پایان نامه - مقاله - تحقیق

:

هنر مانند دانش و فلسفه وسیله ای است برای شناخت واقعیت علم و نقش تخیلی در هنر بیش از علم است و نقش تعقل و انتزاع در علم بیش از هنر است. هر اثر هنری تجلی تازه ای از پیكار دائم انسان ها با طبیعت است كه برای شناخت بیشتر صورت گرفته و در این پیكار هر لحظه آفرینش تازه ای در هنر به وجود می آید و هر كدام از پدیده های هنری یا نظریه های مربوط به هنر با این فرض آغاز می شود كه انسان در برابر شكل ،‌ سطح و حجم اشیائی كه حاضر به حواس او باشند واكنش نشان می دهد و بعضی از آرایش ها در تناسب شكل ، سطح و حجم اشیاء لذت بخش شده و حس تشخیص روابط لذت بخش یا همان حس زیبایی شناختی را در فرد القا می كند. در هر صورت ،‌ هنر بیان هر آرمانی است كه هنرمند توانسته باشد آن را به صورت تجسمی تحقق بخشد (گاردنر[1] ، 1980، به نقل از سعدی پور و فرامرزی 1379 ،‌سعدی پور ،‌1380).

شیلر[2] جامعه شناس آلمانی و هربرت اسپنسر[3] معتقدند كه هنر و انواع آن ناشی از غریزه بازی اند در صورتی كه مارشال[4] معتقد است كه هنر به هر شكل كه باشد برای تزیین و جلب نظر دیگران پدید آمده است و به اعتقاد افرادی چون فروید[5] هنرها همگی از عقده های جنسی سرچشمه می گیرند. در واقع تمامی این نظریه ها به نوعی هنر را به غریزه نسبت می دهند و به اعتقاد برخی نیز آفرینش هنر یا هنر آفرینی نوعی بازی است که برای كسب قدرت و تسلط بر مقتضیات زندگی به كار می رود و افرادی چون گروس به این اصل اعتقاد داشتند و بیان كردند كه هنر از تجلیات غریزه بازی است (آریان پور ، 1370 ،‌آرین ، 1378).

كهن ترین شكل های شناخته شده هنر به نقاشی تعلق دارد. نخستین نمونه های شناخته شده شعر به عصری بس متأخر تعلق دارد در پی منشأ هنرهای تجسمی به ویژه نقاشی كه از نقاشی های غارنشینان عصر دیرینه سنگی به ما شناخته شده است ، برجسته ترین نكته ماهیت فوق العاده نمایشی آنهاست و از آن زمان تا كنون همواره هنرمندان در زمینه هنرهای تجسمی چون نقاشی و مجسمه سازی برای تجسم تخیل خود مهارتی را به كار می برند كه آفرینش خود را به زیبایی های فریبندگی ظاهری به وحدت كمال رسانیده كه اینها همه از ذهن آگاه آنها سرچشمه می گیرد(آرنولد ، 1976 ،‌به نقل از فرامرزی ،‌1363).

هنرمندان تجسمی نظیر نقاشان ، طراحان و مجسمه سازان كه در كارها و آثار هنری شان خلاقیت و زیبایی شناسی خاصی وجود دارد اغلب

 در زمینه حل مسائل ریاضی و مفاهیم آن نیز خلاقیت نشان می دهند. این افراد اغلب دانشمندان و محققین را ترغیب می كنند كه پروژه ها و طرح های پژوهشی خود را با دیدگاهی تازه و جدید بررسی كنند. بر خلاف قوانین سخت و بعضاً خشك علمی ،‌ قوانین مربوط  به هنر از زیبایی و انعطاف پذیری خاصی برخورداربوده و هنرمندان آزاد و موفق آزادانه به ذهن و فكر خویش اجازه پرواز داده و این آزادی فكر و اندیشه همراه با خلاقیت موجود در مغز آنها به عنوان یك فرایند جریان یافته و به خلق آثار بزرگ و اساسی و حل مسائل پیچیده علمی كمك می كند. هنر همواره ذهن خالق خویش را منعكس كرده . این انعكاس با خلاقیت و ادارك هنر رابطه مستقیمی دارد (زایدل[6] كاشر[7] ،‌2005).

هنر كه پدیده ای است همراه با خلاقیت موجب بهبود و تغییرات در ادراك و شناخت افراد می شود و كل این فرایند در مغز رخ می دهد به گونه ای كه نوروپسیكولوژیست ها همواره در جستجوی  پاسخ به این مسأله كه چگونه سازماندهی  و پردازش اطلاعات در مغز می تواند بر فرایند درك هنر مؤثر باشد و بالعكس بررسی ها و مطالعات گوناگونی انجام داده اند. پژوهشگران بر اساس مطالعات خود به این نتیجه رسیده اند كه جنبه ها و ابعاد گوناگون سازماندهی مغز نقش مهمی را در خلق هنر و درك آن ایفا می كند و تجربه ادراكی هنر از طریق فرایند فعالی كه دربرگیرنده اطلاعات حسی ، پردازش آنها ، یادآوری تجربیات گذشته و انگیزه ها و اهداف فعلی است ایجاد می شود. بر اساس یافته ها و پژوهش های گوناگونی كه  نوروپسیكولوژیست ها در این زمینه انجام داده اند مشخص شده كه انتقال دهنده های شیمیایی در مغز به ویژه «سروتونین»ها در خلاقیت ، درك و بیان هنر مؤثرند. نقش این انتقال دهنده ها و مواد شیمیایی موجود در مغز در خلاقیت افراد به ویژه افرادی كه با كارهای هنری ، تجسم ، تخیل و ادراك فضایی سرو كار دارند از طریق كالبدشكافی و بررسی مغز برخی افراد هنرمند یا ریاضی دان بدست آمده است. یافته های این پژوهش ها حاكی از آن است كه سطح سروتونین در مغز این افراد طبیعی و گاهی بالاتر از حد طبیعی است. بعضی دیگر از نوروپسیكولوژیست ها همین مطالعات را علاوه بر ریاضی دانان و هنرمندان روی مغز افراد عادی كه گاهی كارهای هنری و عملیات تجزیه و تحلیل و محاسبه را انجام می دهند ، انجام داده و یافته های بررسی های آنها مشابه نتایج قبلی بود(زایدل و همكاران ،2005 ، لووی[8] ، 2004 ، اوتسكا[9] ، 1996).

ریاضیات برای عامه مردم موضوع مهمی تلقی شده و در واقع این فعالیت ذهنی كه دارای سیستم های پیچیده ای از مفاهیم بینایی ، ‌فضایی و هندسی است بسیار انتزاعی است و شكست در یادگیری مفاهیم و مهارت های بنیادی آن بسیار آزار دهنده است و همواره دانش آموزان در مدارس با ترس از شكست در یادگیری ریاضی  مواجه اند و گاه از اولین سال ورود به مدرسه این ترس آغاز شده و گاهی هرگز پایان نمی پذیرند. طی سه دهه اخیر تعداد دانش آموزان كه دارای مشكلات در یادگیری ریاضی هستند رشد چشمگیری پیدا كرده و حدود 6 درصد كودكانی كه در سنین مدرسه هستند در فرآیند یادگیری ریاضی مشكلاتی دارند و حالتی كه سبب به وجود آمدن مسائل دائمی در محاسبه فرایند عددی می شود اغلب به عنوان «حساب نارسایی» نامیده می شود(سوسا[10]،‌2001 ،‌به نقل از استكی ، 1386 ، كاپلان و سادوك ،‌2008).

مطالعات نشان داده كه دسته ای از كودكان با نارسایی های ویژه ،‌در یادگیری « حساب  نارسا[11]» هستند. حساب نارسایی ، اساساً عبارت است از نا توانایی در انجام مهارت های مورد انتظار مربوط به حساب با توجه به ظرفیت هوشی و سطح آموزشی كه با آزمون های میزان شده فردی ارزیابی  می شود. كودكان حساب نارسا در یادگیری و به یادآوری اعداد و ارقام دچار مشكل بوده و در مهارت های محاسبه نظیر جمع ، ‌تفریق ،‌ضرب و تقسیم كند و فاقد دقت و تمركز لازم هستند و در بسیاری از موارد این اختلال تؤام با اختلالات خواندن و نوشتن به ویژه نارساخوانی است. حساب نارسایی تا حدودی به علت عوامل ژنتیكی و نیز نقص نورولوژیك در ناحیه پس سری نیمكره راست مغز ایجاد می شود اما عوامل محیطی ،‌ آموزشی ،‌شناختی ، تكاملی ، هیجانی ، و اجتماعی و فرهنگی نیز در بروز آن بی تأثیر نیستند(كاپلان و سادوك ،‌2005 ، گاردنر ،‌2005 ، آندریاس[12] ، 2005).

پژوهشگران طی مطالعاتی گوناگون نشان داده اند كه كودكان حساب نارسا در واقع در پردازش اطلاعات مشكل دارند و یكی از مهم ترین فرایندهای مربوط به پردازش در آنها پردازش اطلاعات بینایی[13] است. مهارت های پردازش اطلاعات بینایی از جمله ادراك روابط فضایی ،‌ حافظه بینایی و تجسم ،‌ تشخیص شكل از زمینه و ثبات شكل همگی نقش مهمی را در یادگیری كودكان ایفا می كنند و اگر به مواد آموزشی ارائه شده در مدارس توجه كنیم اهمیت این مسأله روشن می گردد زیرا تقریباً 70 درصد اطلاعات جهت یادگیری مواد درسی از طریق بینایی ارائه می شود و در انجام تكالیف منزل نیز این مهارت های پردازش اطلاعات بینایی نقش مهمی را ایفا می كنند و در كنار راهكارهای ارائه شده چون رویكردهای حسی ،‌ حركتی و ادراكی حركتی پژوهشگران همواره از راهبردهایی با خلاقیت و تجربه خود نیز استفاده می كنند تا بلكه بتوانند مشكلات پردازش اطلاعات بینایی كودكان با نارسایی های ویژه در یادگیری را بر طرف كنند(لرنر[14] ،‌ 1996 ، دانش ، 1384 ، عشایری ، ‌1368 ، به نقل از علی نژاد ،‌1385).

بسیاری از پژوهشگران ، روانشناسان و متخصصین از گذشته های دور تا كنون همواره در صدد بودند كه در كنار درمان های متداول اختلالات ذهنی ،‌ جسمی و روانی از هنر در قالب آموزش هنر و هنر درمانی نیز بهره مند شوند. مطالعات و بررسی ها نشان داده كه هنر به ویژه استفاده از هنرهای تجسمی نظیر نقاشی و سفال می تواند در كاهش و بهبود مشكلاتی چون اختلالات رفتاری ،‌ارتباطی ، كمبود توجه ،‌ تمركز و بیش فعالی ، ‌اختلالات نافذ رشدی ،‌ سندرم دان و حتی اختلالات یادگیری مؤثرباشند. در رابطه با استفاده از ابزار هنری چون نقاشی و سفال در زمینه اختلالات یادگیری پژوهشگران مطالعات زیادی انجام داده و یافته ها حاكی است كه هنرهای تجسمی می تواند مشكلات یادگیری كودكان نارسانویس ، ‌حساب نارسا و نارسا خوان را به حداقل برساند و هدف از استفاده از ابزار هنری این است كه بتوان مشكلات آنها را برطرف كرده و با فعالسازی نیمكره های مغزی آنها از طریق درك هنر به ارتقاء و پیشرفت تحصیلی آنها كمك كرد(كیس و دالی [15] ، 2008 ، ‌زایدل ، ‌2006 ،آندریاس ، ‌2005 سیلور[16] ، 2001 ، گاردنر ، ‌2001).

بیان مسئله

هنر به عنوان پدیده ای زیبایی شناختی از قدرت خاصی برخوردار است به گونه ای كه می تواند نیروهای متعارض درون فردی ، بین فردی ، و جامعه را بهبود بخشیده و سازگاری بهتری را برای صاحب اثر هنر ایجاد كرده و بعضاً مشكلات او را حل كند. علاوه بر درك و فهم حالات هیجانی و عاطفی مراجع به وسیله هنر از هنر می توان برای بهبود قدرت شناخت و ادراك افرادی كه در شناخت و ادراك خود مشكلاتی دارند استفاده كرد و این خود پایه و اساس هنر درمانی است و هنر درمانی نیز خود شامل طیف گسترده ای از كاربردهای درمانی عناصر هنر است كه در یكسوی این طیف ،‌ هنر به عنوان وسیله ای برای ارتباط غیر كلامی مؤثر است و هنر در پیوند با تداعی كلامی و تفسیر آن وآثار هنری امكاناتی را فراهم می كند برای درك و فهم حالات هیجانی كه در مراجع وجود دارد و در سوی دیگر طیف ، درمان از خود فرایند هنری مشتق می شود. در رابطه با این قدرت درمانی هنر مطالعات گوناگونی انجام گرفته و بررسی ها نشان می دهد كه یكی از بخش های مهم هر درمانی ،‌ كه می تواند بسیار مفید  باشد ، «هنرهای تجسمی[17]» است (عناصری ، 1380 ، میرزا بیگی ،‌1382 ، ‌لاندگارتن[18] ، 2003 به نقل از هاشمیان و ابوحوزه ، 1386).

هنرهای تجسمی چون نقاشی ، طراحی و سفال از مهم ترین عوامل در بیان مقاصد ،‌افكار ،‌ عقاید و نیازهای درونی بشر محسوب می شوند كه از دیرباز تا كنون همواره مورد استفاده انسان بوده است. اشتغال به این فعالیت خلاقه اعم از آفرینش و خلق یك نقاشی ، درست كردن یك مجسمه و یا كاربرد آن می تواند علاوه بر پرورش حس زیبایی و ذوق هنری انسان ، ‌نقش مؤثری در رشد شخصیت ،‌ شناخت ،‌ بینش و حل مشكلات و نابسامانی های روانی و درمان وی داشته باشد.(لاندگارتن ،‌2003 ،‌كیس و دالی ، ‌2008).

در نقاشی ها و ترسیمات كودكان می توان اطلاعات مناسبی از ویژگی های شخصیتی آنها به دست آورد و توانایی های ذهنی ،‌ شاختی ، ‌اداركی ،‌ ویژگی های عاطفی و خصوصیات هیجانی ، ‌ناكامی ها ، فشارها و تمایلات درونی كودك را می توان از طریق نقاشی های او بازشناسی كرد. این قبیل فعالیت های هنری علاوه بر كمك به تشخیص نوع اختلالات ،‌ مشكلات و
 بیماری ،‌ شیوه مؤثری در رهاسازی عواطف و احساسات متراكم و فشارهای درونی به شمار
می رود(دادستان،1384).

