آلاینده خوار مولد برق (بیوتکنولوژی)
سال ها است كه دانشمندان مشغول مطالعه باكتری هایی هستند كه می توانند ضایعات سمی را ببلعند و بدین ترتیب محیط را از آنها پاك كنند. باكتری های دیگری هم برای تولید برق مورد استفاده قرار گرفتند. اكنون دانشمندان باكتری ای یافته اند كه به طور مداوم مواد شیمیایی سمی را می بلعد و برق نیز تولید می كند. «چارلز میلیكن» از دانشگاه پزشكی كارولینای جنوبی كه با كمك همكارش این تحقیق را انجام داد، می گوید: «این باكتری می تواند به طور مستمر میزانی از برق را تولید كند كه برای راه اندازی وسایل الكترونیكی كوچك كافی است. تا زمانی كه به این باكتری سوخت (مواد آلاینده) برسد، می تواند به صورت ۲۴ساعته برق تولید كند.» باكتری كه در این تحقیقات مورد مطالعه قرار گرفت از نوع باكتری سولفیت زدا (Desulfitobacteria) است. دانشمندان از قبل می دانستند كه این باكتری توانایی تجزیه و سم زدایی برخی از مشكل سازترین آلاینده های زیست محیطی و برخی حلال های شیمیایی را دارد. «میلیكن» می گوید: «این باكتری ها قابلیت های متابولیكی بسیار متنوعی دارند؛ از جمله نوع غذایی كه می توانند مصرف كنند. بدین معنی كه این باكتری ها می توانند مقدار زیادی از منابع غذایی مختلف را به برق تبدیل كنند. این باكتری ها را می توان در فناوری بازیافت پساب ها به كار برد كه در نتیجه مواد زائد از بین می روند و انرژی برق نیز تولید می شود.» این باكتری وظایف مفید خود را زمانی كه در حالت هاگ قرار دارد انجام می دهد. این حالت مرحله ای از رشد باكتری است كه طی آن می تواند حرارت، اشعه و بی آبی شدید را تحمل كند. اینها ویژگی های مفیدی هستند كه می توان از آنها برای استفاده در بدترین محیط های ساخته دست انسان استفاده كرد.
ساخت گریس با پایه لیتیم برای هواپیما
سال گذشته، مقاله آلن ویلیامز، از شرکت هواپیمایی ایرباس در خصوص استفاده از گریسهای پایه لیتیم برای کاربرد در بلبرینگ چرخهای هواپیما، در کنفرانس سالیانه انجمن روانکاران گریس در اروپا (ELGI) ارایه و به عنوان بهترین مقاله سال۲۰۰۶ برگزیده شد. ویلیامز با بیش از۳۰ سال تجربه در خصوص ساخت گریس در صنایع هوایی و دریایی موفق شده تا این نوع گریس را به علت کاربرد بهتر جایگزین گریسهای قبلی کند.
کاربرد روانکارهای مناسب در صنایع هوا فضا یکی از حساسترین مباحثی است که سازندگان گریس در جهان با آن مواجه هستند. ناکارآمدی روانکارها در این صنایع می تواند باعث یک مأموریت منجر به شکست و بروز خسارات جانی و مالی بسیار شود. در خصوص صنایع فضایی بیشترین خسارات، مالی است ولی این موضوع در بخش هواپیمایی علاوه برخسارات مالی می تواند ضایعات انسانی جبران ناپذیری را به وجود آورد.
چرخهای هواپیما، از قسمت هایی است که در زمان نشست و یا برخاست هواپیما نقشی کلیدی در ایمنی پرواز دارد. کارکرد ناقص این قسمت به ویژه در زمان نشستن یک هواپیما برروی زمین می تواند منجر به انحراف در مسیر باند، آتش سوزی سیستم محورهای چرخ ها و حتی از بین رفتن خود هواپیما شود.
