معرفی کارآمدترین آرایش بسته‌‌بندی غلات و داروها توسط دانشمند ایرانی

تعرفه تبلیغات در سایت
عنوان عکس
عنوان عکس
عنوان عکس
عنوان عکس
عنوان عکس

جستجوگر

یافته ها در جستجو

    امکانات وب

    برچسب ها

    گروهی از محققان دانشگاه ملی استرالیا به سرپرستیدکتر محمد سعادت فر،موفق به کشف روشی برای فرمول بندی کنار هم قرارگیری منظم ذرات کروی و تعمیم آن به حالت فیزیکی شدند. دکتر سعادت فر بیان می کند:

    این دانش می تواند در ساخت آسمان خراش ها روی زمین های شنی، قرارگیری دانه ها در خاک و بسته بندی داروها و رهایش آن ها در بدن (دارورسانی) به کار رود. خاک و شن از فراوان ترین مواد موجود در دنیا هستند، غلات به میزان بسیار بالا در سیلوهای غول پیکر نگهداری می شوند و داروها اغلب به شکل قرص بسته بندی می شوند. با این حال ما هنوز دقیقا نمی دانیم که ساختار آرایشی این مواد هنگامی که در کنار هم قرار می گیرند، چگونه رفتار می کند!

    sand pack model

    اعضای گروه پژوهشی دکتر سعادت فر، متشکل از ریاضی دانان و فیزیک دانان بین المللی، با استفاده از سی تی اسکن با رزولوشن بالا بررسی کرده اند که ذرات کروی در هنگامی که در ظرفی ریخته می شوند، چگونه به نظمی طبیعی می رسند. مردم فکر می کنند که این آرایش کمترین جا را اشغال می کند؛ ولی آیا واقعیت نیز چنین است؟ دکتر سعادت فر می گوید:

    اکنون ما باور داریم که سازوکار چگونگی تغییر از حالت نگه داری و بسته بندی نامرتب غلات به حالت مرتب را یافته ایم. هرگاه ذرات کروی مانند توپ فوتبال، بلبرینگ یا اتم در یک فضای محدود کنار هم قرار گیرند، کارآمدترین آرایش قرارگیری و منظم ترین آن ها با نام <<مکعبی وجوه مرکز پر>>شناخته می شود. اتم های سدیم و کلر در بلور های نمک نیز چنین آرایشی دارند. در این آرایش، فضای خالی بین کره ها کمترین حالت ممکن است و بیش از ۷۴ درصد فضا پر خواهد بود.

    FCC

    حال آن که وقتیکره ها را به صورت تصادفی در ظرفی بریزیم، آن ها به طور طبیعی این آرایش را به خود نمی گیرند و تنها ۶۴ درصد فضا را اشغال می کنند؛ بنابراین پیش فرض های مردم که قبلا بیان شد، منطبق با واقعیت نیست. این آرایش با نامکنار هم قرارگیری تصادفیشناخته می شود و نظم شکل بالا را ندارد.

    البته این گروه تحقیقاتی پیش از این نشان داده بود که اشغال فضای ۶۴ درصدی هم بدون آرایش ریاضی یا به اصطلاح، تصادفی نیست. در حقیقت هنگامی که ذرات کروی به طور تصادفی در ظرفی ریخته می شوند، آرایشی به خود می گیرند که <<چهاروجهی مرکز حجمی>> نام دارد. دکتر سعادت فر می گوید:

    پیش از این تصور می شد که کنار هم قرارگیری ذرات کروی به صورت طبیعی به شکلی کارآمدتر غیر ممکن است و نتایج آزمایشگاهی نیز این را تأیید می کردند. البته خیلی دشوار است که از آرایش طبیعی به سوی آرایش کاملا منظم حرکت کنیم. این امر نیازمند شکستن الگوهای نامنظم طبیعی و نیازمند نیروی مکانیکی قدرتمندی است. البته این نیرو باید با مقدار کاملا مشخصی وارد شود؛ نیروی کمتر یا بیشتر به آرایش منظم کریستالی منجر نخواهد شد.

    closed packing

    دکتر سعادت فر می گوید آرایش منظم تر در پیمانه کردن غلات در انجیل نیز ذکر شده است:

    پیمانه ای مناسب، فشرده شده، بیخته و لبریز به تو داده خواهد شد. زیرا هرگونه که برای مردم بسنجی برای تو نیز سنجیده خواهد شد.

    این آیه به تمامی عملیاتی که ما در آزمایشگاه استفاده می کنیم، اشاره کرده است: پرس کردن و تکانش مناسب! دکتر سعادت فر می گوید:

    البته ما پا را فراتر گذاشته ایم و معادلات ریاضی این عملیات را ابداع کرده ایم. گروه ما از روشی نسبتا جدید در ریاضیات با نامHomologyاستفاده می کند تا تصویرهای سه بعدی پرتو ایکس در مقیاس وسیع را با کمک کامپیوتر تفسیر کند. باید توجه داشته باشیم که بهبود ۱۰ درصدی حجم اشغال شده توسط ذرات کروی، در مقیاس عظیم سیلوهای غلات یا تجهیزات گران قیمت داروسازی عدد قابل توجهی خواهد بود. البته برای ذرات با اشکال متفاوت، معادلات ریاضی بسیار پیچیده تر می شود. وقتی بخواهیم سراغ توپ راگبی یا اسمارتیز برویم، کار بسیار بیشتری طلب می کند. می توانم بگویم برای چند سال آینده تنقلات محققان گروه من در آزمایشگاه، اسمارتیز خواهد بود!

    نویسنده : بازدید : 7 تاريخ : دوشنبه 1 خرداد 1396 ساعت: 3:02
    برچسب‌ها :

    آخرین مطالب

    خبرنامه

    عضویت

    نام کاربري :
    رمز عبور :