از زمان کشف مواد پرتوزا در سال 1896 توسط هنری بی کوریل، دانشمندان به شدت علاقمند به مطالعه خواص مختلف مواد پرتوزا از جمله خواص حرارتی و ترموفیزیکی این مواد شدند. پروژه مانهاتان و مواد پرتوزای مصنوعی که بعدها به وجود آمد، منجر به گسترش فعالیت ها در راستای به دست آوردن داده های ترمو فیزیکی مواد پرتوزا شد. اطلاعات پیرامون خواص این مواد باکمک راکتورهای هسته ای گسترش پیدا کرده است. به دلیل شرایط خاص مواد پرتوزا، مطالعات گرماسنجی در مورد این مواد از حساسیت های بالایی برخوردار است و مشکلات این گونه اندازه گیری ها در مورد این مواد نیز، در مقایسه با مواد طبیعی دیگر، گسترده تر است. گرماسنجی مواد پرتوزا دارای دو مشکل اساسی است: اولی اثرات تخریب حرارتی و دومی مصونیت آزمایشگر در مقابل تابش های پرتوزا که در این مقاله این دو مشکل مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در علم پزشکی تشخیص زودرس، ارزان و سریع بیماری ها از اهمیت ویژه ای برخورداراست. از جمله روشهای تشخیصی که امروز توجه زیادی را به خود جلب کرده است، استفاده از نشانگرهای زیستی در قالب روشهای پروتئومیکس است. اگرچه بکارگیری این روشها، مشکلات بسیاری را حل کرده است، اما گران بودن و زمان بر بودن و همچنین عدم قابلیت شناسایی کمپلکس های پروتئینی از جمله نواقص این روشها است. روش گرماسنجی روبش دمایی به دلیل دقت و حساسیت بالا روشی مؤثر در تشخیص مراحل اولیه بیماری از طریق ردیابی نشانگرهای زیستی است. نمودار گرمایی نمونه افراد سالم، به عنوان امضای زیست شناختی اختصاصی بیانگر مجموع وزنی تغییرات ساختار پروتئین های تشکیل دهندة نمونه در حالت سلامت و بیماری است. گرچه قضاوت قطعی درباره کارایی این روش نیازمند بررسیهای بیشتر است، اما مطالعات حاضر بیانگر کاربرد این روش در زمینه تشخیص نوع، مرحله بیماری و حتی بررسی روند بیماری ها بوده و مکمل مناسبی برای روشهای پروتئومیکس محسوب می شود. در این مقاله به کاربرد گرماسنجی روبش دمایی در پزشکی همراه با شرح مبانی نظری و عملی آن پرداخته می شود.

مهم ترین عامل پذیرش ارقام برنج توسط مصرف کننده ایرانی کیفیت پخت و خوراک آن است. این تحقیق به منظور تعیین دقیق درجه حرارت ژلاتینی شدن نشاسته برنج به دو روش لیتل و گرماسنجی افتراقی، روی 10 نمونه از ارقام برنج محلی ایرانی انجام شد. ارقام انتخاب شده از نظر میزان آمیلوز و نمره دهی خواص ژلاتینی بر اساس روش لیتل در یک گروه بودند. با استفاده از منحنی حاصل از دستگاه گرماسنج افتراقی، معیارهایی نظیر انرژی لازم برای ژله ای شدن و درجه حرارت لازم برای شروع و تکمیل ژلاتینی شدن در ارقام مختلف به دست آمد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ارقام مختلف برنج از نظر کلیه خصوصیات حاصل از روش گرماسنجی افتراقی تفاوت های معنی دار وجود دارد، در حالی که در داده های حاصل از روش لیتل تفاوت معنی داری بین ارقام مشاهده نشد. بیشترین انرژی مورد نیاز برای غلبه بر ساختار کریستالی و ایجاد یک حالت ژلاتینی در رقم دم سرخ (11.48 ژول بر گرم) و کمترین مقدار در رقم حسن سرایی (6.44 ژول بر گرم) بود، در حالی که ارقام دم سرخ و حسن سرایی در روش لیتل نمره نزدیکی را از نظر میزان تغییرات در محیط قلیا نشان دادند. در ارقامی با آمیلوز مشابه، ایجاد کمپلکس بین آمیلوز- لیپید، باعث استحکام بیشتر ساختار کریستالی نشاسته شده و انرژی بیشتری برای غلبه بر آن در حین پخت نیاز است. نتایج نشان داد که همبستگی معنی داری بین درصد چربی و انرژی مورد نیاز برای ژلاتینی شدن در سطح احتمال 5 درصد وجود دارد. در مقایسه میانگین داده ها، کمترین درجه حرارت مورد نیاز برای شروع ژلاتینی شدن در رقم دم سفید (64.82 درجه سانتی گراد) و بیشترین آن در رقم دم سیاه (67.70 درجه سانتی گراد) بود. همچنین، همبستگی معنی داری بین درجه حرارت مورد نیاز برای شروع ژلاتینی شدن و درصد چربی در سطح احتمال یک درصد وجود داشت. نتایج این پژوهش نشان داد که روش لیتل یک روش سریع و مقرون به صرفه برای انتخاب ارقام و لاین هایی که نمره ژلاتینی شدن مناسبی (5-3) دارند، می باشد، اما در مواردی که روش لیتل قادر به توضیح تفاوت های بین ارقام نیست، روش گرماسنجی افتراقی می تواند جزئیات بیشتری از تفاوت های پخت بین ارقام برنج را توضیح دهد.

امروزه با توجه به اهمیت ملاحظات زیست محیطی، تولید رزین های پایه آبی با روش پلیمریزاسیون امولسیونی مورد توجه قرار گرفته است. گرماسنجی واکنش، ابزار توانمندی برای پایش، کنترل و بررسی سینتیک این واکنش هاست. گرماسنجی این توانایی را دارد که با اطلاعات بسیار کم و ساده از فرآیند مانند داده های دمایی، مقادیر گرمای واکنش و میزان تبدیل (که اندازه گیری مستقیم آن ها مشکل است) را با سرعت و دقت بالا برآورد کند. موضوع مهم در این روش، یافتن مدل ریاضی مناسب از فرآیند و شناسایی دقیق پارامترهای آن به منظور دست یابی به پاسخ هایی با دقت و صحت بالاست. از آنجایی که این مدل ها از عبارات متفاوت و پیچیده ای تشکیل می شوند، مشخص کردن اهمیت هرکدام از عبارات به منظور دستیابی به مدلی که دقت مطلوبی داشته باشد، بسیار مهم است. در این مقاله در ابتدا گرماسنجی، انواع و کاربردهای آن معرفی شده است. سپس بر اساس موازنه انرژی مدلی برای گرماسنجی واکنش در راکتور آزمایشگاهی پلیمریزاسیون به دست آمد و عوامل موثر در هر عبارت آن مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به شرایط آزمایشی، ساده سازی شده است. در پایان این مدل در تولید پلی بوتیل آکریلات در یک راکتور پلیمریزاسیون امولسیونی ناپیوسته به کار گرفته شد و صحت عملکرد مدل، با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است.

سابقه و هدف: سرخ کردن عمیق مواد غذایی در روغن یکی از متداول ترین روش های تهیه فرآورده های غذایی است. نکته حائز اهمیت این است که با وجود اثرات مطلوب سرخ کردن بر ویژگی های حسی مواد غذایی، استفاده مکرر از روغن سرخ کردنی با هیدرولیز و اکسایش روغن در حضور حرارت و آب ماده غذایی همراه است که منجر به تخریب روغن می شود. بسیاری از محصولات حاصل از تجزیه روغنهای خوراکی برای سلامتی انسان مضر هستند، زیرا سبب از بین بردن ویتامین ها، مهار آنزیم ها و به طور بالقوه باعث اختلال در دستگاه گوارش می شوند. از اینرو بررسی پایداری حرارتی روغن های خوراکی اهمیت زیادی می یابد. در سال های اخیر استفاده از روش های تجزیه حرارتی به منظور تعیین پایداری روغن های خوراکی افزایش یافته است که دستگاه گرماسنج روبشی تفاضلی نیز(DSC) یکی از مهمترین این روش ها می باشد. از DSC همچنین می توان برای تعیین خصوصیات پروفایل های ذوب و تبلور مانند گرمای انتقال، و نمودار فازی مواد که حاوی ترکیبات لیپیدی هستند و شناسایی تقلبات در لیپیدها استفاده نمود.مواد و روش ها: در این پژوهش آزمون های تعیین ترکیب اسیدهای چرب، عدد پراکسید، آنیزیدین، توتوکس، اسیدیته و ترکیبات قطبی کل بر روی نمونه های روغن بادام زمینی، سبوس برنج و مخلوط 5، 10 و 15 درصد (وزنی/ وزنی) روغن سبوس برنج در روغن بادام زمینی انجام شد و به مدت 8 ساعت در فواصل زمانی هر 2 ساعت یکبار آزمون های فوق بر روی نمونه ها تکرار گردید.یافته ها: با افزایش زمان حرارت دهی روغن ها تمام شاخص های شیمیایی بطور معنی داری افزایش یافتند (05/0p <). تنها عدد پراکسید بصورت نوسانی افزایش و سپس با کاهش همراه بود. نتایج آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی نشان داد با افزایش زمان حرارت دهی روغن آنتالپی و دمای تشکیل پیک کریستالیزاسیون بطور معنی داری کاهش می یابد(05/0p <). معادلات رگرسیونی برای پیش بینی هر یک از شاخص های شیمیایی با استفاده از دمانگاشت های DSC ارائه شد. بررسی همبستگی بین نتایج DSC و شاخص های شیمیایی با روش همبستگی پیرسون نشان دهنده همبستگی بالا و معکوس بین آنها بود (ضریب همبستگی پیرسون نزدیک به 1-). به طوری که با افزایش زمان حرارت دهی شاخص های شیمیایی روندی افزایشی و شاخص های DSC روندی کاهشی داشتند. هر کدام از روغن های بادام زمینی و سبوس برنج مقاومت خوبی تا ساعت هشتم حرارت دهی از خود نشان دادند. اما مخلوط های این دو روغن به ویژه در میزان اختلاط بالا مقاومت کمتری از خود در برابر حرارت نشان دادند. نتیجه گیری: بایستی خاطر نشان کرد که استفاده از DSC جهت شناسایی پایداری حرارتی روغن های گیاهی به جای بررسی پارامترهای شیمیایی که برای محیط زیست می توانند خطرناک باشند و احتیاج به افراد آموزش دیده دارد، روشی سریعتر، ساده تر و ارزانتر می باشد. از اینرو با تکیه بر روش های تجزیه حرارتی می توان از ویژگی های این روش ها مانند سهولت در آماده سازی نمونه، مقدار اندک نمونه برای آزمایشات، نتایج دقیق، تکرارپذیری و عملکرد آسان آنها در صنایع غذایی و به ویژه بررسی پایداری روغن های خوراکی حرارت دیده استفاده نمود.

در این تحقیق، به اصول اندازه گیری رطوبت اشباع فیبر (FSP) چوب با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) پرداخته شد و نتایج آزمایشگاهی در مورد انواع گونه های چوبی و چوب های اصلاح شده ارائه شد. این روش اندازه گیری بر این تئوری استوار است که آب آزاد موجود در حفره های سلولی در اثر کاهش دما یخ زده ولی آب پیوندی یخ نمی زند. بنابراین، با استفاده از اندازه گیری آنتالپی ذوب چوب خیس منجمد شده می توان میزانFSP  را تعیین کرد. در این شیوه میزان جذب یا آزاد شدن انرژی توسط نمونه اندازه گیری می شود، هنگامی که حرارت دیده یا خنک می شود. نتایج نشان داد که این روش اندازه گیری بسته به گونه چوبی ممکن است به میزان FSP بیشتر از 30 درصد منجر شود. هر دو روش اصلاح حرارتی و استیلاسیون موجب کاهش FSP چوب شدند ولی در فرایند استیلاسیون همبستگی خطی بین درصد افزایش وزن (WPG) نمونه و کاهش FSP وجود نداشت.

اشتعال پذیری پلیمرها یکی از چالش های عمده ای است که تولیدکنندگان صنعت پلاستیک با آن مواجه هستند. از این رو، توسعه پلیمرهای مقاوم در برابر شعله به عنوان یک ضرورت از نظر استانداردهای ایمنی در برابر آتش مدنظر بوده است. در این پژوهش، مواد پیشرفته برپایه پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی آمید 6 (PA6) و کوپلیمر اتیلن وینیل الکل (EVOH) در قالب آمیخته های دوتایی و سه تایی تقویت شده با پُرکننده های پلی فسفات آمونیوم (APP) و نانوصفحات خاک رُس (MMT) مقاوم در برابر شعله ساخته شده اند. ریزساختار این کامپوزیت های مقاوم در برابر شعله با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، مقاومت حرارتی آن ها با استفاده از تحلیل جِرم سنجی حرارتی (TGA) و رفتار مقاومت آنها در برابر شعله با روش گرما سنجی مخروطی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که قرارگیری پُرکننده ها در فازهای پلیمری، اندازه ذرات، و نیز استفاده از سازگارکننده به میزان قابل توجهی بر خواص حرارتی و مقاومت در برابر شعله تأثیر می گذارد. در نمونه هایی که تنها در آنها APP وجود دارد، افزایش مقدار APP باعث ریزتر شدن ذرات و بهبود نسبی مقاومت در برابر شعله شده است، حضور سازکارکننده نیز اندازه فاز PA6 را ریزتر کرده است. حضور فاز سوم EVOH باعث سازگاری و ریزتر شدن ذرات شده، سازگارکننده نیز تأثیری ندارد و مقاومت در برابر شعله را نیز افزایش نمی-دهد.

واکنش آبکافت کوپلیمر اتیلن- وینیل استات (EVA) به روش آبکافت قلیایی به دو طریق با استفاده از محلول سدیم هیدروکسید- متانول و پتاسیم هیدروکسید- ایزوپروپانول انجام شد و به طور سینتیکی روند تبدیل کوپلیمر EVA به کوپلیمر اتیلن- وینیل الکل (EVOH) به وسیله اندازه گیری خواص کوپلیمرهای حاصل به روش های تجزیه دستگاهی NMR و DSC بررسی شد. با استفاده از طیف سنجی NMR درصد وزنی وینیل استات و درصد آبکافت EVA محاسبه و مشخص شد که آبکافت با استفاده از محلول سدیم هیدروکسید- متانول با سرعت و مقدار بیشتر و تا حدود 100 درصد تبدیل انجام می شود. با استفاده از روش DSC نیز تغییرات دمای ذوب و DH مربوط به نمونه های تهیه شده حین فرایند با زمان آبکافت اندازه گیری و مشخص شد که کوپلیمرهای حاصل از آبکافت خاصیت بلورینگی بیشتری نسبت به کوپلیمر EVA اولیه دارند. همچنین، نتایج DSC نشان می دهد که درجه های آبکافت بیشتر در روش آبکافت EVA با محلول سدیم هیدروکسید- متانول حاصل شده است که نتایج NMR را تایید می کند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که واکنش آبکافت بر حسب روش به کار رفته بین 10 تا 30min به بیشینه مقدار می رسد.

در این پژوهش 19 نمونه فیلم خوراکی با استفاده از نشاسته اصلاح شده ( 2-0گرم)، آلبومین ( 2-0گرم)، نانو ذره اکسیدمنیزیم (5-0درصد)، تهیه و ویژگی های فیزیکوشیمیایی که شامل آزمون های رنگ سنجی، شفافیت، خواص مکانیکی، گرماسنجی و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی است بررسی شد. افزودن نانوذرات اکسیدمنیزیم به فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه نشاسته اصلاح شده و آلبومین باعث کاهش میزان شفافیت و افزایش ماتی فیلم ها و افزایش شاخص a، b و YI، بیانگر افزایش رنگ زرد در فیلم های حاوی غلظت های بالای نانوذرات اکسیدمنیزیم است و افزایش Δ Ε بیانگر کاهش شفافیت فیلم ها است. همچنین افزودن نانوذرات MgO به آن ها، استحکام و خصوصیات مکانیکی فیلم ها( استحکام کششی و کرنش تا نقطه شکست) بهبود یافت. فیلم های حاوی نانوذرات اکسید منیزیم، افزایش دما انتقال شیشه ای، دما ذوب و کاهش دما کریستالیزاسیون را نشان داد؛ که تأیید کننده تأثیر مثبت وجود نانوذرات MgO بر افزایش پایداری حرارتی فیلم های نانوبیوکامپوزیتی است. تصاویرSEM فیلم های تولیدی، سطح ناهمگن در فیلم های حاوی نانوذرات اکسید منیزیم را نسبت به فیلم های بدون نانوذرات نشان داد.