شهر هوشمند، فرصت تجاری ۱.۵ تریلیون دلاری

[ad_1]

شهر هوشمند, فرصت تجاری ۱ ۵ تریلیون دلاری

در دهه های پایانی قرن گذشته, سیاره ما به دو شاهکار بزرگ دست پیدا نموده است جمعیت انسانی زمین که از مرز ۷ میلیارد نفر گذشت و این در حالی است که برای اولین بار در تاریخ, ۵۰ از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می کنند


ماهاتما گاندی درجایی گفت: “هند در چند شهرش خلاصه نمی‌شود، بلکه از ۷۰۰۰۰۰ روستایش هویت می‌گیرد”.


ممکن است این جمله برای آن دوره از زمان درست بوده باشد؛ اما امروز، دیگر این‌گونه نیست.


باوجود ساکنان ۳۰ شهرستان که هر دقیقه به‌سرعت از روستاهای هند به‌سوی شهرها راهی می‌گردند، تا پایان این قرن، روستای زیادی باقی نخواهد ماند.


در دهه‌های پایانی قرن گذشته، سیاره ما به دو شاهکار بزرگ دست پیدا نموده است: جمعیت انسانی زمین که از مرز ۷ میلیارد نفر گذشت و این در حالی است که برای اولین بار در تاریخ، ۵۰% از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می‌کنند.


• انتظار می‌رود تا پیش از سال ۲۰۲۵، میزان شهرنشینی تا ۶۰% افزایش پیدا نماید.


• تا پیش از سال ۲۰۲۵، در بین کشورهای توسعه‌یافته غربی، میزان افزایش شهرنشینی به سطح ۸۰% خواهد رسید.


شهرنشینی به حدی اهمیت یافته که بعضی شهرها مثل بروکسل، سئول، بوگوتا و … مهم‌تر از کشورهایشان شده‌اند و ۴۰% از تولید ناخالص داخلی GDP را از آن خود نموده‌اند.


انگلستان تمام تلاش‌های خود را در جهت ایجاد تمرکز بر گرایش به شهرنشینی و شهرها به‌عنوان قطب‌های رشد، آغاز نموده است که نتیجه آن، ایجاد یک وزارت جدید به نام “وزیر شهرها” بوده است. این شخص وظیفه دارد که پتانسیل اقتصادی شهرها را بالفعل نماید؛ به این صورت که به آن‌ها آزادی و توانمندی بیشتری داده، تا پتانسیل‌های خود را آشکار نمایند.


با جمع شدن ما در شهرها، این موضوع اهمیت بالاتری پیدا می‌نماید که شهرهایی نه‌تنها سبز، بلکه کارآمد بسازیم.


اگر مثال‌هایی از شهرهای دوستدار محیط‌زیست را ارائه نماییم، خواهید دید که در این میان، چندین شهر بر جنبه‌های خاصی که به کارایی‌شان کمک نموده است، تمرکز کرده‌اند که غالباً در بخش‌های حمل‌ونقل، انرژی و مدیریت پسماند بوده است.


برای مثال، شبکه‌های هوشمند در مدیریت انرژی هوشمند بسیار اثرگذار هستند.


• شرکت‌های بزرگ انرژی مثل GE شبکه‌های هوشمند را برای شهرهایی مثل آتلانتا از طریق بستر ابری Cloud Platform درازای پرداخت ماهانه ایجاد می‌نمایند.


درحالی‌که انرژی هوشمند، ضروری است، اما تنها جنه و نشانه یک شهر هوشمند نیست. در تحقیقات جامع اخیری که توسط شرکت فراست و سالیوان در خصوص ماهیت شهر هوشمند انجام‌شده است، چندین پروژه هوشمند سازی شهری و نوآوری‌های بکار گرفته‌شده در آنان را موردبررسی قرارگرفته و به تعدادی نقاط مشترک بین آن‌ها دست یافتند.


در این تحقیق، ۸ مؤلفه کلیدی یک شهر هوشمند Smart City را شناسایی‌شده است:


۱. حکمروایی هوشمند Smart Governance


۲. انرژی هوشمند Smart Energy


۳. ساخت‌وساز هوشمند Smart Mobility


۴. جابجایی هوشمند Smart Building


۵. زیرساخت هوشمند Smart Infrastructure


۶. تکنولوژی هوشمند Smart Technology


۷. مراقبت‌های بهداشتی هوشمند Smart Healthcare


۸. شهروند هوشمند Smart Citizen




ارائه یک تعریف از شهر هوشمند که حاوی تمام موارد فوق باشد، به کمی تلاش نیاز دارد، اما درنهایت این تحقیق تعریفی از شهر هوشمند را این‌گونه ارائه می‌نمایند: “شهرهایی که حداقل ۵ تا از ۸ مؤلفه هوشمندی فوق را دارا باشند”.


شهرهایی که تنها دو مؤلفه از مؤلفه‌های فوق را داشته باشند، شهرهای سازگار با محیط‌زیست یا دوستدار محیط‌زیست هستند، مانند شهر نیس در فرانسه.


چندین پروژه شهر هوشمند مثل شهر مصدر (شهرک مصدر در شهر ابوظبی و در کشور امارات که توسط شرکت انگلیسی فاستر و شرکا ساخته‌شده است و بر اساس به‌کارگیری انرژی سبز و تجدید پذیر طراحی‌شده است) وجود دارد؛ اما خیلی کوچک‌تر از آن هستند که بتوانیم به آن‌ها شهر واقعی بگوییم.


انتظار می‌رود که تا سال ۲۰۲۵، تعداد ۲۶ شهر هوشمند در جهان داشته باشیم که ۵ تا از ۸ مؤلفه فوق را دارا باشند که حدود ۵۰% از آن‌ها در اروپا و آمریکا شمالی واقع خواهند شد.


در بین ۲۶ شهر هوشمند شناخته‌شده، آمستردام یکی از پیشروترین‌ها در اجرای سیستم‌های هوشمند است که اغلب مؤلفه‌های ۸گانه فوق را در برنامه‌های مدنظر دارد و پروژه‌های آن‌ها غالباً در حوزه انرژی، حمل‌ونقل و شیوه حکومت(نحوه حکمرانی) انجام‌شده است. جالب‌ترین ویژگی آمستردام این است که یک کانال و مکانیسم رسمی ایجاد کرده که از طریق آن، چنین پروژه‌هایی می‌توانند الویت بندی(تسریع)، سرمایه‌گذاری و اجرا شوند. پروژه شهری آمستردام یک مدل ۵۰-۵۰ عمومی-خصوصی را دنبال می‌نماید که اتحادیه اروپا، مدیریت شهر و مشارکت‌کنندگان خصوصی در آن سرمایه‌گذاری و مشارکت می‌نمایند.




• تحقیق فراست و سالیوان یک بازار بالقوه ترکیبی ۱.۵ تریلیون دلاری در جهان در بازار شهر هوشمند در بخش‌های انرژی، حمل‌ونقل، مراقبت‌های بهداشتی، ساخت‌وساز، زیرساخت و حکمرانی، تخمین میزند.




اگر این عدد را با تولید ناخالص ملی کشورها در سال ۲۰۱۴ مقایسه نمایید؛ این عدد بالاتر از درآمد اسپانیا و در رده ۱۲ ام جهان قرار می‌گیرد. با توجه به پتانسیل بسیار زیاد موجود، چالش اصلی پیش رو، یافتن سرمایه‌گذار و ارتقاء مدل صحیح تجارت است.


به این دلیل که شهرهای زیادی در دنیای غرب، پول آماده برای اجرای پروژه‌هایی در اندازه بسیار عظیم ندارند! ازاین‌رو، شرکت‌ها به همراهی مدیریت شهرها و به کمک ۴ مدل اصلی، می‌توانند به این بازار وارد شوند:


۱. ساختن-تملک-بهره برداری (BOO)


۲. ساختن- بهره برداری-انتقال (BOT)


۳. ساختن- بهره برداری-مدیریت (BOM)


۴. مدل کسب‌وکار باز (OBM)


تحقیق فاستر و شرکا نشان می‌دهد که با توجه به میزان انعطاف‌پذیری موجود در بسترهای نرم‌افزاری(ابری)، انتظار می‌رود که مدل کسب‌وکار باز، نوآوری‌های بیشتری را در برداشته باشد. اینجاست که برنامه ریزان شهری به هر شرکت یا سازمان تجاری واجد شرایط اجازه می‌دهند تا خدمات و زیرساخت‌های شهری را مهیا نمایند.


اما برنامه‌ریزی شهری الزامات و قواعدی را تحمیل خواهد نمود. به‌علاوه بازار به طرز جالبی از طریق رقابت و ائتلاف شکل می‌گیرد. مشارکت‌کنندگان در بازار شهر هوشمند، از یک تا چهار نقش بر عهده می‌گیرند:


۱. متولی (ارائه‌دهندگان خدمات End-To-End)


۲. متصدی شبکه (ارائه‌دهندگان خدمات ارتباطی و M۲M)


۳. فروشندگان محصول(ارائه دهنگان سرمایه و سخت‌افزار)


۴. ارائه‌دهندگان خدمات مدیریت‌شده (برون‌سپاری نظارت بر کار مدیریت /اجرای راه‌حل‌های هوشمند/خدمات)




جدول زیر، بیان‌کننده‌ی نقش‌ها و ایفاء کنندگان متفاوت این نقش‌ها است:


انواع سهامداران در شهر هوشمند


برای هر مشارکت‌کننده در شهر هوشمند، چهار نقش متفاوت می‌توان قائل شد


متولی/متولیان پروژه هستند که چند بخش از شهر هوشمند را از طریق بسترهای نرم‌افزاری از پیش فراهم‌شده، گرد هم می‌آورند( به یکدیگر متصل و باهم هماهنگ می‌سازند) که منجر به ایجاد یک اتحاد، تفکر کل‌نگر و End۲End در این بخش‌ها می‌گردند.


ارائه‌دهندگان خدمات شبکه/شبکه‌های اشتراکی، تحلیل داده و راه‌های سرمایه‌گذاری را پیشنهاد می‌دهند که افراد، دارایی‌ها، سیستم‌ها و محصولات را از طریق اهرم شبکه و قابلیت M۲M، مرتبط می‌سازد.


فروشندگان محصولات خالص Pure-Play/” سرمایه‌های سخت” مثل کنتورهای هوشمند و دستگاه‌های توزیع‌کننده هوشمند (سویچ‌های خودکار، کنترل‌کننده ذخیره‌سازهای خازنی و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ) که به‌عنوان گره‌های اصلی ارتباطات فعالیت می‌کنند را فراهم می‌نمایند.


ارائه‌دهندگان خدمات مدیریت‌شده/کنترل۲۴ ساعته، مدیریت کامل و مشاوره در محل را پیشنهاد می‌دهند. این خدمات در خانه، یا با مدیریت اشتراکی و یا با برون‌سپاری ارائه می‌شوند(از طریق شخصیت ثالث).




توسعه شهرهای هوشمند در جهت توسعه شهری، بزرگ‌ترین اقدام در دهه آینده است که موجب هدایت و مدیریت تقاضا در جهت پاسخگویی، ذخیره‌سازی، شبکه‌هایی باانرژی چندگانه، دستگاه‌های هوشمند و مدل‌های جدید تجارت می‌گردد.


چارلز دیکنز ، قرن ۱۸ام را به‌عنوان “داستان دو شهر” تصویر کرده است (لندن و پاریس) ؛ درحالی‌که شاید قرن ۲۱ام، داستان شهرهای هوشمند باشد.


تیم مشاوران مدیریت ایران


منبع : این مقاله بر پایه تحقیقات فراست و سالیوان،۲۰۱۳ بر”تحلیل فرصت استراتژیک بازار شهر هوشمند جهانی” توسط تیم مشاوران مدیریت ایران ارائه شد.




http://www.iranmct.com/news/

[ad_2]

لینک منبع

۱۰ صدای آزاردهنده

[ad_1]

۱۰ صدای آزاردهنده

به نظر شما آزاردهنده ترین صدا چیست از صدای گریه بچه گرفته تا کشیدن ناخن روی تخته سیاه, صداهایی در زندگی روزمره ما وجود دارد که به قول معروف روی اعصاب آدم راه می روند


به نظر شما آزاردهنده‌ترین صدا چیست؟ از صدای گریه بچه گرفته تا کشیدن ناخن روی تخته سیاه، صداهایی در زندگی روزمره ما وجود دارد که به قول معروف روی اعصاب آدم راه می‌روند.




محققان فهرستی از ۴۷ صدای آزاردهنده تهیه کردند و با همکاری تعدادی داوطلب، اثر نامطلوب این صداها بر مغز را با استفاده از اسکن مغزی بررسی کرده و در انتها به ده صدایی که بیش از همه عذاب آور بود، رسیدند. تمام این صداها فرکانسی بین ۲۰۰۰ تا ۵۰۰۰ هرتز دارند.




۱ـ استفراغ: شنیدن صدای استفراغ حال آدم را ناخودآگاه بد می کند. صدای استفراغ، بسیار تهوع آور است زیرا ذهن، آن را بسرعت تداعی می کند. تخلیه مواد از درون بدن به بدترین شکل ممکن، بسیار نفرت انگیز و منزجرکننده است. درواقع در مطالعه اینترنتی دیگر که ۳۸۳۰۰۰ نفر در آن شرکت کرده بودند داوطلبان بین شنیدن ۳۴ صدای ناخوشایند، استفراغ را از همه بدتر می دانستند. جالب این که ویژگی های صوتی استفراغ نفرت انگیز نیست. صدای آن اصلا تیز و دلخراش نیست بلکه با احساسی در ارتباط است که موارد منزجرکننده را به یاد فرد می آورد. پستانداران این احساس را بخوبی می شناسند و برای آنها این مهارت ضروری است زیرا به این وسیله از خوراکی های مسموم دوری می کنند.




۲ـ انعکاس صدای میکروفن: وقتی صدای بلند انعکاس میکروفن را می شنوید آیا فقط موهای پشت گردن تان سیخ می شود یا می خواهید انگشت تان را به درون گوش هایتان فرو کنید؟ از تمام صداهای تیزی که در آزمایشگاه تولید شده است، این صدا از همه بلندتر و تیزتر است و وقتی از سوی محققان دانشگاه سالفورد آزمایش شد از نظر وحشتناکی رتبه دوم را به خود اختصاص داد.




۳ـ کشیدن ناخن روی تخته سیاه: این صدای سایش با صداهای تیز مرتبط است. اما تنها صدای تیزی آن نیست که عذاب دهنده است بلکه بسیار خشن نیز هست. بازسازی صدای کشیدن ناخن روی تخته سیاه به وسیله ضبط بسیار مشکل است زیرا بسیاری از بررسی های آزمایشگاهی تولید این صدا به وسیله دستگاه های صوتی را کمتر از صدای سایش ناخن روی تخته سیاه آزاردهنده می دانند. اما این صدا به نظر خیلی ها بدترین صدایی است که می توانند بشنوند.




۴ـ صدای کشیدن کارد روی یک بطری: در بررسی انجام شده و بررسی های محققان در مدرسه پزشکی نیوکاسل، صدای خراشیدن شیشه بطری به وسیله کارد بسیار آزاردهنده تر از کشیدن ناخن روی تخته سیاه است. دیگر صداهایی از این دست که عذاب دهنده هستند ترمز قطار روی ریل راه آهن، جیغ ترمز خودرو و کشیدن یک چنگک فلزی روی تخته سنگ است.




۵ ـ جیغ زن ها: صدای جیغ یک زن حتی از صدای گریه بچه ها هم ناراحت کننده تر است. به طور تکاملی این صدا در قبایل انسانی هشداری مبنی بر وجود خطر بوده است و بیشتر مواقع یا برای جلب کمک از آن استفاده می شود یا عقب راندن موجود مخاطره آمیز. از طرفی هنگام بررسی ها برخی از داوطلبان با شنیدن صدای جیغ یک زن لبخند می زدند زیرا آنها به یاد فیلم های ترسناک می افتادند. این موضوع دلیل محکمی بر این است که ارتباط های فرهنگی می تواند اثرات هشداردهنده یک جیغ تیز و آزاردهنده را براحتی از میان بردارد.




۶ ـ صدای گریه بچه: موضوع تکامل ما را به برخی صداهای ویژه چون صدای گریه یک بچه حساس کرده است . طیف صوتی گریه کودک ترکیبی از فرکانس های ۲۰۰۰ تا ۴۰۰۰ دور در ثانیه است. این فرکانس ها بسیار تیز شنیده می شوند و ویژگی صوتی ناخوشایندی دارند. دلیل تکاملی حساس تر بودن به صداهای تیز و خشن این است که ما به صدای جیغ و دلخراش انسان ها و گریه کودکان واکنش نشان داده و دست به کار کمک شویم و جلوی مشکلات احتمالی را بگیریم.




۷ ـ ووووزلا: ووووزلا (vuvuzela) یا لپاتاتا (lepatata) نام شیپوری است که در استادیوم های فوتبال استفاده می شود و حدود یک متر طول دارد. وووزلا صدای بلند و یکنواختی ایجاد می کند که شبیه صدای فیل و بسیار جنجال برانگیز است و می تواند به شنوایی بازیکنان و مربیان آسیب برساند. این شیپور در فاصله یک متری از گوش می تواند بیش از ۱۱۶ دسی بل صدا تولید کند. بنابراین می تواند به شنوایی انسان صدمه بزند. طراحی این شیپور مانند شاخ گوزن آفریقایی است. فیفا در سال ۲۰۰۹ با این بوق مشکل داشت و استفاده از آن را ممنوع اعلام کرد اما در رقابت های جام جهانی ۲۰۱۰ با این فکر که این شیپور نمادی از فرهنگ و سنت مردم آفریقاست دوباره آزاد شد. درهرحال کسانی که از طریق تلویزیون مشغول تماشای فوتبال هستند می توانند وقتی صدای این شیپور درآمد دکمه قطع صدا را فشار دهند و بازیکنان در زمین بازی هم از زبان اشاره استفاده کنند.




۸ ـ رعد: دلیل اصلی این که کودکان از صدای رعد می ترسند این است که ناگهان بسیار بلند شنیده می شود. صدای ترقه ها و شلیک گلوله ها نیز به همان اندازه بلند و ترسناک است. هر صدایی که بسیار بلند باشد می تواند آزاردهنده نیز باشد. حلزون گوش، اندام حسی شنوایی گوش میانی به وسیله صداهای بلند صدمه می بیند. زمانی که دامنه امواج صوتی در حلزون گوش به آستانه تحمل نزدیک می شود، موجب گوش درد می شود.




۹ ـ پارس سگ شرور: پارس سگ تقریبا همه ویژگی ها را در خود دارد. می تواند بلند و شگفت آور باشد و در ارتباط با خطر و تهدید است. ارتباط های ذهنی مردم به صدای پارس سگ به آنها حس بدی می دهد زیرا ذهن شان، آنها را به سمت خاطرات بد و ناخوشایند می کشاند. در حقیقت خود صدای پارس سگ به دلیل کیفیت خشن و دلخراش آن نیز آزاردهنده است. صداهای خشن بیشتر مواقع دلخراش حس می شود. صوت شناسان دلخراش بودن یک صدا را بر مبنای سرعت نوسان آن ـ ۲۰ تا ۲۰۰ بار در ثانیه ـ می سنجند و یک صدا باید به اندازه کافی نوسان داشته باشد تا شنیده شود و فقط به مقدار بلندی آن مربوط نمی شود.




۱۰ـ دستگاه های صوتی در شب: یکی از بیشترین شکایت های دریافت شده صدای بلند دستگاه پخش موسیقی یا تلویزیونی است که به وسیله همسایه ها در شب پخش می شود. برای کسانی که در مهمانی ها شرکت کرده اند شنیدن صدای موسیقی لذت بخش است اما برای دیگران غیرقابل تحمل می شود. زمینه و میزان کنترلی که مردم می توانند روی موضوعی داشته باشند، مقدار واکنش احساسی شان به آن مورد را تعیین می کند و صدای موسیقی که از دور شنیده می شود و دیگران نمی توانند روی آن تسلطی داشته باشند، آنها را حساس می کند. این صدا حتی اگر ملایم باشد بازهم عذاب آور است و دقیقا به همین دلیل است که کسی نمی تواند صدای چک چک شیرآب را تحمل کند.


BBC-Knowledge


مترجم: میترا بهاری

[ad_2]

لینک منبع

هر آن‌چه باید در رابطه با انرژی خورشیدی بدانید

[ad_1]

هر آن چه باید در رابطه با انرژی خورشیدی بدانید

مقدار انرژی گرمایی که زمین در تنها ۱ ساعت از خورشید دریافت می کند, از تمامی انرژی که ما انسان ها در طول یک سال مصرف می کنیم, بیشتر است دقیقاً به همین دلیل است که شرکت هایی چون گوگل یا IKEA, با قوایی بی سابقه وارد صنعت پنل های خورشیدی شده اند


انرژی خورشیدی پاک و فراوان و از همه‌ مهمتر رایگان است؛ بر خلاف سوخت‌های فسیلی تمام نمی‌شود، به طبیعت آسیبی نمی‌زند و مشکلی هم برای خرید و فروشش وجود ندارد. پس چرا نباید به آن اهمیت بدهیم؟ شاید بد نباشد به عنوان نخستین گام، ببینیم که انرژی خورشیدی واقعاً چیست و چطور می‌شود آن را از طریق سازه‌های ساخت بشر، ذخیره کرد و مورد استفاده قرار داد.




تابش‌های گرم خورشیدی، چگونه به وجود می‌آیند؟




اگر حالات ماده را به چهار نوع جامد، مایع، گاز و پلاسما تقسیم کنیم، ستاره‌ی خورشید از نظر حالت در دسته‌ی چهارم یعنی پلاسما قرار می‌گیرد. یعنی گازهای تشکیل‌دهنده‌ی آن چنان داغ و پرانرژی‌اند که از نظر ساختاری، به یون تبدیل شده‌اند. از نظر شیمیایی، سه چهارم جرم خورشید را هیدروژن و باقی‌مانده‌ی آن را هلیم و چند گاز دیگر (مانند اکسیژن، کربن و نئون) تشکیل می‌دهند.






اساس کار تولید گرما در خورشید، بر پایه‌ی واکنش‌های همجوشی هسته‌ای است؛ دانشی که در حال حاضر، امکان پیاده‌سازی آن در زمین وجود ندارد. وقتی هیدروژن و هلیم در یکدیگر جوش می‌خورند، بر اساس فرمول مشهور فیزیکدان نامی، آلبرت انیشتین، یعنی E=MC^۲، از تبدیل جرم به انرژی، مقدار زیادی گرما به صورت تابش، به اطراف پراکنده می‌شود؛ خلاء حاکم بر فضا را می‌پیماید و به اجرام اطراف، از جمله زمین می‌رسد.




