بازرسی الیاف نساجی پزشکی قانونی به وسیله تصویربرداری رامان و آنالیز چند متغیره

Forensic examination of textile fibres using Raman imaging and multivariate analysis

نکات مهم
چکیده گرافیکی
چکیده
1. مقدمه
2. آزمایشی
3. نتایج و بحث
4. نتیجه گیری و روندهای آینده
منابع

چکیده

     نشان داده شده است که تکنیک های طیف سنجی ارتعاشی برای شناسایی و مقایسه الیاف نساجی و پارچه های لباس بسیار مناسب هستند. از سوی دیگر، حالت های جدید تصویربرداری شیمیایی بر اساس این تکنیک های طیف سنجی، در زمینه های متعددی موثر واقع شده اند. این امر به ویژه برای تجسم شیمیایی و غربالگری نمونه‌های مختلف از جمله مدارک قضایی (بررسی صحنه جرم)، محصولات شیمیایی و غذایی (کنترل کیفیت)، بافت‌های بیولوژیکی و موجودات زنده (تصویربرداری پزشکی) و همچنین موارد دیگر مهم است. این مطالعه، بررسی پزشکی قانونی و تجسم شیمیایی انتخابی الیاف نساجی و پارچه‌های لباس را با استفاده از تصویربرداری رامان بررسی می‌کند. چهار آزمایش انجام شد که بر غربالگری مواد مختلف متمرکز بود که عبارتند از: (i) مواد مختلف سفید تهیه شده از 100٪ پنبه (گازپانسمان، پنبه هیدروفیل، تی شرت، و گوش پاک کن)، (ii) پارچه های پلی استر و پنبه ای با رنگ یکسان، (iii) پنج پارچه پنبه ای در رنگهای مختلف، و (iv) الیاف نساجی با جنسهای متفاوت (اکریلیک، پنبه، نایلون، پلی استر، و ابریشم). از چد روش تجزیه و تحلیل کمومتری چند متغیره از جمله تجزیه و تحلیل المان اصلی (PCA)، تحلیل واریانس چند متغیره (MANOVA)، و تفکیک منحنی چند متغیره (MCR) برای بهبود مقایسه بصری محدود طیف ها که با چشم غیر مسلح انجام شد، استفاده شد. نتایج، شایستگی تصویربرداری رامان را برای تمایز الیاف و پارچه‌های نساجی از لحاظ آماری با توجه به ترکیب شیمیایی جنس لباس و ماده رنگرزی، نشان داد.

آزمایشی
نمونه ها
     انواع نمونه های نساجی تهیه شده از 100٪ پنبه: گازپانسمان، پنبه هیدروفیل، گوش پاک کن ، و تی شرت سفید به عنوان چهار ماده مختلف سفید مورد مطالعه قرار گرفتند. برش هایی از شش تی شرت در رنگ های مختلف (یکی تهیه شده از 100% پلی استر و 5 مورد تهیه شده از 100% پنبه) برای مطالعه تمایز پنبه-پلی استر و همچنین تمایز بین پنج پارچه پنبه ای با رنگ های مختلف انتخاب شدند. این مواد (پنبه و پلی استر) دو ماده نساجی مرتبط و غالب در پوشاک در سراسر جهان محسوب می شوند (3،5). در نهایت، پنج الیاف نساجی مختلف که بر روی نوار چسب پلیس بازیابی شده بود نیز مورد مطالعه قرار گرفتند. این الیاف بین دو لایه نوار چسب محکم چسبانده شدند و مستقیما مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نوار چسب و همچنین الیاف نساجی (اکریلیک، پنبه، نایلون، پلی استر و ابریشم) توسط Guardia Civil (نیروی پلیس اسپانیا) فراهم شدند. این الیاف نساجی، بخشی از مجموعه الیافی بودند که طی سال‌ها توسط نیروهای پلیس جمع‌آوری شده بودند. گازپانسمان، پنبه هیدروفیل، گوش پاک کن، و تی شرت از یک سوپر مارکت محلی در اسپانیا خریداری شده است.

     برشهای گاز پانسمان، پنبه هیدروفیل و تی شرت در اندازه تقریبا کمتر از 5×5 mm2 ، با ضخامت 800 μm بودند. قطر الیاف نساجی بین 10 تا 25 μm بود، هرچندکه الیاف برخی از مواد، به ویژه پنبه، نایلون و ابریشم، در هم آمیخته شده بودند و رشته هایی با قطر بین 300 تا 600 μm را ایجاد کرده بودند.

ابزارهای تجزیه و تحلیل تصویربرداری رامان
     اندازه گیری های تصویربرداری رامان بر روی میکروسکوپ تصویربرداری Thermo DXRxi Raman (Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA) مجهز به یک دستگاه جفت شده با بار الکترون افزا (EMCCD)، یک لیزر با طول موج تحریک 455 nm، و یک گریتینگ با 1200 خط mm-1 انجام شد. این تجهیزات با استفاده از نرم افزار تصویربرداری OMNICxi Raman کنترل می شد (1.0.0.2427; Thermo Fisher Scientific ، والتهام، ایالات متحده آمریکا). نمونه ها در آزمایشات 1، 2 و 4 با تنظیم 5 mW به عنوان توان لیزر و 50 μm به عنوان اندازه شکاف دیافراگم طیف‌نگار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نمونه های آزمایش 3 با استفاده از 3 mW ، به عنوان توان لیزر و با اندازه شکاف دیافراگم 25 μm طیف‌نگار آنالیز شدند. توان لیزر و دیافراگم طیف‌نگار در آزمایش 3 به منظور کاهش فلورسانس پارچه‌های تیره، به‌ویژه پارچه‌های نخی سیاه، کاهش یافت. در همه آزمایشات، محدوده طیفی اندازه گیری شده، از 3000 تا 200 cm-1 شیفت رامان با فاصله گذاری داده ها در حدود 1.93 mm-1 می باشد. با توجه به اهداف میکروسکوپ، نمونه های آزمایش 1، 2 و 3 (برش پارچه) با استفاده از هدف بزرگنمایی 4 برابر تجسم شد، در حالی که نمونه های آزمایش 4 (الیاف) با هدف بزرگنمایی 10 برابر تجسم شدند. از آنجایی که در نمونه های آزمایش 4 به جای برش پارچه از الیاف استفاده شده بود، بزرگنمایی بیشتر برای تجسم درست آنها ضروری بود.

