[1] دریافت شد. پرایمرهای ژن مربوطه که تنها حاوی ۱ اگزون می باشد با بهره گرفتن از نرم افزار PrePrimer و Primer3 طراحی شد که حاوی ۱۹ نوکلئوتید است. این نرم افزارها پرایمر را از نظر تشکیل پرایمر- دایمر یا خود مکملی بررسی کرده و مناسب ترین توالی را در اختیار کاربر قرار می دهد. سپس پرایمرها توسط شرکت “دانا ژن پژوه” ساخته شد. پرایمرهای استفاده شده در جدول زیر آورده شده است.
جدول ۳-۲- توالی پرایمرهای مورد استفاده برای PCR

نام اگزون

اندازه قطعه

۳
۲٫۹۳
۲٫۴۲۷
۱٫۵۵۱

°c196-
۱۲۰-
۷۵-
۲۰
۳۰
۴۰
۵۰
۶۰

استحکام کششی ( MPa )

۵۶٫۶
۵۵٫۵

نرم نشده با ۱۰درصد دی­اکتیل­فتالات

ازدیاد طول ( % )

۸۵
۱۰۴

نرم نشده با ۱۰درصد دی­اکتیل­فتالات

۲-۱-۶-مزایا و معایب عمده پلی­وینیل­کلراید

مزایا

پلی­وینیل­کلراید بادوام بوده، به سهولت نگهداری می­ شود و در گستره وسیعی از رنگ­ها تولید می­ شود. بیشترین مقدار پلی­وینیل­کلراید برای ساخت لوله­ها، روکش، پروفیل درب و پنجره، عایق کاری سیم و کابل و ورقه­ها یا فیلم های صلب به وسیله اکستروژن فرایند می­شوند. ورقه سازی در فرایند کردن ورقه­ها یا فیلم های انعطاف پذیر برای اثاثیه منزل، کاغذ دیواری و کف پوش­ها استفاده می­ شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

مزیت مهم پلی­وینیل­کلراید سازگاری آن با انواع مختلفی از افزودنی­هاست که باعث تنوع بسیار و خواص معینی در این پلیمر می­ شود. هوازدگی بیرونی این پلیمر حاوی مواد فرمول بندی شده مناسب، بی­نهایت خوب است. پلی­وینیل­کلراید را می­توان برای کاربردهای در تماس با غذا و پزشکی استفاده کرد. این پلیمر دارای شفافیت خوبی است و ترکیب خوبی از سفتی به ویژه در ضخامت دیواره کم، مقاومت به ضربه، اشتعال ناپذیری را در کاربردهای سخت دارد.
این پلیمر پایداری ابعادی خوبی در دمای محیط دارد. پلی­وینیل­کلراید می ­تواند گرمایی بین ۱۸۰-۹۰ درجه سانتی ­گراد را در خود نگهدارد. پلی­وینیل­کلراید مقاوم به آب، اسیدها، بازها، برخی از حلال­ها، چربی­ها، روغن­ها و گریس­ها است و مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در برابر همه حلال­های کلردار با جرم مولکولی کم دارد. بنابراین به طور گسترده در ساختمان سازی و به عنوان روکش مواد شیمیایی استفاده می­ شود.
به دلیل مقاومت پلیمر در برابر آب از آن برای تهیه لباس­های بارانی، چتر و البته لوله­های آب استفاده می­ شود. همچنین به دلیل وجود اتم کلر در ساختمان این پلیمر، در برابر آتش مقاومت نشان می­دهد. در اثر سوزاندن پلی­وینیل­کلراید، کلر آزاد شده، مانع از احتراق می­ شود. این پلیمر در حالت انعطاف پذیر، خواص عایق الکتریکی خوبی دارد.

معایب و محدودیت­ها

چگالی ویژه پلی­وینیل­کلراید زیاد است و دماهای واپیچش گرمایی و نرم شدگی نسبتا کمی دارد. دمای کاربری پیوسته این پلیمر نیز نسبتا کم است.
فرایند ذوب این پلیمر، به دلیل پایداری گرمایی و جریان برش زیاد، مشکل است. به عنوان مثال قالبگیری تزریقی U-PVC آسان نیست. مقاومت به ترک برداری تنشی ناشی از حلال U-PVC محدود است و در دماهای پایین شکننده می­ شود.
ضایعات پلاستیک حاوی این پلیمر، به دلیل پایداری گرمایی موجب بروز مشکلاتی در فرایند پذیری شده، به طوری که این پلیمر مورد توجه بازیافت کننده­ها قرار ندارد.

۲-۱-۷-کاربردهای پلی­وینیل­کلراید

PVC در محدوده بسیار گسترده­ای از کاربردها با طول عمر کوتاه تا بلند استفاده می­ شود. حدود ۶۰درصد کاربردهای این پلیمر طول عمری بیش از ۴۰ سال دارند. کاربردهای این پلیمر در جدول ۲-۲ دسته بندی شده است.
جدول ۲-۲ مثال­هایی از کاربردهای پلی­وینیل­کلراید ( سخت و انعطاف پذیر )

کاربرد

مثال

مواد و مصالح ساختمانی

قاب پنجره، درب و پنجره کرکره­ای، لوله­های آب آشامیدنی و فاضلاب، روکش فلزی، غشای بام، کابل مجرای آب، کفی، کاغذ دیواری، جداره مخزن، حصار، ورقه موج دار و عایق