دانشگاه صنعتی امیركبیر

(پلی تكنیك تهران)

دانشكده فیزیك و مهندسی هسته ای

                                             پیشنهاد رسالة دكتری

شبیه سازی دینامیک مولکولی  چسبندگی مواد آلی به نانو ساختارها در سلولهای خورشیدی

استاد راهنما:

دكتر كاووس میرعباس زاده

اردیبهشت

1390

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده

با توجه به مشكلات انرژیهای فسیلی از جمله آلودگی،گرمایش زمین و تجدید ناپذیر بودن این منابع، یافتن منابع جدید انرژی بسیار مهم است.ازجمله این منابع انرژی خورشیدی است، اما سلولهای خورشیدی بر پایه سیلیکون در مقایسه با سوختهای فسیلی قابل رقابت نیست.  در این حوزه فناوری جدیدی برای ساخت سلولهای خورشیدی نسل جدید که شامل استفاده از مواد آلی در حال شكل گیری است که هزینه

 های تولید را بسیار کاهش می دهد.این فناوری دارای مشكلاتی است از جمله:

• دست یابی به مواد جدید با گاف انرژی زیرev2

• قیمت بالای مواد آلی بکار رفته

• پایین بودن طول عمر.

با بوجود آمدن نانو تكنولوژی امید بسیار زیادی برای حل این مشكلات بوجود آمده است.هدف اصلی این پایان نامه استفاده از شبیه سازی برای محاسبه چسبندگی در سلولهای خورشیدی آلی در معماری نا همگون حجمی می باشد که در آن از نانو ساختارها شامل نانو لوله-نانو سیم و فلورئن  به همراه پلیمرها یا مولکولهای  مزدوج  به عنوان ماده فعال استفاده می شود. افزایش چسبندگی ماده آلی روی نانو ساختارها  سهم عمده ای در افزایش طول عمرسلول و بازده آن دارد.برای محاسبه چسبندگی دو ابزار مهم محاسباتی وجود دارد،دینامک مولکولی(MD)و نظریه تابعی چگالی(DFT).

در این پایان نامه با کمک این ابزارها چسبندگی مواد آلی جدید با گاف کم و پلیمرهای متداول در سلول خورشیدی شامل  P3HT,MEH-PPV, PFB,MDMO-PPV   را به دور نانو مواد مختلف شبیه سازی شده و کمیتهای مختلفی از جمله انرژی چسبش،سطح چسبش،اثرات دما بر چسبش،توابع توزیع شعاعی(RDF) محاسبه می شود.

فصل 1 معرفی سلولهای خورشیدی.. 1

1-1 منابع انرژی.. 1

1-2  سلول‌های فتوولتایی.. 2

1-3 انواع مواد در سلولهای آلی.. 3

1-4 انواع معماری سلول‌های فتوولتایی آلی.. 5

1-4-1 معماری تك‌لایه. 5

1-4-2  معماری دولایه‌ی.. 6

1-4-3  معماری ناهمگون حجمی.. 6

1-4-4 معماری چندپشته. 7

1-5 كاربرد نانو مواد در سلولهای آلی.. 8

فصل 2 دینامیك مولكولی.. 11

2- 1شبیه سازی مولكولی.. 11

2-2 روش دینامیك مولكولی.. 13

2-3  اصول دینامیك مولكولی.. 14

2-4 شعاع قطع(Cut Off) 16

2-5 روش مجموع ایوالد (Ewald summation method) 18

2-6 اندازه‌گیری كمیتها در MD.. 18

2-7  مسیرها 19

2-8 نیروها 19

2-9 خواص استاتیك.. 23

2-10 خواص دینامیكی.. 24

2-11 کاربردها 26

2-12 محدودیت‌های MD.. 26

2-13  كدهای MD.. 26

فصل 3 شبیه سازی كوانتومی.. 28

3-1 آشنایی با محاسبات كوانتومی.. 28

3-2 روش هارتری.. 28

3-3  روش هارتری-فوك.. 30

3- 4 روشهای اختلال. 31

3-5 روشهای تابعی چگالی(DFT) 31

فصل 4 شبیه سازیها 34

1- محاسبه خواص ترمودینامیکی و ساختاری پلیمرها ومولكولهای سلولهای آلی خورشیدی.. 34

2- محاسبه خواص ترموینامیکی و ساختاری نانو لولهای كربنی و سایر نانو مواد. 36

3- محاسبه چسبش پلیمرها به دور نانو لولهای كربنی و سایر نانو مواد. 37

4-شبیه سازی جذب پلیمرها و نانو مواد به روی فلزات. 39

فصل 5 نوآوریها 40

فصل 1 سلولهای خورشیدی

اهداف فصل:اهمیت انرژی خورشیدی-انواع سلولهای خورشیدی-مواد آلی سلولهای خورشیدی-انواع سلولهای آلی-مشكلات سلولهای آلی-كاربرد نانو مواد در سلولهای آلی

1-1 منابع انرژی

امروزه یكی از مهمترین مشكلات بشر، مشكل انرژی است.مهمترین منابع انرژی امروزی،انرژی فسیلی از جمله نفت و گاز است. این منابع دارای مشكلاتی است از جمله تجدید ناپذیری ،آلودگی و گرمایش زمین . نمودار رشد منابع اولیه‌ی انرژی كل جهان(TPES)  از سال 1850 تا 2100 میلادی را در شكل 1-1 نشان داده شده.

مقدار TPES در سال 2004 میلادی در حدود 470 اتاژول بوده كه معادل 11.2 میلیارد تن نفت خام یا نزدیك به 80 میلیارد بشكه نفت خام می‌باشد. پیش‌بینی رشد TPES بسته به میزان رشد جمعیت و افزایش سطح رفاه در كل جهان بین 1.5 تا 2 درصد در سال است.قدرت آینده در دست كشورهای است كه به منابع جدید انرژی دسترسی داشته باشند.انرژی الکتریکی یکی از مهم ترین منابع انرژی است.برای تولید این انرژی روشهای مختلفی وجود دارد.امروزه یکی از ارزان ترین روشها استفاده از  سلولهای خورشیدی برای تولید این انرژی است. در جدول 1-1 سهم هر یك روشهای تولید برق در سال 2010 در آمریکا نشان داده شده.

زغال سنگ بیشترین سهم را دارا است در حدود 45% وانرژی خورشید حدود 0.03% را به خود اختصاص داده.این در حالی است که كل انرژی خورشیدی كه در هر سال به سطح كره‌ی زمین می‌رسد در حدود 31470000 اتاژول است كه 7700 برابر مصرف سالانه‌ی فعلی جهان است.  در واقع بزرگترین منبع انرژی در دسترس در كره‌ زمین انرژی خورشیدی است كه از انرژی زمین‌گرمایی نیز بسیار بیشتر است زیرا مرتباً تولید می‌گردد.هدف تحقیقات امروزی افزایش بهره برداری از این منبع انرژی است.

:

یکی از دستاوردهای تمدن بشری پیدایش سازمان های گسترده اجتماعی است که امروزه شاهد آن هستیم. این گسترش به حدی است که جامعه ما را به دلیل احاطه سازمان ها می توان جامعه سازمانی نامید ، زیرا در همه مراحل زندگی از تولد تا مرگ به طور مستقیم و دائمی با سازمان ها در ارتباط هستیم.(مشبکی،1382)  . با پیچیده تر شدن مشاغل ، بر اهمیت آموزش در سازمان ها نیز افزوده شده است.زمانی که مشاغل ساده  به آسانی فراگرفته می شدند و دگرگونی های فنی تأثیر اندکی در آنها داشت، کارکنان نیاز به افزایش یا تغییر مهارت های خود نداشتند. اما دگرگونی های پرشتابی که در
دهه های اخیر در جوامع پیچیده روی داده است، فشار روزافزونی به سازمان ها وارد آورده است تا محصولات و خدماتی را که تولید می کنند، چگونگی تولید و عرضه شان ، نوع مشاغل مورد نیاز و نوع مهارت های لازم برای انجام این مشاغل را با وضعیت موجود وفق دهند. می توان گفت آموزش برای کمک به افراد در انجام بهتر فعالیت هایشان می باشد. آموزش یک اصطلاح سیستماتیک در رفتار است که با یادگیری ناشی از تعلیم و تربیت و تجربیات دامنه دار و برنامه ریزی شده صورت می گیرد( حاجی کریمی و رنگرز،1384). آموزش ضمن خدمت به معنای تغییر دانسته های کارکنان ، چگونه انجام دادن کار، تغییر نگرش آنها نسبت به کار ، تغییر نگرش آنها نسبت به همکاران و سرپرستان است. آموزش مؤثرترین وسیله برای تربیت و تجهیز نیروی انسانی و تأمین تخصص های مورد نیاز بخش دولتی است.
( محمدی،1387). اصولا امر آموزش به طور اعم  و آموزش ضمن خدمت به طور اخص از مؤثرترین وسایل همسازی و انطباق افراد هر

 مؤسسه با شرایط تحول مکان و زمان است. آموزش خوب، عدم رضایت شغلی و دوباره کاری را به مقدار زیاد کاهش می دهد وافراد را هدایت می کند که با تمام ظرفیت خود کار کنند.  بسیاری از مسائل بغرنج مدیریتی به وسیله آموزش صحیح می تواندحل شود، این مسئله به خصوص از طریق اجرای برنامه های آموزشی منظم و زمانبندی شده ، از تعداد قابل ملاحظه ای از حوادث و خطرهای کنونی جلوگیری به عمل آورده است.سازمانها نیز برای اینکه به طور مؤثری به اهدافشان دست یابند به مدیران لایق نیاز دارند. مدیران به عنوان گردانندگان اصلی سازمان ها نقش مهمی در بهسازی فعالیت های سازمانی ایفا می کنند. به دلیل اهمیت این نقش امروزه مدیریت به عنوان کار و حرفه ای تلقی می شود که اشتغال بدان مستلزم پیش آمادگی و آموزش است .

با پیشرفت علم و فناوری در زمینه های مختلف هرچند افراد متخصص و خدمتگذار به جامعه از علم و فناوری در جهت اهداف صحیح و خداپسندانه استفاده می نمایند ، اما در مقابل بزه کاران از این پیشرفتها برای ارتکاب جرایم استفاده نموده و با توسل به ابزار آلات ارتکاب جرم اهداف مجرمانه خود را عملی می سازند و به همان اندازه که جرایم ارتکابی توسط مرتکبان با استفاده از علم و فناوری به وقوع پیوسته و از پیچیدگی خاص خود برخوردار هستند در مقابل بایستی به این مهم توجه نمود که امر تعقیب ، کشف  و برخورد با جرائم توسط پلیس مقتدر و توانمند که از تخصص ودانش لازم و کافی برخوردار است معمول گردد.( کولی وند، 1385) با در نظر گرفتن چنین شرایطی آموزش و توانمند سازی منابع انسانی یکی از عوامل توسعه سازمانی می باشد و آن هم در سازمانی همچون پلیس که بیشترین استفاده را از این منابع می برد و نیروی انسانی آن نیز باید بتواند سازگاری لازم را با شرایط مختلف و متغیرهای محیطی بدست آورد ، از این حیث می تواند نقش تعیین کننده در پیشگیری انتظامی (پلیسی) را  به عهده داشته باشد. لذا کیفیت و کارآمدی آن به عنوان یک مزیت رقابتی برای سازمان مطرح می باشد . بدیهی است این فعالیت نیز مانند هر فعالیت سازمانی دیگر مستلزم برنامه ریزی صحیح و اصولی، اجرای مناسب و ارزشیابی و بهبود کیفیت مستمراست.  

