دانلود پایان نامه نانوسنسورها و بیوسنسورها

سنسورها از نظر کیفی مرحله جدیدی را در استفاده هر چه بیشتر از همه امکاناتی که توسط علم میکروالکترونیک به وجود آمده است ، بویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کنند. سنسورها رابط بین سیستم کنترل الکتریکی از یک طرف و محیط، عملیات، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. در گذشته تکامل سنسور قادر به هم گامی با سرعت تکامل در صنعت میکروالکترونیک نبوده است. در واقع ،در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین 3 تا 5 سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزان تر از عناصر اندازه گیری کننده ای (سنسورهایی) بود که آنها احتیاج داشتند یک مانع جدی درازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره ی وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلاقی بین علم میکروالکترونیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن بر طرف شود. به این دلیل، امروزه سنسورها بعنوان یکی از عناصر کلیدی جهت تکامل پیوسته و شتابان علم میکروالکترونیک شمرده می شوند.

کار تحقیقاتی و تکاملی گسترده در شاخه های مختلف تکنولوژی سنسور درسطح بین المللی آغاز شد. حاصل این فعالیت آن است که امروزه تجارت سنسور از بالاترین نرخ های رشد سالانه بهره مند می باشد. از انجایی که سنسورها وسیله ی اساسی برای به دست آوردن همه اطلاعات لازم در رابطه با وضعیت های مختلف عملیات و محیط هستند، بنابراین آنها باب امکانات کاملاً جدیدی را به روی اتوماسیون طیفی از عملیات درصنعت، منزل، کارخانه ، کاربردهای طبی و سایر بخشها می گشایند. بعنوان مثال کارخانه های تماماً اتوماتیک و مجتمع آینده تنها می تواند به کمک سنسورها تحقق یابد اگر چه سنسورها به همراه علم میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات یک گام مهم روبه جلو را عرضه می دارد لیکن این تنها اولین قدم است. در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود، بعنوان مثال به شکل پردازشگر ها، حافظه ها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال با تقویت کننده ها ، برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند. در عین حال، سنسور باید یک خروجی الکترونیکی تولید کند که به آسانی پردازش می شود در حالت ایده آل این سیگنال به شکل یک سیگنال دیجیتالی سازگار با باس می باشد. همچنین احتیاج به کاهش وزن و حجم وجود دارد.

دومین گام عبارت است از اتصال سنسور - سیستم میکروالکترونیک – مکانیکی می باشد. اطلاعات حاصل شده توسط سنسور در رابطه با حالت یا پیشرفت یک پروسه با عبور از یک طبقه ی پردازشگر سیگنال الکترونیکی وارد بخش مکانیکی شده و به پروسه بازخورانده می شود زنجیره سنسور- سیستم میکروالکترونیک- بخش مکانیکی تنها در صورتی کار می کند که همه ی خطوط رابط سازگار باشند این امر منجربه توصیف یک معیار مهمتر بویژه تا جایی که به سنسور مربوط است می شود علی رغم آگاهی گسترده در رابطه با اهمیت سنسور بعنوان یکی از عناصر کلیدی در فراینداتوماسیون ، کسب اطلاعات جامع و مقایسه ای درباره وضعیت تکنولوژی سنسور پیشرفت های حاصل شده در این زمینه مشکل است این امر دارای چند دلیل زیر است:

