Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
ماهیچه های ژل پلیمری یونی»، بین المللی. مجله مصالح و سازه های هوشمند، جلد ۱، صص. ۹۱–۹۴، (۱۹۹۲) 3-Y. Osada, H. Okuzaki and H. Hori, "A Polymer Gel with Electrically Driven Motility", Nature, vol. ۳۵۵، صص. ۲۴۲–۲۴۴، (۱۹۹۲) 4-Oguro K.، Kawami Y. and Takenaka H. "Bending of an Ion-conducting Polymer Film Electrode Composite by an Electric Stimulus at Low Voltage", Trans. J. Micro-Machine Society, vol. 5، صص ۲۷–۳۰، (۱۹۹۲) 5-M. Doi, M. Marsumoto و Y. Hirose، «تغییر شکل ژل های یونی توسط میدان های الکتریکی»، Macromolecules، جلد. ۲۵، صص. ۵۵۰۴–۵۵۱۱، (۱۹۹۲) 6 - Oguro, K. , K. Asaka, and H. Takenaka, «محرک فیلم پلیمری رانده شده توسط ولتاژ پایین»، در مجموعه مقالات چهارمین سمپوزیوم بین المللی میکرو ماشین ها و علوم انسانی، ناگویا، ص. ۳۸–۴۰، (۱۹۹۳) 7 -Adolf D. , Shahinpoor M. , Segalman D. , Witkowski W. "Electrically Controlled Polymeric Gel Actuators"، اداره ثبت اختراع ایالات متحده، ثبت اختراع ایالات متحده، شماره ۵٬۲۵۰٬۱۶۷، صادر شده در ۵ اکتبر (۱۹۹۳) 8 - Oguro K.، Kawami Y.and Takenaka H."Actuator Element"، اداره ثبت اختراع
ایالات متحده، ثبت اختراع ایالات متحده شماره ۵۲۶۸۰۸۲، صادر شده در ۷ دسامبر (۱۹۹۳) بعد از این اختراعات، اختراعات مرتبط دیگری نیز وجود داشت: ۹ - شاهین پور، م. «محرک خطی ژل پلیمری یونی فنردار»، اداره ثبت اختراع ایالات متحده، ثبت اختراع ایالات متحده به شماره ۵٬۳۸۹٬۲۲۲، صدور ۱۴ فوریه (۱۹۹۵) ۱۰ - شاهین پور، م. و مجرد، م. «محرک های نرم و ماهیچه های مصنوعی»، اداره ثبت اختراع ایالات متحده، ثبت اختراع ایالات متحده ۶٬۱۰۹٬۸۵۲، صادر شده در ۲۹ اوت (۲۰۰۰) ۱۱ - شاهین پور، م. و مجرد، م. حسگرها و محرک های پلیمر یونی، اداره ثبت اختراعات ایالات متحده، شماره ۶٬۴۷۵٬۶۳۹، صدور ۵ نوامبر (۲۰۰۲) ۱۲-شاهین پور، ام. همچنین لازم است ذکر شود که تاناکا، نیشیو و سان پدیده فروپاشی ژل یونی در میدان الکتریکی را معرفی کردند: 13 -T. Tanaka, I. Nishio and ST Sun, "Collapse of Gells in an Electric Field", Science, vol. ۲۱۸، صص. ۴۶۷–۴۶۹، (۱۹۸۲) همچنین لازم است ذکر شود که Hamlen, Kent و Shafer انقباض الکتروشیمیایی الیاف پلیمری یونی را معرفی کردند: 14-RP Hamlen, CE Kent و SN Shafer, "Electrolytically Activated Contractile Polymer", Nature, vol. 206، شم
اره ۴۹۸۹، صص. ۱۱۴۰–۱۱۴۱، (۱۹۶۵) همچنین باید به داروین جی. کالدول و پل ام. تیلور برای کار اولیه روی ژل های تحریک شده شیمیایی به عنوان ماهیچه های مصنوعی اعتبار داد: 15 -Darwin G. Caldwell and Paul M. Taylor, "Chemically stimulated pseudo-muscular actuation", International Journal of Engineering Science, Volume 28, Issue 8, pp. ۷۹۷–۸۰۸، (۱۹۹۰)
برت استاپل ، که به عنوان دوولم (dowellam) نیز شناخته می شود، یک سیستم ساخت و ساز چوبی عظیم است که منحصراً از پایه های چوب نرم متصل به رولپلاک های چوبی سخت ساخته شده است. این یک روش ساخت و ساز نسبتاً ساده است که از الوار کم عیار استفاده می کند، که معمولاً برای استفاده در ساخت و ساز مناسب نیستند، تا دیوارهای چوبی جامد، کف و پانل های سقف را تشکیل دهد. برت استاپل با استفاده از رولپلاک های چوب سخت با رطوبت کمتر از پایه های چوب نرم کار می کند. با گذشت زمان، رولپلاک ها برای رسیدن به تعادل رطوبت منبسط می شوند، بنابراین پایه ها به هم قفل می شوند و یک سیستم باربر ساختاری ایجاد می شود. این یکی از معدود روش های ساخت و ساز است که می تواند به طور کامل از چوب ساخته شود. اگرچه در برخی از گونه ها هنوز از چسب و میخ استفاده می شود، اما اینها ضروری نیستند و اجتناب از این موارد باعث می شود کیفیت هوای سالم تری داخل خانه حاصل شود. خود الوار مقادیر زیادی دی اکسید کربن را بدون انتشار سموم مضر موجود در مواد دیگر، محبوس می کند و برای کاربر و محیط زیست مفید است. تاریخچه. برت استاپل در دهه ۱۹۷۰ توسط مهندس آلمانی Julius Nattere اختراع شد.
در حال حاضر عموماً در سراسر اتریش، سوئیس و آلمان استفاده می شود، در حالی که به آرامی در بریتانیا ظهور می کند. در اصل شامل پایه های چوبی کم عیار بود که به طور مداوم به هم میخکوب شده بودند تا صفحاتی را تشکیل دهند که برای حمایت از معادن و راه آهن به اندازه کافی قوی هستند. در سال ۱۹۹۹ یک شرکت آلمانی یک سیستم رولپلاکی را توسعه داد که بر گوناگونی رطوبت برای تشکیل پانل های ساختاری جامد متکی بود، با این حال بسیاری از شرکت ها برای تقویت آن چسب را به سیستم معرفی کردند. در سال ۲۰۰۱، یک نوع جدید از برت استاپل توسعه یافت که در آن رولپلاک های مورب جایگزین رولپلاک های عمود برهم شدند و در نتیجه مشکلات جداسازی را حل کردند و برای بازه های طولانی تر مجاز بودند. در حال حاضر تنها یک شرکت از سیستم رولپلاک مورب استفاده می کند، در حالی که همه به جز دو (که هنوز از میخ استفاده می کنند) از رولپلاک های عمود برهم استفاده می کنند، عمدتاً بدون چسب. در حال حاضر طیف وسیعی از شرکت ها وجود دارند که الوارهای چند لایه CLT (لایه های چرخان تخته ها) را با استفاده از رولپلاک های چوبی مبتنی بر برت استاپل تولید می کنند. ساخت. در طول توسعه برت استاپل،
چوب کم عیار (عمدتا صنوبر) به عنوان ماده اولیه انتخابی برای پایه ها باقی مانده است، زیرا راش اغلب برای رولپلاک ها استفاده می شود. با حصول اطمینان از عدم مجاورت عیوب طبیعی، مانند گره ها در ستون های چوبی، می توان از الوارهای بی کیفیت استفاده کرد که روشی بسیار مقرون به صرفه برای استفاده از منابعی با رشد سریع و کم استفاده را ایجاد می کند، که به ویژه انگلستان و اسکاتلند دارای فراوانی هستند. برت استاپل به سه درجه کیفیت تولید می شود بسته به میزان قابل مشاهده بودن محصول نهایی،: صنعتی، استاندارد و در معرض دید. با در نظر گرفتن این موضوع، ابتدایی ترین راه حل استفاده از الوار ناتمام در جاییست که قرار است پانل ها پوشانده شوند. از طرف دیگر، می توان پایه ها را پلان، پخ و پروفیل کرد تا ظاهری بسیار زیبا داشته باشند و همچنان می توان پایه ها را با حفره های توخالی در امتداد لبه تغییر داد تا عملکرد آکوستیک افزایش یابد. برت استاپل همچنین می تواند با بتن و فولاد ترکیب شود تا ساختارهای کامپوزیتی را برای پروژه های سخت تر مانند دهانه های بزرگ، پل ها و خرپاها تشکیل دهد. کاربرد. برت استاپل معمولاً به عنوان بخشی از پانل دیوار، سقف یا سقف
پیش ساخته تولید می شود. پیش سازی در کارخانه های اختصاصی با استفاده از ماشین آلات تخصصی و یک تیم مجرب انجام می شود که کنترل کیفیت دقیق و ساخت سریع را تضمین می کند. پانل های ساختاری معمولاً در بخش هایی به عرض ۶۰۰ میلی متر تولید می شوند که با استفاده از اتصالات چوبی به هم متصل می شوند و بیشتر با تخته روکش، عایق و یک مانع بخار ترکیب می شوند تا پانل های تکمیل شده را تشکیل دهند. دهانه های ساختاری در پانل ها گنجانده شده است، و در برخی موارد اتصالات لوله کشی و الکتریکی نیز می تواند وجود داشته باشد، در حالی که پوشش خارجی معمولاً بین رندر و روکش چوبی که در محل اعمال می شود متفاوت است. این درجه بالای پیش ساخته به این معنی است که ساختمان ها می توانند بسیار سریع و کارآمد ساخته شوند. تقریباً پنج هفته طول می کشد از بریدن الوار خشک شده تا تکمیل تناسب خانه، درحالی که که یک خانه می تواند طی چند روز در محل موردنظر، سفت و محکم ساخته شود. از نظر ساختاری، سازندگان می توانند پانل هایی به طول ۱۲ تا ۱۵ متر تولید کنند، اگرچه دهانه ۷ متری با یک پانل با عمق ۲۱۰–۲۵۰ میلی متر راحت تر قابل دستیابی است. خرپاهای برت استاپل را می توان طوری س