1-2  بیان مسأله:

در دنیای متنوع و در حال تحول امروز ، سرعت رشد دانش بشری به اندازه ای است که بسیاری از ما را یارای همراهی با آن نیست . نرخ تصاعدی افزایش این دانش در عرصه های مختلف ، ضرورت یادگیری مداوم و مدیریت کارآمد دانش کارکنان را به امری اجتناب ناپذیر تبدیل کرده است ، به روز رسانی دانش فردی ، به خصوص برای مدیران و کارکنان ، شرط بقا و ماندگاری آنها در شرایط رو به تحول امروزی است.

برای نیل به اهداف ، هر سازمانی ، چه کوچک و چه بزرگ باید کادری از نیروهای لایق و کارآمد در اختیار داشته باشد. یکی از مهمترین عوامل موثر در عملکرد سازمان ها و به ویژه ناجا در اجرای وظایف محوله ، کیفیت آموزش منابع انسانی است.

آموزش کارکنان یک امر اجتناب ناپذیر است که باید به طور مستمر به همراه سایر فرآیندهای مدیریت مورد توجه قرار گیرد تا سایر فعالیت مثمر ثمر واقع شوند. آموزش یکی از راههای اصولی و منطقی هدایت تلاش های کارکنان در سازمان است و باعث بکارگیری استعدادهای نهفته ، تقویت قدرت تخیل و به وجود آمدن حس انعطاف پذیری فکری در کارکنان خواهد شد.

تأکید برداشتن کارکنان ماهر رمز موفقیت بسیاری از سازمان هاست. بدین منظور بسیاری از سازمان ها برنامه های آموزش ضمن خدمت را طراحی و اجرا کرده اند. پیشرفت و توسعۀ سازمان ها ( نظامی و غیر نظامی ) درگرو داشتن منابع انسانی توانمند و نوآور است.از این رو تمام سازمانها به امر اثربخشی دوره های آموزشی و توانمند سازی منابع انسانی خود بیش از پیش توجه می کنندو همواره بر نقش و جایگاه واقعی آموزش و توسعه کارکنان در مسیر توسعه سازمان تأکید دارند.در این میان سازمان های نظامی نه تنها از این قاعده مستثنی نیستند، بلکه با توجه با ماهیت منابع انسانی ، داشتن منابع انسانی هوشمند و نوآور که به عنوان عامل استراتژیک آنها محسوب می گردد از اهمیت زیادی برخوردار هستند، زیرا خدمات اینگونه سازمان ها ( امنیت) زیر بنای تمام فعالیت های اقتصادی ، سیاسی و فرهنگی است که سایر سازمان ها بدان مشغول هستند. امروزه با توجه به گسترش فزاینده فناوری در تمام صنایع ، به ویژه صنایع نظامی و تغییرات شگرف در شیوه های رزم ، نقش نیروهای انسانی نیز تغییر اساسی یافته است.
( پورصادق و موحدی صفت، 1387).

با در نظر گرفتن رسالت و مأموریت نیروی انتظامی و علی الخصوص پلیس پیشگیری که وظیفه آن تسهیل در راه های پیشگیرانه از وقوع جرم و بازدارندگی فردی و  اجتماعی ، هدایت نهاد ها و دادن آگاهی های لازم به مردم ، نهادها و… پرورش نیرو های متخصص و مجرب و کاردان جهت ایفای نقش پلیس به وضوح روشن و مبرهن است. لذا مسؤلین آموزشی بایستی با بهره گیری از تکنولوژی روز در رویکرد و استراتژی نوین ناجا در زمینه بررسی تمهیدات و فرصت های نهفته در بستر فرهنگی  اجتماعی پلیس جامعه محور و مشارکت پذیر و مقتدر و همچنین نیروی باورمند به مسائل پیشگیرانه و افکار همسو با آن مأموریت های محوله در سر فصل های آموزشی تدوین نمایند تا فراگیران را در مأموریت های علمی آموزشی و مهارت  های تخصصی و عملکرد تقویت نمایند.   

تامین و تضمین کیفیت آموزش متاثر از اقدامات نظام مند در پیش ، حین و پس از آموزش است . از جمله راههای تضمین کیفیت آموزش در سازمان ها ارزشیابی اثر بخشی آموزش است . ارزشیابی بازخورد لازم برای بهسازی و استمرار اثر بخش  برنامه درسی را فراهم می آورد.

امروزه ضرورت برگزاری دوره های مختلف آموزشی برای کارکنان و مدیران بر کسی پوشیده نیست . سازمانها هر ساله مبالغ هنگفتی را صرف برگزاری دوره های آموزشی می کنند، اما یکی از دغدغه های اصلی حاکم بر مجریان و برنامه ریزان ، اطلاع از میزان اثربخش بودن دوره های آموزشی برگزار شده است. این دغدغه هر روز پررنگ تر شده  و ابعاد تازه ای به خود می گیرد.

در این تحقیق به این امر می پردازیم که  آموزش های ضمن خدمت در شناخت و درک شغل و مسؤلیت پذیری آنها و ارتقاء توان مدیریتی و روابط متقابل میان کارکنان و ارباب رجوع درفرماندهی انتظامی استان مازندران چه تأثیری دارد؟

امروزه در پی فرایند شهرنشینی ، توسعه یافتگی جوامع و گستردگی رسانه های جمعی و نهایتا پدیده جهانی شدن در بسیاری از کشورهای پیشرفته و در حال توسعه میزان موالید با توجه به نرخ باروری در سطح جایگزینی و حتی پایین تر از آن  تنزل پیدا کرده است . ایران نیز از جمله کشورهایی می باشد که در سه دهه اخیر دچار افت شدید در نرخ باروری گردیده و روند پیری جمعیت آهنگ خود را به صدا آورده است . رشد شتابان جمعیت خصوصا در کشورهای در حال توسعه در دهه های گذشته،  تحولات و دگرگونیهای در حال حاضر برای باروری ایجاد کرده که محققان و پژوهشگران علوم اجتماعی و انسانی این موضوع را محور مطالعات و بررسیهای خود قرار داده اند تا عوامل تاثیر گذار اقتصادی ، اجتماعی ، فرهنگی بر فرزندآوری در حفظ حیات بشری و در راستای جمعیت با کیفیت بشناسند .

تغییرات باروری و کاهش فرزندآوری که عنوان گذار جمعیتی برای آن لحاظ شده است در موازات صنعتی شدن ، افزایش کیفیت سطح زندگی و بهبودی شرایط بهداشت و در نتیجه کاهش مرگ و میر بوده است. کاهش باروری تحت تاثیر این تغییرات ، اندکی پس از کاهش مرگ و میر رخ داده که این کاهش مربوط به تغییر در شیوه زندگی می باشد . زیرا پرورش فرزند در سبک زندگی  شهری و صنعتی هزینه آور بوده و به تدریج ارزشهای مربوط به داشتن فرزند زیاد را از بین می برد .

فرزندآوری پدیده مهمی در حرکات جمعیتی و محور توسعه پایدار برای کشورهایی که سطح جانشینی پایینی دارند ، محسوب می شود . هر چند فرزندآوری و تولد ظاهرا امر ساده ای به نظر می رسد اما مساله پیچیده ای است که عوامل کمی و کیفی متعددی بر آن موثر است . آگاهی از تمایل به فرزندآوری بین زنان و مردان متاهل و عوامل موثر بر آن شناخت قابل توجهی در جریان تحولات جمعیتی بوجود خواهد آورد (بربیان،1380: 12-10 ). بعلاوه با شناخت مجموعه عوامل اثر گذار تدوین برنامه ها و سیاستگذاریهای کلان را تحت الشعاع قرار می گیرد . لذا عدم شناخت این مهم تحولات نامطلوب جمعیتی پدید می آورد که مستقیما بر بخشهای سیاسی ، فرهنگی و اقتصادی اثرگذار می باشد و منجر به عدم تعادل اجتماعی می گردد .

بازار تبلیغات ، قوانین سخت و تبصره های کارا در راستای افزایش جمعیت گرم است و نخبگان سیاسی و سیاستمداران پر تلاش در پی روند

 افزایش جمعیت می باشند . با توصیف کارگزاران نظام سیاسی سالمندی زود هنگام جمعیتی و افزایش بار تکفل و کاهش جمعیت فعال در آینده قطعی است و الزام در افزایش جمعیت مبرهن است . قاعدتا برخوردی علمی و به دور از سلیقه گرایی اهل اندیشه را بر آن می دارد تا موضوع را به شیوه علمی بررسی کنند و ماحصل آن به جامعه علمی ارزانی دارد . لذا در این پژوهش با بررسی عوامل متعدد اجتماعی سعی در تبیین تمایل به فرزندآوری بین زنان و مردان متاهل می شود .

بیان مساله

امروزه دگرگونی و تغییرات ساختار جمعیتی و فرزند آوری محور توجه پژوهشگران و اندیشمندان می باشد . عمده ترین دلایل توجه روزافزون به این پدیده استفاده گسترده در تدوین برنامه ها و سیاستگذاری کلان جوامع است . زیرا تحولات نامطلوب جمعیتی مستقیما بر بخشهای اقتصادی ، سیاسی و فرهنگی جوامع اثر گذار است و باعث عدم تعادل اجتماعی می گردد . زیرا جمعیت همیشه رابطه تنگاتنگی با توسعه در ابعاد مختلف آن داشته است .

کاهش سطح مرگ و میر و ثبات نسبی فرزندآوری پس از جنگ جهانی دوم در کشورهای کمتر توسعه یافته با افزایش سریع و بی سابقه جمعیت همراه بود و به دنبال آن سیاستهای جمعیتی برای مقابله با افزایش جمعیت در سطح جهانی و ملی اتخاذ شد . در چند دهه اخیر فرزندآوری در بیشتر کشورهای در حال توسعه از جمله ایران سیر نزولی داشته و حتی در تعدادی از این کشورها به سطح جانشینی نزدیک شده و در بعضی از کشورها به زیر سطح جانشینی رسیده است . بنابراین نگرانیهای شدیدی در خصوص افزایش جمعیت و پیامدهای منفی آن کاهش یافته اما دغدغه اساسی که در دوره دوم گذار جمعیتی به جای افزایش جمعیت اهمیت مضاعف یافته ، ترکیب سنی است و پیامدهای آن برای سیاستگذاران و برنامه ریزان قابل ملاحظه است (سرایی ،1385، میرزایی ،1392،حسینی ،1389) .

باروری و فرزند آوری پدیده مهمی در حرکات جمعیتی و محور توسعه پایدار برای کشورهایی که سطح جانشینی پایینی دارند ، است . هر چند فرزند آوری و تولد ظاهرا امر ساده ای به نظر می رسد اما مساله ای پیچیده ای است که عوامل کمی و کیفی متعددی بر آن موثر است . آگاهی از تمایل به فرزندآوری بین زنان و مردان متاهل و عوامل موثر بر آن شناخت قابل توجهی در جریان تحولات جمعیتی بوجود خواهد آورد (بربیان ،1380).

کاهش سریع باروری همراه با بهبود شرایط زیست و افزایش امید به زندگی در ایران در دهه های آینده به تغییرات سریع ساختارهای سنی و ساخوردگی جمعیت می انجامد . در حال حاضر جامعه ایران در مرحله انتقال ساختار سنی از جوانی به سالخوردگی است . فزونی سرعت رشد جمعیت سالمندان در دهه های آینده موجب افزایش بار تکفل و گسترش نیازهای سالمندان گردیده است . آمارها نشان می دهد که در سال 1390 در بیشتر استانهای کشور میزان باروری کل در حد زیر سطح جانشینی بوده است . حال آنکه سیاست های جمعیتی در صدد ثابت نگه داشتن جمعیت بود ،قاعدتا می بایست به طور متوسط هر زن 1/2فرزند می داشت تا پس از مرگ پدر و مادر حداقل دو فرزند جانشین آنها گردد . با توجه به کاهش نرخ باروری کنونی در چهار دهه آینده ایران به کشوری سالخورده تبدیل شده و از درون دچار فروپاشی جمعیت می گردد . بی شک تداوم نرخ باروری با سیر کنونی باعث کاهش جمعیت فعال و بالا رفتن هزینه های سالمندی می شود . لازم به ذکر است در مقایسه با سایر کشورها ، نرخ باروری در ایران در سال 2010 از بیشتر کشورهای اسیایی ، اروپایی و آمریکای لاتین کمتر بوده است (آیت اللهی2012 ، به نقل از مباشری و همکاران ، 1392).

طی بیست سال آینده از سال 2025 رشد جمعیت ایران به زیر یک درصد کاهش خواهد یافت . براین اساس رشد جمعیت طی سالهای اخیر با کاهش محسوس همراه بوده است و انتظار می رود این رقم در دو دهه آینده نیز همچنان ادامه یابد . طبق اعلام بانک جهانی نرخ رشد جمعیت ایران از سال 2025 به زیر یک درصد خواهد رسید و جمعیت ایران در سال 2025 به 99/. درصد کاهش خواهد یافت  (کلانتری و همکاران 1389: 104-83).

میزان فرزند آوری در ایران در همه گروههای سنی با نوعی کاهش محسوس همراه  است . بطوریکه برخی زوجین ترجیح می دهند فرزند آوری را دیرتر آغاز کنند و برخی زنان متاهل بین موالیدشان فاصله می گذارند و زنان مسن تر فرزند آوری خود را متوقف می سازند . حال سئوالاتی به ذهن متبادر می شود که علیرغم تمایل واقعی انسان به داشتن فرزند چه عواملی زمینه ساز کاهش فرزندآوری در جامعه ایران شده است ؟ یا چه عواملی بر تمایل به فرزندآوری زنان و مردان متاهل اثر گذار است ؟ (ژان تامکلود شستلند و ژان کلود شنه،1378) .

بنابراین هر گونه اقدام جهت ممانعت از کاهش فرزند آوری در میان خانواده ها مستلزم بررسی تمایلات فرزند آوری زنان و مردان و  عوامل تعیین کننده آن است . همواره شناخت زمینه های تمایل به فرزند آوری می تواند ضمن آگاهی خانواده ها و بویژه زنان که قدرت باروری دارند مهم ارزیابی شود  . فرزندآوری که ناشی از عوامل اجتماعی، فرهنگی و اقتصادی است در رابطه عمیق با آگاهیها و نگرش های زنان و مردان به مسئله فرزندآوری می باشد . آنچه که محقق را بر آن داشته تا این موضوع را انتخاب کند کاهش فرزند آوری که به عمده ترین مسئله اجتماعی ایران مبدل شده و بسیاری از سیاستمردان و نخبگان سیاسی و اجتماعی به شدت پیرامون این موضوع بحث می کنند هرچند انتقاداتی از طرف بعضی از جمعیت شناسان  بر این پدیده می شود .

بطوریکه برخی از جمعیت شناسان معتقدند که به دلیل وجود پسران و دختران جوان و آماده ازدواج کاهش موالید موقتی و به سطح زیر جایگزینی فرو نخواهد کاست بلکه اگر شرایط مناسب برای ازدواج جوانان از جمله اشتغال ، مسکن مهیا شود بدون هیچ تبلیغ و تشویقی موج جدید و فراوانی از جمعیت بوجود خواهد آمد و مشکل جمعیتی حل خواهد شد .

بدون تردید ساختار سنی جامعه با توجه به کاهش موالید در حال تغییر به سالمندی است و به تدریج بار تکفل افزایش می یابد و با کاهش جمعیت فعال و مولد بر فرایند توسعه اجتماعی ـ اقتصادی جامعه اثر می گذارد و همچنین مسائل متعدد درمانی ، اقتصادی و مسائل خاص سالخوردگی فزونی می یابد توجه به این مسئله و مطالعه با رویکرد جامعه شناسی مهم ارزیابی می شود .

کشف آنتی بیوتیک ها در اواخر دهه‌‌ی 1920 و آغاز استفاده از آنها در درمان و جلوگیری از عفونت در دهه‌ی1940 بدون شک یکی از پیشرفت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بزرگ پزشکی در 100 سال گذشته است (دیویس، 2007، دیویس و دیویس، 2010). از آن زمان تا کنون آنتی‌بیوتیک‌ها به طور گسترده‌ای در درمان بیماری‌های عفونی انسانها و حیوانات استفاده شده‌اند. آنتی‌بیوتیک‌ها در صنعت طیور به منظور افزایش رشد، درمان، پیشگیری و کوکسیدیواستات استفاده می‌شوند (گوآرداباسی و همکاران، 2008). استفاده گسترده از آنتی‌بیوتیک‌ها در انسان و حیوانات سبب ایجاد نگرانی‌هایی در مورد توسعه‌ی باکتری‌ های مقاوم  و نیز باکتری‌های دارای مقاومت چندگانه که یک خطر بالقوه برای جوامع انسانی و حیوانات هستند، شده است، چرا که مقاومت می‌تواند سبب شکست در درمان شود (اریال، 2001).

بر طبق تخمین مرکز” کنترل و پیشگیری بیماری ها (CDC) در ایالات متحده آمریکا سالانه در حدود 147000 نفر در کشور آمریکا به علت مقاومت عوامل بیماری زا نسبت به آنتی بیوتیک ها جان خود را از  دست می دهند. همچنین تخمین زده می شود که استفاده غیر درمانی از آنتی بیوتیک ها در چارپایان اهلی 80% از کل آنتی بیوتیک های استفاده شده در ایالات متحده را شامل می شود.

صنعت طیور دومین صنعت کشور ما محسوب می‌شود. با این حال به علت نبود سیستم نظارتی دقیق، آنتی‌بیوتیک‌ها به شکلی خودسرانه و غیر معقول درطیور صنعتی مصرف می‌شوند. مشکل مهمی که استفاده غیر اصولی از آنتی‌بیوتیک‌ها ایجاد می‌کند، بقایای این داروها در محصولات دامی، خصوصا گوشت ماکیان و تخم مرغ می‌باشد که علاوه بر انتقال به انسان و افزایش فشار بر کبد وکلیه‌ها برای دفع دارو، سبب ایجاد مقاومت در میکروارگانیسم‌های انسانی در اثر مواجهه آنها با این بقایای آنتی‌بیوتیکی می‌شود.

با ظهور باکتریهای مقاوم به چندین آنتی بیوتیک درمان عفونتها در سرتاسر جهان به خطر افتاده است. گرچه به صورت کلاسیک مقاومت را به جهش های کروموزومی نسبت می دهند. اما مقاومت غالبا در ارتباط با قطعات خارج کروموزومی است که از سایر باکتری‌های موجود در محیط کسب می شود که این‌ها شامل انواع مختلفی ازقطعات DNA متحرک، مثل پلاسمیدها، ترانسپوزونها و اینتگرونها هستند. به محض اینکه باکتری‌های دارای مقاومت مستقر شدند، دوام آورده و در سرتاسر جهان پخش می شوند و سبب شکست بالینی در درمان عفونتها و ایجاد بحرانهای بهداشت عمومی می‌شوند (الکسون و لوی، 2007). اینتگرونها قطعات ژنتیکی باکتریایی هستند که می توانند سبب افزایش جذب و بیان ژن ها (عموما ژنهای مقاومت) در داخل کاستهای ژنی خود شوند (استوکس و هال، 1989). اینتگرونها عموما بر اساس توالی پروتئین اینتگراز که عملکرد نوترکیبی را به آنها می‌دهد، طبقه بندی می شوند. بر اساس این توالی اینتگرونهای مقاومت (RIs ) به 5 دسته طبقه بندی شده اند ، که از میان آنها بیشترین حجم مطالعات بر روی کلاس 1 و2 و3  انجام شده است. بیش از 130 کاست ژنی مختلف شناسایی شده است که سبب ایجاد مقاومت به (تقریبا) تمام آنتی بیوتیک ها می شوند (مازل، 2006). کاست های ژنی که تا امروز در اینتگرون‌ها شناسایی شده اند معمولا فاکتورهای مقاومت آنتی بیوتیکی را رمزگردانی می کنند. بنابراین به این اینتگرونها، اینتگرون‌های مقاومت (RIs [1]) یا اینتگرون‌های مقاومت چندگانه دارویی (MRIs [2])گویند (استالدر و همکاران، 2012). ژنهای مقاومت به هم پیوسته بر روی اینتگرونها (که قطعات ژنتیکی متحرک هستند) مقاومت های دارویی چندگانه را رمزگردانی می کنند و در انتقال مقاومت های دارویی چندگانه بین باکتری ها دخیل هستند (لوراستین هال و همکاران، 2003).

مواجهه با باکتریهای دارای مقاومت چندگانه از طریق زنجیره ی غذایی خطر بالقوه ای برای سلامت انسان از طریق عفونتهای منتقل شونده از راه غذا در نظر گرفته شده است. مسبب آن پاتوژن‌های مقاوم یا انتقال افقی اینتگرونها از باکتریهای موجود در حیوانات تولید کننده غذا [3] مثل طیور به پاتوژنهای انسانی می‌باشد (باکس و همکاران، 2005). اینتگرونها در سرتاسر جهان در ارتباط با باکتری های گرم منفی توصیف شده اند و شاخصی برای مقاومت آنتی بیوتیکی هستند (باهو و همکاران، 2010).