چگونه انرژی خورشید را جمع‌آوری می‌کنیم؟




در بحث استفاده از انرژی خورشیدی، دو راهکار داریم: AV و PV




AV سرواژه‌ی انگلیسی “active solar” است و به جمع‌آوری انرژی از راه استفاده از پنل‌های خورشیدی یا مولدهای ترموالکتریک، گفته می‌شود. به این پنل‌های خورشیدی، پنل‌های فوتوولتائیک نیز گفته می‌شوند.




PV که مخفف “passive solar” است، ما را به طراحی خانه و ساختمان، به گونه‌ای که بیشترین‌ استفاده را از تابش‌های خورشید ببریم، دعوت می‌کند. ایجاد محیط‌های نورگیر یا استفاده از پنجره‌های بزرگ در این حیطه قرار دارد.




پنل‌های خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟




برای استفاده از انرژی خورشید و تبدیل آن به سایر صورت‌های انرژی، راه‌کار های زیادی پیشنهاد شده است. اوایل امسال بود که در مقاله‌ای، چند مورد از روش‌های کاربردی که توسط متخصصین دانشگاه هاروارد به آزمایش گذاشته شدند، را شرح دادیم. اختراعاتی چون دیودهای فروسرخ، دیودهای بالستیک یا مولدهای حرارتی که هر یک با مشکلاتی رو به رو بودند. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که در حال حاضر، بهتر است تمرکز خود را بر صفحات پوشیده شده با سلول‌های خورشیدی معطوف کنیم.






این صفحات از اثر فوتوالکتریک، بهره می‌برند (بله درست حدس زدید، شاهکاری دیگر از انیشتین، نظریه‌ای که در سال ۱۹۲۱، جایزه‌ی نوبل فیزیک را برای او به ارمغان آورد. جالب است که او هیچگاه جایزه‌ای برای نظریه نسبیت دریافت نکرد!). این پنل‌ها از مواد نیمه هادی درست می‌شوند و وقتی فوتون‌های نور (که دارای انرژی هستند) به این مواد برخورد می‌کنند، باعث جداسازی الکترون و به وجود آمدن جریان الکتریکی، می‌شوند. مقدار جریان ایجاد شده، به کارایی و کیفیت ساخت پنل بستگی دارد. مدل‌های تجاری رایج، تقریباً حدود ۲۰ درصد نور دریافتی را به انرژی تبدیل می‌کنند؛ در حالی که نمونه‌های خاص و گرانی که NASA در ماهواره‌هایش استفاده می‌کند، بازدهی ۴۰ درصدی دارند.




البته چند وقت پیش خبر رسید که IBM موفق به تولید نوعی گیرنده‌ی حرارتی شده که با متمرکز ساختن پرتوهای نور در مرکز یک دیش آینه نشان، با کارایی بیشتری، تا ۲۰۰۰ برابر روش‌های فعلی، انرژی تابشی خورشید را ذخیره می‌کند که البته این طرح هنوز تا تولید انبوه و تجاری، فاصله‌ی زیادی دارد.




به‌ هرحال، تحقیقات هنوز ادامه دارد و خبرهای خوش و نویدهای پیشرفت، گاه و بیگاه از راه می‌رسند.




چرا باید به سراغ انرژی خورشیدی برویم؟




در قطب جنوب و مناطق یخ زده آلاسکا، عذر مردم برای چشم‌پوشی از این منبع خدادادی پذیرفتنی است؛ اما در مناطقی که در ۶ ماه سال، از آفتابی گرم و سوزان بهره می‌برند(!) عدم استفاده از آن، اسراف نعمت‌های خداوندی است و توجیهی ندارد. در آمریکا، دولت تصمیم گرفته تا با کاهش مالیات بر خرید پنل‌های خورشیدی در ایالت‌های گرمسیری، شهروندان را به خرید آن‌ها ترغیب کند. در برخی کشورها مانند استرالیا، صدها مزرعه بزرگ خورشیدی راه‌اندازی شده است. حتی بر روی سقف کاخ سفید، مقر سران ایالات متحده هم، پنل‌های خورشیدی نصب شده تا برق وسایل روشنایی را فراهم کنند.








شرکت‌های بزرگ مانند گوگل یا اپل که به علت داشتن کاربران میلیونی و ترافیک بسیار سنگین اینترنتی، ناگزیرند هزینه‌های زیادی را برای تأمین انرژی مورد نیاز دیتاسنترهای عظیم‌شان خرج کنند، روی به انرژی‌های پاک و ارزان مانند انرژی خورشیدی آورده‌اند و با تأسیس مزرعه‌هایی از پنل‌های خورشیدی، برق مصرفی‌شان را تأمین می‌کنند. مانند دیتاسنتر بزرگ اپل در منطقه مِیدن در صحرای نوادا. (البته گاهی هم این شرکت‌ها برای فرار از هزینه‌های سرمایش و خنک‌سازی دیتاسنترها، به مناطق قطبی پناه می‌برند)




حتی سعی می‌شود خانه‌های مدرن، به گونه‌ای ساخته شوند که بخشی از انرژی مورد نیاز وسایل منزل، با کمک انرژی خورشید تأمین شود. صنعت هواپیما‌سازی هم دارد اندک اندک به استفاده از این گرمای رایگان روی می‌آورد. مانند شرکت Solar Impulse که ادعا می‌کند می‌تواند هواپیمایی ۲۲۶۸ کیلوگرمی را را با کمک ۱۷۰۰۰ سلول خورشیدی، به پرواز درآورد؛ هواپیمایی که قادر است فاصله میان اقیانوس آرام تا اقیانوس اطلس را ۵ روزه بپیماید.




با همه گیر شدن خودروهای الکتریکی، می‌توان با استفاده از انرژی خورشید، وسایل نقلیه را شارژ کرد و برای همیشه از بنزین و آلودگی هوای ناشی از آن رهایی یافت. در آمریکا پروژه‌ای با سرمایه‌ی ۱ میلیون دلاری کلید خورده که قرار است بخش‌هایی به مساحت ۷۵۰۰۰ کیلومتر مربع از جاده‌های این کشور را با سلول‌های ۶ ضلعی و بسیار مقاوم خورشیدی بپوشاند و برق خانه‌های بسیاری را از این راه تأمین کند.




راه‌اندازی تجهیزات اولیه ممکن است هزینه داشته باشد؛ اما در دراز مدت، این هزینه‌ها جبران می‌شوند؛ چه از نظر مادی، و چه از نظر معنوی که همان حفظ و نگه‌داری از محیط زیست باشد. یکی از پیشگامان این تجارت در آمریکا، گوگل است که طیف وسیعی از محصولات خود را وارد بازار این کشور کرده.




بر اساس گزارشی، شهروندان در آمریکا می‌توانند با نصب صفحات خورشیدی، ۸۴ دلار در ماه و در نهایت ۲۰۱۶۰ دلار در طول ۲۰ سال پس‌انداز کنند. به هر حال، با توجه به منابع محدود سوخت‌های فسیلی، بشر مجبور خواهد شد که به منابع دیگر تولید انرژی روی بیاورد. اگر نیم نگاهی به آینده داشته باشیم، می‌بینیم که گزینه‌ای جز انرژی‌های پاک نخواهیم داشت. زیرا چه به دانش همجوشی هسته‌ای برسیم چه نرسیم، سوخت‌های هسته‌ای هم روزی تمام خواهند شد.




در این زمان، چه چیزهایی در خطر قرار دارند؟




سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی، باعث افزایش دمای زمین و هوای اطراف آن می‌شود. این گرمای اضافه می‌تواند صدمات بسیاری به وجود آورد. می‌تواند شرایط اقلیمی را تحت‌تأثیر قرار داده و باعث ناهنجاری‌های آب و هوایی شود. مثلاً در نقطه‌ای خشکسالی شود و در جایی دیگر طوفان‌های خسارت‌بار روی دهد؛ در حالی که در ناحیه‌ای دیگر به علت بارندگی‌های شدید و بی‌سابقه، سیل و طغیان راه افتاده است.




می‌تواند باعث ذوب‌شدن یخ‌ها و یخچال‌های قطبی شود که اثرات آن به صورت تغییر در میزان دسترسی مردم به آب شیرین و آب مورد نیاز برای کشاورزی، افزایش سطح آب دریاها، پیشرفت خط ساحلی به سمت خشکی و حذف بعضی از جزایر از صفحه‌ی زمین نمایان می‌شود.








دوده‌ی حاصل از سوختن سوخت‌هایی چون نفت و گازوئیل، باعث اسیدی شدن باران و آسیب به محصولات کشاورزی و سازه‌های ساختمانی مرمری و همچنین آثار ارزشمند باستانی می‌شود.




با اسیدی‌شدن آب اقیانوس‌ها، ساحل‌های مرجانی که زیست‌گاه هزاران جانور آبزی است، از بین می‌رود و میزان اکسیژن مورد نیاز برای بقای آنان به شدت پایین می‌آید. در نهایت ممکن است تأثیراتی هم بر کیفیت غذای انسان‌ها به وجود آید.




اصلاً چرا راه دور برویم؛ انرژی گران است! گران است و هر ماه بخش قابل توجهی از درآمد خانواده را به خود اختصاص می‌دهد (این امر در اکثر کشورهای جهان، خصوصاً اروپا و آمریکای شمالی صادق است)




پس چرا هنوز منتظریم؟




با این‌همه که گفتیم، هنوز موانعی سر راه است که نه تقصیر من است، نه شما. هنوز امکان تهیه صفحات خورشیدی برای همه وجود ندارد و قیمت آن‌ها هم برای شهروندان سطح متوسط خیلی از کشورها، بالا است. در کشورهای پیشرفته، برخی هنوز به امکانات موجود اعتماد ندارند و منتظرند تا صفحات خورشیدی از نظر کارایی و راندمان، توانایی‌های بیشتری بدست آورند. برخی هم مثل همیشه، بدنبال بهترین نسبت کارایی به قیمت‌اند و بی‌توجه به وضعیت نگران‌کننده‌ای که خانه‌ی بزرگ ما، یعنی زمین را تهدید می‌کند.




برای فراگیر‌شدن استفاده از این پنل‌ها، باید آن‌ها را بیش از پیش بهینه کرد و بهای‌شان را کاهش داد؛ همچنین میزان تولید را بالاتر برد تا بتوان دایره‌ی توزیع را بزرگ‌تر کرد. بهرحال وقتی بین یک انگیزه‌ی معنوی و محدودیت‌های مادی گیر بیافتیم، مانند همین موضوع، راهی جز تولید گازهای گلخانه‌ای بیشتر نداریم تا زمانی‌که شرایط بهتر شود.






اما در سطوح کلان که امکان اختصاص بودجه‌ی بیشتری داریم، حیف است که این منابع سرشار و ارزان را نادیده بگیریم. بیش از دو سوم خاک ایران را مناطق بیابانی و نیمه بیابانی تشکیل می‌دهند که حداقل در ۶ ماه سال، آفتاب با قدرتی بی‌نظیری بر آن‌ها می‌تابد. احداث توربین‌های بادی در مناطق مستعد، کاری قابل تقدیر است که تا کنون انجام گرفته؛ پس می‌توان مقصد بعدی را ایستگاه خورشیدی در نظر گرفت.

