فهرست مطالب

مطالعات در دنیای رنگ - سال ششم شماره 3 (پیاپی 22، پاییز 1395)

نشریه مطالعات در دنیای رنگ
سال ششم شماره 3 (پیاپی 22، پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سمیه باصری* صفحات 3-16
    خواص بسیار عالی سیالات فوق بحرانی منجر به کاربردهای متعدد آنها در صنایع مختلف از جمله صنعت نساجی شده است. از جمله کاربردهای سیال فوق بحرانی در صنعت نساجی می توان به استفاده از آن در رنگرزی الیاف اشاره نمود. رنگرزی با استفاده از سیال فوق بحرانی روش جدید و قابل قبولی است که می تواند جایگزین روش های متداول رنگرزی شود و مشکل فاضلاب را هم ندارد. امروزه نیاز به کاهش مقدار پساب های حاوی رنگ و مواد شیمیایی در روش های متداول رنگرزی، از دیدگاه هزینه عملیات تصفیه فاضلاب و آلودگی محیط زیست بسیار حائز اهمیت می باشد. در این راستا یکی از روش هایی که ارائه شده است رنگرزی با دی اکسیدکربن فوق بحرانی می باشد. رنگرزی در دی اکسیدکربن فوق بحرانی مشابه سیستم های آبی انجام شده با این تفاوت که در رنگرزی با آب، انتقال رنگ و حرارت از طریق آب انجام می شود در حالی که در رنگرزی در محیط فوق بحرانی، این انتقال توسط دی اکسیدکربن فوق بحرانی صورت می گیرد. این محیط رنگرزی غیرسمی و غیرقابل اشتعال بوده و در عین حال ارزان قیمت نیز می باشد. همچنین دی اکسیدکربن شرایط بحرانی قابل وصولی داشته و پس از استفاده، قابلیت بازیابی و استفاده مجدد را دارد. هدف از این مقاله این است که خواننده با رنگرزی در محیط فوق بحرانی آشنا شود. با توجه به کاربرد فراوان الیاف پشم و ابریشم در صنعت نساجی و به خصوص در فرش دستباف، لذا در این مقاله به مطالعه روش های مختلف رنگرزی الیاف پشم و ابریشم در دی اکسیدکربن فوق بحرانی پرداخته شده است و به مزایا و محدودیت های این روش ها اشاره شده است.
    کلیدواژگان: الیاف طبیعی، رنگرزی، سیال فوق بحرانی، پشم، سطح فعال
  • نعیمه انزابی* صفحه 17
    دنیایی از رنگ های گوناگون در طبیعت پیرامون ما گسترده شده است که شناسایی و فهم چگونگی شکل گیری آنها در حوزه های مختلف علمی مورد توجه است. در مجموع سه منشا اصلی برای رنگ های موجود در طبیعت شناخته شده است: رنگدانه ها، بیولومینانس و رنگ های ساختاری. رنگ های ساختاری شیوه متفاوتی از تولید رنگ بدون وجود رنگدانه هستند که بسیاری از موجودات در طبیعت همانند انواع سوسک ها، پروانه ها و پرطاووس رنگ های درخشان و خیره کننده ای با قابلیت های منحصربفرد بر اساس این روش از خود به نمایش می گذارند. رنگ های ساختاری در نتیجه برخورد نور با ساختارهای ویژه ای که در مقیاس نانو و میکرو در اعضای مختلف بدن این موجودات وجود دارد، ایجاد می شوند. متداول ترین سازوکارهایی که علت به وجودآمدن رنگ های ساختاری هستند شامل تداخل لایه، پراکندگی، بلورهای فوتونیک و توری پراش می باشند که از میان آنها تداخل لایه متداول ترین روش مورد استفاده در طبیعت است. این روش ها بصورت مستقل و یا ترکیبی در طبیعت مورد استفاده هستند. به غیر از حیوانات که وجود رنگ های ساختاری در آنها بیشتر شناخته شده است، گیاهان نیز نمونه های فراوانی از کاربرد رنگ های ساختاری را در خود دارند. این مقاله به روش توصیفی-تحلیلی به معرفی سازوکارهای تولید رنگ های ساختاری با تمرکز بر روش توری پراش می پردازد. توری پراش از کمیاب ترین روش های مورد استفاده در طبیعت است که رنگ های رنگین کمان ایجاد می کند و نمونه هایی از آن در سنگ اوپال، برخی از انواع سوسک ها و پروانه ها و گیاهانی چون گل بامیه و لاله وجود دارد.
