فعال‌سازی سطحی در جهت آرایه های دی اکسید منگنز به وسیله مهندسی پلاسما به عنوان کاتد و آند برای شکافت موثر آب

Surface activation towards manganese dioxide nanosheet arrays via plasma engineering as cathode and anode for efficient water splitting

چکیده
۱- مقدمه
۲- مواد و روش
2-1 شناساگرها
2-2 سنتز الکتروکاتالیست‌های P-MnO2 و Fe-MnO2
2-3 مشخصه‌یابی نمونه
2-4 اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی
۳- نتایج و بحث
۴- نتیجه‌گیری
منابع

چکیده

توسعه الکتروکاتالیست‌های کم هزینه و پربازده برای شکافت آب امری مهم و در عین حال چالش برانگیز است. آرایه‌های نانوصفحات دوبعدی دی اکسید منگنز (MnO2) به واسطه مساحت بزرگ سطح شان، گزینه‌های نویدبخشی در زمینه طراحی و توسعه کاتالیست‌های پیشرفته به شمار می‌روند. در این مقاله، یک راه‌حل عملی برای بهبود فعالیت کاتالیستی مواد دی اکسید منگنز از طریق آرایش مکان‌های فعال روی سطح ارائه شده ‌است. در این راستا، با کمک مهندسی پلاسما توانستیم امکان فعالیت سطح نانوصفحات دی اکسید منگنز را با آرایش گونه‌های P یا Fe به همراه تهی جاهای غنی روی سطح با موفقیت فراهم کنیم. گونه‌های آرایش شده (P-MnO2) یا Fe (Fe-MnO2) به ترتیب برای جذب پروتون‌ها و OH- بسیار مفید بودند و تهی جاهای غنی اکسیژن نیز موجب تشکیل Mn3+ پایدار شدند که به انتقال الکترون و بار الکتریکی کمک می‌‌کردند. بنابراین می‌توان به افزایش مناطق ویژه فعال از نظر الکتروشیمیایی، تسریع روند انتقال بار و نیز ساختار الکترونیکی مناسب سطح دست یافت. براساس این نوع راهبرد فعال‌سازی، P-MnO2 و Fe-MnO2 ساخته شده عملکرد کاتالیستی بسیار خوبی در زمینه‌ی واکنش‌های تکامل هیدروژن تکامل اکسیژن از خود نشان دادند. تا جایی که اطلاع داریم، عملکرد P-MnO2 و Fe-MnO2 در اکثر الکتروکاتالیست‌های مبتنی بر دی اکسید منگنز در حوزه‌ی شکافت الکتروکاتالیستی آب بهتر بود. فعال‌سازی سطحی مواد دوبعدی دی اکسید منگنز به کمک آرایش گونه‌های فعال از طریق عمل آوری با پلاسما می‌تواند راهکار عملی برای اصلاح عملکرد الکتروکاتالیست‌های وافر در زمین جهت کاربردهای عملی فراهم کند.

1-مقدمه

شکافت الکتروکاتالیستی آب روش نویدبخشی برای کاهش بحران انرژی تلقی شده ‌است [ ۱، ۲]. هیدروژن را یک راهکار جایگزین سبز و پایدار برای سوخت‌های فسیلی قلمداد می‌کنند. در میان بسیاری از فناوری‌های تولید هیدروژن، شکافت آب روش موثری برای تولید هیدروژن با خلوص بالاست که شامل واکنش‌های تکامل هیدروژن (HER) و تکامل اکسیژن (OER) می‌شود. برای افزایش بازده تولید و صرفه‌جویی در مصرف انرژی به الکتروکاتالیست‌های کارآمد نیاز است تا بتوان به سینتیک واکنش‌های تکامل هیدروژن و تکامل اکسیژن سرعت بخشیده و پتانسیل اضافی آن را کاهش داد [4، 3]. در حال حاضر، از کاتالیست‌های اکسید بسیار پیشرفته و پربازده مبتنی بر Pt و Ir/Ru به ترتیب در واکنش‌های تکامل هیدروژن و تکامل اکسیژن استفاده می‌شود. با این حال، کمیابی و هزینه بالای این نوع کاتالیست های مبتنی بر فلزات نجیب باعث شده است که توسعه و بکارگیری مقیاس بندی شده آن‌ها به شدت محدود شود [۵]. بر همین اساس، این قضیه از اهمیت زیادی در اکتشاف الکتروکاتالیست‌های کم‌هزینه با بازدهی مطلوب واکنش‌های تکامل هیدروژن و تکامل اکسیژن برخوردار است.

Abstract

Developing high-efficiency, low-cost electrocatalysts for water splitting is important but challenging. Two-dimensional nanosheet manganese dioxide (MnO2) arrays are promising candidates for the design and development of advanced catalysts because of their large surface area. Here, a feasible solution to improve the catalytic activity of MnO2 materials via decorating the active sites on the surface is proposed. With the help of plasma engineering, we successfully enabled surface activity of the MnO2 nanosheets by decorating P or Fe species together with rich vacancies on the surface. The decorated P (P-MnO2) or Fe (Fe-MnO2) species were highly beneficial for the absorption of protons and OH− respectively, and rich oxygen vacancies induced the formation of stable Mn3+, which contributed to electron and charge transfer. Thus, increased electrochemically active specific areas, accelerated charge transfer, and a proper surface electronic structure could be achieved. On the basis of this activation strategy, the fabricated P-MnO2 and Fe-MnO2 showed excellent catalytic performance for the hydrogen evolution and oxygen evolution reactions. To our knowledge, the performance of P-MnO2 and Fe-MnO2 outperformed most MnO2-based electrocatalysts in the field of electrocatalytic water splitting. Surface activation of two-dimensional MnO2 materials by decorating active species via plasma treatment can provide a feasible route for modulating the performance of earth-abundant electrocatalysts for practical applications.

1- Introduction

Electrocatalytic water splitting has been considered as a promising method to ease the energy crisis [1,2]. Hydrogen is regarded as a green and sustainable alternative to fossil fuels. Among the many hydrogen production technologies, water splitting is an effective way to produce high-purity hydrogen, and it consists of the hydrogen evolution (HER) and the oxygen evolution reactions (OER). To increase the production efficiency and save energy, effective electrocatalysts are needed to accelerate the reaction kinetics of HER and OER and reduce the overpotential [3,4]. Currently, state-of-art high-efficiency Pt and Ir/Ru-based oxides catalysts are used for HER and OER, respectively. However, the scarcity and cost of these noble metal-based catalysts greatly limit their scaled development and application [5]. Consequently, it is of great significance to explore low-cost electrocatalysts with satisfactory HER and OER efficiencies.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

فعال‌سازی سطحی در جهت آرایه های دی اکسید منگنز به وسیله مهندسی پلاسما به عنوان کاتد و آند برای شکافت موثر آب

Surface activation towards manganese dioxide nanosheet arrays via plasma engineering as cathode and anode for efficient water splitting

شفافیت و حسگری ضریب انکسار ناشی از پلاسمون در یک نوع جدید از موجبر پلاسمونیک مبتنی بر گرافن

Plasmon induced transparency and refractive index sensing in a new type of graphene-based plasmonic waveguide

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شفافیت و حسگری ضریب انکسار ناشی از پلاسمون در یک نوع جدید از موجبر پلاسمونیک مبتنی بر گرافن

Plasmon induced transparency and refractive index sensing in a new type of graphene-based plasmonic waveguide

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تأثیر نیروی تناوبی خارجی بر امواج یونی صوتی در پلاسماهای فوق گرمایی

Effect of externally applied periodic force on ion acoustic waves in superthermal plasmas

چکیده

1-مقدمه

2-معادلات مدل پلاسمایی

3- محاسبه ی معدله شمل واداشته

4-جواب منفرد معادله واداشته ی شمل

5-شبیه سازی عددی و تشریح مطالب

6-نتایج

چکیده

امواج منفرد یون صوتی در پلاسماهای فوق حرارتی در حضور الکترون های به دام افتاده، مورد مطالعه قرار گرفته است. روش اختلال کاهشی برای دستیابی به یک معادله ی کورته وگ دوریز واداشته مانند معادله ی شمل، به کار رفته است. در حضور نیروی خارجی، یک حل عددی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نیروی تناوبی خارجی نیز مشاهده شده است. تاثیر شاخص طیفی، بزرگی نیرو( f0) و فرکانس (ω) بر روی دامنه و پهنای موج منفرد به دست آمده است. نتیجه ممکن است در پلاسمای آزمایشگاهی و همچنین در محیط های نجومی مفید باشد.

1-مقدمه

وجود ذرات فوق گرم با انرژی بسیار زیاد در موقعیت های مختلف پلاسمایی که منجر به توزیع های طولی بلند می-شود، یک بخش ضروری در فضای مختلف 39-24،13 و بررسی های آزمایشگاهی می باشد40-34. تعداد قابل ملاحظه ای از مدل ها برای شرح این اثر بر روی دینامیک موج غیرخطی از طریق تصحیحات پدیده شناختی تابع توزیع الکترونی، پیشنهاد شده است. 

6-نتایج

ما امواج منفرد یون صوتی را در پلاسماهای فوق حرارتی و در حضور الکترون های به دام افتاده مورد مطالعه قرار داده ایم. روش اختلال کاهشی برای به دست آوردن معادله ی شمل شبه KdV به کار گرفته می شود. یک جواب تحلیلی برای موج منفرد در حضور نیروی تناوبی خارجی به کار رفته برای معادله ی شمل به دست آمده است. تاثیر نیروی خارجی تناوبی بر روی جواب منفرد موج یون صوتی با مقادیر ثابت سایر پارامترها فیزیکی K، U0 ، B  نشان داده شده است. موج منفرد با کاهش قدرت نیروی خارجی (f0) هموارتر می شود. از طرف دیگر، هنگامی که فرکانس موج تناوبی خارجی(ω) کاهش می یابد، دامنه ی موج منفرد افزایش می یابد. نتیجه ممکن است در پلاسماهای آزمایشگاهی و محیط های فضایی، مفید واقع شود.

Abstract

Ion acoustic solitary waves in superthermal plasmas are investigated in the presence of trapped electrons. The reductive perturbation technique is employed to obtain a forced Korteweg–de Vries-like Schamel equation. An analytical solution is obtained in the presence of externally applied force. The effect of the external applied periodic force is also observed. The effect of the spectral index (κ), the strength (f0), and the frequency (ω) on the amplitude and width of the solitary wave is obtained. The result may be useful in laboratory plasma as well as space environments.

I- INTRODUCTION

The existence of highly energetic superthermal particles in different plasma situations, which results in long-tailed distributions, is an essential part in different space13,29–34 and laboratory plasma34–40 inspections. A good number of different models have been suggested to relate this effect on nonlinear wave dynamics through phenomenological correction to the electron distribution function.

VI- CONCLUSIONS

We have studied ion acoustic solitary waves in superthermal plasmas in the presence of trapped electrons. The reductive perturbation technique has been employed to derive the KdV-like Schamel equation. An analytical solitary wave solution has been derived for the Schamel equation in the presence of the externally applied periodic force. The effect of the externally applied periodic force on the ion acoustic solitary wave solution with fixed values of other physical parameters k; U0; B has been presented. The solitary wave becomes smooth when the strength (f0) of the external force decreases. On the other hand, the amplitude of the solitary wave increases when the frequency (ω) of the periodic force decreases. The result may be

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تأثیر نیروی تناوبی خارجی بر امواج یونی صوتی در پلاسماهای فوق گرمایی

Effect of externally applied periodic force on ion acoustic waves in superthermal plasmas

بررسی سنتز و جریان شناسی فروسیال ها

Synthesis and rheology of ferrofluids: a review

مقدمه

سنتز فروسیالها

فاز مغناطیسی

مایع حامل

مواد افزودنی

پایداری فروسیالها

رئولوژی فروسیالها

خلاصه

منابع

تردیدی نیست که فروسیالها دارای اهمیت تکنولوژیکی بالقوه‌ای هستند. کاربردهای امیدوار کننده آن بصورت آب بندی دینامیکی، اتلاف گرما، میرایی، و دوپه کردن مواد تکنولوژیکی است. فروسیالها به عنوان مایعات مغناطیسی شناخته می‌شوند که سوسپانسیونهای کلوئیدی بسیار ریزی هستند، و شامل ذرات مغناطیسی تک حوزه‌ای در مایعات آبی و یا غیر آبی می‌باشند. در این مقاله بررسی، طبقه بندی کلی و ویژگیهای اصلی فروسیالها، توضیح سنتز آنها از نظر پایداری و رئولوژی ، و نحوه شناخت آن در بخشهای مختلف علم و تکنولوژی ارائه می‌شود. بنابراین، تغییرات ساختاری و ویژگیهای رئولوژیکی این سیالهای هوشمند تحت یک محرک خارجی در کنار یک سری از کاربردها ارائه می‌شوند.

