آب سر منشاء تولید تلاش و تمدن است. خداوند در قرآن کریم هستی حیات هر چیزی را به آب وابسته دانسته است و تداوم حیات را در گرو وجود آب دانسته است. اهمیت آب شرب و آبیاری در کشاورزی مخصوصا در کشاورزی ایران بر کسی پوشیده نیست. اگر تمام مشکلات و مسائل مربوط به آب شرب و تولید کشاورزی را در در یک کفه ترازو و مشکلات و مسائل مربوط به آب را در طرف دیگر قرار دهیم مشکلات مربوط به آب سنگین تر خواهد بود. کشور ایران در بخش نیمه خشک کره زمین قرار دارد. پس خارج از ذهن نیست که آب از قدیم الایام ارزش بسیار والایی نسبت به دیگر مناطق داشته است. در گذشته با وجود مشکلات فراوان و نبود امکانات فنی برای دسترسی به آب‌های زیرزمینی، دست به حفر چاه و ایجاد قنات و غیره زدند.

بر خلاف نفت و کالاهای دیگر، آب را نمی توان در حجم زیاد از جایی به جای دیگر انتقال داد و لذا مصرف آن فقط به منابع محلی محدود است. البته شکی نیست که توسعه و اجرای طرح های آبی از نظر بالابردن استاندارد و سطح زندگی مردم الزامی است و اگر بخواهیم به مردم کمک شود باید توسعه برنامه‌های آبی صورت گیرد. اما این کار بدون تخلیه آب‌های زیر زمینی و خشک شدن رودخانه ها و یا از بین رفتن جنگلها به آسانی حاصل نخواهد شد.

1-2- ضرورت انجام تحقیق

آب آشامیدنی، آبی با کیفیت مناسب بدون اثرات منفی کوتاه‌مدت یا بلند‌ مدت است. در بسیاری از نقاط جهان، دسترسی راحت و ارزان به آب آشامیدنی وجود ندارد. در این مناطق بیشتر افراد از آبی استفاده می‌کنند که یا دارای میکروب و آلودگی است یا به سبب داشتن املاح و ذرات بیش از اندازه، در طولانی مدت برای بدن خطرآفرین هستند. وجود منابع آب آشامیدنی مطمئن، از نیازهای اولیه انسان و یکی از اهداف اولیة عرصه های بین‌المللی در دهه بین‌المللی “آب برای زندگی (2005-2015)”[1] می‌باشد ]2[.

همزمان با رشد جمعیت در جهان و رشد و توسعه صنایع مختلف، آلودگی آب آشامیدنی، تبدیل به یکی از اساسی‌ترین مشکلات جهان گردیده‌است. سازمان بهداشت جهانی (WHO) بیان می‌کند که وقتی منابع آب آشامیدنی، کم و میزان خدمات، نامناسب باشند، شهرها در معرض بیشترین تهدیدهای محیط زیستی قرار می‌گیرند

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 (گزارش توسعه جهانی آب، 2003[2]( ]3[. وجود این مسئله باعث می‌شود نیاز به سیستم توزیع آب مطمئن و کافی در شهرها مورد توجه قرار گیرد. مسئله تامین آب شرب سالم، در آینده‌ای نه چندان دور یکی از اصلی ترین چالش‌های جهانیان خواهد شد.

بنابراین بین توان تامین آب و شدت تقاضا در جهان تفاوت عمده‌ای وجود دارد که بحران آفرین است. هنگامی که این عدم تعادل با مجموعه راهکارهای مدیریتی قابل مهار نباشد، چه در بعد محلی و چه در بعد ملی و جهانی، زبان مفاهمه در بخش آب به زبان مخاصمه تغییر خواهد کرد. طبق آخرین برآوردهای یونسکو و فائو از چرخه آب در کره زمین نشان می دهد که متوسط  بارندگی سالانه ایران 251 میلیمتر است که اختلاف قابل توجهی با متوسط  بارندگی هر یک از قاره ها دارد و تنها با بارندگی کشورهای نیمه خشک و صحرایی برخی از قاره ها قابل مقایسه است. همچنین خشکسالی های پیاپی در سالهای اخیر به مسئله کمبود آب و بحران آب قابل استفاده در بسیاری از نقاط ایران دامن زده است.

1-3- اهداف پایان نامه

هدف از بهینه‌یابی، اطمینان از عملکرد شبكه در شرایط بهینه است. در واقع هدف از بهینه‌یابی یافتن بهترین جواب قابل قبول، با توجه به محدودیتها و نیازهای مسأله و تعیین متغیرهای طراحی است که تابع هدف كمینه یا بیشینه باشد ]4[.

بهینه‌یابی در حل مسائل مهندسی و اقتصادی، محور اصلی تصمیم‌گیری می‌باشد. بهترین طرحهای ارائه شده توسط مهندسان طراح آنهایی هستند كه بتوانند با بهره گرفتن از روش های بهینه‌یابی در صرف زمان و هزینه طراحی صرفه‌جویی نمایند. از آنجاییکه بسیاری از مسائل بهینه‌یابی در مهندسی، پیچیده‌تر و مشكلتر از آن هستند كه با روش های سنتی بهینه‌یابی قابل حل باشند، لذا استفاده از روش‌های نوین بهینه‌یابی ضرورت می‌یابد.

1-4- ساختار پایان نامه

این پایان‌نامه و مطالعات مرتبط با آن در پنج فصل گردآوری شده است. در فصل اول، نگرانی‌های موجود و ضرورت انجام این مطالعه بیان گردیده است. در فصل دوم، مروری بر تاریخچه آبرسانی در دنیا و ایران مطرح می‌شود. سپس تاریخچه بهینه‌یابی و انواع روش‌های آن مورد بررسی قرار گرفته و کاربرد آن در شبکه‌های آبرسانی شهری مورد مطالعه قرار می‌گیرد. سپس به مفاهیم اطمینان‌پذیری پرداخته و دسترس‌پذیری شبکه توزیع آب شهری بررسی و بیان می‌گردد.