فصل اول - سنسورها

1-1 مقدمه. 2

1-2 تعریف سنسور4

1-3 ساختار کلی یک سنسور4

1-4 خصوصیات سنسورها5

1-5 انواع ممکن از سیستم سنسور5

1-6 تکنیک هایی در تولید سنسور:6

1-7 انواع سنسورها:7

1-7-1 سنسورهای شیمیایی:7

1-7-1-1 انواع طرح:9

1-7-2 سنسورهای گازی.. 11

1-7-2-1 سنسورهای گازی TGS ( آشکارسازهای گازهای تراوش سمی و منفجره)12

1-7-2-2 عملکرد این سنسور13

1-7-3 سنسورهای آنزیم.. 15

1-7-4 بیوسنسورها15

1-7-5 نانو سنسورها16

1-7-6 سنسور رطوبت... 16

1-7-7 سنسورهای فیبر نوری.. 17

فصل دوم- نانوسنسورها و بیوسنسورها

2-1 بیوسنسورها21

2-1-1 مقدمه. 21

2-1-2 تعریف و تئوری بیوسنسورها22

2-2 نانو سنسورها32

2-1 مقدمه. 32

2-2 -2ساختار نانوسنسورها36

2-2-2-1 استفاده از نقاط کوانتومی در تولید نانوسنسورها36

2-2-2-2 استفاده از نانو لوله ها در تولید نانو سنسورها38

2-2-2-3 استفاده از نانو ابزار در تولید نانوسنسورها46

2-2-3 اقتصاد نانو سنسورها46

2-2-3-1 مشکلات و موانع پیشرفت بازار نانو سنسورها49

2-2-4 نگاهی به طراحی یک نوع از نانوسنسورها51

2-2-4-2 آرایش نانوسنسورهای سیمی.. 53

2-2-4-3 جزئیات طراحی.. 55

2-2-5 انواع نانوسنسورها58

2-2- 5-1 نانوسنسور ویروسی.. 58

2-2-5-2 نانوسنسورهای pebble59

2-2-5-3 نانو سنسورهایی برای پایش گلوکز. 59

2-2- 5-4 نانوسنسورهای لیزری.. 60

2-1-3 انواع بیوسنسورها61

2-1-3-1 نانو ذرات بیو در بیوسنسور61

2-1-3-1-2 بیوسنسورهای نوری.. 62

2-1-3-2 نانوسیم، نانوفیبرو نانو پروب... 66

2-1-3-3 نانولوله های کربن.. 68

2-1-3-4 بیوسنسورها بر اساس تجمع یافته مولکولی یا بیو تقلیدی.. 71

2-1-3- 5 بیوسنسور نانوتعالی کوارتزی.. 72

2-1-3-6 بیوسنسور دارای میکروسوزن.. 72

2-1-3-7 بیوسنسورهای نوری.. 73

2-1-3-8 بیوسنسور mRNAنوری جدید. 73

2-1-3-9 بیوسنسورهای ناپیوسته. 74

2-1-3-10 بیوسنسور سوئیچ کانال یون.. 76

2-1-4 تکنولوژی رزنانس پلاسمون سطح.. 78

2-1- 5 مزایا و معایب بیوسنسورها80

2-1-6 مدلسازی و تئوری بیوسنسورها89

2-1-7 اجزاء بیوسنسورها91

2-1-7-1 آنالیت ( سوبسترا)93

2-1-7-2 عناصر بیولوژیکی.. 94

2-1-7-3 مبدل.. 102

2-1-8 روش های پرینت غربالی برای تولید بیوسنسور108

2-1- 8-1 مقدمه. 108

2-1-8-2 تکنولوژی پرینت غربالی.. 110

2-1-8-3 مواد و روش ها110

2-1-8-4 کاربردها در زمینه کنترل فرآیند زیستی آنالیز ماده غذایی.. 116

2-1-9 مدلسازی سینتیکی برای بیوسنسورها117

2-1-9-1 سینتیک آنزیمی.. 118

2-1-9-2 الکتروشیمیایی پایه:119

2-1-9-3 مدلسازی.. 120

2-1-9-4 ساده سازی فرضیات... 121

1-9-5 بررسی و تحقیق آزمایشگاهی مدل های سینتیک آنالیزی.. 123

2-1-9-6 مدلسازی سینتیک در انواع دیگری از بیوسنسورها124

2-1-10 تولید پروتئین برای بیوسنسورها125

2-1-10-1 مهندسی پروتئین منطقی.. 127

2-1-11-2 تکامل (فرایند موتاسیون و انتخاب طبیعی )جهتدار:127

2-1-11-1 جهش ژنی تصادفی.. 129

2-1-1-2 باز ترکیب... 130

2-1-1-3 ساختمان عملکرد غربالگری.. 132

2-1-12 خصوصیات عملکردی ژن های جهش یافته. 136

2-1-13 نتیجه گیری ملاحظات... 137

2-1-14 اقتصاد بیوسنسورها138

2-1-15 آینده بیوسنسورها144

فصل سوم- کاربردها

3-1 کاربرد بیوسنسورها147

3-1-1 سنسورهای شیمیایی موج صوتی.. 148

3-1-2 حس کردن بیومولکولها و سلولها148

3-1-3 غربال زنی دارو149

3-1-4 شاخصهای زیستی تشخیص.... 150

3-1-5 شناسایی پاتوژن ( عامل بیماریزا)151

3-1-6 کاربرد بیوسنسور درصنایع غذایی.. 158

3-1-6-1 کنترل کیفیت و نظارت بر فرایندهای تولید به صورت آنلاین.. 159

3-1-6-2 اندازه گیری ترکیبات مواد غذایی مانند کربوهیدارت ها160

( گلوکز، لاکتوز، گالاکتوز و غیره) واسیدهای آمینه. 160

3-1-6-3 اندازه گیری آلاینده ها مانند آفت کش ها، آنتی بیوتیک ها، فلزات سنگین و سموم. 161

3-1-6-4 اندازه گیری سریع باکتریهای بیماریزای غذایی.. 161

3-1-7 نیاز بیوسنسورها در صنایع غذایی و تحقیقات غذایی.. 165

3-1-7-1 مقدمه. 165

3-1-7-2 آنالیز پروکسیمات... 166

3-1-7-3 برچسب گذاری تغذیه ای.. 168

3-1-7-3 مواد معدنی.. 170

3-1-7-4 پسماند های آفت کش.... 173

3-1-7-5 عوامل ضد تغذیه ای و سمی که بطور طبیعی رخ می دهند.175

3-1-7-6 پروسه ی تغییرات... 177

3-2 کاربرد های نانو سنسورها185

3-2-1 وجود الگوی کاربرد برای سنسورها در هر بخش از صنعت... 194

3-2-2 جستجوی سموم و مواد مخدر در بدن.. 196

3-2-2-1 اندازه گیری مورفین با پلیمرهای قالب مولکولی.. 196

3-2-2-2 اندازه گیری الکل.. 197

3-2-2-3 اندازه گیری میکروسیستین.. 198

3-2-3 ردیابی و اندازه گیری گازها198

3-2-3-1 ردیابی و اندازه گیری گازهای سمی با استفاده از نانولوله ها198

3-2-3-2 ردیابی و اندازه گیری گازهای انفجاری به کمک حسگرهای نانو ذرات... 200

3-2-3-3 استفاده از بینی الکترونیکی در تشخیص گازها200

منابع و مآخذ. 201

 

دریافت فایل

---

جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید