2-7 شاخص­های تنوع……………………………………….. 19

 

2-7-1 شاخص تنوع شانون- وینر…………………………. 20

 

2-7-2 شاخص تنوع سیپمسون…………………………….. 20

 

2-7-3 شاخص تنوع مارگالف…………………………….. 21

 

2-7-4 غنای آرایه­ها…………………………………. 21

 

2-8 شاخص­های زیستی………………………………………. 21

 

2-8-1 شاخص زیستی BMWP……………………………… 22

 

2-9 سابقه و اهمیت تحقیق در جهان………………………….. 24

 

2-10 سابقه و اهمیت تحقیق در ایران………………………… 26

 

2-11 معرفی رودخانه­ی زاینده رود…………………………… 27

 

2-12 معرفی دریاچه­ی سد زاینده رود…………………………. 27

 

فصل سوم: مواد و روش­ها

 

3-1 انتخاب ایستگاه­های نمونه برداری……………………….. 29

 

3-2 روش نمونه برداری……………………………………. 31

 

3-2-1 نمونه برداری از آب……………………………. 31

 

3-2-2 نمونه برداری از کفزیان رودخانه…………………. 31

 

3-3 اندازه گیری فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی آب……………… 31

 

3-4 شناسایی نمونه­های بی­مهرگان کفزی ………………………. 32

 

3-5 تحلیل داده­ها ………………………………………. 32

 

3-5-1 محاسبه­ی شاخص­های غنا و تنوع درشت بی­مهرگان کفزی……. 32

 

3-5-2 شاخص­های زیستی BMWP و ASPT……………………… 32

 

3-5-3 بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی داده­ها…………. 32

 

3-5-4 بررسی همبستگی بین داده­ها………………………. 33

 

فصل چهارم: نتایج و بحث

 

4-1 بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای کیفی آب رودخانه 34

 

4-1-1 دمای آب……………………………………… 34

 

4-1-2 اکسیژن محلول…………………………………. 36

 

4-1-3 BOD₅………………………………………… 36

 

4-1-4 COD…………………………………………. 38

 

4-1-5 نیترات………………………………………. 38

 

4-1-6 pH………………………………………….. 39

 

4-1-7 هدایت الکتریکی……………………………….. 40

 

4-1-8 فسفات……………………………………….. 41

 

4-2 بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی شاخص­های غنا و تنوع درشت بی­مهرگان کفزی 42

 

4-2-1 تعداد خانواده………………………………… 42

 

4-2-2 شاخص تنوع شانون………………………………. 44

 

4-2-3 شاخص تنوع مارگالف…………………………….. 45

 

4-2-4 شاخص تنوع سیمپسون…………………………….. 4۵

 

4-3 بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی شاخص­های زیستی…………. 46

 

4-3-1 شاخص BMWP…………………………………… 46

 

4-3-2 شاخص ASPT……………………………………. 47

 

4-4 همبستگی بین داده­ها………………………………….. 48

 

4-4-1 همبستگی بین پارامترهای کیفی آب رودخانه………….. 48

 

4-4-2 همبستگی بین پارامترهای کیفی آب و شاخص­های محاسبه شده. 48

 

4-4-3 همبستگی بین شاخص­های محاسبه شده…………………. 49

 

فصل پنجم: بحث و نتیجه­گیری

 

5-1 نتیجه گیری…………………………………………. 52

 

5-2 پیشنهادات………………………………………….. 54

 

 

 

 

 

نه

 

منابع………………………………………………… 55

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

 

عنوان                                                                                                                                                                                                            صفحه

 

شکل 3-1 موقیت ایستگاه­های نمونه برداری…………………….. 30

 

شکل 3-2 نمونه­ای از نمودار باکس- ویسکرپلات………………….. 33

 

شکل4-1 تغییرات دمای آب رودخانه در ایستگاه­های مورد مطالعه در فصول مختلف     35

 

شکل4-2 تغییرات میزان اکسیژن محلول آب رودخانه در ایستگاه­های مورد مطالعه در فصول مختلف ………………………………………………… 36

 

شکل 4-3 تغییرات میزان BOD₅ درماه­های مختلف …………………. 37

 

شکل 4-4 تغییرات میزان BOD₅ در ایستگاه­های نمونه برداری ………. 37

 

شکل 4-5 تغییرات COD در ایستگاه­های نمونه برداری در فصول مختلف سال 38

 

شکل 4-6 تغییرات نیترات در ایستگاه­های نمونه برداری در فصول مختلف سال   39

 

شکل 4-7 تغییراتpHدر ایستگاه­های نمونه برداری در فصول مختلف سال . 40

 

شکل 4-8 تغییرات هدایت الکتریکی در ایستگاه­های نمونه برداری در فصول مختلف سال      41

 

شکل 4-9 تغییرات فسفات در ایستگاه­های نمونه برداری در فصول مختلف سال    41

 

شکل 4-10 روند تغییرات تعداد خانواده­های بی­مهرگان درشت کفزی در ایستگاه­های نمونه برداری ……………………………………………….. 43

 

شکل 4-11 درصد فراوانی راسته­های Ephemeroptera و Trichoptera در ایستگاه­های نمونه برداری    44

 

شکل 4-12 نسبت نمونه­های حساس بی مهرگان کفزی به شیرونومیده در ایستگاه­های نمونه برداری …………………………………………………….. 44

 

شکل 4-13 تغییرات شاخص تنوع شانون در ایستگاه­های نمونه برداری … 45

 

شکل 4-14 تغییرات شاخص تنوع مارگالف در ایستگاه­های نمونه برداری . 45

 

شکل 4-15 تغییرات شاخص تنوع سیمپسون در ایستگاه­های نمونه برداری . 46

 

شکل 4-16 تغییرات شاخص زیستی BMWP در ایستگاه­های نمونه برداری .. 47

 

شکل 4-17 تغییرات شاخص ASPT در ایستگاه­های نمونه برداری ……… 48

 

فهرست جداول

 

عنوان                                                                                                                                                                                               صفحه

 

جدول2-1 طبقه بندی کیفیت آب بر اساس شاخص شانون- وینر ……….. 20

 

جدول2-2 طبقه بندی کیفی آب بر اساس امتیاز کلی شاخصBMWP ……… 23

 

جدول 2-3 گروه بندی بر اساس ASPT………………………….. 23

 

جدول 3-1 موقعیت جغرافیایی ایستگاه­های نمونه برداری …………. 30

 

جدول 4-1 ضرایب همبستگی پیرسون بین پارامترهای کیفی آب ………. 49

 

جدول 4-2 ضرایب همبستگی پیرسون بین شاخص­های محاسبه شده و پارامترهای کیفی آب 50

 

جدول 4-3 ضرایب همبستگی پیرسون بین شاخص­های محاسبه شده ………. 51

 

فهرست پیوست­ها

 

عنوان                                                                                                                                                                                               صفحه

 

