پایان نامه درباره تغییرات ساختاری و جوامع انسانی

  • 1-2-14 روش لایه نشانی با لیزر پالسی
    در این روش پرتو لیزر با قدرت بالا به صورت متناوب با ماده هدف در حال چرخش برخورد می‌کند. مواد هدف که توسط لیزر کنده شده‌اند، منجر به کنده شدن لحظه‌ای (فرسایش) لایه‌های اتمی می‌شوند که در نزدیکی سطح قرار می‌گیرند. انرژی که ضمن این فرآیند ایجاد می‌شود، منجر به تبخیر مواد و حرکت سریع آن‌ها به سمت زیرلایه و در نهایت رسوب‌دهی آن‌ها می‌شود. در واقع فناوری لایه نشانی با لیزر پالسی نوعی تکنیک رسوب فیزیکی بخار بشمار می‌رود که باعث تولید اولین ابررسانای سرامیکی گردید. در شکل 1-2 شماتیک یک سیستم لایه نشانی با لیزر پالسی نشان داده شده است [1].
    شکل 1-2. شماتیکی از یک سیستم لایه نشانی با لیزر پالسی [1].
    1-2-15 روش قالب گیری حلال
    قالب گیری حلال یک روش ساده برای تولید داربست مهندسی بافت است. در این روش پلیمر در یک حلال مناسب حل شده و در قالب ریخته می‌شود. سپس حلال حذف گردیده و حالت پلیمر را در شکل مورد نظر حفظ می‌کند. در این شیوه می‌توان با شستن ذراتی مانند کریستال‌های نمک کاشته شده درون پلیمر که پروژن خوانده می‌شوند، داربست را به صورت متخلخل درآورد. عیب اصلی قالب گیری حلال باقی ماندن احتمالی حلال سمی درون پلیمر است [25].
    1-2-16 روش کاشت یونی
    اصولاً فناوری کاشت یونی یک روش مهندسی سطح به شمار می‌رود. در این فرآیند، یون‌های معینی در ساختار یک جامد اصطلاحاً کاشته می‌شوند و خواص آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند. تکنیک کاشت یونی عمدتاً در صنعت نیمه‌هادی‌ها کاربرد دارد. یون‌های کاشته شده در ماده هدف علاوه بر ایجاد تغییر شیمیایی، تغییرات ساختاری نیز به وجود می‌آورند که بر اثر آن شبکه بلوری ماده هدف می‌تواند آسیب دیده و یا حتی تخریب گردد. شکل 1-3 عملکرد پدیدۀ اصلاح سطح یک بلور، به کمک کاشت یونی را نشان می‌دهد [1].
    شکل 1-3. شماتیکی از پدیدۀ اصلاح سطح یک بلور، به کمک کاشت یونی [1].
    1-2-17 روش کوپلیمریزاسیون پیوندی
    در بین روش‌های تغییر سطح که تا کنون توسعه یافته‌اند، پیوند زدن مونومر‌ها یک روش ساده، مفید، تطبیق پذیر و با دامنۀ کاربرد وسیع برای بهبود بخشیدن خواص سطحی پلیمرها است. برای ایجاد کوپلیمریزاسیون پیوندی، باید اول رادیکال‌ها یا گروه‌هایی که قابلیت تولید رادیکال‌هایی شبیه گروه‌های پراکسید را دارند، با سطح واکنش داده شوند. برای بیشتر پلیمر‌های شیمیایی خنثی، این نیاز می‌تواند توسط پرتودهی (پرتو گاما، پرتو الکترونی، فرابنفش، لیزر و غیره)، روش پلاسما، اکسیداسیون با آب اکسیژنه یا هیدروژن پراکسید و ازن، یا اکسیداسیون توسط یون سریم انجام شود [13].