آموزش هنرهای تجسمی در بسیاری از مشكلات كودكان به ویژه مشكلات مربوط به یادگیری آنها راهگشاست.در واقع آموزش هنرهای تجسمی می تواند فرایند یادگیری و رشد تمام مهارت های مرتبط با یادگیری را تسهیل كند. مطالعات و بررسی های انجام گرفته در این زمینه نشان می دهد كه هر دو نیمكره مغزی هنر را از جنبه های گوناگونی درك كرده و آموزش هنر می تواند مشكلات شناختی و ادراكی را كاهش دهد و نیز برخی بررسی ها حاكی از این مطلب است كه هنرهای تجسمی موجب رشد بسیاری از مهارت ها و توانایی های كودك می شود
(زایدل ،‌2006 ، كیس و دالی ، ‌2008).

1-1- کلیات

گنبدهای نمکی ساختمان‌های زمین‌شناسی گنبدی شکلی هستند که به واسطه کمتر بودن چگالی لایه‌های نمک نسبت به سنگ‌های اطراف و نیز تحت تاثیر یک لرزش ناگهانی مانند زلزله و یا نیروهای تکتونیکی، شروع به بالا آمدن نموده و به صورت برجستگی‌های دایره­ای و یا بیضوی شکل اغلب در تاقدیس­ها و نقاط ضعف پوسته زمین رخنمون پیدا کرده‌اند. اهمیت اقتصادی آنها به دلیل قرارگیری مخازن نفتی در ساخت­های همراه با گنبدهای نمکی و نیز وجود ذخایر متعددی از نمک، پتاس، اکسیدهای آهن، گوگرد و خاک سرخ است.

سالهاست که پژوهشگران مختلف از جمله زمین­شناسان در پی آنند تا با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته به اطلاعات بیشتر و دقیق­تری در خصوص پدیده‌ها و منابع مختلف زمینی از جمله گنبدهای نمکی دست یابند و در این راستا فن­آوری سنجش از دور تحولات عظیمی در پیشبرد این اهداف پدید آورده است. از این فن­آوری می‌توان در اکتشاف مواد معدنی، نفت و آب زیرزمینی، مطالعات زیست محیطی و مهندسی و همچنین نقشه­برداری منابع زمینی بهره برد. در سنجش از دور، بازتاب امواج الکترومغناطیسی پس از برخورد با پدیده‌های مختلف زمین، بوسیله سنجنده‌هایی که بر روی سکوهای مختلف تعبیه شده­اند ثبت و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

1-2- طرح موضوع و اهمیت آن

فراوانی گنبدهای نمکی در ایران، بخصوص در پهنه زاگرس چین‌خورده و خلیج فارس، بررسی‌های ویژه‌ای از دیدگاه­های مختلف سنگ­شناختی، زیست محیطی و اقتصادی می­طلبد. با توجه به اینکه ذخایر مناسبی از هالیت، گوگرد، گچ، هماتیت، پتاس (گنبد پل)، خاک سرخ (گنبد هرمز) و … در آنها یافت می‌شود، لازم است که تحقیقات بیشتری در این زمینه­ها صورت گیرد تا بتوان مواد باارزش مناسب بسیاری از صنایع را از این گنبدها استخراج و در داخل کشور تولید کرد. داده‌های استر برای محدوده وسیعی از تحقیقات استفاده می‌شود. هدف پروژه استر توسعه شناخت عوارض محلی و ناحیه­ای در سطح زمین و اتمسفر است. یکی از این اهداف مطالعه پدیده‌های زمینی سطوح تکتونیکی و تاریخچه زمین از طریق نقشه‌برداری دقیق توپوگرافی و سازندهای زمین شناختی است. استفاده از داده‌های استر با توجه به کارایی و توان تفکیک طیفی و مکانی بالای آنها، روز به روز در حال افزایش است. تهیه یک نقشه زمین‌شناسی از گنبدنمکی سیاه‌تاق، به گونه‌ای که واحدهای سنگی درهم آمیخته سری هرمز را تا حد امکان تفکیک کند، به عنوان یکی از اهداف این پژوهش، کار جدید و باارزشی محسوب می‌شود. این موضوع بخصوص در زمان شناسایی نقاطی که دسترسی به آنها دشوار بوده و یا زمان­بر می‌باشد، اهمیت و نقش سنجش از دور را پررنگ­تر می‌کند. ضمن اینکه با استفاده از نقشه تهیه شده به عنوان خروجی کار، می‌توان در مورد حضور یا عدم حضور پتانسیل اقتصادی در مناطق دور از دسترس با اطمینان بیشتری صحبت کرد.

1-3- هدف و روش تحقیق

گنبدهای نمکی به دلیل نفوذ در لایه‌های  بالایی و به همراه آوردن قطعاتی از آنها به سطح زمین، تنوع سنگ‌شناختی فوق­العاده­ای دارند و از لحاظ نظم و ترتیب، به شدت بهم ریخته­اند، بنابراین تهیه نقشه زمین‌شناسی از یک گنبدنمکی به گونه‌ای که به خوبی واحدهای سنگی را تفکیک کند کار مشکلی است و تنها با تکیه بر کار میدانی نمی‌توان یک نقشه دقیق تهیه کرد. توسعه روش­های نقشه­برداری انواع سنگها، یکی از هدف­های اصلی سنجش از دور زمین‌شناسی بوده است. در این تحقیق سعی بر آنست که با استفاده از داده‌های SWIR و VNIR سنجنده استر، به شناسایی ویژگی­های طیفی و بارزسازی دقیق­تر واحدهای سنگ­شناختی پرداخته، به کمک تفاوتهای موجود آنها را رده­بندی کرده تا اندیس­های معدنی معرفی و شناخت بیشتری در خصوص منابع معدنی این گنبد حاصل شود. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه گنبدهای نمکی صورت گرفته، و منابع فراوانی نیز وجود دارد، اما این تحقیق در زمینه بررسی سنگ‌شناسی و اقتصادی در نوع خود جدید می‌باشد. مراحل انجام کار به طور خلاصه به صورت زیر است:

1- گردآوری تصاویر استر و نقشه زمین‌شناسی مناسب از منطقه مورد مطالعه، و همچنین جمع­آوری سایر اطلاعات و منابع

2- بازدید میدانی و برداشت نمونه‌ها

3- تهیه مقاطع نازک و بررسی‌های میکروسکوپی

4- تهیه طیف صحرایی (آزمایشگاهی) و طیف تصویر

5- آنالیزهای طیفی

6- پردازش اولیه تصویر (تصحیح جوی)

7- پردازش­های پیشرفته شامل: تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA)، کسر کمترین نوفه (MNF) و اندیس خلوص پیکسل (PPI) به منظور استخراج عضوهای خالص تصویر که می‌توان خالص­ترین طیف پیکسل­ها را در تصاویر بدست آورد، و اجرای الگوریتم انطباق سیمای طیفی (SFF)

8- بررسی و مقایسه داده‌های بدست آمده از مطالعات میکروسکوپی با داده‌های طیفی و تهیه نقشه سنگ‌شناسی به عنوان خروجی الگوریتم‌ها

9- آنالیز XRD  

10- بحث و نتیجه­گیری وجمع­بندی

1-4- مطالعات گذشته به روی موضوع موردنظر

مطالعات زیادی به روی گنبدهای نمکی از زمان­های قدیم تا کنون صورت گرفته، اما نتایجی که  با استفاده از فن­آوری سنجش از دور به دست آمده باشد بسیار اندک است.