پیوست۱

 

جدول 1-1 استاندارد خروجی فاضلاب­ها ………………………… 60

 

جدول 1-2 استاندارد کمیسیون اروپایی برای آب­های مورد استفاده در تولید آب­های آشامیدنی …………………………………………………….. 62

 

پیوست2

 

جدول 2-1 آمار ماهیانه ی دبی ایستگاه های هیدرومتری سازمان آب منطقه ای در زمان نمونه برداری ………………………………………………. 64

 

جدول 2-2 آمار دبی ایستگاه های هیدرومتری سازمان آب منطقه ای در زمان نمونه برداری 64

 

شکل 2-1 نمودار بارندگی ماهیانه در ایستگاه هواشناسی کوهرنگ در استان چهارمحال و بختیاری ……………………………………………… 65

 

شکل 2-2 نمودار بارندگی ماهیانه در ایستگاه هواشناسی سامان در استان چهارمحال و بختیاری ……………………………………………… 65

 

پیوست3

 

جدول 3-1 امتیازهای هر خانواده در سیستم BMWP ……………… 66

 

جدول 3-2 معرفی گونه­های شناسایی شده در ایستگاه­های نمونه برداری . 69

 

جدول3-3 تراکم و فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 22 تیرماه 1392  70

 

جدول 3-4 تراکم و فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 2 شهریور ماه 1392   71

 

جدول 3-5 تراکم و درصد فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 20 مهر ماه ۱۳۹۲     72

 

جدول 3-6 تراکم و درصد فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 5 آذر ماه 1392 73

 

جدول 3-7 تراکم و درصد فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 20 دی ماه ۱۳۹۲ 74

 

جدول 3-8 تراکم و درصد فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 3 اسفند 1392    75

 

جدول 3-9 تراکم و درصد فراوانی نمونه­های شناسایی شده در تاریخ 23 فروردین 1393 76

 

1-9-1-انواع اکسیداسیون:. 23

 

1-9-2- آنتی اکسیدان ها :. 24

 

1-9-3-  مکانیسم آنتی اکسیدانی:. 24

 

1-9-3-آنتی اکسیدان های طبیعی:. 25

 

1-9-4آنتی اکسیدان های سنتیک :. 25

 

1-10- ترکیبات فنلی در گیاهان.. 25

 

1-11- روش های ارزیابی اکسیداسیون روغن.. 26

 

1-11-1 عدد پراکسید. 26

 

1-11-2 میزان ترکیبات قطبی. 27

 

1-11-3 عدد کربونیل. 27

 

1-11-4 عدد یدی. 27

 

1-11-5 عدد اسیدی. 27

 

1-11-6 شاخص پایداری اکسایشی. 28

 

1-11-7 عدد کنژوکه. 28

 

فصل دوم.. 29

 

مروری بر تحقیقات انجام شده.. 29

 

فصل سوم.. 48

 

مواد و روشها.. 48

 

.. 48

 

3-2- لوازم آزمایشگاهی.. 48

 

3-3- تهیه و آماده کردن پودر گیاه هلپه.. 49

 

3-4- استخراج عصاره (عصاره گیری بوسیله شیکر(ماسراسیون)).. 49

 

3-5- آماده سازی نمونههای روغن.. 50

 

3-6- اندازه گیری ترکیبات فنولی.. 50

 

3-6-1- رسم منحنی استاندارد و معادله خط رابطه جذب و غلظت اسید گالیک (منحنی کالیبراسیون). 50

 

3-6-2- اندازهگیری ترکیبات فنولی روغن کانولای بدون آنتیاکسیدان سنتزی. 51

 

3-6-3- اندازه گیری ترکیبات فنولیک عصاره گیاه هلپه. 52

 

3-7- اندازهگیری ترکیبات توکوفرولی.. 52

 

3-7-1- ترسیم منحنی کالیبراسیون. 52

 

3-7-2- اندازهگیری ترکیبات توکوفرولی نمونه روغن بدون آنتیاکسیدان. 53

 

3-7-3- اندازهگیری ترکیبات توکوفرولی عصاره گیاه هلپه. 54

 

3-8- بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره با آزمون حذف رادیکال های آزاد DPPH    54

 

3-9- آزمون پایداری روغن در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد   55

 

3-9-2- اندیس اسیدی. 56

 

3-9-3- شاخص پایداری اکسایشی (OSI). 56

 

3-9-4- اندازگیری عدد پراکسید (PV). 56

 

3-9-5- اندازگیری عدد کربونیل. 58

 

3-9-7- اندازگیری مقدار کل ترکیبات قطبی. 59

 

3-9-7-1- آماده سازی سیلیکاژل. 59

 

3-9-7-2- پر کردن ستون کروماتو گرافی. 59

 

3-9-7-3- تهیه و آماده سازی نمونه وحلال جداسازی. 59

 

3-9-8- اندازهگیری عدد دیان مزدوج (کنژوگه). 60

 

3-9-9- اندازگیری عدد یدی. 60

 

3-10- تجزیه و تحلیل آماری.. 60

 

فصل چهارم.. 61

 

تجزیه و تحلیل داده ها.. 61

 

4-1- محتوای ترکیبات فنولیک.. 61

 

4-2- مقدار ترکیبات توکوفرولی.. 62

 

4-3- اندازه گیری فعالیت آنتی اکسیدانی، طبق آزمون درصد مهار رادیکال آزاد DPPH    63

 

4-4- بررسی خاصیت آنتیاکسیدانی عصارههای گیاه هلپه با غلظت ppm 200 در روغن کانولا   64

 

4-4-1- تغییرات عدد پراکسید در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  64

 

4-4-2- تغییرات عدد اسیدی در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  65

 

4-4-3- تغییرات عدد یدی در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  67

 

 

4-4-4- تغییرات عدد کنژوگه در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  68

 

4-4-5- تغییرات عدد کربونیل در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  69

 

4-4-6- تغییرات شاخص پایداری اکسایشی در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  70

 

4-4-7- تغییرات مقدار فنول در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد  71

 

4-4-8- تغییرات مقادیر کل ترکیبات قطبی در طی 60 روز نگهداری در دمای 25 درجه سانتیگراد. 72

 

فصل پنجم.. 74

 

بحث و نتیجه گیری و پیشنهادات.. 74

 

5-1- شاخص کیفی روغن اولیه.. 74

 

5-2- اندازه گیری محتوای ترکیبات فنولیک.. 75

 

5-3- ترکیبات توکوفرولی.. 76

 

5-4- بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی با آزمون درصد مهار رادیکال آزاد  DPPH.. 77

 

5-5- آزمونهای پایداری روغن کانولا در طی 60 روز انبارمانی.. 78

 

5-5-1- عدد پراکسید. 78

 

5-5-2- تغییرات عدد اسیدی. 79

 

5-5-3- تغییرات عدد یدی. 80

 

5-5-4- تغییرات عدد کنژوگه. 81

 