اخت که فواصل سخت تری را طی کنند، مانند موارد مورد نیاز در واحدهای صنعتی بزرگ و پل ها. بلندترین ساختمانی که از پنل های برت استاپل استفاده می کند در حال حاضر ساختمان "E3" در آلمان با هفت طبقه ارتفاع است. اگرچه این عناصر چوبی دیگر را در خود جای داده است، ساختمان های چهار طبقه صرفاً با استفاده از برت استاپل ساخته شده اند. مقررات آتش نشانی در حال حاضر ارتفاع یک ساختمان چوبی را محدود می کند، با این حال این موارد توسط سیستم های چوبی عظیم به چالش کشیده شده و نمونه های بلندتری در حال ظهور هستند. یک پانل معمولی ۱۲۰ میلی متری دارای امتیاز ۶۰ دقیقه ای است در حالی که پانل های ساختاری کامل می توانند امتیازات ۹۰ دقیقه ای را بدست آورند که بیشتر از روش های ساخت بتن و فولاد است. ساخت و ساز معاصر یرت استاپل نیز در خانه نرم IBA در هامبورگ، آلمان به کار گرفته شده است. در حالی که اسکلت چوبی ساختمان E3 توسط گچ پوشانده شده است، پانل های Brettstapel در Soft House در کف، دیوارها و سقف های داخلی نمایان می شوند. سپس ساختمان با لایه هایی از عایق پشم معدنی، یک مانع آب و یک پوشش بارانی از چوب کاج اروپایی پوشیده شد تا از پایداری در برابر عن
اصر اطمینان حاصل شود.
در شیمی، کرومیسم فرآیندی است که باعث ایجاد تغییر، اغلب قابل بازگشت، در رنگ ترکیبات شیمیایی می شود. در بیشتر موارد، کرومیسم بر اساس تغییر در حالات الکترونی مولکول ها، به ویژه حالت الکترون π یا d است، بنابراین این پدیده توسط محرک های خارجی مختلف بوجود می آید که می تواند باعث تغییر چگالی الکترونی مواد شود. مشخص است که بسیاری از ترکیبات طبیعی دارای کرومیسم هستند و تا به امروز ترکیبات مصنوعی زیادی با کرومیسم خاص سنتز شده اند. کرومیسم بر اساس نوع محرک های مورد استفاده طبقه بندی می شود. نمونه هایی از انواع عمده کرومیسم به شرح زیر است. کرومیسم های بسیار بیشتری وجود دارند که در فهرست شده اند. نتیجه کرومیسم هایی که در بالا توضیح داده شد با تغییر در طیف جذبی ماده کرومیک قابل مشاهده است. پدیده های کرومیک. پدیده های کرومیک،به پدیده هایی گفته می شود که در آنها رنگ در اثر برهمکنش نور با مواد (مواد کرومیک) ایجاد می شود؛ آنها را می توان در پنج عنوان زیر دسته بندی کرد: پدیده های تغییر رنگ. آن دسته از پدیده هایی که شامل تغییر رنگ یک ترکیب شیمیایی بر اثر یک محرک خارجی هستند، تحت عنوان کلی کرومیسم ها قرار می گیرند. این پدیده ها ب
ر اساس نوع تأثیر خارجی، که می تواند شیمیایی یا فیزیکی باشد، نامیده می شوند. بسیاری از این پدیده ها برگشت پذیر هستند. فهرست زیر شامل تمام کرومیسم های کلاسیک به علاوه موارد بسیار دیگری است که در علوم جدیدتر مورد توجه قرار می گیرند. کرومیسم هایی نیز وجود دارند که شامل دو یا چند محرک هستند. مثال: تغییرات رنگی بر اثر برهمکنش نانوذرات فلزی و لیگاندهای متصل به آنها با محرک دیگری نیز مشاهده می شوند. مثال: پلاسمونیک سالویتوکرومیسم، پلاسمونیک یونوکرومیسم، پلاسمونیک کرونوکرومیسم و پلاسمونیک ویپوکرومیسم. برنامه های کاربردی تجاری. در حال حاضر مواد تغییر رنگ پذیر استفاده های رایجی دارند؛ که استفاده و کاربری این مواد در حال افزایش نیز می باشد. کاربردهای تجاری شامل فتوکرومیک در چشم پزشکی، مد / آرایشی، امنیت، حسگرها، حافظه نوری و کلیدهای نوری، ترموکرومیک در رنگ، جوهر، پلاستیک و منسوجات به عنوان نشانگر/حسگر و در معماری، یونوکرومیک در دستگاه کپی، چاپ حرارتی مستقیم و حسگر پارچه، الکتروکرومیک در آینه ماشین، پنجره های هوشمند، دستگاه های انعطاف پذیر و کرکره پنجره، سالویتوکرومیسم در پروب بیولوژیکی و حسگرها ، گازوکرومیسم در پنجره و س