طیبی و همکاران (2011) با تلفیق داده‌های SWIR و VNIR استر و یک نوع پردازش زمین رقمی، نواحی متاثر از دیاپیرهای نمکی در جنوب شرقی شیراز (کنارسیاه و جهانی) را با روشMLP  نقشه­برداری کرد. در تحقیق ایشان، مدل شبکه عصبی MLP با چندین محدوده آموزشی بین 01/0 و 1/0 به روی داده L1B استر اجرا شد و نتایج به وسیله ماتریس الحاقی مقایسه شدند تا در نهایت واحدهای سنگ‌شناختی این 2 گنبد شناسایی و نقشه‌برداری شود.

در سال 2011 تنگستانی و همکاران با استفاده از داده‌های بازتابی و گسیلشی سنجنده استر، واحدهای سنگی افیولیت نیریز را نقشه‌برداری کردند. در این تحقیق، داده‌ها با استفاده از روش طیف مرجع و تصحیح اتمسفری و توپوگرافی (ATCOR-3) کالیبره شده و سپس با الگوریتم SFF مورد ارزیابی قرار گرفتند. طیف‌های واحدهای سنگی بوسیله طیف‌سنج­های ASD و FTIR اندازه‌گیری و به عنوان عضوهای انتهایی در الگوریتم SFF استفاده شدند. انطباق سیمای طیفی (SFF) که تفاوت در شدت بازتاب طیف‌ها را بررسی می‌کند، طبقه­بندی­های دقیق­تر و بهتری در محدوده SWIR نسبت به VNIR+SWIR و TIR ارائه می‌دهد.

توکلی (2008) با بکارگیری داده‌های استر و TM لندست، روش‌های آنالیز مولفه‌های اصلی (PCA) و نقشه­بردار زاویه طیفی (SAM) را به منظور تفکیک واحدهای سنگ‌شناختی دیاپیرهای نمکی جهانی و کنارسیاه، ادغام کرد. وی همچنین پردازش بسط ناهمبستگی را به روی باندهای حاصل از فاکتور شاخص بهینه اجرا کرد و از طریق نسبت­گیری طیفی با استفاده از داده‌های گرمایی استر، موفق به بارزسازی هالیت در گنبدهای نمکی شد، بطوریکه در هیچ کدام از پردازش­ها این عمل میسر نبود.

عزیزی و همکاران (1389) با استفاده از داده‌های فروسرخ کوتاه‌موج (SWIR) استر، دگرسانی­های هیدروترمالی را در ناحیه شرق زنجان استخراج کردند. ایشان از روش وابسته به لگاریتم (LRM) و تبدیل کسر کمترین نویز (MNF) به منظور اجرای شاخص خلوص پیکسل (PPI) استفاده کردند. سه روش وزنی انطباق سیمای طیفی (SFF)، نقشه‌برداری زاویه طیفی (SAM) و رمزگذاری دوتایی (BE) برای شناسایی انواع کانی بکار برده شد. در این تحقیق دو زون اصلی پروپیلی تیک و فیلیک-آرژیلیک از یکدیگر تفکیک شدند.

ملندز-پاستور[1] و همکاران (2010) از تکنیک­های طیف­نمایی تصویری مانند MF و MTMF برای نقشه‌برداری خاک­های شور در ناحیه جنوب شرقی اسپانیا بین شهرهای الچه و آلیکانته استفاده کردند. دو رویکرد متفاوت برای نقشه‌برداری خاکهای شور بکار برده شد: 1) استفاده از طیف تصویر نواحی آموزشی شور و غیر شور و 2) استفاده از طیف نمک به عنوان نماینده طیف خاکهای شور. در نهایت ارزیابی دقت با استفاده از تکنیک ROC بررسی شد و مشخص گردید که تکنیک MTMF نسبت به MF نتایج بهتری را نشان می‌دهد و رویکرد تصویر پایه به عنوان بهترین روش برای نقشه‌برداری و به تصویر کشیدن خاک­های شور شناخته شد.

داده‌های بازتابی VNIR و SWIR استر برای نقشه‌برداری حاشیه غربی بیابان کالاهاری واقع در نامیبیا موثر واقع شدند. تیم تحقیقاتی گومز[2] (2004) با استفاده از تکنیک تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA) به روی 9 باند استر، به منظور کاهش اطلاعات اضافی در باندهای با همبستگی بالا، موفق به نقشه‌برداری این ناحیه شدند و نتایج قابل قبولی بدست آوردند.

بر اساس بررسی خواص طیفی سنگ‌های تیپیک پوسته زمین، چندین شاخص کانی شناسی شامل شاخص کوارتز (QI)، شاخص کربنات (CI) و شاخص میفیک (MI) به منظور تشخیص ترکیب شیمیایی یا کانی­شناسی سنگ‌های کربناتی و سیلیکاتی با استفاده از داده‌های استر، پیشنهاد شده‌است. این شاخص­ها به روی تصاویر داده‌های فروسرخ گرمایی مناطقی در چین و استرالیا بکار برده شد (نینومیا[3] و همکاران، 2005) و منجر به بارزسازی سنگ‌های سیلیکاتی، کربناتی و همچنین سنگهای میفیک-الترامیفیک گردید.

1-5- مطالعات پیشین به روی منطقه

 در سال 1998 یک تیم تحقیقاتی از جمهوری چک گنبدهای نمکی جنوب ایران را مطالعه و آنها را از نقطه نظر ساختاری، مورفولوژیکی، مراحل تکامل، محتوای سنگ‌شناسی و کانه­زایی بررسی کردند. گزارش این تحقیق در دسترس می‌باشد (بوساک و همکاران، 1998). مطالعات دیگری بر روی گنبدهای نمکی در زمینه تکتونیک و آب­شناسی صورت گرفته‌است از جمله اینکه در سال 1385 بر روی رودخانه شور دهرم و تاثیر گنبدهای نمکی دهرود، خوراب و کنارسیاه بر آن، تحقیقی صورت گرفت که طی آن معلوم شد سالانه حدود 170 هزار تن املاح که بیش از 70% آن را نمک تشکیل می‌دهد، وارد رودخانه شده و آب آن را از لحاظ شرب و کشاورزی غیرقابل مصرف می‌کند (معیری و احمدی­نژاد، 1385).

بررسی گنبدهای نمکی از دیدگاه ژئوتوریسم یا زمین گردشگری، راهکاری نوین برای تبیین و تشریح ویژگی­های زمین‌شناسی و ژئومورفولوژی آن می‌باشد و همچنین سبب توسعه صنعت توریستی منطقه می‌گردد. نمکشار، چشمه­های کارستی، آبراهه‌های نمکی و اشکال زیبای نمک­های گل­کلمی، غار نمکی و غیره از جمله پدیده‌های جالب توجه گنبدهای نمکی می‌باشند، در این راستا عفیفی و قنبری (1388)، به بررسی جاذبه­های ژئوتوریستی گنبدهای نمکی لارستان، به ویژه گنبد کرمستج، پرداختند.

1-6- موقعیت جغرافیایی و آب و هوایی منطقه مورد مطالعه

منطقه مطالعاتی در شهرستان لارستان واقع در جنوب استان فارس می‌باشد (شکل 1-1). لارستان با وسعت حدود 1147000کیلومترمربع بزرگترین شهرستان استان فارس محسوب می‌شود که از نظر جغرافیایی در عرض27 درجه و 38 دقیقه شمالی و طول 54 درجه و 20 دقیقه شرقی قرار دارد. شهر لار از جنوب به صحرای نیمه و سنخود و جاده اصلی لار- بندر لنگه و کوههای تنگ خور و روستای کرمستج و از غرب به شهر جدید لار و از شرق به روستای براک و فرودگاه بین­المللی لارستان محدود می‌شود. منطقه مورد مطالعه در جنوب شهر لار و شرق روستای کرمستج واقع شده‌است (شکل 1-2). این ناحیه دارای آب و هوای گرم و خشک و زمستان­های معتدل و تابستان­های بسیار خشک است. میزان بارندگی لارستان طی آمار 20 ساله ایستگاه هواشناسی فرودگاه لارستان 8/198میلی­متر می‌باشد. بیشترین بارندگی سالانه مربوط به ماه­های دی و بهمن است که ویژگی بارش در این ماه­ها شدت کم و زمان بارش طولانی می‌باشد، اما بارش در ماه­های تیر و مرداد به حداقل می­رسد. در این شهرستان وسیع جمعاً 21 دشت مستقل وجود دارد که 10 دشت آن جزء دشت­های بسته محسوب می‌شود. 4172 حلقه چاه، 42 رشته قنات فعال و 4 چشمه آب، کل منابع آبی است که در امر کشاورزی فعالیت دارند.

بر اساس مطالعاتی كه تا كنون انجام شده، مشخص گردیده است كه یكی از عوامل ایجاد كننده نارسایی حاد كلیوی (ARF)[1]، ایسكمی می باشد.

اگر ایسكمی به مدت كافی ادامه یابد سبب ایجاد آسیب در توبول های كلیوی می شود كه حاصل آن ایجاد اختلال در عملكرد دفعی نفرون ها ، توانایی تغلیظ كنندگی اداری كلیه ، ایجاد التهاب و آسیب به سلولهای اندوتلیالی عروق اطرف توبول های ناحیه خارجی مدولا می باشد. در نتیجه كاهش جریان خون و احتقان در این ناحیه از كلیه بوجود می آید که آسیب های بیشتر توبول های كلیه را موجب می گردد. همچنین فیلتراسیون گلومرولی کاهش می یابد که می تواند ناشی از كاهش جریان خون كلیه، انسداد توبول ها در نتیجه تشكیل قالب های توبولی و نشت برگشتی به علت صدمه بافت اپیتلیومی توبول ها  باشد (1).

یكی از اتفاقاتی كه در شرایط ایسكمی / خون رسانی مجدد رخ می دهد، تولید بیشتر گونه های واكنشگر اكسیژن (ROS)[2] است. گونه های واكنشگر اكسیژن تولیدی طی مراحلی موجب ایجاد آسیب هایی تحت عنوان استرس اكسیداتیو و لیپید پراكسیداسیون در سلول های بدن می گردند. در نتیجه این آسیب ها، سلول های بدن صدمه دیده، آسیب های بافتی و اختلال در اعمال فیزیولوژیك بدن رخ می دهد و در نتیجه بیماری های مختلفی را موجب می گردد (2).

بنابراین در شرایط ایسكمی / خونرسانی مجدد در كلیه نیز، گونه های واكنشگر اكسیژن تولیدی می توانند طی مراحلی موجب ایجاد آسیب های استرس اكسیداتیو و لیپیدپراكسیداسیون در سلول ها و بافت كلیه گردند و ایجاد اختلالات حاد عملكردی را بوجود آورند.

یكی از راه های دفاعی بدن در برابر این صدمات، آنتی اكسیدان ها می باشند. آنتی اكسیدان های گیاهی اثرات مضر گونه های واكنشگر اكسیژن را به كمترین حد می رسانند. از آنجاییكه این رادیكال های آزاد در بسیاری بیماری های ناشی از استرس اکسیداتیو حائز اهمیت هستند، مطالعات زیادی اثرات حفاظتی آنتی اكسیدان ها را در صدمات حاصل از ایسكمی / خونرسانی مجدد در قلب، كلیه، كبد و روده نشان داده اند (2).

فلاونوئیدها تركیبات فنولی- گیاهی همراه با اثرات آنتی اكسیدانی قوی هستند كه در منابع غذایی مختلفی از قبیل چای، پیاز، كلم بروكلی، سیب و لوبیا سبز یافت می شوند (3). كوئرستین به عنوان یك تركیب فنولی – گیاهی جزیی از خانواده آنتی اكسیدان های فلاونوئیدی به حساب می آید، جز آنتی اكسیدان های قوی گیاهی است که در بین سبزیجات و میوه جات به وفور یافت می شود و دارای خاصیت جاروب كنندگی در برابر رادیكال های آزاد است. همچنین به عنوان یك ممانعت كننده زانتین اكسیداز (آنزیم محرك تولید گونه های واكنشگر اكسیژن) و لیپید پراكسیداسیون به شمار می رود (5 ،4).

بر اساس گزارشات، كوئرستین اثرات مثبت فراوانی در سلامتی انسان و پیشگیری و بهبود بیماری های مختلف دارد. با در نظر گرفتن ایجاد اختلالات حاد كلیوی القاء شده توسط ایسكمی/ خونرسانی مجدد، همچنین با توجه به مشاهدات انجام شده در مورد آنتی اكسیدان های گیاهی در صدمات حاصل از ایسكمی / خونرسانی مجدد، هدف از این تحقیق بررسی اثرات كوئرستین به عنوان یك آنتی اكسیدان قوی بر روی اختلالات عملكردی ناشی از ایسكمی / خونرسانی مجدد در كلیه رت است تا اهداف زیر مورد تحقیق قرار گیرند:

تغییرات همودینامیك و دفعی كلیوی حاصل از ایسكمی دو طرفه كلیه در طی یك دوره یك ساعته خونرسانی مجدد مشخص شود و تأثیر كوئرستین بر این تغییرات تعیین گردد.

ب)نارسایی حاد كلیوی

1-تعریف

نارسایی حاد كلیوی[3] (ARF) یك نشانگان شایع بالینی است كه با كاهش حاد و برگشت پذیر میزان فیلتراسیون گلومرولی و یا عملكرد كلیه، كه در یك دوره زمانی چند ساعته یا چند روزه اتفاق می افتد، مشخص می شود (6).

2- اتیولوژی

نارسایی حاد كلیوی بر اساس پاتوفیزیولوژی به سه دسته تقسیم می شود:

• نارسایی حاد كلیوی با منشأ پیش كلیوی[4] كه در آن كاهش حجم مؤثر خون در گردش و یا جریان خون كلیوی ممكن است منجر به كاهش میزان فیلتراسیون كلیوی شود. در حالی كه عملكرد لوله ای نسبتاً دست نخورده باقی بماند و حدود 55% موارد را شامل می شود (7).
• نارسایی حاد كلیوی با منشأ درون كلیوی[5] كه دلیل آن آسیب به پارانشیم كلیه است و حدود 40% موارد را شامل می شود (7).
• نارسایی حاد كلیوی با منشأ پس كلیوی[6] كه دلیل آن انسداد در سیستم ادراری است و حدود 5% موارد را شامل می شود(7).

3- پاتوفیزیولوژی نارسایی حاد كلیوی

یكی از علل شایع نارسایی حاد كلیوی، ایسكمی است. ایسكمی شدید كلیه از شوك شدید گردش خون ناشی می شود. در شوك، قلب نمی تواند مقدار كافی خون را برای تغذیه كافی به قسمتهای مختلف بدن برساند و جریان خون كلیوی مخصوصاً به علت تنگ شدن شدید عروق كلیوی بر اثر تحریك سمپاتیك یا بر اثر وجود مواد تنگ كننده رگی در خون بیماران فوق العاده كاهش می یابد. بنابراین فقدان تغذیه كافی غالباً بسیاری از سلولهای اپی تلیال توبولی را خراب كرده و از این راه نفرون های متعددی را مسدود می سازد (8).

مدل ایسکمی / خونرسانی مجدد (I/R)[7] به عنوان متداولترین روش القاء ARF در مدل های آزمایشگاهی است (21). مكانیسمی كه به واسطه آنI/R  منجر به آسیب سلول های توبول كلیه می شود شامل تخلیه اكسیژن و ATP است که با فروپاشی اسكلت سلولی سبب از دست رفتن لبه های برسی میكروپرزها[8]، اتصالات سلولی، جابه جایی اینتگرین ها و پمپ Na+-K+ATPase از سطح قاعده ای به سطح رأسی[9] سلول می شود (6،11). كه این خود باعث تغییراتی در قطبیت سلولهای اپی تلیالی توبول می شود و مجموعه این تغییرات زمینه را برای انسداد مجاری توبولی كلیه ها فراهم می كند (12).

تخلیه ATP باعث فعال شدن پروتئازها و فسفولیپازهایی می شود كه به دنبال جریان مجدد خون سبب آسیب های اكسیداتیو[10] شده و نقش مهمی در پاتوژنز ARF دارد. این آسیب ها در سلول های اپی تلیال مویرگهای توبولی و بخصوص در مدولای خارجی رخ می دهد (22،23).

اگر ایسكمی كلیه به مدت كافی باقی بماند به پارانشیم كلیه آسیب وارد نموده و نکروز حاد توبول[11] (ATN) را ایجاد می كند. اما معمولاً آسیب ناشی از ایسكمی در قطعه مستقیم توبول پروگزیمال[12] (قطعه S3) و قسمت ضخیم بالا رونده لوپ هنله در ناحیه مدولای خارجی[13] (mTAL) بیشتر می باشد (9). و دلیل آن هیپوكسی نسبی مدولای خارجی است كه ناشی از جریان  مخالف اكسیژن[14] از شاخه نزولی عروقی مستقیم[15] به شاخه صعودی آن می باشد. بیشتر بودن جریان خون طبیعی ناحیه کورتکس نسبت به مدولا به دلیل مصرف بالای اكسیژن در قطعات توبولی S3 و   mTAL که وظیفه انتقال املاح را به عهده دارند (10 ، 11 ). پس ایسكمی با كاهش جریان خون كلیه باعث پائین آوردن فشار اكسیژن در ناحیه مدولای خارجی می شود و اینگونه منجر به آسیب پذیری آن می گردد.

اختلالات و آسیب های ایجاد شده در نارسایی حاد كلیوی را می توان به چهار دسته تقسیم نمود كه شامل آسیب به سلول های توبولی، اختلالات در عملكرد جذبی و ترشحی توبول ها، اختلالات همودینامیك و نقص در توانایی تغلیظ كنندگی ادرار تقسیم كرد (12).

 1 .3 – آسیب به سلول های اپی تلیال توبول های كلیوی

-3.1.1 آسیب های كشنده

این آسیب ها شامل آپوپتوز یا نكروز است. آپوپتوز مرگ برنامه ریزی شده سلول های توبولی با سیگنال آسیب رسان و مسیر آپوپتوتیك است كه می تواند به دلیل افزایش عوامل سیتوتوكسیك ناشی از ایسكمی ایجاد شود. در حالیکه، نكروز سلولی به دلیل كاهش حاد سدیم و ذخایر انرژی سلولی به وجود می آید كه باعث تورم سلولی و در نهایت تركیدن و مرگ سلول می شود (14،13،9).

3.1.2 – آسیب های غیر كشنده[16]

این آسیب ها شامل به وجود آمدن یكسری تاول در غشا اپیكال[17] سلولهای توبولی و از بین رفتن انسجام ساختمانی لبه های برسی[18] توبول های پروگزیمال، قطبیت غشایی سلول، اتصال طبیعی سلول های توبولی به غشای پایه و عملكرد اتصالات بسته[19] بین سلولی است و بیشتر به دلیل از بین رفتن انسجام اسكلت سلولی اكتین ناشی از كاهش ATP می باشند. به محض برقراری مجدد جریان خون كلیه و برطرف شدن ایسکمی و كمبود ATP این تغییرات قابل برگشت هستند (14،13،9).

3.2 – اختلال در عملكرد جذبی و ترشحی توبول ها

آسیب های كشنده و غیر كشنده سلول های توبولی موجب این اختلالات می گردند. آسیب های كشنده باعث اتلاف سلول های اپی تلیال لوله های كلیوی و كاهش سلول های فعال در قطعات S3 و mTAL (از نواحی اصلی در انتقال املاح) می گردد و اختلالات زیادی در عملكرد دفعی نفرون ها بوجود می آورند. از بین رفتن قطبیت سلول ها در نتیجه جابه جایی اینتگرین ها و پمپ Na+-K+ATPase از سطح قاعده ای به سطح رأسی سلول اپی تلیال موجب اختلال در انتقال یكطرفه مواد از خلال لایه اپی تلیال توبول ها می شود (11،10،15).

اختلال در عملكرد دروازه ای اتصالات بسته[20] محدودیت در باز جذب از مسیر كنار سلولی را از بین می برد و باعث افزایش نشت برگشتی[21] مایع فیلترا از لومن به میان بافتی كلیه می شود كه موجب اختلال در عملكرد دفعی توبول می شود (15).

تخلیه اكسیژن و ATP  با فروپاشی اسكلت سلولی[22] سبب از دست رفتن لبه های برسی و جدا شدن اجزای آن از غشای اپیكال و ریزش آن بداخل لومن می شود كه منجر به انسداد توبول و كاهش سطح جذب شده و در نتیجه موجب اختلال بیشتر در عملكرد توبول ها می گردد (11 ،10 ،15).

سلول های توبولی كنده شده در اثر آپوپتوز و نكروز سلولی، لبه های برسی جدا شده از توبول های پروگزیمال و پروتئین ها (گلیكوپروتئین Tamm-horsfall كه بوسیله سلول های قسمتmTAL   ساخته می شود)، موجب ایجاد قالب هایی[23] مخصوصاً در قطعات انتهایی نفرون ها می شود كه از طریق انسداد و در نتیجه افزایش نشت برگشتی مایع فیلترا باعث اختلال در عملكرد توبول ها می گردند. این تغییرات اسكلت سلولی، تخریب اتصالات سلولی، تخلیه ATP و مجاورت با عوامل اكسیدان مسئول افزایش نفوذپذیری پاراسلولار و نشت مواد از بستر عروقی به بافت اطراف می باشد كه این شرایط باعث متورم شدن سلول های اندوتلیال و اختلال در جریان خون بواسطه فشرده كردن مویرگ ها و بسته شدن لومن عروقی می شود (16،15).