خلاصه

فروسیالها مواد پیشرفته، پیچیده و چندبخشی هستند که با استفاده از راههای پیچیده‌ای ترکیب شده‌اند. بهبود در شناخت علوم فیزیک و شیمی و مواد به ایجاد و توسعه فروسیالهای جدید و ابزارهای مبتنی بر فن آوری هوشمند کمک می‌کند. تحقیقات در مورد کاربردها و سنتز فروسیالها همچنان در سالهای آینده ادامه خواهد داشت. بخصوص کاربردهای زیست پزشکی بسرعت در حال توسعه هستند و فروسیالهایی که برای هدفمندسازی دارو و یا تب شدید بکار می‌روند مطمئناً در سالهای آینده تحت تحقیقات جدی قرار می‌گیرند.

There is no doubt about the potential technological significance of ferrofluids. The promising applications have been identified as dynamic sealing, heat dissipation, damping, and doping of technological materials. Ferrofluids are known as magnetic liquids that are colloidal suspensions of ultrafine, single domain magnetic particles in either aqueous or non-aqueous liquids. In this review article a general classification and the main properties of ferrofluids, description of their synthesis in terms of stability and rheology, and how it is understood in various parts of the science and technology are given. Then the structural changes and rheological properties of these smart fluids under an external stimulus together with a series of applications are presented.

Summary

Ferrofluids represent advanced, complex and multi-component materials synthesized using sophisticated pathways. Improvements in understanding of physics and chemistry and materials science of these materials will help to develop new ferrofluids and devices based on smart technology. Researches on the applications and synthesis of ferrofluids will continue to be explored in the coming years. Especially biomedical application has been progressing rapidly. Ferrofluids for drug targeting or hypothermia will certainly be subject of intense research in the next years.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی سنتز و جریان شناسی فروسیال ها

Synthesis and rheology of ferrofluids: a review

گالیوم فسفید به عنوان ماده برای نوری مرئی و مادون قرمز

Gallium Phosphide as a material for visible and infrared optics

چکیده

معرفی

ویژگی های گالیوم فسفید

تولید گالیم فسفید

تولید اجزاء نوری گالیوم فسفید

مثال ابزاری

نتیجه گیری

چکیده

گالیم فسفید ماده ای جالب برای سیستم نوری است که در هر دو محدوده طیف مرئی و MWIR یا LWIR عمل می کند. تعداد مواد در دسترس مورد استفاده در این زمینه محدود هستند.به طور نمونه آنها از نمک ها، فلوریدها و یا سولفیدها هستند و معمولا خصوصیات نامطلوبی مانند شکنندگی، نرمی، انحلال پذیری در آب و استحکام شیمیایی کم از خود نشان می دهند.گالیم فسفید نیز پارامترهای نوری(اپتیکی) بهتری از اکثر ماده های دیگر در زمینه مقاومت مکانیکی و شیمیایی عرضه نمی کند. این مقاله به توصیف مهمترین مشخصاتش پرداخته و تعدادی از کاربردهای GaP را که باید پرفایده باشند را مشخص می کند. 

معرفی

مرکز تحقیقاتی TOPEC بر روی پروژه های تحقیقاتی که شامل تولید اجزاء نوری با گالیم فسفید و طرح سیستم های مادون قرمز و سیستم های ترکیبی مرئی- مادون قرمز کار می کند.از آنجاکه تعداد مواد مورد استفاده در چنین سیستم هایی بسیار محدود هستند، گالیم  فسفید به عنوان یکی از این محدود موادی که در چنین طرح هایی قابل استفاده هستند، دارای اهمیت ویژه ای  است.

نتیجه گیری

گالیم فسفید یکی از اعضای خانواده ی مواد نوری ( اپتیکی) قابل استفاده از محدوده ی طیفی 10 میکرومتر VIS است. از آنجا که این خانواده اعضای زیادی برای مقایسه با خانواده ی VIS/NIR و MWIR/LWIR ندارد، خصوصیات نوری (اپتیکی) ویژه به طراحان اپتیک ، یک پارامتر آزاد دیگر برای حل مشکلات نوری (اپتیکی)می دهد.خصوصیت مهم گالیم فسفید، سختی مکانیکی و مقاومت شیمیایی آن در مقایسه با دیگر اعضاء از خانواده اش می باشد.نشان داده شده که ضریب شکست بالا در محدوده ی طیف مررئیِ ارائه شده توسط این ماده می تواند در کاهش انحراف هندسی موثر باشد.