مروری بر پانسمان های زخم نانو فیبری الکتروریسی شده زیست فعال بر پایه گیاهان دارویی

A review of medicinal plant-based bioactive electrospun nano fibrous wound dressings

نکات برجسته

چکیده

1-مقدمه

2- نانوالیاف الکتروریسی شده با پایه پلیمر برای پانسمان زخم

3- نانوالیاف الکتروریسی شده زیست فعال با پایه گیاهان دارویی برای پانسمان زخم

1-3 زردچوبه (کورکوما لونگا)

2-3 آلوئه ورا

3-3 لاوسونیا اینرمیس (حنا)

4-3 آزادیراکتا ایندیکا/ چریش هندی

5-3 زاتاریا مولتی فلورا (آویشن)

6-3 پونه سای جوپاری (Nepeta dschuparensis Bornm)

7-3 گیاه بابونه

8-3 ریشه ایساتیس

9-3 شنبلیله

10-3 ملیلوتوس افیسینالیس (یونجه زرد)

11-3 بومادران لوکانیایی

12-3 ذرت

13-3 انار

14-3 گیاه موسیلاژ (لیزاب)

15-3 گیاه قرنفل

16-3 منگوستن

17-3 پیچ معین التجار (کلرودندروم)

18-3 گیمنما سیلوستر

19-3 پاپایا

4- نتیجه گیری ها

منابع

چکیده

در زمان های قدیم، از مواد طبیعی تنها برای پوشاندن زخم استفاده می شد ولی امروزه پانسمان های زخم دارای مواد عامل دار شده اند تا از عفونت جلوگیری کنند، به فرایند بهبود زخم کمک کنند و ترمیم پوست را بهبود بخشند. از بین انواع مختلف پانسمان زخم، نانوالیاف های الکتروریسی شده به دلیل خواص منحصربفرد خود جزء جدیدترین و آینده دارترین پانسمان ها به شمار می روند. این پانسمان ها تشابه مورفولوژیکی با ماتریس برون سلولی طبیعی (ECM) ، نسبت سطح به حجم بالا و تخلخل بیشتر دارند، دارای الیاف منعطف و یکپارچه با ساختار نانو هستند که برای سیستم های تحویل دارو قابل استفاده اند و می توانند ترمیم بافت و انتقال ترشحات زخم را بهتر کنند و قابلیت تنفس برای رشد و تکثیر سلولی را نیز تضمین کنند. این مقاله مروری جدیدترین تحقیقات انجام شده در زمینه ساخت نانوالیاف الکتروریسی شده زیست فعال با پایه گیاهان دارویی بعنوان پانسمان زخم را بررسی می کند. این مقاله خواص درمانی گیاهان دارویی مختلف را نیز مورد بحث قرار می دهد.

1-مقدمه

پوست بزرگ ترین و بیرونی ترین عضو بدن انسان است. در واقع پوست مرز بین بدن انسان و محیط بیرون است که کاربرد آن حفظ دمای بدن در یک حد متعادل، جلوگیری از اتلاف بیش از حد مایعات بدن و ممانعت از حمله پاتوژن ها است (هونگ لی یه، جون ون چنگ) [1,2]. زمانی که پوست آسیب ببیند ممکن است مایعاتی از ناحیه آسیب دیده خارج شود که این مایع به همراه دمای بدن و مواد مغذی موجود می توانند باعث بروز عفونت در زخم شوند که موجب بیمار شدن شخص شده و حتی ممکن است بیمار را بکشد [3]. مواد بیوپزشکی مختلفی با تکنیک های تولید متفاوت برای پوشاندن و بهبود زخم استفاده شده اند. یک پانسمان زخم ایده آل باید ویژگی های اساسی چون زیست سازگاری، غیرسمی بودن، محافظت در برابر عفونت، قابل جذب بودن، تراوایی خوب و تحویل داروی فوری داشته باشد [4-11]. اکثر پانسمان های زخم بر اساس محصولات نساجی به فرم الیاف، نخ، منسوجات بافته شده، بی بافت و قلاب دوزی شده، کامپوزیت ها و نانوالیاف الکتروریسی شده اند. فوم ها، فیلم ها، هیدروژل ها، ماتریس و هیدروکلوییدها نیز استفاده می شوند [8].

4- نتیجه گیری ها

هر روزه اکتشافات جدیدی در زمینه پانسمان های زخم بوجود می آید. در نتیجه تحقیق و توسعه پانسمان های زخم عامل دار کماکان یکی از موضوعاتی است که باید در مورد آن تحقیق شود تا پیش نیازهای زخم های پیچیده و درمان ناپذیر بهتر درک شود. الیاف الکتروریسی شده مورفولوژی خاص، نسبت سطح به حجم بالا و ساختار متخلخل دارند، قابلیت بندآوردن خون و جذب تراوشات زخم را نیز دارند که بعنوان یک حامل دارو و تسریع روند درمان زخم استفاده می شوند. پلیمرهای طبیعی و مصنوعی را می توان برای ساخت الیاف الکتروریسی شده استفاده کرد ولی ترکیبی از پلیمرهای مختلف (طبیعی و مصنوعی) خواص منحصربفردی را برای درمان زخم فراهم خواهند آورد.