5-5-5- تغییرات عدد کربونیل. 81

 

5-5-6- شاخص پایداری اکسایشی. 82

 

5-5-7- تغییرات ترکیبات فنولی. 83

 

5-5-8- مقادیر کل ترکیبات قطبی. 83

 

نتیجه گیری کلی:.. 84

 

پیشنهادات:.. 87

 

منابع.. 88

 

فهرست جداول

 

عنوان                                                                                                                                 صفحه

 

جدول 4-1: میانگین مقدار فنول کل عصارهها با روش های مختلف عصاره گیری.. 60

 

جدول 4-2: میانگین مقدار توکوفرول عصاره با روش های مختلف عصاره گیری.. 61

 

جدول 4-3: میانگین درصد مهار رادیکال آزاد DPPH.. 62

 

جدول4-4: میانگین تغییرات عدد پراکسید در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 64

 

جدول4-5: میانگین تغییرات عدد اسیدی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 65

 

جدول4-6: میانگین تغییرات عدد یدی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری   66

 

جدول4-7: میانگین تغییرات عدد کنژوگه در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 67

 

جدول4-8: میانگین تغییرات عدد کربونیل در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 68

 

جدول4-9: میانگین تغییرات شاخص پایداری اکسایشی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 69

 

جدول4-10: میانگین تغییرات مقدار فنول در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 70

 

جدول4-11: میانگین تغییرات ترکیبات قطبی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی زمان نگهداری.. 72

 

جدول 5-1: ساختار اسید چرب روغن كانولای فاقد آنتی اكسیدان (صالحی و همکاران، 1393)   73

 

جدول 5-2: خصوصیات شیمیایی روغن كانولای فاقد آنتی اكسیدان (صالحی و همکاران، 1393)   74

 

فهرست اشکال

 

عنوان                                                                                                                                 صفحه

 

شکل 3- 1- دستگاه شیکر.. 47

 

شکل3-2- منحنی استاندارد غلظت اسید گالیک در برابر میزان جذب خوانده شده درطول موج ٧۶٥ نانومتر.. 49

 

شکل 3-3- منحنی كالیبراسیون میزان آلفا- توكوفرول در برابر میزان جذب خوانده شده در طول موج 520 نانومتر.. 51

 

شکل 3-4- دستگاه اسپکتروفتومتر.. 53

 

شکل3-5- منحنی كالیبراسیون غلظت آهن ш در برابر جذب خوانده شده درطول موج 500 نانومتر   55

 

شکل 4-1: مقایسه میانگین مقدار ترکیبات فنولیک.. 60

 

شکل 4-2: مقایسه میانگین مقدار ترکیبات توکوفرولی.. 61

 

شکل 4-3: مقایسه میانگین درصد مهار رادیکال آزاد DPPH در غلظت ppm 200. 62

 

شکل 4-4: مقایسه میانگین تغییرات عدد پراکسید عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 63

 

شکل 4-5: مقایسه میانگین تغییرات عدد اسیدی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 64

 

شکل 4-6: مقایسه میانگین تغییرات عدد یدی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 65

 

شکل 4-7: مقایسه میانگین تغییرات عدد کنژوگه عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 67

 

شکل 4-8: مقایسه میانگین تغییرات عدد کربونیل عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 68

 

شکل 4-9: مقایسه میانگین شاخص پایداری اکسایشی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 69

 

شکل 4-10: مقایسه میانگین تغییرات مقدار فنول عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 70

 

شکل 4-11: مقایسه میانگین تغییرات ترکیبات قطبی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی زمان نگهداری.. 71

 

چکیده

 

اکسیداسیون روغن­ها علاوه بر تغییر ویژگیهای روغن­ها، بر سلامت مصرف کنندگان تاثیر سوئی می­گذارد. یکی از مهمترین روشها، جهت جلوگیری از اکسیداسیون، استفاده از آنتی­اکسیدانها است. به دلیل اثرات مضر آنتی­اکسیدانهای سنتزی، در سال­های اخیر توجه زیادی به آنتی­اکسیدانهای طبیعی استخراج شده از گیاهان شده است. گیاهان منبع غنی از تركیبات فنلی هستند كه مهم ترین آنتی اكسیدان های طبیعی به شمار می آیند نیاز به آنتی اكسیدان های طبیعی در صنایع غذایی، آرایشی و دارویی باعث تحقیقات علمی گسترده ای در دهه های اخیر شده است. در این پژوهش اثر روش استخراج با سه نوع حلال (آب، اتانول و اتانول – آب 50 درصد) بر خصوصیت آنتی اکسیدانی عصاره گیاه هلپه ارزیابی شد تا مناسبترین روش استخراج برای استفاده بهینه از این محصول جانبی، تعیین شود. در این روش استخراج با حلال، گیاه خورد شده با سه حلال فوق به نسبت (1به 10) مخلوط و در مدت زمان 24 ساعت در دمای اتاق و بر روی شیکر با سرعت rpm 250 انجام شد. اندازه گیری فنل تام عصاره ها با استفاده از روش فولین سیوکالتیو و فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها با استفاده از روش حذف رادیکال های آزاد DPPH اندازه گیری گردید. در ادامه سه نوع عصاره بدست آمده را با غلظت ppm 200 جهت پایدارسازی روغن کانولا در طی انبارمانی به آن اضافه شد و با آنتی اکسیدان BHA و نمونه شاهد در دمای 25 درجه سانتیگراد در فواصل زمانی 15 روزه و به مدت 60 روز با 8 شاخص پایداری اکسیداتیو از جمله OSI، عدد پراکسید، عدد کربنیل، عدد کونژوگه، ترکیبات فنولی، ترکیبات قطبی، اندیس اسیدی و اندیس یدی مقایسه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که بیشترین میزان فنول (ppm 03/232/61) بدست آمده مربوط به عصاره­ی (اتانول- آب) می­باشد که بر مبنای اسید گالیک بیان می­شود همچنین بیشترین میزان توکوفرول (ppm 87/258/95)، مربوط به عصاره­ی (اتانول- آب) می­باشد ولی مقدار آن از لحاظ آماری با سایر نمونه ها اختلاف معنی دار نداشت. همچنین بیشترین درصد مهار در آزمون حذف رادیکال­های آزاد (95/1±49/51) مربوط به عصاره هیدروالکلی (اتانول- آب) ماسراسیون در غلظت ppm 200 میباشد. همچنین در همه آزمون­های پایدارسازی روغن کانولا بجز آزمون اندیس یدی و ترکیبات فنولی، نمونه حاوی عصاره اتانول – آب عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه ها داشتند.

 

واژگان کلیدی: گیاه هلپه، ترکیبات فنول، توکوفرول، DPPH، پایداری اکسایشی، روغن کانولا.

 

 فصل اول

 

 

 کلیات تحقیق

 

 

1-1- مقدمه:

 

به دلیل وجود مقدار قابل توجهی از پیوندهای دوگانه در بسیاری از روغن ها، این مواد درمعرض اكسیداسیون و فساد قرار دارند. برخی از تركیبات به وجود آمده در اثر اكسیداسیون برای سلامت انسان زیان آور می باشد . ترکیباتی مانند رادیکال های آزاد که این ترکیبات منجر به واکنش های نامطلوب شیمیایی و احتمالاً بیولوژیکی می شوند.  با توسعه علم بیوشیمی نقش موثر رادیکال های آزاد در خیلی از بیماری ها مشخص شده است و نقش رادیکال های آزاد و اکسیژن فعال در بیماری هایی مثل تصلب شرایین، سرطان و پیری زودرسمورد توجه است. یكی از راه های مهم مقابله با اكسیداسیون روغنها استفاده از آنتی اكسیدانها می باشد. آنتی اکسیدان ها ترکیباتی هستند که با جذب رادیکال آزاد و در نتیجه ممانعت از اکسیداسیون، ازفساد، تغییر رنگ و یا تند شدن چربی ها جلوگیری می کنند.به خصوص آنتی اکسیدان هایی که بنیان  حلقوی فنولی حاوی گروه OH را دارا می باشند، نقش مهمی در جلوگیری از اکسیداسیون چربی دارند. اما طبق پاره ای از بررسیهای انجام شده، استفاده از آنتی اكسیدانهای سنتزی ممكن است تحت شرایطی با خطرات سرطان زایی، جهش زایی و یا اثرات سوء دیگری برای انسان همراه باشد. استفاده از روغن­ها و چربی­های خوراکی به منظور پخت و آماده­سازی مواد غذایی به سرعت رو به افزایش استو مصرف زیاد روغن­ها و چربی­ها مستلزم حساسیت و کنترل بیشتر خواص کیفی آن­ها طی فرایندهای مربوطه و به تبع آن حفظ سلامت تغذیه­ای جامعه است (Kritchesky et al, 2010).

 

پایداری کم روغن های مایع در برابر عوامل فساد، همیشه به عنوان یک مشکل کیفی مطرح بوده و اکسایش عامل اصلی فساد چربی ها و روغن ها محسوب می شود. از طرف دیگر پایداری روغن ها به ترکیب اسیدهای چرب آنها به ویژه درصد اسید لینولنیک و اسید لینولئیک نیز بستگی دارد و تفاوت ساختاری اسیدهای چرب که از تفاوت در طول زنجیره، درجه غیر اشباعی و محل قرارگیری پیوندهای دوگانه وشکل فضایی ایزومرهای حاصل از آنها ناشی میگردد.ترکیبات حاصل از اکسیداسیون سبب تغییراتی در رنگ، بو، بافت و ویتامین های موجود ودر نهایت تغییر در کیفیت و کاهش ارزش تغذیه ای و نابودی ویتامین های A، D و E میگردند. رادیکال های آزاد حاصل از اکسیداسیون چربی ها، به بسیاری از مولکول های زیستی مانند لیپید ها، پروتئین ها حمله نموده و باعث آسیب آنها می شوند. شرایط اکسیداسیون از جمله دما، زمان و فشار اکسیژن نیز به تولید مواد فرار و ویژگی های حسی لیپیدهای اکسید شده تأثیر میگذارند.همانند واکنش های شیمیایی دیگر، سرعت  اکسیداسیون چربی ها با افزایش دما تسریع می شود. زیرا دما باعث افزایش سرعت تولید رادیکال های آزاد شده ونیز باعث تجزیه هیدروپراکسیدها به رادیکال های فوق العاده فعال هیدروکسی می شود و در ضمن باعث کاهش زمان لازم برای طی شدن مرحله اکسیداسیون کند می گردد. در دماهای پایین، اکسیداسیون اسیدهای چرب بیشتر مربوط به واکنش های تولید هیدروپراکسیدها است که در این حالت ترکیبات غیر اشباع کاهش نمی یابند. اما در انجام اکسیداسیون در شرایط دمایی بالا، میزان زیادی از پیوند های دوگانه اشباع می شوند به همین دلیل پایداری روغن در دماهای بالا در برابر اکسیداسیون اهمیت زیادی دارد (محمدی وهمکاران،1386).

 

فصل 1- مقدمه 9
1-1- مقدمه 9
1-2- هدف و انگیزه 10
1-3- تعریف مسئله 11
1-4- ساختار مطالب پایان­نامه 12
1-5- جمع­بندی و نتیجه­گیری 12
فصل 2- مروری بر ادبیات تحقیق و مبانی نظری 16
2-1- سرویسهای وب 16
2-1-1- Simple Object Access Protocol (SOAP) 18
2-1-2- WSDL (Web Service Description Language) 20
2-1-3- UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) 22
2-1-4- RESTful (Representational State Transfer) 23
2-1-5- مقایسه SOAP و RESTfull 24
2-1-6- کشف سرویس مبتنی بر DNS 26
2-2- جمع­بندی و نتیجه­گیری 29
فصل 3- پیشینه پژوهشی 33
3-1- کلاسه­بندی سرویس­ها مبتنی بر داده­کاوی 33
3-1-1- تشکیل بردار خصوصیت­ها 34
3-1-2- اعمال روش­های کلاسه­بندی داده­کاوی 34
3-2- استفاده از تکنیک­های یادگیری ماشین 35
3-2-1- نمونه­هایی از کارهای پژوهشی پیشین 36
3-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 38
فصل 4- ارائه روش پشنهادی 41
4-1- کشف سرویس­ها 41
4-2- کلاسه­بندی سرویس­ها 43
4-2-1-  Feature Mining 44
4-2-2-  Tokenization 44
4-2-3- Stemming 44
4-2-4-  Stop List 45
4-2-5- معرفی WordNet Ontology 45
4-2-6- معرفی eXtended WordNet Domains 45
4-2-7- روش کلاسه­بندی ارائه شده 46
4-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 47
فصل 5- پیاده­سازی 50
5-1- مرور کلی پیاده­سازی از دیدگاه مورد استفاده 50
5-1-1- مورد استفاده ثبت دامنه مورد نظر کاربر 51
5-1-2- مورد استفاده مشاهده لیست دامنه­های مورد نظر برنامه­های کاربردی 52
5-1-3- مورد استفاده مشاهده لیست سرویس­های هر دامنه 53
5-1-4- مورد استفاده ثبت دامنه مورد نظر نرم­افزار گوشی 54
5-1-5- دریافت لیست سرویسهای مرتبط با یک دامنه توسط نرم­افزارهای کاربردی 55
5-2- ساختار بسته­ها 55
5-2-1- ساختار کلاس­های بسته Activity 57
5-2-2- ساختار کلاس­های بسته­های Broadcast Receiver و Service 59
5-2-3- ساختار کلاس­های بسته Business Component 61
5-2-4- ساختار کلاس­های بسته Classification 62
5-2-5- ساختار کلاس­های بسته Content Provider 65
5-2-6- ساختار کلاس­های بسته Data Source 67
5-2-7- ساختار کلاس­های بسته Discovery 70
5-2-8- ساختار کلاس­های بسته Entity 71
5-2-9- ساختار کلاس­های بسته ServiceDirectory 73
5-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 74
فصل 6- ارزیابی روش پیشنهادی 78
6-1- مجموعه­داده 78
6-2- اجرای روش پیشنهادی 79
6-2-1- بررسی دقت روش پیشنهادی 80
6-2-2- مشخصات محیط اجرا 80
6-2-3- بررسی زمان اجرای روش پیشنهادی 80
6-2-4- میزان حافظه مصرفی روش پیشنهادی 81
6-3- اجرای روش مبتنی بر SVM 82
6-3-1- فاز آموزش 83
6-3-2- فاز تست 84
6-3-3- بررسی دقت روش مبتنی بر SVM 84
6-3-4- بررسی زمان اجرای روش مبتنی بر SVM 85
6-3-1- میزان حافظه مصرفی روش مبتنی بر SVM 85
6-4- ارزیابی و مقایسه روش پیشنهادی 86
6-4-1- مقایسه دقت 86
6-4-2- مشاهدات متناظر 87
6-4-3- مقایسه زمان اجرا 88
6-4-4- مقایسه حافظه مصرفی 89
6-4-5- تحلیل نتایج 90
6-5- جمع­بندی و نتیجه­گیری 92
فصل 7- بحث و نتیجه‌گیری 96
7-1- کشف سرویس­ها 96
7-2- کلاسه­بندی سرویس­ها 97
7-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 98
فصل 8- پیشنهادها و فرصت‌های پژوهشی آینده 102

