بخشی از ترجمه:

چکیده
کراماتوفورها سلول‌های حاوی رنگ‌دانه در پوست حیواناتی مانند ماهی و سرپایان هستند که دارای ویژگی‌های کروموموفیک (تغییر رنگ) و گونیوکرومیکِ کنترل‌پذیر (تغییر رنگین‌کمانی) می‌باشند. این حیوانات جهت استتار، مشخصات نوری پوست خود را کنترل می‌کنند و یا از آن برای ارتباطات خود استفاده می‌کنند. توانایی تکرار این ویژگی‌ها در ساختارهای پوست مصنوعیِ نرم، امکانات تازه‌ای را برای استتار فعال، تنظیم حرارتی و فوتوولتائیک‌های فعال می‌گشاید. این مقاله، طراحی و پیاده‌سازی کروماتوفورهای مصنوعی نرم و سازگار که مبتنی بر کروماتوفورهای پوستی در ماهی‌ها و سرپایان هستند را معرفی‌ می‌کند. ما کروماتوفورهای مصنوعی‌ را نشان می‌دهیم که توسط عضلات مصنوعی پلیمری الکترواکتیو تحریک شده و از ماهیچه‌های با واکنش سریع موجود در کروماتوفورهای طبیعی تقلید می‌کنند. نشان داده می‌شود که چگونه می‌توان به کرومومورفیزم الهام گرفته از زیست، توسط انبساط سطحی ساختارهای کشپار دی الکتریکی و نیز با جابجاشدگی ایستایی مایع رنگدانه‌ای به داخل ملانوفور غشائی (پوستی) دست یافت.
مقدمه:
کرومومورفیزم کنترل‌شدۀ پوست ویژگی‌ای است که توسط چندین ارگانیسم برای استتار فعال و همانطور که توسط Messenger (٢٠٠١) بحث شده است، برای ارتباطات به کار گرفته می‌شود. برای مثال اختاپوس از فعل و انفعالات ماهیچه‌ای- عصبی ضربات مغز با سلول‌های پوستی کروموموفیک برای تولید الگوهای بصری بسیار پیچیده استفاده می‌کند، که این الگوها به منظور انفعالات اجتماعی‌شان با بدن آنها همگام هستند. سرپایانی مثل سپیداچ (ده پا)، Sepia officinalis، نشان داده شده در شکل ١ نیز وابسته هستند به میزان کارائی ظهور کروموموفیک آنها جهت سردرگم یا گمراه کردن توجه بصری شکارچیان طبیعی. انواع مختلفی از کروماتوفورهای زیست‌شناختی (بیولوژیکی) موجود است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

Chromatophores are the pigment-containing cells in the skins of animals such as fish and cephalopods which have chromomorphic (colour-changing) and controllable goniochromic (iridescent-changing) properties. These animals control the optical properties of their skins for camouflage and, it is speculated, for communication. The ability to replicate these properties in soft artificial skin structures opens up new possibilities for active camouflage, thermal regulation and active photovoltaics. This paper presents the design and implementation of soft and compliant artificial chromatophores based on the cutaneous chromatophores in fish and cephalopods. We demonstrate artificial chromatophores that are actuated by electroactive polymer artificial muscles, mimicking the radially orientated muscles found in natural chromatophores. It is shown how bio-inspired chromomorphism may be achieved using both areal expansion of dielectric elastomer structures and by the hydrostatic translocation of pigmented fluid into an artificial dermal melanophore. (Some figures may appear in colour only in the online journal)

 Introduction

The controlled chromomorphism of the skin is a characteristic employed by several organisms for active camouflage and, as argued by Messenger (2001), for communication. Octopuses for example use the tight neuro-muscular interaction of brain impulses with chromomorphic skin cells to generate extremely sophisticated visual patterns that run along their bodies for the purposes of social interaction. Cephalopods such as the common cuttlefish, Sepia officinalis, shown in figure 1 also rely on the effectiveness of their chromomorphic appearance to disrupt or confuse the visual attention of natural predators (Allen et al 2009, Hanlon 2007, Cornwell et al 1997). There are many different types of biological chromatophores (Mathger ¨ and Hanlon 2007). For example, cephalopod chromatophores contain pigment granules which are spread under local muscular action, while zebrafish chromatophores rely on pigmented fluid which is translocated, or ‘pumped’, from a sub-dermal reservoir to a display structure near the skin surface. All mechanisms however have evolved to maximize visual impact and hence maximize the potential for evasion, escape or for the attraction of a mate (Mathger ¨ et al 2009).

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله

نوشته دانلود ترجمه مقاله کروماتوفورهای بیومیمتیک برای پنهان شدن و رویه های فعال نرم – ژورنال IOP اولین بار در ترجمه فا پدیدار شد.

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.

4. 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.

4. Conclusions

The microstructure of insect cuticle, a natural fiber-reinforced laminated composite, consisting of unidirectional plies of fibers embedded in a matrix, is very similar to the structure of man-made polymeric composite. Microscopic investigation to the cuticle of a Hydrophilidae indicates several unique forms of plies and structures, which provides novel concepts for the design of joint, fiber orientation, and laminated structure of man-made composite.

A set of specimens with preformed holes of different diameters were made and tested. These preformed holes were accomplished during the composite processing with a special technology making the fibers remain continuous around the hole. Tensile tests showed that, compared with those containing drilled holes, the strength of specimens containing preformed holes significantly increases. The larger the hole-diameters, the larger the increase in the average strength of the specimens with preformed holes. It can be attributed to the less damage in the specimens with preformed holes due to the continuity of fibers around the holes.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد

خرید نسخه پاورپوینت این مقاله جهت ارائه

نوشته دانلود ترجمه مقاله بررسی میکروساختار کوتیکول حشره و مقاومت سوراخ کامپوزیت بیومیمتیک – مجله الزویر اولین بار در ترجمه فا پدیدار شد.