Neda Bathaei

4-3 میکسر سلول گیلبرت توزیع شده ........................................................................................................... 39
1-4-3 بهرهی تبدیل ...................................................................................................................................... 40
2-4-3 تکنیک تزریق جریان ......................................................................................................................... 40
3-4-3 تکنیک پیکینگ سلفی ...................................................................................................................... 42
5-3 مروری بر چند ساختار میکسر پهن باند ارایه شده ............................................................................... 44
1-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[18] 1 44
2-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[12] 2 45
3-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[19] 3 45
4-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[20] 4 46
5-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[21] 5 47
6-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[22] 6 48
7-5-3 ساختار میکسر .....................................................................................................................[23] 7 49
8-5-3 مقایسه ساختار های متفاوت میکسرهای فراپهن باند ................................................................ 51
.4 فصل چهارم: تحلیل اعوجاج و نویز در میکسر فراپهن باند .......................................................... 52
1-4 مقدمه .......................................................................................................................................................... 53
2-4 میکسر یک عنصر غیر خطی .................................................................................................................... 53
3-4 مدل غیر خطی گیرنده ............................................................................................................................. 54
4-4 اثرات اعوجاج در سیستمهای فراپهن باند ............................................................................................. 54
1-4-4 تولید هارمونیک .................................................................................................................................. 55
2-4-4 فشردگی بهره ...................................................................................................................................... 55
3-4-4 اینترمدولاسیون .................................................................................................................................. 56
4-4-4 اینترمدولاسیون مرتبهی دوم .......................................................................................................... 56
ز
5-4-4 اینترمدولاسیون مرتبهی سوم ......................................................................................................... 57
6-4-4 اعوجاج در سیستمهای متوالی ........................................................................................................ 59
7-4-4 مشخصات خطی گیرنده ................................................................................................................... 59
5-4 بررسی نویز میکسر به عنوان یک عنصر غیر خطی .............................................................................. 60
1-5-4 پردازش نویز متغیر با زمان .............................................................................................................. 60
2-5-4 نویز طبقهی راهانداز (طبقهی ................................................................................................(RF 61
3-5-4 نویز طبقهی سوئیچ (طبقهی ................................................................................................(LO 62
4-5-4 نویز طبقهی ..................................................................................................................................IF 63
.5 فصل پنجم: مدار پیشنهادی، طراحی مخلوط کنندهی فرکانسی فراپهن باند توزیع شده .......... 64
1-5 مقدمه .......................................................................................................................................................... 65
2-5 مدل المانهای مورد استفاده ................................................................................................................... 65
3-5 تحلیلگرهای استفاده شده در نرمافزار .....................................................................................ADS 67
1-3-5 تحلیلگر ..............................................................................HARMONIC BALANCE 68
2-3-5 تحلیلگر ............................................................................................................................... LSSP 68
4-5 طراحی میکسر توزیع شده با سلولهای میکسر تک بالانس .............................................................. 69
1-4-5 طراحی میکسر .................................................................................................................................... 69
2-4-5 بایاس مدار ........................................................................................................................................... 70
3-4-5 پارامترهای قابل تغییر و طراحی ..................................................................................................... 71
4-4-5 تحلیل و شبیهسازی .......................................................................................................................... 72
5-5 طراحی میکسر توزیع شده با سلولهای میکسر سلول گیلبرت ......................................................... 74
1-5-5 طراحی میکسر .................................................................................................................................... 74
2-5-5 بایاس مدار ........................................................................................................................................... 75
3-5-5 تحلیل و شبیهسازی .......................................................................................................................... 76
6-5 طراحی میکسر توزیع شده با سلولهای میکسر گیلبرت و با استفاده از تکنیک پیکینگ سلفی.. 78
1-6-5 تکنیک پیکینگ سلفی ...................................................................................................................... 78
2-6-5 بایاس مدار ........................................................................................................................................... 80
3-6-5 طراحی میکسر توزیع شدهی نهایی ................................................................................................ 80
4-6-5 مقادیر المانهای مدار میکسر پس از طراحی .............................................................................. 84
5-6-5 تحلیل و شبیه سازی ......................................................................................................................... 86
7-5 نتیجهگیری و مقایسه ............................................................................................................................... 90
.6 فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادات ........................................................................................... 92
1-6 نتیجهگیری ................................................................................................................................................. 93
ح
2-6 پیشنهادات .................................................................................................................................................. 94
.7 فصل هفتم: منابع و ماخذ ................................................................................................................ 95
منابع لاتین ..................................................................................................................................................................... 96
چکیده انگلیسی: ................................................................................................................................................................ 98
ط
فهرست جدول ها:
عنوانشماره صفحه

جدول 1- 1 قابلیت UWB در مقایسه با سایر استانداردهای 14..[2] IEEE
جدول 1- 3 مقایسهی ساختارهای مختلف میکسرهای فراپهن باند51
جدول 1- 5 مقادیر سلفهای مدار نهایی85
جدول 2- 5 عرض ترانزیستورهای مدار نهایی85
جدول 3- 5 مقادیر پارامترهای DC ترانزیستورهای میکسر توزیع شده نهایی85
جدول 4-5 مقدار نشت پورت های مختلف میکسر پیشنهادی در یکدیگر بعد از مدل سازی اثر عدم تطبیـق ابعـاد
ترانزیستورها، روی ولتاژ آستانه88
جدول 5- 5 مقایسهی سه ساختار به دست آمده طول طراحی90
جدول 6- 5 مشخصات مدار میکسر توزیع شدهی پیشنهادی90
جدول 7- 5 مقایسه میکسر طراحی شده در این پایان نامه با کارهای انجام شدهی قبلی91
ی
فهرست شکلها:
عنوانشماره صفحه

شکل 1-1 تاریخچهی تکنولوژی فراپهن باند6
شکل 2-1 طرح ماسک توان برای سیستم UWB بر حسب فرکانس 7[3]
شکل 3-1 سیگنال باند باریک در حوزهی (a) زمان و (b) فرکانس8
شکل 4-1 یک پالس با Duty Cycle کم8
شکل 5-1 پالس UWB در حوزههای((a زمان و (b) فرکانس9
شکل 6-1 همزیستی سیگنالهای فراپهن باند با سیگنالهای باند باریک و باند پهن در طیف فرکانسی 10RF
شکل (a) 7-1 پدیدهی چند مسیره در انتقال بیسیم (b) اثر پدیدهی چند مسیره بر سیگنال های بانـد باریـک
(c) اثر پدیدهی چند مسیره بر سیگنالهای باند فرا پهن11
شکل 8-1 رفتار حوزههای زمان و فرکانس سیگنالهای UWB (a) و (b) باند باریک13
شکل 9-1 طیف فرکانسی UWB به همراه سیستمهای تداخلی داخل و خارج باند14
شکل 10-1 سیگنالهای (a) باند باریک، (b) طیف گسترده و (c) فراپهن باند در حوزههای زمان و فرکانس .. 16
شکل 11-1 روش دسترسی 16TDMA
شکل 12-1 عملیات کد کردن در 17[5] DS-CDMA
شکل 13-1 نحوهی استفاده از پهنای باند در سیستم 17DS-CDMA
شکل 14-1 گروه بندی طیف فرکانسی 18MB-OFDM
شکل 15-1 طیف فرکانسی 18[7] MB-OFDM
شکل 1-2 ساختار گیرنده سوپر هترودین20
شکل 2-2 میکسر به عنوان یک عنصر سه دهانه21
شکل 3-2 میکسر غیرفعال با تعادل دوگانه با 22..CMOS
شکل 4-2 میکسر گیلبرت ساده24
شکل 5-2 میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه25
شکل 6-2 منحنی بهرهی سوئیچ میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه26
شکل 7-2 میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه با تکنیک ربودن جریان 27DC
شکل 8-2 میکسر به عنوان یک ضرب کننده 29[3]
شکل 9-2 میکسر با ساختار تکی31
شکل 10-2 میکسر با ساختار متوازن تکی31
شکل 1-3 بلوک دیاگرام مدار ترکیبی توزیع شده (a) موجبر هم محور واقعی (b) مدارات LC مصنوعی33[11]
شکل 2-3 مدل خطوط انتقال مصنوعی34
شکل 3-3 شمای نحوهی قرار گیری سلولهای مدار توزیع شده بین دو خط انتقال35
شکل 4-3 میکسر گیلبرت 36CMOS
شکل 5-3 یک میکسر فعال CMOS با تعادل تکی36
ک
شکل 6-3 شکل موجهای p0(t) و 38p1 (t)
شکل 7-3 مدار معادل خط انتقال40
شکل 8-3 شماتیک مدار میکسر گیلبرت با تکنیک تزریق جریان41
شکل 9-3 شماتیک مدار میکسر گیلبرت با طبقهی ترارسانایی مکمل41
شکل 10-3 مدل مدار ساده شده برای (a) میکسر متداول (b) میکسر با تکنیک پیکینگ سلفی سری43
شکل (a) 11-3 مدل سیگنال کوچک یک تقویت کننده (b) شـبکهی پسـیو اضـافه شـده بـرای ایزولـه کـردن
خازنهای پارازیتی (c) پیاده سازی این شبکه با سلف43
شکل 12-3 مدار میکسر ساختار 441
شکل 13-3 مدار میکسر ساختار 452
شکل 14-3 مدار میکسر ساختار 463
شکل 15-3 مدار میکسر ساختار 474
شکل 16-3 مدار تطبیق UWB برای سیگنال ورودی 47RF
شکل 17-3 مدار میکسر ساختار 485
شکل 18-3 مدار میکسر ساختار 496
شکل 19-3 مدار میکسر ساختار 507
شکل 1-4 طیف فرکانسی MB-OFDM به همراه سیستمهای تداخلی داخل و خارج باند 53[7]
شکل (a) 2-4 مدار سوئیچ ساده (b) سیستم غیر خطی متغیر با زمان (c) سیستم خطی متغیر با زمان54
شکل 3-4 طیف خروجی سیستم غیرخطی با درجهی دو و سه54
شکل 4-4 نقطه تراکم 561dB
شکل 5-4 مولفههای اینترمدولاسیون در خروجی یک سیستم غیرخطی درجهی 562
شکل 6-4 نحوهی تداخل اینترمدولاسیون مرتبهی 2 با سیگنال مطلوب 57[7]
شکل 7-4 مولفههای اینترمدولاسیون در خروجی یک سیستم با خاصیت غیرخطی مرتبهی سوم58
شکل 8-4 تداخل اینترمدولاسیون مرتبهی 3 با سیگنال مطلوب 58[7]
شکل (a) 9-4 دامنهی نقطه تقاطع مرتبهی سوم ورودی (b) نقطه تقاطع مرتبـهی سـوم ورودی و خروجـی بـه
صورت لگاریتمی 59[5] (IIP3,OIP3)
شکل 10-4 میکسر فعال تک بالانس 61CMOS
شکل 11-4 شکل موج 62p1 (t)
شکل 1-5 بلوک دیاگرام مدار توزیع شده (a)خطوط انتقال واقعی (b) پیاده سازی با مدارات LC (خـط انتقـال
مصنوعی)65
شکل 2-5 مدل ترانزیستور 66TSMC
شکل 3-5 مدل مدار معادل برای یک ترانزیستور 66[26] RF nMOS
شکل 4-5 مدل سلف 67TSMC
شکل 5-5 نمای Layout سلف در تراشه67
شکل 6-5 مدار معادل یک سلف استاندارد 67[26]
ل
شکل 7-5 تحلیلگر HARMONIC BALANCE در نرم افزار 68ADS
شکل 8-5 تحلیلگر LSSP در نرم افزار 68ADS
شکل 9-5 ساختار میکسر توزیع شدهی تک بالانس69
شکل 10-5 شماتیک میکسر توزیع شدهی تک بالانس در نرم افزار 70ADS
شکل 11-5 مدار بایاس طبقهی 70RF
شکل 12-5 مدار بایاس گیت ترانزیستورهای طبقهی 71LO
شکل 13-5 مدار بایاس درین ترانزیستورهای طبقهی 71LO
شکل 14-5 روابط به کار رفته در نرمافزار ADS برای محاسبهی 72IIP3
شکل 15-5 نمودار عدد نویز میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس72
شکل 16-5 نمودار IIP3 میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس73
شکل 17-5 نمودار IIP2 میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس73
شکل 18-5 نمودار بهرهی تبدیل میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس73
شکل 19-5 نمودار ضریب انعکاس ورودی میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس74
شکل 20-5 نمودار ضریب انعکاس خروجی میکسر طراحی شده با سلول تک بالانس74
شکل 21-5 ساختار میکسر توزیع شدهی گیلبرت75
شکل 22-5 شماتیک میکسر توزیع شدهی گیلبرت در نرم افزار 75ADS
شکل 23-5 نمودار بهرهی تبدیل میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت76
شکل 24-5 نمودار ضریب انعکاس ورودی میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت77
شکل 25-5 نمودار ضریب انعکاس خروجی میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت77
شکل 26-5 نمودار عدد نویز میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت77
شکل 27-5 نمودار IIP3 میکسر طراحی شده با سلول گیلبرت78
شکل 28-5 ساختار میکسر توزیع شدهی گیلبرت با تکنیک پیکینگ سلفی79
شکل 29-5 ساختار میکسر توزیع شدهی گیلبرت با تکنیک پیکینگ سلفی در نرم افزار 79ADS
شکل 30-5 مدار بایاس درین ترانزیستورهای طبقهی 80LO
شکل 31-5 نمودار جریان مصرفی میکسر بر حسب تغییرات عرض ترانزیستورها81
شکل 32-5 نمودار تطبیق ورودی میکسر بر حسب تغییرات عرض ترانزیستورها در فرکانس 8210 GHz
شکل 33-5 نمودار بهرهی تبدیل میکسر بر حسب تغییرات عرض ترانزیستورها82
شکل 34-5 نمودار IIP3 میکسر بر حسب تغییرات عرض ترانزیستورها83
شکل 35-5 نمودار بهرهی تبدیل میکسر بر حسب تغییرات سلفهای پیکینگ در سه فرکانس83
شکل 36-5 بهرهی تبدیل میکسر بر حسب فرکانس و مقادیر مختلف سلفهای پیکینگ84
شکل 37-5 نمودار IIP3 میکسر بر حسب تغییرات سلفهای پیکینگ در سه فرکانس84
شکل 38-5 نمودارضرایب انعکاس ورودی و خروجی میکسر توزیع شدهی پیشنهادی86
شکل 39-5 نمودار بهره میکسر طراحی شده با دو سلول گیلبرت و با تکنیک پیکینگ سلفی86
شکل 40-5 نمودار نشت پورت LO در 87RF
م
شکل 41-5 نمودار نشت پورت LO در 87IF
شکل 42-5 نمودار نشت پورت RF در 87LO
شکل 43-5 نمودار نشت پورت RF در 88IF
شکل 44-5 عدد نویز میکسر طراحی شده با دو سلول گیلبرت و با تکنیک پیکینگ سلفی88
شکل 45-5 نقطه تقاطع مرتبه سوم ورودی (IIP3) میکسر طراحـی شـده بـا دو سـلول گیلبـرت و بـا تکنیـک
پیکینگ سلفی89
شکل 46-5 نقطه تقاطع مرتبه دوم ورودی (IIP2) میکسـر طراحـی شـده بـا دو سـلول گیلبـرت و بـا تکنیـک
پیکینگ سلفی89
شکل 47-5 نمودار P1dB میکسر طراحی شده با دو سلول گیلبرت و با تکنیک پیکینگ سلفی90
ن
فهرست رابطهها:
عنوانشماره صفحه

