indication innovation in concreto

ترمیناتور2........،اُلگوئی برای حفاظت خوردگی

ابتدا مختصری درباره فیلم ‎ نابودگر( The Terminator)
کارگردان : جیمز کامرون
بازیگران آرنولد شوارزنگر، مایکل بین، لیندا همیلتون
نابودگر( The Terminator )یکی از آثار کلیدی دهه ۱۹۸۰ میلادی محسوب می‌شد. فیلم در صحنه‌های اولیه مخاطب را به سال ۲۰۲۹ می‌برد؛ دورانی که در بحبوحه جنگ هسته‌ای، ماشین‌ها و روبات‌ها عملا کنترل زمین را به دست گرفته‌اند و مشغول نابود کردن آخرین انسان‌های باقی‌مانده هستند. نابودگر با بازی عالی آرنولد شوارزنگر که یک سایبورگ یا ربات انسان‌نما است، به سال ۱۹۸۴ فرستاده می‌شود تا زنی جوان به نام «سارا کانر» (با بازی لیندا همیلتون)‌ را که مادر جان، ناجی بشریت در جدال با روبات‌ها خواهد بود بکشد. به دنبال او نیروهای بشری نیز یک جنگجوی جوان را به اسم «کایل ریس» می‌فرستند تا از سارا در مقابل نابودگر دفاع کند. این دو فرستاده درگیر رقابتی پرفراز و نشیب می‌شوند تا این که در انتها نابودگر از بین می‌رود و ماه‌ها بعد سارا که از آن جنگجوی جوان باردار‌است، تصمیم می‌گیرد نام فرزندش را جان بگذارد. ترمیناتور نمونه‌ای تاثیرگذار بر سینمای پس از خود و آغازگر موج تازه‌ای از فیلم‌های علمی تخیلی بود. با این که فیلم با بودجه‌ای پایینی ساخته شد، نمونه‌ای کامل و استادانه‌است که نشان از توانایی کامرون به عنوان کارگردانی مسلط و صاحب سبک دارد. جلوه‌های ویژه و فنی فیلم تا پیش از این به این شکل تجربه نشده بودند و تاثیر آن بر سینمای پس از خود نیز بسیار مشهود بود. خود نابودگر با طراحی استن وینستن نیز تبدیل نمونه‌ای منحصر به فرد در تاریخ سینما شد و در نهایت فیلم به همراه قسمت دوم آن تبدیل به بهترین نقش‌آفرینی‌های آرنولد شوارزنگر شد.
منبع: ویکی‌پدیا (فارسی)

 ...واکنون این فیلم (Science-Fiction) الگوئی برای حفاظت از خوردگی

پوشش های خود ترمیم شونده :
همه چیز با"آندروئید"(Android)درفیلم ترمیناتور2شروع شد.اوزخم های ایجاد شده در بدن فلزی اش را در زمانی بسیار کوتاه ترمیم می کرد . این ترمیم شوندگی –حد اقل –در فیلم جیمز گامرون به خوبی پیش می رفت ! سوراخ های ایجاد شده در بدن فلزی آرنولد در فقط چند ثانیه ازطریق جریان یافتن یک فلز مایع به محل مورد نظر بسته می شد. محققانِ جستجوگر سعی کردند از این "توانائی" آندروئید درتکنیک بهره گیری کنندونتیجه تلاشهای آنان به ساخت موادی منتهی شدکه هم اکنون درحال گذراندن تست های  کاربردی ومیدانی  می باشد .
خوردگی در بتون :*
یکی از "مواد خود ترمیم شونده" که درحال حاضر دردانشگاه صنعتی Delft درهلند نتایج ملموسی را ببار آورده است ،یک نوع بتون می باشد که تحت عنوان "بتون باکتریل"(باک تهِ ری یل) نامیده می شود . دراین خصوص ماجرا از این قرار است که درون بتون باکتری هائی جاسازی می شوند که به مجرد ایجاد –به عنوان مثال- یک تَرک موئی در آن،رطوبت به داخل آن نفوذ کرده ودر اثرآن باکتری ها فعال می شوند ،باکتری هائی که آهک تولید وترشح می کنند! مواد غذائی لازم برای باکتری ها ، Yeastextract and Peptone ، نیز از ابتدا به بتون اضافه شده است .آهک ترشح شده نیز به مروردر هوا سخت گردیده و بتون یا بهتر است بگوئیم شکاف ایجاد شده درآن را-عملاً خود بخود- ترمیم می کند. آقای Henk Jonkers سرپرست گروه که روی این پروژه کار می کند معتقد است که .... " ما اولین مورد ازاین بتون را برای تست های میدانی در سال آینده برنامه ریزی کرده ایم ...این تست ها که حدوداً در یک دوره زمانی پنج ساله انجام خواهد شد آخرین نتایج را نشان خواهند داد." (تصویر : تَرک خوردگی در بتون وترمیم آن)

 خوردگی در فلزات :
......" خوردگی پدیده ای است که معمولاً دست کم گرفته می شود "....این جمله از آقای Ralf Feser از آزمایشگاه تکنیک های حفاظت خوردگی دردانشگاه صنعتی weiß  Südwestfalen می باشد .وی همچنین معتقد است که " براساس بررسی های آماری جدید توسط وزارت حمل ونقل آمریکا ،حدوداً 3تا4% از تولید ناخالص ملی در کشورهای صنعتی ازطریق خوردگی ازدست می رود" .
بنا بر بررسی ها و مطالعات انجام شده در بخش تکنیک های تولید واتوماسیون در موسسه فران هوف آلمان در اشتوتگارت (Stuttgart  Fraunhof/)،میتوان ضایعات ناشی ازخوردگی را به کمک پوشش های هوشمند به حد اقل رساند .درپروژه ای که به همین منظور در موسسه فوق الذکر در دست انجام است ،روش جدیدی به کار گرفته می شود که در آن کپسول هائی در ابعاد نانومتری حاوی مواد ترمیم کننده به صورت مایع درون پوشش اعمال شده روی سطوح فلزی به نوعی"جاسازی" شده اند. این مواد جاسازی شده -در زمان بروز آسیب دیدگی- به طرق مختلف فعال می شوند ،به عنوان مثال ترکیبات حاوی فسفات در مورد فلزاتی مانند روی ویا مواد اکسید کننده ای که باعث ایجاد ترکیبات غیر آلی حفاظت کننده از سطوح فلزی می شوند . پوشش های پلی اورتانی نیز در این میان از نتایج خوبی خبر می دهند ،پوشش هائی دوجزئی که حاوی کپسول هائی از پلی اُل و پلی ایزوسیانات –دست نخورده- را درون پوشش به همراه دارند .دراین پوشش ها -در صورت آسیب دیدن- از هر دونوع کپسول ایزوسیانات و پلی اُل "باز" شده وپس از ترکیب با یکدیگر محل آسیب دیدگی را ترمیم می کند. (تصویر : تَرک خوردگی در یک پوشش)  

منبع خبری :
بخش دانش مجله اشپیگل 27.10.2009
* توضیح :
خوردگی :
خوردگی بر اساس استاندارد آلمانی( DIN 50900 )عبارت است از مجموعه واکنش های یک ماده مصرفی با  محیط اطراف خود، مشروط به اینکه این واکنش ها منجر به یک تغییر قابل اندازه گیری در آن ماده شده و نتیجه آن کاهش و یا نقصان در عملکرد وکارایی آن ماده/ قطعه و یا دستگاه باشد. براساس این تعریف خوردگی فقط مختص فلزات نیست بلکه مواد دیگر از جمله مواد معدنی (مانند بتن) و یا  مواد مصنوعی ( پلاستیک ها) را نیز شامل می شود. .

پلی مرهای بیوژن،"ترش"و مدیفاید شده با سیلان....
.....باکاربرددر درحفاظت خوردگی

سلولز یک پلی مربیوژن است که به عنوان یک ماده شیمیائی تجدید شونده توجه زیادی را به خود جلب کرده وروز به روز براهمیت آن افزوده می گردد. گروههای هیدروکسیل متصل به سلولز این ترکیب را به یک ترکیب مولتی فونکسیونل مبدل کرده وامکان سنتزهای فراوانی راباآن از طریق همین گروههای هیدروکسیل میسر ساخته است .به عنوان مثال می توان سلولز را با ارگانوفسفات هامدیفاید کرده وسپس در مراحل بعدی این فسفات مدیفاید شده را از طریق پروتون های هنوز موجوددرآن با آمین خنثی وتبدیل به نمکهای محلول درآب نمود  (تصویر)

یکی از ویژگی های اتصال پلی مر بیوژن یعنی سلولز به (ارگانو)-فسفات این است که گروههای فسفات از انواع متفاوت از قابلیت های خوبی برای ایجاد چسبندگی روی سطح فلزات –حتی اندکی اکسید شده- برخوردار می باشد.این پلیمرهای سلولزی مدیفاید شده با فسفات حتی بدون خنثی سازی با آمین –به دلیل وجود گروههای هیدروکسیل کافی- درآب ویا حد اقل در مخلوطی از آب و اتانل ،محلول بوده و قابلیت پاشش روی زیرآیند های مورد نظر را دارامی باشد.با این حال یکی از مزیت های پروسه خنثی سازی پلی مر اسیدی (ترش) با آمین ،ایجاد محصولات محلول درآب می باشد.دراینجا لازم به اشاره است که میزان فسفات (وسلولز) به ترتیبی انتخاب می شود که (هنوز) گروههای فسفات (کاملاً) متصل نشده باقی بماند که دراین صورت به افزایش چسبندگی کمک شده است! در مورد آمین های مصرفی(تصویر فوق)،یعنی هیدرازین ،تری اتیل آمین ،مورفولین (Morpholin (Tetrahydro-1, 4- oxazin )و....در سنتز فوق قابل اشاره است که این آمین ها معمولاً-وبه خودی خودنیز- به عنوان اینهیبیتور ها (بازدارنده ها) از قابلیت های خوبی برخوردار بوده وبه عنوان بازهای(ضعیف) –باجذب پروتون- منجر به افزایش PH شده وبدین ترتیب مقداری از پتانسیل خوردگی کاسته می شود .البته  مزیت مهم (وشاید اصلی)استفاده از این آمین ها در سنتز، در جای دیگری نهفته است که درتصویر تشریحی زیر به آن خواهم پرداخته شده است.
مکانسیم حفاظت خوردگی در پلی مرهای "ترش"

....."خود" تریمیم شوندگی ازطریق سیلان :
کپی برداری از طبیعت :
زمانی که بدنه یک درخت جوان به دلایلی زخمی می شود ،درمحل زخم موادی ترشح می شود که به مجرد قرارگرفتن در جوار اکسیژن (هوا) از طریق واکنش هائی از نوع اُکسی-پلیمریزاسیون ،سخت شده وبا مسدود کردن محل زخم ،از ورود قارچ ها وباکتری ها به درون درخت جلوگیری می کند .این مورد را می توان بخصوص در جنگل های سوزنی برگ ها به کرات مشاهده کرد .در این درختان ماده یا عصاره ای که از محل زخم خارج می شود از نوع ترکیبات دی ترپن حاوی باندهای دوگانه بوده که سخت(یا نیمه سخت) شده آن با هوا در اصطلاح عمومی (و عامیانه) به اَنگُم ،معروف است .  
دراینجا نیز با بروز آسیب دیدگی در سطح (فیلم) سیلان های"آزاد"درمجاورت آب یا رطوبت ابتدا هیدرولیز شده و سپس با ایجاد اتصالاتی از نوع( - ----Si-O-Si) مستحکم می شود.(همانگونه که درمکانیسم سخت شدن درآستری های "اتیل سیلیکات " معرف حضورتان می باشد). 

   در این باره بازهم خواهم نوشت .

..Rhombodera basalis......
استفاده از رنگ ها به عنوان ابزار دفاعی !

این حشره که برای اولین بار در سال 1842توسط DE HAAN شناسائی ونامگذاری شد درهندوسان ، مالزی ،تایلند وسایرمناطق جنوب شرقی آسیا زندگی می کند. اندازه نوع نرآن به10 ونوع ماده به 12 سانتیمتر می رسد .
.....نه برای زیبائی که برای شکارکردن ویا شکار نشدن به حالت درون تصویر(قسمت چپ) درمی آید .حشره دراین حالت از رنگهای متنوع خود بیشتر برای ترساندن دشمن مصمم برای خوردن او –به عنوان مثال یک پرنده- استفاده می کند. و حتی درحالتی که فقط سایه یک پرنده را مشاهده کند ،رنگهایش را به نمایش می گذارد.
ضمناً :
تصویر مورد اشاره ،یکی ازتصاویری است که درمسابقه"تصاویر علمی" سال 2009 که مشترکاً توسط مجله فوکوس (Focus) و" انجمن شرکت های تحقیقاتی دارو"( *(VFA همه ساله برگزار می شود، شرکت داده شد.جایزه برنده اول این مسابقه برای سال جاری 20000 (بیست هزار) یورو میباشد .
* Verband der forschenden Pharma-Unternehmen(VFA)
منبع:
Bilder der Wissenschaft
FOCUS، 22.09.09

***********************************************

کره مریخ وسطح "زنگ زده" آن....

...تبدیل ماگنتیت به هماتیت...

سطح وآتمسفر مریخ به رنگ قرمز است ،رنگی که ناشی از وجود هماتییت -اکسید آهن اخرائی- می باشد. تاکنون فرض براین بود که آهن موجود در مریخ در اثر رطوبت به هماتیت تبدیل شده است .این تئوری که تا به امروز جهت تشریح رنگ قزمز مریخ طرفدران زیادی داشت وبه خصوص مبنائی برای وجود آب در ادوار گذشته در مریخ محسوب می گردید در شرف باطل شدن است .علت این امر آزمایشاتی است که یک  گروه از محققان دانمارکی به سرپرستی Jonathan Merrison در آزمایشگاه های شبیه سازی کره مریخ انجام داده و به کنفرانسی در پتسدام (Potsdam ) گزارش دادند. نامبرده در این کنفرانس اظهار داشت " ....مریخ می بایست قاعدتاً بجز مناطق قطبی آن به رنگ مشکی می بودزیراکه مقادیر قابل توجه ای ماگنتیت (اکسید آهن سیاه) درآنجا وجود داشته است ،درصورتیک سطح وآتمسفر مریخ قزمز رنگ است و ما علت وجودی این رنگ قرمز در سطح و آتمسفر مریخ را تاکنون ،تبدیل این ماگنتیت به هماتیت در مجاورت آب حدس می زدیم ،درحالیکه برای تبدیل ماگنتیت به هماتیت الزاماً نباید آب وجود داشته باشد.". ......" ما برای اثبات ادعای خودیعنی تبدیل ماگنتیت به هماتیت مقداری شن (سیلیس) را درو ن یک بطری –فاقد اکسیژن- ریخته و بطری را به سرعت به چرخش درآورده و این عمل را بدون وقفه ماهها ادامه دادیم ،بطوریکه سیلیس درون بطری عملاً در شرایطی قرارداشت که در جو مریخ حاکم است . در این مدت بطری حدود 10 میلیون بار به صورت سربالا و سرپائین قرار گرفت ....پس ازکذشت حدود هفت ماه چرخش مستمر،مقداری حدود 8%از شن درون آن در اثر سایش  به گرد بسیارنرمی تبدیل شده بود ....مانند گردی که در سطح مریخ وجود دارد ...ما آزمایش را تکرار کرده و این بار مقداری ماگنتیت به آن اضافه کردیم وپس از طی مدت اشاره، درکمال ناباوری قرمز شدن سطح درونی بطری را در اثر وجود پودر قرمز رنگ نرمی شاهد بودیم که پس از آزمایش مشخص گردید که این پودر چیزی نیست جز هماتیت ! ... این تغییر مدیفیکاسیون نه در اثر رطوبت و نه دراثر دما بلکه فقط در اثر سایش ایجاد گردیده است ...."
منبع:
NPO,Europlanet Research Infrastructure (RI) Sep. 2009
                        =====================================
در باره اکسید های آهن (قابل توجه رنگ سازها)
اکسید آهن مشکی دردمای 180 درجه سانتیگراد ابتدا به رنگ قهوه ای درآمده وسپس در 350 درجه سانتیگراد به مدیفیکاسیون قرمزتبدیل می شود.اکسید آهن زرد(گل ماشی) نیز همین مسیر را تا قرارگرفتن درباثبات ترین مدیفیکاسیون یعینی نوع قرمز،طی می کند.قابل اشاره اینکه نوع مشکی دارای ویژگی فرومغناطیسی   می باشد. این تغییر وتحول در مدیفیکاسیون ها را میتوان به آسانی تست کرد .برای این کار مقداری اکسید آهن مشکی و مقداری اکسید آهن زرد یا گل ماشی را در یک درب قوطی فلزی کوارت یا ربعی ریخته وآنرا روی یک صفحه گرم کن برقی یا شعله کوچک چراغ گاز قرار می دهیم. پس از کوتاه زمانی قرمز رنگ شدن هر دو نمونه را شاهد خواهیم بود. 

سرنج ،پيگمنتي با بيش از 2000  سال قدمت .......
...يك پيگمنت حفاظت خوردكي پرتوان .......ولي ممنوعه !
(بخش دوم) 

سرنج و حفاظت خوردگي :

مكانيسم عملكرد سرنج به عنوان -قديمي ترين- پيگمنت ضد خوردگي  بر سه محور استوار است .

الف-الكترشيميائي (در منطقه كاتد):

آن بخش از يون فلز سرب كه با عدد اكسيداسيون 4  در كمپلكس اورتوپلمبات  قرار دار،از طريق پتانسيل بالاي اكسيداتيو خود اثر پاسيواسيون روي سطح ميگذارد .واكنش هاي مربوطه در اين تأثير گذاري در منطقه كاتد رخ داده و.....................

ب-شیمیائی،

ج-فیزیکی  

                         گوجه فرنگی ،کارتینوئید ها .....                     ...لیکوپن و رنگین کمانِ (شیمیائی)آن

 رنگ نارنجی –قرمز گوجه فرنگی عمدتاً از وجود لیکوپن موجود درآن ناشی می شود .میزان لیکوپن در گوجه فرنگی رسیده بین 3تا 6 میلی گرم بر 100گرم می باشد . در عصاره ،کنسرو و بخصوص رب گوجه فرنگی این مقدار افزایش یافته و به 62 میلیگرم بر 100 گرم رب گوجه فرنگی می رسد ...
"هرچه بیشتر بجوشه قرمز تر میشه ".!
ساختار لیکوپن همانگونه که در تصویر مشاهده می شود ،یک کربن هیدروژن ("هیدروکربور") است، با طول زنجیر بلند ویک سیستم غیر مستقرالکترونی پی( π )با 11 باند دوگانه کونژوگه که عامل جذب نور آبی-سبز و رنگ مکمل نارنجی –قرمز می باشد . حال کافیست ما یک گوجه فرنگی را از پشت یک شیشه یا طلق سبز رنگ مشاهده کنیم ...در این صورت گوجه فرنگی ما ؟؟؟- رنگ خواهد بود !
مواد مورد نیاز :
آب برم اشباع (برم آب )، آب گوجه فرنگی (غلیظ شده)،سدیم تیوسولفات