3.3- اختلالات همودینامیك كلیوی

دو متغیر همودینامیك عمده در نارسایی حاد كلیوی، كاهش جریان خون كلیوی و میزان فیلتراسیون گلومرولی (GFR) هستند. جریان خون كلیوی در نارسایی حاد كلیوی حدود 50-40 درصد كاهش می یابد (17 ، 14). این موضوع باعث تشدید هیپوكسی بویژه در ناحیه ی مدولای خارجی می شود و این اتفاق بوسیله ی دو فاكتور صورت می گیرد:

الف) افزایش انقباض در عروق كلیوی مخصوصا ًدر آرتریول های آوران[24] كه در اثر از بین رفتن تعادل بین مواد منقبض كننده عروقی بخصوص اندوتلین و مواد گشاد كننده عروقی مثل نیتریك اكساید[25] ایجاد می شود. همچنین نقص در خود تنظیمی عروق كلیه به علت تشدید فعالیت مكانیسم فیدبك توبولی- گلومرولی (TGF) [26]در نتیجه افزایش تولید آدنوزین و افزایش سیستم آدرنرژیك و رنین – آنژیوتنسین[27] نیز می تواند در افزایش انقباض عروقی كلیه مؤثر باشد (18،17،14) .

ب) احتقان عروق مدولا كه بر اثر به هم چسبیدن گلبول های سفید، گلبول های قرمز و پلاكت ها به یكدیگر و به دیواره مویرگ ها بر اثر افزایش آزاد شدن واسطه های التهابی مثل سیتوكین ها[28] بوجود می آید (11،14). عواملی هم که موجب کاهش GFR توسط ایسکمی کلیوی می گردند عبارتند از: اثرات عروقی آن که موجب افزایش انقباض عروق پیش گلومرولی شده و از این طریق فشار فیلتراسیون گلومرولی را کاهش می دهند. اثرات توبولی، به علت از بین رفتن قطبیت سلول های توبولی در نتیجه جابجایی پمپ سدیم – پتاسیم از غشای قاعده ای – جانبی به غشای اپیکال، بازجذب سدیم کاهش یافته و این موضوع موجب افزایش تحویل سدیم به توبول دیستال و ماکولادنسا گردیده، که از این طریق فعالیت مکانیسم TGF افزایش می یابد که آن نیز باعث انقباض بیشتر آرتریول های آوران از طریق واسطه خود یعنی آدنوزین شده که به کاهش GFR کمک می کند. انسداد قسمت های دیستال توسط قالب ها که باعث افزایش فشار هیدروستاتیک در قطعات فوقانی نفرون بویژه در توبول پروگزیمال و کپسول بومن می گردد نیز باعث کاهش GFR می شود (14،19). همچنین، افزایش نشت  برگشتی مایع فیلترا از لومن به داخل بافت بینابینی کلیه ناشی از افزایش فشار داخل لومنی به علت انسداد توبولی، صدمه یافتن اپی تلیوم توبول ها و از بین رفتن انسجام اتصالات بسته از عوامل دیگر کاهش دهنده GFR در طی نارسایی حاد کلیوی می باشند (14،19). بنابراین ترکیبی از انقباض عروق کلیه، احتقان عروق ناحیه مدولا، انسداد توبولی و نشت برگشتی مایع فیلترا از علل عمده کاهش GFR محسوب می گردند.

4- تظاهرات بالینی نارسایی حاد كلیوی

نارسایی حاد كلیوی منجر به علایم و نشانه هایی می شود كه نشان دهنده ازبین رفتن اعمال تنظیمی، دفعی و اندوكرین كلیه هستند. ناتوانی تنظیم حجم قسمتهای مختلف مایعات بدن ممكن است به صورت ادم هیپرتانسیون و یا نارسایی احتقانی قلب متظاهر شود. عدم توانایی تنظیم تركیب مایعات بدن، به صورت هیپركالمی – اسیدوزمتابولیك و هیپرفسفاتمی مشخص خواهد شد. از دست رفتن توانایی دفعی كلیه به صورت افزایش غلظت پلاسمایی مواد خاصی كه به طور طبیعی توسط كلیه ها دفع می شود، متظاهر می گردد (14).

ج) آنتی اكسیدان ها[1]

1. تعریف:

تركیباتی هستند كه به طور قابل توجهی اكسیداسیون سوبسترا[2] به تأخیر انداخته یا از آن جلوگیری می كنند. از لحاظ بیولوژیكی تركیبات فعالی محسوب می شوند كه بدن را در برابر آسیب ناشی از ROS ، RNS[3] ، RCS[4] ، كه منجر به بروز بیماری ها می شوند، محافظت می نمایند. بنابراین از دیدگاه سلامت شغلی نیز دارای اهمیت هستند. آنتی اكسیدان ها یكی از مكانیسم های دفاعی بدن در برابر اثرات مضر و زیان بخش رادیكال های آزاد محرك استرس اكسیداتیو[5] و لیپید پراكسیداسیون[6] می باشد، همچنین در تعدیل مسیرهای سیگنالینگ[7] سلولی فعالیت دارند (24).

در حالت عادی بین رادیكال های آزاد[8] تولیدی و آنتی اكسیدان ها در بدن تعادل برقرار است كه این تعادل برای بقا و سلامتی ضروری است (25).

 تحقیقات امروز فیزیکدانان ذرات بنیادی در پیچیده ترین دستگاهها نشان دهنده بلند پروازی بشر برای دستیابی به ساختارهای بنیادی عالم بوده است. جدول تناوبی عناصر از اولین کارهای اصولی بود که نشان می داد بلوک های سازنده ماده، بنیادی هستند و تعداد زیاد این عناصر و نظم جدول به زیر ساختارهای این مواد اشاره داشت. تا سال 1932 الکترون e، پروتون p، نوترون n به عنوان ساختارهای نهایی ماده شناخته شده بودند. نظریه ها همراه با تلاش های آزمایشگاهی در قرن اخیر، بشر را به دنیای باز هم ریزتر ( ذرات بنیادی سازنده عالم )

 هدایت کرد: جهان کوارک ها، لپتون ها و بوزون های پیمانه ای [1].

دهه 1950 همچنین شاهد یک سری تحولات فناوری بود که طی آنها باریکه های پرانرژی ذرات در آزمایشگا هها تولید شد. در دهه 1960 این آزمایش ها منجر به کشف تعداد زیادی از ذرات ناپایدار با نیمه عمرهای بسیار کوتاه شد و نیاز به یک نظریه بنیادی برای حل حجم زیاد مشاهدات فراهم شده، احساس گردید. در اواسط دهه 1960مدل کوارکی برای این منظور ابداع گشت. موری گلمن و تقریبا به طور همزمان جورج زوایگ، مدلی را ارائه نمودند که در آن، این ذرات حالت مقیدی در سه نوع کوارک بودند. به این ترتیب کوارک ها به عنوان ذرات بنیادی تر مطرح شدند. نام کوارک اولین بار توسط گلمن پیشنهاد شد[1]. شواهد تجربی برای وجود کوارک ها به عنوان ذرات واقعی در دهه 1960 طی آزمایشاتی شبیه به آزمایشات رادرفورد به دست آمد. در این آزمایشها باریکه های پر انرژی الکترون و نوترینو به وسیله نوکلئون ها پراکنده می شدند. تحلیل توزیع زاویه ای ذرات پراکنده شده نشان داد که نوکلئون ها حالت‌های مقید سه جزء نقطه گونه با مشخصات شبیه کوارک های پیشنهاد شده هستند.

کوارک ها دارای بار کسری    و  می باشند. تصویر امروزه ما نیز بر همین اساس است. کوارک ها به همراه تعدادی از ذرات دیگر مثل الکترون ها و نوترینو ها واقعا بنیادی اند اما نوکلئون ها چنین نمی باشند [2 ].

طبق مدل کوارک تا به امروز ذرات شناخته شده را می توان در دو گروه جای داد:

1) لپتون ها: که در بر همکنش های قوی شرکت نمی کنند، مانند الکترون، و اسپین نیمه صحیح  ( .. . . . و    ) دارند.

2) هادرون ها: که ذرات شرکت کننده در بر همکنش های قوی و تشکیل شده از کوارک ها هستند. هادرون ها خود شامل مزون ها و باریون ها می شوند، و باریون ها هم شامل نوکلئون ها و هایپرون ها هستند.

مزون ها ذراتی با اسپین صحیح ( . . .و2و1و0 ) و حالت مقید جفت  کوارک – پادکوارک   می باشند و از آمار بوز – انیشتین تبعیت می کنند. باریون ها اسپین نیمه صحیح            ( . . . و      ) دارند و آمار فرمی – دیراک در مورد آنها صدق می کند و از سه کوارک qqq یا سه پادکوارک    ساخته شده اند.

پروتون و نوترون جزء نوکلئون ها هستند و پروتون از سه کوارک uud و نوترون از سه کوارک udd ساخته شده اند [1].

   اصلاح سطح الکترودها به منظور فراهم کردن برخی کنترل­ها بر روی نحوه­ی برهمکنش الکترود با محیط اطرافش یکی از فعالترین زمینه­های تحقیقاتی مورد علاقه در الکتروشیمی در طی سی سال اخیر بوده است. در حالی که کارآیی یک الکترود به مواردی از قبیل جنس الکترود، محلولی که الکترود در آن قرار دارد و پتانسیل اعمالی به الکترود، محدود می­شود، امروزه قابلیت الکترودهای اصلاح شده مسیر قدرتمندی جهت بهبود کارآیی آنها فراهم کرده است. برای الکتروشیمی تجزیه­ای این موضوع بسیار مهم بوده که اصلاح سطوح الکترودها مسیرهایی جهت افزایش گزینش پذیری، مقاومت در برابر زنگ زدگی، تغلیظ گونه­ها، بهبود خواص الکتروکاتالیزی و محدودیت دسترسی گونه­های مزاحم به سطح الکترود در یک نمونه پیچیده، مانند یک مایع بیولوژیکی را فراهم کرده­اند[2،1]. همچنین نقش مهمی جهت تحقیق در زمینه تبدیل و ذخیره انرژی، محافظت از خوردگی، الکترونیک مولکولی[1] ، ابزارهای الکتروکرومیک[2] و تحقیقات بنیادی در زمینه

 پدیده­های مؤثر بر فرآیندهای الکتروشیمیایی داشته است [3].

   در اهداف الکتروکاتالیزی، الکترودهای اصلاح شده شیمیایی جهت تسریع در سرعت انتقال الکترون ماده تجزیه­ای مورد نظر در پتانسیلی که این انتقال در سطح الکترود برهنه کند است، به کار می­روند. واکنش­های الکترودی بسیاری از مواد تجزیه­ای مهم، در سطح الکترود برهنه نیاز به پتانسیل­هایی بسیار بالاتر از پتانسیل فرمال خود دارند تا بتوانند با سرعت بالای مورد انتظار انجام شوند. تسریع چنین واکنش­های الکترودی که از نظر سینتیکی کند است به­وسیله واسطه­گر­های انتقال بار و طی فرایندی به نام الكتروكاتالیز انجام می­شود. الكتروكاتالیز را میتوان به دو صورت همگن و ناهمگن انجام داد كه در نوع همگن تركیب واسطه گر به محلول اضافه می شود، در حالیكه در نوع ناهمگن از واسطه­گر­های تثبیت شده در سطح الکترودهای اصلاح شده استفاده می­شود. بدین منظور الکترودهای اصلاح­ شده شیمیایی مختلفی برای الکتروکاتالیز ساخته ­شده­اند که شامل [4]:
1) واسطه­گر­های تثبیت شده در یک پوشش تک لایه
2) واسطه­گر­های تثبیت شده در پوشش چند لایه
3) واسطه­گر­های تثبیت شده با ریز ذرات فلز یا نیمه­رسانای پراکنده شده در یک پیکره یونی یا لایه­های پلیمری رسانا
می­باشند. مزایای الکتروکاتالیزوری الکترود­های اصلاح­شده با ریز ذرات فلزی یا نیمه رسانای تثبیت شده در یک لایه یونی یا پلیمری شامل موارد زیر است [6،5]:
1) این سیستم­ها به آسانی تهیه می­شوند.
2) کاتالیز و انتقال بار بین سطح پایه الکترود و ریز ذرات کاتالیزوری مجزا هستند.
3) همانند مکان­های اکسایش-کاهش درون یک پلیمر ردوکس، برای ریز ذرات کاتالیزوری درون پیکره پلیمر یک پاشیدگی سه بعدی وجود دارد.
   از این الکترودها علاوه بر الکتروکاتالیز، می­توان در زمینه اندازه­گیری هم­زمان چند ماده و برای افزایش حساسیت در اندازه­گیری­های بیوشیمیایی نیز استفاده ­کرد [9-7].
   در بین الکترودهای مختلف، رشد روز افزون الکترودهای خمیر کربن اصلاح­شده را می­توان به خواص جالب آنها نسبت داد. الکترود خمیر کربن به دلیل هزینه پایین، تهیه آسان، امکان تجدید سطح، جریان زمینه پایین و حساسیت بالا به طور گسترده­ای در الکتروشیمی تجزیه­ای به کار رفته است [15-10]. اولین استفاده از الکترود خمیر کربن توسط آدامز [16] در سال 1958 ارائه شد که ویژگی خمیر کربن را که از ذرات کربن ومایع آلی تشکیل شده بود، نشان داد. به طور کلی مایع آلی به عنوان عامل چسباننده­ی خمیر کربن، یک روغن معدنی غیر هادی از قبیل روغن نوجول، پارافین مایع و یا موارد مشابه می­باشد [17]. به خاطر پایداری شیمیایی بالا و نیز توانایی چسبندگی مناسب، این مایع ویسکوز غیر هادی همواره جهت ساخت الکترود خمیر کربن معمولی[3] (CPE) مورد توجه بوده است. با این وجود، عامل چسباننده روغن معدنی همچنان دو اشکال اساسی دارد [18]. اولاً روغن معدنی اجزای سازنده­ی ثابت و مشخصی ندارد، زیرا هنگام تهیه از نفت خام، درگیر پالایش­ها و فرآیندهای گوناگون می­شود و ممکن است برخی اجزای ناشناخته آن تأثیرات غیر قابل پیش بینی روی تشخیص و آنالیز مواد ایجاد کند و دومین اشکال اساسی این است که این عامل چسباننده نارساناست که باعث می­شود پاسخ الکتروشیمیایی الکترود را تا حدی کاهش دهد که بخصوص جهت تشخیص مقادیر ناچیز گونه­های شیمیایی مورد نظر، یک عیب اساسی است.