برای توضیح بهتر، بیایید یک پرواز فرضی هواپیما را از مبدأ تا مقصد با شرایط بد اقلیمی مورد بررسی قرار دهیم. شرایط پرواز به این ترتیب است: دمای محیط۵۰ تا۶۰ درجه سانتیگراد ، فشار هوا ۱۴.۵ PSI (۱ BAR) . این هواپیما پس از کنترل تمام سیستمهای خود و تاکسی کردن به باند پرواز پس از برخاستن از زمین تا ارتفاع۱۱ کیلومتری اوج می گیرد. در این ارتفاع دمای محیط۷۰ درجه سانتیگراد زیرصفر و فشار هوا (۰.۲ BAR) ۳.۳ PSI است. با توجه به برودت و کاهش فشار هوا، افت کیفیت روانکارهای کاربردی در هواپیما بسیار محتمل است. پس از رسیدن به مقصد که می تواند در یکی از مناطق سردسیر باشد شرایط دمای هوا در زمان فرود بین۳۰- تا۴۰- درجه سانتیگراد و فشار هوا ۱ BAR ، سطح باند کاملاً مرطوب و لغزنده است که برای یخ نزدن آن از مواد ضد یخ استفاده شده است. وضعیت سیستمهای چرخها در زمان شروع پرواز به این شرح بوده است: دمای ترمزها در زمان تاکسی به سمت باند پرواز کمتر از۲۰۰ درجه سانتیگراد بوده و مقداری آب و رطوبت وارد سیستم ترمز شده است. در زمان پرواز پودر کربن متصاعد در لنت های ترمز وارد توپی چرخ می شود. در زمان نشستن دمای ترمز۶۰۰ تا۷۰۰ درجه سانتیگراد است. در اینجا مقدار زیادی آب همراه با مواد ضدیخ نیز ممکن است به درون این قسمت وارد شود. تمام این مواد به راحتی می تواند وارد گریسهای بلبرینگ چرخها شود و کیفیت آنرا کاهش دهد.
در صورت استفاده نکردن از گریس های مناسب و یا تعویض نکردن به موقع آنها، به علت وجود آلاینده های یاد شده همراه با تغییرات شدید دما، روانکاری بلبرینگ چرخها بخوبی انجام نمی شود که این امر می تواند به زنگ زدگی، شکستگی، سایش بیش از حد و مانند اینها منجر شود. این عوامل همچنین ممکن است خرابی سیستمهای ارابه فرود هواپیما را در پی داشته و خسارات جبران ناپذیری به وجود آورد.
در گذشته از گریسهایی با پایه پرکننده خاکهای کلی (Clay Based) برای بلبرینگ چرخهای هواپیما استفاده می شد. »آلن ویلیامز« تحقیقات خود را در خصوص ساخت گریسهای پایه لیتیم برای کاربرد در سیستم های ارابه فرود هواپیماهای مسافربری و نظامی انجام داده که این نوع گریس به علت کارایی ممتازتر، جایگزین انواع قبلی شده است. درگذشته عمر چرخهای هواپیما بین۲۰۰ تا۳۰۰ پرواز هواپیما بود. اما انتظار می رود با بهره گیری از گریس جدید، این تعداد پرواز به۷۵۰ مرتبه افزایش یابد. بطور متوسط چرخهای هواپیما بین۹ تا۱ ماه (بسته به نوع هواپیما) تعویض می شوند.
گریس جدید تحت استاندارد عمومی SAE AMS ۳۰۵۲ به ثبت رسیده و شرکتهای ایرباس با شماره AIMS۰۹-۰۶-۰۰۲ ۱۲ و بوئینگ با شماره BMS۳- ۳۳B آنرا مورد استفاده قرار می دهند. نقطه افت این گریس۲۵۰ درجه سانتیگراد بوده و دیگر مزایای مهم آن حفاظت بیشتر در مقابل خطرات آتش سوزی، مقاومت بیشتر در مقابل آب و حفاظت بهتر قطعات در مقابل اکسیداسیون است. تاکنون بیش از۲ هزار فروند هواپیمای تجاری و نظامی این گریس را جایگزین گریسهای قبلی کرده اند و استفاده از آن در سایر قسمتهای هواپیما نیز رواج یافته است.
كشف تركيب هاى آلى در اعماق فضا
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
تلسكوپ فضايى اسپيتزر ناسا توانست اجزاى سازنده حيات را در زمانى كه جهان بسيار جوان تر از زمان حال بود، كشف كند. دانشمندان توانستند با استفاده از اسپيتزر مولكول هاى آلى را در كهكشان هايى كه سنشان يك چهارم سن فعلى جهان بود، كشف كنند. سن فعلى جهان حدود ۱۴ ميليارد سال است. اين مولكول هاى بزرگ كه هيدروكربن هاى پلى سيكليك آروماتيك نام دارند، از كربن و هيدروژن تشكيل شده است. گمان مى رود كه اين مولكول ها از اجزاى سازنده حيات باشند.