Abstract

Gallium phosphide is interesting material for optical system working in both visible and MWIR or LWIR spectral ranges. Number of a material available for these applications is limited. They are typically salts, fluorides or sulphides and usually exhibit unfavorable properties like brittleness; softness; solubility in water and small chemical resistance. Although GaP has do not offer best optical parameters excels over most other material in mechanical and chemical resistance. The article describes its most important characteristics and outlines some applications where GaP should prove useful.

1 Introduction

TOPTEC research centre is working on research project that includes production of optical elements from gallium phosphide and design of infrared and combined visibleinfrared system. As the number of materials applicable in those systems is very limited, GaP important is one a few optical materials that are useable in such designs.

6 Conclusion

GaP is a member of family of optical materials usable from VIS do 10µm spectral range. As the family does not have many members compared to VIS/NIR and MWIR/LWIR families, specific optical properties gives optical designer another free parameters to solve optical problems. Important characteristic of GaP is its mechanical toughness and chemical resistivity compared to other materials in its family.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

گالیوم فسفید به عنوان ماده برای نوری مرئی و مادون قرمز

Gallium Phosphide as a material for visible and infrared optics

بررسی جواب های امواج غبار صوتی رونده و مسیر نیمه دوره ای به آشوب در پلاسمای غیرگرمایی

A study on dust acoustic traveling wave solutions and quasiperiodic route to chaos in nonthermal magnetoplasmas

چکیده

مقدمه

معادلات اساسی

به دست آوردن معادله FMKP

تشکیل سیستم دینامیکی

آنالیز صفحه فازی

جواب های تحلیلی امواج رونده

مسیر شبه تناوبی به آشوبی

نتایج

چکیده

رفتارهای دوشاخه شدگی  و آشوبی امواج رونده ی غبار صوتی در پلاسماهای مغناطیسی با یون های غیرحرارتی با توزیع کایرنز-تسالیس در چارچوب معادله ی اصلاح شده ی کادومتسو-پتویاشیلی(FMKP) مورد بررسی قرا گرفته است. معادله ی FMKP با به کار گرفتن روش اختلال کاهشی(RPT) به دست آمده است. دو شاخه شدگی امواج رونده ی غبار صوتی به دست آمده از معادله ی FMKP نشان داده شده است. با استفاده از تئوری دو شاخه شدگی سیستم های دینامیکی خطی، دو جواب تحلیلی برای امواج رونده ی منفرد و تناوبی، بسته به پارامترهای    و  ، به دست آمده است. با در نظر گرفتن یک اختلال تناوبی خارجی، رفتار آشوبی امواج رونده ی غبارصوتی از طریق مسیر نیمه دوره ای به آشوب، مورد بررسی قرار گرفته است. پارامتر   به طور چشمگیری رفتار آشوبی معادله ی مختل شده ی FMKP را تحت تاثیر قرار می دهد.

مقدمه

فیزیک پلاسماهای غباری موضوع حائز اهمیتی در تحقیقات روبه رشد است که طی چند دهه ی گذشته نه تنها از نقطه نظر آزمایشگاهی، بلکه از دیدگاه جنبه های جدید آن ]1[ در فضا و اخترفیزیک مدرن، تکنولوژی نیمه هادی، دستگاه های فیوژن، شیمی پلاسما، فیزیک کریستال و بیوفیزیک، بیشتر و بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. در سال 1989 گورتز ]2[ ، در مورد اثرات جمعی در پلاسماها که امواج گوناگونی مانند امواج چگالی در حلقه های سیارات و امواج پلاسمایی با فرکانس پایین را تحت تاثیر قرار میدهد، بحث و گفتگو کرد. محققان، احتمال تشکیل یک شبکه ی کولنی توسط ذرات باردار را مختصرا شرح داده اند. پلاسماهای غباری با دمای پایین در ساخت تراشه ها و پردازش مواد ]3،4[مورد استفاده قرار می گیرند که یکی از بزرگترین تاثیرات را در زندگی روزمره دارند. 