در فصل سوم این پایان‌نامه، مواد و روش‌ها، منطقه مطالعاتی انتخاب شده معرفی می‌گردد. سپس به ارائه و معرفی نرم‌افزارها و مدل‌های استفاده شده در این کار پرداخته می‌شود. منابع موجود آب و نحوه آبرسانی منطقه و وضعیت موجود آن ارائه می‌گردد. سپس درباره کالیبراسون و اندازه‌گیری و مقایسه واقعیتهای موجود با تئوری مطالبی بیان می‌شود. پس از آن به انواع بهینه‌یابی و روش‌های آن پرداخته شده و روش انتخاب شده، متغیرها، قیدها و پارامترهای شبکه برای این منطقه ارائه می‌گردد.

شیعیان وعلویان که خود را از پیروان حضرت علی (ع) می دانند وبه امامت ایشان و فرزندان آن حضرت بعد از وفات حضرت رسول(ص) معتقد هستند ، با مشاهده انحراف در دین اسلام وسنت رسول الله به مبارزه وقیام علیه حکومت اموی پرداختند.

اوج این قیام ونهضت درسال(61هجری)درصحرای کربلا وتوسط امام حسین(ع)به وقوع پیوست.این نهضت سرمنشآ قیام ها و نهضت های بعدی بودکه درقلمرو حکومت اسلامی علیه حکام اموی ایجاد شد.

چنا نچه در دوره امویان بعد از قیام امام حسین (ع) در کربلا، زید بن علی بن حسین (ع) در دوران هشام بن عبدالملک به سال (121ق) خروج کرد و مردم در کوفه با او بیعت کردند. مورخان گرفتن انتقام خون شهیدان کربلا ، امر به معروف و نهی از منکر واصلاح وضع جامعه مسلمین را از دلایل خیزش او می دانند.

پس از این قیام که توسط امویان سرکوب شد. قیام یحیی بن زید(125ق) وعبدالله بن معاویه بن عبدالله (127ق) در خراسان و کوفه رخ داد که این دو قیام هم به شدت سرکوب شدند ، اما زمینه را برای سقوط دولت اموی وروی کار آمدن عباسیان در سال (132ق) فراهم کرد.

بعداز سقوط امویان وایجاد خلافت عباسی توسط فرزندان عباس با شعارالرضامن آل محمدآنان که بامطرح کردن این شعار توانستنداز قدرت و نفوذ علویان درایران وعراق برای کسب وغصب خلافت استفاده کنند. به دلیل غصب خلافت مورد غضب و اعتراض علویان قرار گرفتند،و از همان سالهای نخست با قیام های علویان در عراق و ایران روبرو گردیدند.

نواحی مختلف ایران به خصوص خراسان وطبرستان به دلیل موقعیت جغرافیایی واجتماعی برای قیام های علویان کانون مناسبی بودند به طوری که درطبرستان در سال(250ق) حکومتی توسط علویان زیدی بنیان نهاده شد که طرفدار وحامی مذهب تشیع و مخالف خلافت عباسی بود وبرای حمایت ازشیعیان در عراق ودیگر نواحی اقداماتی انجام دادند.

با سقوط حکومت علویان طبرستان(316ق)از بطن حکومت  آنان سردارانی پا به عرصه قدرت نهادندکه در ایران و عراق حکومت های،آل زیار وآل بویه را تاسیس کردند.

پسران بویه ماهیگیر که در خدمت علویان بودند ازاین دسته سرداران بودند،که در قرن سوم وچهارم هجری حکومتی ایرانی و شیعی مذهب ایجاد کردند.که تا آن زمان تنها حکومتی در تاریخ اسلام بودندکه توانستند برخلافت عباسی سلطه پیدا کنند وآنان را به زیر فرمان خود در آورند.

ظهور و قدرت گیری حکومت ایرانی – شیعی آل بویه را می توان، به طور مستقیم از ثمرات نهضت علویان دانست . زیرا آنان در درون این حکومت مراحل رشد وترقی خود را طی کردند.

دوره حکومت آل بویه (321- 448ق) یکی از دوره های متمایز و برجسته در تاریخ ایران می باشد.آل بویه از لحاظ نیرو و وسعت قلمرو،قوی تریم سلسله ای بودندکه قبل از چیدایش سلاجقه،روی کار آمدند.هیچ یک از حکام آل بویه به اندازه ی عضدالدوله به وسعت قلمرو وپیروزی برشاهان ممالک اطراف دست نیافتند.

حکومت خاندان بویه با احیای شئون وآداب ایرانی واحیای شعائرتشیع به فرهنگ ایران ومذهب تشیع خدمات شایان وقابل توجهی کرده اند.از اثرات تسلط آل بویه تقویت وتوسعۀمذهب تشیع در ایران وفراهم شدن بستر مناسب برای گسترش ورشدفقه شیعی بود.

یکی از ویژگی های برجسته امیران بویه تلاش در ترویج تشیع و احیای شعائرشیعه بود.هر چند در این دوران تشیع امامی مذهب رسمی حکومت نگردید،اما شیعیان اجازه یافتند به انجام مراسم مذهبی و ابراز عقاید خویش بپردازندو علمای شیعه به نشر فرهنگ شیعی مبادرت ورزند.

فضای باز مذهبی که با روی کارآمدن آل بویه در سرزمین های اسلامی و به ویژه در بغداد به وجودآمد، فعالیت شیعیان راشدت بخشید.

شیعه به نسبت دوره های دیگر با به قدرت رسیدن آل بویه قدرت و نفوذ بیشتری یافت و زمینه برای خروج از تقیّه برای آنان فراهم شد و در این عهد شعائر شیعه رواج یافت.البته ظهوردولت های شیعی در ایران ، عراق ، شام ومصر خود نتیجه افزایش قدرت وجمعیت شیعیان در قلمرو اسلامی بود.بنابراین دولتهای شیعی که با حمایت ازمکتب تشیع به قدرت می رسیدندبرای حفظ حمایت وپشتیبانی جمعیت رو به افزایش تشیع ازخود بایستی به تقویت وگسترش شعائرآنان در جامعه سنی مذهب می پرداختند.در سایۀاین توجه قدرت  شیعیان در قرن چهارم هجری چنان شدکه آنان قادر شدند شعائر شیعه از جمله؛عزاداری امام حسین(ع) در روز عاشورا ، برگزاری جشن غدیر خم،شهادت دادن به ولایت امام علی(ع)در اذان وزیارت قبور مطهر ائمه وامامزادگان در ایران وعراق را علنی کنند.

حاکمان آل بویه،نه تنها به زیارت ائمه توجه خاصی داشتند بلکه برای آسایش زوار کربلا و نجف امکانات و وسایل رفاهی را فراهم می کردندو در بازسازی و تعمیر آرامگاه های امامان و امامزادگان در ایران و عراق تلاش بسیاری انجام می دادند.این اقدام ها سنت زیارت را در دوره  آل بویه گسترش ورونق بسیاربخشید.درنتیجه شهرهای شیعه نشین چون نجف، کربلاوکاظمین رونق وامنیت وتوسعه بسیار یافتند،و بر جمعیت شیعه دراین شهرها افزوده شد. واینها همه در اثرحمایت و تشویق مردم برای ساکن شدن در اطراف حرم های ائمه توسط حاکمان بویه وانجام اقدام های عمرانی آنان بود.

حاکمان آل بویه ارادت و محبت شدید خود به امیر المومنین علی (ع) و امام حسین (ع) و ائمه مدفون در کاظمین و ایران را از طریق ایجاد، بازسازی و توسعه و تعمیر گنبد و

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 بارگاه آنان نشان می دادند.

امیران بویه اموال و ملک هایی را وقف ونذرحرم ائمه(ع)می کردندودرکنارآن با قرار دادن مدفن خود در کنار آرامگاه های ائمه اطهار و امامزادگان،اهمیت این مشاهد متبرکه از نظر خود را می رساندند.به طوری که مدفن علی بن بویه(عماد الدوله)موسس حکومت آل بویه در حرم علی بن حمزه (ع) در شیراز و قبر عضدالدوله و دو پسرش شرف الدوله و بهاء الدوله در نجف در جوار بارگاه حضرت علی (ع) حاکی از این مطلب می باشد.

اقدام دیگری که سلاطین آل بویه انجام می دادند که سبب ترویج تشیع و رونق حرم ائمه می شد،به جا آوردن سنت زیارت قبور مطهرائمه(ع)بود.عضدالدوله به زیارت حرم امام علی(ع)وامام حسین(ع)درنجف و کربلارفت.

عزالدوله در سال(361ق ) به زیارت مرقدامام علی(ع)در نجف ودرسال(366ق)به زیارت بارگاه ملکوتی امام حسین(ع)درکربلارفت.جلال الدوله وابوکالیجار به زیارت حرم امام حسین(ع)در کربلا وامام موسی کاظم(ع)درکاظمین رفتند. معزالدوله به زیارت کاظمین می رفت،ودر همانجا دفن شد.در این زیارت ها که درباریان وبزرگان همراه حاکمان بودند به آرامگاه ائمه وخادمان حرم وساکنان اطراف حرم کمکهای مالی می کردند.

درباره ی مدفن و بنای بارگاه های امامزادگان در ایران و عراق گزارش هایی در دست است؛که حکایت از این دارد که از همان سال های اولیۀ شهادت ائمه،بناهایی ساده بر مزار آنها ساخته شدو به مرور زمان بناهای رفیع و آرامگاه های با شکوه بر مرقد آنها بنا شده است.

قدرت گیری آل بویه را باید نقطه عطفی در توجه به توسعه و تعمیر مشاهد متبرکه ائمه (ع)در ایران و عراق دانست ؛ چون در این دوران شاهد اقدامات عمرانی آنان می باشیم که جنبه مذهبی و اعتقادی دارد و همین توجه سبب گردید بازسازی و تعمیر و توسعه آرامگاه های ائمه اطهار و امامزادگان رونق چندانی بیابد.

بررسی چگونگی و چرائی بازسازی و ایجاد و تعمیر مشاهد متبرکه در ایران و عراق حاکی از آن است که حاکمان آل بویه به دلیل اعتقاد به تشیع و وجود و نفوذ شیعیان در عراق و ایران برای کسب مشروعیت در نظر شیعیان به بازسازی آرامگاه های ائمه شیعه دست زد. وضمن انجام این امور محبت وارادت خود به خاندان پیامبر را نشان می دادند. توجه وحمایت حاکمان آل بویه به وضعیت آرامگاه های ائمه(ع) وشیعیان سبب برگزاری علنی مراسم زیارت قبور ائمه (ع) توسط شیعیان وسپس گسترش و توسعه بازسازی و تعمیر مشاهد متبرکه گردید. که با دوره های قبل و بعد از آن تفاوت زیادی داشت.

تاریخ حکومت آل بویه یکی ازدرخشان ترین دوره های تاریخ ایران بعد از اسلام است . دراین زمان حکومت شیعی-ایرانی وقدرتمندشکل گرفت که ضمن تسلط وسیطره برخلافت سنی مذهب عباسی در بغداد، در این برهه ازتاریخ سبب علنی شدن شعائرشیعیان گردید.یکی ازشعائر شیعیان زیارت قبور ائمه(ع) وایجاد و تعمیر حرم وآرامگاه های ایشان می باشد.لذا بازخوانی وبررسی چرایی و چگونگی بازسازی،تعمیر و ایجاد مشاهد متبرکه که مورداحترام تشیع می باشداز اهمیت بسزایی برخوردار می باشد.

پرداختن به تاریخ سیاسی حکومت آل بویه وچگونگی شکل گیری آن ، سپس بررسی و تبیین چگونگی وضعیت مشاهد متبرکه قبل از به قدرت رسیدن آل بویه درایران وعراق ودر نهایت بررسی دلایل وچگونگی توجه حاکمان آل بویه به مشاهدائمه(ع)واقدام های آنان وپیامدهای این توجه هدف این پایان نامه می باشد.

باتوجه به ماهیت موضوع، روش تحقیق دراین پژوهش توصیفی- تحلیلی خواهد بود. به این شکل که ابتدا هرقسمت به طور مشخص توصیف وسپس ابعاد آن مورد نقد وبررسی قرار خواهد گرفت. بدیهی است که روش گردآوری اطلاعات خام دراین پژوهش کتابخانه ای است. بدین ترتیب که ابتدا منابع اصلی وسپس پژوهش های انجام شده مورد مطالعه قرار گرفته و بعد ازآنها فیش برداری می شودوپس از اتمام فیش برداری، مطالب رابراساس موضوعات خاصی که قبلا فهرست بندی شده اند طبقه بندی کرده وپس از تجزیه و تحلیل مطالب وحذف موارد اضافی در آخر نگارش براساس فصول انجام شده ودر آخر براساس مطالب وداده ها تحلیل و نتیجه گیری صورت می گیرد.

چگونگی و وضعیت اماکن و مشاهد متبرکه شیعیان در ایران وعراق قبل از آل بویه اقدام ها وتغییرهای انجام شده در دوره آل بویه در این اماکن ودلایل انجام این اقدام ها وتوجه به توسعه و بازسازی قبور ائمه و امامزادگان در ایران وعراق سوال های این پایان نامه می باشد. فرضیه هایی برای این سوال ها وجود داشت که در پایان اثبات گردید.

قبل ازبه  قدرت رسیدن حکومت شیعی آل بویه، در دوره حکومت های اموی وعباسی چون سنی مذهب ومخالف تشیع وشیعیان بودندو ازقدرت و نفوذ آنان بیم داشتند، نه تنها توجه چندانی به شیعیان وائمه و قبور آنان نمی کردند، بلکه حتی شیعیان را مورد آزار و شکنجه قرار می دادندف واز زیارت حرم ائمه(ع)باز داشته می شدند و قبور ائمه(ع)تعمیر و بنا نمی شدند بلکه جز در موارد محدود، توسط خلفا تخریب می شدندوشیعیان شعائر خودرا علنی انجام نمی دادند.اما با به قدرت رسیدن حکومت آل بویه در ایران وتسلط بر خلافت عباسی در سایۀ حمایت ایشان از شیعیان و توجه به قبورمتبرک ائمه(ع)بازسازی،تعمیر و ایجاد آرامگاه های امامان

و امامزادگان رونق ورشد بسیاری یافت، به طوری که می توان این دوره را نقطۀ عطفی در این زمینه دانست.

خاندان و حاکمان آل بویه ، در کنار ارادت ومحبت

شدید به ائمه شیعه به دلیل کسب مشروعیت،ایجادتعادل مذهبی وجلب حمایت شیعیان که قدرت ونفوذ زیادی در جامعۀ ایران وعراق داشتند.

به حمایت از شیعیان وتوسعه ورونق اماکن متبرکه شیعیان در ایران و عراق وشهرهای شیعه نشین پرداختند.

…………………………………………………………………………………………………30

5-2) محاسبه سهم انرژی خوشه تک جسمی (E₁) ……………………………………………..30

5-3) محاسبه سهم انرژی خوشه دو جسمی (E₂) ……………………………………………33

فصل ششم………………………………………………………………………………………………36

 نتایج محاسبات………………………………………………………………………………………37

6-1) انرژی تک جسمی سیستم (E₁) …………………………………………………………..37

6-2) انرژی دو جسمی سیستم (E₂) …………………………………………………………….38

6-3) انرژی کل سیستم (E) ……………………………………………………………………….39

6-4) آنتروپی سیستم…………………………………………………………………………………40

6-5) انرژی آزاد سیستم………………………………………………………………………………41

6-6) فشار سیستم……………………………………………………………………………………..42

6-7) ظرفیت گرمایی سیستم……………………………………………………………………….43

فصل هفتم………………………………………………………………………………………………45

 خلاصه و نتیجه گیری……………………………………………………………………………..46

منابع………………………………………………………………………………………………….…..47

نانو فناوری و کاربرد های آن

 موادی که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس ۱ الی ۱۰۰ نانومتر باشد، نانو^[1] مواد خوانده می‌شوند. نانوفناوری، توانمندی تولید و ساخت مواد، ابزار و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در مقیاس نانومتری (سطوح اتمی و مولکولی) و استفاده از خواص آن ها می باشد. این فناوری بر مبنای چینش تک تک  اتم ها، مولکول ها و ترکیبات (در ابعاد نانو) به گونه ای است که خاصیت فیزیکی ویژه ای را برای آن رقم بزند. البته اعمال این تغییرات در این مواد مستلزم درک صحیحی از این فناوری می باشد ]1[.

اولین پایه  تشکیل دهنده نانو مواد، نانو ذره است. منظور از نانو ذره، جسمی با ابعاد نانو متر در سه بعد می باشد که می تواند به صورت های مختلفی از جمله نانو مواد سرامیکی، فلزی وغیره وجود داشته باشد. دومین پایه تشکیل دهنده نانو مواد، نانو کپسول ها می باشند. نانو کپسول ها محفظه هایی هستند که قطر آنها از مرتبه نانو متر بوده و می توان مقدار محدودی نانو ذره در آنها نگاه داشت.

عنصر پایه ای دیگر، نانو لوله کربنی می باشد که در سال 1991 کشف شد] 4[. برای تولید نانو لوله کربنی روش های متفاوتی وجود دارد. یکی از این روش ها آن است که صفحه و یا صفحات گرافیتی را لوله کرده تا به شکل یک استوانه دربیاید. نانو لوله ها در اندازه ها و اشکال متفاوتی وجود دارند و می توانند تک دیواره یا چند دیواره باشند.

1-2) انواع نانو مواد:

 نانو مواد صفر بعدی

به نانو موادی اطلاق می شود که هر سه بعد آن ها از 100 نانو متر کمتر باشد (مانند  نانو ذرات و نانو پودر ها).

• نانو مواد یک بعدی

به نانو موادی گفته می شود که فقط دو بعد آن ها از 100 نانو متر کمتر باشد (مانند نانو نوار ها، نانو سیم ها، نانو لوله ها، نانو تسمه ها).

• نانو مواد دو بعدی

نانو موادی که فقط یک بعد آن ها از 100 نانو متر کمتر باشد (مانند نانو حلقه ها و نانو لایه ها).

• نانو مواد سه بعدی

نانو ساختار هایی که از ترکیب دو یا هر سه مورد بالا ساخته شده باشند. (مانند نانو کامپوزیت ها).

همان طور که قبلا بیان شد نانو فناوری کاربرد های فراوانی در زندگی امروز و آینده ما دارد که در زیر به اختصار به چند مورد آن می پردازیم.

1-3) کاربرد های نانو فنّاوری

 1-3-1) کاربرد نانو فناوری در پزشکی

می توان با بهره گیری از نانو فناوری وسایل آزمایشگاهی جدیدی ساخت و از آنها در كشف داروهای جدید و تشخیص ژن های فعال با شرایط گوناگون در سلول ها، استفاد

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

ه كرد و همچنین می توان در تشخیص بیماری ها و نقص های ژنتیكی از آن استفاده کرد.

امروزه محققان ذراتی به نام نانو لایه ساخته اند که می تواند امواج فروسرخ را جذب كند، از آنجا که طول موج  فروسرخ قادر به نفوذ تا چند سانتی متری بدن می باشد، این نانو لایه ها بسیار مورد توجه قرار می گیرند. بدین ترتیب که نانو لایه هایی كه به بدن تزریق می شوند می توانند از بیرون با بهره گرفتن از منبع فروسرخ گرما داده شوند. چنین نانو لایه هایی را می توان به كپسول هایی از جنس پلیمر حساس به گرما متصل كرد که می توانند محتویات خود را فقط زمانی آزاد كنند كه گرمای نانو لایه متصل به آن باعث تغییر شكلش شود.
یكی از كاربردهای شگرف این نانو لایه ها در درمان سرطان است. می توان نانو لایه های پوشیده شده با طلا را به آنتی بادی هایی متصل كرد كه به طور مشخص به سلول های سرطانی متصل می شوند. اگر نانو لایه ها به مقدار كافی گرم شوند می توانند فقط سلول های سرطانی را از بین ببرند و به بافت های سالم آسیب نرسانند. این موضوع برای هزاران وسیله ریز دیگر نیز مطرح است كه برای كاربرد در پزشكی ساخته شده اند ]5[.

 1-3-2) کاربرد نانو فناوری در کشاورزی

امروزه مصرف بی رویه آفت کش ها مشکلات زیادی را ایجاد کرده اند. این مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان (ایجاد مسمومیت های حاد یا بیماری های مزمن) ، تاثیر این مواد بر حشرات گرده افشان  و حیوانات اهلی مزارع و همچنین ورود این مواد به آب و خاک و تاثیر مستقیم وغیر مستقیم آن در این نظام های زیستی، می باشد. استفاده از نانو سم ها کارامد ترین راه برای حل مشکلات ذکر شده است. این داروهای در ابعاد نانو که قابلیت حرکت در گیاه را دارند  در بسته هایی که حاوی نشانی خاصی هستند قرار می گیرند. این بسته ها دارای مشخصه ای هستند که به آن ها اجازه می دهد به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته تحویل داده شود . این دارو های در ابعاد نانو، همچنین می تواند دوز لازم برای تحویل به سلول را تایین نمایند .در این روش نحوه ردیابی بافت آلوده و میزان کم، اما موثر دارو باعث می شود استفاده از سموم به حداقل برسد ]6[. بیماری های گیاهی از روی علائمی مانند تغییر رنگ یا تغییر شکل شناسایی می شوند، اما مسئله مهم اینجاست که این علائم مدتها بعد از ورود عوامل بیماری به بافت گیاه بروز پیدا می کنند. به همین دلیل ما نیاز به اقدامی سریع برای جلوگیری از شیوع بیماری داریم تا مانند گذشته شاهد از بین رفتن مقدار قابل توجهی از محصولات نباشیم که امروزه با بهره گرفتن از نانو حسگر های زیستی این امر میسر شده است. این حسگرها شامل ترکیبات زیستی مانند یک سلول، آنزیم و یا آنتی بادی متصل به یک مبدل انرژی هستند و قادرند که تغییرات ایجاد شده در مولکول های اطراف خود را گزارش دهند و بر اساس میزان تجمع عوامل بیماری در اطراف این حسگرها، سیگنال هایی به همان میزان فرستاده می شود . ارزیابی مقدار آلاینده ها در محیط توسط این حسگرها در چند دقیقه میسر خواهد بود ]7[.

1-3-3) کاربرد نانو فناوری در خودرو سازی

پوشش خودروها زمانی اهمیت پیدا می کند که خراشی روی سطح خودرو ایجاد شده و موجب پوسیده شدن و زنگ زدن و باد کردن بدنه شود. پوشش های نانومتری باعث بهبود خواص مکانیکی روکش خودرو و مقاومت در برابر عوامل مخرب خارجی می‌شوند. پوشش خودرو هم باید در برابر صدمات احتمالی وهم در برابر خوردگی، خراش، نور آفتاب، رطوبت، مواد شیمیایی و اسیدی مقاوم باشد و شفافیت خود را از دست ندهد. در کنار تمام این ها جاذبه رنگ خودرو برای جلب توجه بیننده به محصول، اهمیت زیادی داشته و بایستی دقت زیادی در آخرین پوشش بدنه خودرو شود. برای داشتن پوششی با ویژگی های فوق نمی توان از یک تک لایه بلکه باید از چند لایه استفاده کرد تا به کیفیت مطلوب رسید. پوشش ها معمولا ساختارهای چند لایه ای هستند که متشکل از سه قسمت لایه زیرین، لایه میانی و لایه فوقانی می باشند.

امروزه کارخانجات خودرو سازی با بهره گرفتن از نانو لایه ها، توانسته اند پوشش هایی تولید کنند که دو یا چند ویژگی لایه ها را با هم دارا باشد. این لایه ها نه تنها زیبایی منحصر به فردی به خودرو می دهند بلکه   بدین معنی که می توان حداقل دو ویژگی همزمان مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت را دارا باشند. دیگر مشکلی که اکثر لایه ها دارند، تغییر رنگ آن ها در برابر پرتو های فرابنفش می باشد که این مشکل نیز توسط نانو لایه ها برطرف شده است ]8[.

 1-4) هدف ما در این پایان نامه

ما می خواهیم خواص ترمودینامیکی ³He که سیالی فرمیونی بوده و از آمار فرمی- دیراک^[5] تبعیت می کند را در یک بعد و در دمای معین (1 تا 4 کلوین) محاسبه کنیم لذا برای ایجاد یک سیستم یک بعدی از نانو لوله کربنی بهره می بریم، زیرا :

1) نانو لوله های کربنی فقط یک بعد ماکروسکوپی دارند.

2) برهمکنش نانو لوله ها با هلیم بسیار ضعیف می باشد به نحوی که به راحتی می توان از آن صرفه نظر کرد ]9[.

3) از آنجا که دامنه دمایی سیستم مورد نظر ما (1 تا 4 کلوین) بسیار پایین می باشد، نانو لوله ها نباید رفتار جدیدی از خود نشان بدهند، که اینگونه نیز می باشد ]9[.

پس سیستم ما به N اتم ³He که در یک نانو لوله کربنی به طول L و سطح مقطع A وجود دارند تبدیل شد که دما و چگالی مورد بررسی بین 1 تا 4 کلوین و 001/0 تا01/0 A^-1

 می باشد.

:

به دلیل افزایش جمعیت و بالارفتن مصرف انرژی در کشورهای درحال توسعه پیش ­بینی می­ شود تا سال 2030 سوخت­های فسیلی دیگر جواب­گوی نیازهای بشر نخواهند بود و جهان با بحران کمبود انرژی روبرو خواهد شد و برای حل این مشکل باید به سراغ منابع دیگر انرژی رفت. تلاش برای جایگزینی سوخت­های فسیلی با سوخت­های تجدید پذیر و پاک از نیمه دوم قرن 21 به صورت جدی آغاز شده و در سال­های اخیر دولت­ها سرمایه­گزاری­های هنگفتی در این زمینه انجام داده­اند. در این بین سلول­های خورشیدی که برای استفاده از انرژی خورشید طراحی شده ­اند جایگاه ویژه­ای در بین محققان پیدا کرده ­اند. از زمان پیدایش تاکنون نسل­های مختلفی از سلول­های خورشیدی ساخته شده که هرکدام نسبت به نسل قبلی برتری­هایی داشته اند. نوع اول به سلول­های فوتوولتاییک سیلیکون ویفری مشهور هستند و در حال حاضر بالای نزدیک به 70 درصد بازار را به خود اختصاص داده­اند. بیشتر از سیلیکون تک کریستالی و چند کریستالی استفاده می­ شود. بازدهی آنها هم تا بالای 20 درصد رسیده است. نوع دوم سلول­های خورشیدی فوتوولتاییک به سلول­های لایه نازک مشهور هستند. سیلیکون آمورف، کادمیوم تلوراید و  موادی هستند که برای ساخت این نوع سلول­ها به کار می­روند. بازدهی آنها به بالای 10% رسیده است ولی قیمت بر حسب وات خروجی پایین تری دارند. وزن پایین و شرایط کاری بهتر مزیت دیگر آنها هستند. نوع سوم سلول­های خورشیدی که در حال حاضر بیشتر توجهات جامعه علمی را به خود اختصاص داده­اند، شامل نانوکریستال­های حساس شده با رنگدانه[1]، فوتوولتاییک­های آلی بر پایه پلیمر، سلول­های خورشیدی چند پیوندی و سلول­های فوتوولتاییکی گرمایی هستند [1،2]. سلول­های چند­پیوندی تقریباً 2 برابر توان خروجی بیشتر از نوع اول دارند. بازدهی تئوری آنها هم از انواع دیگر خیلی بیشتر است. بازدهی آنها به بالای 40% رسیده است [3،4] و امروزه از آنها بیشتر در فضا پیماها و ماهواره­ها استفاده می­ کنند. در حال حاضر انسان از بخش کوچکی از این انرژی استفاده می­ کند و دلیل آن در بازدهی پایین سلول­های خورشیدی موجود است. برای جبران این خلأ باید بازدهی و قیمت تمام شده سلول فوتوولتاییک کاهش یابد.

 تلاش محققان بیشتر بر روی بازدهی بیشتر و قیمت ارزان­تر متمرکز شده است. در سال­های اخیر محققان دریافتند که استفاده از نانوذرات در سلول­های خورشیدی فیلم-نازک باعث افزایش جریان فوتونی آنها می­ شود. این اثر به تحریک پلاسمون­های سطح نانوذرات توسط نور فرودی ربط داده می­ شود. بنابراین این نوع ساختارها به سلول­های خورشیدی پلاسمونی معروف شدند. نانو ذرات می­توانند در ابعاد و اشکال متنوعی ساخته ­شوند و بسته به روش­ ساخت می­توان نانو ذرات فلزی را به اشکال کروی، مثلثی، پنج ضلعی و شش ضلعی و اشکال تصادفی تولید کرد. به منظور استفاده از پتانسیل بالای نانو ذرات فلزی مراحل ساخت،  فرایند شکل­ گیری و رشد را برای به دست آوردن نانو ذرات یکنواخت با اندازه و شکل معین می­بایست کنترل کرد. گسترش روزافزون تحقیقات در حوزه حسگرهای پلاسمونی، موجب شکل گیری روش­های مختلف تئوری در توصیف عملکرد آن­ها شده است.

1-2 سیر تحول سلول­های خورشیدی فیلم-نازک

 همانطور که گفتیم در حال حاضر بیشتر سلول های خورشیدی موجود در بازار بر پایه سیلیکون کریستالی ویفری هستند که  ضخامتی در حدود 200 میکرون دارند. حدود 40% قیمت آنها برای ویفر­های سیلیکونیشان است. با نازک­شدن لایه­ی سیلیکونی علاوه بر کاهش هزینه ساخت، مسیر انتشار حامل­ها کوتاه­تر شده و در نتیجه بازترکیب حامل­ها کمتر می­ شود.  بنابراین بیشتر تحقیقات در سال های اخیر بر روی ساخت سلول­های خورشیدی نازکتر و با بازدهی بیشتر متمرکز شده است. در حال حاضر این نوع سلول­های خورشیدی از نیمرساناهایی مانند کادمیوم-تلوراید، مس-ایندیوم و سیلیکون چند بلوری[2]  بر روی زیرلایه ­های ارزانی چون شیشه و پلاستیک ساخته می­شوند. مشکل اصلی این ساختارها جذب کم در ناحیه نزدیک گاف بود. این عیب برای نیمرساناهایی با گاف غیر مستقیم، برجسته­تر است. بنابراین برای افزایش جذب، سلولهای خورشیدی باید طوری ساخته شوند که نور را در خود نگه دارد. در ابتدا برای محبوس سازی نور در سیلیکون از سلولهای ویفر مانند استفاده می­کردند. در این روش هرم­هایی با اندازه 2-10 میکرون برای محبوس سازی نور در سطح تزریق می­ شود. به هرحال هرمهایی با این ابعاد برای فیلم­های نازک کارایی ندارد. در مرحله بعد برای حل این مشکل ساختارهایی با ابعاد طول موج را روی زیر لایه نشاندند و سپس فیلم نازک را روی آن گذاشتند و جریان فوتونی[3] تا حد زیادی افزایش پیدا کرد [5]

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 ولی در سطوح صاف بازترکیب حامل­ها افزایش می­یابد که این اثر مخربی برای سلول­های خورشیدی است. یکی از راه ­هایی که در سال های اخیر برای محبوس سازی نور در سلول­های خورشیدی فیلم نازک و افزایش جذب نور مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از پراکندگی از نانوذرات فلزی است که در فرکانس تشدید پلاسمون های سطحی تحریک شده اند[6-9]. این روش منجر به افزایش جریان فوتونی تا 16 برابر در طول موج­های بلند در سلول خورشیدی سیلیکون- عایق با ضخامت 25/1 میکرون شده است. همچنین در ناحیه طیف خورشید این افزایش تا 30% رسیده است[6].

1-3 پلاسمون

میدان­های الکترومغناطیسی القایی می­توانند در هندسه و توپولوژی­های گوناگون وجود داشته باشند. برای مثال پلاسمون­های سطحی موضعی در نانوذرات فلزی که ناشی از نوسانات الکترون­های رسانش فلز هستند و با میدان الکترومغناطیسی کوپل شده ­اند و تأثیر زیادی روی جذب و پراکندگی ذرات دارند را به صورت ساده زیر توضیح می­دهیم. 

رابطه پاشندگی برای این امواج با فرض تقریب الکترواستاتیک و حل معادله­ لاپلاس و در نظرگرفتن شرایط مرزی مناسب، به­دست می­آیند. تقریب الکترواستاتیک تا زمانی که ابعاد سیستم از طول موج کوچکتر باشد معتبر است. بعد از بدست آوردن توزیع میدان می­توان وابستگی زمانی آن را لحاظ کرد. برای مثال ذره کروی فلزی با شعاع a در محیط دی­الکتریکی و تحت تابش میدان E₀  قرار گرفته است.

شکل (1-1) کره فلزی یکنواخت در میدان الکترواستاتیک

 جواب معادله­ لاپلاس برای پتانسیل الکترواستاتیک در داخل و خارج کره به صورت زیر بدست می­آید:

همانطور که از رابطه (1-3) مشخص است در ناحیه­هایی که  کمینه است (شرط فرولیخ[5]) تشدید قطبش­پذیری رخ می­دهد و مد مرتبط را پلاسمون سطحی دوقطبی می­گویند. میدان دوقطبی با  کاهش می­یابد بنابراین این میدان­های موضعی با فاصله گرفتن از سطح به سرعت کاهش می­یابند. خاصیت تشدیدی قطبش­پذیری روی جذب و پراکندگی نانوذره فلزی تاثیر می­گذارد.  سطح مقطع جذب و پراکندگی از رابطه­ های زیر بدست می­آیند[8]:

-4 تاریخچه استفاده از نانوذرات در سلول خورشیدی

 هال[6] برای اولین بار نشان داد که با نشاندن نانوذرات نقره روی لایه سیلیکونی با ضخامت 165 نانومتر می توان جریان فوتونی را تا 18 برابر در طول موج 800 نانومتر افزایش داد[10]. پس از آن گروهی دیگر با نشاندن نانوذرات طلا روی سلول خورشیدی ویفری در طول موج 500 نانومتر تا 80% عملکرد آن را بهبود بخشیدند[11]. درکاس[7] و همکارانش با نشاندن نانوذرات طلا روی لایه نازک بی­نظم سیلیکون توانستند بازدهی تبدیل سلول خورشیدی را 8% بالا ببرند[12]. سپس پیلای[8]  با بهره گرفتن از نانوذرات نقره عملکرد یک سلول خورشیدی سیلیکون- عایق (سیلیکون روی عایق) با ضخامت 25/1 میکرون و یک سلول خورشیدی مسطح ویفری را به ترتیب 33% و 19% بهتر کردند[13،15]. استفاده از این نانوذرات در سلول­های خورشیدی که از سایر نیمرساناها استفاده می­ کنند هم باعث ارتقای عملکرد می­ شود[15-17].

افزایش جریان فوتونی به وسیله نانوذرات از دو طریق صورت می­گیرد. اولی پراکندگی نور از طریق این نانوذرات و دومی تقویت نور میدان نزدیک[9] است. میزان هر دو اثر به شکل ذرات و ساختار سلول بستگی دارد [18-21].

در دنیای امروزی حجم اطلاعات دیجیتالی به صورت روز افزونی در حال افزایش است. در همین راستا، به جهت مدیریت و بررسی علمی این اطلاعات، نیاز به پردازش هوشمندانه و خودکار این اطلاعات بیش از پیش احساس می شود.

یکی از مهم ترین این پردازش ها که در فناوری اطلاعات و ارتباطات مورد نیاز است، دسته­بندی خودکار این اطلاعات می باشد. دسته بندی در مسائل متنوعی در فناوری اطلاعات به کار گرفته می شود، در مسائلی مانند امنیت اطلاعات، شناسایی نفوزگری در شبکه، دسته بندی کاربران بر اساس اطلاعات شخصی، پردازش تصویر و در واقع شناسایی هر گونه الگو بر اساس نمونه­ها و اطلاعات پیشین. این پردازش می تواند دسته^[1]­ی نمونه­های جدید که به مجموعه اطلاعات اضافه می شود را پیش بینی نماید. از این رو در هوش مصنوعی توجه خاصی به توسعه انواع روش­های دسته­بندی هوشمند و خودکار شده است.

 روش­های دسته­بندی

دسته­بندی یکی از مهم­ترین شاخه‌های یادگیری ماشین[2] است. دسته­بندی به پیش ­بینی برچسب دسته[3] نمونه[4] بدون برچسب، بر اساس مجموعه نمونه­های آموزشی برچسب­دار (که قبلا به با کمک یک کارشناس دسته­بندی  شده ­اند) گفته می­ شود. درواقع دسته­بندی روشی است که هدف آن، گروه­بندی اشیا به تعدادی دسته یا گروه می­باشد. در روش‌های دسته­بندی، با بهره گرفتن از اطلاعات بدست آمده از مجموعه نمونه­های آموزشی، از فضای ویژگی­ها[5] به مجموعه برچسب دسته­ها نگاشتی بدست می آید که بر اساس آن، نمونه­های بدون برچسب به یکی از دسته­ها نسبت داده می­ شود.

• ارزیابی دسته­بند

معیار کارایی نظر­گرفته شده برای یک دسته­بند، ارتباط مستقیمی با کاربرد و ضمینه کار خاص آن دسته­بند دارد. بنابراین در مسائل متفاوت، ممکن است معیار­های

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 مختلفی برای اندازه ­گیری کارایی الگوریتم در نظر­گرفته شود. همچنین همان طور که مشخص است، یک دسته­بند که بتواند برای همه مسائل موجود بهترین جواب را ارائه دهد، وجود ندارد.

نرخ دسته­بندی[14] یا صحت[15] پرکاربردترین و ساده­ترین معیار اندازه ­گیری کارایی هر دسته­بند است. این معیار برابر است با نسبت تعداد نمونه­های درست دسته­بندی شده به تعداد کل نمونه­ها. براساس این تعریف، نرخ خطای دسته­بندی از رابطه زیر بدست می­آید:

 مقادیر دقت[16] و بازخوانی[17] نیز معیارهای مناسبی برای ارزیابی دسته­بندها می­باشند. که اخیرا برای ارزیابی رقابت[18] بین اشتباه-مثبت[19] و درست-مثبت[20] استفاده می­ شود. در ادامه این معیار­ها معرفی می­ شود.

• معیاردقت : احتمال مثبت بودن نمونه­هایی که مثبت اعلام شده ­اند.

                  معیار بازخوانی : احتمال مثبت اعلام کردن نمونه­های دسته مثبت.

   معیار اختصاص[21]: احتمال منفی اعلام کردن  نمونه­های دسته منفی.

که در این معیارها، دسته مثبت، دسته مورد بررسی است و دسته منفی به سایر دسته­ها گفته می­ شود.

• تصدیق متقابل[22]

یک روش برای ارزیابی آماری دسته­بند، تصدق متقابل[5] می­باشد. در این تکنیک برای ارزیابی کارایی دسته­بند، نمونه­ها را به صورت تصادفی به دو گروه که مکمل یکدیگر هستند، تقسیم می­ کنند. با یک گروه سیستم را آموزش داده و با گروه دیگر سیستم آموزش دیده را مورد آزمایش قرار می­دهند. با این کار از تطبیق بیش از حد[23] مدل بر روی داده ­های آموزشی جلوگیری می­ شود و نتایج بدست آمده از ارزیابی، دارای درجه اطمینان بیشتر خواهد بود. برای اطمینان بیشتر از نتایج، تصدیق متقابل در چندین مرحله صورت تکرار شده و در هر مرحله، از تقسیم ­بندی متفاوتی برای نمونه­ها استفاده می­ شود. در پایان از نتایج تمامی تکرار آزمایش­ها میانگین­گیری صورت می­گیرد.

در ادامه روش­های مختلف تطبیق متقابل توضیح داده می­ شود.

• الگوریتم نزدیک­ترین همسایه