دانلود ترجمه مقاله بررسی میکروساختار کوتیکول حشره و مقاومت سوراخ کامپوزیت بیومیمتیک – مجله الزویر

elsevier

 

 عنوان فارسی مقاله: تحقیق پیرامون میکروساختار کوتیکول حشره و مقاومت کامپوزیت سوراخ تشکیل شده بیومیمتیک
 عنوان انگلیسی مقاله: Research on the microstructure of insect cuticle and the strength of a biomimetic preformed hole composite
دانلود مقاله انگلیسی: برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید
خرید ترجمه آماده: downloadbutton

 

سال انتشار  ۲۰۰۲
تعداد صفحات مقاله انگلیسی  ۴ صفحه
تعداد صفحات ترجمه مقاله  ۱۱ صفحه
مجله  میکروسکوپ الکترونی از مواد پیشرفته
دانشگاه  چین
کلمات کلیدی  کوتیکول حشره، کمپوزیت، میکروساختار، بیونیک، سوراخ اجرا شده، مقاومت
نشریه الزویر Untitled

 


فهرست مطالب:

 

چکیده
۱ مقدمه
۲ مشاهده میکروساختار کوتیکول حشره با تکنیک SEM
۳ ساخت و تست مقاومت کمپوزیت سوراخ اجرا شده بیومیمتیک
۴ نتایج

 


 

بخشی از ترجمه:

 

مقدمه

کوتیکول حشره نمونه ای از کمپوزیت طبیعی محسوب می شود، که میکروساختار آن موجب می گردد از خصوصیات مکانیکی بسیار خوبی مثل مقاومت عالی، سختی و چقرمگی در برابر شکستگی برخوردار باشد. کوتیکول حشره در طبیعت، کمپوزیتی از لامینات فیبر مسلح می باشد. فیبرها، که پلی ساکاریدی با وزن مولکولی بالا به نام چیتین هستند، در ماتریس پروتئینی تعبیه شده اند. هرچند اجزای کوتیکول به نام قند و پروتئین عموماً دارای خصوصیات مکانیکی ضعیفی هستند، اما حشره قادر به ترکیب آنها به شیوه ای منحصر به فرد برای تولید ماده ای با عملکرد بالا با میکروساختارهای بهینه شده می باشد. تحقیق پیرامون این قبیل میکروساختارها و ویژگیهای نظیر آنها اطلاعاتی ارزشمند برای بهبود کمپوزیت های فعلی و توسعه موادی با عملکرد بالا عرضه می کند. کوتیکول یک حشره را می توان به دو بخش اصلی تقسیم نمود: اپی کوتیکول و پروکوتیکول (شکل ۱). اپی کوتیکول لایه بیرونی متشکل از موم، لیپید و پروتئین بدون فیبرهای چیتین می باشد. این لایه با ضخامت    ، به عنوان یک مانع زیست محیطی عمل کرده و تاثیرکمی بر شکل یا مقاومت اعمال می نماید. پروکوتیکول ، که بخش ساختاری است ضخامتی به اندازه   داشته و شکل و ثبات مکانیکی حاصل می کند. آن را همچنین می توان به اگزوکوتیکول و ایندوکوتیکول نیز تقسیم نمود که هر دو آنها حاوی فیبرهای چیتین و ماتریس پروتئینی می باشند. فیبرهای چیتین، حاوی دسته هایی از میکروفیبرها، در ماتریس پروتئینی تعبیه شده و در سری های لامین های نازک با جهات مختلف آرایش یافته اند. جهت چین فیبر در کوتیکول مورد توجه زیادی واقع شده است.

۴٫ نتایج
میکروساختار کوتیکول حشره، که یک کمپوزیت لامیناتی فیبر مسلح طبیعی متشکل از چین های فیبرهای یکسویه تعبیه شده در ماتریس است، شباهت بسیار زیادی به ساختار کمپوزیت پلیمری مصنوعی دارد. پژوهش میکروسکوپی کوتیکول   اشکال مختلف منحصر به فردی از چین ها و ساختارها را نشان می دهد که مفاهیمی جدید برای طراحی جهت فیبر و ساختار لامیناتی یا لایه ای کمپوزیت مصنوعی نشان می دهد. مجموعه نمونه هایی با سوراخ های اجرا شده با قطرهای مختلف ساخته و تست گردید. این سوراخ ها در طول پردازش و عمل آوری کمپوزیت با تکنولوژی خاصی ساخته شدند که باعث می شوند فیبرها در اطراف سوراخ به صورت پیوسته باقی بمانند.
تستهای کششی نشان می دهد که در مقایسه با موارد حاوی سوراخ های مته شده، مقاومت نمونه های حاوی سوراخ های اجرا شده به طور قابل توجهی افزایش می یابد. هرچه قطر سوراخ بزرگتر باشد، به همان میزان افزایش مقاومت میانگین نمونه ها با سوراخ های اجرا شده بیشتر می شود. این مسئله را می توان به آسیب کمتر در نمونه هایی با سوراخ های اجرا شده به خاطر پیوستگی فیبرها در اطراف سوراخ ها نسبت داد.

 


بخشی از مقاله انگلیسی:

 

Introduction

Insect cuticle is a typical example of a natural composite,the microstructure of which endows it very good mechanicalproperties, such as excellent strength, stiffness, and fracturetoughness. Insect cuticle is, in nature, a composite of fiberreinforcedlaminate. The fibers, a high-molecular weightpolysaccharide called chitin, are embedded in a proteinaceousmatrix (Rudall and Kenchington, 1973). Although thecomponents of the cuticle, sugar and protein, in general,possess poor mechanical properties, the insect is able tocombine them in a unique way to produce a high-performancematerial with highly optimized microstructures(Hepburn and Ball, 1973). The research on these microstructuresand the corresponding characteristics mayprovide valuable information for improving current compositesand developing high-performance materials.An insect cuticle can be divided into two primarysections: epicuticle and procuticle (Hadley, 1986) (Fig. 1).Epicuticle is the outer layer, consisting mainly of wax, lipid,and protein without chitin fibers. This layer, being 0.1-0.3 |xm in thickness, acts as an environmental barrier andcontributes little to the shape or the strength. The procuticle,the structural division, about 10-100 |xm in thickness,provides shape and mechanical stability. It can be further divided into the exocuticle and the endocuticle, both ofwhich contain chitin fibers and a protein matrix. The chitinfibers, containing bundles of microfibers, are embedded in aproteinaceous matrix and arranged in a series of thin laminawith various orientations.The fiber ply orientation in the cuticle received muchattention. Several theories have been proposed for specificorientation of these fiber plies, among which the mostwidely accepted one is the helicoidal model proposed byBouligand (1965). It takes the structure as a series of thinunidirectional lamellas stacked one by one with the orientationsrotated by a small and nearly constant angle betweenlamellas. The model modified by Neville (1970) involvesthe same stacking sequence, but curve-fibers were assumedin each lamella. Several other models were also proposed,including the screwcarpet model by Weis-Fogh and thecross-hatch model (Hepburn, 1983), which used the formof a woven cloth or fabric. Another model receiving extensiveattention is the dual helicoidal model proposed bySchiavone and Gunderson (1989), which describes thestructure as two alternating helicoids rotating in a clockwisedirection from the outside to the inside of the cuticle.One of the purposes of this study is to obtain moreinformation about the microscopic structure of insect cuticlewith scanning electron microscope (SEM) techniques, andfind the relation between the microscopic structures andmacroscopic mechanical behavior of insect cuticle.other purpose of this study is to explore the possible applications of the unique forms of plies and structures inthe insect cuticle for improving properties of advancesynthetic composites and structures.The microstructure and mechanical properties of theinsect cuticle were studied with a SEM. Several uniqueforms of plies and structures were observed, which mayprovide new design methods for man-made high-performancecomposites. The observed unique fiber plied structuresurrounding the pore canals was used in the fabricationof resin/fiber composites containing holes. Tensile testsshowed that the strength of the composites containingpreformed holes increases significantly compared withthat with drilled holes.2. SEM observation of the microstructure of insectcuticleThe insect used in this study was Hydrophilidae beetle(Fig. 2). It was selected due to its larger size (about 35 mmin length) and the availability in this district. Differentsections of the insect were selected for analysis: the pronotum(a protective cover for the prothoractic, or upper section of the body); and the elytra (a pair of hard outer ‘wings’,which protect the inner wings and the body of the insect).Both sections are shown in Fig. 2, each of which was examinedwith the SEM and light microscope.The SEM specimens were prepared (Schiavone andGunderson, 1989) by cutting the selected section from theinsect, dipping it in liquid nitrogen for about 1 min, and thencutting the section transversely with a scalpel. The specimenswere then placed on aluminum plugs using low-resistancecontact cement as an adhesive. A 10 nm coating ofgold-palladium was made using a sputter coater. Thesespecimens were then observed using an Amray KYKY-1000B SEM with the voltage of about 20 kV and withmagnifications ranged from 20 X to 11,000 X. Lineardistances were measured directly from the SEM micrographswith a micron marker bar for calibration.

 


 عنوان فارسی مقاله: تحقیق پیرامون میکروساختار کوتیکول حشره و مقاومت کامپوزیت سوراخ تشکیل شده بیومیمتیک
 عنوان انگلیسی مقاله: Research on the microstructure of insect cuticle and the strength of a biomimetic preformed hole composite
دانلود مقاله انگلیسی: برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید
خرید ترجمه آماده: downloadbutton

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد

خرید نسخه پاورپوینت این مقاله جهت ارائه

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *