پایان نامه - مقاله - تحقیق

:

پیشرفت­های اخیر در فناوری نانو مربوط به توانایی­های جدید در زمینه اندازه­گیری و كنترل ساختارهای منفرد در مقیاس نانو می­باشد.

در علوم مختلف مهندسی، موضوع اندازه­گیری و تعیین مشخصات از اهمیت كلیدی برخوردار است به طوری كه ویژگی­های فیزیكی و شیمیایی مواد، به مواد اولیه­ی مورد استفاده و همچنین ریزساختار یا ساختار میكروسكوپی به دست آمده از فرایند ساخت بستگی دارد.

به عنوان مثال برای شناسایی مواد ، بدیهی است كه نوع و مقدار ناخالصی­ها، شكل و توزیع اندازه ذرات، ساختار بلورین و مانند آن در ماهیت و مرغوبیت محصول اثر دارند.

در ضمن برای مطالعه ریزساختارها، نیاز بیشتری به ابزارهای شناسایی و آنالیز وجود دارد. در ریزساختار یا ساختار میكروسكوپی مواد، باید نوع فازها، شكل، اندازه، مقدار و توزیع آن­ها را بررسی كرد. در ادامه با توجه به اهمیت دستگاه­ها و روش­های اندازه­گیری و تعیین مشخصات به طبقه­بندی این روش­ها پرداخته می­شود.

1-1- روش های میکروسکوپی

با استفاده از روش­های میكروسكوپی تصاویری با بزرگنمایی بسیار بالا از ماده بدست می­آید. قدرت تفكیك تصاویر میكروسكوپی با توجه به كمترین قدرت تمركز اشعه محدود می­شود. به عنوان مثال با استفاده از میكروسكوپ­های نوری با قدرت تفكیكی در حدود 1 میكرومتر و با استفاده از میكروسكوپ­های الكترونی، و یونی با قدرت تفكیك بالا در حدود یك آنگسترم قابل دسترسی است. این روش­ها شامل TEM،AFM ،SEM ،STM می­باشد[6،5].

2-1- روش های براساس پراش

پراش یكی از خصوصیات تابش الكترومغناطیسی می­باشد كه باعث می­شود تابش الكترومغناطیس در حین عبور از یك روزنه و یا لبه منحرف شود. با كاهش ابعاد روزنه به سمت طول موج اشعه الكترومغناطیسی اثرات پراش اشعه بیشتر خواهد شد. با استفاده از پراش اشعه ایكس، الكترونها و یا نوترونها و اثر برخورد آن­ها با ماده می­توان ابعاد كریستالی مواد را اندازه­گیری كرد. الكترونها  و نوترونها  نیز خواص موجی دارند كه طول موج آن به انرژی آن­ها بستگی دارد. علاوه بر این هر كدام از این روش­ها خصوصیات متفاوتی دارند. مثلا عمق نفوذ این سه روش در ماده به ترتیب زیر می­باشد. نوترون از اشعه ایكس بیشتر و اشعه ایكس از الكترون بیشتر می­باشد.

3-1- روش های طیف سنجی

استفاده از جذب، نشر و یا پراش امواج الكترومغناطیس توسط اتم­ها و یا مولكول­ها را طیف سنجی گویند. برخورد یك تابش با ماده می­تواند منجر به تغییر جهت تابش و یا تغییر در سطوح انرژی اتم­ها و یا مولكول­ها شود، انتقال از تراز بالای انرژی به تراز پایینتر، نشر و انتقال از تراز پایین انرژی به تراز بالاتر، جذب نامیده می­شود. تغییر جهت تابش در اثر برخورد با ماده نیز منجر به پراش تابش می­شود.

طیف سنجی جرمی:

روش­های طیف سنجی جرمی از تفاوت نسبت جرم به بار اتم­ها و یا مولكول­ها استفاده می­کنند. عملكرد عمومی یك طیف سنجی جرمی بصورت زیر است:

1 – تولید یون­های گازی

2 – جداسازی یون­ها براساس نسبت جرم به بار

3 – اندازه­گیری مقدار یون­ها با نسبت جرم به بار ثابت

4-1- روش های جداسازی

در نمونه­هایی كه حاوی چند جز نا شناخته باشد، ابتدا باید از هم جدا شده و سپس اجزا توسط روش­های آنالیز مشخص می­شود. جداسازی براساس تفاوت در خصوصیات فیزیكی و شیمیایی صورت می­گیرد. به عنوان مثال حالت ماده، چگالی و اندازه از خصوصیات فیزیكی مورد استفاده و حلالیت نقطه جوش و فشار بخار از خواص شیمیایی مورد استفاده در جداسازی می­باشد.

از روش­های شناسایی مواد، تحت عنوان آنالیز ریزساختاری آنالیز سطح و آنالیز حرارتی معرفی شده­اند. منظور از آنالیز یا شناسایی ریزساختاری، همان شناسایی میكروسكوپی است. در این حالت، شكل، اندازه و توزیع فازها بررسی می­شود. باید توجه داشت كه در ویژگی­های یك نمونه، نه تنها نوع فازها، بلكه شكل، اندازه و توزیع آن­ها نیز اثر گذار هستند. در اصل، سطح مواد جامد به خاطر ارتباط با محیط اطراف، وضعیت شیمیایی یكسانی با حجم نمونه ندارد. از طرف دیگر در بسیاری از كاربردها، سطح نمونه نقش مهم­تری را بازی می­کند. به عنوان مثال، در كاتالیزورها یا آسترهای ضد خوردگی، واكنش سطح با عوامل محیطی، تعیین كننده است. نكته قابل توجه دیگر، آن است كه تركیب شیمیایی در سطح با بدنه تفاوت دارد. بنابراین با تعیین آنالیز شیمیایی كل نمونه، نمی­توان در مورد آنالیز سطح قضاوت كرد آنالیز حرارتی در شناسایی فازی عمل می كنند این روش­ها، اطلاعات بسیار مفیدی از رفتار حرارتی مواد در اختیار پژوهشگران می­گذارند. از این رو، نه تنها برای شناسایی آنها، بلكه در طراحی­های مهندسی نیز استفاده می­شوند. و نیز به ویژه در رشته سرامیك كاربرد دارد و اهمیت آن به دلیل ساخت مواد جدید، روز افزون است.