Abstract

In the early time, natural materials were used only to cover the wound but nowadays wound dressings contain functionalize materials to prevent infections, assist wound healing process, and improve skin restoration. Among dissimilar forms of wound dressings, electrospun nanofibrous wound dressings are the latest and promising ones due to their unique properties. These dressings have morphological similarity to the natural extracellular matrix (ECM), high surface area to volume ratio, greater porosity, continuous and flexible nano structure fibers applicable for drug delivery systems which can approve tissue regeneration, wound fliuid transportation and ensure breathability for cellular growth and proliferation. This review provides a broad overview of latest medicinal plant incorporated bioactive electrospun nanofibrous wound dressing researches and developments. It also discussed the therapeutic properties of different traditional medicinal plants.

1. Introduction

The skin is the largest and outermost organ of the human body. It is a barrier between human body and the external environment, which has the function of maintaining temperature balance, preventing excessive fluid loss, and preventing pathogens from invasion Hongli Ye, Junwen Cheng [1,2]. Once the skin is damaged, there maybe fluid exudate in the injured area, this fluid with body temperature and nutritions there maybe development of infection in wounds which may bring illness of patients, even lead to passing away [3]. Different biomedical textile materials with different manufacturing techniques are used to cover and heal the wound. An ideal wound dressings must have basic characteristics as biocompatible, non-toxic, protective against infection, absorbable, permeable, and quick drug delivery [4-11]. Most wound dressings are based on textile constructions in the form of fibres, yarns, nonwoven, woven, crochet, knitted and braided fabrics, composites and electrospun nanofibrous materials. Foams, films, hydrogels, matrix, and hydrocolloids are also used [8].

4. Conclusions

Day-by-day there are new understandings and discoveries of textile wound dressings. Consequently, researching and developing new functional wound dressings is still an area of research to meet the requirements of complex and un-healing wounds. Electrospun nanofibrous materials have special morphologies, high surface area to volume ratio and porous structure, haemostasis, capability of absorbing exudates, used as drug carriers, and capability to accelerate wound healing. Both natural and synthetic polymers can be used for electrospun nanofibrous material manufacturing, but combination of different polymers (synthetic and natural) will bring special properties for wound healing.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مروری بر پانسمان های زخم نانو فیبری الکتروریسی شده زیست فعال بر پایه گیاهان دارویی

A review of medicinal plant-based bioactive electrospun nano fibrous wound dressings

فرا کامپوزیت های پارچه ای دارای نفوذ پذیری الکتریکی منفی قابل دوخت تحت باندهای X و Ku

Textile structured metacomposites with tailorable negative permittivity under X and Ku band

چکیده

1- مقدمه

2- آزمایشی

2-1- آماده سازی پیش فرم های دربرگیرنده ریز مفتول های فرو مغناطیسی خم شده تناوبی-

2-2- تولید فرا کامپوزیت ها با تقویت پارچه

2-3 تعیین مشخصات فرا کامپوزیت های پارچه ای

3- نتایج و بحث

3-1- رفتار الکترو مغناطیسی فرا کامپوزیت ها

3-2 مکانیزم جذب موج الکترو مغناطیسی

4- نتیجه گیری

چکیده

فرا کامپوزیت های دارای نفوذ پذیری الکتریکی قابل دوخت که شامل ریز مفتول های فرو مغناطیسی در هم دوخته شده دوره ای می باشند با روش های دوخت و قالب گیری انتقال رزین ساخته شدند. با دستکاری جهت هم ترازی، طول خمیده دوره ای، فاصله دهی میان ریز مفتول های فرو مغناطیسی برای تنظیم نفوذ پذیری پیچیده الکتریکی و مایع، انتشار امواج الکترومغناطیسی آماده شده فرا کامپوزیت های تحت باند های X و Ku با آزمایشات و شبیه سازی ها ارزیابی شدند. در فرا کامپوزیت های متشکل از ریز مفتول هایی که به صورت عمودی مرتب شده اند، و دارای فواصل 1 mm و 0.5 mm می باشند، نفوذ پذیری الکتریکی در برخی از باند های فرکانسی منفی شد. وجود همزمان طول خمیده دوره ای و فواصل کوتاه باعث وسعت یافتن باند فرکانس می شود که آن نیز باعث بروز رفتار های منفی منفرد از سوی فرا کامپوزیت ها می شود. به دلیل وقوع نفوذ پذیری الکتریکی در فرکانس های پلاسمایی شاهد پنجره های انتقال قابل ملاحظه ای هستیم. نتایج شبیه سازی نشانگر نشات گیری افت قابل ملاحظه ی فرا کامپوزیت های پارچه ای تحت باند های X و Ku از افت الکتریکی می باشد، و همچنین طول خم شده دوره ای باعث انتشار یکپارچه افت توان می شود.

4- نتیجه گیری

یک مطالعه سیستمی بر روی ویژگی های ریز موج های فرا کامپوزیت های پارچه ای که شامل ریز موج های فرو مغناطیسی با جهات آرایشی مختلف، طول خم شده تناوبی، و فاصله گذاری ریز مفتولی می باشد انجام شده است. بکارگیری ساختار پارچه ای باعث ایجاد یک فرم هندسی ار واحد های فرا ماده ای با عملکرد الکترو مغناطیسی قابل تنظیم شده است. نتایج آزمون های الکترو مغناطیسی نشان میدهد که فرا کامپوزیت های دارای آرایش عمودی دارای نفوذ پذیری الکتریکی منفی در گستره فرکانسی باند های X و Ku می باشند. زمانی که فاصله میان ریز مفتول های فرو مغناطیسی از 1 mm به 0.5 mm کاهش یافت یک طول خم شده تناوبی به اندازه 2.5 mm یا 5 mm رزونانس دوگانه طبیعی را به رزونانس طبیعی تک گانه تبدیل می کند، اما طول خم شده تناوبی 7.5 mm برعکس عمل می کند. فرا کامپوزیت های متشکل از ریز مفتول هایی به طول خم شده تناوبی 7.5 mm دارای پنجره های انتشاری دوگانه ای هستند که نشات گرفته از قله های شخصیتی دوگانه در نفوذ پذیری الکتریکی است.

Abstract

The metacomposites with tailorable negative permittivity including periodic interweaving ferromagnetic mircowires were fabricated by weaving and resin transfer molding methods. By manipulating the alignment direction, periodic curved length, spacing between ferromagnetic microwires for adjusting complex permittivity and permeability, the electromagnetic wave propagation of as-prepared metacomposites under X and Ku bands were evaluated and investigated by experiment and simulation. For metacomposites composed of vertically arranged microwires, for both 1 mm and 0.5 mm spacing, the permittivity turned to negative in certain frequency bands. The simultaneous existence of short periodic curved length and spacing benefits the broadening of frequency band under which metacomposites exhibits single-negative behavior. Significant transmission windows are observed due to negative permittivity occurring at plasma frequency. The simulation results show major loss for the textile structured metacomposites under X and Ku bands derives from electric loss, and small periodic curved length tends to form uniform power loss distribution.

4- Conclusion

A systematic study on the microwave properties of textile structured metacomposites containing ferromagnetic microwires with different arrangement direction, periodic curved length and microwires spacing has been conducted. The employment of textile structure realizes a geometric form of metamaterial units with tunable electromagnetic performances. The electromagnetic test results show that the vertical arrangement metacomposites exhibit negative permittivity in the X and Ku frequency ranges. When the spacing between ferromagnetic microwires decreased from 1 mm to 0.5 mm, a periodic curved length being 2.5 mm or 5 mm changes the double natural resonance to single natural resonance, but a periodic curved length being 7.5 mm goes the other way around. Composed of 0.5 mm microwires spacing and 7.5 mm periodic curved length, the metacomposites have double transmission windows corresponding to the double characteristic peaks of permittivity

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

فرا کامپوزیت های پارچه ای دارای نفوذ پذیری الکتریکی منفی قابل دوخت تحت باندهای X و Ku

Textile structured metacomposites with tailorable negative permittivity under X and Ku band

رفتارهای تغییر شکل پارچه های فشرده سه بعدی اکستیک

Deformation behaviors of three-dimensional auxetic spacer fabrics

چکیده

جزئیات تجربی

طراحی و تولید پارچه

آزمونهای کششی

نتایج و بحث

رفتار تغییر شکل هنگام کشیده شدن در جهت رج

رفتار تغییر شکل هنگام کشیده شدن در جهت ردیف

نتیجه گیری

چکیده

پارچه های سه بعدی اکستیک یک نوع جدید از ساختار پارچه سه بعدی با ضریب پواسون منفی است. آنها به خاطر ویژگیهای غیر معمولشان، کاربردهایی در لباسهای کاربردی ، پدهای محافظیتی و کفشهای ورزشی یافته اند. در این مقاله، مطالعه ای درباره رفتارهای تغییرشکل پارچه های سه بعدی که می توانند در مقیاسی بزرگ ساخته شوند، گزارش می شود. با مشاهدات تجربی تغییر شکل یک واحد شش ضلعی در فشارهای کششی مختلف، دو مدل هندسی متفاوت برای ساختار پارچه هنگام کشیده شدن در جهت رج و جهت ردیف به ترتیب، پیشنهاد می شود. بر اساس مدلهای هندسی، دو معادله نیمه تجربی بین ضریب پواسون و فشار کششی برای هر دو جهت کششی ارائه می گردد. این تحقیق نشان می دهد که معادلات نیمه تجربی ارائه شده با نتایج آزمایش تناسب و تطابق خوبی دارند. به این ترتیب، آنها را می توان در طراحی و پیش بینی (رفتار) پارچه های سه بعدی اکستیک با مقادیر مختلف پارامترهای هندسی به کار برد.

پارچه های اکستیک یک نوع ساختار بافته (منسوج) با ضریب پواسون منفی هستند. آنها هنگام کشیده شدن از کنار کش می آیند یا هنگام فشرده شدن از کنار جمع می شوند. این رفتار غیر معمول بسیاری از کاربردهای آنها مثل لباسهای کاربردی، مراقبتهای پزشکی، پوشاک حفاظتی و غیره را به خاطر چند ویژگی جذاب مثل حفره های زیاد زیر فشار و قابلیت عالی در آمدن به شکل سطوح منحنی و قابلیت جذب انرژی زیاد و غیره، جالب می کند.

نتیجه گیری

رفتارهای تغییر شکل ساختار پارچه سه بعدی اکستیک در هر دو جهت رج و ردیف بر اساس مشاهدات تجربی یک واحد شش ضلعی و تحلیل نظری مدلهای هندسی پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفتند. معادله نیمه تجربی بین ضریب پواسون و فشار کششی برای هر جهت کششی (جداگانه) ارائه شد. چند نتیجه را می توان از این تحقیق استخراج نمود.

1- به خاطر رفتار ناهمگون ساختار اکستیک سه بعدی، مدلهای هندسی مختلفی برای تحلیل رفتارهای تغییر شکل ساختار در جهت های کششی مختلف مورد نیازند. در حالی که تغییر شکل واحد شش ضلعی در جهت رج را می توان با تغییر شکل یک متوازی الاضلاع نشان داد، تغییر شکل واحد شش ضلعی در جهت ردیف همیشه به شکل شش ضلعی حفظ می شود. 

Abstract

Auxetic spacer fabrics are a novel kind of three-dimensional (3D) fabric structure with a negative Poisson’s ratio. They have found a number of applications in functional garments, protective pads and sportive shoes due to their unusual properties. In this paper, a study on deformation behaviors of 3D spacer fabrics that could be fabricated on a large scale is reported. Through experimental observations of deformation of a basic hexagonal unit at different tensile strains, two different geometrical models are proposed for the fabric structure when extended in the course direction and wale direction, respectively. Based on the geometrical models, two semi-empirical equations between the Poisson’s ratio and tensile strain are established for both tensile directions. The study shows that the established semi-empirical equations fit well with experimental results. Therefore, they could be used in the design and prediction of 3D auxetic spacer fabrics with different values of geometrical parameters.