    کلیدواژگان: رنگ های ساختاری، توری پراش، تداخل لایه، پراکندگی، بلورهای فوتونیک، طبیعت
  • عفت حنیفه زاده، علی اصغر صباغ الوانی*، محسن محسنی بزرگی، شیما موسی خانی، علی امیری زرندی، فریناز کوچک، حسن سامعی، رضا سلیمی صفحات 31-38
    در سلول های خورشیدی نانوساختار، وظیفه جذب نور خورشید بر عهده حساس کننده است. پس از گذشت حدود ربع قرن از ظهور این نسل از سلول های خورشیدی، انواع حساس کننده های آن ها شامل مواد رنگزا، نقاط کوانتومی و پروسکایت ها بوده و در سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار گرفته اند. یکی از مهم ترین ویژگی های هر حساس کننده، شکاف انرژی، رفتار نوری و میزان جذب نور آن است. در هر نوع از حساس کننده ها، رفتار نوری به نوعی و با تغییر مشخصات خاصی از ساختار مولکولی تغییر می کند. در این مقاله به معرفی انواع حساس کننده ها و بررسی ارتباط ساختار و رفتار نوری هر کدام پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی، حساس کننده، ماده رنگزا، نقاط کوانتومی، پروسکایت
  • رعنا رفیعی، زهرا رنجبر *، حسین یاری صفحات 39-53
    گرافن ماده ای تک لایه و دوبعدی متشکل از کربن است که در آن اتم های کربن با آرایشی شش گوشه به یکدیگر متصل می شوند. این ماده به علت خواص منحصربه فرد الکتریکی، حرارتی، نوری و مکانیکی خود مورد توجه بسیاری صنایع قرار گرفته است، تمامی این خواص از ویژگی های ساختار الکترونی گرافن ناشی می شود. مطابق نتایج حاصل از بررسی ترازهای انرژی گرافن، این ماده نیمه رسانا و فاقد شکاف انرژی است. رسانش در گرافن از طریق الکترون یا حفره با غلظتی به اندازه cm-2 1013 صورت می گیرد، سرعت حرکت الکترون ها در حضور میدان الکتریکی تقریبا برابر با cm2 V-1 s-1 500000 است و حرکت آن ها در سراسر شبکه لانه زنبوری گرافن بسیار راحت و روان انجام می شود. افزودن این نانوذرات به محمل پلیمری خواص آن را به طور چشمگیری تغییر می دهد، به نحوی که امروزه مطالعات بسیاری به بررسی انواع روش های ساخت پوشش های حاوی گرافن و ایجاد خواص بهینه در آن ها اختصاص یافته است. در این مقاله ابتدا به معرفی ساختار، خواص و روش های متنوع تهیه گرافن به طور اجمالی پرداخته شده است و در ادامه انواع روش های ساخت پوشش های حاوی گرافن مورد بررسی قرار می گیرد. بخش اصلی مقاله نیز بر رسانایی الکتریکی پوشش هایی با بسترهای متنوع همچون اپوکسی، پلی یورتان، پلی پروپیلن، پلی استایرن، پلی استر و غیره متمرکز شده که در آنها دستیابی به پایین ترین آستانه فراگیری الکتریکی (حداقل گرافن لازم جهت گذر از حالت عایق به حالت رسانا)، یافتن و کنترل عوامل اثرگذار بر این متغیر مورد بحث واقع شده است.