[ad_2]

لینک منبع

تولید سوخت گیاهی در پژوهشگاه صنعت نفت

[ad_1]

تولید سوخت گیاهی در پژوهشگاه صنعت نفت

سوختی که ما هر روزه از آن استفاده می کنیم, سوخت فسیلی است


سوختی که ما هر روزه از آن استفاده می‌کنیم، سوخت فسیلی است. یکی از مشکلات اصلی سوخت‌های فسیلی آلایندگی ناشی از آزاد شدن کربنی است که میلیون‌ها سال پیش در دل زمین زندانی شده بود. این موضوع همان طور که امروز دیگر واضح است، می‌تواند به آلودگی‌های زیست‌محیطی و گرمایش جهانی منجر شود. علت اصلی این موضوع به چرخه کربنی چند میلیون ساله آن مربوط است.




زمین و اتمسفر آن به گونه ای خلق شده که در یک فرآیند طولانی، کربن اضافه را که عامل اصلی گرمایش جهانی و به خطر افتادن حیات است فیلتر و در دل خود پنهان می کند. بیرون آوردن و سوزاندن این کربن به چند میلیون سال دیگر زمان نیاز دارد تا دوباره این پتوی کربنی جمع شده و گرمای کشنده دست از سر زمین بردارد.




با توجه به این مشکلات و رو به اتمام بودن سوخت های فسیلی در بسیاری از کشورها بناچار سوخت های گیاهی به جایگزینی برای سوخت های فسیلی تبدیل خواهد شد و با توجه به اهمیت این موضوع حتی کشورهایی که از ذخایر فسیلی برخوردارند نیز در این زمینه گام هایی برداشته اند.




در کشور ما نیز در این زمینه تلاش هایی انجام شده و در همین خصوص بتازگی از سوخت گیاهی تولیدی پژوهشگاه صنعت نفت رونمایی شده است.




با دکتر امیر ناصر احمدی ، رییس پژوهشکده علوم و فناوری های شیمیایی این پژوهشگاه درباره ضرورت استفاده از سوخت گیاهی و ویژگی های بیودیزل تولید شده در این پژوهشگاه گفت وگو کرده ایم.




سوخت گیاهی تولید شده در پژوهشگاه صنعت نفت براساس چه فرآیندی تولید شده است و ماده اولیه آن چیست؟




منابع اصلی که ما در تهیه این نوع بیودیزل از آن استفاده کرده ایم دانه های گیاهی و بخصوص دانه های روغنی خوراکی و پسماندهای روغنی بوده است. ما در تهیه این سوخت از پسماند روغن در بیمارستان ها و رستوران ها به عنوان یکی از منابع استفاده کرده ایم و هدفمان هم این بوده که بتوانیم این سوخت را از نوعی پسماند ارزانقیمت تهیه کنیم. فرآیند تهیه این سوخت واکنشی است تحت عنوان ترانس استریفیکاسیون با یک الکل که نتیجه این واکنش یک متیل استر است که این متیل استر با گازوئیل فرموله شده و به عنوان بیودیزل معرفی می شود.




آیا برای استفاده از این نوع سوخت لازم است تغییراتی در طراحی خودرو ایجاد شود؟




نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که ما باید حداقل تغییرات ممکن را در موتور خودرو و ویژگی های اصلی آن ایجاد کنیم. بنابراین، این کار باید به شیوه ای چندمنظوره انجام شود. یعنی باید وزارت نفت از یک سو و وزارت کشاورزی از سوی دیگر برای تامین خوراک دانه های روغنی، کارخانه های خودروسازی برای طراحی موتور و در نهایت سازمان محیط زیست برای بررسی میزان تاثیرپذیری که استفاده از این سوخت می تواند در سطح جامعه داشته باشد در کنار هم فعالیت کنند تا بتوان به هدف نهایی در تولید سوخت بیودیزل و استفاده از آن به عنوان جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی دست یافت.




ما در پژوهشگاه صنعت نفت از حدود پنج سال پیش طرح تولید بیودیزل را با همکاری دانشگاه تربیت مدرس آغاز کرده و موفق به تولید این سوخت در مقیاس آزمایشگاهی شده ایم. در تولید این سوخت از دانه های روغنی سویا، کلزا، آفتابگردان و پسماندهای روغنی استفاده کرده ایم و راندمان ها را نیز مورد مقایسه قرار داده ایم. محصول جانبی این فرآیند گلیسیرین است که برای این محصول نیز برنامه ای را در نظر گرفته ایم. اکنون گلیسیرنی که در زمینه های مختلف از آن استفاده می شود وارداتی است. این فرآورده جانبی کاربردهای متعددی دارد و به این ترتیب می توانیم از گلیسیرینی که در نتیجه این فرآیند تولید می شود به جای گلیسیرین وارداتی استفاده کنیم. ما در این مرحله این سوخت را در مقیاس ۵۰۰ کیلوگرم تولید کرده ایم و این آمادگی را داریم که با همکاری بخش خصوصی این سوخت گیاهی را به تولید انبوه برسانیم.




پس به این ترتیب می توانیم بگوییم با تولید این سوخت گیاهی می توان به جای گازوئیل از یک منبع سوختی پاک استفاده کرد؟




در اینجا دو هدف را مد نظر قرار داده ایم. اول این که می خواهیم آلاینده های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی را که ترکیبات NOX و هیدروکربن هاست تا حد امکان کاهش دهیم. هدف دوم ما این است که در طراحی خودروها تغییراتی ایجاد نکنیم. ما در فرمولاسیون این سوخت تا B۵ تست های کاربردی را انجام داده ایم. منظور از B۵ بیودیزلی است که ۵ درصد آن را بیودیزل تشکیل می دهد و ۹۵ درصد دیگر آن همان گازوئیل است. اگرچه به نظر می رسد وجود ۵ درصد بیودیزل در این سوخت از نظر کمی بسیار ناچیز است، اما وقتی میزان آلایندگی این سوخت را محاسبه می کنیم و آن را در تعداد خودروها در سطح کشور ضرب می کنیم به این نتیجه می رسیم که استفاده از این سوخت در سطح کشور تاثیر بسیار قابل ملاحظه ای دارد. ما با همکاری شرکت ایپکو که از شرکت های وابسته به ایران خودرو است تا B۱۰ هم روی این سوخت مطالعات و تحقیقات لازم را انجام داده ایم تا بتوانیم با ایجاد کمترین تغییرات یا حتی بدون ایجاد هر گونه تغییری در طراحی خودرو ها از این سوخت استفاده کنیم. با توجه به این که می خواستیم احتیاط های لازم را رعایت کرده باشیم در نمایشگاه نوزدهم نفت و گاز، یکی از مینی بوس های پژوهشگاه صنعت نفت را با سوخت B۲ تغذیه کردیم و میزان آلاینده های های آن را محاسبه کردیم. نتیجه این محاسبات نشان داد میزان آلاینده هایNOX و هیدروکربن ها به اندازه چشمگیر و قابل توجهی کاهش پیدا می کند.




چه محدودیتی وجود دارد که نمی توان این سوخت را به طور صددرصد و بدون نیاز به ترکیب با گازوئیل مورد استفاده قرار داد؟




مشکلی که وجود دارد این که استفاده از این سوخت به تنهایی از نظر اقتصادی به صرفه نخواهد بود. ما در تولید این سوخت گیاهی از روغن های گیاهی استفاده کرده ایم. استفاده از پسماندها اگرچه هزینه کمتری دارد، اما راندمان پایین تری دارد. تولید بیودیزل از خود دیزل یا گازوئیل گران تر است. اگرچه ما در کشور باید به دنبال حل مشکلات و پیامدهای زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی باشیم، اما موضوع اقتصاد اولویت شماره یک است. یعنی مشتری ابتدا قیمت را در نظر می گیرد و مشکلات زیست محیطی در بلندمدت خود را نشان می دهد. بنابر این یکی از مشکلات و محدودیت هایی که ما با آن مواجه بوده و هستیم این است که باید این سوخت را از نظر هزینه تمام شده متعادل کنیم. ایده ای که وجود دارد این است که از دانه های روغنی غیرخوراکی مانند جاتروفا استفاده کنیم. جاتروفا گیاهی است که ریشه هندی دارد و برای بیابان زدایی از این گیاه استفاده می شود از طرف دیگر دانه این گیاه غیرخوراکی است و گونه هایی از آن غیرسمی است. اگر این طرح پیاده شود به این معنی است که ما برای تولید این سوخت به یک خوراک ارزانقیمت دسترسی داریم که توجیه اقتصادی دارد و حتی ارزان تر از خود گازوئیل است. در نمایشگاه امسال با سازمان جنگل ها و مراتع تفاهم نامه ای را امضا کرده ایم که براساس این تفاهم نامه بین دو وزارتخانه نفت و کشاورزی، این سازمان به عنوان نماینده مسئولیت تامین جاتروفا و کشت این محصول را بر عهده گیرد. اکنون نیز این کار شروع شده و باغچه های کوچکی از این گیاه کاشته شده است. جاتروفا گیاهی است با دانه گیاهی غیرخوراکی که این دانه خوراکی قیمت بسیار پایینی دارد. روغن های خوراکی مصرفی ما از دانه های بسیار گرانقیمتی تهیه می شود و اگر بخواهیم بیودیزل را با استفاده از این دانه ها تهیه کنیم هزینه تولید آن از تولید گازوئیل نیز بالاتر خواهد بود. ما این گیاه را خودمان از هند وارد کرده ایم. روی این گیاه وارداتی مطالعاتی کرده ایم و واکنش را انجام داده و محصول نهایی را نیز مورد بررسی قرار دهیم که نتایج آن نشان می دهد این محصول بسیار خوب است و با محصول اصلی نیز تفاوت زیادی ندارد. بنابراین اگر ما بتوانیم این محدودیت اقتصادی را نیز تا حد زیادی برطرف کنیم امیدوار خواهیم بود در آینده ای نزدیک بتوانیم شاهد استفاده از این سوخت گیاهی در خودروها باشیم.




سوخت گیاهی تولیدی جایگزین گازوئیل خواهد شد. آیا برای تولید جایگزینی مناسب برای بنزین هم تحقیقاتی انجام شده است؟




برنامه بعدی ما این است که بتوانیم بیو بنزین را نیز به روش مشابهی تولید کنیم. در حقیقت در اینجا نیز روند کار مشابه تولید بیودیزل است. البته باید توجه داشت که تعداد هیدروکربن های بنزین یا به اصطلاح تعداد شاخه های آن کمتر است. تعداد هیدروکربن های روغن معمولا ۱۲، ۱۴ و بیشتر از ۱۶ است، اما تعداد هیدروکربن های بنزین بین پنج تا ۱۲ و معمولا بنزین های مصرفی هشت کربنه است. بنابراین در این فرآیند به شکست مولکولی نیاز داریم. پس بنابر این واکنش تولید بیو بنزین یک واکنش دو مرحله ای است. از یک طرف باید واکنش استریفیکاسیون یا تبدیل استر انجام شود از طرف دیگر باید این مولکول شکسته شود. یعنی ریشه اصلی این واکنش همان گیاه است و محصول نهایی هم بنزین است و هم بیوبنزین. این برنامه بعدی ما در پژوهشگاه صنعت نفت است. البته در مقیاس آزمایشگاهی در این زمینه کارهایی را انجام داده و به نتایج موفقیت آمیزی نیز دست یافته ایم.




فکر می کنید چه مدت زمانی طول می کشد تا سوخت بیودیزل بتواند جایگزین گازوئیل شده و در خودروهایی که در سطح شهر تردد دارد، مورد استفاده قرار گیرد؟




اکنون همه چیز آماده و مهیاست. ما با یک شرکت خصوصی در این زمینه فعالیت می کنیم و این شرکت همه تجهیزات لازم برای این کار را فراهم کرده است و دانش فنی برای تولید بیودیزل وجود دارد و تنها مشکل کنونی ما این است که بتوانیم محدودیت های اقتصادی موجود را نیز با استفاده از این گیاه جاتروفا برطرف کنیم و به این ترتیب با همکاری وزارتخانه های دیگر می توانیم این سوخت را به بازار عرضه کنیم. اگر همه شرایط مهیا باشد شاید تا سال دیگر بتوانیم این سوخت را به بازار عرضه کنیم.




ضرورت استفاده از سوخت گیاهی




در سال های اخیر جامعه جهانی به سوخت های پاک و گیاهی توجه ویژه ای داشته و در حقیقت تولید سوخت هایی با منشا گیاهی که چرخه کربن کوتاهی دارد به تمرکز اصلی جامعه جهانی تبدیل شده است و پیش بینی می شود تا ۲۰ یا ۳۰ سال آینده حتی خرید و فروش سوخت های فسیلی نیز با محدودیت هایی مواجه شود.




گیاهان با جذب دی اکسیدکربن از جو زمین و تبدیل آن به هیدروکربن های خوراکی، منبع مناسبی برای تولید سوخت است.




با سوزاندن این سوخت گرچه به همان اندازه سوخت های فسیلی آلودگی تولید می شود، اما کربن آزاد شده در یک چرخه کوتاه مدت، همین شش ماه پیش از جو برداشته شده بود و با سوزاندن بیوسوخت دوباره به جو بازمی گردد.




همین موضوع مزیت اصلی سوخت های گیاهی است. به این ترتیب کشور ما که ازجمله کشورهای دارنده منابع عظیم سوخت های فسیلی است و همچنین کشورهای دیگری که از منابع عظیم نفت و گاز برخوردارند در زمینه صادرات این سوخت به دیگر کشورها با مشکلات متعددی مواجه خواهند شد.




علت اصلی توجه به سوخت های گیاهی یا سوخت های پاک حفاظت از محیط زیست و جان انسان هاست.




مشکل اصلی سوخت های فسیلی وجود آلاینده های آروماتیک و ترکیبات گوگردی است که استفاده از آن در خودروها در سطح کشور ما و بسیاری از دیگر کشورها با پیامدهایی همراه بوده است بنابراین از حدود سه دهه قبل در کشورهایی مانند برزیل و آمریکای جنوبی که بخصوص منابع گیاهی وسیعی دارند این موضوع مطرح شد که بتوان ریشه سوخت ها را از منابع دانه های روغنی خوراکی یا غیرخوراکی تهیه کرد.




منابع فسیلی منابع گازی و نفتی است. اگرچه منابع گازی پاک است، اما نفت و برش های نفتی با آلودگی های زیادی همراه است. با توجه به اهمیت این موضوع در کشور ما نیز از حدود یک دهه پیش این موضوع مورد توجه قرار گرفته است البته استفاده از این نوع سوخت در کشور ما با محدودیت های همراه است و اندکی طول می کشد تا این بحث در کشور جا بیفتد، اما پیش بینی شده در آینده ای نزدیک یعنی تا حدود سه دهه آینده سوخت های گیاهی به جایگزین کاملی برای سوخت های فسیلی تبدیل شود.


فرانک فراهانی جم

[ad_2]

لینک منبع

زندگی عقرب ها زیبا است

[ad_1]

زندگی عقرب ها زیبا است

وقتی صحبت از عقرب ها به میان می آید, بیش از هر چیز دچار هراس می شویم گرچه این بندپا در نگاه اول بسیار ترسناک و حتی نفرت انگیز به نظر می رسد, اما از جمله موجوداتی بوده که همیشه موجب کنجکاوی بشر بوده است


وقتی صحبت از عقرب‌ها به میان می‌آید، بیش از هر‌چیز دچار هراس می‌شویم. گرچه این بندپا در نگاه اول بسیار ترسناک و حتی نفرت‌انگیز به نظر می‌رسد، اما از جمله موجوداتی بوده که همیشه موجب کنجکاوی بشر بوده‌ است.




عقرب ها به دلیل ظاهر ویژه ای که دارند، به عنوان نماد فرهنگی در بسیاری از مناطق جهان شناخته می شوند.




دکتر روح الله دهقانی از اعضای هیات علمی دانشگاه کاشان از جمله محققانی است که سال هاست در زمینه عقرب ها تحقیق می کند و به عنوان یکی از برجسته ترین پژوهشگران ایرانی در زمینه شناخت عقرب ها معرفی شده است.




با این محقق درخصوص دلایل مطالعه عقرب ها و اطلاعاتی که درباره این موجودات مرموز دارد، گفت وگو کرده ایم.




مطالعه عقرب ها از چه نظر دارای اهمیت است و چگونه به مطالعه این گروه از موجودات علاقه مند شدید؟




من در رشته حشره شناسی پزشکی تحصیل کرده ام و به طور تخصصی در این زمینه مشغول فعالیت هستم. در میان حشرات، مطالعه عقرب ها یا کژدم ها همیشه برای من جذاب بوده و از دوران کودکی که در دشت و صحرا با این گروه از حشرات مواجه می شدم، به جای این که مثل بقیه هم سن و سالانم بترسم، با کنجکاوی آنها را گرفته و مطالعه می کردم. بعدها متوجه شدم وجود این موجودات از نظر بهداشتی با پیامدهای بسیار زیادی در زندگی بشر همراه است و در کنار این پیامدها، با توجه به نقشی که در تعادل محیط زیست ایفا می کنند، مزیت هایی را نیز به همراه دارند، اما این موجودات و مزیت هایی که می توانست به همراه داشته باشد در کشور ما کمتر مورد توجه قرار گرفته بود. بنابراین با توجه به این که در رشته تخصصی حشره شناسی پزشکی تحصیل کرده بودم و از کودکی علاقه زیادی به این گروه از موجودات داشتم، تصمیم گرفتم درباره عقرب ها و ویژگی هایشان مطالعه کنم. در آن زمان کمتر تحقیقاتی درباره عقرب ها انجام شده بود؛ البته دکتر فرزام پی از جمله افرادی است که از محققان برجسته و دانشمندان این رشته است و سال های متمادی در این حوزه کار کرده و به تجارب ارزشمندی دست یافته است. از زمانی که در حوزه حشره شناسی پزشکی فعالیت کردم، بیش از ۵۰ درصد فعالیت های تحقیقی که داشته ام، به مطالعه عقرب ها یا کژدم ها و بیولوژی و اکولوژی این موجودات اختصاص داشته است و جنبه های حیاتی مختلف این موجودات را با توجه به ویژگی هایشان مورد بررسی قرار داده ام . در سال های اخیر استفاده دارویی از این موجودات هم مورد توجه قرار گرفته است. در کشور ما نیز محققان بسیاری در این زمینه در حال فعالیت هستند که من از نظر سابقه کاری بیش از دیگر محققان، این موجودات را از جنبه های مختلف مورد مطالعه قرار داده ام.




چه چیز موجب شد به عنوان برجسته ترین پژوهشگر در زمینه مطالعه عقرب ها انتخاب شوید؟




این انتخاب براساس کتابنامه ای است که در دانشگاه پاریس چاپ شده است. دانشگاه های مرجع، اطلاعات مربوط به دانشگاه های برتر و محققان رشته های مختلف را جمع آوری می کنند. این دانشگاه ها مقاله هایی را که در دانشگاه های مختلف از سوی محققان ارائه می شود، مورد ارزیابی قرار می دهند تا بر این اساس به اطلاعاتی درباره موضوعاتی که روی آنها کار شده است، دست پیدا کنند. انتخاب محققان برتر در هر رشته براساس کارهای انجام شده در این دانشگاه هاست. در کشور ما این طور نیست که بررسی شود محققان در چه زمینه ای بیشتر کار کرده اند.


دهقانی: همه موجودات و بخصوص عقرب ها در جای خودشان بسیار زیبا، مفید و ارزشمند هستند. همه جنبه های زندگی عقرب ها زیباست و می توان قوانین حاکم بر طبیعت و قوانین الهی را با مطالعه این موجودات آموخت








در دانشگاه های فرانسه، محققان بزرگی در زمینه عقرب ها مطالعه می کنند که از عقرب شناسان بزرگ دنیا هستند. در این دانشگاه همه مقالات موجود در زمینه مطالعه عقرب ها از ابتدای کار روی عقرب ها یعنی از سال ۱۸۲۰ که مطالعات علمی روی عقرب ها آغاز شد در کتابی ثبت شده است که سال ۲۰۱۳ به چاپ رسید. سه صفحه از این کتاب را مقالات من به خود اختصاص داده است. براساس این اطلاعات من بیشترین رفرنس را در مقالات چاپ شده داشتم و بر این اساس به عنوان پژوهشگر برتر در این رشته انتخاب شدم.




اطلاعات به دست آمده در نتیجه مطالعاتی که روی عقرب ها انجام داده اید، در حوزه بهداشت چه کاربردی دارد؟




قطعا این اطلاعات می تواند در بهسازی و نوسازی منازل مسکونی تاثیرگذار باشد و می تواند دربردارنده اطلاعاتی برای شناسایی هرچه دقیق تر و بهتر محل های گریز و مکان های تجمع آنها باشد. در مقالات من هم این اطلاعات آمده است. بنابراین با استفاده از این اطلاعات، احتمال خطر در مواجهه با این حشرات کاهش پیدا می کند؛ البته نمی توان این جانوران را به طور کامل از بین برد، اما می توان راه گریز از آنها را پیدا کرد. در ساخت منازل مسکونی باید این موضوعات را مورد توجه قرار دهیم. در مقالات به همه این موارد اشاره شده است. من درباره بیولوژی و اکولوژی این موجودات تحقیقات زیادی انجام داده ام.




همه معمولا از حشرات و بخصوص عقرب ها بیزارند، اما شما با داشتن دیدگاهی متفاوت نسبت به این موجود به اطلاعات جالبی درباره آنها دست یافته اید. آن نفرت و این عشق از کجا سرمنشأ می گیرد؟




من فکر می کنم انسان نه تنها در مقابل همنوعشان، بلکه در مقابل دیگر موجودات ساکن زمین نیز بسیار خودخواهانه برخورد می کند. همه موجودات و بخصوص عقرب ها در جای خودشان بسیار زیبا، مفید و ارزشمند هستند. همه جنبه های زندگی عقرب ها زیباست و می توان قوانین حاکم بر طبیعت و قوانین الهی را با مطالعه این موجودات آموخت. مطالعه زندگی این موجودات نه تنها داده ها و اطلاعات ما را افزایش می دهد، بلکه می تواند نقش مهمی در تغییر نگاه ما به زندگی داشته باشد. همه ویژگی های این موجودات زیبایی است، اما وقتی در جای دیگری قرار می گیرند، مشکلاتی را برای انسان ایجاد می کنند. در دنیای انسان ها نیز همین طور است؛ هریک از ما باید در جایگاه خودمان قرار داشته باشیم و مجاز نیستیم هر طور که دلمان خواست رفتار کنیم. این موجودات در جایگاه خودشان بسیار ارزشمند هستند. سرانجام به این نتیجه می رسیم که برگ درختان سبز در نظر هوشیار، هر ورقش دفتری است معرفت کردگار. هر لحظه ای که ما به یافته هایی درباره این موجودات دست پیدا کنیم، دریچه ای به روی ما گشوده می شود و می توانیم دنیا و قوانین خدا را بهتر بشناسیم و به عظمت و بزرگی کردگار پی ببریم.




و سخن پایانی؟




ما در کشورمان محققان برجسته ای داریم که در دیگر کشورها بیشتر مورد توجه قرار می گیرند و در داخل کشور هیچ نامی از آنها برده نمی شود. من فکر می کنم فرهنگستان علوم پزشکی باید اطلاعاتی را درباره محققان جمع آوری کند. بعضی از محققان با توجه به گذشت زمان و افزایش سن و سالشان بتدریج به دست فراموشی سپرده می شوند. اگر این اطلاعات جمع آوری شود، موجب می شود در نخستین قدم، دیگران از تکرار کارها و تحقیقات مشابهی که پیش از این انجام شده است، خودداری کنند و از سوی دیگر این به نوعی یک قدردانی از زحمات فردی است که به جامعه علمی خدمت کرده است.


فرانک فراهانی جم

[ad_2]

لینک منبع

گزدم،‌ کژدم یا عقرب؟

[ad_1]

گزدم, کژدم یا عقرب

عقرب ها موجوداتی شکارچی و زنده خوار هستند البته عقرب ها بندرت در شرایط آزمایشگاهی و در مراحل ابتدایی زندگی شان می توانند از گوشت هم تغذیه کنند, اما به طور کلی کژدم ها جانورانی هستند که در طبیعت شکار می کنند و شکارشان می تواند از حشرات, بندپایان و دیگر جانوران باشد که بعضی از آنها ممکن است به عنوان آفت گیاهان و مزارع مطرح باشد


عقرب‌ها موجوداتی شکارچی و زنده‌خوار هستند. البته عقرب‌ها بندرت در شرایط آزمایشگاهی و در مراحل ابتدایی زندگی‌شان می‌توانند از گوشت هم تغذیه کنند، اما به طور کلی کژدم‌ها جانورانی هستند که در طبیعت شکار می‌کنند و شکارشان می‌تواند از حشرات، بندپایان و دیگر جانوران باشد که بعضی از آنها ممکن است به عنوان آفت گیاهان و مزارع مطرح باشد.




این موجودات در جای خودشان در محیط زیست نقش بسیار ارزشمندی دارند، اما اگر به هر دلیلی انسان پا به حریم یا قلمرو آنها بگذارد، این حشرات می توانند دشمن تلقی شده و زندگی انسان را به خطر اندازند.




بعضی از عقرب ها قادرند در مناطق مسکونی پناهگاه و غذا پیدا کرده و همان جا ماندگار شوند بنابراین می توان گفت این حشرات در جای خودشان مفید هستند، اما اگر در کنار انسان باشند می توانند خطرات جدی را به همراه داشته باشند. هر سال گزارش هایی مبنی بر مرگ حدود ۱۲ تا ۲۰ نفر بر اثر عقرب گزیدگی اعلام می شود.




براساس اطلاعاتی که در این زمینه به دست آمده ما در دنیا از نظر آمار عقرب گزیدگی رتبه دوم جهانی را داریم. عقرب اساسا واژه ای عربی است که کژدم یا گزدم به عنوان جایگزین مناسب فارسی برای این واژه مطرح است.




گزدم جانوری است که از طریق دم، دیگر موجودات را می گزد و گزدم زیباترین و علمی ترین نامی است که به این جانور نسبت داده می شود.




در بعضی مناطق کشور ازجمله استان خراسان و چهارمحال و بختیاری حتی امروز هم این موجود را گزدم می نامند. البته کژدم نیز واژه ای است که با توجه به ویژگی های دم این حشره برای این موجود مناسب است، اما بیشتر مردم ایران این موجود را با همین نام عربی یعنی عقرب می شناسند.




بررسی ها نشان می دهد در جاهایی که انسان طبیعت را دستخوش تغییر کرده است و با مصالح اولیه مانند سنگ برای خودش محلی را به عنوان محل سکونت بنا کرده است جمعیت عقرب ها بشدت بیش از اندازه طبیعی است.




در روستاها و شهرهای کوچک استان خوزستان کژدم گزدیدگی به عنوان یک مشکل عمده مطرح است و بخشی از این گزش ها به این دلیل است که مردم عادی با مصالح ابتدایی و قدیمی در این مناطق برای خودشان مسکن ساخته اند. اگر در شرایط طبیعی بتوان در این منطقه در هر هزار متر مربع ۵ تا ۶ عقرب پیدا کرد در این اماکن و در زیر پی های ساختمان در هر صد متر ۲۰۰ تا ۴۰۰ عقرب پیدا می شود. یعنی براساس نوع ساختمان سازی ظرفیت تولید جمعیت و تکثیر عقرب ها افزایش پیدا می کند.




این موجودات برای زندگی به دنبال پناهگاه مناسب و غذا هستند. وقتی چنین پناهگاه هایی را برایشان فراهم کنیم غذای آنها نیز تامین می شود. ساکنان این منازل مسکونی با رها کردن باقیمانده آب و مواد غذایی و ایجاد مکانی مناسب برای زندگی کژدم ها در افزایش جمعیت این گروه از موجودات نقش بسیار مهمی دارند.




در شرایط طبیعی جمعیت این موجودات به این اندازه افزایش پیدا نمی کند. در مناطق روستایی شرق استان خوزستان که انسان پناهگاه و غذای مناسبی را برای این موجودات فراهم کرده است جمعیت عقرب ها در مقایسه با شرایط طبیعی رشد چشمگیری داشته است.




این موجودات خونسردند و فعالیت آنها تابع درجه حرارت محیط است. هرچه محیط گرم تر باشد زمان فعالیت این موجودات در طول سال بیشتر بوده و این موجب می شود بیشتر غذا بخورند، سریع تر رشد کرده، زودتر به بلوغ برسند و زاد و ولد کنند که در نتیجه جمعیت شان افزایش پیدا می کند. بنابراین احتمال مواجه شدن با این موجودات در مناطق گرمسیری بیشتر است.




اگرچه در همه مناطق کشور ردپایی از این موجودات یافت می شود، اما فراوانی کژدم ها در مناطق گرمسیری و بخصوص استان خوزستان و هرمزگان بیشتر است و بیش از ۸۰ درصد عقرب هایی که نیش آنها موجب مرگ و میر انسان ها می شود ساکن استان های خوزستان، هرمزگان، کرمان و سیستان و بلوچستان هستند.


ایلیا امیری

[ad_2]

لینک منبع

راز حیات؛ مدفون در قلب زمین

[ad_1]

راز حیات مدفون در قلب زمین

زمانی تصور می شد انرژی لازم برای تمام اشکال حیات صرفا از جانب خورشید تامین می شود یا به عبارت دیگر اگر خورشید نباشد, حیات هم نخواهد بود, اما چند دهه پیش که زیست شناسان مطالعه روی نقاط دورافتاده زمین و محیط های خشن را آغاز کردند, دریافتند جدا از نقش انکارناپذیر خورشید, واکنش های شیمیایی نیز می تواند بخصوص در اعماق دریاها و برای موجودات ریزمیکروسکوپی نقش حیاتی ایفا کند


زمانی تصور می‌شد انرژی لازم برای تمام اشکال حیات صرفا از جانب خورشید تامین می‌شود یا به عبارت دیگر اگر خورشید نباشد، حیات هم نخواهد بود، اما چند دهه پیش که زیست‌شناسان مطالعه روی نقاط دورافتاده زمین و محیط‌های خشن را آغاز کردند، دریافتند جدا از نقش انکارناپذیر خورشید، واکنش‌های شیمیایی نیز می‌تواند بخصوص در اعماق دریاها و برای موجودات ریزمیکروسکوپی نقش حیاتی ایفا کند.




پیشرفت های علمی نشان داده میکروب های زیادی در طبیعت وجود دارند که انرژی لازم را برای ادامه بقای خود از طریق انجام واکنش های شیمیایی و نه لزوما خورشید به دست می آورند. این میکروب ها یا میکروارگانیسم های افسانه ای را می توان براحتی در محیط های گوناگون از رسوبات بخش های تاریک و تحتانی اقیانوس ها گرفته تا به اصطلاح ذخایر میکروسکوپی آب در درون صخره های سخت و جامد پیدا کرد. با وجود این هنوز پرسش های زیادی درباره اکوسیستم های خرد میکروبی باقی مانده است.


به عنوان مثال این که اساسا چگونه میکروب ها وارد لایه های عمیق و زیرین زمین شده اند؟ آیا اجتماعات میکروبی مذکور قابلیت رشد دارند یا صرفا حاصل بازیافت مواد غذایی موجود در صخره ها و کربن سلول های مرده هستند؟ این موجودات میکروسکوپی تا چه اندازه در بخش های عمیق زیست کره یا بیوسفر (قسمتی از کره زمین که حیات در آن یافت می شود) نفوذ کرده اند؟ چه مقدار از آنها صرفا بقایای بیجانی هستند که در دام پروسه های کند زمین شناسی افتاده و چرخ فرسایش طبیعی در حال نابودی آنهاست؟ مطالعات میدانی گسترده نشان داده برخی میکروب ها حتی با وجود آن که کیلومترها در زیرزمین مدفون شده اند، اما باز هم حیات دارند. دانشمندان هنوز بدرستی نمی دانند این موجودات ریز میکروسکوپی چه سطحی از زیست کره را اشغال کرده اند یا دقیقا تا چه عمقی می توانند به بقای خود ادامه دهند؟




مطالعات پیشین: نمونه برداری از برخی اجتماعات میکروبی




نمونه برداری، یکی از راه های تشخیص میکروب های زیرزمینی است. معمولا دانشمندان پس از نمونه برداری میکروب ها، آنها را زیر میکروسکوپ بررسی می کنند، اما مشکل اینجاست که باوجود تشخیص میکروب ها بسختی می توان گفت آیا آنها روی زمین فعال می شوند یا عکس العمل آنها در محیط زیست طبیعی شان نیز عینا مشابه رفتاری است که زیر میکروسکوپ دارند؟ سابق بر این دانشمندان تلاش می کردند بسته به محدودیت های زیست محیطی از جمله درجه حرارت، عمقی را برای فعالیت میکروارگانیسم ها تعریف کنند، اما به دلایل متعدد هنوز نتوانسته اند عمق مشخصی برای این منظور تعریف کنند. به طور کلی با نزدیک شدن به هسته زمین، درجه حرارت بیشتر می شود و طبیعتا امکان بقای میکروب ها در جاهایی که درجه حرارت از حد متعارف بالاتر باشد، وجود ندارد. با وجود این هنوز بسیار سخت است بتوان مرزی مشخص را برای ادامه حیات موجودات ریز میکروسکوپی تعیین کرد.




محدودیت های بقا




پروفسور تولیس اونستوت ـ که استاد علوم زمین شناسی از دانشگاه پرینستون است ـ درباره محدودیت های بقای موجودات میکروسکوپی می گوید: «میکروب ها برای ادامه حیات در درجه حرارت های بالا باید الزاما پروتئین های خود را به طور مدام جایگزین کنند. اگر میکروب ها انرژی متابولیک کافی (انرژی لازم برای سوخت و ساز بدن) برای چنین جایگزینی نداشته باشند، قطعا ادامه بقای آنها نیز میسر نخواهد بود.» درجه حرارت های بالای محیط یک چالش بزرگ برای ادامه حیات میکروب ها تلقی می شود، چراکه از طرفی اجزای سازنده سلولی تحت این شرایط بسرعت شکسته و تجزیه می شوند و چنانچه حتی یک سلول نتواند آسیب وارده را اصلاح کند، شرایط بسرعت آن سلول و دیگر سلول ها را به سمت نیستی سوق می دهد. از طرف دیگر اگر در عملکرد پروتئین ها اختلال ایجاد شود، متابولیسم هم به دست انداز می افتد و در نهایت متوقف می شود. بدیهی است غشاء و دیواره های سلولی و حتی DNA در این شرایط نمی توانند مدت زیادی دوام داشته باشند، لذا این تنها درجه حرارت نیست که شرایط زیست پذیری را برای میکروب ها محدود می کند، بلکه ناتوانی موجودات ریزمیکروسکوپی در اصلاح خرابی های ناشی از درجه حرارت نیز می تواند یک فاکتور محدودکننده باشد.




پروفسور اونستوت می افزاید: «باید توجه داشت میکروب ها در درجه حرارت های پایین نیز از بین می روند، در حالی که در درجه حرارت های بالاتر، اگر شرایط تغذیه مناسب و انرژی برای آنها فراهم باشد، توانایی بیشتری برای اصلاح و حتی زادآوری دارند. بقای میکروب ها بیشتر از هر چیز دیگر تابع منابع و انرژی است. مطالعات پیشین اغلب بر مساله منابع خصوصا منبع کربن آلی تاکید داشتند، در حالی که اولویت های تحقیقاتی اکنون کمی متفاوت است.»




انرژی فرشته




بدیهی است میکروب ها علاوه بر منابع به انرژی هم نیاز دارند. انرژی در سطوح زیرین زیست کره و آن هم جایی که نور خورشید در دسترس نیست، تنها به مواد معدنی یا شیمیایی محدود می شود که در واکنش های شیمیایی درون سلولی مورد استفاده قرار می گیرد.




این واکنش ها و انرژی تولید شده قطعا می تواند فرشته نجات دانشمندان باشد، چراکه از این طریق می توان مطالعات بیشتری روی سرعت تکثیر میکروب ها انجام داد. دانشمندان به منظور برآورد سرعت متابولیسم سلول های میکروبی در زیر سطح زمین نوسانات برخی از ترکیبات معدنی و شیمیایی را که در فرآیند تولید انرژی به کار می روند، مورد مطالعه قرار دادند. میکروب ها نیز درست مانند ما چیزهایی می خورند تا انرژی لازم را به دست بیاورند و سپس مواد زاید را دفع می کنند، اما غذای ایده آل میکروب ها می تواند چیزی شبیه مولکول های اکسید آهن باشد. همین نوع خاص تغذیه نیز باعث می شود ترکیب مواد معدنی و شیمیایی در محیط تغییر کند. دانشمندان از روی سرعت متابولیسم میکروب ها به این جمع بندی رسیده اند که ساخت ترکیبات کمپلکس در طبیعت توسط میکروب ها زمانی دو برابر سوخت و ساز لازم دارد. این مدت زمان طولانی به این جهت است که کربن کافی باید بتواند با بیومس یا همان ماده آلی مورد استفاده برای تولید انرژی، بخوبی در هم بیامیزد. این مهم را دانشمندان در دهه ۱۹۹۰ میلادی (۱۳۶۹ تا ۱۳۷۹ هـ .ش) و زمانی کشف کردند که توانستند از آبی به عمق ۲۰۰ متر، نمونه هایی با قدمت ۴۰۰ ۱ تا ۱۵۰ هزار سال بردارند. سال ۲۰۰۵ میلادی (۱۳۸۴ هـ .ش) یک مطالعه تحقیقاتی دیگر همین مدت زمان را آن هم در رسوبات ۳۴ متری زیر سطح دریا تائید کرد. بعلاوه در این مورد آخر دانشمندان تخمین زدند سرعت ساخت ترکیبات کمپلکس در میکروب های این رسوبات چیزی حدود ده ماه است.




روش جدید




تحقیقات تازه ای در همین زمینه از سوی موسسه اختر زیست شناسی ناسا در دست انجام است که در آن رویکردی متفاوت نسبت به مطالعات قبلی در پیش گرفته شده است. دانشمندان در تحقیقات تازه به جای بررسی وضعیت مواد معدنی و شیمیایی محیط، تصمیم دارند آسیب های وارده و ترمیم های داخل سلولی را مورد مطالعه قرار دهند. این تیم تحقیقاتی روشی را براساس مفهوم استفاده از آمینواسید خاصی به نام اسیداسپارتیک (یکی از ۲۰ اسید آمینه اصلی یاخته های زنده) طرح ریزی کرده. اسید اسپارتیک یک مولکول چیرال است، یعنی در طبیعت به دو شکل وجود دارد که هر دوی آنها تصاویر آینه ای یکدیگر هستند. نمونه بارز مفهوم چیرال را می توان در دست های انسان جستجو کرد، چراکه هر دو دست انسان نیز تصاویر آینه ای اما غیرانطباق بر یکدیگر هستند. سلول های موجودات زنده نیز مشخصا توانایی تولید تعداد زیادی اسیداسپارتیک نوع ال یا همان اسید اسپارتیک موسوم به دست چپ را دارند. این در حالی است که در طبیعت اسیداسپارتیک نوع د یا همان اسیداسپارتیک موسوم به دست راست هم وجود دارد. از نظر تئوری اگر در محیطی مقادیر مساوی از هر دو وجود داشته باشد یعنی در آن محیط حیات وجود ندارد، اما زمانی که اسیداسپارتیک نوع ال در نمونه های برداشت شده از محیط بیشتر باشد، این مساله می تواند نشانه خوبی دال بر حضور سلول های زنده باشد، چراکه این سلول ها هستند که اسیداسپارتیک نوع ال را می سازند. در هر صورت فشارهای وارده از محیط همیشه در تلاش هستند تا میزان این دو را در یک حد تعادل نگه دارند و این فرآیندی است که در دنیای علم از آن با عنوان راسمیک شدن یاد می شود.




پروفسور اونستوت در تشریح این مساله می افزاید: «از میان تمام اسیدهای آمینه، اسیداسپارتیک سریع تر به تعادل می رسد یعنی سرعت راسمیک شدن آن بیشتر است. مشخصا فراوانی این اسیدآمینه در پروتئین های پروکاریوتی (سلول های فاقد هسته و غشای هسته ای) بین ۶ تا ۷ درصد است و این حتی درباره ژنوم باکتری های زیرزمینی صادق است.» جالب است بدانید پروسه راسمیک شدن یا رسیدن به تعادل برای سلول ها خطرناک است. پروفسور اونستوت می افزاید: «نظر به این که پروتئین های پروکاریوتی متضاد پپتیدها (پلیمرهای کوچک حاصل از به هم پیوستن اسیدهای آمینه با ترتیب مشخص) هستند، پس طبیعتا به نوع ال اسیداسپارتیک نیاز دارند. اگر حتی یک شکست کوچک در نوع ال اسیداسپارتیک پدید آید، آن مولکول بسرعت تبدیل به نوع د خواهد شد و پروتئین سلولی نیز شروع به غیرفعال شدن می کند. لایه تحتانی که نقش مولد دارد، با غیرفعال شدن پروتئین شروع به ساخت پروتئین های دیگری می کند تا جای پروتئین های آسیب دیده را بگیرد. این فرآیند برای میکروب ها نه تنها انرژی بر است، بلکه حتی منابع لازم را از آنها می گیرد.» در بسیاری از محیط های زمینی با توجه به در دسترس بودن منابع کافی آن هم در اطراف، این مساله طبعا مشکل ساز نخواهد بود، اما برای میکروارگانیسم هایی که در زیرزمین و با وجود فقدان منابع برای بقا در حال جنگی دائمی هستند، قطعا مساله ساز است.




محاسبات کلیدی




به گفته پروفسور اونستوت، پروتئین ها نیمی از بیومس سلولی (ماده آلی مورد استفاده برای تولید انرژی) را تشکیل می دهند. بنابراین جایگزینی پروتئین های غیرفعال مستلزم صرف انرژی زیادی در هر نوع محیط حتی محیط های گرم است. در برخی محیط های خاص نظیر چشمه های آب گرم یا مجراهای دریایی عمیق، جریان انرژی به حدی است که بتواند جبران این شرایط را بکند، اما درباره اکوسیستم های زیرزمینی چنین مساله ای مصداق ندارد. دانشمندان موسسه اختر زیست شناسی ناسا معتقدند سرعت راسمیک شدن را براساس شرایط زیست محیطی می توان تخمین زد، چراکه این سرعت اغلب به درجه حرارت بستگی دارد. در نتیجه برآورد میزان پروتئین های آسیب دیده یک سلول در درازمدت نیز بر این اساس عملی است. حتی دانشمندان معتقدند برآورد میزان انرژی که صرف تجدید پروتئین های آسیب دیده می شود، نیز امکان دارد. مجموع این محاسبات به دانشمندان کمک می کند تا بتوانند حداقل انرژی را که توده های میکروبی برای جایگزین کردن پروتئین های مرده و ادامه بقا لازم دارند، محاسبه کنند.




جاری کردن نور در تاریکی




روش جدیدی که امروز برای ارزیابی امکان بقای میکروبی در بخش های زیرسطحی و عمیق به کار گرفته می شود، به طور مشخص از روش های قدیمی پیشرفته تر است. این مساله هم به این دلیل است که روش های ارزیابی دانشمندان امروز باید بیشتر منطبق بر واقعیت باشد و طبیعتا فرضیه پردازی در آن کمتر دیده شود. پروفسور اونستوت می گوید در روش های قدیمی بی اطمینان زیاد بود، چراکه در گذشته دانشمندان نمی توانستند تخمین بزنند دقیقا چه نسبتی از کل جمعیت سلولی زنده است و این مساله طبیعتا عدم قطعیت های دیگری را هم درباره میزان تغییرات بیوژئوشیمیایی، فرآیند اصلی سوخت و ساز، متوسط حجم توده سلولی و میزان رشد به دنبال داشت. این اطلاعات را امروزه می توان به دست آورد، اما این کار مستلزم انجام برنامه های حفاری گرانقیمت یا حداقل دسترسی به تونل های عمیق است که بتوان از طریق آنها هسته میکروارگانیسم ها را مستقیم و بدون هیچ تغییری استخراج کرد. مشکل دیگری که در این زمینه وجود دارد، کوچک بودن حجم نمونه هاست. به گفته برخی دانشمندان ممکن است حجم ناچیز نمونه ها نتواند بیانگر دقیق شرایط محیطی باشد.




پروفسور اونستوت افزود: «رویکرد فعلی ما مشخصا مبتنی بر اندازه گیری مستقیم زمان مضاعف شدن پروتئین ها و تعیین بیومس یا ماده آلی فعال است. این روش اندازه گیری نه تنها برای محیط های مزوفیلیک (با درجه حرارت متوسط) بلکه حتی برای محیط های با دمای بالا (فوق گرم) نیز کاربرد دارد. این در حالی است که در گذشته تعیین نرخ تغییرات بیوژئوشیمیایی در چنین محیط هایی عملا غیرممکن بود.»




گرمای اعماق




دانشمندان روش جدید را روی نمونه های پلانکتونی میکروسکوپی برداشت شده از شکاف های عمیق بخش های زیرزمینی در آفریقای جنوبی آزمایش کردند.