نتایج         

در این مقاله، معادله ی FMKP را  برای امواج غبار صوتی در پلاسماهای مغناطیسی با یون های غیرحرارتی دارای توزیع کایرنز-تسالیس، به دست آورده ایم. با به کارگیری تئوری دوشاخه شدگی سیستم های دینامیکی تخت برای معادله ی FMKP، وجود امواج رونده ی منفرد و تناوبی را از طریق آنالیز صفحه ی فازی، نمایش داده ایم. دو جواب جدید تحلیلی برای امواج منفرد(فشرده و رقیق) و امواج تناوبی بسته به پارامترهای    و   به دست آمده است. با درنظر گرفتن یک اختلال تناوبی خارجی، رفتارهای شبه تناوبی و آشوبی امواج غبار صوتی از طریق محاسبات عددی، مورد مطالعه قرار گرفته است. حضور پارامترهای ،   و   به طور چشمگیری بر روی دوشاخه شدگی جواب های امواج رونده ی از معادله ی FMKP ، و بر روی رفتارهای شبه تناوبی و آشوبی معادله ی مختل شده ی FMKP تاثیر می گذارد. لازم به ذکر است که برای مجموعه ی یکسانی از پارامترهای    و  ، معادله ی مختل شده ی FMKP ، بر اساس مقدار اختلال تناوبی خارجی، رفتارهای شبه تناوبی و یا آشوبی را از خود نشان می دهد. همچنین باید ذکر شود که امواج غبار صوتی معادله ی مختل شده ی FMKP ، از طریق مسیر نیمه تناوبی به آشوبی، رفتارهای آشوبی را نمایش می دهند.

Abstract

Bifurcations and chaotic behaviors of dust acoustic traveling waves in magnetoplasmas with nonthermal ions featuring Cairns–Tsallis distribution is investigated on the framework of the further modified Kadomtsev–Petviashili (FMKP) equation. The FMKP equation is derived employing the reductive perturbation technique (RPT). Bifurcations of dust acoustic traveling waves of the FMKP equation is presented. Using the bifurcation theory of planar dynamical systems, two new analytical traveling wave solutions for solitary and periodic waves are derived depending on the parameters a; a1; q; l and U. Considering an external periodic perturbation, the chaotic behavior of dust acoustic traveling waves is investigated through quasiperiodic route to chaos. The parameter q significantly affects the chaotic behavior of the perturbed FMKP equation.

Introduction

The physics of dusty plasmas is an important topic of growing research which has gained more and more interest over the last few decades not only from the academic point of view, but also from the view of its new aspects [1] in space and modern astrophysics, semiconductor technology, fusion devices, plasma chemistry, crystal physics, and biophysics. In 1989, Goertz [2] discussed collective effects in dusty plasmas which affect various waves, such as density waves in planetary rings and low-frequency plasma waves. The authors described briefly the possibility of charged grains forming a Coulomb lattice. Low temperature dusty plasmas is used in manufacturing of chips and material processing [3, 4] in industry, which is one of the greatest impacts on our everyday lives.

Conclusions

In this paper, we have derived the FMKP equation for dust acoustic waves in magnetoplasmas with nonthermal ions featuring Cairns–Tsallis distribution. Applying the bifurcation theory of planar dynamical systems to the FMKP equation, we have presented the existence of solitary and periodic traveling waves through phase plane analysis. Two new analytical solutions for the solitary waves (compressive and rarefactive) and periodic waves are obtained depending on parameters a; a1; q; l and U. Considering an external periodic perturbation, the quasiperiodic and chaotic behaviors of dust acoustic waves are studied through numerical computations. The presence of the parameters q; a; and a1 affects significantly on bifurcation of traveling wave solutions of the FMKP equation, the quasiperiodic and chaotic behaviors of the perturbed FMKP equation. It should be noted that for same set of values of parameters a; a1; q; l and U, the unperturbed FMKP equation has solitary and periodic wave solutions, but the perturbed FMKP equation shows the quasiperiodic and chaotic behaviors based on the strength of the external periodic perturbation. It is also important to note that the dust acoustic waves of the perturbed FMKP equation represent the chaotic motions through quasiperiodic route to chaos.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی جواب های امواج غبار صوتی رونده و مسیر نیمه دوره ای به آشوب در پلاسمای غیرگرمایی

A study on dust acoustic traveling wave solutions and quasiperiodic route to chaos in nonthermal magnetoplasmas

ضدعفونی توسط پلاسما: متدها و مکانیسم ها

Plasma sterilization. Methods and mechanisms

چکیده

مقدمه

منحنی های بقا

اثر سینرژیک بین اتم های O و فتون های UV

مکانیسم های پایه استرلیزاسیون توسط پلاسما

فازهای غیر فعال سازی و سه مکانیسم اصلی ضدعفونی پلاسما

فاکتورهای دیگر در حمایت از تخریب DNA از طریق انتشار UV در مرحله اول

نظرات در مورد مرحله های دوم و سوم

ضدعفونی از طریق تماس مستقیم با پلاسما یا پستاب جریان: مزایا و محدودیت ها

نتیجه گیری

چکیده

استفاده از پلاسما برای ضدعفونی یک جایگزین برای ابزارهای ضدعفونی متداول است که در ضدعفونی مواد حساس به حرارت و ناتوانی عوامل ضدعفونی کننده اهمیت دارد. یک مسئله مهم در ضدعفونی توسط پلاسما، نقش فوتون های ماوراء بنفش (UV) و گونه های واکنشی مانند رادیکال های اتمی و مولکولی است. در صورت کاهش فشار گاز (≤10 torr) و مخلوط های حاوی اکسیژن، فوتون های UV بر غیر فعال کردن فرآیندها چیره می شوند و اتم های اکسیژن به عنوان یک عامل فرسایش مشارکت قابل توجهی در این امر دارند. در حقیقت، با پیشرفت فرسایش اسپور، تعداد فوتون های UV با تعامل موفق با مواد ژنتیکی افزایش می یابد. فرایندهای مختلف فیزیکوشیمیایی در ضدعفونی پلاسما، بر اساس ویژگی های خاص منحنی های بقای اسپور شناسایی و تجزیه و تحلیل می شوند.

مقدمه

ضدعفونی یک عمل یا فرآیند فیزیکی یا شیمیایی است که تمام انواع موجودات زنده، به ویژه میکروارگانیسم ها نابود کرده یا از بین می برد. تکنیک های ضدعفونی متعارف، مانند استفاده از اتوکلاو، آون و مواد شیمیایی مانند اتیلن اکسید (EtO)، بر غیر فعال شدن متابولیکی برگشت ناپذیر یا تجزیه اجزای مهم ساختاری میکروارگانیسم ها متکی هستند. ضدعفونی پلاسما به دليل دارا بودن عوامل فعال ويژه ای از جمله فوتون ها و راديکا ل هاي ماوراء بنفش متفاوت است (اتم ها يا اجتماعی از آن ها با الکترون هاي جفت نشده، و به دنبال آن واکنش شيميايي، به ترتيب O و OH). یک مزیت روش پلاسما، امکان دستیابی به این فرآیند در دمای نسبتا کم (≤50 درجه سلسیوس) در شرایط مناسب و حفظ یکپارچگی ابزار مبتنی بر پلیمر است که نمی تواند در اتوکلاو و آون ضدعفونی شوند [1، 2]. علاوه بر این، ضدعفونی پلاسما در مقایسه با EtO، برای اپراتور و بیمار نیز ایمن است.

نتیجه گیری

غیرفعال سازی پلاسما از طریق وجود دو یا سه مرحله متمایز در منحنی های بقای یک نوع خاص از اسپورها مشخص می شود. این مراحل به تغییرات سینتیک حاکم بر غیرفعال شدن اسپور به عنوان تابعی از زمان مواجهه مربوط می شود. در تخلیه ی با فشار کم و متوسط، فرآیند اصلی، تخریب DNA اسپور توسط تابش UV است که در برخی موارد از طریق فرسایش میکروارگانیسم از طریق واجذب نوری ذاتی و اچینگ پیشی می گیرد (در نهایت توسط تابش UV افزایش می یابد). این مکانیسم های ابتدایی به وضوح باعث جدا شدن ضدعفونی پلاسما از سایر روش های ضدعفونی می شود. به این ترتیب، غیرفعال شدن پریون های بیماریزا که هیچ ماده ژنتیکی ندارند، قطعا می تواند از طریق فرسایش کامل این پروتئین ها انجام شود [19]. با این حال، تابش شدید اشعه ماوراء بنفش به صورت سینرژیست با اتم های اکسیژن باعث آسیب جدی به این پروتئین ها شده و در نتیجه نیاز به فرسایش کامل وجود ندارد. اخیرا نشان داده شده است که، البته در بالا بیان نشده است، با استفاده از مفهوم شار (تعداد فوتون-های مرتبط با مواد ژنتیکی طی یک دوره زمانی معین) می توان به درک بهتر از فرآیند غیر فعال سازی رسید که به ضریب جذب و عمق نفوذ فوتون ها در مواد اسپور بستگی دارد [20]. شار در واقع مناسب تر از جریان فوتون های UV است، زیرا غیرفعال سازی DNA ناشی از تعداد (یا دوز) مشخصی (آماری) از ضربات مخرب روی رشته های آن است [20].