    کلیدواژگان: گرافن، پوشش، رسانایی الکتریکی، آستانه فراگیری الکتریکی
  • سارا خمسه *، حسام الدین عراقی صفحات 55-63
    نتایج تحقیقات مختلف نشان داده است که رابطه ای قوی بین ریزساختار یک پوشش و خواص مکانیکی، الکتریکی و نوری آن وجود دارد. بررسی دقیق ریزساختار یک پوشش، به میکروسکوپ های الکترونی نیاز دارد که قدرت تشخیص آنها در محدوده نانو و یا حتی کوچک تر از آن باشد. هدف از استفاده میکروسکوپ های الکترونی در علم مواد، یافتن رابطه ی بین ریزساختار و خواص مختلف مواد است. در مقاله حاضر اصول کارکرد و روش تهیه نمونه مناسب برای میکروسکوپ های الکترونی با تمرکز بر میکروسکوپ الکترونی عبوری، به عنوان روشی مفید جهت ارزیابی ریزساختار پوشش های نانوساختار مورد بحث قرار خواهد گرفت. در انتها به منظور درک بهتر روش های استفاده از میکروسکوپ های الکترونی در شناخت ریزساختاری پوشش های نانوساختار، تغییرات ریزساختاری پوششهای CrAlN و نانوکامپوزیتی TiAlN/a-C با تغییر ترکیب شیمیایی آنها با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: میکروسکوپ های الکترونی، پوشش های نانوساختار سخت، پوشش های نانوکامپوزیتی
  • سجاد قدرتی، محسن محسنی بزرگی، سعیده گرجی کندی* صفحات 65-77
    با افزایش حساسیت های قانونی و انتظارات مصرف کنندگان در ارتباط با کیفیت محصولات غذایی، نیاز به ارزیابی دقیق و سریع این محصولات در صنایع غذایی روبه افزایش است. بینایی ماشین با بهره گیری از روش های پردازش تصویر امکان نظارت مکانیزه و غیرمخرب بر کیفیت محصولات غذایی را فراهم نموده است. بافتار به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های تصویر، در کنترل کیفیت محصولات غذایی در سال های اخیر به طور گسترده به کار گرفته شده است. به طور کلی روش های ارزیابی بافتار به چهار دسته ی آماری، ساختاری، روش های مبتنی بر مدل و مبتنی بر تبدیل تقسیم بندی می شود. در بخش اول این پژوهش به روش های آماری پرداخته می شود و در بخش دوم روش های مبتنی بر مدل و مبتنی بر تبدیل های ریاضی مورد بررسی قرار خواهند گرفت. روش های آماری بر مبنای کمیت های آماری حاصل از روشنایی پیکسل های تصویر عمل می کنند؛ در صورتی که روش های ساختاری بر مبنای ساختارهای کوچک تکرار شونده -اولیه - در تصویر که از گردهمایی پیکسل های مشابه تشکیل می شوند، بافتار را ارزیابی می نمایند. در مقاله حاضر کاربردهای روش های آماری ارزیابی بافتار در صنایع غذایی بررسی شده است. از این روی پس از معرفی نحوه ی عملکرد این روش ها، مثال هایی از پژوهش های اخیر ارائه شده است که با به کارگیری روش های آماری پردازش بافتار تصویر، کنترل کیفیت مواد غذایی را ممکن ساخته اند. نتایج حاصل از تحقیقات گذشته نشان می دهد که رایج ترین روش های پردازش بافتار در صنایع غذایی روش های آماری هستند که علت محبوبیت آنها دقت عملکرد بالای آنها است.
    کلیدواژگان: بافتار تصویر، صنایع غذایی، روش های آماری، ماتریس هم، وقوعی، ماتریس طول پیمایش پیکسل، بینایی ماشین
|
  • Somayeh Baseri* Pages 3-16
    Supercritical fluids have found numerous promising applications due to its excellent properties. A number of research groups have also investigated the application of scCO2 to textile dyeing. Dyeing in supercritical fluids has been identified as a new and acceptable method that has been replaced with conventional dyeing methods of not discharging waste aqueous effluent containing colored compounds and concentrated electrolytes. Today, there is a need to reduce the amount of wastewater containing dye, chemical agents, and the like in the conventional method for the dyeing of textiles from the viewpoints of the cost of wastewater treatment and environmental pollution. In this way, a new dyeing method using supercritical CO2 fluid, supercritical fluid dyeing, has been developed. Dyeing in supercritical CO2 is carried out analogous to aqueous systems. Both decisive tasks of water at dyeing, which means the transport of dyestuff and heat to the fibre, are in the new dyeing process replaced with supercritical fluids. The new dyeing method is particularly attractive as it is non-toxic, non-flammable, and cheap. In addition CO2 has mild critical conditions and can easily be recovered and recycled after use. The aim of this paper is to provide the reader with an up-to-date overview of this subject. Wool and silk fibers have found several applications in textile industry especially in hand-knotted carpets. In this paper, various methods for the dyeing of these fibers in supercritical CO2 has been investigated, which is, at the moment, the limiting step of this technology.
    Keywords: Natural fibers, Dyeing, Supercritical fluids, Wool, Surfactants
  • Naeimeh Anzabi * Page 17
    We live in a nature full of different colors around us. Different areas of science were interested understanding the means of colors been produced in nature. Three main sources have been identified for nature’s colors: pigments, structural colors and bioluminescence. Structural colors are a different way in producing color which is not based on pigments. Many various types of creatures such as beetles, butterflies and peacock feather show bright and attractive colors based on structural colors. Structural color is a special one, which is the color produced from complex interaction between light and sophisticated nano- or micro-structures. The most common mechanisms of structural colors are film interference, diffraction grating, scattering and photonic crystals. Film interference is the mostly used one. The mechanisms mentioned are used independently or combined with each other in nature. Along with animals which are best known for structural colors, there are many examples of plants in case too. This paper presents an overview of various relevant mechanisms in nature and focus on diffraction grating in details. Diffraction gating is rare than other methods and produces iridescent colors. Some examples of it have been recognized in opals, beetles, butterflies and some plants like hibiscus and tulip flowers.
    Keywords: Structural color, Diffraction grating, Film interference, Scattering, Photonic crystals, Nature
  • Effat Hanifehzadeh, Ali Asghar Sabbagh Alvani*, Mohsen Mohseni, Shima Moosakhani, Ali Amiri Zarandi, Farinaz Koochak, Hassan Sameie, Reza Salimi Pages 31-38
    In nanostructured solar cells, sensitizers are responsible for light absorption. A quarter century after the birth of this kind of solar cells, different types of sensitizers, containing dyes, quantum dots and perovskites have been introduced and used in solar cells. One of the most important features of a sensitizer is its band gap, optical properties and ability of light absorption. In each kinds of sensitizers, molecular structure determinds optical properties. In this paper the relation between structure and optical properties of different sensitizers were discussed.
    Keywords: Solar cell, Sensitizer, Dye, Quantum dot (QD), Perovskite
  • Rana Rafiei, Zahra Ranjbar*, Hossein Yari Pages 39-53
    Graphene is a monolayer two-dimensional material in which the carbon atoms form a honeycomb lattice. The outstanding electrical, thermal, optical and mechanical properties of graphene due to its electronic structure have made graphene a promising nanostructure for vast range of applications. In this zero-gap semiconductor material, electron/ hole carriers concentration is around 〖10〗^13 cm^(-2) and it possesses high electron mobility (500000 s^(-1) V^(-1) cm^2) at room temperature. Adding graphene to a polymeric matrix enhances the polymer properties noticeably, various researches have been devoted to studying the fabrication methods of polymer/graphene coatings and achieving the optimum properties in them. In this paper, the general structure, properties and various procedures of graphene production are briefly investigated. Then the fabrication methods of polymer/graphene coatings are studied. The main part of this paper has focused on electrical conductivity of various coatings based on epoxy, polyurethane, polypropylene, polystyrene, polyester and etc. In which achieving the lowest possible electrical percolation threshold (minimum amount of graphene required to convert an insulator coating to a conductor), finding and controlling the factors that affect the percolation threshold are discussed.
    Keywords: Graphene, Coating, Electrical Conductivity, Electrical Percolation Threshold
  • Sara Khamseh*, Hesameddin Araghi Pages 55-63
    The results of different studies showed that there is a strong relation between microstructure and mechanical, electrical and optical properties of coatings. For microstructural studies of nanostructured coatings we need electron microscopies that can work and detect in nano scale or even less. The purpose of using electron microscopy is finding the relationship between microstructure and different properties of coatings. In current paper working principles and sample preparation method for electron microscopy observation with focus on transmission electron microscopy as an effective way for microstructure analysis of nanostructured coatings is discussed. Finally, in order to give better understanding of using electron microscopies in microstructural analysis of nanostructured coatings, microstructural change of CrAlN and TiAlN/a-C coatings with chemical composition studied using electron microscopy instruments.
    Keywords: Electron microscopies, Hard nanostructured coatings, Nanocomposite coatings
  • S.Ghodrati, M.Mohseni, S.Gorji Kandi * Pages 65-77
    Consumers increased expectations of high quality food products as well as stringent regulations has increased the need for an accurate and fast method for quality assessment and control of the products in food industries. Machine vision with the aid of various image processing methods has been introduced as an objective, automate, and non-destructive approach capable for food quality control. Texture as one of the most important image's features has been used extensively in food quality monitoring applications. Generally, quantitative texture assessment methods are divided into four groups: statistical, structural, model-based, and transform-based methods. In the first part of this research (part A), the statistical methods are reviewed and in the second part (part B) the model-based and transform-based methods will be presented. Statistical methods work based on statistical quantities that obtained from image pixel's intensities, while structural methods operate based on texture primitives (a group of pixels with almost the same intensities). In the present paper, the applications of statistical image texture evaluation methods in food industries were investigated. Therefore, at first mechanisms of different statistical texture evaluation methods have been presented. Then, examples of recent studies related to employments of statistical image texture in quality control of food products have been reviewed. The results of the previous studies indicate that statistical methods are the most popular texture evaluation methods in food industries. This popularity is due to their highly accurate performances.
    Keywords: Image texture, Food industries, Statistical methods, Co, occurrence matrix, Pixel run length matrix, Machine vision