5-1- سوزن ها

بسته به مد مورد استفاده­ی AFM و خاصیت مورد اندازه­گیری از سوزن­های مختلفی استفاده می­شود. زمانی كه فرایند اندازه­گیری مستلزم وارد كردن نیروهایی فوق العاده زیاد از جانب سوزن به سطح باشد از سوزن­های الماسی استفاده می­شود. همچنین سوزن­های با روكش­های الماس گونه برای این منظور مورد استفاده قرار می­گیرند. به عنوان مثال در ایجاد نانو خراش­ها با نیروهایی به بزرگی N سرو كار داریم  (این در حالیست كه در مد تماسی نیروی وارد بر سطح N می­باشد) و باید از این نوع سوزن­ها استفاده كنیم. پارامترهای هندسی سوزن كه نوع كارایی سوزن و میزان دقت نتایج بدست آمده را تعیین می­کنند عبارتند از شكل، بلندی، نازكی (زاویه راس هرم فرضی منطبق بر نواحی نوك)، تیز ی (شعاع دایره فرضی منطبق بر نوك).

سوزن­های T شكل برای نقشه­برداری و آشكارسازی فرورفتگی­های موجود در بخش­های دیواره مانند سطح نمونه به كار می­روند. این در حالی است كه سوزن­های نوك تیز این قابلیت را ندارند.

[1]Tunneling Electron Microscopic

[2]Atomic Force Microscopic

[3]Scanning Electron Microscopic

[4]Scanning Tunneling Microscopic

در سرتاسر جهان، کشور هایی که از امتیاز همجواری با آب های آزاد و دریاچه های بزرگ برخوردار بوده و فعالیت های ساحلی و دریایی عمده ای را پیش رو دارند در قالب برنامه های منظم به شناخت  امواج و سایر پدیده های دریایی خود می پردازند. امواج از مهم ترین پدیده های دریایی هستند که به دلیل ماهیت پیچیده و اتفاقی خود از مشکل ترین موضوعات مهندسی دریایی به شمار می آیند. تأثیرات امواج بر کلیه ی فعالیت های ساحلی و دریایی سبب می گردد تا شناخت مشخصه های امواج از طریق اندازه گیری های میدانی، بررسی های تحلیلی و تـئوریک، مدل سازی های فیزیکی و شبیه سازی های عددی مورد توجه قرار گیرد. به طور کلی مهندسین سواحل و بنادر با استفاده از روشهای فوق به دنبال شناخت  امواج در مناطق مختلف و تعیین مشخصه های بزرگترین امواج محتمل و رژیم سالانه امواج جهتی می باشند. پیش بینی موج معمولا برای حداکثر چند روز جهت به کار گیری در امر کشتیرانی صیادی گردشگری و…به منظور افزایش ضریب ایمنی جان دریانوردان وساحل نشینان، حفظ و بهره برداری بهینه از سرمایه گذاری ها ونظارت بر آلودگی های دریایی ارایه می شود و تحلیل موج معمولاً جهت تعیین احتمال وقوع موج دوره تناوب موج، مقدار بیشینه ارتفاع موج برای دوره زمانی طولانی مرسوم به دوره بازگشت برای به کار گیری در امر مهندسی سواحل وسازه های دریایی مورد استفاده قرار می گیرد. پیدایش امواج در اقیانوس ها از ورود مداوم امواج خارجی است که یکی از آشکارترین آنها فرآیند اندر کنشی بین جو وسطح دریا یعنی عمل باد بر روی سطح دریا می باشد. واکنش سطح اقیانوس نسبت به این نیروها محدوده وسیعی از پریود ها وطول موج ها شامل امواج کشش سطحی با پریود کمتر از1 ثانیه تا امواج ناشی از باد و امواج دورا با پریود  کمتر از 1دقیقه و نوسانات جزر و مدی با پریودی ازمرتبه چند ساعت تا یک روز را در بر می گیرد.

 سطح آب دریای خزر، علاوه بر تغییرات چند ساله و فصلی، دارای تغییرات ناگهانی و با تداوم‌های ساعتی و روزانه نیز هست که بر اثر الگوهای گردشی جوّ ایجاد می‌شوند و برخی مواقع بعضی از این نوسان‌ها آنقدر شدید است که خسارات سنگینی را به فعالیت‌های اقتصادی

 و اجتماعی نواحی ساحلی وارد می‌سازد. (خوشحال، جواد و قانقرمه، عبدالعظیم، 1392).

2-1- ضرورت و اهمیت انجام تحقیق

مشخص های امواج دریا به شدت با زمان و مکان در تغییر بوده و شناخت مناسب از مشخصات امواج در یک منطقه مستلزم اندازه گیری های دراز مدت ( در حدود 10 سال به بالا ) در تعداد نقاط متعددی از منطقه مورد مطالعه می باشد. در کشورهای آمریکا، ژاپن، هلند و …  علم مهندسی دریا و اقیانوس شناسی از چند دهه قبل مطرح و پیشرفت های قابل توجه نموده است. در نتیجه این پیشرفت ها، موفقیت های علمی و فنی بسیاری در زمینه ناوبری و تردد انواع شناورها از قایق های کوچک تفریحی و لنج های صیادی گرفته تا کشتی های اقیانوس پیمای مسافربری و تجاری و زیر دریایی و ناوهای جنگی نصیب این کشورها گردیده است. پیشرفت این کشورها در زمینه طراحی و احداث بنادر صیادی، تجاری، نظامی و …احداث سکوهای نفتی و انجام دیگر فعالیت های مهندسی نیز قابل توجه می باشد. از مهمترین عوامل مؤثر در انجام این فعالیت های دریایی، انجام اندازه گیری های مناسب و تحلیل های علمی در جهت شناسایی خصوصیات امواج منطقه مورد مطالعه می باشد. روش ایده آل مطالعه یک پدیده خاص موج، انجام تعدادی اندازه گیری واقعی در محل مورد نظر خواهد بود. البته دراکثر اوقات، تحقق آن امکان پذیر نیست. لذا اطلاعات شبیه سازی شده به وسیله یک روش مصنوعی به عنوان جایگزین ثبت های واقعی مورد نیاز است.(گلشاهی، 1385).جمهوری اسلامی ایران با داشتن مرزهای طویل آبی در شمال و جنوب، در زمره ی کشورهای ساحلی محسوب شده و این امکان پر ارزش را یافته است تا با شناخت و استفاده مؤثر از دریا، از این منبع آبی به عنوان یکی از محور های اصلی و حیاتی برای توسعه اقتصادی- اجتماعی منطقه در طی دو دهه ی گذشته و از سوی دیگر به دلیل نوسانات و پیشروی آب آن مورد توجه و اهمیت ویژه قرار گرفته است. دریای خزر در بین کشورهای جمهوری اسلامی ایران، آذربایجان، قزاقستان، روسیه و ترکمنستان قرار گرفته است. نوسانات تراز آب این دریا اثرات زیادی بر کشورهای مجاور داشته است و چون اکثر شهرهای بزرگ در مجاور دریا (شهر های بندری) قرار گرفته اند لذا بررسی نوسانات تراز دریای خزر یک ضرورت می باشد. علاوه بر این نوسانات تراز آب اثرات زیست  محیطی و اقتصادی و اجتماعی دارد. اهمیت پیش بینی تراز آب دریا برای زمان کنونی در طراحی مدل های هواشناسی و نیز در حفظ سواحل کمک می­کند. در کشورهای اطراف دریای خزر مطالعاتی در مورد نوسانات تراز دریای خزر انجام شده است. برای اندازه گیری تراز سطح دریا وسایل و روش های مختلفی وجود دارد که از جمله بویه های هواشناسی، شاخص هایی که عمود بر سطح دریا قرار دارند، کشتی های تحقیقاتی و تصاویر ماهواره ای و داده های ماهواره ای. ازمیان روش های فوق برای کشورمان به دلیل کمبود امکانات در داشتن بویه ها و به دلیل پایین بودن دقت شاخص ها( شاخص ها معمولاً توسط شخص دیده بانی می شوند) و نیز حرکات عمودی زمین استفاده از ماهواره را در تعیین تراز آب دریا ضروری می کند. دقت اندازه گیری ماهواره ها بسیار بالا است. تنها اشکال ماهواره­های ارتفاع سنجی در منابع خطای آنهاست که در صورت تصحیح  این خطاها از تمام روش­های فوق بهتر و مناسب­تر است.(فرناندز و دیگران).

3-1- بیان مسأله و اصل تحقیق

نوسانات تراز آب دریاچه ها در نتیجه تغییرات آب و هوایی منطقه ای و جهانی است. نوسانات تراز آب در نتیجه بازتاب تغییرات تبخیر و بارش در محیط دریاچه و حوزه آبخیز آن می باشد.(مرسیر و همکاران 2001). اندازه گیری تراز آب معمولاً به دو روش انجام می شود: الف-در مناطق ساحلی به وسیله ی بویه ها و تاید گیجها که نسبت به یک وسیله که عمود بر سطح آب می باشد، اندازه گیری می شود و ب- به وسیله ارتفاع سنج راداری. ماهواره های ارتفاع سنجی، با دقت بالا و کیفیت عالی تراز آب را اندازه گیری می کنند. دریای خزر بزرگترین دریاچه جهان است که طی 200 سال پیش دارای نوساناتی به اندازه 15 متر بوده است و طی 5 قرن، 7 متر از تراز آن کاسته شده است. تراز آب دریای خزر از اواخر قرن 20 روند صعودی داشته است. البته تراز آب دریای خزر نسبت به دریای بالتیک سنجیده می شود. بیشترین تغییرات در تراز اب دریای خزر که برای یک سال اندازه گیری شده است، 34/0 متر در سال بوده است (هوگندوم و همکاران 2005). در این تحقیق از داده های ساعتی نوسان سطح آب دریای خزر برای بررسی تراز آب دریای خزر استفاده گردیده است.این داده ها برای سال 2008 و2009میلادی در دسترس می باشد.

4-1- پرسش های اصلی تحقیق

 1- تغییرات تراز آب دریای خزر در سال 2008 و 2009 به چه شکل می باشد؟

2- سیکلون­های جوی تا چه حد روی تغییرات سطح آب دریای خزر جنوبی موثرند؟

3- اثر تاوایی نسبی بر روی نوسانات تراز آب دریای خزر چگونه است؟

4- جهت باد در هنگام غالب شدن کم فشار جوی چگونه است؟

[1] .Mercier et al

[2] .Hoogendoom

:

از اواخر قرن بیستم دانشمندان تمرکز خود را بر فناوری نوینی معطوف کردند که به عقیده‌ی عده‌ای تحولی عظیم در زندگی بشر ایجاد می‌کند. این فناوری نوین که در رشته‌هایی همچون فیزیک، شیمی و مهندسی از اهمیت زیادی برخوردار است، نانوتکنولوژی نام دارد. می‌توان گفت که نانوفناوری رویکردی جدید در تمام علوم و رشته‌ها می‌باشد و این امکان را برای بشر به وجود آورده است تا با یک روش معین به مطالعه‌ی مواد در سطح اتمی و مولکولی و به سبک‌های مختلف به بازآرایی اتم‌ها و مولکول‌ها بپردازد.

در چند سال اخیر، چه در فیزیک تجربی و چه در فیزیک نظری، توجه قابل ملاحظه‌ای به مطالعه‌ی نانوساختارها با ابعاد كم شده است و از این ساختارها نه تنها برای درک مفاهیم پایه‌ای فیزیک بلكه برای طراحی تجهیزات و وسایلی در ابعاد نانومتر استفاده شده­است. وقتی كه ابعاد یک ماده از اندازه‌های بزرگ مانند متر و سانتی­متر به اندازه‌هایی در حدود یک دهم نانومتر یا کم­تر كاهش می‌یابد، اثرات کوانتومی را می‌توان دید و این اثرات به مقدار زیاد خواص ماده را تحت الشعاع قرار می‌دهد. خواصی نظیر رنگ، استحکام، مقاومت، خوردگی یا ویژگی‌های نوری، مغناطیسی و الکتریکی ماده از جمله‌ی این خواص‌ می‌باشند [1].

1-1- شاخه های فناوری نانو

تفاوت اصلی فناوری نانو با فناوری‌های دیگر در مقیاس مواد و ساختارهایی است که در این فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حقیقت اگر بخواهیم تفاوت این فناوری را با فناوری‌های دیگر بیان نماییم، می‌توانیم وجود عناصر پایه را به عنوان یک معیار ذکر کنیم. اولین و مهم­ترین عنصر پایه نانو ذره است. نانوذره یک ذره‌ی میکروسکوپی است که حداقل طول یک بعد آن کمتر از ١٠٠ نانومتر است و می­توانند از مواد مختلفی تشکیل شوند، مانند نانوذرات فلزی، سرامیکی و نانوبلورها که زیر مجموعه­ای از نانوذرات هستند [ 3و 2]. دومین عنصر پایه نانوکپسول است که قطر آن در حد نانومتر می‌باشد. عنصر پایه‌ی بعدی نانولوله‌ها هستند که خواص الکتریکی مختلفی از خود نشان می‌دهند و شامل نانولوله‌های کربنی، نیترید بور و نانولوله‌های آلی می‌باشند [4].

2-1- روش های ساخت نانوساختارها

تولید و بهینه­سازی مواد بسیار ریز، اساس بسیاری از تحقیقات و فناوری‌های امروزی است. دستورالعمل‌های مختلفی در خصوص تولید ذرات بسیار ریز در شرایط تعلیق[1] وجود دارد ولی در خصوص انتشار و تشریح دقیق فرآیند رسوب‌گیری و روش‌های افزایش مقیاس این فرآیندها در مقیاس تجاری محدودیت وجود دارد. برای تولید این نوع مواد بسیار ریز از پدیده‌های فیزیکی یا شیمیایی یا به طور همزمان از هر دو استفاده می‌شود. برای تولید یک ذره با اندازه مشخص دو فرآیند اساسی وجود دارد، درهم شکستن) بالا به پایین) و دیگری ساخته شدن) پایین به بالا). معمولا روش‌های پائین به بالا ضایعاتی ندارند، هر چند الزاما این مسأله صادق نیست . مراحل

 مختلف تولید ذرات بسیار ریز عبارت است از، مرحله‌ی هسته‌زایی اولیه و مرحله‌ی هسته‌زایی[2] و رشد خود به خودی[3]. در ادامه به طور خلاصه روش‌های مختلف تولید نانوذرات را بیان می‌کنیم. به طور کلی روش‌های تولید نانوذرات عبارتند از:

–  چگالش بخار

–  سنتز شیمیایی

–  فرآیندهای حالت جامد (خردایشی)

–  استفاده از شاره‌ها فوق بحرانی به عنوان واسطه رشد نانوذرات فلزی

–  استفاده از امواج ماكروویو و امواج مافوق صوت

–  استفاده از باكتری‌هایی كه می­توانند نانوذرات مغناطیسی و نقره‌ای تولید كنند

پس از تولید نانوذرات می‌توان با توجه به نوع كاربرد آن‌ها از روش‌های رایج زمینه‌ای مثل روكش­دهی یا اصلاح شیمیایی نیز استفاده كرد [7].

3-1- کاربردهای نانوساختارها

یکی از خواص نانوذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت می‌توان کاتالیزورهای قدرتمندی در ابعاد نانومتری تولید نمود. این نانوکاتالیزورها بازده واکنش‌های شیمیایی را به شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشم­گیری از تولید مواد زاید در واکنش‌ها جلوگیری خواهند نمود. به کارگیری نانو‌ذرات در تولید مواد دیگر استحکام آن‌ها را افزایش داده و یا وزن آن‌ها را کم می‌کند. همچنین مقاومت شیمیایی و حرارتی آن‌ها را بالا برده و واکنش آن‌ها در برابر نور وتشعشعات دیگر را تغییر می‌دهد.

با استفاده از نانوذرات نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به شدت افزایش خواهد یافت. اخیرا در ساخت شیشه ضد آفتاب از نانوذرات اکسید روی استفاده شده است. استفاده از این ماده علاوه بر افزایش کارآیی این نوع شیشه­ها، عمر آن‌ها را نیز چندین برابر نموده­است .از نانوذرات همچنین در ساخت انواع ساینده‌ها، رنگ‌ها، لایه‌های محافظتی جدید و بسیار مقاوم برای شیشه‌ها، عینک‌ها (ضدجوش و نشکن)، کاشی‌ها و در حفاظ‌های الکترومغناطیسی شیشه‌های اتومبیل و پنجره استفاده می‌شود. پوشش‌های ضد نوشته برای دیوارها و پوشش­های سرامیکی برای افزایش استحکام سلول‌های خورشیدی نیز با استفاده از نانوذرات تولید شده‌اند.

وقتی اندازه ذرات به نانومتر می‌رسد یکی از ویژگی‌هایی که تحت تأثیر این کوچک شدن اندازه قرارمی‌گیرد تأثیرپذیری از نور و امواج الکترومغناطیسی است. با توجه به این موضوع اخیراً چسب‌هایی از نانوذرات تولید شده‌اند که کاربردهای مهمی در صنایع الکترونیکی دارند. نانولوله‌ها در موارد الکتریکی، مکانیکی و اپتیکی بسیار مورد توجه بوده‌اند. روش‌های تولید نانولوله‌ها نیز متفاوت می‌باشد، همانند تولید آن‌ها بر پایه محلول و فاز بخار یا روش رشد نانولوله‌ها در قالب که توسط مارتین[1] مطرح شد. نانولایه‌ها در پوشش‌های حفاظتی با افزایش مقاومت در خوردگی و افزایش سختی در سطوح و فوتولیز و کاهش شیمیایی کاربرد دارند.

نانوذرات نیز به عنوان پیش­ماده یا اصلاح ساز در پدیده های فیزیکی و شیمیایی مورد توجه قرارگرفته‌اند. هاروتا[2] و تامسون[3] اثبات کردند که نانوذرات فعالیت کاتالیستی وسیعی دارند، مثل تبدیل مونواکسید کربن به دی اکسید کربن، هیدروژنه کردن استیرن به اتیل بنزن و هیدروژنه کردن ترکیبات اولفیتی در فشار بالا و فعالیت کاتالیستی نانوذرات مورد استفاده در حسگرها که مثل آنتن الکترونی بین الکترود و الکترولیت ارتباط برقرار می‌کنند [7].

4-1- مواد نانومتخلخل

مواد نانو متخلخل دارای حفره‌هایی در ابعاد نانو هستند و حجم زیادی از ساختار آن‌ها را فضای خالی تشکیل می‌دهد. نسبت سطح به حجم (سطح ویژه) بسیار بالا، نفوذپذیری یا تراوایی[1] زیاد،  گزینش­پذیری خوب و مقاومت گرمایی و صوتی از ویژگی‌های مهم آن‌ها می‌باشد. با توجه به ویژگی‎‌های ساختاری، این به عنوان تبادل‌گر یونی[2]، جدا کننده[3]، کاتالیزور، حس‌گر، غشا[4] و مواد عایق استفاده می‌شود.

نسبت حجمی فضای خالی ماده‌ی متخلخل به حجم كل ماده‌ تخلخل[5] نامیده می­شود. به موادی كه تخلخل آن‌ها بین 2/0 تا 95/0 باشد نیز مواد متخلخل[6] می‌گویند. حفره‌ای كه متصل به سطح آزاد ماده است حفره‌ی باز[7] نام دارد كه برای صاف كردن غشا، جداسازی[8] و كاربردهای شیمیایی مثل كاتالیزور و كروماتوگرافی[9] (جداسازی مواد با استفاده از رنگ آن‌ها) مناسب است. به حفره‌ای كه دور از سطح آزاد ماده است حفره‌ی بسته[10] می‌گویند كه وجود آن‌ها تنها سبب افزایش مقاومت گرمایی و صوتی و كاهش وزن ماده شده و در كاربردهای شیمیایی سهمی ندارد. حفره‌ها دارای اشكال گوناگونی همچون كروی، استوانه­ای، شیاری، قیفی شكل و یا آرایش شش گوش[11] هستند. همچنین تخلخل‌ها می‌توانند صاف یا خمیده یا همراه با چرخش و پیچش باشند [7].

بر اساس دسته­بندی که توسط آیوپاک[12] صورت گرفته است، ساختار محیط متخلخل با توجه به میانگین ابعاد حفره‌ها، مواد سازنده و نظم ساختار به سه گروه تقسیم­بندی می­شوند که در شکل 1-1 نشان داده شده است:

الف) دسته بندی بر اساس اندازه­ی حفره:

– میكرومتخلخل[13]: دارای حفره­هایی با قطر كمتر از 2 نانومتر.

– مزومتخلخل[14]: دارای حفره­هایی با قطر 2 تا 50 نانومتر.

– ماكرومتخلخل:[15] دارای حفره­هایی با قطر بیش از 50 نانومتر.

بر اساس شکل و موقعیت حفره‌ها نسبت به یکدیگر در داخل مواد متخلخل، حفره‌ها به چهار دسته تقسیم می‌شود: حفره‌های راه به راه[1]، حفره‌های کور[2]، حفره‌های بسته[3] و حفره‌های متصل به هم[4] که در شکل (2-1) به صورت شماتیک این حفره‌ها را نشان داده ­شده است.

بر اساس تعریف مصطلح نانوفناوری، دانشمندان شیمی در عمل نانو متخلخل[1] را برای موادی كه دارای حفره­هایی با قطر كمتر از 100 نانومتر هستند به كار می‌برند كه ابعاد رایجی برای مواد متخلخل در كاربردهای شیمیایی است.

[1] Nanoporous

4 Closed pores

5 Inter-Connected pores

[1] Permeability

[2] Ion Exchanger

[3] Separator

[4] Membrane

[5] Porosity

[6] Porous

[7] Open Pore

[8] Filteration

[9] Chromatography

[10] Closed Pore

[11] Hexagonal

8 IUPAC

[13] Microporous

[14]Mesoporous

1 Microporous

2 Passing pores

3 Dead end pores

[1] Martin

[2] Haruta

[3] Thompson

[1] Colloidal

[2] Nucleation

[3] Spontaneous Nucleation

شرکت ها برای رشد وپیشرفت نیازبه سرمایه دارند . بخشی از سرمایه درداخل شرکت ازطریق سود انباشته ای که درنتیجه سود آوری شرکت بوجود آمده و بین سهامداران تقسیم نشده است تاٴمین می شود ومابقی می تواند ازطریق بازارهای سرمایه یا استقراض ایجاد گردد.شرکتی که هیچ گونه بدهی نداشته باشد ، ساختارسرمایه آن را حقوق صاحبان سرمایه تشکیل می دهدسرمایه گذاران معتقدند سود ثابت درمقایسه با سود دارای نوسان ، پرداخت سود تقسیمی بالا تری را تضمین می کند. هم چنین نوسانات سود به عنوان معیار مهم

 ریسک کلی شرکت قلمداد می شود و شرکت های دارای سود هموارتر دارای ریسک کمتری می باشند . بنابراین شرکت هایی که دارای سود همواری هستند بیشترمورد علا قه سرمایه گذاران بوده وازنظرآن ها محل مناسب تری برای سرمایه گذاری محسوب می شوند. یکی ازاهداف دستکاری سود ،هموارسازی سود گزارش شده است ،بنابراین هموارسازی  سود را می توان بخشی ازمدیریت سود دانست.

 
2-بیان مسئله
مدیران شرکتها به عنوان نمایندگان صاحبان سهام می بایست دائما تلاش نمایندساختارسرمایه شرکت را به گونه ای تنظیم نمایند ، که هزینه سرمایه شرکت حداقل ودرنتیجه ارزش وسودآوری شرکت حداکثرگردد. زیرا مدیران شرکتها انگیزه بیشتری دارند تا ازطریق هموارسازی سود، تصویری مطلوب ازروند سودآوری شرکت ارائه نمایند واعتباردهندگان راراضی نگه دارند . دراین تحقیق به بررسی تاٴثیرساختارسرمایه برسودآوری به تفکیک شرکتهای هموارسازوغیرهموارسازسود پرداخته می شود . با توجه به اینکه هموارسازی سود یك هدف روشن دارد وآن ایجاد جریان رشد ثابت درسود است. به طوركلی هدف آن ، كاهش تغییرات سوداست . دراین تحقیق به منظورشناسایی هموارسازی سود ازمدل ایکل استفاده می کنیم .هدف دراین مدل ، به طورمشخص هموارسازی مصنوعی سود می باشد. موضوع دیگری که ضروری است مورد تاکید قرارگیرد این است که چارچوب نظری مدل ایکل ، صرفا برای شناسایی تلاشهای موفق هموارسازی سود به کارمی رود . دراین تحقیق با معرفی مدلی تحت عنوان مدل ایکل ،اهتمام براین است رابطه ساختارسرمایه وسودآوری را به تفکیک شرکت های هموارساز وغیرهموارسازسود را بهتر تبیین کنیم.
بنابراین سئوالات زیر مطرح می شود:
1- شرکت ها چگونه اقدام به تاٴمین مالی کنند تا برسود وبازده سهامداران حداکثرتاٴثیرمثبت را بگذارند؟
2- آیا هموارسازی برنوع ، شدت وچگونگی ساختارسرمایه وسود آوری تاٴثیردارد ؟
3- مدیران، دراستفاده ازاهرم مالی با توجه به سودآوری شرکت ها چه تصمیماتی بگیرند ؟
 