 

8-1- جمع­بندی و نتیجه­گیری 104
فهرست شکل‌ها
عنوان                                                                                  صفحه
شکل ‏2‑1- معماری سرویس­های وب 18
شکل ‏2‑2- تفاوت نسخه­های WSDL نسخه 1.1 و نسخه 2.0 21
شکل ‏4‑1- فرآیند کلاسه­بندی سرویس­های وب 43
شکل ‏5‑1-نمودار موردهای استفاده 51
شکل ‏5‑2- نمای دامنه­های مورد نظر کاربر 52
شکل ‏5‑3-نمایی اصلی برنامه 54
شکل ‏5‑4- نمودار بسته­ها 56
شکل ‏5‑5- نمودار کلاس­های بسته Activity 58
شکل ‏5‑6- نمودار کلاس بسته­های Broadcast Receiver و Service 60
شکل ‏5‑7- نمودار کلاس بسته Business Component و وابستگی­ها 62
شکل ‏5‑8- نمودار کلاس بسته Classification 64
شکل ‏5‑9- نمودار کلاس بسته Content Provider 66
شکل ‏5‑10-نمودار کلاس بسته Data Source 68
شکل ‏5‑11- کلاس Service 69
شکل ‏5‑12- نمودار کلاس بسته Discovery و بسته­های وابسته 71
شکل ‏5‑13- نمودار کلاس بسته Entity 73
شکل ‏5‑14- نمودار کلاس بسته Directory 74
شکل ‏6‑1- بردار نمونه یک سرویس در روش متنی بر SVM 83
شکل ‏6‑2- نمودار مقایسه دقت روش­ها 87فهرست جدول‌ها
عنوان                                                                                 صفحه
جدول ‏3‑1- جدول مقایسه دقت کلاسه­بندی برای انواع بردارها و روش­ها 35
جدول ‏6‑1- بررسی دقت روش پیشنهادی 80
جدول ‏6‑2- مشخصات گوشی که به عنوان محیط اجرا استفاده شده 80
جدول ‏6‑3- زمانی اجرای روش پیشنهادی 81
جدول ‏6‑4- حافظه مصرفی روش پیشنهادی 82
جدول ‏6‑5- بررسی دقت روش مبتنی بر SVM 84
جدول ‏6‑6- زمانی اجرای روش مبتنی بر SVM 85
جدول ‏6‑7- حافظه مصرفی روش مبتنی بر SVM 85
جدول ‏6‑8- مقایسه دقت روش­­ها 86

2-2-3- روش فانگ دین و باک هوای 28

 

2-2-4- روش ویجایاکوماری و همکاران 36

 

2-3- روش‌های موجود برای بررسی و تشخیص ضایعات دندانی 40

 

2-3-1- روش‌های بررسی ودرمان تحلیل ریشه دندان 40

 

2-3-2 روش‌های بررسی و تشخیص ضایعات دندانی اطراف انتهای ریشه 41

 

2-3-2-1 روش مول و ون 41

 

2-3-2-2 روش جانگ و لی 44

 

2-4- جمع بندی 46

 

فصل سوم: روش تحقیق

 

3-1- مقدمه 48

 

3-2- پیش پردازش و بهبود کیفیت تصاویر 49

 

3-2-1-فیلتر همریختی………………………………. 52

 

3-3- بخش بندی و جداسازی دندان‌ها 52

 

3-3-1-  هیستوگرام نگاشت انباره‌ای 53

 

3-3-2- تخمین زاویه چرخش: 55

 

3-4- تشخیص انتهای ریشه دندان: 61

 

3-5- تشخیص ضایعات استخوانی اطراف ریشه دندان: 64

 

3-6- جمع بندی 65

 

فصل چهارم: آزمایش‌ها و نتایج

 

4-1- مقدمه 67

 

4-2- بررسی نتایج مرحله پیش پردازش 68

 

عنوان                                                                                                                صفحه

 

4-3- بررسی نتایج حاصل در مرحله بخش بندی دندان‌ها 73

 

4-3-1- نتایج و آزمایشات مرحله بخش بندی دندان‌ها 73

 

4-3-2- ارزیابی مراحل بخش بندی دندان‌ها 76

 

4-4- نتایج  الگوریتم تشخیص انتهای ریشه دندان: 82

 

4-5- ارزیابی تشخیص  ضایعات استخوانی انتهای ریشه دندان 84

 

4-6- جمع بندی 86

 

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

 

5-1- نتیجه گیری و پیشنهادات برای کارهای آینده 88

 

فهرست منابع 90

 

فهرست جداول

 

 عنوان و شماره                                                                                                                                       صفحه

 

جدول 2-1-جدول تصمیم گیری بر اساس مجموعه‌های فازی 23

 

جدول 2-2-نتایج الگوریتم فانگ دین و باک هوای 35

 

جدول 4-1-نتایج الگوریتم پیشنهادی 78

 

فهرست شکل‌ها

 

 عنوان                                                                                                                    صفحه

 

شکل 1-1-ساختمان دندان 3

 

نمونه ای از تصویر رادیوگرافی سفالومتری 5

 

شکل 2-2-نمونه‌ای از تصویر رادیوگرافی پری اپیکال 8

 

نمونه‌ای از تصویر رادیوگرافی پانورامیک 9

 

شکل 2-1-هیستوگرام پروفایل سطری و ستونی و فواصل بین دندانی در تصویر …..18

 

شکل 2-2-اعمال عملگر بالاکلاه روی تصویر به همراه پروفایل دندان‌ها فواصل بین دندانی …19

 

شکل 2-3-هیستوگرام انباره‌ای تصویر دی نویز شده 20

 

شکل 2-4-مراحل باینری کردن تصویر به ازای هر سه حد آستانه 21

 

شکل 2-5-مجموعه های فازی تعریف شده 23

 

شکل 2-6-نتایج بخش بندی تصاویر رادیوگرافی بایت وینگ 24

 

شکل 2-7-نتایج بخش بندی تصاویر پیش پردازش شده رادیوگرافی بایت وینگ 24

 

شکل 2-8-نتایج بخش بندی تصاویر رادیوگرافی پری اپیکال 25

 

شکل 2-9-تصویر ورودی وهیستوگرام افقی نظیر آن 27

 

شکل 2-10-تشخیص مرز بین دندان‌های  فک بالا و پایین به کمک تابع اسپیلاین 27

 

عنوان                                                                                                                    صفحه

 

 

شکل 2-11-جداسازی دندان‌های مجاور در فک بالا 28

 

شکل 2-12-آناتومی یک دندان 30

 

شکل 2-13-نمونه هیستوگرام افقی تصویر 31

 

شکل 2-14-تقسیم تصویر بایت وینگ به چهار قسمت و خط جداکننده فکین ………………… 32

 

برخی از نتایج بخش بندی موفق دندان‌ها درتصاویر بایت‌وینگ 34

 

برخی از نتایج بخش بندی  ناموفق دندان‌ها در تصاویر بایت وینگ 34

 

شکل 2-17-نتایج الگوریتم فانگ دین و باک هوای 35

 

نمودار گرافیکی نتایج حاصل از جدول 2-2 35

 

شکل 2-19-هیستوگرام نگاشت انباره‌ای سطری و ستونی در روش فوق 39

 

شکل 2-20-نمونه موفقیت آمیز از یک تصویر بخش بندی شده به روش فوق 39

 

شکل 2-21-دندان دچار تحلیل ریشه 41

 

شکل 2-22-مراحل هفت گانه تشخیص ضایعه استخوانی 43

 

شمای کلی ROI 45

 

شکل 3-1-پیش پردازش ابتدایی تصویر 55

 

شکل 3-2-نمونه‌ای از تصاویر جمع‌ آوری شده 57

 

تصویر دی نویز شده و نمودار پروفایل سطری متناظر با آن 59

 

شکل 3-4-الگوریتم محاسبه زاویه چرخش 60

 

عنوان                                                                                                                    صفحه

 

 شکل 3-5-اعمال زاویه چرخش بر روی تصاویر 61

 

شکل 3-6-بلوک دیاگرام تشخیص انتهای ریشه 64

 

نتایج پیش پردازش اولیه تصویر 70

 

مراحل پیش پردازش نهایی بر روی تصویر 72

 

شکل 4-3-اثر به کاربردن فیلترهای آرام کننده بر هیستوگرام تصویر 73

 

شکل 4-4-مراحل الگوریتم تخمین زاویه چرخش 75

 

شکل 4-5-بعضی از نتایج حاصل از بخش بندی تصاویر 76

 

شکل 4-6-نتایج بخش بندی الگوریتم پیشنهادی 78

 

شکل 4-7-الگوریتم سعید و همکاران  79

 

شکل 4-8-مقایسه الگوریتم پیشنهادی را با روش سعید و همکاران 80

 

نمونه‌ای ازتصاویر که روش‌های موجود قادر به جداسازی آن نمی‌باشند 81

 

تکرار دوبار الگوریتم چرخش 82

 

شکل 4-11-مراحل الگوریتم تشخیص انتهای ریشه………………………………………………………………..83

 

عملکرد الگوریتم تشخیص انتهای ریشه 84

 

   عنوان

 

مراحل تشخیص ضایعان استخوانی اطراف انتهای ریشه دندان  85

 

برخی از نتایج تشخیص ضایعات دندانی 85

 

 

 

• کلیات

 

دندان مرکب از یک ساختمان سختی است که بافت نرم زنده‌ای را احاطه کرده است. شکل1-1 ساختمان دندان را نشان می‌دهد. قسمت نرم مرکزی دندان ، پالپ و دراصطلاح عامیانه، عصب نام دارد که شامل سلولها، عروق خونی و اعصاب می‌باشد. قسمت اعظم ساختمان دندان را عاج تشکیل می‌دهد، درون عاج فضایی وجود دارد که شامل عصب و شبکه مویرگی است که اصطلاحاً به آن پالپ گفته می‌شود. پالپ از شاخه‌های اصلی اعصاب و عروق در انتهای ریشه منشعب می‌شود و از درون کانالهایی که در ریشه وجود دارد به این فضا می‌رسد. حس، تغذیه، عاج سازی و دفاع میکروبی از اعمال پالپ بشمار می‌آیند. این بافت نرم ممکن است تحت تأثیر میکرب‌ها عفونی شده و عفونت را در مسیر ذکر شده به استخوان اطراف ریشه منتقل کند. در چنین مواردی تمام این بافت توسط دندانپزشک برداشته شده، محفظه پالپ و کانالها تمیز و به نحو مطلوبی پر می‌شود. در صورت عدم معالجه ریشه دندان سیر بیماری نهایتاً منجر به کشیدن و یا از دست دادن دندان خواهد شد. عوارض عدم درمان شامل آبسه، درد، عفونت شدید و نهایتاً از دست دادن دندان خواهد بود. اگر پالپی که آلوده شده و ملتهب و دردناک است خارج نشود و به عبارتی معالجه انجام نگردد، معمولاً درد آن بیشتر شده و بیمار را اذیت می‌کند.سرایت عفونت به استخوان انتهای ریشه باعث ایجاد کیست و یا آبسه  در انتهای ریشه می‌گردد.[1]

 

ساختمان دندان

 

مقدمه‌ای بر رادیولوژی دندان

 

از دستگاه رادیوگرافی دندان برای رادیوگرافی داخلی دهان و دندان ها استفاده می شود. اساس آن را تیوب خود یكسو كننده تشكیل می‌دهد. تیوب به نحوی نصب می شود كه بیشترین قابلیت مانور را داشته باشد. اندازه نقطه كانونی تیوب كوچك است. تایمر دستگاه به طریق ساعتی یا الكترونیكی كار می كند.