نسور گاز. رنگ ها و رنگدانه ها. رنگ ها و رنگدانه های کلاسیک با جذب و بازتاب نور، رنگ تولید می کنند. در سال 2000، تولید جهانی رنگ های آلی 800000 تن و رنگدانه های آلی 250000 تن بوده و حجم آن در طول سال های اولیه این قرن با سرعت ثابتی افزایش یافته است. ارزش آنها با تولید بسیار زیاد رنگدانه های معدنی فراتر رفته است. رنگ های آلی عمدتاً برای رنگ آمیزی الیاف نساجی، کاغذ، مو و چرم استفاده می شوند؛ در حالی که رنگدانه ها عمدتاً در جوهر، رنگ، پلاستیک و لوازم آرایشی استفاده می شوند . رنگ ها و رنگدانه ها هر دو در زمینه چاپ دیجیتال منسوجات، کاغذ و سطوح دیگر استفاده می شوند. رنگ ها نیز با استفاده از خواص مواد کرومیک ساخته می شوند: به عنوان مثال رنگ های فتوکرومیک و رنگ های ترموکرومیک. لومینسانس. جذب انرژی و به دنبال آن گسیل نور اغلب با اصطلاح "لومینسانس" توصیف می شود. اصطلاح دقیقی که به کار برده می شود بر اساس منبع انرژی مورد استفاده برای لومینسانس در پدیده های تغییر رنگ است. بسیاری از این پدیده ها به طور گسترده در محصولات مصرفی و سایر مراکز مهم استفاده می شود. کاتدولومینسانس در لامپ های پرتو کاتدی، فوتولومینسانس در نورهای فل
ورسنت و پنل های نمایشگر پلاسما، فسفرسانس در علائم ایمنی و ایجاد نور های کم انرژی، فلورسانس در رنگدانه ها، جوهرها، روشن کننده های براق کننده نوری، لباس های ایمنی، تجزیه و تحلیل بیولوژیکی و دارویی، کمولومینسانس و بایولومینسانس در تجزیه و تحلیل، تشخیص و حسگرها و الکترولومینسانس در دیودهای نورگسیل (LED/OLED)، نمایشگرها و پنل نوری. تحولات جدید مهمی در زمینه نقاط کوانتومی و نانوذرات فلزی در حال وقوع است. انتقال نور و انرژی. جذب نور و انتقال انرژی (یا تبدیل انرژی) شامل مولکول های رنگی است که می توانند انرژی الکترومغناطیسی را، معمولاً به شکل منبع نور لیزر ، به مولکول های دیگر در شکل دیگری از انرژی، مانند حرارتی یا الکتریکی، منتقل کنند. این رنگ های آدرس پذیر لیزری که جاذب های نزدیک به فروسرخ نیز نامیده می شوند، در تبدیل انرژی حرارتی، حساس سازی نور واکنش های شیمیایی و جذب انتخابی نور استفاده می شوند. نرم افزار ها عبارتند از ذخیره سازی داده نوری، به عنوان طبیعی نوررسانها، به عنوان تحریک کننده در فوتوپزشکی، مانند درمان فتودینامیک و درمان گرمانوری در درمان سرطان، در تشخیص عکس و فوتوترانوستیک و در غیر فعال سازی نوری از میک
روب ها، خون و حشرات. جذب نور طبیعی خورشید توسط مواد/کروموفورهای کرومیک در سلول های خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی از طریق سلول های خورشیدی، با استفاده از فتوولتائیک های معدنی و مواد آلی (فتوولتائیک های آلی) و سلول های خورشیدی حساس به رنگ (DSSC) و همچنین در تولید مواد شیمیایی مفید از طریق فتوسنتز مصنوعی استفاده می شوند. یک گرایش در حال توسعه، تبدیل نور به انرژی جنبشی است که اغلب تحت عنوان کلی ماشین های نور محور/مولکولی توصیف می شود. دستکاری نور. برای کنترل و دستکاری نور ممکن است مواد از طریق مکانیسم های مختلف برای ایجاد اثرات مفید رنگی استفاده شوند. به عنوان مثال، تغییر جهت مولکول ها برای ایجاد یک جلوه های بصری مانند نمایشگرهای کریستال مایع (ال سی دی). مواد دیگری با ایجاد یک اثر فیزیکی مانند تداخل و پراش عمل می کنند مانند رنگدانه های براق و رنگدانه های متغیر نوری ، بلورهای فوتونی کلوئیدی و هولوگرافی. از مواد مولکولی نیز برای افزایش شدت نور با تغییر حرکت آن در مواد به وسیله ابزارهای الکتریکی استفاده می شود، بنابراین شدت آن افزایش می یابد مانند لیزرهای آلی، یا در تغییر انتقال نور از طریق مواد، مانند اپتوالکتر
ونیک ، یا صرفاً توسط مواد با ابزارهای نوری مانند محدود کننده های نوری . منابع. 1. Bamfield Peter and Hutchings Michael, Chromic Phenomena; کاربردهای تکنولوژیکی شیمی رنگ، ویرایش سوم، انجمن سلطنتی شیمی، کمبریج، 2018. {EPUB }. 2. Vik Michal و Periyasamy Aravin Prince، Chromic Materials; مبانی، اندازه گیری ها و کاربردها، انتشارات دانشگاهی اپل، 2018.شابک . 3. فرارا ماریلا و مورات بنگیسو، موادی که تغییر رنگ می دهند: مواد هوشمند و طراحی هوشمند، اسپرینگر، 2014.شابک
چرخه آهن(Fe) چرخه بیوژئوشیمیایی آهن از راه اتمسفر، هیدروسفر، بیوسفر و لیتوسفر است. در حالی که آهن در پوسته زمین فراوان است، در آب هایی که در سطح زمین بوده و دارای اکسیژن است، خیلی رایج نیست. آهن یک ریزمغذی کلیدی در بهره وری اولیه است، و یک ماده غذایی محدودکننده در اقیانوس جنوبی، اقیانوس آرام استوایی شرقی، و اقیانوس آرام زیر قطبی که به عنوان مناطق با مواد مغذی بالا، کم کلروفیل (HNLC) اقیانوس شناخته می شود، محسوب می شود. آهن در طیف وسیعی از عدد اکسایش های از -۲ تا +۷ وجود دارد. با این وجود، روی زمین عمدتاً درحالت ردوکس +۲ یا +۳ خود است و یک فلز فعال ردوکس اولیه روی زمین به حساب می آید. تغییر آهن بین حالت های آن، یعنی اکسیداسیون +۲ و +۳، به عنوان چرخه آهن شناخته می شود. این فرایند ممکن است کاملاً غیر زنده یا توسط میکروب ها، به ویژه باکتری های اکسید کننده آهن، راحت تر انجام شود. فرآیندهای غیرزنده شامل زنگ زدن فلزاتی که درونشان آهن باشد، که در آنها آهن اکسید +۲ در حضور اکسیژن به آهن اکسید +۳ تبدیل می شود، و آهن اکسید+۳ توسط مواد معدنی آهن سولفید به آهن اکسید +۲ کاهش می یابد. چرخه بیولوژیکی آهن+۲ توسط میکروب های اک
سیدکننده و کاهش دهنده آهن انجام می شود. آهن یک ریزمغذی است که تقریباً برای هرشکل زندگی ضروری می باشد. آهن یک جزءکلیدی در هموگلوبین می باشد که برای ثابت نگه داشتن نیتروژن به عنوان بخشی از خانواده آنزیم نیتروژناز مهم است و به عنوان بخشی از هسته گوگرد آهن فرودوکسین ، انتقال الکترون را در کلروپلاست ها، میتوکندری های یوکاریوتی و باکتری ها تسهیل می کند. به دلیل واکنش پذیری بالای آهن+۲ با اکسیژن و حلالیت کم آهن+۳، آهن یک ماده مغذی محدود کننده در بیشتر مناطق جهان است. زمین باستانی. تصورات بر این است که در اولین سال های تشکیل زمین، زمانی که سطح اکسیژن اتمسفر ۰٫۰۰۱ درصد اکسیژنی که امروزه موجود است بود، آهن +۲ محلول در اقیانوس ها بسیارفراوان تر بوده است و در نتیجه برای حیات میکروبی بیشتر دردسترس بوده است. سولفیدآهن ممکن است انرژی و سطوح را برای اولین موجودات فراهم کرده باشد. در این زمان، قبل از شروع فتوسنتز اکسیژنی، تولید اولیه ممکن است تحت تسلط فتو فروتروف ها بوده باشد که انرژی را از نور خورشید دریافت می کنند و از الکترون های آهن+۲ برای تثبیت کربن استفاده می کنند. در طی رویداد بزرگ اکسیژنی، ۲٫۳–۲٫۵ میلیاردسال پیش، آهن
محلول توسط اکسیژنی که توسط سیانوباکتری ها تولید شده بود، اکسید شد تا اکسیدهای آهن را تشکیل بدهد. اکسیدهای آهن متراکم تر از آب بودند و به کف اقیانوس سقوط کرده و سازندهای آهن نواری (BIF) را تشکیل دادند. با سپری شدن زمان، افزایش میزان اکسیژن، مقدار زیادشونده ای از آهن را از اقیانوس حذف کرد. BIFها منبع کلیدی سنگ آهن در دوران مدرن بوده اند. اکوسیستم های زمینی. چرخه آهن یکی از اجزاء مهم اکوسیستم های زمینی است. شکل آهن+۲ در گوشته، هسته یا پوسته عمیق زمین غالب است. آهن به فرم آهن +۳ در حضور گاز اکسیژن پایدارتر می باشد. گردوغبار یک جزء کلیدی در چرخه آهن زمین است. هوازدگی شیمیایی و بیولوژیکی، مواد معدنی دارای آهن را تجزیه کرده و موادمغذی را در اتمسفر آزاد می کند. تغییرات در چرخه هیدرولوژیکی و پوشش رویشی بر این الگوها تأثیرگذار می باشد و تأثیر زیادی بر تولید جهانی گردوغبار دارد. تخمین های رسوب گرد و غبار بین ۱۰۰۰ تا 2000 Tg در سال است. گرد و غبار بادی با انتقال ذره های آهن از زمین از طریق جو به اقیانوس، بخش مهمی از چرخه آهن می باشد. همین طور فوران های آتشفشانی نیز یکی از عامل های مهم چرخه آهن زمینی می باشد و غبار غنی از
آهن را در جو در انفجاری بزرگ یا در فوران های کوچک تر در طول زمان آزاد می کنند. حمل ونقل جوی غبار غنی از آهن می تواند بر غلظت اقیانوس ها تأثیر بگذارد. اکوسیستم اقیانوسی. اقیانوس جزء اساسی سامانه آب و هوایی زمین می باشد و چرخه آهن نقش مهمی در بهره وری اولیه اقیانوس و عملکرد اکوسیستم دریایی دارد. محدودیت آهن برای محدود کردن کارایی پمپ کربن بیولوژیکی شناخته شده است. عظیم ترین منبع آهن برای اقیانوس ها از رودخانه ها است، جایی که به صورت ذره های رسوب معلق می باشد. آب های ساحلی آهن را از رودخانه ها و رسوبات بدون اکسیژن دریافت می کنند. دیگر منبع های اصلی آهن برای اقیانوس ها عبارتند از ذرات یخبندان، انتقال گردوغبار جوی، و چاه گرمابی. تأمین آهن یک عامل مهم است که مؤثر بر رشد فیتوپلانکتون به عنوان پایه شبکه غذایی دریایی می باشد. مناطق فراساحلی وابسته به رسوب گرد و غبار جوی و همچنین بالا آمدن آن می باشند. دیگر من های اصلی آهن برای اقیانوس ها ذرات یخبندان، دریچه های گرمابی و خاکستر آتشفشانی می باشند. در منطقه های دور از ساحل، باکتری ها هم برای جذب آهن با فیتوپلانکتون ها وارد رقابت می شوند. در مناطق HNLC، آهن موجب محدود شد
ن بهره وری فیتوپلانکتون می شود. معمولاً آهن به عنوان منبعی معدنی برای فیتوپلانکتون در دسترس بود. با این وجود، شکل های آلی آهن را می توان توسط دیاتومه های مخصوصی که از فرایند مکانیسم ردوکتاز سطحی استفاده می کنند نیز استفاده کرد. جذب آهن توسط فیتوپلانکتون دلیلی بر کمترین غلظت آهن در آب های سطحی دریا می باشد. رمینرالیزاسیون زمانی رخ می دهد که فیتوپلانکتون های در حال غرق شدن توسط زئوپلانکتون ها و باکتری ها تخریب شوند. حرکت فرازین آبها آهن را بازیافت می کند و موجب افزایش غلظت آهن در آب های عمیق می شود. به طور متوسط است ۰٫۰۴ ± ۰٫۰۷ نانومول آهن کیلوگرم −1 در سطح (&lt;۲۰۰ متر) و ۰٫۲۵ ± ۰٫۷۶ نانومول آهن کیلوگرم −1 در عمق (&gt; ۵۰۰ متر) وجود دارد. درنتیجه مناطق خیزش آب شامل آهن بیشتری نسبت به سایر منطقه های سطح اقیانوس ها هستند. آهن محلول به شکل آهنی برای استفاده زیستی در دسترس است که معمولاً از منبع بادی بدست می آید. آهن غالباً در فازهای ذره ای به صورت آهن فریک وجود دارد و کسر آهن محلول با انعقاد از ستون آب خارج می شود. به همین علت حوضچه آهن حل شده به سرعت در حدود ۱۰۰ سال تغییر می کند. تعامل با سایر چرخه های عنصری. چر
خه آهن به طور قابل توجهی با چرخه های گوگرد، نیتروژن و فسفر در تعامل است. Fe(II) محلول می تواند به عنوان الکترون دهنده عمل کند و گیرنده های الکترونی آلی و معدنی اکسیدشده از جمله O 2 و NO 3 را کاهش بدهد و به Fe(III) اکسید شود. پس از آن شکل اکسیدشده آهن می تواند برای گوگرد احیاشده، H 2 و ترکیبات کربن آلی گیرنده الکترون باشد. با این کار، آهن به حالت اکسیدشده Fe(II) برمی گردد و چرخه کامل می شود. انتقال آهن میان Fe(II) و Fe(III) در سیستم های آبی با چرخه فسفر آب شیرین در تعامل است. با اکسیژنی که در آب وجود دارد، Fe(II) به صورت غیرزیستی یا توسط میکروب ها از طریق اکسیداسیون لیتوتروفیک به Fe(III) اکسید می شود. Fe(III) می تواند هیدروکسیدهای آهن را تشکیل بدهد، که محکم به فسفر چسبیده و آن را از مخزن فسفر زیستی خارج کرده و بهره وری اولیه را محدود می کند. در شرایطی که اکسیژن موجود باشد، آهن (III) می تواند کاهش یابد، توسط میکروب ها استفاده شود تا پذیرنده نهایی الکترون از هر دو کربن آلی یا H 2 باشد. این باعث آزاد شدن فسفر برای استفاده بیولوژیکی در آب می شود. چرخه گوگرد و آهن می تواند در نقطه های زیادی برهم کنش داشته باشد. باک
تری های گوگرد بنفش و باکتری های گوگردسبز می توانند از Fe(II) به عنوان الکترون دهنده در حین فتوسنتز بدون اکسیژن استفاده کنند. باکتری های کاهش دهنده سولفات در محیط های بدون اکسیژن می توانند سولفات را تبدیل به سولفید کنند، که سپس به Fe(II) برای ایجاد کردن سولفید آهن، ماده ای معدنی جامد که از آب رسوب می کند و آهن و گوگرد را حذف می کند، متصل می شود. چرخه های آهن، فسفات و گوگرد همه می توانند با یکدیگر در تعامل باشند. سولفید می تواند زمانی که یون های فلزی موجود نیستند آهن (III) را از آهنی که قبلاً به فسفات وصل شده است کاهش دهد، که فسفات را آزاد می کند و سولفید آهن ایجاد می کند. آهن نقشی مهم در چرخه نیتروژن دارد، جدای از نقشی که به عنوان بخشی از آنزیم های دخیل در تثبیت نیتروژن ایفا می کند. در شرایط اکسیژن دار، آهن (II) می تواند یک الکترون که توسط -N0 3 (که به چند شکل متفاوت از ترکیب نیتروژن،NO 2 اکسیده ، N 2 0، N 2، و +NH 4) پذیرفته شده اهدا کند، در حالی که آهن (II) به آهن (III) کاهش می یابد. تأثیرات انسانی. تأثیر انسان بر چرخه آهن در اقیانوس ها به دلیل زیادشدن غلظت غبار در آغاز عصر صنعتی است. امروزه مقدار آهن محلول
در اقیانوس ها تقریباً نسبت به دوران قبل از صنعتی شدن از آلاینده های انسانی و منابع احتراق آهن محلول، دو برابر است. تغییرات در فعالیت های کاربری زمین و آب وهوا باعث افزایش شار گردوغبار شده است که میزان گردوغبار را به منطقه های باز اقیانوس افزایش می دهد. باقی منابع انسانی آهن ناشی از احتراق می باشد. بالاترین نرخ های احتراق آهن در شرق آسیا رخ می دهد که ۲۰ تا ۱۰۰ درصد از رسوبات اقیانوس ها در پیرامون جهان را تشکیل می دهد. انسان چرخه نیتروژن حاصل از سوختن سوخت های فسیلی و کشاورزی در مقیاس بزرگ را دگرگون کرده است. به دلیل آهن و نیتروژن افزایش یافته، تثبیت نیتروژن دریایی در اقیانوس آرام نیمه گرمسیری شمالی و جنوبی افزایش می یابد. در منطقه های نیمه گرمسیری، گرمسیری و مناطق HNLC، افزایش ورودی آهن امکان دارد موجب افزایش جذب کربن دی اکسید شود که بر چرخه کربن در جهان تأثیر گذار است.
تولید در فضا (ISM) شامل مجموعه ای جامع از فرایندها با هدف تولید کالاهای ساخته شده در محیط فضایی است. با توجه به اینکه قابلیت های تولید فعلی محدود به مدار پایین زمین است، ISM اغلب به جای واژه تولید در مدار استفاده می شود. دلایلی برای حمایت از ساخت و تولید در فضا: تاریخچه. در سال ۱۹۶۹ در طی مأموریت سایوز ۶، فضانوردان روسی اولین آزمایشات جوشکاری را در فضا انجام دادند. سه فرایند مختلف جوشکاری با استفاده از یک واحد سخت افزاری به نام Vulkan مورد آزمایش قرار گرفت. این آزمایش ها شامل جوشکاری آلومینیوم، تیتانیوم و فولاد ضدزنگ بود. فضاپیمای اسکای لب که در می ۱۹۷۳ به فضا پرتاب شد، به عنوان آزمایشگاهی برای انجام آزمایش های مختلف ساخت و تولید در فضا عمل کرد. این ایستگاه مجهز به یک مرکز فراوری مواد بود که شامل یک کوره الکتریکی چند منظوره، یک محفظه رشد کریستال و یک تفنگ پرتو الکترونی بود. از جمله آزمایش هایی که باید انجام می شد، تحقیق در مورد فرآوری فلز مذاب، عکاسی از رفتار مواد مشتعل در گرانش صفر، رشد کریستال، فراوری آلیاژهای غیرقابل اختلاط، لحیم کاری لوله های فولادی ضدزنگ، جوشکاری با پرتو الکترونی و تشکیل کره از فلز مذاب
بود. خدمه در طول این مأموریت در مجموع ۳۲ ساعت روی علم مواد و تحقیقات تولید در فضا زمان صرف کردند. در سال ۱۹۸۳ با استفاده از آزمایشگاه فضایی، تحقیقات میکروگرانشی درمورد فرآوردی مواد ادامه یافت. تا سال ۲۰۰۲ این ماژول ۲۶ بار توسط شاتل فضایی در مدار قرار گرفته است. در این فرایند شاتل به عنوان یک سکوی تحقیقاتی موقت و کوتاه مدت قبل از تکمیل ایستگاه فضایی بین المللی عمل می کرد. تأسیسات Wake shield در فوریه ۱۹۹۴ و سپتامبر ۱۹۹۵، توسط شاتل فضایی به مدار منتقل شد. این پلت فرم نمایشی برای تولید لایه های نازک گالیم آرسنید و گالیم آرسنید آلومینیوم، از خلاء ایجاد شده در مسیر مداری استفاده کرد. در ۳۱ می ۲۰۰۵، آزمایشگاه بدون سرنشین Foton-M2 که قابلیت بازیابی داشت به مدار پرتاب شد. از جمله آزمایش های انجام شده می توان به رشد کریستال و رفتار فلز مذاب در بی وزنی اشاره کرد. تکمیل ایستگاه فضایی بین المللی امکانات گسترده و پیشرفته ای را برای انجام تحقیقات صنعتی فراهم کرده است. این امر منجر به پیشرفت ما در زمینه علم مواد، تکنیک های جدید تولید بر روی زمین و برخی اکتشافات مهم درمورد روش های تولید در فضا شده است. آزمایشگاه علم مواد در
کلمبوس (آزمایشگاه فضایی) یک مرکز علمی است که می تواند برای مطالعه خواص ذوب و انجماد مواد مختلف مورد استفاده قرار گیرد. همچنین آزمایشگاه علوم سیالات(FSL) برای مطالعه رفتار مایعات در ریزگرانش استفاده می شود. خواص مواد در محیط فضا. بین خواص مواد در فضا در مقایسه با موارد مشابه روی زمین تفاوت های منحصر به فردی وجود دارد. از این تفاوت ها می توان برای دستیابی به تکنیک های خاص یا بهبود یافته تولید استفاده کرد. فرآوری مواد. برای اکثر کاربردهای تولیدی، شرایط مواد خاص باید برآورده شود. از این شرایط می توان به تصفیه کانه های معدنی برای استخراج فلزات خاص و خالص کردن ترکیبات آلی فرار اشاره کرد. در حالت ایده آل، این مواد خام به روشی مقرون به صرفه به محل فرآوری تحویل داده می شوند، به طوری که مدت زمان فرایند، هزینه انرژی پیشرانش فضایی و هزینه های استخراج در برنامه ریزی لحاظ می شوند. مواد معدنی را می توان از سیارک ها، سطح ماه یا یک جسم سیاره ای به دست آورد. مواد فرار را می توان از یک ستاره دنباله دار، کندریت کربنی یا سیارک های «C-Type» یا قمرهای مریخ و دیگر سیارات به دست آورد. همچنین ممکن است استخراج هیدروژن به شکل یخ آب یا م