3- پیشینه تحقیق
فرناندزوهواکیمیان (2001)،دامون ،سنبت (1998) ،درزمینه ساختارسرمایه تحقیقاتی را انجام دادند وترکیب بهینه رامعرفی کرده اند . یکی ازیافته های مهم این تحقیقات این بود که نسبت بازده حقوق صاحبان سهام رابطه ی مثبت ومعنی داری با بدهی ها دارد،یعنی هرچه میزان بدهی ها افزایش می یابد ، نسبت بازده حقوق صاحبان سهام افزایش می یابد[8، 7 ،6]. یافته های آبر(2005)،این بود که بین نسبت بدهی کوتاه مدت ونسبت بازده حقوق صاحبان رابطه ای مثبت وجود دارد ، به هرحال یک ارتباط منفی بین نسبت بدهی بلندمدت با نسبت بازده حقوق صاحبان سهام وجود دارد واینکه ارتباط معنی داری بین نسبت بدهی به جمع کل دارائیها وبازده حقوق صاحبان سهام وجود دارد[4]. داس ودیگران (2009)، به این نتیجه رسیدند که اگر مالکان شرکتی بخواهند سودهای گزارش شده شرکت آنها هموارباشد،می توانند پاداشی را برای انجام این کاربه مدیرانشان اختصاص دهند[5] . دلاوری (1377)،تاٴثیر روشهای مالی را برروی نسبت بازدهی حقوق صاحبان سهام شرکت ها در بورس اوراق بهادارتهران ، در یک دوره ی 5 ساله مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که اگر چه نسبت جمع دارایی ها به حقوق  صاحبان سهام برای گروه شرکتهایی که وام اخذ کرده اند درمقایسه با گروه شرکت هایی که افزایش سرمایه داده اند ، ازنظرآماری اختلا ف معنی داری وجود دارد ، اما نسبت بازدهی حقوق صاحبان سهام و نیزنسبت فروش به جمع دارایی ها ونسبت سود خالص به فروش در دو گروه شرکت ها اختلا ف معنی داری با یکدیگر ندارند. به عبارت اهرم مالی تاٴثیری برسود آوری شرکت های بورس نداشته است[2]. بدری (1378) ،طی مطالعه ای نشان داد هموارسازی درشركت های پذیرفته شده دربورس اوراق بهادارتهران صورت می گیرد . مطا بق نتایج این تحقیق، نسبت سودآوری یك انگیزه مؤثرجهت هموارسازی سود بوده و شركت های تولیدی پذیرفته شده در بورس كه ازنسبت پایین ترسودآوری برخورداربوده اند ، بیشتردرگیرهموارسازی سود شده اند [1]. نوروش ودیگران (1386)، دربررسی ویژگی شرکت های هموارساز به این نتیجه رسیدند که شرکت های هموارسازسود سن بیشتر عملکرد ضعیف ترونسبت بدهی بالاتری نسبت به شرکت های غیرهموارسازسود دارند[3].
 

1-1- علم نجوم

علم مطالعه اجرام آسمانی نظیر ماه، سیارات، ستاره گان، کهکشان ها، فواصل، جرم، دما، فیزیک ، شیمی و تحول این اجرام، و اتفاقاتی که خارج از جو زمین رخ میدهند، نظیر انفجارات ابرنواختر[1] ، اشعه گاما و تابش زمینه کیهانی را “ستاره شناسی”[2] یا “نجوم” نام می نهند. ستاره شناسی دارای ریشه ای یونانی از کلمات astron (ἄστρον) بمعنی “ستاره” و nomos (νόμος) بمعنی “قانون” یا “فرهنگ”  می باشد که عبارت “قانون ستاره گان” یا “فرهنگ ستارگان”  را می سازد. [1]

علم نجوم به عنوان یکی از قدیمی ترین علوم ریشه درقدیمی ترین تمدن های بشری دارد. تمدن هایی همچون بابل، مصر، ایران، یونان، چین و مایا مشاهدات قاعده­مندی را در آسمان شب داشتند. توانایی تشخیص سیارات از ستارگان با این نشانه که ستارگان بصورت نسبی طی قرون در جایگاه خود ثابت اند و سیارات در مدت کوتاهی تغییر مکان های قابل توجهی دارند، از دست آوردهای جالب ستاره شناسان باستان است.

گرایشات ستاره شناسی باستان به چند دسته کلی از جمله مسیریابی آسمانی، مشاهده و فاصله سنجی و ساخت تقویم تقسیم می شود. این تقسیم بندی تا زمان اختراع تلسکوپ که کلید ورود به عصر ستاره شناسی نوین میباشد، معتبر بود. امروزه ستاره شناسی بیشتر تحت عنوان “اختر فیزیک” مورد توجه قرار می گیرد. از آنجا که بیشتر تحقیقات نجومی با موضوعات مربوط به علم فیزیک مرتبط می باشد، ستاره شناسی نوین را در واقع، می توان “اختر فیزیک”[3]  نام نهاد.

2-1- مشاهده از درون جو

با وجود حضور ماهواره ها، عمده مشاهدات آسمانی از روی سطح زمین صورت می پذیرد و این گونه از مشاهدات نجومی با چالش هایی

 روبروست. همانطور که می دانیم جو زمین از لایه های متفاوت و با غلظت های مختلفی تشکیل یافته است که با عبور نور از آن تغییرات بسیار سریعی از شکست را در جهت های گوناگون نتیجه می دهد.

زمانی که یک درخشش رخ می دهد و نور حاصل از آن با جو زمین برخورد می کند، اختلاف شکست در جهات گوناگون باعث آلوده شدن تصویر می گردد که این آلودگی بصورت نقاط لرزشی  بروز می نماید. هر چه این نقاط لرزشی کوچک تر باشند می گوییم مشاهده بهتری انجام شده است.

برخی از نواحی طیف الکترومغناطیس به شدت توسط جو اطراف زمین جذب می شوند. مهمترین ناحیه گذرنده از جو ناحیه نور مرئی در محدوده 300 تا 800 نانومتر است، و این ناحیه بر محدوده حساس چشم انسان (400 تا 700 نانومتر) منطبق گشته است. در طول موج های کمتر از 300 نانومتر، اوزون[1] که لایه باریکی در ارتفاع 20 تا 30 کیلومتری زمین است، از عبور تابش های فرابنفش[2] جلوگیری می کند. همچنین امواج کمتر از 300 نانومتر توسط   و  جذب می شوند. بنابر این تقریبا تمامی تابش های کوچک تر از 300 نانومتر توسط جو جذب شده و راهی به سوی سطح زمین نمی یابند.