    میرزاده و همکارانش [11] رفتار سلول‌های فیبروپلاست بر روی سیلیکون الاستومر پیوند شده با پلی‌اکریلیک اسید، توسط لیزر پالسی دی‌اکسید‌کربن را، برای کاربرد‌های مهندسی بافت بررسی کرده و نشان دادند که این روش برای تغییر سطح هر ماده، حتی پلیمرهای خنثی از نظر شیمیایی مانند سیلیکون‌ها کاربردی است. در یک بررسی دیگر توسط میائو و همکارانش [8] اصلاح سطحی پارچۀ پنبه‌ای با پرتو گاما برای رسیدن به خواص آبگریزی، آبدوستی توسط پیوند دادن آن با پرفلوئوروآلکیل‌فسفات‌اکریلات صورت گرفته است.
    در بررسی انجام گرفته توسط کستینگ و همکارانش [26] اصلاح سطحی فیلم‌های پلی‌پروپیلنی، توسط پرتودهی لیزر اکسایمر در حضور اسید اکریلیک گزارش شده، که نشان دادند واکنش‌های ایجاد پیوند توسط لیزر اکسایمر در مونومر‌های واکنش پذیر زنجیرۀ اصلی پلیمر، دارای کارایی بیشتر نسبت به پرتودهی مستقیم پلی‌پروپیلن است. همچنین ایگور لوزینوف و همکارانش [27] تکنیک‌های ایجاد اصلاح سطحی قابل استفاده، مانند روش کوپلیمریزاسیون پیوندی و استفاده از نانو‌ذرات را برای تولید الیاف ابرآبگریز مورد بررسی قرار داده‌اند.
    1-2-18 روش نانوایمپرینت یا نانوچاپ
    ایجاد زبری و الگوهای خاص توسط روش نانوایمپرینت روشی نوین در ساخت مواد نانومتری است که اولین بار در سال 1995 توسط استفان چو از دانشگاه پرینستون معرفی گردید. در این روش ایجاد زبری و الگوهای خاص با تغییر شکل مکانیکی لایۀ محافظ ایمپرینت و فرآیندهای بعدی ایجاد می‌گردد. لایۀ محافظ ایمپرینت یک مونومر یا پلیمر است که در طی فرآیند ایمپرینت با حرارت یا نور فرابنفش پخت می‌شود. پس از اینکه قالب و زیرلایه به هم فشار داده می‌شوند، پخت لایۀ محافظ با پرتو فرابنفش انجام می‌شود تا سخت گردد. پس از جداسازی قالب، الگوی حک شده با یک روش انتقال الگو به زیرلایه منتقل می‌گردد [1].
    1-2-19 روش قلم آغشته
    قلم آغشته روشی جدید در ایجاد نانوزبری است که اولین بار در سال 1999 در دانشگاه نورث وسترن معرفی گردید. در این روش یک پروب میکروسکوپ نیروی اتمی که با مولکول‌های یک جوهر مثل آلکانتیول پوشش داده شده است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. وقتی نوک پروب در نزدیکی سطح قرار می‌گیرد یک قطره آب در فاصله نوک پروب و سطح چگالیده می‌شود. این فضای آبی مانند پلی برای مولکول‌های جوهر عمل می‌کند که از این طریق به سطح انتقال می‌یابند و با سطح وارد واکنش می‌شوند. شکل 1-4 شماتیک فرآیند ایجاد زبری توسط روش قلم آغشته را نشان می‌دهد [1].
    شکل 1-4. فرآیند ایجاد زبری توسط روش قلم آغشته [1].
    1-2-20 ایجاد زبری توسط میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی
    در میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی، ایجاد زبری نانومتری به کمک تجزیه حرارتی با الکترون انجام می‌شود. در حالت رسوب‌دهی ماده با استفاده از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی، نوک پروب این میکروسکوپ به عنوان یک منبع نشر عمل می‌کند. وقتی یک ولتاژ اعمال شود اتم‌ها یا نانو‌ذرات از سطح پروب به سطح ماده هدف انتقال می‌یابند. بعلاوه میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی برای کار با تک اتم‌ها، به منظور ایجاد نانو‌ساختارها هم بکار می‌رود. توسعه این فناوری توانایی این میکروسکوپ را در ایجاد نانوزبری به بالاترین حد ممکن، یعنی قدرت تفکیک در حد چند اتم رسانده است [1].
    1-2-21 ایجاد زبری به روش میکروسکوپ نیروی اتمی
    در ایجاد زبری به روش میکروسکوپ نیروی اتمی محدودیت‌های کمتری نسبت به میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی وجود دارد، چرا که در شرایط محیطی معمولی قابلیت کارکرد دارد و هر نوع ماده‌ای را نیز می‌توان با میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار داد. بعلاوه در صورت استفاده از یک پروب رسانا، میکروسکوپ نیروی اتمی، عمده عملکردهای میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی را خواهد داشت. لایه‌برداری از سطح (ایجاد فرسایش و زبری) توسط میکروسکوپ نیروی اتمی، در مقیاس نانومتری به کمک ماشینکاری یا تراش‌دهی با پروب به انجام می‌رسد. همچنین مکانیزم رسوب‌دهی مواد توسط میکروسکوپ نیروی اتمی، مشابه میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی می‌باشد [1].
    1-2-22 ایجاد فرسایش توسط لیزر
    این روش در اینجا به صورت اجمالی مورد بحث قرار گرفته است، توضیحات و بررسی‌های کامل در مورد این فرآیند در بخش‌های بعدی آورده شده است. اصلاح سطحی پلیمرها مبحثی با اهمیت فراوان است که منجر به کاربرد وسیع مواد، به ویژه پلیمرهای مصنوعی در جوامع انسانی شده است. تا کنون روش‌ها و فرآیندهای مختلفی برای اصلاح سطحی مواد گزارش شده و از میان آن‌ها، به منظور بهبود خواص سطحی پلیمر‌ها، روش پرتودهی بیشتر مورد توجه بوده است. از روش‌های پرتودهی قابل استفاده برای اصلاح سطحی و بهبود خواص مورد نظر بر روی پلیمر‌ها، پرتودهی با استفاده از پرتو لیزر است [3،29].
    تغییرات حاصل از پرتودهی لیزر، محدود به سطح مواد بوده و خسارات احتمالی به تودۀ مواد، نسبت به پرتوهای دیگر مثل گاما و الکترونی به حداقل رسیده و خواص مکانیکی مواد حفظ شده است. با توجه به تحقیقات انجام شده در زمینۀ بهینه‌سازی فیلم‌ها و الیاف پلیمری با لیزر، مشخص شده است که فرسایش حاصل از پرتودهی لیزر بر روی سطوح، همراه با ایجاد تغییرات شیمیایی، مانند به وجود آمدن گروه‌های عاملی جدید و همچنین تغییرات فیزیکی، مانند پدیدار شدن مرفولوژی منحصر به فرد با ساختاری منظم در نواحی تابش دیده بوده، که منجر به بهبود خواص پلیمری شده است [3،29].
    پرتو لیزر باعث برداشتن و یا فرسایش مواد از سطوح پلیمری می‌شود، به طوری که این پدیده به فرسایش نور تجزیه‌ای معروف است [28]. فرآیند ایجاد فرسایش توسط لیزر عبارت است از برداشتن ماده از سطح به کمک تابش یک باریکه لیزر به سطح. عموماً در این فناوری از لیزر پالسی بهره گرفته می‌شود، ولی در صورتی که شدت باریکه لیزر به حد کافی بالا باشد، امکان استفاده از موج پیوستۀ لیزر نیز وجود دارد. مزایای سایش و اصلاح سطح با استفاده از لیزر عبارتند از:
    از هیچ حلالی استفاده نمی‌شود و ماده با هیچ‌گونه ترکیب شیمیایی در تماس قرار نمی‌گیرد که این از نظر زیست محیطی بسیار مناسب است.
    این نوشته در مقالات و پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.