ساختمان کوچک : فناوری نانو باعث تاخت و تاز در صنعت ساخت و ساز می شود

نویسنده: { فربد حیدری } Farbod Heidari – دوشنبه ۱ آبان ۱۳٩۱
ساختمان کوچک : فناوری نانو باعث تاخت و تاز در صنعت ساخت و ساز می شود

حرف من :

نانو تکنولوژی راه خود را در صنعت ساختمان پیدا کرده و این راه ادامه دارد . حال بیایید با هم برای پیشرفت هرچه میتوانیم در کنار هم بگذاریم تا بلکه ما نیز در این پیشرفت جایی داشته باشیم .
معبد نانو رم پدر روحانی Misericordioso کلیسا ، همچنین به عنوان کلیسای جوبیلی ( مکانی برای عروسی و جشن ) شناخته می شود ، رنگ روشن این کلیسا به خاطر نانو ساختار ی از دی اکسید تیتانیوم است .

این کلیسا در سال 2003 میلادی ساخته شده و در تمام قسمتهای آن از نانو تکنولوژی بهره برده اند . همکنون در سال 2012 هستیم و این ساختمان هنوز برق میزند .

تکنولوژی نانو ساخت و ساز را متحول میسازد .

این ساختمان بتنی توسط معمار امریکایی ریچارد مایر ساخته شده .

لوئیجی Cassar، یکی از مخترعان ماده است

نانوساختار TiO2 به ذرات بتن رنگ سفیدی می دهد که هیچ گاه تیره نمیشود . حتی در روم با آن هوای پر از گرد و غبارش .

عین متن :

دی اکسید تیتانیوم، رنگ سفید برفی برای آن شناخته می شود، به عنوان رنگدانه در رنگ آمیزی رنگ و مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. اما آن را دارای خواص خود تمیز کردن نیز هست. هنگامی که نور ماوراء بنفش فرم آناتاز TiO2 به اعتصاب، آن مواد را تحریک می کند به طوری که آن را تبدیل به یک کاتالیزور اکسید کننده چرک آلی است.

این ببتن در برابر مه ، دود و آلاینده های دیگر کاملا مقاوم است .

علاوه بر تمیزی خود ، هوای اطراف خو را نیز تمیز میکند . اگر فقط 15 درصد از سازه های یک شهر از این نوع بتن ساخته شود الودگی شهر های بزرگ حداقل به نصف میرسد . ( شیمی فوتوکاتالیستی )

نانو تکنولوژی راه خود را در صنعت ساختمان پیدا کرده و این راه ادامه دارد . حال بیایید با هم برای پیشرفت هرچه میتوانیم در کنار هم بگذاریم تا بلکه ما نیز در این پیشرفت جایی داشته باشیم .
نظرات ()

مبانی فیبر نوری
نویسنده: { فربد حیدری } Farbod Heidari – دوشنبه ٢٩ فروردین ۱۳٩٠

مبانی فیبر نوری

optical fibre (و یا فیبر نوری) فیبر نوری شفاف و انعطاف پذیر است ، از شیشه (سیلیس) و یا پلاستیک ساخته شده است ، کمی ضخیم تر از یک تار موی انسان است. این توابع به عنوان یک هادی امواج ، و یا لوله نور.

جعبه اتصال فیبر نوری. کابل زرد فیبرهای تک مد؛ کابل های نارنجی و آبی، چند حالت الیاف: 50/125 میکرومتر OM2 و 50/125 میکرومتر OM3 الیاف بود.

در حوزه علوم مهندسی مرتبط با طراحی به عنوان فیبر نوری شناخته شده است. فیبرهای نوری به طور گسترده ای در ارتباطات فیبر نوری ، که اجازه انتقال در مسافت های طولانی تر و در پهنای باند بالاتر (نرخ داده ها) از دیگر اشکال ارتباطی استفاده می شود.

فریزبی تذهیب توسط اپتیک فیبری

الیاف به جای سیم های فلزی استفاده می شود زیرا سیگنال های همراه آنها را با از دست دادن کمترین کیفیت ، جابجا میکند و همچنین ایمنی بدن را به تداخل الکترومغناطیسی به خطر نمی اندازد . الیاف نیز برای روشنایی استفاده می شود، و در بسته نرم افزاری پیچیده است به طوری که آنها ممکن است مورد استفاده قرار گیرد برای حمل تصاویر، در نتیجه اجازه می دهد مشاهده در فضاهای محدود شده است. طراحی الیاف برای انواع برنامه های کاربردی دیگر، از جمله سنسورها و لیزر فیبر استفاده می شود.

انواع فیبر نوری
فیبرهای نوری به طور معمول شامل یک هسته شفاف احاطه شده توسط مواد پوششی شفاف با شاخص پایین تر از انکسار نور در هسته بازتاب داخلی کلی نگهداری می شود. این باعث می شود که فیبر به عنوان موجبر عمل می کنند. الیاف است که پشتیبانی از بسیاری از راه های انتشار و یا حالت های عرضی نامیده می شوند فیبرهای چند حالته (MMF)، در حالی که کسانی که تنها حمایت از حالت تک تک حالت الیاف (SMF) نامیده می شوند. چند حالت الیاف به طور کلی دارای قطر هسته گسترده تر، هستند و برای لینک های ارتباطی در مسافت های کوتاه استفاده می شود و برای برنامه های کاربردی که در آن قدرت بالا باید منتقل شده است. تک حالت الیاف به بسیاری از لینک های ارتباطی بیش از 1050 متر (3440 فوت) مورد استفاده قرار می گیرند.

((دانیل Colladon _ دانیل کلادون _ برای اولین بار این چشمه نور یا لوله نور در مقاله 1842 با عنوان بازتاب اشعه نور در داخل یک جریان مایع سیمی وار { سهمی ، پارابولیک ، سهموی به ، سهمی } است. این تصویر خاص می آید از یک مقاله بعدها توسط Colladon، در سال 1884.)) رونمایی از مقاله طبعیت در سال ۱۸۸۴ توسط ژان دانیل کلادون

پیوستن به طول فیبر نوری پیچیده تر است از پیوستن به سیم برق یا کابل است. به پایان می رسد از الیاف باید با دقت شکاف، و پس از آن متصل با هم، یا مکانیکی و یا با ترکیب آنها را با حرارت است. ویژه کانکتور های فیبر نوری برای اتصال به شبکه های قابل حمل نیز در دسترس هستند.

مدیر سایت (( در صنعت ساختمان از فیبر های معمولی برای ساخت اشکالی مانند آسمان ، ستاره و شب استفاده میشود که زیبایی مجذوب کننده را درشب به شما میدهد )) فربد

لیزر قوی کردن میله اکریلیک، نشان دادن بازتاب داخلی کلی نور در یک فیبر نوری چند حالت

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است. امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر : شبکه های تلفن شهری و بین شهری شبکه های اینترنتی و کامپیوتر استفاده به عمل می آید . فیبر نوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آن برای انتقال اطلاعات در مساف های طولانی استفاده میشود .

نور منعکس شده از فیبر نوری به نمایش گذاشته شده روشن مدل

مبانی فیبر نوری :

فیبر نوری کابل های صوتی که در یک انتهای روشن

مبانی فیبر نوری

مبانی فیبر نوری :

فیبر نوری رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که فطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هایی سازماندهی و کابل های نوری را به وجود می آورند . از فیبر نوری به منظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده میشود .

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشگیل شده است :

هسته (core) : هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنال های نوری در آن حرکت میکند.

روکش (cladding) : بخش خارجی فیبر بوده که دور تا دور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته میگردد.

بافر رویه (buffer coating) : روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر مواد آسیب پذیر هست.

صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در هسته هایی سازماندهی شده و کابل های نوری را به وجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هایی با نام jachet محافظت میگردند.فیبر های نوری در دو گروه عمده ارایه میگردند :

فیبر های تک حالته ( mode-single ) : به منظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده میشود (نظیر تلفن )

فیبر های چند حالته (mode-multi) : به منظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده میشود (نظیر شبکه های کامپیوتری )

فیبر های تک حالته یک هسته کوچک (تقریبا 9 میکرون قطر) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز (طول موج از 1300 تا 1550 نانو متر ) میباشد .فیبر های چند حالته هسته بزرگتر (تقریبا 62.5 میکرون قطر ) و قادر به ارسال نور مادون قرمز از طریق LED میباشد .

ارسال نور در فیبر نوری :

فرض کنید قصد داشته باشید با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ و مستقیم را روشن نمایید . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ؛ نور مربوطه در مسیر مستقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به وجود عدم خم یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته و چراغ قوه میتواند با توجه به نوع ان محدوده مورد نظر را روشن کند. در صورتی که راهروی فوق داری خم و یا پیچ باشد .با مشکلی روبرو خواهم شد ؟ در این حالت میتوان از یک آینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد . در صورتی که راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، میبایست از آینه استفاده شود . به این ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خا ص ) از نقطه ای به نقطه دیگر حرکت کرده (جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد ) . عملیات فوق مشابه آن چیزی است که در فیبر نوری انجام میشود .

نور در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارایه شده ) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده (cladding) (مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارایه شده ) حرکت میکند .( مجموع انعکاس داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده قابل به جذب نور هسته نمیباشد نور قادر به حرکت در مسیر های طولانی میباشد . برخی از سیگنال های نوری به دلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته کردند . میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد . ( مثلا موج با طول 850 نانو متر بین 60 تا 75 درصد در هر کیلومتر ، موج با طول 1300 نانو متر بین 50 تا 60 درصد در هر کیلومتر . موج با طول موج 1550 نانو متر بیش از 50 درصد در هر کیلومتر)

سیستم رله فیبر نوری :

به منظور اگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمایی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریایی که بر روی سطح دریا در حال حرکت میباشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا بحرانی و توفانی را دارند . یکی از ناو ها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد . .کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال میدارد .ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کد های مورس (نقطه و فاصله) ترجمه مینماید . در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نور افکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر مینماید . یک ملوان بر روی ارشه کشتی دوم کد های مورس ارسالی را مشاهده مینماید . در ادامه ملوان فوق کد های فوق را به یک زبان خاص (مثلا انگلیسی ) تبدیل و انها را برای کاپیتان ناو ارسال میدارد . فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسیار زیاد ( هزاران مایل ) بوده و به منظور برقراری ارتباط بین آنها از یک سیستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده گردد.

سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است :
فرستنده مسول تولید و رمزگذاری سیگنال های نوری است .
فیبر نوری مدریت سیگنال های نوری در یک مسافت را بر عهده میگیرد .
نوری به منظور تقویت سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده میگردد.
دریافت کننده نوری. سیگنال های نوری را دریافت و رمزگشایی مینماید.
در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت .

فرستنده :

وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است . فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده ، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به LED می باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LED بمراتب بیشتر است . متداولترین طول موج سیگنا ل های نوری ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است .

بازیاب ( تقویت کننده ) نوری:

همانگونه که قبلا” اشاره گردید ، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده ( بیش از یک کیلومتر ) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری ( شیشه ) استفاده نشده باشد ، تضعیف و از بین خواهند رفت . در چنین مواردی و بمنظور تقویت ( بالا بردن ) سیگنا ل های نوری تضعیف شده از یک یا چندین ” تقویت کننده نوری ” استفاده می گردد. تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متععدد بهمراه یک روکش خاص (doping) تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد ، انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل می گردند. مولکول های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود.( تقویت کننده لیزری)

دریافت کننده نوری:

وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنا ل های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان ( کامپیوتر ، تلفن و … ) ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک “فتوسل” و یا “فتودیود” استفاده می کند.

مزایای فیبر نوری:

فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است :

ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .

نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است .

ظرفیت بالا. پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است .

تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است .

سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت .

مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.

سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .

غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .

سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.

انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و …استفاده می گردد.

با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نمایند

منبع : ویکی پدیا فارسی

ویکی پدیا منبع به زبان انگلیسی

Jargon File
K. Thyagarajan; Ajoy K. Ghatak (10 September 2007). Fiber Optic Essentials. Wiley-Interscience. pp. 34–. ISBN 978-0-470-09742-7. Retrieved 1 May 2012.
a b Bates, Regis J (2001). Optical Switching and Networking Handbook. New York: McGraw-Hill. p. 10. ISBN 0-07-137356-X.
Tyndall, John (1870). “Total Reflexion”. Notes about Light.
Tyndall, John (1873). “Six Lectures on Light”.
Wells, J. (1989). “Hair light guide”. Nature 338 (6210): 23. Bibcode 1989Natur.338…23W. doi:10.1038/338023b0. PMID 2918918.
H. H. Hopkins and N. S. Kapany (1954). “A flexible fibrescope, using static scanning”. Nature 173 (4392): 39. Bibcode 1954Natur.173…39H. doi:10.1038/173039b0.
Two Revolutionary Optical Technologies. Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2009. Nobelprize.org. 6 October 2009
منابع تخقیق و استفاده برای دانشجویان و دوستداران این قن : لازم به ذکر است به عنوان یک ماکت در خال ساخت یک نمونه تزئینی با فیبز های معمولی هستم دوستان علاقه مند اعلام نظر کنند .

کابل

کابل jetting روش برای نصب کابل ها در مجاری است. این است که معمولا مورد استفاده برای نصب کابل با فیبرهای نوری در مجاری زیرزمینی پلی اتیلن است و یک جایگزین برای کشیدن.

کشیدن

به طور سنتی کابلهای فیبر نوری را از طریق کانالهای کابل در همان راه به عنوان کابل های دیگر کشیده، از طریق یک خط وینچ است. هر بار خم شدن و یا تموج در مجرای گذشت نیروی کشیدن است که توسط عوامل وابسته به اصطکاک (که می تواند با استفاده از روان کننده ها کاهش می یابد) ضرب شده است. این به این معنی است که بالاتر از نیروی محلی کشیدن، بالاتر از اصطکاک خواهد شد که در آن کابل در حالی که در مقابل دیواره داخلی مجرای کشیده است. این اثر چرخ تسمه منجر به یک نیروی ایجاد نمایی با فاصله کشش، تولید به طور کلی بالا کشیدن نیروهای.

…. ادامه را خود دنبال کنید