دوره 18، شماره 4 - ( لیزر در پزشکی 1401 )
جلد 18 شماره 4 صفحات 32-26 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hosseinnezhad P, Behnia S, Fathizadeh S. Designing the Optical Tools Based on a Photosynthetic System for
Increasing the Efficiency of Laser Radiation Absorption. lmj 2022; 18 (4) :26-32
URL: http://icml.ir/article-1-551-fa.html
URL: http://icml.ir/article-1-551-fa.html
حسین‌نژاد پریسا، بهنیا سهراب، فتحی زاده سمیرا. طراحی ابزارهای اپتیکی بر‌مبنای یک سیستم فتوسنتزی
به منظور افزایش کارائی در فرایند جذب پرتو لیزر. فصلنامه علمی پژوهشی لیزر در پزشکی. 1401; 18 (4) :26-32
گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده: (1582 مشاهده)
مقـدمه: امروزه پیشرفت‌های قابل توجهی در جهت استفاده از مواد بیولوژیکی تجدیدپذیر به عنوان ابزار ذخیره انرژی، به وجود آمده است. این ابزارها به عنوان راه‌حلی برای مشکل آلودگی و ناپایداری با توانایی ذخیره‌سازی انرژی به شمار می‌روند. از طرفی تبدیل گرما به توان تولیدی به صورت کاربردی بسیار قابل توجه است. بر این اساس استفاده از یک سیستم بیولوژیکی به عنوان ابزار ترموکارنت و ترموپاور می‌تواند بسیار جذاب و مورد توجه باشد.
روش بررسی: در این مطالعه، برای مطالعه توانایی تولید جریان ناشی از گرادیان دما از یک سیستم فتوسنتزی، کلروزوم، استفاده کرده‌ایم. به‌منظور اعمال حرارت روی سلول و بررسی شرایط ایجاد و هدایت جریان‌های الکتریکی ناشی از حرارت محیط از لیزر مادون قرمز استفاده می شود. سیستم تحت تابش نور لیزر قرار گرفته و گرم می‌شود که برای بررسی اثرات گرمایی ناشی از تابش لیزر از مدل‌سازی تماس مستقیم سیستم با ترموستات کوانتومی استفاده کرده‌ایم. از طرفی، به‌منظور به‌دست آوردن ضریب سی‌بک از الکترودهای فلزی استفاده کرده ایم تا بتوانیم در دو انتهای سیستم اختلاف پتانسیل الکتریکی ایجاد کنیم.
یافتهها: مقدار جریان عبوری و مقدار ولتاژ تولیدی به‌ازاء گرادیان دمای متفاوت حالت صعودی داشته و حداکثر می‌تواند به مقدار 36.6 nA و V 0.3 دست پیدا کند که امکان طراحی و ساخت ابزارهایی با توان nW 11.1 را به ما می‌دهد. ضریب سی‌بک به مقداری برابرmV/K 41.916~ رسیده که نسبت به دیگر سیستم‌های بیولوژیکی مقدار قابل توجهی است. نمودار دماهای 30 و 50 کلوین را برای حداکثر جریان عبوری از سیستم مشخص کرده است. نمودار توزیع ترازها و بعد فرکتالی نشان‌دهنده پایداری کامل و غیرجای‌گزیده‌بودن سیستم به‌ازاء این گرادیان دما و ولتاژ است.
نتیجه گیری: کرموفورها به عنوان منابع جذب در محیط‌های بکارگیری پرتو لیزر می‌توانند به عنوان چشمه‌هایی برای افزایش فرایند جذب و تبدیل شار فوتونی لیزر به چشمه الکترونی و یا فونونی عمل کنند و امکان کنترل و هدایت فرایند انتقال انرژی چشمه فوتونی را به محیط‌های مورد نیاز فراهم نمایند. مطالعه حاضر به طراحی و مهندسی چشمه‌های نوری بر مبنای سیستم فتوسنتزی برای افزایش کارایی در فرایند جذب تابش لیزر می‌پردازد. مقدار جریان الکتریکی بدست آمده و توان تولید‌شده برای سیستم در حدی است که قابل مقایسه با دیگر سیستم‌های بیولوژیکی و نشان‌دهنده قابلیت این سیستم‌ها به عنوان ابزار ترموکارنت و ترموپاور است. ضریب سی‌بک نیز نسبت به دیگر سیستم‌های بیولوژیکی مقدار قابل توجهی است. از‌طرفی، سیستم در مقابل گرادین دمای ناشی از تابش نور و ولتاژ اعمالی به صورت پایدار و غیرجای‌گزیده رفتار می کند.
روش بررسی: در این مطالعه، برای مطالعه توانایی تولید جریان ناشی از گرادیان دما از یک سیستم فتوسنتزی، کلروزوم، استفاده کرده‌ایم. به‌منظور اعمال حرارت روی سلول و بررسی شرایط ایجاد و هدایت جریان‌های الکتریکی ناشی از حرارت محیط از لیزر مادون قرمز استفاده می شود. سیستم تحت تابش نور لیزر قرار گرفته و گرم می‌شود که برای بررسی اثرات گرمایی ناشی از تابش لیزر از مدل‌سازی تماس مستقیم سیستم با ترموستات کوانتومی استفاده کرده‌ایم. از طرفی، به‌منظور به‌دست آوردن ضریب سی‌بک از الکترودهای فلزی استفاده کرده ایم تا بتوانیم در دو انتهای سیستم اختلاف پتانسیل الکتریکی ایجاد کنیم.
یافتهها: مقدار جریان عبوری و مقدار ولتاژ تولیدی به‌ازاء گرادیان دمای متفاوت حالت صعودی داشته و حداکثر می‌تواند به مقدار 36.6 nA و V 0.3 دست پیدا کند که امکان طراحی و ساخت ابزارهایی با توان nW 11.1 را به ما می‌دهد. ضریب سی‌بک به مقداری برابرmV/K 41.916~ رسیده که نسبت به دیگر سیستم‌های بیولوژیکی مقدار قابل توجهی است. نمودار دماهای 30 و 50 کلوین را برای حداکثر جریان عبوری از سیستم مشخص کرده است. نمودار توزیع ترازها و بعد فرکتالی نشان‌دهنده پایداری کامل و غیرجای‌گزیده‌بودن سیستم به‌ازاء این گرادیان دما و ولتاژ است.
نتیجه گیری: کرموفورها به عنوان منابع جذب در محیط‌های بکارگیری پرتو لیزر می‌توانند به عنوان چشمه‌هایی برای افزایش فرایند جذب و تبدیل شار فوتونی لیزر به چشمه الکترونی و یا فونونی عمل کنند و امکان کنترل و هدایت فرایند انتقال انرژی چشمه فوتونی را به محیط‌های مورد نیاز فراهم نمایند. مطالعه حاضر به طراحی و مهندسی چشمه‌های نوری بر مبنای سیستم فتوسنتزی برای افزایش کارایی در فرایند جذب تابش لیزر می‌پردازد. مقدار جریان الکتریکی بدست آمده و توان تولید‌شده برای سیستم در حدی است که قابل مقایسه با دیگر سیستم‌های بیولوژیکی و نشان‌دهنده قابلیت این سیستم‌ها به عنوان ابزار ترموکارنت و ترموپاور است. ضریب سی‌بک نیز نسبت به دیگر سیستم‌های بیولوژیکی مقدار قابل توجهی است. از‌طرفی، سیستم در مقابل گرادین دمای ناشی از تابش نور و ولتاژ اعمالی به صورت پایدار و غیرجای‌گزیده رفتار می کند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