 تشریح:
واکنش بین برم ولیکوپن یک واکنش افزایشی و دومرحله ای است ،در پله اول ابتداتأثیراتی متقابل بین یک  ملکول برم و الکترون های پی( π) از پیوند دوگانه حاکم می شود که نتیجه آن بوجود آمدن یک کمپلکس انتقال بار یا Charge-Transfer-Komplex (1)  می باشد . در این مجموعه ملکول برم بصورت پلاریزه شده قرار دارد .(قسمت اول تصویر)
در مرحله دوم از واکنش، ملکول برم که قبلاً پلازیره شده، تجزیه می شود . ازاین میان کاتیون (مثبت) بسوی الکترونهای (منفی) از پیوند دوگانه متمایل گشته وسپس به آن متصل می شود (حمله الکتروفیل) ، نتیجه این رخداد، بوجود آمدن یون برومونیوم (مثبت) می باشد .دراینجا اتم دیگر برم نیز بصورت برمید (منفی) در محیط قرار دارد .این آنیون (برم) که خصلت  نوکلئوفیلی دارد و فضای زیادی را اشغال می کند ( بزرگی یون!) "از پشت"به یون برمونیوم حمله کرده،یک آدیتسیون نوکلئو فیل راکامل می کند وبدین ترتیب اتصال دوگانه مورد حمله قرارگرفته نیر موجودیت خود را از دست می دهد ! (قسمت دوم تصویر).
 نتیجه نهائی واکنش دوتکه شدن لیکوپن است واین به معنی کوتاه تر شدن سیستم غیر مستقر الکترونی پی واز این طریق ،کوتاهتر شدن طول موج جذب ....(به طرف یو وی متمایل می شود) ....و این یعنی " بی رنگی"

نحوه ظهور "رنگین کمان" :
درکمپلکس انتقال بار ، میان یک بخش که گرایش به الکترون دهندگی (donor )-دراینجا آلکن-و یک بخش الکترون گیرنده (acceptor )-دراینجا برم- جذب نور و برانگیختگی الکترون ها از ترم های HOMO بهLUMO  (2) درمحدوده انرژی نور نارنجی –قرمز باعث رویت رنگ آبی می شود . حال وبا افزودن مقدار برم –با رنگ زرد-قهوه ای-، رنگ آبی قبلی به سبز متمایل می گردد،وبا افزودن باز هم بیشتر برم ،رنگ مشاهده شده به زردی می گراید ...رنگ قرمزنیزناشی  از لیکوپن واکنش نکرده می باشد .
بی خطر سازی برم :
محتوای سیلندرها را در یک بشر 500 میلی لیتری ریخته و به آن محلول اشباع شده سدیم تیوسولفات  اضافه کنید .
توضیحات:
(1)كمپلكس هاي انتقال بار يا Charge-Transfer ،
تعريف :
عنوان فوق عبارت است از اتصال(نه چندان محكم ) بين ملكول ها( از يك نوع يا متفاوت)كه در آن يكي از ملكول ها "فقير از لحاظ الكترون " و لذا الكترون گيرنده (Elektronenacceptor) و ديگري "غني از الكترون" ولذا الكترون دهنده (Elektronendonator) يا (Elektrondonor) مي باشند . در يك چنين اتصالي، بارهاي منفي ازالكترون دهنده به الكترون گيرنده بصورت بر گشت پذير در حركت هستند .اين انتقال بار كه در محدوده انرژي بين 40تا 70 كيلوكالري بر مول -متناسب باطول موجهاي 400تا 700 نانومتر-(بصورت منفرد)رخ ميدهد ،معمولاً با "رنگ" همراه است .
اين پديده كه به  Elektron-Don(at)or-Acceptor Komplexe معروف است از طرف IUPACتحت عنوان Charge-Transfer-complexe نام گذاري شده است.
(2)
HOMO (highest occupied molecular orbital)
LUMO (lowest unoccupied molecular orbital)