چنين مولكول هاى پيچيده اى در زمين فراوان است. چنين مولكول هايى وقتى تشكيل مى شوند كه مواد حاوى كربن به طور كامل نسوزند. چنين مولكول هايى را مى توان در دوده هاى اگزوز خودروها و هواپيماها و همبرگر كباب شده و نان تست يافت.
چنين مولكول هايى در كهكشان هايى شبيه كهكشان راه شيرى ما فراوانند و نقش مهمى در تشكيل ستارگان و سياره ها دارند. اسپيتزر اولين تلسكوپى است كه توانسته چنين مولكول هايى را در چنين گذشته دورى تشخيص دهد. ماموريت هاى پيشين، همچون ماهواره اخترشناسى زيرقرمز و رصدخانه فضايى زيرقرمز چنين انواع مولكول ها را در مناطق نزديك به كهكشان راه شيرى ما كشف كرده بودند، اما حساسيت اسپيتزر صد برابر بيشتر از تلسكوپ هاى زيرقرمز قبلى است و مى تواند اين مولكول هاى آلى را در چنين فاصله طولانى به طور مستقيم آشكار سازد.
از آنجايى كه سن زمين به طور تقريبى چهار و نيم ميليارد سال است، چنين تركيب هاى آلى بسيار پيش از آنكه سياره ما و منظومه شمسى تشكيل شود، وجود داشته اند و احتمال دارد كه بذرهاى منظومه شمسى ما باشند.
اسپيتزر تركيب هاى آلى را در كهكشان هايى يافت كه تشكيل ستاره هاى غول پيكر در آنها در يك دوره زمانى كوتاه اتفاق افتاده است. چنين كهكشان هايى در نورهاى مرئى تقريباً نامرئى هستند، زيرا از ما بسيار دورند و مقدار زيادى از ذرات گرد و غبار جاذب نور دارند. اما همين كه در نور زيرقرمز مى درخشند و از خود نور مى پراكنند، در نتيجه اسپيتزر مى تواند از آنها تصويربردارى كند. طيف سنج زيرقرمز اسپيتزر نور زيرقرمز كهكشان ها را تجزيه مى كند و بدين ترتيب مى تواند وجود تركيب هاى آلى در آنها را تشخيص دهد. اين تركيب هاى آلى مى توانند معيارى به دانشمندان بدهند تا فاصله اين كهكشان ها را اندازه گيرى كنند. اين اولين بار است كه دانشمندان توانستند با استفاده از اثر طيفى هيدروكربن هاى پلى سيكليك آروماتيك فاصله اى در حدود ده ميليارد سال نورى را اندازه گيرى كنند.
براى اطلاعات بيشتر از تلسكوپ فضايى هابل به اين نشانى مراجعه كنيد:
.edu/media
منبع:
Sciencedaily.com
کشف راز قهوهای رنگ بودن خاک
ساختار ریزذرههای تجزیه گر و نوع تجزیه کربن است که به خاک رنگ قهوه ای میبخشد.
به گزارش مهر، دکتر استیون الیسون از دانشگاه کالیفرنیا در ایروین گفت: تفاوت عوامل محیطی تاثیر یکسانی در تفاوت رنگ آمیزی طبیعت دارد. یکی از تاثیر گذار ترین این عوامل نوع ترکیبات معدنی موجود در خاک و گیاه است که بر سوخت و ساز کربن تاثیر میگذارد.
وی افزود: اگرچه میزان کربن موجود در خاک سه برابر کربن موجود در گیاهان است ولی به علت نوع و غلظت مواد معدنی موجود در خاک، این کربن نمیتواند توسط موجودات ذره بینی تجزیه گر خورده شود.
بر اساس نتایج مطالعه دانشمندان علوم طبیعی موجودات میکروبی تجزیه گر خاک بسیار کوچک تر از حیوانات بزرگی هستند که با تغذیه از گیاهان در متابولیسم کربن نقش اساسی بازی میکنند.
هضم کربن این ریز ذرهها که فاقد سیستم گوارشی هستند در خارج از بدن آنها توسط سیستمی آنزیمی صورت میگیرد در حالیکه مراحل مختلف سوخت و ساز کربن در روده حیوانات صورت میگیرد. این نوع تجزیه کربن به خاک رنگ قهوه ای میبخشد.
چوبها هم پلاستیکی می شوند
در عصر حاضر پیشرفت فناوری به پیشرفت هایی که در زمینه مواد حاصل شده است ، بستگی دارد. مواد مرکب ، نشانه گامهای بزرگی است که در راه تکامل مواد مهندسی برداشته شده است.
با ترکیب فیزیکی ۲ یا چند ماده نه تنها مواد سبک تر و محکم تری به دست می آید که جایگزین مصالح سنتی از قبیل فلزات ، سرامیک ، چوبها و پلیمرهای معمولی می شوند بلکه می توان با توجه به کاربرد موردنظر، خواص مشخصی را در این مواد ایجاد کرد.
در ترکیب فیزیکی اجزای تشکیل دهنده ماهیت خود را کاملا حفظ می کنند اما در برخی از مواد مرکب پیشرفته برای بهبود خواص ، اصلاحات جزیی سطحی در مورد مواد تشکیل دهنده اعمال می شود.
با توجه به اهمیت و نقش مواد مرکب در توسعه فناوری های نوین محققان دانشگاه تربیت مدرس برای نخستین بار در کشور ، امکان ساخت تخته های چوب پلاستیک را با استفاده از ۲ روش مورد بررسی قرار داده اند و موفق به ساخت چوب پلاستیک از ضایعات خرده چوب و پلی اتیلن سنگین شده اند.
ماده مرکب که از ترکیب ۲ یا چند ماده به دست می آید معمولا از یک یا چند فاز ناپیوسته و یک فاز ضعیف پیوسته که همان ماده زمینه است تشکیل شده است. فاز ناپیوسته معمولا سخت تر و قوی تر از فاز پیوسته است و به همین دلیل به آن فاز تقویت کننده نیز می گویند. فاز ناپیوسته می تواند نقش پرکنندگی را در ترکیب ایفا کند. پرکننده ها موادی بی اثر هستند که به پلیمرها اضافه می شوند تا هزینه ساخت مواد مرکب را کاهش و برخی از خواص فیزیکی مانند سفتی و سختی آنها را افزایش دهند. پلیمرهای تقویت شده با الیاف و پرکننده های معدنی ، مصنوعی و آلی از مهمترین مواد مرکب هستند که سالانه مقادیر بسیار زیادی از آنها در سراسر دنیا تولید می شود.مواد مرکب چوب پلاستیک که به اختصار wpc نامیده می شوند، مخلوطی از مواد لیگنوسلولزی و پلاستیک هستند که ظاهری شبیه چوب دارند اما به وسیله فرآیندهای تولید پلاستیک شکل می گیرند و با تجهیزات صنایع چوب قابل برش ، متر و سمباده زنی و... هستند.
اگر درصد مواد لیگنوسلولزی از ۵۰درصد کمتر باشد خواص محصول بیشتر به پلاستیک نزدیک است اما اگر درصد مواد لیگنوسلولزی از ۵۰درصد بیشتر باشد خواص محصول تولیدی به چوب نزدیک تر است.
کامپوزیت های با ترکیب های چوب پلاستیک در بسیاری از کشورهای پیشرفته بسرعت در حال تولید و گسترش هستند. در ساخت این مواد مرکب محدوده وسیعی از پلیمرها مانند پروپیلن ، پلی اتیلن ، پلی وینیل کلراید ، پلی استرو و... همراه پرکننده های سلولزی شامل آرد و الیاف چوب ، کتان ، کنف ، بامبو، کاه ، کلش و... مورد استفاده قرار می گیرند.به دنبال افزایش نسبی قیمت پلاستیک در سالهای گذشته ، افزودن پرکننده های طبیعی به منظور کاهش هزینه ها در صنعت پلاستیک و در برخی موارد افزایش تولید ، مورد توجه قرار گرفت.
کاهش قیمت ، افزایش قابلیت پرکنندگی و دسترسی به انواع گوناگونی از الیاف از مهمترین مزایای استفاده از این مواد در مقایسه با پرکننده های معدنی مانند رس ، تالک ، آهن و الیاف مصنوعی مانند شیشه و کربن است.
قابلیت تخریب بیولوژیکی در طبیعت ، تجدیدپذیری و عدم تولید مواد سمی پس از سوختن نیز از دیگر ویژگی های مواد مرکب چوب پلاستیک است.
بازیافت ضایعات
به گفته مهندس مجید چهارمحالی ، دانش آموخته علوم و صنایع چوب و کاغذ از دانشگاه تربیت مدرس و مجری این طرح در مواد مرکب چوب پلاستیک دامنه وسیعی از پرکننده ها و تقویت کننده های سلولزی شامل پودر و الیاف حاصل از مواد چربی و بقایای محصولات کشاورزی و همچنین ضایعات حاصل از انواع کاغذ قابل استفاده است.
ویژگی های مواد چوب پلاستیک با ساختار آنها ارتباط مستقیم دارد.در این مواد پلاستک به صورت لایه نازکی ذرات چوب را می پوشاند. این مواد مرکب ، ویژگی های هر دو ماده اصلی تشکیل دهنده آنها یعنی چوب و پلاستیک را با هم دارند. سختی و مقاومت این مواد بین سختی چوب و پلاستیک است اما چگالی آن به طور کلی بالاتر از هر دوی آنها خواهد بود.این مواد در برابر قارچ زدگی و حمله حشرات مقاوم و در شکل های پیچیده نیز قابل تولید هستند. گفتنی است این ماده شکل ظاهری بسیار زیبایی دارد و در ساختار، ابعاد و اشکال مختلف قابل عرضه است.
مواد مرکب چوب پلاستیک ضایعات بسیار کمی تولید می کنند و ضایعات تولید شده نیز قابل مصرف مجدد هستند و جالب این که می توان از ضایعات چوبی و پسماندهای کشاورزی و حتی ضایعات پلاستیکی درون زباله ها به عنوان مواد اولیه در تولید این ماده استفاده کرد. به گفته چهارمحالی ، یکی از عمده ترین مشکلاتی که بر اثر برداشت از طبیعت برای جوامع انسانی به وجود آمده مواد زاید است که به عنوان محصول مصرف و توسعه روی دست انسان مانده و رفع آنها تلاش و هزینه های گزافی را طلب می کند. بازیافت مواد موثرترین راه برای جلوگیری از انباشته شدن مواد زاید است که دامنه و ابعاد آن در زندگی امروز انسان ها افزایش یافته است.
گستردگی کاربرد مواد پلاستیکی در زندگی کنونی انسان ها و مصرف روزافزون آنها سبب شده است حجم زیادی از این مواد پس از استفاده به صورت ضایعات دور ریخته شوند. در ایران نیز ضایعات پلاستیکی حجم زیادی از زباله های شهری ، روستایی و صنعتی کشور را تشکیل می دهند. این ترکیبات قابل تجزیه بیولوژیکی نیستند و زمانی که در محیط پراکنده شوند مشکلات زیادی را برای محیط زیست ایجاد خواهند کرد بنابراین بازیافت این مواد از نظر زیست محیطی و اقتصادی بسیار حائزاهمیت است و بازیابی ضایعات پلاستیک از مدتها پیش به عنوان مساله ای مهم توجه کارشناسان را به خود معطوف داشته است.
مناسب ترین راه افزایش ، چرخه زندگی مواد است. با توجه به حجم قابل توجه ضایعات پلاستیک و ضایعات مواد لیگنوسلولزی (چوبی) بازیابی و مصرف مجدد این مواد ضروری خواهد بود.
ترکیبی از چوب و پلاستیک
با توجه به ویژگی های بسیار خوب مواد مرکب چوب پلاستیک ، این مواد در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته اند و استفاده از آنها بسرعت رو به افزایش و گسترش است.
تجارت مواد مرکب چوب پلاستیک از سال ۱۹۹۸ رشد ۲۵درصدی داشته است. تقاضا برای تولید این ماده مرکب در امریکای شمالی و اروپا از ۵۰ هزار تن در سال ۱۹۹۵ به ۷۰هزار تن در سال ۲۰۰۲ رسیده است.
پیش بینی می شود WPCها تا سال ۲۰۱۰ از رشد سالانه ۱۴درصدی برخوردار باشند. تجارت این ماده که ترکیبی از ۲ماده شناخته شده است ، بیشترین رشد را در بخشهای مختلف صنعت پلاستیک داشته است.
خوشبختانه یکی از مزایای مهم مواد مرکب چوب پلاستیک این است که می توان در تولید آنها از ضایعات پلاستیک و الیاف طبیعی بازیافتی استفاده کرد که می تواند تامین کننده منبع فراوان و ارزانی در ساخت موادی باشد که بدون استفاده از مواد اولیه خام تهیه می شوند. با استفاده از این ضایعات و افزایش تقاضا برای آنها این مواد به نوعی ارزش مادی دست می یابند که عاملی برای ایجاد انگیزه در جمع آوری این مواد خواهد بود. از این ماده در ساخت کفپوش و دیوارپوش بخشهای داخلی و خارجی ساختمان و پوشش های عایق صوتی می توان استفاده کرد. همچنین از چوب پلاستیک می توان در ساخت مبلمان شهری و خانگی ، کابینت و قسمتهای داخلی ساختمان نیز استفاده کرد. با توجه به بررسی های انجام شده تجهیزات پارک بازی کودکان و چارچوب در و پنجره ساختمان ها نیز می توانند از چوب پلاستیک تهیه شوند.
جایگزینی مناسب
به گفته چهارمحالی ، برای تولید مواد مرکب چوب پلاستیک با در نظر گرفتن خلوص و کاربرد متفاوتی که برای محصول تولیدی مطرح شده است ، از روشهای مختلفی استفاده می شود. با استفاده از روش پرس گرم می توان تخته هایی با ابعاد بزرگ تولید کرد و همچنین امکان استفاده از حجم بالای الیاف که از قابلیت تجزیه بیولوژیکی برخوردارند سازگاری آنها را با محیط افزایش می دهد. تخته های ساخته شده به این روش رقیب جدی تخته های ام دی اف هستند زیرا یکی از مهمترین معایب این محصولات انتشار گاز فرمالدهید است که با استفاده از تخته های چوب پلاستیک این مشکل از میان برداشته خواهد شد. علاوه بر این ، در ساخت تخته های چوب پلاستیک می توان از ضایعات لیگنوسلولزی مانند ذرات ریز حاصل از سمباده زنی که در ساخت تخته های ام دی اف قابل استفاده نیستند، استفاده کرد.با توجه به ویژگی های ماده مرکب چوب پلاستیک و در نظر گرفتن این که پرکننده های آلی و طبیعی می توانند تا حدود ۸۰درصد وزنی ماده مرکب را تشکیل دهند ، تقاضا برای الیاف چوب و دیگر الیاف طبیعی به عنوان تقویت کننده و پرکننده در سال ۲۰۰۰ نسبت به سال ۱۹۹۹ از رشد ۱۳۵ درصدی برخوردار بوده و در مقایسه با ۵سال گذشته بیشترین مقدار را داشته است بنابراین با ورود الیاف و پرکننده های طبیعی به صنعت پلاستیک ، مواد مرکب چوب پلاستیک که ترکیبی از الیاف چوب یا دیگر مواد لیگنوسلولزی به عنوان پرکننده یا تقویت کننده است تولید شده است.
در واقع این ماده مرکب از نوادگان ۲ ماده کاملا متفاوت یعنی چوب و پلاستیک محسوب می شود. چهارمحالی در پایان خاطرنشان کرد این مواد کاربردهای زیادی دارند و می توانند براحتی در بیشتر موارد جایگزین تولیدات چوبی و پلاستیکی شوند. ساختمان سازی ، دکوراسیون داخلی و خارجی ساختمان ها و خودروسازی از مهمترین زمینه های کاربرد این مواد هستند. این در حالی است که بزرگترین و سریع ترین رشد بازار برای ماده مرکب چوب پلاستیک به استفاده از این ماده در دکوراسیون خارجی و تولید مواد ساختمانی اختصاص دارد که حدود ۷۰درصد کل تولید این ماده را شامل می شود و جالب این که تاکنون هیچ یک از مواد ساختمانی به چنین بازار تقاضایی نرسیده است.