رابطهی 81- 1
رابطهی 92- 1
رابطهی 103-1
رابطهی 114-1
رابطهی 125-1
رابطهی 221-2
رابطهی 232-2
رابطهی 233-2
رابطهی 234-2
رابطهی 235-2
رابطهی 256-2
رابطهی 267-2
رابطهی 268-2
رابطهی 279-2
رابطهی 2710-2
رابطهی 2811-2
رابطهی 2912-2
رابطهی 2913-2
رابطهی 2914-2
رابطهی 351-3
رابطهی 362-3
رابطهی 373-3
رابطهی 374-3
رابطهی 375-3
رابطهی 376-3
رابطهی 377-3
رابطهی 378-3
رابطهی 379-3
رابطهی 3710-3
رابطهی 3811-3
س
رابطهی 3812-3
رابطهی 3813-3
رابطهی 3814-3
رابطهی 3915-3
رابطهی 3916-3
رابطهی 4017-3
رابطهی 4018-3
رابطهی 4119-3
رابطهی 4120-3
رابطهی 4221-3
رابطهی 4222-3
رابطهی 4223-3
رابطهی 4224-3
رابطهی 4225-3
رابطهی 4226-3
رابطهی 4327-3
رابطهی 4428-3
رابطهی 541-4
رابطهی 552-4
رابطهی 563-4
رابطهی 564-4
رابطهی 575-4
رابطهی 576-4
رابطهی 577-4
رابطهی 588-4
رابطهی 599-4
رابطهی 5910-4
رابطهی 6011-4
رابطهی 6112-4
رابطهی 6113-4
رابطهی 6114-4
رابطهی 6115-4
رابطهی 6216-4
رابطهی 6217-4
ع
رابطهی 6218-4
رابطهی 6219-4
رابطهی 6220-4
رابطهی 6321-4
رابطهی 6322-4
رابطهی 6323-4
رابطهی 6324-4
رابطهی 6325-4
رابطهی 6326-4
رابطهی 691-5
رابطهی 812-5
رابطهی 853-5
رابطهی 854-5
رابطهی 865-5
ف
چکیده:
رشد سریع تکنولوژی و پیشرفت موفق تجاری مخابرات بی سیم روی زنـدگی روزمـره ی مـا تـاثیر قابل توجهی گذاشته است. امروزه بهکار بردن میکسرهای فرکانس بالا در سیستم های ارتباطاتی بیسـیم، دارای اهمیت خاصی میباشد. میکسرها یکی از اجزای اساسـی گیرنـده در مخـابرات بـیسـیم محسـوب میشوند. اجرای میکسرهای پایین آورنده1 در گیرنده ها به لحاظ وجود نویز و تضعیف در سیگنال دریافتی از اهمیت بیشتری برخوردار است.
هدف اصلی این پایان نامه، تحلیل و طراحـی میکسـر بـرای کـاربرد در بانـد فرکانسـی فـراپهن (UWB) و با استفاده از تکنولوژی CMOS می باشد. ابتدا عملکرد یک میکسر توزیع شده بررسی شده، سپس مدار میکسر پیشنهادی توزیع شده، ارایه می گردد. میکسر پیشنهادی دارای بهـره ی تبـدیل 3dB، IIP3 برابر 5/5dBm، عدد نویز 7dB، پهنـای بانـد 3 تـا 10 گیگـاهرتز و تـوان مصـرفی 52 میلـی وات میباشد. میکسر فراپهن باند توزیع شدهی پیشنهادی با استفاده از تکنولوژی CMOS 0/18μm با منبع تغذیه 1/8 ولت طراحی شده است.

1 down conversion
1
مقدمه:
رشد سریع تکنولوژی و گذار از مخابرات آنالوگ به دیجیتال، ترقی سیستم های رادیویی بـه نسـل سوم و چهارم و جانشینی سیستم های سیمی با Wi-Fi و Bluetooth مشـتریان را قـادر مـی سـازد بـه گستره ی عظیمی از اطلاعات از هرجا و هر زمان دسترسی داشته باشند. مخابرات UWB برای اولین بـار در دهــهی 1960 معرفــی شــد و در ســال 2002، FCC1 رنــج فرکانســی 3.1~10.6GHz را بــرای کاربردهای UWB معرفی و توان انتقال آنرا به -41.3dBm محدود کرد، بدین معنا کـه سیسـتمهـای
UWB روی فراهم کردن: توان کم، قیمت کم و عملکرد باند وسیع در مساحت کوتـاه تمرکـز کردنـد. در مقایسه با کاربردهای باند باریک طراحی المانها در سیستمهای UWB بسیار متفاوت و مشکل است.
یکی از بلوکهای مهم در گیرندههای UWB میکسرها هستند کـه بـرای تبـادل اطلاعـات بـین تعداد زیادی کانال مشابه UWB نقش کلیدی دارند. اهمیـت عملکـرد میکسـر بـه عنـوان یـک مبـدل فرکانس، در تامین فرکانسهای کاری مناسب با پایداری و نـویز مطلـوب اسـت. میکسـر مـیبایسـتی: (1
بهرهی تبدیل بالا، که اثرات نویز در طبقات بعدی را کاهش دهـد، (2 عـددنویز کوچـک، کـه LNA را از داشتن یک بهرهی بالا راحت کند و (3 خطی بودن بالا، که رنج دینامیک گیرنده را بهبود بخشد و سطوح اینترمدولاسیون2 را کاهش دهد. هر کارایی بایستی توسط مصالحه در طراحی میکسر بهدست آید. میکسر سلول گیلبرت با برخی تغییرات در ساختار آن نتایج قابل قبـولی بـرای کـاربرد در سیسـتمهـای UWB
بهدست میدهد.
دستیابی همزمان به بهره ی تبدیل و خطی بودن بـالا کـه افـزایش یکـی باعـث کـاهش دیگـری می گردد یکی از چالش های طراحی میکسر می باشد، در کارهایی کـه تـا کنـون انجـام شـده تمرکـز روی دستیابی یکی از این دو بوده به طوریکه یا میکسری غیر فعال با خطی بودن قابل قبـول و یـا میکسـری فعال با خطی بودن کم ارائه شده است. تطبیق امپدانس در کل رنج فرکانسی 7 گیگا هرتـزی و همچنـین عدد نویز پایین از دیگر پارامترهای مهم طراحی میکسر میباشد.
 اهداف پایان نامه
در این پایان نامه با بررسی میکسرهای فراپهن باند و مقایسهی آنها از نظر ساختار، بهرهی مدار، عدد نویز، تطبیق در ورودی و خروجی و خطی بودن، سـاختار مناسـب بـرای یـک میکسـر فـراپهن بانـد پیشنهاد شده و از لحاظ کارکرد در سیستمهای UWB بررسی گشته است.

Federal Communications Commission inter-modulation

1
2
2
بر خلاف کارهایی که تا کنون در این زمینه صورت گرفته که بر بهبود یکی از پارامترهای بهـره ی تبدیل یا خطی بودن میکسر تاکید شده، در اینجا سعی شـده اسـت تـا ضـمن دسـتیابی بـه هـر دو ایـن پارامترها در اندازههای قابل قبول برای گیرندهها، کل پهنای باند سیستمهای UWB پوشش داده شود.
بر این اساس در فصل اول سیستم های فراپهن باند بطور کامل معرفـی و بررسـی مـی گـردد، در فصل دوم به بررسی انواع میکسر، نحوهی عملکرد و کاربرد آنها پرداختـه شـده، در فصـل سـوم سـاختار میکسرهای توزیع شده، مشخصات و تکنیکهای بهبود کارایی آنها و در فصل چهارم اعوجـاج و نـویز در میکسر بررسی گردیدهاند. در فصل پنجم ساختار میکسر فراپهن باند طراحی شده بـه طـور مفصـل شـرح داده شده است. در فصل ششم نتیجهگیری و پیشنهادات و فصل هفتم نیز منابع و مأخذ مورد استفاده بـه تفکیک درج شدهاند.
3
.1 فصل اول: سیستمهای فراپهن باند (UWB)
4
1-1 تاریخچه تکنولوژی فراپهن باند UWB
در طول دهههای اخیر پیشرفت سریع ارتباطات باعث ایجاد تقاضا برای قطعات بهتـر و ارزانتـر و همچنین تکنولوژیهای پیشرفتهتر شده است. افزایش تقاضا برای انتقال سریع و افزایش نرخ اطلاعـات در عین مصرف کم توان تاثیرات شگرفی را بر تکنولوژی ارتباطات ایجاد کرده است. در هر دو بخش مخابرات بیسیم و سیمی این گرایش منجر به استفادهی هرچه بیشتر از مدولاسیونهایی با استفادهی بهینـهتـر از طیف فرکانسی و یا افزایش پهنای کانالها گشته است. این روشها به همـراه روشهـای مهندسـی بـرای کاهش توان، به منظور تولید تراشه های ارزان و با مصرف توان کم در صنعت استفاده میشود.
افزایش و گسترش استانداردها نه تنها باعث شده که سیستمها با طیفهای شلوغتری از لحاظ فرکانسی روبرو باشند بلکه باعث شده است تا سیستمها به سوی چند استاندارده بودن سوق داده شده و قابلیت انطباق با استانداردهای مختلف را داشته باشند. در حقیقت این پیشرفت تکنولوزی منجر به طراحی و تولید دستگاههایی شده است که قابلیت کارکرد در باندهای وسیعتری را داشته باشند، مانند تکنولوژی فرا پهن باند . (UWB)
تکنولوژی فراپهن باند (UWB) در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفتـه اسـت. مـیتـوان گفت که شروع استفاده از دانش UWB مربوط به انتهای قرن نوزدهم می باشد. اولین سیستم بی سیم که توسط گاگلیرمو مارکونی1 در سال 1987 نمایش داده شد، خصوصیات رادیوی فـراپهن بانـد را دارد. رادیـو ساخته شده توسط مارکونی از پهنای باند وسیعی برای انتقال اطلاعات بهره می گرفت. اولین فرستنده های جرقه ای مارکونی فضای زیادی از طیف (از فرکانس هـای بسـیار پـایین تـا فرکـانس هـای بـالا) را اشـغال می کردند. همچنین این سیستم ها به طور غیراتوماتیک از پردازش زمان اسـتفاده مـی نمودنـد. چـون کـد مورس توسط اپراتورهای انسانی ارسال و دریافت می شد. پس از آن مفهوم UWB مجدداً در دهـه 1960
برای ساخت رادارهای ایمن در برابر تداخل با مصرف توان کم مورد توجه قرار گرفت .[1]
در اوایل پیدایش ، UWB به نامهای Carrier free ، باند پایه یا ضربه رایج بود که در حقیقت متضمن این نکته بود که استراتژی تولید سیگنال نتیجه یک پالس با Rise time بسیار سریع و یـا یـک ضربه میباشد که یک آنتن باند پهن را تحریک میکند. در اوایل سال 2002 میلادی تکنولوژی باند بسیار پهن (UWB) برای کاربردهای تجاری تصویب شد. این تکنولوژی جدید شـیوه ی جدیـدی در ارتباطـات بدون سیم ابداع کرد:"استفاده از حوزه زمان به جای حوزه فرکانس".
تکنولوژی فرا پهن باند (UWB) به شیوهی کاملاً متفاوتی از سایر تکنولوژی ها از بانـد فرکانسـی استفاده میکند. این سیستمها از پالسهای باریک و پـردازش سـیگنال در حـوزهی زمـانی بـرای انتقـال

1 Guglielmo Marconi
5
اطلاعات استفاده میکنند، بدین صورت سیستمهـای فـرا پهـن بانـد (UWB) قادرنـد در بـازهی زمـانی مشخص اطلاعات بیشتری را نسبت به سیستمهای قدیمیتر منتقل کنند زیرا حجـم انتقـال اطلاعـات در سیســتمهــای مخــابراتی بــه صــورت مســتقیم بــا پهنــای بانــد تخصــیص یافتــه و لگــاریتم SNR (Signal to Noise Ratio) متناسب است. استفاده از یک پهنای بانـد خیلـی وسـیع چنـدین مزیـت دارد: ظرفیت بالا، مخفی بودن، مقاومت در برابر مسدود شدن و همزیستی با سایر سیستم های رادیویی.
پایه و اساس سیستم های نوین فراپهن باند در دهه 80 توسط راس و با کار انجـام شـده در مرکـز تحقیقاتی Sperry بنیان گذاشته شد. تأکید بر استفاده از UWB بـه عنـوان یـک ابـزار تحلیلـی بـرای کشف خصوصیات شبکه های مایکروویو و خصوصیات ذاتی مـواد بـود. ایـن تکنیـک هـا بـه طـور منطقـی گسترش یافتند تا تحلیل و تولید تجربی المان های آنتن را انجام دهند. موفقیـتهـای اولیـه باعـث تولیـد سیستمی خانگی شد تا خصوصیات پاسخ ضربه اهداف یا موانع را اندازهگیری کند.
با افزایش درخواست کاربران برای ظرفیت بالاتر، سرویس های سریعتر و مخابرات بی سیم امن تـر، تکنولوژی های جدید مجبورند جایگاه خود را در طیف فوق العاده شلوغ و امن رادیـویی بیابنـد. بـه دلیـل اینکه هر تکنولوژی رادیویی یک بخش خاص از طیف را اشغال میکند و با معرفی سـرویس هـای جدیـد رادیویی محدودیت دسترسی طیف RF سخت گیرانه تر شده است. در این شرایط تکنولـوژی UWB یـک راه حل نوید بخش برای محدودیت دسترسی به طیف RF با اجازه به سرویس های جدید برای هم زیستی با سیستمهای رادیویی جاری با تداخل حداقل یا بدون تداخل است.
در فوریه ی سال 2002، FCC اولین طراحی و استاندارد مربوط بـه بانـدها و تـوان مجـاز بـرای کاربران UWB را صادر کرد. بدین ترتیب باند فرکانسی 3.1GHz تا 10.6GHz به UWB اختصـاص یافت. در همین زمان FCC مجوزی صادر کرد که حدود و میزان تشعشع عمدی یا سهوی دسـتگاه هـای مخابراتی در باندهای مختلف را مشخص نمود. این تشعشع مجاز در باندهای مورد استفاده، مبنـایی بـرای طراحی دستگاه های UWB شد. با گسترش تحقیقات در این زمینه، IEEE کمیتـه ی مخصوصـی بـرای استاندارد سازی این سیسـتم هـا تحـت عنـوان 802.15.3.x تشـکیل داد. شـکل 1-1 تاریخچـه ی ایـن تکنولوژی را به اختصار نشان میدهد .[2]

شکل 1-1 تاریخچهی تکنولوژی فراپهن باند
6
در اولین گام FCC توان خروجی سیستم های UWB را به -41.3dBm/MHz محدود کرد، این محدودیت این امکان را برای سیستم های UWB ایجاد میکند که بدون اینکه توان سیگنال خروجی آنها توسط سیستمهای باند باریک مجاور احساس شود از پهنای باند وسیعی برای انتقال اطلاعات خود استفاده کنند. محدودیت هایی که برای توان انتشار این سیستم ها ایجاد شد ، عمدتاً محدودیتهایی بودند که برای حفاظت از سیستم GPS و سایر سیستم های دولتی که در باند فرکانسی 690MHZ~1610MHz کار میکنند مطرح شده بود. همانطور که در شکل 2-1 نشان داده شده است این ماسک توان همچنین برای سایر سیستمهای دولتی که عملکرد آنها در فاصلهی 3.1GHz~10.6GHz
یعنی باندی که برای کاربرد داخلی UWB تعریف شده است نیز کاربرد دارد.

شکل 2-1 طرح ماسک توان برای سیستم UWB بر حسب فرکانس [3]
بنا به تعریف FCC پهنای باند -10dB یک سیگنال UWB بزرگتر از %25 فرکانس مرکزی یا بزرگتر از 1.5GHz میباشد. سیستمهای فرا پهـن بانـد بـا عـرض بانـد بـیش از 7GHz در بـازه فرکانسـی
3.1GHz~10.6GHz با سطح توان مجاز -41.3dBm/MHz فعالیت مـیکننـد. هـر کانـال رادیـویی در ایـن سیستمها بسته به فرکانس مرکزی خود میتواند عرض بانـدی بـیش از 500MHz داشـته باشـد. طـرح
انتقال OFDM1 به عنوان اولین کاندیـدا بـرای UWB در مـارچ 2003 در جلسـهی گروهـی IEEE 802.15.3a مطرح شد.

1 Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
7
2-1 مفهوم UWB
سیستم های مخابراتی باند باریک متـداول سـیگنال هـای RF مـوج پیوسـته (CW)1 را بـا یـک فرکانس حامل خاص برای ارسال و دریافت اطلاعات مدوله می کنند. یک موج پیوسته یک انرژی سـیگنال تعریف شده در باند فرکانسی بانـد باریـک دارد کـه آن را بـرای آشکارسـازی و نفـوذ خیلـی آسـیب پـذیر میسازد. شکل 3-1 سیگنال باند باریک را در حوزههای زمان و فرکانس نشان میدهد.

شکل 3-1 سیگنال باند باریک در حوزهی (a) زمان و (b) فرکانس
سیستمهای UWB از پالسهای کوتاه بدون حامل (پیکو ثانیه تا نانو ثانیـه ) بـا Duty Cycle خیلی کم (کمتر از (%5 برای انتقال اطلاعات استفاده میکنـد. یـک تعریـف سـاده بـرای Duty Cycle
نسبت زمان حضور پالس به کل زمان انتقال است. (رابطهی (1-1

شکل 4-1 یک پالس با Duty Cycle کم رابطهی 1-1 T T Duty Cycle T Duty Cycle کم، متوسط توان انتقالی خیلی کمی در سیستمهـای UWB ایجـاب مـیکنـد.
متوسط توان انتقالی یک سیستم UWB در حد میکرو وات است، یعنی هزار بـار کمتـر از تـوان انتقـالی تلفن موبایل. به هر حال پیک یا توان لحظه ای پالس های UWB مستقل می تواند نسبتاً بزرگ باشـد، امـا چون آنها برای یک زمان خیلی کوتاه انتقال می یابند (Ton<1ns) توان متوسط به طـور قابـل ملاحظـه ای کم میشود، در نتیجه ادوات UWB به توان انتقال کم در اثر کنترل روی Duty Cycle نیاز دارند، کـه مستقیماً روی طول عمر باتری در تجهیزات قابل حمل تاثیر دارد.
از آنجایی که فرکانس با زمان نسبت عکس دارد پالس های UWB کوتاه مـدت، انـرژی را روی رنج عریضی از فرکانس ها، از نزدیک DC تا چندین گیگاهرتز با چگالی طیف توان (PSD)2 خیلـی کـم، پخش میکنند. شکل 5-1 پالس UWB را در حوزههای زمان و فرکانس نشان میدهد.

1 Continous Waveform 2 Power Spectral Density
8

شکل 5-1 پالس UWB در حوزههای((a زمان و (b) فرکانس
3-1 تعریف سیستم فراپهن باند
به طور کلی به سیستمی فراپهن باند (UWB) اطلاق میگردد که پهنای بانـد مـورد اسـتفادهی آن برای انتقال اطلاعات بیشتر از 500MHz باشد و یا پهنای باند نسبی آن در تمام زمانها بیشـتر از %20
باشد. پهنای باند کسری معیاری برای طبقهبندی سیگنال ها به بانـد باریـک، بانـد پهـن و فـرا پهـن بانـد می باشد و به وسیله ی نسبت پهنای باند در نقاط -10dB به فرکانس مرکزی توسط رابطهی 2-1 تعریـف میشود .[4]
رابطهی 2-1 100% f L fH 100% BW fL 2 fH fC با استفاده از این پهنای باند وسیع، چگالی طیف توان ارسالی این سیستم بسیار پایین اسـت و در نتیجه در مقابل شنود دارای مصونیت بالایی می باشـد. بـه منظـور جلـوگیری از تـاثیر نـامطلوب سیسـتم
UWB بر سیستم هایی که قبلاً در این باند وجود داشته اند، همان طور که قبلاً عنوان شـد FCC ماسـک مربوط به چگالی طیف توان این سیستمها را با سطح توان مجاز -41.3dBm/MHz مشخص نمود.
4-1 مزایای تکنولوژی فراپهن باند UWB
1-4-1 توانایی اشتراک طیف توانی
FCC سطح توان مجاز سیستم هـای UWB را -41.3dBm/MHz برابـر بـا 75nWatt/MHz تعریـف کرده و آنها را در ردهی تشعشعات غیر عمدی گذاشته است، چنین محـدودیت تـوانی بـه سیسـتم هـای
UWB اجازه می دهد که زیر سطح نویز یک گیرنده ی باند باریک نوعی قرار گیرند و سـیگنال UWB را قادر می سازد که با سرویس های رادیویی کنونی بدون تداخل و یا با تداخل حداقل همزیستی داشته باشد.
شکل 6-1 سطح توان مجاز تکنولوژیهای مختلف روی طیف فرکانسیRF را نشان میدهد .[2]
9

شکل 6-1 همزیستی سیگنالهای فراپهن باند با سیگنالهای باند باریک و باند پهن در طیف فرکانسی RF
2-4-1 ظرفیت بالای کانال
ظرفیت کانال یا میزان تغییرات داده ها، به صورت مینیمم میزان داده هایی که مـی تواننـد در هـر ثانیه روی یک کانال مخابراتی انتقال یابند تعریف می شود. فرمول هارتلی-شنون)1رابطـهی (3-1 ظرفیـت بالای کانال برای سیستم UWB را نشان میدهد .[2]
رابطهی 3-1 1 log C بیشترین ظرفیت کانال می باشد و به صورت خطی با پهنای باند (B) افـزایش مـی یابـد. پـس داشتن چندین گیگا هرتز پهنای باند برای سیگنال های UWB، نرخ انتقال داده ها در حد چند گیگا بیت بر ثانیه می تواند مورد انتظار باشد. در نتیجه ی محدودیت توان اعمال شـده از طـرف FCC بـرای انتقـال داده های UWB، این نرخ بالای انتقال داده فقط در فواصل کوتاه (تا 10 متر) در دسـترس اسـت، و ایـن باعث می شود سیستم های UWB کاندید مناسبی برای کاربردهای بی سـیم فواصـل کوتـاه و نـرخ بـالای اطلاعات مانند شبکه های WPAN باشند.
3-4-1 توانایی کار با SNR پایین
فرمول هارتلی-شنون برای ظرفیت حداکثر همچنین نشان میدهد که ظرفیت کانـال بـه صـورت لگاریتمی به SNR وابسته است، پس سیستم های مخابراتی UWB قابلیت کار در کانال هـای مخـابراتی خشن با SNR پایین را دارند و هنوز ظرفیت کانال بالایی در نتیجه پهنای باند بزرگ خود ارایه میدهند.
4-4-1 احتمال تشخیص و آشکارسازی کم
به دلیل میانگین توان انتقال پایین سیستم های UWB، این سیستم ها مصونیت ذاتی نسبت بـه تشخیص دارند. پالس های UWB در زمان با کدهای منحصر به فرد بـرای هـر جفـت فرسـتنده-گیرنـده

1 Hartley-Shannon
10
مدوله شدهاند. زمان مدولاسـیون پـالس هـای خیلـی باریـک بـه امنیـت انتقـال UWB مـی افزایـد زیـرا آشکارسازی پالسهای پیکو ثانیهای بدون دانستن اینکه چه زمانی میرسند غیر ممکن است.
5-4-1 مقاومت در برابر مسدود شدن
برخلاف طیف فرکانسی باند باریک شناخته شده، طیـف UWB رنـج وسـیعی از فرکـانس هـا از نزدیک DC تا چند گیگا هرتز را پوشش می دهد و بهره ی پردازش بالا برای سـیگنال هـای UWB ارایـه می کند. بهره ی پردازش (PG) یک معیار مقاومت سیستم ها در برابـر مسـدود شـدهگـی اسـت و توسـط رابطهی 4-1 تعریف میشود.
رابطهی 4-1

6-4-1 کارایی بالا در کانالهای چند مسیره
پدیده ی چند مسیره در کانال های مخابرات بی سیم اجتناب ناپذیر است و به علـت انعکـاس هـای چندگانه ی سیگنال انتقالی از سطوح متفاوت مانند ساختمان ها، درخـت هـا و غیـره روی مـی دهـد. خـط مستقیم بین فرستنده و گیرنده LOS و سیگنال های انعکاسی از سطوح NLOS هسـتند (شـکل (7-1،
اثر چند مسیره بر روی سیگنال های باند باریک نسبتاً شدید است که باعث تخریب سـیگنال تـا 40dB بـه خاطر ناهمفازی شکل موج های LOS و NLOS می شود. اما پالس های UWB خیلی کوتاه مدت کمتـر به اثر چند مسیره حساسند زیرا طول پالس های UWB کمتر از نانو ثانیه است و سیگنال بازتابی شـانس خیلی کمی برای برخورد با سیگنال LOS و تخریب آن دارد .[2]

شکل (a) 7-1 پدیدهی چند مسیره در انتقال بیسیم (b) اثر پدیدهی چند مسیره بر سیگنالهای باند باریک (c) اثر
پدیدهی چند مسیره بر سیگنالهای باند فرا پهن
11
5-1 چالشهای تکنولوژی فراپهن باند UWB
1-5-1 انحراف شکل پالس
پالس های UWB ضعیف و کم توان با انتقال می تواننـد بـه طـور قابـل تـوجهی تخریـب شـوند، میتوانیم این مطلب را با فرمول انتقال فریس1 (رابطهی (5-1 نشان دهیم.
رابطهی P PG G 4πdf5-1

که Pt و Pr به ترتیب توان های ارسالی و دریافتی، Gt و Gr به ترتیب بهرهی آنتنهای فرستنده و گیرنده، C سرعت نور و f فرکانس است. ملاحظه می شود که تـوان سـیگنال دریـافتی بـا مربـع فرکـانس کاهش می یابد. در سیستم های باند باریک که تغییر در فرکانس کم است، تغییـرات تـوان دریـافتی قابـل صرفه نظر است. اما به دلیل طیف فرکانسی وسیع سیستم های UWB تغییرات توان شدید بـوده و شـکل پالس را خراب می کند، که این امر کارایی گیرنده های UWB، که با پالس های دریافتی بـا یـک قالـب از پیش تعریف شده مثل فیلترهای تطبیق کلاسیک همبستگی دارد را محدود میکند.
2-5-1 تخمین کانال
تخمین کانال یک مبحث اساسی برای طراحی سیستم های مخابرات بی سیم اسـت. انـدازه گیـری همه ی مشخصات کانال مانند تضعیف و تاخیر مسیر انتشار، در میدان غیر ممکن است. اکثر گیرنـده هـای
UWB سیگنال دریافتی را با یک قالب سیگنال از پیش تعریف شده مرتبط میکننـد. اطلاعـات قبلـی از پارامترهای کانال بی سیم برای پیشگویی شکل قالب سیگنال، که سیگنال دریافتی را تطبیق میدهـد لازم است. به هرحال به خاطر پهنای باند زیاد و کاهش انرژی سیگنال، پالس های UWB دسـتخوش اعوجـاج شده، پس تخمین کانال در سیستمهای مخابرات UWB پیچیده است .[2]
3-5-1 تطبیق2 فرکانس بالا
انطباق زمانی یکی از چالش های اساسی در سیستم های مخابرات UWB است. نمونـه بـرداری و انطباق پالس های نانو ثانیه ای یک محدودیت اساسی در طراحی سیستم های UWB اسـت. بـرای نمونـه برداری این پالسهای باریک ADC(Analog-to-Digital converter) خیلـی سـریع در حـد گیگـا هرتز لازم است، به علاوه محدودیت های توان شدید و طول پالس کوتاه کارایی سیستم های UWB را بـه شدت به خطاهای زمانی حساس میکند.

1 Friis 2 Synchronization
12
4-5-1 تداخل دستیابی چندگانه1
در سیستم مخابره ی چند کـاربره یـا دسـتیابی چندگانـه، چنـدین کـاربر اطلاعـات را مسـتقل و همزمان روی یک خط واسط انتقال اشتراکی (مثل هوا در مخابرات بی سیم) می فرستند. در انتهـا یـک یـا چند گیرنده بایستی قادر به جداکردن و آشکارسازی اطلاعـات کاربرهـا از هـم باشـند. تـداخلات از سـایر کاربران با کاربر مورد علاقه تداخل دستیابی چندگانه (MAI) نامیده می شـود کـه یـک فـاکتور محـدود کننده ی ظرفیت کانال و کارایی گیرنده است، به علاوه MAI به همراه نویز غیر قابل پیشـگیری کانـال و تداخل باند باریک می تواند به طور موثری پالسهای کم توان UWB را تنزل دهد و مراحل آشکار سـازی را خیلی سخت کند.
UWB 6-1 در مقایسه با سایر استانداردهای IEEE
شکل 8-1 مقایسه ای بین مخابرات فراپهن باند و باند باریـک در حـوزه هـای زمـان و فرکـانس را نشان می دهد. همان طور که ملاحظه می شود سیستم های UWB مبتنی بر مدولاسیون پالسـی در زمـان دارای پالس های بسیار باریک می باشـد کـه در حـوزه ی فرکـانس، بانـد فرکانسـی 3-10GHz را اشـغال می کنند در حالیکه سیستم های باند باریک که در زمان دارای شکل موج پیوسته مـی باشـند در حـوزه ی فرکانس، باند فرکانسی بسیار کوچکتری را به خود اختصاص میدهند.

شکل 8-1 رفتار حوزههای زمان و فرکانس سیگنالهای UWB (a) و (b) باند باریک
در جدول 1-1 مقایسه ای بین مخابرات UWB و سایر اسـتانداردهای IEEE از نظـر بیشـترین نرخ داده ها، فاصله ی عملکرد و فرکانس کاری را نشان می دهد. می توان دید که UWB بـه دلیـل پهنـای

1 Multiple-Access Interference
13
باند وسیعی که دارد قابلیت انتقال نرخ بالایی از اطلاعات را در هر ثانیه در مقایسه با سـایر اسـتانداردهای
این جدول دارا میباشد.
جدول 1-1 قابلیت UWB در مقایسه با سایر استانداردهای [2] IEEE
استاندارد IEEE WLAN Bluetooth WPAN UWB
802.11a 802.11b 802.11g 802.15.1 802.15.3 802.15.3a
فرکانس کاری 5GHz 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz 3.1-10.6GHz
بیشترین نرخ داده 54Mbps 11Mbps 54Mbps 1Mbps 55Mbps >100Mbps
حداکثر فاصله 100m 100m 100m 10m 10m 10m
به دلیل پهنای باند وسیع سیستم فراپهن باند، گیرنده های این سیسـتم بایسـتی قابلیـت کـار در محیط های پر تداخل را دارا باشند. در یک محیط کار معمولی سیستم های بی سیم مختلفی در حـال کـار هستند. گیرنده ی فراپهن باند همواره در معرض تـداخل و مسـدود شـده گـی توسـط سـایر سیسـتمهـای مخابراتی بی سیم که در باند فرکانسی 3-10GHz و یـا نزدیـک بـه آن قـرار دارنـد ماننـد Bluetooth، WLAN و غیره همانطور که در شکل 9-1 ملاحظه میشود قرار دارد.

شکل 9-1 طیف فرکانسی UWB به همراه سیستمهای تداخلی داخل و خارج باند
14
7-1 تفاوت بین UWB و طیف گسترده1
تعداد زیادی از افراد، مخابرات UWB را بـا تکنیـک هـای طیـف گسـترده ی پهـن بانـد اشـتباه می گیرند، هرچند هر دو خاستگاه مخابرات امن نظامی دارند لازم است تا یک تفاوت اساسـی میـان آن دو را روشن کنیم. برای این منظور لازم است تا دو روش متداول تکنیک طیف گسترده را معرفی کنیم.
1-7-1 رشتهی پیوستهی طیف گسترده(DSSS) 2
در DSSS یک کد شبه تصادفی برای گسترده کردن هر بیت از اطلاعـات بـا اسـتفاده از تعـداد زیادی از بیت ها که به مراتب کوچکتر از بیت اصـلی هسـتند اسـتفاده مـی شـود ایـن کـدها پهنـای بانـد اطلاعات را به پهنای باند بزرگتری گسترش میدهند.
2-7-1 جهش فرکانسی طیف گسترده(FHSS) 3
تکنیک FHSS در مفهوم شبیه DSSS است ولی در این روش گسترده کردن انـرژی سـیگنال در حوزهی فرکانس صورت میگیرد و مزایایی از مخابرات پهن باند را ارایه میدهد. به هر حال پهنای بانـد زیاد نتیجهی گسترده کردن اطلاعات مانند تکنیک DSSS نیست.
3-7-1 تفاوتهای اساسی بین UWB و طیف گسترده
هر دو تکنیک DSSS و FHSS منجر به وسیع شدن طیف فرکانس میگردند و مزایایی نسـبت به مخابرات باند باریک مانند چگالی طیف توان کمتر، ناهمپوشانی، تنوع فرکانسی بـرای کـارایی بهتـر در کانال های چند مسیره و مقاومت در برابر مسدود شده گی عمـدی و غیـر عمـدی دارنـد. امـا تفـاوت بـین
UWB و طیف گسترده چیست؟ هرچند هر دو تکنیک UWB و طیف گسترده همان مزایـای گسـترده کردن پهنای باند را دارند، روش دستیابی به پهنای باند بزرگ تفاوت اصلی بین این دو تکنیک است.
در تکنیک های متداول طیف گسترده سیگنال ها موج های سینوسی پیوسته اند که بایک فرکـانس حامل ثابت مدوله شده اند. در مخابرات UWB فرکانس حاملی وجـود نـدارد، پـالس هـای UWB کوتـاه مستقیماً پهنای باند گسترده تولید می کنند. فاکتور اختصاصی دیگر در UWB پهنای باند خیلـی بـزرگ است. در حالیکه تکنیک های طیف گسترده پهنای باند مگاهرتزی عرضه می کنند، UWB چندین گیگـا هرتز پهنای باند دارد. شکل 10-1سیگنال های باند باریک، پهن بانـد و UWB را در حـوزه هـای زمـان و فرکانس نشان میدهد .[2]

1 Spread Spectrum 2 Direct-Sequence Spread Spectrum 3 Frequency-Hopping Spread Spectrum
15

شکل 10-1 سیگنالهای (a) باند باریک، (b) طیف گسترده و (c) فراپهن باند در حوزههای زمان و فرکانس
8-1 روشهای پیاده سازی سیستم فراپهن باند
در حال حاضر دو روش برای پیاده سازی سیستم های فراپهن باند در باندهای اختصاص داده شده توسط FCC وجود دارد که در ادامه پس از معرفـی آنهـا بـه بررسـی نحـوهی بـه کـار گیـری آنهـا در سیستمهای فراپهن باند میپردازیم.
1-8-1 سیستم (Code Division Multiple Access) CDMA
در روش های قبلی مانند FDMA باند فرکانسی موجود به تعداد زیادی کانال تقسیم و هر کـدام به یک کاربر اختصاص می یافت. در روش TDMA همان مقدار باند فرکانسی برای هر کـاربر وجـود دارد ولی در زمان های متفاوت TDMA به تناوب یکی از فرستنده-گیرنـده هـا را بـه مـدت TSL ثانیـه فعـال می کند. کل پریود شامل تمام مقطع های زمانی را قاب (فریم) TF میگویند. در هر TF ثانیه هر کـاربر بـه اندازهی TSL ثانیه به کانال دسترسی دارد. شکل 11-1 این مطلب را نشان میدهد.

شکل 11-1 روش دسترسی TDMA
16
ولی در روش CDMA که برای استفاده ی بهینه تر از باند فرکانسی به کار می رود، سیگنال ها هم می توانند در فرکانس و هم در زمان با هم همپوشانی داشته باشند ولی با استفاده از پیـام هـای متعامـد از تداخل جلوگیری می شود. در شروع ارتباط به هر زوج فرستنده- گیرنـده یـک کـد معـین اختصـاص داده می شود و هر بیت اطلاعات باند پایه قبل از مدولاسیون با آن کد تغییر می کند (شـکل .(12-1 عمـل کـد کردن پهنای باند طیف داده را به اندازه ی تعداد پالس های موجود در کد افزایش می دهد ولی از آنجـا کـه
CDMA امکان می دهد طیف گسترده کاربران روی یک باند فرکانسی بیفتنـد، پـس CDMA ظرفیـت بالقوهی بیشتری نسبت به دو روش قبل دارد.

شکل 12-1 عملیات کد کردن در [5] DS-CDMA1
شکل 13-1 شیوه ی استفاده از باند فرکانسی UWB را توسط سیستم DS-CDMA که یکـی از پرکاربردترین انواع CDMA می باشد و بر مبنای انتشار سیگنال ها از- به کاربران مختلف بـا کـدهـای متفاوت می باشد را نشان می دهد. همان طور که ملاحظه می شود از دو باند فرکانسی بالا و پـایین اسـتفاده می کند. باند پایین از 3/1GHz تا 5/15GHz را می پوشاند و باند بـالا از 5/825GHz تـا 10/6GHz را در برمی گیرد. به دلیل تداخل با سیسـتم 802.11a از فاصـله ی فرکانسـی 5/15GHz تـا 5/825GHz
استفاده نمیشود.

شکل 13-1 نحوهی استفاده از پهنای باند در سیستم DS-CDMA

1 Direct -Sequence Code Division Multiple Access
17
2-8-1 سیستم (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OFDM
در سیستمهای چند حاملی قدیمی، پهنای باند به N زیر کانـال نـاهم پوشـان تقسـیم مـیشـد و اطلاعات باند پایه روی هر حامل مدوله می گردید. فاصله ی فرکانسی بین حامل ها کـه بـرای جلـوگیری از تداخل در نظر گرفته می شود سبب از بین رفتن مقداری از پهنای بانـد مـی شـود. در OFDM اطلاعـات ارسالی به تعدادی زیر باند تقسیم شده و پس از محاسبهی عکس تبدیل فوریه اطلاعات روی مجموعـه ای از زیر حامل ها ارسال می گردد و از آنجایی که این حامل ها بر هم عمودند به فاصله ی فرکانسی کمـی نیـاز دارند. خرد کردن سیگنال در زیر باندها مقاومت سیستم در برابر محو سیگنال و از بین رفتن اطلاعـات را افزایش میدهد. در گیرنده با تبدیل فوریه بیتهای هر زیر باند استخراج میگردد.
سیسـتم MB-OFDM1 کـل بانـد فرکانسـی UWB را بـه 4 گـروه و 14 بخـش 528MHz
تقسیم میکند .[6] شکل 14-1 این تقسیم بندی فرکانسی را نشان میدهد.

شکل 14-1 گروه بندی طیف فرکانسی MB-OFDM
همان طور که در شکل 15-1مشاهده می شود هر باند 528MHz از 128 زیر حامل بـا فاصـله ی فرکانسی 4/125MHz تشکیل میشود.

شکل 15-1 طیف فرکانسی [7] MB-OFDM

1 Multiband OFDM
18
.2 فصل دوم: مخلوطکنندههای فرکانسی
Mixer
19
1-2 تاریخچه
مبدع مخلوط کنندهی فرکانسـی (Frequency Mixer) دانشـمند بـزرگ مخـابرات رادیـویی ادوین آرمسترانگ1 میباشد. قبل از او تلاشهایی برای انتقال مستقیم فرکانس به باند پایه2 صورت گرفتـه بود، اما چون نوسان کنندههای محلی از پایداری (Stability) کافی برخوردار نبودند موفقیت چندانی در برنداشت. ایدهی آرمسـترانگ در اسـتفاده از فرکـانس واسـطه( IF) 3 کـه منجـر بـه طـرح گیرنـده هـای سوپرهترودین شکل 1-2 گردید امروزه در بسیاری از گیرندههای رادیویی مورد استفاده است.

شکل 1- 2 ساختار گیرنده سوپر هترودین
آرمسترانگ با استفاده از واسطهی لامپ خلاء (Vacuum Tube) مخلوطکنندهای سـاخت کـه فرکانس رادیویی RF را به یک فرکانس واسطه IF انتقال مـی داد در ایـن فرکـانس واسـطه، سـیگنال بـا کیفیت خوب، بهرهی زیاد و نویز کم، تقویت شده و در نهایت دمودله میگردید.
تا قبل از سال 1940 کارهای تئوری اندکی بر روی میکسـرها (کـه تـا آن زمـان از نـوع دیـودی بودند) انجام گرفته بود. دیودهای به کار رفته در این میکسرها از کیفیت و دقت پـایینی برخـوردار بودنـد.
در مدت کمتر از ده سال پیشرفت های زیادی در طراحی میکسرها و افزایش کیفیت دیودهـای مـایکروویو انجام گرفته به طوریکه افت تبدیل4 در میکسرهای مایکروویو از 20dB در 1940 بـه 10dB در 1945 بهبود یافت و در 1950 به حول و حوش 6dB رسید. امروزه با پیشرفت هایی که در ایـن زمینـه صـورت گرفته علاوه بر بهبود در افت تبدیل میتوان از بهرهی تبدیل5 میکسرها بهرهمند شد .[8]
امروزه بهکار بردن میکسرهای فرکانس بالا در سیسـتمهـای ارتباطـاتی بـدون سـیم، از اهمیـت خاصی برخورداراست. طراحی، ساخت و اندازهگیری مشخصات میکسرهای فرکانس بالا، باند مـایکروویو و باند میلیمتری، جزء تجربه های جدید مدارات مایکروویو بهشمار میآید.

1 Major Edwin Armstrong 2 Base Band 3 Intermediate Frequency 4 Conversion Loss 5 Conversion Gain
20
2-2 انواع میکسر
میکسرهای مایکروویو غیرفعال1 به طور معمول با دیودهای شاتکی صورت می پـذیرد. اسـتفاده از عناصر فعال نظیر ترانزیستورهای اثر میدانی برای ساخت میکسرها می توانـد سـبب بهبـود افـت تبـدیل و حتی ایجاد بهره ی تبدیل گردد. چنین میکسرهایی در مقایسه بـا میکسـرهای غیرفعـال سـاخته شـده بـا دیودهای شاتکی دارای معایبی نیز می باشند از جمله: احتمال ناپایداری و پیچیدگی مـدار میکسـر اشـاره کرد. چنانچه از ناحیه ی مقاومتی ترانزیستور اثر میدانی برای ساخت میکسر استفاده شود علاوه بر اینکـه مدارهای بایاس ساده تر شده احتمال ناپایداری نیز بسیار کاهش می یابد، از طرف دیگر به علت اسـتفاده از خاصیت غیرخطی ضعیف مقاومت کانال ترانزیستور، چنـین میکسـرهایی از مولفـه هـای اینترمدولاسـیون ضعیف توان اشباع 1dB بالا و درنتیجه محدودهی دینامیکی وسیعی برخوردار میباشند .[9]
میکسر، در واقع یک مبدل فرکانس است که در مدارات مخابراتی وظیفهی تبدیل (و یا ترکیـب)
سیگنال از یک فرکانس به فرکانس (های) دیگر را به عهده دارد. اهمیت ایـن عملکـرد در تهیـه و تـامین فرکانسهای کاری مناسب با پایداری و نویز مطلوب است. بنابراین باید تلف تبدیل کم و سطح نویز پایین سیگنال تولید شده را از مشخصات مطلوب و مورد نظر در طراحی دانست (هرچند تحقق همزمان ایـن دو مهم در طراحی و ساخت میکسر عملاً کار چندان سادهای نمی باشد.) میکسر را می توان یک مـدار سـه دهانه شامل دهانهی پمپ2 و یا همـان نوسـان کننـدهی محلـی (LO)، دهانـهی سـیگنال ورودی RF و
دهانهی سیگنال IF دانست. (شکل (2-2

شکل 2- 2 میکسر به عنوان یک عنصر سه دهانه
عمل ترکیب سیگنالها را عنصر غیر خطی (مانند دیود ویا ترانزیستور) انجام میدهد. بر همـین اساس میکسرها به دوگروه میکسرهای غیرفعال و فعال تقسیم مـیشـوند. تفـاوت مشخصـات میکسـرها بهطور عمده وابسته به عملکرد عنصر غیرخطی آنهاست. وظیفـه سـیگنال LO کـه معمـولاًدارای تـوان بالاتری نسبت به سیگنال RF است راهاندازی3 عنصر غیرخطی مدار میکسر است تا عملکـرد متغییـر بـا

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

1 Pasive 2 Pump 3 Driving
21
زمان میکسر را تامین کند. فرکانس سیگنال خروجی IF ترکیبی از هارمونیکهـای سـیگنالهـای RF و LO است که میتوان آنرا بهصورت mfRF+nfLO=fIF نوشت که m و n اعداد صحیح هستند.
1-2-2 میکسرهای غیر فعال
میکسرهای پسیو ساده ترین، شناخته شده ترین و اولین مدارات میکسر هستند. یک ترانسفورماتور و دو دیود، ساده ترین میکسرهای غیر فعال را تشکیل می دهند. ایـن نـوع از میکسـرها دارای ایزولاسـیون خوب بین LO و RF و نیز بین LO و IF می باشند اما سیگنال RF را مستقیماً به خروجی IF می برند. چون سوییچ می تواند با یک MOSFET ساده تحقق یابد میکسر غیر فعال می تواند با مـدارات CMOS
اجرا شود. (شکل ( 3- 2

شکل 3-2 میکسر غیرفعال با تعادل دوگانه1 با CMOS
با توجه به دامنهی مثبت و منفی LO سیگنال RF از مسیرهای مختلف بـه پـورت خروجـی IF
می رسد. با تولید سیگنال مخلوط شده ی IF هارمونیک های دیگری نیز در خروجی ظاهر می شوند. در یک طراحی متعادل تمامی هارمونیکهای زوج حذف میشوند.
بهرهی تبدیل
به صورت توان یا ولتاژ خروجی IF تقسیم بر توان یا ولتاژ ورودی RF تعریف میشود.
رابطهی ,1-2یا , AP

,,
خروجی این میکسر پایین آورندهی غیرفعال میتواند توسط رابطهی 2-2 بهدست آید.

1 Double Balanced
22
رابطهی 2-2 . . . رابطهی 3-2

که در روابط بالا gT(t) رسانایی معادل تونن متغییر با زمان دیده شده از سر خروجـی IF ، m(t)
تابع میکس (رابطهی (3-2 و TLO دوره تناوب سیگنال LO است .[10]
در این میکسر درایو بزرگ LO لازم است تـا ترانزیسـتورهای پسـیو بتواننـد متناوبـاً خـاموش و روشن شوند. توان DC بالایی مصرف می کند که این توان در خود میکسر مصرف نمیشـود ولـی مـدارات درایو LO مقدار زیادی توان برای فراهم کردن سویینگ کافی LO مصرف میکنند.
نویز:
چون قبل از میکسر LNA قرار دارد پس عدد نویز (NF) مـورد نیـاز میکسـر خیلـی بیشـتر از
LNA است زیرا عدد نویز LNA با NF کل مستقیماً جمع میشود ولی NF میکسر بـر بهـرهی LNA
تقسیم میشود. (رابطهی ( 4- 2
رابطهی 4-2 1 NFM 1 NFLNA 1 ALNA در یک قطعهی غیر فعال NF به افت توان نزدیک است.
خطی بودن:
خطی بودن یکی از مشخصات اصلی میکسر پایین آورنده است، سیگنال اصـلی و تـداخل هـردو قبل از ورود به میکسر توسط LNA تقویت می شوند. خیلی از تداخل ها بیش از اندازه به سـیگنال اصـلی نزدیک هستند که توسط فیلتر داخل چیپ فیلتر شوند و این تداخل ها می توانند خیلی قوی تر از سـیگنال مطلوب باشند، بنابراین میکسر به خطی بودن خیلی بیشتری از LNA نیاز دارد. همانطور که در رابطهی
5-2 دیده می شود اعوجاج سهیم شده توسط میکسر به انـدازه ی بهـره ی LNA از اعوجـاج سـهیم شـده توسط LNA بزرگتر است.
رابطهی 5-2 ALNA 1 1 IIP3M IIP3LNA IIP3 اگر سوئیچ های میکسر ایده آل باشند هیچ اعوجاجی توسط میکسر تولید نمی شود. به هر حال بـه خاطر مقاومت سوئیچ ها که نه تنها به ولتاژ درایو LO بلکه به ولتاژ ورودی نیز وابستهاند، سـیگنال توسـط سوئیچها دچار اعوجاج میشود.
23
2-2-2 میکسر گیلبرت
این میکسر به جای تبدیل سیگنال RF به ولتاژ، سیگنال RF را به جریان تبدیل می کنـد. یـک ترانزیستور وظیفه ی تبدیل سیگنال RF را به جریان را به عهـده دارد و سـپس یـک جفـت دیفرانسـیلی جریان را به خروجی های IF متمم در هر دوره ی تناوب LO تبدیل مـی کنـد. در ایـن میکسـر چـون بـه سوئینگ بزرگ بین گیت های جفت دیفرانسیلی برای تبدیل جریـان نیـاز نیسـت درایـو LO مـورد نیـاز کاهش قابل ملاحظهای مییابد.
میکسـر گیلبـرت سـاده (شـکل (4-2 نسـبت بـه میکسـر غیـر فعـال ایزولاسـیون بهتـری بـین سیگنال های RF و LO دارد، زیرا هیچ مسیر مستقیمی بین RF و LO وجود ندارد، اما هنوز نشت LO
به پورت IF از طریق خازنهای پارازیتی بین گیت و درین سوئیچها هست.

شکل 4-2 میکسر گیلبرت ساده
شکل 5-2 یک میکسر با تعادل دوگانه در تکنولوژی CMOS را نشان می دهـد. ایـن میکسـر از سه بخش زیر تشکیل شده است:
مبدل ولتاژ به جریان (ترارسانا)
ترانزیستورهای ضرب کننده (سوئیچها)
مبدل جریان به ولتاژ (بار)
این میکسر مشکل فوق را با اتصال سیگنال هـای LO دیفرانسـیلی بـه همـان خروجـی IF حـل کرده است، هر طرف خروجی IF به دو سوئیچ با سیگنالهای LO با 180˚ اختلاف فاز متصل اسـت پـس
24
نشت LO از دو سوئیچ یکدیگر را خنثی می کنند پس تنها میکس سیگنال هـای RF و LO در خروجـی
IF ظاهر میشود.

شکل 5-2 میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه
بهرهی تبدیل:
بهره ی تبدیل میکسر گیلبرت شامل سه جزء )Asw (2 gm,rf (1بهره یا افـت سـوئیچ هـا) RO (3
(امپدانس خروجی)
رابطهی 6-2 , که در رابطهی Asw 6-2 تـابع شـیب و دامنـهی ولتـاژ درایـو LO و ولتـاژ over drive جفـت
سوئیچ هاست . (Vod,sw ) اگر سیگنال LO موج مربعی باشد و دامنهی آن بیشـتر از Vod,sw باشـد، آنگـاه -3.9dB یا Asw=2/π است، اگر سیگنال LO سینوسی باشد و دامنه ی آن به اندازه ی کـافی بزرگتـر از
Vod,sw باشد آنگاه Asw نزدیک به مقدار آن در مورد موج مربعی اسـت. شـکل 6-2 بهـره ی سـوئیچینگ میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه ی نوعی را نمایش می دهد. Asw تابع دامنه ی ولتاژ LO اسـت وقتـی کـه دامنهی ولتاژ LO کوچکتر از ولتاژ over drive است، و مقدار ثابتی کمـی کـوچکتر از 2/π (بـه خـاطر افت پارازیتیک) دارد وقتی که دامنهی ولتاژ LO به اندازهی کافی بزرگ است.
25

شکل 6- 2 منحنی بهرهی سوئیچ میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه
ولتـاژ over drive ترانزیسـتورهای سـوئیچ بـه جریـان دریـن ترانزیسـتور ورودی RF و ابعـاد ترانزیستورهای سوئیچ وابسته است. Vod,sw می تواند با رابطه ی I-V یک قطعه ی کانال بلند تخمـین زده شود. (رابطهی (7-2
,

رابطهی ,7-2

وقتی کانال ترانزیستورهای سوئیچ به اندازه ی کـافی کوتـاه باشـد معادلـه ی کانـال کوتـاه اعمـال میگردد. (رابطهی (8-2
2 1 2 V , ,
رابطهی 8-2 ρ ρ که در رابطهی 8-2، ρ0 برابر است با:
ρ V ,

به هر حال درایو LO بزرگ می تواند بهره ی سوئیچ Asw بزرگتری فراهم کند. درایو LO خیلـی بزرگ بهره ی تبدیل را کاهش میدهد. هارمونیک بزرگ LO میتوانـد ولتـاژ دریـن ترانزیسـتور ورودی را کاهش دهد و نهایتاً به ناحیهی ترایود هدایت کند.
به جای افزایش درایو LO، کاهش ولتاژ over drive جفت دیفرانسیلی میتواند بهرهی تبـدیل را افزایش دهد. برای این منظور از یک منبع جریان DC که به سورس مشـترک ترانزیسـتورهای سـوئیچ وصل می شود تا بخشی از جریان DC از درین ترانزیستور ورودی را بکشد، استفاده مـی شـود و درنتیجـه
26
ولتاژ over drive کاهش مییابد. تکنیک تزریق جریـان DC در شـکل 7-2 بـا دوایـری بـه دور منـابع جریان مشخص شده است .[10]

شکل 7-2 میکسر گیلبرت با تعادل دوگانه با تکنیک ربودن جریان DC
نویز:
سه منبع اساسی نویز در میکسر پایین آورنده داریم: (1 نویز تولید شده در ترانزیستور ورودی RF
(2 نویز سوئیچینگ
(3 نویز بارهای خروجی
نویز ترانزیستور ورودی RF شامل دو بخش است: (1 نویز گرمایی درین
رابطهی 9-2 , 8 , i و (2 نویز القایی گیت که تا حدودی به نویز گرمایی درین وابسته است. kTg 3 رابطهی 10-2 4 i , جفت دیفرانسیلی جریان RF را بین دو ترانزیستور با فرکانس LO سوئیچ می کنـد، کـه نـویز را نیز در مسیر سیگنال شرکت می دهد. یکی از سـهم هـای نـویز از افـت سـوئیچ هـا و دیگـری از نـویز روی سیگنال های LO است. نویز در گیت جفت دیفرانسیلی شامل نویز فاز و نویز حرارتـی روی سـیگنالهـای LO و نویز القایی گیت است. وقتی دامنهی LO خیلی بزرگتر از ولتاژ over drive جفـت دیفرانسـیلی باشد ( به این مفهوم که فاصله ای که هر دو ترانزیستور جفت دیفرانسیلی روشنند خیلی کـوچکتر از دوره تناوب LO باشد) هر دو نویز حرارتی LO و نویز القایی گیت شدت خیلی کمتری از نویز فاز LO دارند.
27
خطی بودن
خطی بودن میکسر گیلبرت با gm ترانزیستورهای ورودی RF محدود می شـود. یکـی از راه هـای افزایش خطی بودن میکسر گیلبرت بدون کاهش بهره ی تبدیل آن، افزایش جریان دریـن ترانزیسـتورهای ورودی RF و سپس ربودن جریان DC غیر ضروری از مسیر سیگنال است. (شکل (7-2
ادوات سوئیچ کننده خیلی در اعوجاج خروجی شرکت نمی کنند. میکسر گیلبرت بـه جـای ولتـاژ جریان را سوئیچ میکند، هنگامیکه ولتاژ درایو LO خیلـی بزرگتـر از ولتـاژ over drive باشـد، جفـت دیفرانسیلی جریان را به طور کامل سوئیچ میکند و در نتیجـه بهـرهی تبـدیل روی جریـان ورودی ثابـت است. به هر حال با چنین هدایت ناگهانی جریان، سیگنالهای RF با هارمونیکهای مراتب بلاتـر LO در خروجی میکسر تولید میشوند. فرکانسهای سیگنال خروجی میتواند توسط رابطهی 11-2 بیان گردد.
رابطهی 11-2 : , | | یک فیلتر پایین گذر بعد از میکسـر فرکـانس هـای تولیـد شـده ی بـالاتر از ǀfRF±fLOǀ را حـذف می کند. در یک میکسر گیلبرت با تعدل دوگانه همه ی هارمونیـک هـای زوج هـر دو سـیگنال RF و LO
حذف میشوند.
3-2 کاربرد میکسر
همانطور که گفته شد از میکسرها جهت انتقال فرکانس موج حامل به پایین یعنی از RF به IF
در گیرنده ها استفاده می شود، تا سیگنال حاصله با کیفیت خوب و نویز کم قابل پردازش و تقویـت باشـد.
در این انتقال فرکانسی هیچ تغییری در نوع مدولاسیون موج حامل ایجاد نمی شود، به ایـن معنـی کـه در دامنه، فاز یا انحراف فرکانس لحظه ای موج نباید تغییـری بـه وجـود آیـد. عـلاوه بـر ایـن از میکسـرها در فرستنده ها جهت انتقال فرکانس موج حامل به بالا یعنی از IF به RF استفاده می شـود. بـر ایـن اسـاس میکسرهایی که عمل انتقال فرکانس از بالا به پایین را انجام میدهند (پـایین برنـده(1 و میکسـرهایی کـه فرکانس پایین را به بالا انتقال میدهند (بالا برنده(2 نامیده میشوند.
غیر از پارامترهای تلف (و یا گین) و سطح نویز، حداکثر ایزولاسیون بین دهانههـا و فیلترکـردن مناسب برای انتخاب هارمونیک مـورد نظـر (از بـین هارمونیـکهـای تولیـد شـده) در خروجـی، حـذف سیگنالهای ناخواسته، حذف فرکانس تصویر و تطبیق امپدانسی دهانهها (بهویژه در میکسرهای فعال) از سایر مشخصاتی است که در طراحی میکسر مورد نظر است. نخستین گـام در طراحـی میکسـر، انتخـاب مناسب عنصر غیرخطی برای داشتن عملکرد مناسب در باند فرکانسی مورد نظر است.

1 Down Convert 2 Up Convert
28
بر همین اساس برای طراحی و ساخت میکسر در باند فرکانسی خـاص و بـا مشخصـات مطلـوب، ملاحظات تئوری و عملی زیادی باید در نظرگرفته شوند.
4-2 عملکرد میکسر
هرگاه یک سیگنال سینوسی به ورودی یک مدار خطی اعمال شـود شـکل مـوج خروجـی شـبیه شکل مـوج ورودی خواهـد بـود، ولـی اگـر سـیگنال سینوسـی بـه یـک مـدار غیـر خطـی اعمـال شـود هارمونیک های ورودی در خروجی ظاهر می شوند. حال اگر دو سیگنال بـا فرکـانس هـای f1,f2 بـه ورودی یک مدار غیر خطی اعمال شوند نه تنها هارمونیک های هریک از فرکانس های بلکه هارمونیک های دیگـری به شکل m) mf1+nf2وn اعداد صحیح هستند) در خروجی خواهیم داشت.
مشخصه ی یک مدار غیر خطی را با اسـتفاده از تـوان سـری بـه صـورت رابطـهی 12-2 در نظـر میگیریم:
رابطهی 12-2
با فرض ورودی V=V1+V2 خواهیم داشت:
رابطهی 13-2
از بسط رابطهی 13-2 میتوان نوشت:
رابطهی
14-2 3 3 2 در رابطـهی 14-2، V1m تولیـد کننـدهی فرکـانس mf1 و V2n تولیدکننـدهی فرکـانس nf2 و V1mV2n تولیدکنندهی فرکانسهای mf1+nf2 هستند. با توجـه بـه روابـط بـالا معلـوم اسـت کـه یـک مشخصهی غیرخطی میتواند فرکانس های خیلی زیادی تولید کند، که در تحلیل کلی دو دسـته فرکـانس خواهیم داشت، یکی از هارمونیکهای دو فرکانس اعمال شـده و دیگـری یـک دسـته مجمـوع و تفاضـل هارمونیکهای فرکانسهای اعمال شده است.
1-4-2 میکسر به عنوان یک ضرب کننده
به طور کلی میتوان یک میکسر را به عنوان یک ضربکننده در نظرگرفت. (شکل (8-2

شکل 8-2 میکسر به عنوان یک ضرب کننده [3]
29
در این شکل یک ضربکنندهی ایدهآل با دو ورودی RF و LO دیده میشود شامل یـک Tone
حامل در فرکانس ωRF و یک شکل موج مدوله شدهARF 1 میباشد، ورودی دیگری که بـه دهانـهی LO
اعمال میشود یک سینوسی خالص در فرکانس ωLO است.
با ضرب دو سیگنال سینوسی و تبدیل آن به مجموع دو سینوسی که یکی حاصل جمع و دیگری تفاضل دو فرکانس را میدهد، فرکانس مجموع را فیلتر کرده و فقط سیگنال تفاضـل بـاقی مـیمانـد کـه حاصل مخلوط کردن دو فرکانس میباشد، در واقع سیگنال خارج شده از فیلتر شکل موج ARF است کـه اکنون بر Tone حاصل دو فرکانس ωRF-ωLO سوار میباشد.
اگرچه ضربکنندهی ایدهآل دردسترس نیست اما هر عنصـر غیـر خطـی دارای خاصـیت ضـرب کنندهگی است. عملکرد عناصر غیرخطی از آن جهت با ضربکنندهی ایدهآل متفاوت است که این عناصر هارمونیکهای مختلف RF و LO و ترکیب آنها را تولید کرده و خروجیهایی با این هارمونیکها ایجـاد میکنند، حال اگر ورودی مدوله شده ی RF از ورودی غیر مدوله شدهی LO خیلی کوچکتـر باشـد کـه در عمل چنین نیز هست خروجی میکسر شامل ترم های فرکانسی زیر است:
ωn =ωRF+nωLO
پس در خروجی IF فرکانس ωRF به علاوه ی هارمونیکهای مختلف LO را خواهیم داشـت کـه خروجی دلخواه بهوسیلهی فیلتر در دسترس خواهد بود.
2-4-2 عملکرد میکسر به کمک یک سوئیچ
میکسر را میتوان به عنوان یک سوییچ نیز مطرح نمود که با فرکانس LO قطع و وصل میگردد.
شکل 9-2 یک میکسر با ساختار تکی2 را نشان میدهد که به صورت یک سوئیچ مدل شده است.
سیگنال IF حاصلضرب سیگنال RF در شکل موج سوئیچ شدهی S(t) میباشد. در برخی مـوارد ممکـن است شکل موج سوئیچ شده دارای زمان قطع و وصل% 50 3 نباشـد، بـه هرحـال همـهی هارمونیـکهـای فرکانس اصلی به علاوهی یک جـزء DC حاصـل مـیشـود. بنـابراین سـیگنال IF شـامل تعـداد زیـادی هارمونیکهای ناخواسته میباشد که با فیلتر کردن میتوان آنها را جدا ساخت.