اسیداسپارتیک موجود در این نمونه ها به شکلی کاملا بارز گرایش به نوع ال داشت و این مساله چنانچه پیش تر به آن اشاره شد، حاکی از حضور حیات میکروسکوپی است. محققین در عین حال متوجه تغییر و تبدیل اسیدهای آمینه در داخل سلول ها شدند و تحقیقات بعدی نشان داد چنین تغییراتی در عمق یک کیلومتری زمین و جایی که دما به ۲۷ درجه سلسیوس می رسد، می تواند قریب ۸۹ سال طول بکشد در حالی که در عمق سه کیلومتری و در درجه حرارت ۵۷ درجه سلسیوس مدت زمان این تغییر کمتر از یک یا دو سال خواهد بود. ارقام به دست آمده در مقایسه با الگوهای بیوژئوشیمیایی، مشخصا زمانی بسیار کوتاه تر را نشان می دهد. این در حالی است که در روش جدید حتی می توان پتانسیل میکروب های ساکن در محیط های فوق گرم (حدود ۸۵ درجه سلسیوس) را نیز برآورد کرد. دکتر اونستوت افزود تحقیقات اخیر نشان می دهد احتمالا میزان بیومس موجودات میکروسکوپی (در اینجا وزن یا جرم موجودات ریز میکروسکوپی در واحد سطح یا حجم) احتمالا بسیار کمتر از میزانی است که پیشتر تصور می شد.»




جمع بندی




باوجود تمام پیشرفت های به دست آمده، دانشمندان اعتقاد دارند سطوح زیرین و گرم زمین کماکان اکوسیستم های رمزآلودی هستند. دانشمندان در حال حاضر صرفا تلاش دارند از نحوه زیست موجودات ریزمیکروسکوپی اطلاعاتی به دست آورند و این در حالی است که دامنه فرضیات روز به روز گسترده تر می شود.




مدل های بیوژئوشیمیایی




از آنجا که کربن یک عنصر حیاتی روی کره زمین است، میکروب ها نیز برای آن که بتوانند تکثیر شوند و میکروب های دیگری تولید کنند، به این عنصر شیمیایی نیاز دارند. میکروب ها کربن را از محیط اطراف می گیرند، اما طبیعتا کربن نیز همچون دیگر منابع در سطوح زیرین زیست کره محدود است و در نتیجه میکروب ها برای برداشت کربن نیازمند صرف انرژی و سوخت و ساز بالایی هستند. یکی از زیربناهای اصلی تحقیقات روی سطوح زیرین زیست کره، استفاده از مدل های بیوژئوشیمیایی به منظور تخمین یا برآورد سرعت سوخت و ساز میکروب هاست. از روی سرعت سوخت و ساز می توان سرعت ساخت ترکیبات کمپلکس از ترکیبات شیمیایی ساده را در بدن میکروب ها تخمین زد. پروفسور اونستوت افزود: «تعیین سرعت مستقیم آنابولیک یا همان سرعت ساخت ترکیبات کمپلکس از ترکیبات شیمیایی ساده به دو دلیل اهمیت دارد؛ نخست این که این سرعت بیانگر سرعت تقسیم سلولی است و لذا می تواند سرعت تکثیر میکروب ها در زیر زمین را نیز مشخص کند.




دوم این که این سرعت به طور غیرمستقیم به دانشمندان می گوید سرعت سوخت و ساز میکروب ها چقدر است. تعیین سرعت متابولیسم می تواند در مدل های بیوژئوشیمیایی جوابگوی بسیاری از سوالات باشد، اما این مورد آخر را خیلی بسختی می توان در محدوده های سنگی از هم گسیخته تخمین زد.» یک مشکل اساسی دیگر اینجاست که برآورد سرعت ساخت ترکیبات کمپلکس توسط جوامع میکروبی در محیط طبیعی عملا کار بسیار دشواری است. پیشتر دانشمندان صرفا میکروب ها را از محیط اولیه نمونه برداری کرده و سپس در آزمایشگاه کشت می دادند. از آنجا که تحت شرایط آزمایشگاهی امکان زیست برای میکروب ها بیشتر است، پس آنها نیز در آزمایشگاه بسرعت رشد می کنند و تکثیر می شوند و لذا این مساله نمی تواند ارزیابی درستی از وضعیت زیست میکروب ها ارائه دهد، چراکه واقعیت در دنیای طبیعی قطعا با شرایط آزمایشگاهی متفاوت است. پروفسور اونستوت در تشریح این مساله افزود: «باید بدانید سرعت ساخت ترکیبات کمپلکسی که در آزمایشگاه به دست می آید، قطعا از مقدار واقعی بسیار فراتر است.»


spacedaily


مترجم: فرناز حیدری

[ad_2]

لینک منبع

نوآوری در بهره‌وری انرژی

[ad_1]

نوآوری در بهره وری انرژی

شرکت نرم افزاری First Fuel با ایده اولیه مشابه در لگزینگتون ایالت ماساچوست تاسیس شده است


شرکت نرم‌افزاری First Fuel با ایده اولیه مشابه در لگزینگتون ایالت ماساچوست تاسیس شده است. این شرکت با ایده اولیه بدیعی تاسیس شد که براساس آن علاقه‌مندان به تولید انرژی‌های سازگار با محیط زیست، باید پیش از هر اقدامی در راستای تولید سوخت‌های پاک و سبز، به‌دنبال ایجاد بهره‌وری در مصرف سوخت باشند.


به‌منظور تسهیل بهره‌وری مصرف سوخت، این شرکت اقدام به طراحی سیستمی نرم‌افزاری کرده است که مکمل فرآیند «ممیزی انرژی» محسوب می‌شود. ممیزی انرژی فرآیندی است که بر اساس آن ارزیابان آموزش دیده به بررسی فرصت‌های کاهش مصرف انرژی در مکانی خاص می‌پردازند. Swapnil Shah، مدیرعامل این شرکت می‌گوید: «بدون شک امکان کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری و تجاری از نظر اقتصادی و سازگاری با محیط زیست تاثیرات شگرفی خواهد داشت.»


سیستم طراحی شده توسط شرکت First Fuel با جمع‌آوری اطلاعاتی در خصوص کارکرد انرژی در هر ساختمان، ابعاد فیزیکی آن، شرایط آب و هوایی منطقه به بررسی امکان کاهش مصرف انرژی می‌پردازد. مشتریان این نرم‌افزار داده‌ها، گزارش‌های مصرف انرژی و آدرس خود را در اختیار این شرکت قرار می‌دهند و بقیه اطلاعات از آمار و بایگانی‌های عمومی استخراج می‌شود.


یکی از مزایای ارزیابی از راه دور این است که نیازی به مراجعه حضوری ارزیابان به محل مورد نظر که روشی زمانبر است، وجود ندارد. فرآیندهای موجود در نرم‌افزار شرکت First Fuel، گزارشی نهایی در خصوص بخش‌های خاصی از محل ارائه می‌کند که فرصت‌هایی برای افزایش بهره‌وری انرژی در آن بخش‌ها شناسایی شده است. تمامی این تحلیل‌ها بدون حضور در مکان مورد نظر صورت می‌گیرند.


موسس ۴۵ ساله هندی و سه تن از شرکای وی این شرکت را در سال ۲۰۱۰ تاسیس کردند، محصول این شرکت پس از یک و نیم سال مطالعه و کسب اطمینان از کارآیی نرم‌افزار به بازار معرفی شد.


استراتژی کسب‌وکار شرکت First Fuel مبتنی بر حرکتی رو به رشد به سوی حفظ انرژی در هر دو بخش خصوصی و دولتی است. Swapnil Shah که موسس سه شرکت نرم‌افزاری WebSpective، mValent و Open Environment است، می‌گوید در اقدام جدیدش به دنبال ایجاد یک کسب‌وکار سودآور و تلاش برای بهبود شرایط جهان است.


«پس از ۲۰ سال تجربه فعالیت در حوزه شرکت‌های نرم‌افزاری، من واقعا به دنبال چالشی جدید بودم، چیزی که تاثیر گسترده‌ای داشته باشد.»


بنا به گفته‌های Swapnil Shah، حدود ۳۰ ایالت آمریکا و شهر کانادا در حال حاضر مقرراتی با هدف کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌های اداری و تجاری تصویب کرده‌اند.


بنا بر آمار اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، حدود۲۰ درصد از کل مصرف انرژی به بخش‌های تجاری ایالات متحده اختصاص دارد. First Fuel امیدوار است این میزان مصرف را کاهش دهد: مشتریان این شرکت شامل شرکت‌ها و سازمان‌هایی از بخش خدمات شهری، سازمان‌های دولتی و شرکت‌های تجاری هستند که با هدف کاهش هزینه‌ها، رعایت الزامات قانونی و افزایش پایداری با First Fuel همکاری می‌کنند.


با این حال شرکت First Fuel با چالش‌هایی روبه‌رو است. شاید یکی از موانع موجود بر سر راه پیشرفت این شرکت، افزایش تعداد رقبا به دنبال گسترش تمایل نسبت به بهره‌وری انرژی است. در گزارشی اکه اخیرا منتشر شده است، شرکت


Groom Energy بیش از ۲۰۰ فروشنده بزرگ و کوچک نظیر IBM و Honeywell را شناسایی کرده است که راه‌‌های «مدیریت انرژی» ارائه می‌کنند.


علاوه‌بر این مناظراتی بر سر کارآمدبودن بهره‌وری انرژی جریان دارد. برخی پژوهش‌ها شواهدی مبنی بر تاثیرات واکنشی و ارتجاعی افزایش بهره‌وری انرژی به‌دست آورده‌اند. برای مثال اگر کاربران انرژی از بهره‌وری انرژی اطمینان داشته باشند، احتمالا لامپ بیشتری روشن خواهند کرد یا بیشتر از اتومبیل خود استفاده خواهند کرد. شرکت First Fuel با هدف جلوگیری از بروز چنین مشکلی به دنبال روش‌هایی است که نگرش افراد را نسبت به این موضوع تغییر می‌دهند.


از جمله مشتریان نرم‌افزار طراحی شده این شرکت واشنگتن است که از تابستان ۲۰۱۳ تلاش دارد در دوره‌ای یکساله میزان مصرف انرژی خود را به میزان ۲۰ درصد کاهش دهد. شرکت First Fuel در حال حاضر این منطقه را در دستیابی به هدفش یاری می‌رساند.


این شرکت در پژوهشی به بررسی ساختمانی با متراژ


۱۵۰ هزار مترمربع پرداخته و نتایج حاکی از این است که این ساختمان از نظر بهره‌وری انرژی در شرایط مناسبی قرار ندارد و سیستم تهویه، گرمایش و سرمایش آن بیش از آنچه روزانه نیاز است، فعال هستند. براساس ارزیابی‌های به عمل آمده ثابت شده است که کارکرد این سیستم‌ها در هر نود دقیقه هزینه‌ای برابر با ۴۰ هزار تا ۵۰ هزار دلار به‌دنبال دارد؛ بنابراین بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های آن اهمیت خاصی پیدا می‌کند.


نتایج به‌دست آمده از این تحقیق نشان دادند رویکرد نرم‌افزاری اخیر مقیاس پذیرتر از روش‌های قدیمی ممیزی است و شرکت First Fuel با داشتن چنین ویژگی منحصربه‌فردی توانسته است، مشتریانش را در شناسایی سریع‌تر فرصت‌های بهره‌وری یاری رساند.


مترجم: فریبا ولیزاده


منبع: Theguardian

[ad_2]

لینک منبع