Auxetic fabrics are a kind of textile structure with a negative Poisson’s ratio (PR).1,2 They laterally expand when stretched or laterally shrink when compressed. This unusual behavior makes them very interesting in many applications, such as functional garments, health care, protective clothing and so on, due to a number of fascinating properties, such as enhanced porosity under extension, excellent formability to curved surfaces, high energy absorption ability, etc.2

Conclusions

The deformation behaviors of 3D auxetic spacer fabric structure in both the course and wale directions were studied based on the experimental observations of a hexagonal unit and theoretical analysis of geometrical models proposed. The semi-empirical equation between the PR and tensile strain was established for each tensile direction. Some conclusions could be drawn from the study.

1. Due to the anisotropic behavior of the 3D auxetic structure, different geometrical models are needed for analyzing deformation behaviors of the structure in different tensile directions. While the deformation of the hexagonal unit in the course direction can be represented by deformation of a parallelogram, the deformation of the hexagonal unit in the wale direction always keeps in a hexagonal form.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

رفتارهای تغییر شکل پارچه های فشرده سه بعدی اکستیک

Deformation behaviors of three-dimensional auxetic spacer fabrics

خواص حفاظتی پارچه های فضادار بافته شده با تار در شکل کروی در مقابل ضربه – قسمت اول: تحلیل رفتار ضربه ای از پارچه فضادار معمولی

Protective properties of warp-knitted spacer fabrics under impact in hemispherical form. Part I: Impact behavior analysis of a typical spacer fabric

چکیده

جزئیات آزمایش

پارچه فضادار

شیوه آزمایش

نتایج و بحث

تحلیل فرایند ضربه

ویژگی های جذب انرژی و کاهش نیرو

تحلیل دامنه نوسان

نتیجه گیری

چکیده

این مقاله تحقیقی تجربی را در مورد خصوصیات محافظتی پارچه های تریکو تاری بافته شده ارائه می دهد که برای حفاظت از بدن انسان در مقابل ضربه طراحی شده اند. از دستگاه سنجش ضربه برای آزمایش نمودن پارچه ها در شکلی کروی استفاده شد تا کاربرد محافظان در زندگی حقیقی را شبیه سازی نماید. این بررسی شامل دو بخش بود. اولین بخش، که در این مقاله ارائه شده است، به رفتار ضربه ای پارچه تریکوی معمولی در مقابل ضربه با مقادیر مخالف انرژی می پردازد. تحلیل انجام شده شامل فرایند ضربه و جذب انرژی و خصوصیات کاهش نیرو پارچه تریکوی است. تجزیه و تحلیل دامنه تواتر نیز برای معرفی تغییر شکل های مختلف و نحوه آسیب پارچه تحت سطوح مختلف انرژی ناشی از ضربه استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که رفتار ضربه ای پارچه مورد ضربه در شکل کروی متفاوت با شکل سطحی یا دوجهی آن می باشد. این نتایج، همچنین، نشان می دهند که خمیدگی پارچه می توان میزان جذب انرژی را در زمان فرایند ضربه کاهش داده و در نتیجه، از ویژگی کاهش نیرو  پارچه تریکو کاسته می شود. این تحقیق درک بهتری را از خوصیات محافظتی پارچه های تریکو فراهم می نماید. تأثیر عوامل ساختاری پارچه و لایه بندی خصوصیات محافظتی پارچه های تریکو مورد ضربه در بخش 2 ارائه خواهد شد.

در طول چند دهه گذشته، گستره وسیعی از تجهیزات حفاظتی شخصی (PPE) برای حفاظت از افراد در مقابل انواع مختلف خطرات طراحی و تولید شده است. محافظان ضربه گیر، که رایج ترین گونه این تجهیزات هستند، معمولا به گونه ای تولید می شوند که در آنها مواد جذب کننده نیرو به شکل لایی هایی گنجانده می شود. این لایه ها درون این لباس ها یا تجهیزات حفاظتی، که مخصوصا برای حفاظت از بدن انسان در مقابل ضربه، مشت یا سقوط طراحی شده اند، الحاق یا جا داده می شود. تعدادی از انواع مختلفی از محافظان در برابر ضربه برای حفاظت از قسمت های مختلف بدن در شرایط گوناگون در بازار موجود هستند.

نتیجه گیری 

پارچه های تریکو تاری بافته شده معمولی برای حفاظت از بدن انسان در مقابل بافته شده بود، در شکل کروی و در سطوح مختلف انرژی برخورد مورد آزمایش قرار گرفت. مقاومت در برابر ضربه، جذب انرژی و ویژگی های کاهش نیروی آن با در نظر گرفتن نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل دامنه نوسان به وسیله روش HHT نیز برای تجزیه و تحلیل حالت های مختلف تغییر شکل و آسیب مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج و تحلیل های تجربی، می توان به نتایج زیر رسید: 

1. شرایط مرزی واکنش پارچه تریکو در مقابل ضربه را تعیین می کند. مرحله ثبات پارچه تریکو مورد ضربه در شکل کروی به خاطر تغییر منطقه تماس پارچه در طول فرایند برخورد و مراحل مختلف تغییر شکل نخ های تریکو تحت جابجایی مشابه ضربه به روشنی مشاهده نمی شود.

