فهرست مطالب

  • سال ششم شماره 2 (پاییز و زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اکبر عادل نیا، منیژه مختاری دیزجی*، محسن بخشنده، سامان حسین خانی صفحات 1-8
    در این پژوهش، اثر آوادهی تک بسامدی و دوگانه- بسامدی بر مرگ یاخته های ملانوما بی 16- اف10 در دمای ثابت بررسی شد. 20 گروه مورد مطالعه قرار گرفتند. گروه های آزمون شامل پایش و بدل بودند. یک گروه تحت آوادهی 40 کیلوهرتز (شدت 0/24 2W/cm) و 1 مگاهرتز (شدت 0/5 2W/cm) بود و گروهی در معرض تابش همزمان دو بسامد 40 کیلوهرتز و 1 مگاهرتز قرار گرفت. هر گروه بسامدی متشکل از هفت زیرگروه بر مبنای مدت زمان آوادهی 30، 60، 120، 150، 300، 600، 1200 ثانیه ای است. بقاء (حیات پذیرگی) یاخته بوسیله شیوه ارزیابی ام تی تی اندازه گیری شد. نتیجه نشان داد بقاء یاخته در بسامد 40 هرتز با زمان تابش 30 ثانیه، 96 درصد بود که مقدار آن با افزایش زمان آوادهی از 30 ثانیه به 1200 ثانیه به 6 درصد کاهش یافت. در آوادهی دو بسامدی، درصد بقاء در همه زیر گروه ها از 95 درصد در زمان آوادهی 30 ثانیه به 3 درصد در زمان تابش 1200 ثانیه رسید. درصد بقاء برای بسامد 1 مگاهرتز با شیب نسبی کم تری از پیش (از 97 درصد برای زمان آوادهی 30 ثانیه به 15 درصد برای زمان آوادهی 1200 ثانیه) حاصل شد. براساس نتایج حاصله، امواج فراصدا سبب مرگ یاخته ملانوما بی16-اف10 در دمای ثابت شد. آوادهی دوگانه- بسامدی، احتمالا به دلیل افزایش حفره سازی، موجب مرگ تعداد بیشتری یاخته نسبت به مرگ یاخته تحت آوادهی تک بسامدی، خصوصا در مدت بالاتر آوادهی می شود.
    کلیدواژگان: امواج فراآوایی، آوادهی بسامدی دوگانه، یاخته های ملانوما بی16- اف10، مرگ یاخته ای، فراصدا
  • فاطمه زاهدی سالانقوچ، محمدرضا حسین دخت*، راضیه جلال، علی نخعی پور، رضا ایزدی نجف آبادی صفحات 9-20
    در این مطالعه، اثر امواج فراصدا با بسامد پایین بر ساختار و فعالیت آنزیم اوره آز بررسی شده است. برای این منظور، آنزیم اوره آز در بازه های زمانی متفاوت در معرض امواج فراصدا با بسامد ثابت 20 کیلوهرتز قرار گرفت. آنزیم اوره آز بر روی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (3O2Fe) و سیلیکا ژل فعال شده به ترتیب با بازده اتصال 89 درصد و 66 درصد تثبیت شد. فعالیت آنزیم، پارامترهای جنبشی (سینتیکی)، پی اچ و دمای بهینه آنزیم محلول و هم چنین تثبیت شده در شرایط متفاوت تعیین شدند. تغییر ساختار آنزیم محلول، ناشی از امواج دهی براساس طیف های فلورسانس و فرابنفش تائید شد. فعالیت آنزیم در حضور امواج فراصدا تشدید شد. اعمال امواج فراصدا حین فعالیت آنزیمی، باعث افزایش فعالیت آنزیم شد. در اثر اعمال امواج فراصدا بر آنزیم محلول و تثبیت شده بر سیلیکا ژل قبل از واکنش آنزیمی، کاهش فعالیت آنزیم و  Vmax و افزایش Km مشاهده شدند. این در حالی است که امواج فراصدا روی آنزیم تثبیت شده بر نانوذرات اکسید آهن (مغناطیسی) تاثیری نداشتند.
    کلیدواژگان: اوره آز، امواج فراصدا، تثبیت آنزیم، نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، سیلیکا ژل
  • محمدرضا خلیل آبادی*، حسین شاه میرزایی صفحات 21-28
    مواد متخلخل دارای مشخصات میرایی صوتی خوب در یک گستره بسامدی وسیع هستند. بسیاری از خلل کوچک- مقیاس موجود در مواد پوششی (اندودی) قادر به تبدیل اندودهای- زیرآب به سطح زبر در قبال امواج صدا هستند. خاصیت اصلی جاذب های متخلخل، مقاومتی است که در مقابل موج صدای فرودی دارند که منجر به اثر میرایی می شود. از یک دیدگاه فیزیکی، میرایی در نتیجه اصطکاک بین ملکول های سیال درون حفره و ساختمان جاذب رخ می دهد. در این پژوهش، مشخصه های صوتی جاذب های متخلخل با درصدهای تخلخل متفاوت با استفاده از الگوهای مختلف ریاضی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. این الگوها یک یا چند پارامتر از مواد را برای محاسبه مشخصه های صوتی استفاده می کنند. در همه این الگوها، مواد به عنوان سیال معادل در نظر گرفته شده اند و مشخصه های ارتجاعی در محاسبات وارد نشده اند.
    کلیدواژگان: جذب صدا، جاذب متخلخل، تخلخل، مشخصه صوتی. ‎
  • مسعود بحرینی مطلق*، رضا روزبهانی، مرتضی افتخاری، محمدجواد زارعیان، اشکان فرخ نیا صفحات 29-38
    صوتیات زیرآب در کاربردهای بسیاری از جمله اقیانوس شناختی، زیست شناختی بحری، آونگاری، ماهی گیری و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. الگوهای متنوعی برای شبیه سازی انتشار زیرآب امواج صوتی در اقیانوس ها و دریاها ارائه شده اند. در این مطالعه، شبیه سازی انتشار امواج صوتی در رودخانه ی آب شیرین با عمق کمتر از 3 متر به اسم رودخانه گونو واقع در غرب ژاپن با استفاده از الگوی نظریه پرتو ارائه شده است. نیم رخ های عمودی سرعت صدا با استفاده از دستگاه سی تی دی در پنج نقطه اندازه گیری شدند و در شبیه سازی به عنوان ورودی های الگو به کار برده شدند. نتایج این مطالعه نشان دادند بر خلاف دریا و اقیانوس که گرادیان دما، شوری و امواج درونی عوامل اصلی انتشار امواج صوتی در چند مسیر مختلف هستند، در رودخانه ی مورد مطالعه که گرادیان دما و شوری وجود ندارد، جانگاری (توپوگرافی) بستر رودخانه و سرعت جریان آب عوامل اصلی انتشار دو گروه اصلی امواج صوتی در چند مسیر مختلف می باشند. تاخیر زمانی بین زمان ورود دو گروه 0/5 میلی ثانیه بود. صحت سنجی شبیه سازی با استفاده از دو دستگاه تراگذار اف ای تی اس (س ت ص ر) که در دو طرف رودخانه به فاصله ی 294/629 متر از یکدیگر نصب شده بودند و امواج صوتی را با بسامد مرکزی 30 کیلوهرتز ارسال و دریافت می کردند، انجام شد. نهایتا، اندازه گیری های انجام شده توسط اف ای تی اس (س ت ص ر) نتایج الگو را تایید نمودند.
    کلیدواژگان: انتشار زیرآب امواج صوتی، نظریه پرتو، رودخانه کم عمق- آب شیرین، اف ای تی اس (س ت ص ر)
  • اکبر قاسمی یک لنگی، سیامک اسماعیل زاده خادم* صفحات 39-45
    حسگرها و عملگرهای صوتی شفاف نسل جدیدی از تراگذارهای‎ صوتی هستند که می‎توانند تحولی در صنایع میکروفون‎ها و بلندگوها ایجاد کنند. این تراگذارها با داشتن خواصی چون شفافیت، انعطاف‎پذیری، تختی، وزن و ضخامت بسیار کم پتانسیل فراوانی برای کاربردهای متنوع همچون سامانه های بلندگو برای مصارف عمومی، سامانه های فعال الغاء نوفه، نمایشگرها، تلفن‎های همراه و میکروفون‎های شنود دارند. در این بررسی هدف ساخت یک نخست نمونه از این تراگذارهای شفاف بود. در این پژوهش با پوشش دادن نانولوله های کربنی چند دیواره به روی زیرلایه پلیمری پلی وینیلیدن فلوراید، یک حسگر و عملگر صوتی شفاف ساخته و مشخصه یابی شد. در ابتدا، محلول نانولوله‎های کربنی کاملا پراکنده شده تهیه شد و عملیات پوشش دادن به نانولوله ها روی زیرلایه به شیوه غوطه وری و با اصلاح سطح زیرلایه صورت گرفت. پوششی با مقاومت سطحی 2/2 kΩ/sq و شفافیت 75 درصد ساخته شد. سپس، تراگذار ساخته شده در اتاق ناپژواک مورد آزمون قرار گرفت و نتایج با نتایج کارهای پیشین مقایسه شدند. تراگذار ساخته شده تحت تحریک با نوفه سفید با ولتاژ 25 ولت صدایی با شدت 58 دسی بل تولید کرد.
    کلیدواژگان: حسگر و عملگر صوتی، نانولوله کربنی، بلندگوی انعطاف پذیر
  • میثم رحمتی احمدآبادی*، سیامک اسماعیل زاده خادم صفحات 46-59
    در این مقاله، طراحی و تحلیل عملکردی یک نانوحسگر بازآوایشی برای رصد زمین لرزه با کاربرد اندازه گیری امواج بسامد پایین زمین صوتی پیشنهاد شده است. الگوی ارائه شده از یک جرم معیار که توسط تکیه گاه به زیرلایه متصل شده و یک نانوتیر که در نزدیکی محل اتصال تکیه گاه قرار دارد، تشکیل شده است. این نانوتیر را می توان یک نوسانگر دوسردرگیر در نظر گرفت که با نیروی برقی ایستایی (الکترو استاتیک) تحریک می شود. وارد شدن شتاب به جرم معیار موجب ایجاد نیروی کششی یا فشاری به صورت محوری در نوسانگر می شود. نیروی محوری وارد شده بر تیر منجر به تغییر انرژی پتانسیل ذخیره شده در تیر و در نتیجه تغییر بسامد طبیعی سامانه می شود. بنابراین، با اندازه گیری مقدار تغییر در بسامد طبیعی می توان شتاب وارده به جرم معیار را اندازه گرفت. به علاوه، بر روی دو طرف نوسانگر، لایه ای از ماده ی پیزوالکتریک قرار گرفته است که با اعمال ولتاژ به آن می توان عملکرد حسگر را بهبود بخشید. در ابتدا، معادلات حاکم بر نانوحسگر با استفاده از اصل همیلتون به دست می آیند که شامل نیروهای برقی ایستایی (الکترو استاتیک) با اثر میدان فرینج، میرایی، پیزوالکتریک، کزیمیر و غیرخطی ناشی از اثرات کششی است. در ادامه، معادلات با روش عددی انتگرال گیری مستقیم حل شده اند. عملکرد نانوحسگر از طریق نتایج شبیه سازی بررسی شده که شامل عملکرد دینامیکی ابزار، حساسیت، تفکیک پذیری، پهنای باند، برد دینامیک و مقاومت سازه ای می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهند که ابزار پیشنهاد شده می تواند در اندازه گیری امواج فروآوا و بسامد پایین زمین صوتی، عملکرد بهتری در مقایسه با حسگرهای تجاری ریز و کلان (میکرو و ماکرو) داشته باشد.
    کلیدواژگان: نانوحسگر، رصد زمین لرزه، دینامیک غیرخطی، بازآوایشگر، شیوه مقیاس های زمانی چندگانه، فراآوایی، زمین صوتی
|
  • A. Adelnia, M. Mokhtari, Dizaji*, S. Hoseinkhani, M. Bakhshandeh Pages 1-8
    In this study, the effect of single and dual-frequency sonication on cell death of B16-F10 melanoma cells is investigated at constant temperature. Here, 20 groups were studied. The test groups consisted of: control and sham, 40 kHz (intensity: 0.24 W/cm2), 1 MHZ (intensity: 0.5 W/cm2) and the dual frequency groups which each frequency group included seven subgroups of 30, 120, 60, 150, 300, 600 and 1200 s. Cell viability was measured by MTT assay. The result demonstrated that the cell viability for 40 kHz with 30 s sonication time was 96%, which decreased to 6% by increasing the sonication time up to 1200 s. In dual frequency, cell viability decreased in all subgroups, and its amount ranges from 95% at a sonication time of 30 s to 3% at 1200 s sonication time. The same process happens for 1 MHz frequency with a lower relative slope (97% to 15% when sonication time increased from 30 s 1200 s). Ultrasound waves caused the B16-F10 melanoma cell death in constant temperature. Dual frequency sonication caused more cell death especially at higher sonication time, possibly due to cavitation.
    Keywords: Ultrasonic wave, Dual frequency sonication, B16-F10 melanoma cell, Cell death, ultrasound
  • F. Zahedi Salangooch, M.R. Housaindokht*, R. Jalal, A. Nakhaeipour, R. Izadi Najafabadi Pages 9-20
    In this study, the effect of low-frequency ultrasound on the structure and activity of urease enzyme has been investigated. For this purpose, the enzyme was exposed to ultrasound with 20 kHz frequency at different time intervals. The urease enzyme was immobilized on the surface of magnetic nanoparticles (Fe2O3), and activated silica gel with 89% and 66% efficiency respectively. The enzyme activity, kinetic parameters, optimum pH and temperature were determined for free and immobilized enzymes at different conditions. The structure change of free enzymes caused by ultrasound was vreified by fluorescence and UV spectrum. The activity of enzyme was amplified in the presence of ultrasound. A reduction in the activity and Vmax and an increase in Km were observed for both free and immobilized enzymes on the activated silica gel after ultrasound treatment. While, ultrasound had no effect on the immobilized enzymes on the magnetic nanoparticles.
    Keywords: Urease, Ultrasound wave, Enzyme immobilization, Fe2O3 magnetic nanoparticle, Silica gel
  • M.R. Khalilabadi*, H. Shahmirzaeei Pages 21-28
    Porous materials have good acoustic damping characteristics over a wide frequency range. As for sound waves, many small-scale pores in the coating materials can convert underwater-coating to rough surfaces. The main property of porous absorbents is their resistance against incident sound wave that leads to damping effect. From a physical point of view, damping occurs due to friction between fluid molecules inside the cavity and absorbent structure. In this study, the acoustic properties of porous absorbents with different porosity levels have been evaluated using different mathematical models. These models use one or more parameters of materials for calculating acoustic characteristics. In all of these models, materials are considered as equivalent fluid and reactionary characteristics have not been into account.
    Keywords: Sound absorption, Porous absorbent, Porosity, Acoustic characteristic
  • M. Bahreinimotlagh*, R. Roozbahani, M. Eftekhari, M.J. Zareian, A. Farokhnia Pages 29-38
    Underwater acoustics is widely used in many applications, such as oceanography, marine biology, hydrography, fishery, etc. Different models are introduced to simulate the underwater acoustic propagation in the oceans and the seas. In this study, the Ray Theory model is used to simulate the acoustic wave propagation in a shallow-freshwater river (Gono River) located in western part of Japan. The Fluvial Acoustic Tomography System (FATS) evaluated the accuracy of the model estimations. The vertical sound speed profiles were measured by a CTD in the five positions and they were used as the model inputs. The simulation results showed two main groups of acoustic waves that propagated in different paths. The reasons were because of the riverbed topography and the flow velocity. Whilst, in the sea and the ocean, the temperature/salinity gradient and the existence of internal waves are the reasons of the acoustic propagation in different paths. The lag time between the arrival time of two ray groups was 0.5 msec. The FATS transducers were deployed on both sides of the river, where, the transmission length was set to 294.629 m and the central acoustic frequency was set to 30 kHz. Finally, the FATS measurements confirmed the model results.
    Keywords: Underwater acoustic wave propagation, Ray theory, Shallow-freshwater river, FATS
  • A. Ghasemi Yeklangi, S. Esmaeelzadeh Khadem* Pages 39-45
    Transparent acoustic sensors and actuators are a new generation of acoustic transducers that can create an evolution in the microphone and loudspeakers industries. These transducers with properties like transparency, flexibility, flatness, very low weight and thickness have a great potential for various applications like public speakers, active noise cancelation systems, displays, cell phones and hidden microphones. In this investigation, fabrication of a prototype of these transparent transducers was the goal. In this research with coating multi wall carbon nanotube on PVDF substrate, a transparent acoustic sensor and actuator system was fabricated and characterized. After production of Carbon nanotube dispersed solution and surface modification of PVDF substrate, dip coating method was used for coating of CNTs on substrate. A coating with 75% transparency and surface resistance of 2.2 kΩ/sq was created. Then the fabricated transducer was tested in an anechoic chamber and results were compared with those of earlier researches. The fabricated transducer produced 58 dB sound under excitation with 25 V white noise.
    Keywords: Acoustic sensor, actuator, Carbon Nanotube, Flexible loudspeaker
  • M. Rahmati Ahmadabadi*, S. Esmaeelzadeh Khadem Pages 46-59
    In this paper, design and performance analysis of a resonance nanosensor for earthquake low frequency geoacoustic waves detection is proposed. The model comprises of a proof mass suspended to the substrate, and a nanobeam attached to the intersection of the proof mass to the substrate. The nanobeam could be cosidered as a clamped-clamped nanoresonator actuated electrostartically. The induced accelaration to the proof mass could lead to an axial tensile or compression force in the nanoresonator. The axial induced force could change the system stored potential energy and result in the shift of the resonator natural frequncy. Measuring the frequncy shift of the resonator, could lead to the estimation of the applied accelaration to the proof mass. Furthermore, the nanobeam is laminated between two piezoelectric layers wich applying voltage to them could improve the perfomance of the nanosensor. Governing equations are obtained using Hamilonian’s principle that considers the main sources of nonlinearity including electrostatic fringing field effect, piezoelectric and casimir force, and stretching effect. The equations are solved using numerical and analytical methods. The simulation results are being used to investigate the nanosensor performance charactersitics including the device dynamic response, resolution, sensitivity, bandwidth, dynamic range and the structural resitance. The results show that the proposed nano accelerometer could have a better performance compared the existing micro and macro earthquake detection devices measuring geoacoustic infrasonic and low frequency waves.
    Keywords: Nanosensor, Earthquake detection, Nonliear dynamics, Resonator, Multiple time scales method, Infrasonic, Geoacoustic