در محدوده طول موج مرئی، نور توسط مولکول های و غبار موجود در جو پراکنده شده و در اصطلاح تابش رقیق می گردد. جذب و پراکندگی، تواماً، را “خاموش سازی” یا  “انهدام”[3] گویند. خاموش سازی می بایست در جریان اندازه گیری میزان درخشانی لحاظ گردد.

در قرن نوزدهم، لرد ریلی[4] موفق به توضیح رنگ آبی آسمان شد. وی توضیح داد که پراکندگی ناشی از مولکول ها با معکوس توان چهارم طول موج متناسب است. لذا نور آبی بیشتر از نور قرمز پراکنده می شود. بنابراین نور آبی در سراسر آسمان مشاهده می گردد، همان نور پراکنده شده خورشید است.

در ستاره شناسی، می بایست اجسام بصورت کاملاَ واضح مشاهده شوند. این مسئله بسیار اهمیت دارد که تا حد امکان آسمان سیاه تر دیده شود و جو می بایست تا حد امکان شفاف باشد. به همین خاطر است که رصد خانه های بزرگ را بر فراز کوه ها و دور از شهرها بنا می کنند.

ابزار مشاهده آسمان از داخل جو زمین تلسکوپ ها هستند که خود به انواع گوناگونی تقسیم بندی می شوند. [2]

1-2-1- رادیو تلسکوپ

نجوم رادیویی شاخه ای نوین در ستاره شناسی است که فرکانس هایی از محدوده چند مگاهرتز (100 متر) تا تقریبا 300 گیگاهرتز (1 میلی متر) را شامل می شود.

در اوایل قرن بیستم تلاش هایی در زمینه مشاهده امواج رادیویی ساطع شده از خورشید صورت پذیرفت که این تلاش ها به دلایلی از جمله پایین بودن کیفیت حسگر آنتن سامانه های گیرنده و غیر شفاف بودن یونسفر[1] در فرکانس های پایین ناکام ماندند. اولین مشاهدات امواج رادیویی کیهانی توسط مهندس امریکایی کارل.جی.یانسکی[2] در سال 1932 اتفاق افتاد. وی در حالی که مشغول مطالعه اختلالات رادیویی طوفان آذرخشی در فرکانس 20.5 مگاهرتز (14.6 متر) بود، یک گسیل رادیویی را که از مبدأ نامعلومی ساطع می شد کشف کرد. به هر صورت او یافت که مبدأ امواج گسیل شده مرکز کهکشان ها می باشد.

تولد حقیقی نجوم رادیویی به اواخر دهه سی قرن بیستم باز میگردد، که گروت ربر[3] مشاهدات سیستماتیکی را با آنتن سهمی وار 9.5 متری دست ساز خود انجام داد. بعد از آن نجوم رادیویی به سرعت پیشرفت کرده و دانش ما درباره جهان اصلاح گردید. رادیو تلسکوپ تابش را در یک روزنه یا آنتن جمع کرده و آن را به صورت یک سیگنال رادیویی توسط گیرنده که به آن رادیو متر می گویند تبدیل می کند. سیگنال دریافت شده ابتدا تقویت، ردیابی و کامل می شود و سپس خروجی آن روی دستگاه های ذخیره کننده ثبت می گردد. سیگنال های ورودی بسیار ضعیف هستند و این مسئله باعث اختلال بسیار در فرایند ردیابی امواج می گردد. برای حل این مشکل میبایست تا حد امکان امواج مختل کننده را حذف نموده و شرایط محیطی را مناسب نمود. همچنین تداخل الکترومغناطیسی[4] ناشی از فرستنده های راداری، تلویزونی و رادیویی روی دریافت و ردیابی پرتو های رادیویی کیهانی بسیار تاثیر گذار است. بنابراین رصدخانه های رادیویی را غالباً در میان درّه ها و حفاظ الکترومغناطیسی بنا می کنند، درست مانند رصدخانه های نوری که جهت جلوگیری از اختلال بر فراز قلّه ها بنا میشوند. [3]

بیشترین دانش ما در مورد ساختار کهکشان راه شیری  از مشاهدات رادیویی مربوط به طول موج 21 سانتی متری هیدروژن خنثی و اخیراً از طول موج 2.6 میلی متری مولکول کربن مونو اکسید ناشی می شود. نجوم رادیویی در بسیاری از کشفیات نجومی نقش داشته است. به عنوان مثال پالسارها[5] و کوازارها[6] از یافته های مشاهدات رادیویی هستند. اهمیت این زمینه از نجوم در آن حد است که تا کنون  دو جایزه نوبل فیزیک سال های اخیر به ستاره شناسان رادیویی اختصاص یافته است. [4]

[1]  Ionsphere

[2]  Karl Guthe Jansky

[3]  Grote Reber

[4]  Electromagnetic Interference

[5]  Pulsar

[6]  Quasar

[1]  Ozone

[2]  Ultra-Violet (UV)

[3]  Extinction

[4]  Lord Rayleigh

[1]  انفجار فاجعه انگیز ستاره در نزدیکی پایان عمر آن که در هنگام وقوع، درخشانی ستاره برای چندین روز به میلیون ها برابر می رسد.

 Astronomy2

[3] Astrophysics