Abstract

This paper presents an experimental study of the protective properties of warp-knitted spacer fabrics developed for protecting the human body on impact. A drop-weight impact tester was used to test the fabrics in a hemispherical form to simulate the use of impact protectors in real life. The study consists of two parts. The first part, presented in the current paper, focuses on the impact behavior of a typical spacer fabric impacted at different levels of energy. The analysis includes the impact process and the energy absorption and force attenuation properties of the spacer fabric. Frequency domain analysis is also used, to identify the different deformation and damage modes of the fabric under various levels of impact energy. The results show that the impact behavior of the fabric under impact in the hemispherical form is different from that in the planar form. The results also indicate that the curvature of the fabric can reduce energy absorption during the impact process and therefore reduce the force attenuation properties of the spacer fabric. This study provides a better understanding of the protective properties of spacer fabrics. The effect of fabric structural parameters and lamination on the protective properties of spacer fabrics under impact will be presented in Part II.

Over the past few decades a wide range of personnel protective equipment (PPE) has been developed to protect wearers from various types of risks or hazards to their health and safety.1–7 Impact protectors, which are the most commonly used PPE, are normally manufactured to include energy-absorbing material in the form of pads.8,9 They are integrated or inserted into protective clothing or equipment specially designed for protecting the human body from impact, blows or falls. A number of different types of impact protectors are on the market for protecting different areas of the body in a variety of circumstances.1–4

Conclusions

A typical warp-knitted spacer fabric developed for human body protection against impact was tested in the hemispherical form at different levels of impact energy. Its impact resistance, energy absorption and force attenuation properties were investigated in the light of the experimental results. The frequency domain analysis with HHT method was also used to analyze its different deformation and damage modes. According to the experimental results and analysis, the following conclusions can be drawn:

1. The boundary condition determines the impact response of the spacer fabric. The plateau stage of the spacer fabric under impact in the hemispherical form is not clearly observed due to the change of the contact area of the fabric during the impact process and different deformation stages of spacer yarns under similar displacement of the striker.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

خواص حفاظتی پارچه های فضادار بافته شده با تار در شکل کروی در مقابل ضربه – قسمت اول: تحلیل رفتار ضربه ای از پارچه فضادار معمولی

Protective properties of warp-knitted spacer fabrics under impact in hemispherical form. Part I: Impact behavior analysis of a typical spacer fabric

بافت سه بعدی چندمحوره برای کامپوزیت ها: یک بررسی

Multiaxis three-dimensional weaving for composites: A review

چکیده

مقدمه

دسته بندی های منسوجات سه بعدی

ساختار الیاف سه بعدی و شیوه بافت

منسوجات دو بعدی

منسوجات سه بعدی قائم

پارچه سه بعدی چندمحوره

مقایسه پارچه و شیوه ها

ویژگی های پارچه چندمحوره و کامپوزیت ها

پارچه سه محوره

خصوصیات کلی پارچه های سه بعدی

ارتباطات ویژگی-فرایند پارچه قائم سه بعدی و چندمحوره سه بعدی

کامپوزیت های پارچه های سه بعدی چند محوره و قائم سه بعدی

نتیجه گیری

چکیده

هدف از انجام این تحقیق بررسی منسوجات سه بعدی (3D) و به خصوص توسعه ساختارها و فنون از پیش شکل یافته سه بعدی بافته شده چندمحوره است. از پیش شکل یافته های سه بعدی بر اساس ویژگی های مختلفی بسته به مجموعه فیبرها، در هم پیچیدگی و جهت گیری فیبر، و سلول های واحد میکرومزو و هندسه ماکرو دسته بندی می شوند. منسوجات دوبعدی دو محوره و سه محوره به صورت گسترده ای به عنوان بخش های ساختاری کامپوزیت در حوزه های فنی مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، به خاطر کمبود فیبر دچار لایه لایه شدگی بین لایه ها می شوند. منسوجات بافته شده به صورت سه بعدی دارای لایه های چندگانه بوده و به خاطر وجود فیبرهای Z لایه لایه نمی شوند. با این حال، منسوجات بافته شده به صورت سه بعدی کیفیت سطحی پایینی دارند. منسوجات بافته شده سه بعدی چندمحوره لایه لایه نشده و کیفیت سطحی آنها به خاطر لایه های نخی اُریب تقویت می شود. با وجود این، با در نظر گرفتن لایه های چندگانه و توالی لایه ها دارای محدودیت هایی هستند. منسوجات سه بعدی چندمحوره به خاطر فیبرهای Z دارای لایه های چندگانه و بدون لایه لایه شدگی هستند و به خاطر لایه های نخی اُریب از کیفیت سطحی تقویت شده ای برخوردار هستند. همچنین، می توان بر اساس مقتضیات مصرف نهایی توالی لایه ها را تنظیم نمود. با این حال، شیوه بافت سه بعدی چندمحوره در مرحله ابتدایی توسعه بوده و لازم است تا کاملا اتوماتیک شود. این مسئله چالش فنی در آینده حوزه بافت سه بعدی چندمحوره خواهد بود. 

مقدمه 

از آنجا که کامپوزیت های ساختاری پارچه دارای ویژگی های خاص بهبودیافته در مقایسه با مواد اصلی دیگر مثل آهن و سرامیک هستند، در بخش های صنعتی مختلف، نظیر صنایع نظامی و غیرنظامی استفاده می شوند. تحقیقات انجام شده بر روی کامپوزیت های ساختاری پارچه نشان داده اند که از آنجا که آنها لایه لایه نشده و در مقابل آسیب مقاوم هستند، می توانند به عنوان مواد جایگزین در نظر گرفته شوند. ساختارهای پارچه ای دوبعدی دومحوره، سه محوره و سه بعدی به عنوان عناصر ساختاری در صنایع پزشکی، فضایی و پیشران موشکو حمل و نقل استفاده می شوند. از نمونه های این عناصر می توان به ورق، پانل های سخت، تیرآهن و تیرک، ساختارهای پوششی یا اسکلتی، وسایل پزشکی و پروتز اشاره کرد. اخیرا، مشخص شده است که استفاده از الیاف نانو با مدول بالا در منسوجات سه بعدی به افزایش 10 برابری خصوصیات  مکانیکی آنها منجر می شود. 

نتیجه گیری  

در این تحقیق، پارچه های سه بعدی، شیوه ها و تکنیک های مورد استفاده برای بافت آن مورد بررسی قرار گرفت. پارچه های دوبعدی دومحوره به میزان گسترده ای به عنوان بخش های کامپوزیت ساختاری در حوزه های فنی مخنتلف مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، ساختارهای کامپوزیت پارچه های دوبعدی دومحوره دچار لایه لایه شدگی بین لایه های خود می شوند که این مسئله به خاطر نبود الیاف است. شیوه ها و تکنیک های دومحوره به خوبی توسعه داده شده اند. پارچه های سه محوره دارای لایه لایه شدگی، ساختاری باز و کسرهای حجمی پایین پارچه است. با وجود این، خصوصیات سطحی پارچه های سه محوره به خاطر جهت گیری های نخ ±اُریب همگن می شوند. شیوه ها و تکنیک های بافت سه محوره نیز به خوبی توسعه یافته اند. پارچه های بافته شده سه بعدی دارای لایه های چندگانه بوده و به خاطر وجود الیاف Z بدون لایه لایه شدگی هستند. با این حال، این پارچه ها کیفیت سطحی پایینی دارند. شیوه ها و تکنیک های بافت سه بعدی در بازار در دسترس هستند. پارچه های سه بعدی چندمحوره، که دارای چهار لایه و لایه شدگی ناشی از کوک زدن هستند، به خاطر لایه های نخ ±اُریب، دچار لایه لایه شدگی نشده و کیفیت سطحی آنها تقویت می شود. با این حال، این نوع پارچه ها با توجه به لایه بندی چندگانه و توالی لایه ها دارای محدودیت هایی هستند. شیوه ها و تکنیک های بافت سه بعدی چندمحوره تکمیل شده اند. پارچه های بافته شده سه بعدی چندمحوره دارای لایه های چندگانه و به خاطر وجود الیاف Z فاقد لایه لایه شدگی هستند. این الیاف به خاطر لایه های نخ ±اُریب نیز از کیفیت سطحی تقویت شده ای برخوردار هستند. همچنین، توالی لایه ای آنها را می توان بر اساس مقتضیات کاربرد نهایی مرتب ساخت. با وجود این، تکنیک بافت سه بعدی چندمحوره در مرحله ابتدایی توسعه بوده و نیازمند خودکار شدن کامل است. این مسئله چالش آتی در حوزه بافت سه بعدی چندمحوره خواهد بود.  

Abstract

The aim of this study is to review three-dimensional (3D) fabrics and a critical review is especially provided on the development of multiaxis 3D woven preform structures and techniques. 3D preforms are classified based on various parameters depending on the fiber sets, fiber orientation and interlacements, and micro–meso unit cells and macro geometry. Biaxial and triaxial two-dimensional (2D) fabrics have been widely used as structural composite parts in various technical areas. However, they suffer delamination between their layers due to the lack of fibers. 3D woven fabrics have multiple layers and no delamination due to the presence of Z-fibers. However, the 3D woven fabrics have low in-plane properties. Multiaxis 3D knitted fabrics have no delamination and their in-plane properties are enhanced due to the bias yarn layers. However, they have limitations regarding multiple layering and layer sequences. Multiaxis 3D woven fabrics have multiple layers and no delamination due to Z-fibers and in-plane properties enhanced due to the bias yarn layers. Also, the layer sequence can be arranged based on end-use requirements. However, the multiaxis 3D weaving technique is at an early stage of development and needs to be fully automated. This will be a future technological challenge in the area of multiaxis 3D weaving.

Introduction

Textile structural composites are widely used in various industrial sectors, such as civil and defense as they possess some improved specific properties compared to basic materials such as metal and ceramics.16 Research conducted on textile structural composites has shown that they can be considered as alternative materials since they are delamination-free and damage tolerant.3,7 Two-dimensional (2D) biaxial, triaxial and three-dimensional (3D) fabric structures are used as structural elements in medical, space and rocket propulsions and transportation industries.8 Examples of these elements are plate, stiffened panels, beams and spars, shell or skin structures, hip and medical devices and prostheses.911 Recently, it has been found that using nano-based high modulus fibers in 3D fabrics results in a 10-fold increase of their mechanical properties.12

Conclusion

In this study, 3D fabrics, methods and techniques were reviewed. Biaxial 2D fabrics have been widely used as structural composite parts in various technical areas. However, composite structures of biaxial 2D fabrics suffer delamination between their layers due to the lack of fibers. Biaxial methods and techniques are well developed. Triaxial fabrics have delamination, an open structure and low fabric volume fractions. However, the in-plane properties of the triaxial fabrics become homogeneous due to the bias yarn orientations. Triaxial weaving methods and techniques are also well developed. 3D woven fabrics have multiple layers and no delamination due to the presence of Z-fibers. However, 3D woven fabrics have low inplane properties. 3D weaving methods and techniques are commercially available. Multiaxis 3D knitted fabrics, which have four layers and layering achieved by stitching, have no delamination and their in-plane properties are enhanced due to the bias yarn layers. However, it has limitations regarding multiple layering and layer sequences. Multiaxis 3D knitting methods and techniques have been perfected. Multiaxis 3D woven fabrics have multiple layers and no delamination due to Z-fibers and enhanced in-plane properties due to the bias yarn layers. Also, the layer sequence can be arranged based on end-use requirements. However, the multiaxis 3D weaving technique is at an early stage of development and needs to be fully automated. This will be a future technological challenge in the area of multiaxis 3D weaving.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بافت سه بعدی چندمحوره برای کامپوزیت ها: یک بررسی

Multiaxis three-dimensional weaving for composites: A review

شواهدی از باستان شناسی ایران پیش از اسلام در مورد منسوجات

Archaeological Evidence for Textiles in Pre-Islamic Iran

چکیده

تولید منسوجات خیلی زود در خاور نزدیک، حتی قبل از توسعه روستاهای آباد و بومی سازی گیاهان و جانوران در دوره نوسنگی ( عصر هجر جدید، هزاره ششم و هفتم B.C) آغاز شد. الیاف کتان یکی از اولین الیافی بود که بافته شد. ظاهر آن مانند شبکه‌ای ظریف و در هم تافته با حاشیه‌های بافته شده است و در غار Nahal Hemar  در ساحل جنوب غربی بحرالمیت یافته می‌شود.   کتان در همان زمان در Anatolia در Catal Hiiyiik نیز ظاهر می‌شود، مکان نسبتاً حفاری شده‌ای که سابقاً حدود 32 (؟) جریب زمین را تحت پوشش قرار می‌داد. منسوجات  Catal Hiiyiikکه همچنین شامل پشم یا پارچه موهر کار شده با نخهای تابیده و دولای S و Z است، متعلق به تدفینهای درون شهری می‌باشد که در آن استخوانهای مرده را می‌پیچند و جمجمه را در جعبه دیگری قرار می‌دهند . متاسفانه، آتش سوزیهایی که چندین بار در این مکان اتفاق افتاد، این پارچه‌ها را سوزانده است بطوریکه در حال حاضر هیچ اثری از رنگ آنها باقی نمانده است. با این حال، گیاهان رنگزا مثل نیل، روناس و میخک زرد  بومی این منطقه هستند و کاوشگر بر این باور است که آنها در Catal Huyiik مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

ایده مربوط به دو نوع پارچه و همچنین حصیرهای نی، و صنایع دستی که به شکل اشیاء کوچک سفالی در  Jarmo، روستای Neolithic  در دامنه‌های غربی کوه‌های زاگرس در شرق عراق مشاهده می‌شوند، به ایران بسیار نزدیکتر است.   منسوجات باقیمانده از فلات ایران به درستی به سالهای بسیار دور برنمی گردد، زیرا باستان شناسی علمی پس از آن در ایران آغاز شد. و تنها در اواخر دهه 1950 بود که  کارهای گسترده عمدتاً در زاگرس و در خوزستان انجام گرفت. مواد رنگی و رنگرزی همانند مواد تثبیت کننده در ایران به فراوانی یافت می‌شوند،  و ممکن است تصور شود که این مواد در عهد عتیق مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اطلاعات بیشتر مربوط به منسوجات باستانی ایران را می‌توان از بازنماییها در آثار هنری و همچنین نشانه‌های برجای مانده از منسوجات پیچیده شده در اطراف فلز که بعداً پوسیده شدند به دست آورد. این سازندهای معدنی یا شبه کانیها از طریق فرایند سنگ شدگی تشکیل شدند و بطور واقعی شکل الیاف را به خود گرفتند و شواهدی برای محققان فراهم آوردند که نشان می‌دهد مواد ارگانیک بطور طبیعی  از بین خواهند رفت. مجموعه نوشتجات ایرانیان همچنین ممکن است شواهدی از بین النهرین را نیز در بر داشته باشد، شواهدی از زمینهای پست تا غرب که بطور پیوسته هم بصورت صلح آمیز و هم خصمانه با ایران مرتبط هستند. شواهد موجود نشان می‌دهد که بین النهرین یک عامل حیاتی در روایات متداول نساجی ایران بوده است. بررسی‌های مقدماتی زیر ارائه می‌شود با این امید که انگیزه دوباره‌ای برای توجه به مواد قدیمی بوجود آید و موجبات انجام کارهای بیشتری توسط متخصصان شایسته را فراهم آورد.

Abstract

The production of textiles began very early in the Near East, even before the development of settled villages and the domestication of plants and animals in the Neolithic Period (New Stone Age, the 7th and 6th millennia B.C.). Flax was one of the first fibers to be woven; it appears in an elegantly knotted net with a woven border found in the Nahal Hemar Cave on the southwest banks of the Dead Sea.”1 Flax also appears about the same time in Anatolia at Catal Hiiyiik, a partially excavated site once covering some 32 (?) acres. The Catal Hiiyiik textiles, which also included wool ormohair worked in S- and Z-spun two-ply yarns, came from intramural burials where they bound up the bones of the dead and in one case filled a skull.2 Unfortunately, the fires that destroyed the site on several occasions charred the fabrics so that no trace of color now remains. However, the dye plants woad, madder and weld are native to the region, and the excavator believed that they were used at Catal Huyiik.

Closer to Iran are the impressions of two types of fabric as well as reed matting and basketry found on small clay objects at Jarmo, aNeolithic village on the western slopes of the Zagros Mountains in eastern Iraq.3 The textile remains from the IraniarTpLaleau proper do not date quite as early, in part because scientific archaeology began later in Iran; and it is only since the late 1950s that widespread work has been carried out, primarily in the Zagros and in Khuzistan. Natural dyestuffs are abundant in Iran as are mordants,4 and one may assume that these materials were utilized in antiquity. Additional information about ancient Iranian textiles can be derived from representations in works of art as well as the impressions left by textiles wrapped around metal that later corroded. These mineralized formations or pseudomorphs were produced by petrification and faithfully replicate the shapes of the fibers, providing the researcher with documentation for organic material that normally would have been lost. The Iranian corpus may also be supplemented by evidence from Mesopotamia, the lowland to the west that was in continual contact, both peaceful and hostile, with Iran. Present evidence suggests that Mesopotamia was a vital factor in the Iranian textile tradition. The following preliminary survey is presented with the hope that it will arouse new interest in material long known and provoke further work by qualified specialists. Archaeological evidence for textil

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شواهدی از باستان شناسی ایران پیش از اسلام در مورد منسوجات

Archaeological Evidence for Textiles in Pre-Islamic Iran