کلاس یک اینتگرون‌ها به علت پخش وسیع در میان باکتریهای گرم منفی وبالاترین میزان گزارشات در انسان و حیوانات به طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته اند. این کلاس شایعترین اینتگرون در جدایه‌های کلینیکی است وسبب شده برخی نویسندگان آنها را  اینتگرون‌های بالینی[4] نامگذاری کنند (گیلینگز و همکاران، 2008).  کلاس 2 اینتگرونهای متحرک ، دومین گروه فراوان اینتگرون‌ها هستند . در اغلب اینتگرونهای کلاس 2 ژن intI2 بوسیله ی یک کدون پایان منقطع می‌شود که منجر به تولید یک پروتئین ناقص و غیر عملکردی می‌شود  که باعث ایجاد یک ترتیب پایدار در کاست‌های ژنی می‌شود که اساسا شامل ژن مقاومت به تری متوپریم dfrA1 ،ژن مقاومت به استرپتو تریسین sat2 ، ژن مقاومت به استرپتومیسین و اسپکتینومیسین aadA1 و ژن با عملکرد نامشخص orfX هستند (هانسون و همکاران، 2002). فشار آنتی بیوتیکی احتمالا نقش مهمی درانتخاب وپخش اینتگرونهای متحرک در باکتریها ایفا کرده است. بیش از 130 کاست ژنی که سبب مقاومت آنتی‌بیوتیکی می‌شوند و بیش از 60 کاست ژنی با عملکرد نا شناخته در رابطه با اینتگرونهای متحرک شناسایی شده اند (پارتریج و همکاران، 2009). ژنهایی که درون این کاست های ژنی جاسازی شده اند شامل ژنهای مقاومت به تقریبا تمام خانواده‌های آنتی بیوتیکی، شامل: بتا-لاکتام ها، آمینوگلیکوزیدها، تریمتوپریم، کلرآمفنیکل، فسفومیسین، ماکرولیدها، لینکوزآمیدها، ریفامپیسین و کوئینولون‌ها هستند. علاوه بر آن کاست‌های ژنیqac که فاکتورهای مقاومت به مواد ضد عفونی کننده از خانواده ترکیبات چهار تایی آمونیوم را رمزگردانی می‌کنند در اینتگرونهای متحرک یافت شده اند. مطالعات نشان داده اند که اینتگرونهای متحرک (MIs ) در جوامع باکتریایی که به طور مستقیم یا غیر مستقیم در کلینیک‌ها یا کشاورزی یا محیط در معرض فشار آنتی‌بیوتیکی قرار گرفته اند، شیوع بیشتری داشته است (استادر و همکاران، 2012).

از آن جهت که تا کنون پژوهشی در جهت شناسایی اینتگرون‌ها در باکتری‌های جدا شده از طیور گوشتی استان فارس انجام نشده و نقش آنها در ایجاد مقاومت‌های چندگانه در ماکیان استان بررسی نشده است و همچنین با توجه به نقش بسیار مهم  اینتگرونها در شیوع مقاومت های آنتی بیوتیكی چندگانه در بین پاتوژنهای حیوانی و همچنین انسانی و انتقال باکتری‌های طیور از طریق زنجیره‌ی غذایی به انسان‌ها و نیز خطر انتقال فاکتورهای مقاومت از  باکتری‌های ماکیان به سایر باکتری‌های موجود در محیط و باکتری‌های فلور حیوانات و انسان‌ها، به نظر می‌رسد نتایج این پایان نامه در خصوص تعیین حضور و فراوانی اینتگرون‌ها در جدایه‌های اشریشیا‌کولی طیور گوشتی منطقه منجر به كسب اطلاعات مفیدی در زمینه مكانیسم‌های انتقال مقاومت آنتی‌بیوتیكی و ایجاد باکتری‌های دارای مقاومت چندگانه در باکتری‌های ماکیان خواهد شد.

و مروری بر مطالعات مشابه. 1

1-1- انتروباکتریاسه. 2

1-2- کلبسیلا.. 2

1-3- تاریخچه. 2

1-4- بیماری زایی کلبسیلا.. 2

1-5- محل میکروب کلبسیلا.. 3

. 5

1-7- تشخیص آزمایشگاهی کلبسیلا پنمونیه. 7

1-8- درمان و پیشگیری کلبسیلا پنمونیه. 8

1-9- طبقه بندی آنتی بیوتیک‌ها 9

1-10- آنتی بیوتیکهای-β  لاکتام. 9

1-11- پنی سیلین‌ها 10

1-12- سفالوسپورین‌ها و سفامایسین‌ها 11

1-13- کارباپنم‌ها 12

1-14- آنتی بیوتیک‌های -β لاکتام دیگر. 13

1-14-1- آنتی بیوتیک‌های -β لاکتام منوسیکلیک…. 13

1-14-1-1- مکانیسم عمل آنتی بیوتیک‌های-β لاکتام. 14

1-14-2- مکانیسم عمل سفالوسپورین‌ها 14

1-14-3- مکانیسم عمل کارباپنم‌ها 15

1-14-4- مکانیسم عمل –β لاکتام‌های منوسیکلیک…. 16

1-14-4-1- مکانیسم مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک‌های–β لاکتام. 16

1-14-4-2- مکانیسم مقاومت نسبت به سفالوسپورین‌ها 17

1-14-4-3- مکانیسم مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک‌های–βلاكتام منوسیکلیک…. 17

1-14-4-4- مکانیسم مقاومت نسبت به کارباپنم‌ها 18

1-14-5- مهار کنندگان  –βلاكتاماز 19

1-14-6- مکانیسم عمل مهار کننده‌های–βلاكتاماز 19

1-14-7- بتالاکتامازهای وسیع الطیف(ESBLs) 20

1-14-7- تاریخچه مختصر بتالاکتامازها 20

1-14-8- انواع بتالاکتامازها 21

1-15- روش تشخیص…. 25

بر مطالعات گذشته. 25

فصل دوم: مواد و روش‌ها 28

2-1- بیان مسئله. 29

2-2- اهداف… 32

2-2-1- اهداف اصلی طرح.. 32

2-2-2- اهداف ویژه طرح.. 32

2-3- سؤالات و فرضیات… 33

2-4- نوع و روش مطالعه. 33

2-5- روش کار 34

2-5-1- محیط مورد استفاده جهت کشت باکتری.. 34

2-5-2- محیط کشت‌های مورد استفاده جهت تعیین هویت باکتری.. 34

2-5-3- محیط کشت TSI(Triple Sugar iron agar) 37

2-5-4- محیط اوره(Urea agar) 38

2-5-5- محیط کشت مورد استفاده جهت تعیین ESBLs و سنجش حساسیت باکتری‌ها نسبت به آنتی بیوتیک‌ها: 38

2-6- روش اجرای کار 39

2-6-1- جمع آوری نمونه‌ها 39

2-6-2- سنجش حساسیت باکتری نسبت به آنتی بیوتیک‌ها 39

2-7- آنالیز آماری.. 40

2-8- محدودیت و مشکلات اجرایی طرح.. 41

2-9- متغیرها 41

فصل سوم: یافته‌ها 42

3-1- نتایج.. 43

فصل چهارم: بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات… 66

4-1- بحث… 67

4-2- نتیجه گیری.. 73

4-3- پیشنهادات… 73

Abstract.. 74

فهرست مراجع.. 75

ضمیمه: پرسشنامه. 83

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول 1-1- سفالوسپورین‌ها 12

جدول 1-2- طبقه بندی انزیم‌های بتالاکتاماز [11] 23

جدول 3-1- فراوانی نسبی آنزیم آنزیم بتالاکتاماز با طیف گسترش یافته در نمونه‌های مورد بررسی به روش Double Disk Synergy Test 49

جدول 3-2- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب نوع نمونه. 50

جدول 3-3- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب نوع بخش…. 51

جدول 3-4- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب سن.. 52

جدول 3-5- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب جنس…. 53

به آنتی بیوتیک‌های مختلف به روش دیسک دیفیوژن  54

جدول 3-7- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به جنتامایسین  55

جدول 3-8- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به کوتیموکسازول  56

جدول 3-9- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به آمپی سیلین  57

جدول 3-10- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به سیپروفلوکساسین  58

جدول 3-11- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به پیپراسیلین  59

جدول 3-12- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به سفوتاکسیم  60

جدول 3-13- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به سفپیم.. 61

جدول 3-14- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به آموکسی سیلین/کلاولانات   62

جدول 3-15- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به سفتازیدیم  63

جدول 3-16- فراوانی نسبی آنزیم ESBLs در نمونه‌های مورد بررسی بر حسب مقاومت به ایمی پنم.. 64

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

شكل 3-1- نتایج آزمایش combination disk جهت تشخیص ESBLs 65

انتروباکتریاسه

انتروباکتریاسه‌ها بزرگترین مجموعه ناهمگون از باسیل‌های گرم منفی در پزشکی می باشند که حدود 40 جنس و 150 گونه از آنها شناسایی شده است. این مجموعه به عنوان قسمتی از فلور نرمال روده ای بیشتر حیوانات و انسان‌ها هستند. این باکتری‌ها در انسان مسئول 30 تا 35 درصد از سپتی سمی‌ها، بیش از 70 درصد از عفونت‌های ادراری و بسیاری از عفونت‌های روده ای می باشند. بعضی از انواع آن‌ها شامل E.Coli، Klebsiella ، Proteus ، Salmonella و Shigella میباشد. تمامی اعضای گروه انتروباکتریاسه در شرایط هوازی و بی هوازی رشد می‌کنند[1].

1-2- کلبسیلا

کلبسیلا باکتری گرم منفی میله ای شکل، غیر متحرک و دارای کپسول پلی ساکاریدی است که این کپسول تمام سطح سلول را می پوشاند و علیه بسیاری از مکانیسم‌های دفاعی میزبان مقاومت ایجاد می کند. اعضای جنس کلبسیلا دو نوع آنتی ژن لیپو پلی ساکارید (آنتی ژنo ) و پلی ساکارید کپسولی (آنتی ژنk ) رادر سطح سلول‌های خود بیان می‌کنند[2].

1-3- تاریخچه

جنس کلبسیلا عضوی از تیره کلبسیله و از خانواده انتروباکتریاسه است. در قرن 19 این ارگانسیم توسط Edvin klebs کشف شد و به همین خاطر کلبسیلا که برگرفته از اسم این میکروبیولوژیست آلمانی می باشد نام گرفت[2].

1-4- بیماری زایی کلبسیلا

فاکتورهای ویرولانس در گونه‌های کلبسیلا عبارتند از:

1.کپسول

کپسول موجود در کلبسیلا پلی ساکاریدی (cps) است که تمام سطح سلول را می پوشاند و مقاومت باکتری را بر علیه بسیاری از مکانیسم‌های دفاعی میزبان فراهم می کند که از فاگوسیتوز جلوگیری می کند و دارای خاصیت انتی ژنی ضعیفی است و در اتصال باکترها به میزبان نقش دارد .

2.پیلی یا فمبریه

فمبریه‌ها برامدگی‌های روی سطح باکتری هستند که عامل چسبیدن ارگانیسم به دستگاه تنفسی، دستگاه معدی-روده ای و سلول‌های موکوسی سیستم ادراری هستند.

3.سیدروفورها

بسیاری از باکتری‌ها برای به دست آوردن آهن مورد نیازشان در بدن میزبان مواد شلاته کننده آهن با وزن مولکولی پایین و افینیتی بالا به نام سیدروفورها را ترشح می کنند که قادر است به شکل رقابتی آهن متصل به پروتئین‌ها را جذب نماید.

4.توکسین

سویه‌های تولید کننده انتروتوکسین از بیماران مبتلا به اسپروی گرمسیری[1] جدا سازی شده اند. این توکسین مشابه با توکسین‌های LT[2] وST[3] در E.coli است. در سویه‌های K.pneumoniae تولید انتروتوکسین وابسته به پلاسمید است [2].