 

‌یونیت‌های رادیوگرافی دندان  یونیت‌های رادیوگرافی دندان برای تصویربرداری از دندان‌ها، آناتومی یك دندان منفرد (یعنی تاج، گردن و ریشه) و مشكلات دندانی مثل پوسیدگی در بیماران بالغ و اطفال و نیز جهت برنامه ریزی و ارزیابی مربوط به ارتودنسی به کار میروند. سه نوع تـصویربرداری قابل انجام است: رادیوگرافی داخل دهانی، پانورامیك و سفالومتریك.
در رادیوگرافی داخل دهانی جهت تصویربرداری بایت وینگ، پری اپیكال و اكلوزال، فیلم داخل دهان بیمار قرار می گیرد. تصاویر رادیوگرافی بایت وینگ، تاج و یك سوم فـوقـانی ریشه دندان های فوقانی و تحتانی را نشان می دهد. در رادیوگرافی پری اپیكال، كل ساختار دندان شامل ریشه برروی یك فیلم و آرواره هـای فك بالا و پایین برروی فیلم‌های جداگانه‌ای تصویر می‌شود. تصاویر رادیوگرافی الكوزال[1]، سطح دندان های میانی كوچك و بزرگ را نشان می دهد. در رادیوگرافی پانورامیك، تصاویر ناحیه فك و صورت با استفاده از یك پرتوگردان و یك كاست فیلم خارجی به دست می‌آید. سپس قوس دندانی در یك تصویر منفرد، به صورت یك شكل بیضوی نمایش داده می شود. یونیت های پانورامیك، برای تهیه تصاویر رادیوگرافی محلی از ساختار دندانی به كار می رود.

 

1-2-1 رادیوگرافی سفالومتری

 

رادیولوژی سفالومتری ‌نوعی از دستگاه‌های رادیوگرافی است كه برای تهیه تصویر جمجمه به صورت استاندارد استفاده می‌شود. این تكنولوژی از سال 1913 همزمان توسط دو محقق آلمانی و آمریكایی معرفی شد. مهم‌ترین امتیاز آن این است كه تصاویر تهیه شده توسط این دستگاه در زمان‌ها و مكان های مختلف با هم قابل مقایسه هستند. همچنین موقعیت سر و فاصله آن تا منبع اشعه و فیلم همواره ثابت است. تصاویر سفالومتری می توانند به صورت جانبی ‌ یا خلفی- قدامی  تهیه شوند كه  عمده كاربرد آنها در ارتودنسی و جراحی فك و صورت است. رادیوگرافی سفالومتریك یا نمای جمجمه، جهت به دست آوردن تصاویری از كل جمجه یا یك ناحیه مورد نظر به كار می رود. شکل 1-1 نمونه‌ای از تصاویر سفالومتری را نشان می‌دهد. مطالعات سفالومتریك جهت ارزیابی رشد و تعیین پلان‌های درمانی ارتودنتیك یا پروتزها به كار می رود. بعضی از یونیت‌های پانورامیك و سفالومتریك می‌توانند توموگرافی متقاطع، جهت تهیه تصاویر عرضی چند لایه از آرواره‌های فك بالا و پایین را انجام دهند.

 

2-1 تعریف لایه­نشانی 28

 

2-2 تاریخچه لایه­های نازک 28

 

2-3 تقسیم بندی لایه­ها از نظر ضخامت 29

 

2-4 تقسیم بندی لایه­ها بر اساس رسانایی 30

 

2-5 عوامل مؤثر در کیفیت لایه­های نازک 30

 

2-6 فرایندهای لایه­نشانی 31

 

2-6-1  فرایند تبخیر فیزیکی 31

 

2-6-2 روش پراکنشی (کند و پاش) 32

 

2-6-3 تبخیر با باریکه الکترونی(E.Beam) 33

 

فصل سوم : تبدیل فوریه ، تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه و تبدیل موجک 35

 

مقدمه 36

 

3-1 تبدیل فوریه و تبدیل فوریه­ی زمان کوتاه (پنجره) 37

 

3-2 تبدیل موجک 40

 

3-3 مقیاس گذاری 43

 

3-4  انتقال 43

 

3-2-1 تبدیل موجک پیوسته CWT 44

 

3-2-2 تبدیل موجک گسسته DWT 47

 

فصل چهارم : بحث و نتایج 49

 

مقدمه 50

 

4-1 مواد و روش ساخت 51

 

4-1-1 مواد آزمایش 51

 

4-1-2 روش ساخت 51

 

4-2 بكارگیری موجك درتصاویر SEM 53

 

4-2-1 پارامتر مقیاس 53

 

4-2-2 انتخاب تبدیلات موجک 54

 

4-2-3 ویژگی خانواده­ی تبدیلات موجک 54

 

4-2-4 پروفایل نماینده 54

 

4-2-5 پردازش تصویر 55

 

4-2-6 تحلیل داده با استفاده از نمودار 59

 

4-2-7 معرفی نمودارها 59

 

4-2-8 رسم  نمودار داده­های مربوط به جزئیات 59

 

4-2-9 رسم  نمودار تقریب مرتبه سوم 61

 

منابع                                                                                                                        . 64

 

فهرست اشکال

 

شکل 1-1 دسته بندی کلی روش­های وآنالیز مواد 7

 

شكل 1-2  انواع شکل­های سوزن شامل نوك تخت، نوك كروی، نوك T شكل و نوك تیز 8

 

شكل 1-3 سمت چپ:  نمایش نمادین بزرگی تغییرات نیروی بین سوزن و سطح در فواصل مختلف سوزن از سطح سمت راست: انحراف تیرك حین رفت و برگشت در نواحی مختلف فاصله از سطح (نیروی جاذبه یا دافعه). 9

 

شکل 1-4 مقایسه نمادین بین حالت تماسی و حالت غیرتماسی 10

 

شکل 1-5 تصویر (a)یک قطعه پیزوالکتریک (b)پروب (سوزن) 12

 

شکل 1-6  طرحی از یک میکروسکوپیک الکترونی 14

 

شکل 1-7 شماتیك اصول عملكرد  AFM 15

 

شکل 1-8 ساختار هندسه سه بعدی واحدهای حافظه  CD تهیه شده توسط   AFM (هر واحدافقی نمودار 250 نانومتر و درجه عمودی 75 نانومتر) 16

 

شکل 1-9 تصویر یک نوع میکروسکوپ نیروی اتمی 17

 

شکل 1-10 تصویر الكترونی روبشی سطح یك فلز با مقیاس یك میكرون اجزاء اصلی و حالت كاری یك SEM  ساده 19

 

شکل 1-11 (a) طرحی از یک میکروسکوپیک الکترونی (b) شکل واقعی میکروسکوپ الکترونی 20

 

شکل1-12 نمودار شماتیكی اجزاء اصلی یك میكروسكوپ الكترونی روبشی 20

 

شکل 1-13 نمایش نمادین اجزای اصلی و اصول عملكرد دستگاه STM 23

 

شکل 1-14 مسیر سوزن در مد جریان ثابت 24

 

شکل1-15ساختاراتمی یك نانوتیوب تك جداره کربن توسطSTM 25

 

شکل 2-1 طرحی از یک دستگاه کندوپاش 33

 

شکل 2-2 تصویر دستگاه کندوپاش تبخیر فیزیکی 34

 

شکل 3-1 روند تبدیل فوریه­ی زمان كوتاه 38

 

شکل 3-2 نمایش تبدیل  فوریه­ی زمان کوتاه یک سیگنال. طول پنجره زمانی در طول کل زمان سیگنال ثابت است. 40

 

 

شکل 3-3  تفکیک سیگنال به موجک­های مادر تشکیل دهنده آن با استفاده از ضرائب تبدیل موجک 41

 

شکل 3-4 نحوه عمل در تبدیل موجك 42

 

شکل 3-5 اثر scale factor بر روی یك موجك 43

 

شکل 3-6 انتقال یك موجك 43

 

شكل 3-7 مرحله دوم تبدیل موجك پیوسته 46

 

شکل 3-8 مرحله سوم تبدیل موجك پیوسته 46

 

شکل 3-9 مرحله چهارم تبدیل موجك پیوسته 46

 

شكل 3-10 نمایشی از قدرت تفکیک زمان و بسامد 48

 

شكل 4-1 تصویر SEM لایه نازک مگهمایت در دمای ℃600…. 53

 

شکل 4-2 جزئیات مرتبه اول D1، دوم D2 ، سوم D3 و تقریب A3 از پروفایل نمایندة مربوط به دمای ℃ 400………………….. 56

 

شکل 4-3 جزئیات مرتبه اول D1، دوم D2 ، سوم D3 و تقریب A3 از پروفایل نمایندة مربوط به دمای ℃ 500………………….. 57

 

شکل 4-4 جزئیات مرتبه اول D1، دوم D2 ، سوم D3 و تقریب A3 از پروفایل نمایندة مربوط به دمای ℃ 600………………….. 58

 

شكل 4-5 مقایسه جزئیات مرتبه 1 تصاویر SEM لایه­های نازک مگهمایت در دماهای℃ 400،℃ 500،℃600 59

 

شكل 4-6 مقایسه جزئیات مرتبه 2 تصاویر SEM لایه­های نازک مگهمایت در دماهای℃ 400،℃ 500،℃600………………………. 60

 

شكل 4-7 مقایسه جزئیات مرتبه 3 تصاویر  SEM لایه­های نازک مگهمایت در دماهای℃ 400،℃ 500،℃600………………………. 60

 

شكل 4-8 نمایش تغییرات پروفایل داده­های تصاویر نانو ذرات مگهمایت در دماهای℃ 400، ℃ 500، ℃600 62

 

فصل اول

 

طبقه­ بندی روش­های تعیین مشخصات مواد براساس نحوه عملكرد

 

طبقه­بندی روش­های تعیین مشخصات مواد براساس نحوه عملكرد[4-1].

 

مقدمه:

 

پیشرفت­های اخیر در فناوری نانو مربوط به توانایی­های جدید در زمینه اندازه­گیری و كنترل ساختارهای منفرد در مقیاس نانو می­باشد.

 

در علوم مختلف مهندسی، موضوع اندازه­گیری و تعیین مشخصات از اهمیت كلیدی برخوردار است به طوری كه ویژگی­های فیزیكی و شیمیایی مواد، به مواد اولیه­ی مورد استفاده و همچنین ریزساختار یا ساختار میكروسكوپی به دست آمده از فرایند ساخت بستگی دارد.

 

به عنوان مثال برای شناسایی مواد ، بدیهی است كه نوع و مقدار ناخالصی­ها، شكل و توزیع اندازه ذرات، ساختار بلورین و مانند آن در ماهیت و مرغوبیت محصول اثر دارند.

 

در ضمن برای مطالعه ریزساختارها، نیاز بیشتری به ابزارهای شناسایی و آنالیز وجود دارد. در ریزساختار یا ساختار میكروسكوپی مواد، باید نوع فازها، شكل، اندازه، مقدار و توزیع آن­ها را بررسی كرد. در ادامه با توجه به اهمیت دستگاه­ها و روش­های اندازه­گیری و تعیین مشخصات به طبقه­بندی این روش­ها پرداخته می­شود.

 

-1 روش­های میكروسكوپی

 

با استفاده از روش­های میكروسكوپی تصاویری با بزرگنمایی بسیار بالا از ماده بدست می­آید. قدرت تفكیك تصاویر میكروسكوپی با توجه به كمترین قدرت تمركز اشعه محدود می­شود. به عنوان مثال با استفاده از میكروسكوپ­های نوری با قدرت تفكیكی در حدود 1 میكرومتر و با استفاده از میكروسكوپ­های الكترونی، و یونی با قدرت تفكیك بالا در حدود یك آنگسترم قابل دسترسی است. این روش­ها شامل TEM،AFM ،SEM ،STM می­باشد[6،5].

 

1-2 روش­های براساس پراش

 

پراش یكی از خصوصیات تابش الكترومغناطیسی می­باشد كه باعث می­شود تابش الكترومغناطیس در حین عبور از یك روزنه و یا لبه منحرف شود. با كاهش ابعاد روزنه به سمت طول موج اشعه الكترومغناطیسی اثرات پراش اشعه بیشتر خواهد شد. با استفاده از پراش اشعه ایكس، الكترونها و یا نوترونها و اثر برخورد آن­ها با ماده می­توان ابعاد كریستالی مواد را اندازه­گیری كرد. الكترونها  و نوترونها  نیز خواص موجی دارند كه طول موج آن به انرژی آن­ها بستگی دارد. علاوه بر این هر كدام از این روش­ها خصوصیات متفاوتی دارند. مثلا عمق نفوذ این سه روش در ماده به ترتیب زیر می­باشد. نوترون از اشعه ایكس بیشتر و اشعه ایكس از الكترون بیشتر می­باشد.

 

1-3 روش­های طیف سنجی

 

استفاده از جذب، نشر و یا پراش امواج الكترومغناطیس توسط اتم­ها و یا مولكول­ها را طیف سنجی گویند. برخورد یك تابش با ماده می­تواند منجر به تغییر جهت تابش و یا تغییر در سطوح انرژی اتم­ها و یا مولكول­ها شود، انتقال از تراز بالای انرژی به تراز پایینتر، نشر و انتقال از تراز پایین انرژی به تراز بالاتر، جذب نامیده می­شود. تغییر جهت تابش در اثر برخورد با ماده نیز منجر به پراش تابش می­شود.

 

طیف سنجی جرمی

 

روش­های طیف سنجی جرمی از تفاوت نسبت جرم به بار اتم­ها و یا مولكول­ها استفاده می­کنند. عملكرد عمومی یك طیف سنجی جرمی بصورت زیر است:

 

1 – تولید یون­های گازی

 

2 – جداسازی یون­ها براساس نسبت جرم به بار

 

3 – اندازه­گیری مقدار یون­ها با نسبت جرم به بار ثابت