Abstract

Utilizing a plasma to achieve sterilization is a possible alternative to conventional sterilization means as far as sterilization of heat-sensitive materials and innocuity of sterilizing agents are concerned. A major issue of plasma sterilization is the respective roles of ultraviolet (UV) photons and reactive species such as atomic and molecular radicals. At reduced gas pressure (≤10 torr) and in mixtures containing oxygen, the UV photons dominate the inactivation process, with a significant contribution of oxygen atoms as an erosion agent. Actually, as erosion of the spore progresses, the number of UV photons successfully interacting with the genetic material increases. The different physicochemical processes at play during plasma sterilization are identified and analyzed, based on the specific characteristics of the spore survival curves.

INTRODUCTION

Sterilization is an act or process, physical or chemical, that destroys or eliminates all forms of life, especially microorganisms. Conventional sterilization techniques, such as those using autoclaves, ovens, and chemicals like ethylene oxide (EtO), rely on irreversible metabolic inactivation or on breakdown of vital structural components of the microorganism. Plasma sterilization operates differently because of its specific active agents, which are ultraviolet (UV) photons and radicals (atoms or assembly of atoms with unpaired electrons, therefore chemically reactive, e.g., O and OH, respectively). An advantage of the plasma method is the possibility, under appropriate conditions, of achieving such a process at relatively low temperatures (≤50 °C), preserving the integrity of polymer-based instruments, which cannot be subjected to autoclaves and ovens [1,2]. Furthermore, plasma sterilization is safe, both for the operator and the patient, in contrast to EtO.

CONCLUSIONS

Plasma inactivation is characterized by the existence of two or three distinct phases in the survival curves of a given type of spores. These phases correspond to changes in the dominating kinetics of spore inactivation as a function of exposure time. In the case of medium and low-pressure discharges, the basic process is the DNA destruction of the spore by UV irradiation, preceded in some cases by erosion of the microorganism through intrinsic photodesorption and etching (eventually enhanced by UV radiation). These elementary mechanisms clearly set plasma sterilization apart from all other sterilization methods. In that respect, the inactivation of pathogenic prions, which have no genetic material, could certainly be achieved through full erosion of these proteins [19]; however, it could be that intense UV radiation, acting synergistically with oxygen atoms, causes substantial damage to these proteins, thereby avoiding the need for a full erosion. More recently, and not included in the above presentation, we have shown that a better understanding of the inactivation process is attained by using the concept of fluence (number of photons actually interacting with the genetic material over a given period of time) that depends on the absorption coefficient and penetration depth of photons in the spore material [20]. Fluence is actually more appropriate than the incident flux of UV photons since DNA inactivation results from a given (statistical) number (or dose) of damaging hits on its strands [20].

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ضدعفونی توسط پلاسما: متدها و مکانیسم ها

Plasma sterilization. Methods and mechanisms

پلاسمای جوی با دمای پایین برای رفع آلودگی میکروبی

Low temperature atmospheric plasma for microbial decontamination

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

پاتوژن های میکروبی و استراتژی های مبارزه با آنها: علوم، فناوری و آموزش – Microbial pathogens and strategies for combating them: science, technology and education

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پلاسمای هوایی با دمای پایین برای ضدعفونی کردن میکروبی

Low temperature atmospheric plasma for microbial decontamination

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

جت میکروپلاسمای اتمسفری غیرموازنه: رویکردی به درمان های آندوسکوپی

Non-equilibrium atmospheric pressure microplasma jet: An approach to endoscopic therapies

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

روش درمانی آندوسکوپی و جت میکروپلاسمای اتمسفری

Non-equilibrium atmospheric pressure microplasma jet: An approach to endoscopic therapies

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی

تا انجایکه مسطح می شود: سطوح فوق العاده صاف از رویکردهای صاف سازی قالب

As flat as it gets: ultrasmooth surfaces from template-stripping procedures

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی

تا انجایکه مسطح می شود: سطوح فوق العاده صاف از رویکردهای صاف سازی قالب

As flat as it gets: ultrasmooth surfaces from template-stripping procedures

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.