1 Modulation Waveform 2 Single ended 3 Duty Cycle
30

شکل 9- 2 میکسر با ساختار تکی
شکل 10-2 نشان دهندهی نوع دیگری از ساختار میکسر است که به آن سـاختار متـوازن تکـی1 گفته میشود، که با استفاده از شکل موج دیگری برای S(t) مدل شدهاست.
در اینجا بهجای قطع و وصل سادهی سیگنال RF قطبهای مثبت و منفی سیگنال بـا فرکـانس سوئیچینگ LO عوض میشوند. مزیت اصلی این حالت حذف ترم DC در شکل موج S(t) اسـت (البتـه به شرط آنکه Duty Cycle، %50 داشته باشیم) و به تبع آن، دیگـر در طیـف خروجـی IF از فرکـانس
RF اثری نخواهد بود، در نتیجه یک ایزولاسیون ذاتی بین دریچههای RF و LO وجـود خواهـد داشـت
.[8]

شکل 10-2 میکسر با ساختار متوازن تکی

1 Single Balanced
31
.3 فصل سوم: بررسی میکسرهای توزیع شدهی
فراپهن باند
32
1-3 مقدمه
توپولوژی توزیع شده در ترکیب خطوط انتقال1 در ابتدا توسط گینزتون2 پیشنهاد شد.[11] به علـت عـدم پیشرفت تکنولوژی در طراحی و ساخت مدارت توزیع شده، اسـتفاده از ایـن مـدارات بـرای مـدت زیـادی متوقف شد. این مدارات دوباره در سال 1980 با پروسههای مختلفی شروع شد که از جمله آنها GsAs و
اخیراً تکنولوژی CMOS را میتوان نام برد. شروع دوباره به کارگیری مدارات توزیع شده اساساً ناشـی از قابلیت طراحی خطوط انتقال روی تراشه3 و سلفهای high-Q بود.
شکل 1-3 بلوک دیاگرام کلی شامل خطوط انتقال و طبقات بهره که روی خطوط انتقال توزیـع شـدهانـد، میباشد که هر طبقه میتواند یک ساختار مشخص میکسر در تکنولوژی دوقطبی4 باشـد. خطـوط انتقـال نیز میتوانند مطابق شکل (a)1-3 توسط موجبرهای هم محور یا مطابق شـکل (b) 1-3 توسـط مـدارات
LC تحقق یابند. در این شکل Ci خازنهای پارازیتی ورودی طبقه به اضـافهی همـه خـازنهـای خـارجی میباشد. همچنین Co خازنهای پارازیتی خروجی طبقات به اضافهی همه خازنهای خارجی میباشد.

شکل 1-3 بلوک دیاگرام مدار ترکیبی توزیع شده (a) موجبر هم محور واقعی (b) مدارات LC مصنوعی[11]
یکی از مشخصات بارز مدارات مجتمع این است که خطوط انتقـال روی تراشـه را بـرای افـزایش پهنای باند به کار میگیرند. در حوزهی فرکانس، خازنهای پارازیتی ترانزیستورها که در شـکل 1-3 دیـده می شود، جذب ثابتهای خطوط انتقال میشوند. بنابراین پهنای باند مدار توسـط فرکـانس قطـع خطـوط انتقال تعیین میشود.

1 Transmission Line 2 Ginzton 3 On chip 4 bipolar
33
نکتهی مهم در خصوص توپولوژی توزیع شده در مقایسه با سایر توپولوژیها، توان مصرفی بـالا و سطح اشغالی زیاد آنها است. توان مصرفی و سطح اشغالی با افزایش تعداد طبقات زیاد میشوند. بهتـرین راه، ایجاد مصالحه بین توان مصرفی و حاصلضرب بهره در پهنای باند یعنی 1GBW میباشد.
توان مصرفی مدارات توزیع شده با n طبقه، n برابر توان مصـرفی یـک مـدار یـک طبقـه اسـت.
مدرارت توزیع شده نسبت به مدارات فشرده مصـالحه ی بهتـری بـین تـوان مصـرفی و عـدد نـویز برقـرار میکنند.
2-3 مدارات توزیع شده
در ساختارهای توزیع شده که اخیراً استفاده از آنها در طراحی سیستمهای فـرا پهـن بانـد رشـد چشمگیری داشته است، معمولاً از چند سلول یکسان که بصورت موازی بین دو خط انتقال (بـا امپـدانس ذاتی معادل 50 اهم) ورودی و خروجی قرار گرفتهاند، استفاده می گردد. این خطوط انتقال مجازی کـه در شکل 2-3 ملاحظه می شوند، از مدل T معادل خط انتقال ناشی شده و اساساً دربرگیرندهی تعدادی سلف میباشند که در کنار خازنهای پارازیتیک ترانزیسـتور، تشـکیل خـط انتقـال بـا امپـدانس مـورد نظـر را میدهند .[12]

شکل 2-3 مدل خطوط انتقال مصنوعی
یکی از نکات مهم در استفاده از ساختار توزیع شده، در نظر گرفتن اختلاف فاز بین سیگنالهـای رسیده از هر کدام از سلولها با یکدیگر در خروجی میباشد. بدین معنی که اگر سـاختار توزیـع شـده بـا چهار سلول را به صورت شکل 3-3 در نظر بگیریم، آنگـاه مـثلاً سـیگنال ورودی A1 پـس از طـی مسـیر مشترک L1 به ورودی اولین سـلول رسـیده، سـپس بـا طـی مسـیرهای L4, L3, L2 و L5 بـه خروجـی میرسد. از طرف دیگر سیگنال A2 از مسیر دیگر بـا طـی مسـیر L1 وL2 بـه ورودی سـلول 2 رسـیده و سپس با طی مسیرهای L3 ، L4 و L5 به خروجی میرسد که این مساله به همین نحو برای سایر سلولها نیز ادامه دارد. با توجه به این که سلولها کاملاً یکسان میباشند، بنـابراین بایـد اخـتلاف فـاز طـی شـده

1 gain-bandwidth
34
توسط سیگنال عبوری از هر یک سلولها از ورودی تا خروجی تا حد ممکن یکسان باشد که در غیـر ایـن صورت باعث تاثیر منفی سیگنالهای سلولها بر یکدیگر و کاهش بازدهی از مقدار ایدهآل میشود. به این منظور باید مقادیر سلف های موجود در خط انتقال ورودی و خروجی و خـازنهـای پارازیتیـک بـه نحـوی انتخاب شوند که علاوه بر تامین امپدانس 50 اهم برای رسیدن به ضریب انعکاس قابل قبـول در ورودی و خروجی، بتوانند این هماهنگی در اختلاف فاز را نیز میسر سازند .[11]

شکل 3-3 شمای نحوهی قرار گیری سلولهای مدار توزیع شده بین دو خط انتقال
3-3 بررسی عملکرد سیگنال بزرگ میکسر گیلبرت به عنوان یک عنصر غیر خطی
در شکل 4-3 یک سلول گیبرت که به طور گسترده به عنوان میکسر مورد استفاده قرار می گیـرد و یک میکسر با تعادل دوگانه1 است مشاهده می شود. تعادل دوگانه به این مفهـوم کـه اگـر فقـط یکـی از سیگنال های ورودی یا LO اعمال شود، خروجی به طور ایـده آل صـفر مـی گـردد. در ایـن تحلیـل فـرض می کنیم که سیگنال خروجی به طور ایده آل هیچ جزئی در فرکانس LO و هارمونیـک هـایش نـدارد، کـه وجود ایزولاسیون بالای پورت به پوررت بین پایانه های ورودی، LO و خروجـی ایـن خواسـته را بـرآورده می کند. سلول گیلبرت شامل طبقهی ترارسانایی یا راهانداز، که یک جفت دیفرانسـیلی اسـت کـه در یـک نقطه کار ثابت بایاس شده است، دو جفت سوئیچ که با سیگنال قوی LO راه می افتند و بارهای مقـاومتی یا مدارات تانک در خروجی است.
رابطهی 1- 3 I I I I IO IO
1 Double Balanced
35

شکل 4-3 میکسر گیلبرت CMOS
نصف سلول گیلبرت خودش یک میکسر تک بالانس است که در شکل 5-3 نمـایش داده شـده و بدین گونه درنظر گرفتن آن، به تحلیل مدار کمک میکند.

شکل 5-3 یک میکسر فعال CMOS با تعادل تکی
هنگامی که ولتاژ ac سیگنال بزرگ به سوئیچ ها اعمال می شـود، بایـاس M1 و M2 ثابـت نیسـت ولی به صورت متناوب با زمان تغییر می کند. وقتی ولتاژ دیفرانسیلی بزرگتر از مقدار مطمـئن Vx، کـه در شکل 6-3 آمده، بین گیت های ترانزیستورها اعمال می شود یکی از آن ها خـاموش مـی شـود، ولـی وقتـی مقدار مطلق ولتاژ لحظه ای VLO کمتر از Vx باشد، جریان طبقه ی راه انداز بین دو قطعه تقسیم می شـود.
میخواهیم جریان درین هر ترانزیستور را برای یک مقدار VLO و جریان بایاس طبقهی راهانداز بدانیم.
رابطهی 2- 3 V k VG V 36 ID 1 θ VGS
در رابطــهی 2-3 کــه رابطــهی جریــان-ولتــاژ ترانزیســتور MOS کانــال کوتــاه مــیباشــد،
θ فــــــــاکتور تنــــــــزل1 قابلیــــــــت حرکــــــــت میــــــــدان نرمــــــــال و k برابــــــــر است .[13]
ترانزیستور M3 را با یک منبع جریان ایده آل مدل می کنیم و فرض می کنیم ترانزیستورهای M1
و M2 در ناحیه ی اشباع باقی مـی ماننـد. در قسـمتی از دوره تنـاوب LO کـه ایـن ترانزیسـتورها روشـن هستند، رفتار سیگنال بزرگ جفت سوئیچها با روابط زیر مدل بیان میشود.
رابطهی 3- 3 I V VGS k V V VGS k و V 1 θ VGS 1 θ VGS IB رابطهی 4- 3 - نرمال میکنیم. GS که جریان و ولتاژ VLO را به صورت رابطهی 5 3 VLO VGS رابطهی -5-3 - θVLO - ULO IB- θ JB و در نتیجه رابطهی 3 3 و رابطهی 4 3 به صورت رابطهی 6 3 و رابطهی 7 3 درkمیآیند. و رابطهی 6- 3 JB U U 1 U U 1 رابطهی 7- 3
هنگامیکه همهی جریان بایاس از M1 میگذرد داریم:
JB 4 2 θ
رابطهی 8- 3 JB JB
gm ترانزیستورها نیاز می شود و می تواند از مشتق I نسبت به V یا در فرم نرمال شده می تواند از مشتق J نسبت به U محاسبه شود. رفتار جفت سوئیچ ها از Vt مستقل است و این به ما اجازه میدهد که gmbs را حذف کنیم. اگر از اثر خازنی صرفه نظر شود جریان خروجی میکسـر تـک بـالانس (شـکل (5-3
تابعی از ولتاژ پیوستهی LO و جریان طبقهی راهانداز است.
رابطهی 9- 3 , I I IO بسط اول تیلور رابطهی 9-3، رابطهی 10-3 را نتیجه میدهد:
رابطهی 10-3 . , , IO که میتوان آنرا به صورت زیر نوشت:

1 Degeneration
37
رابطهی 11-3 . در رابطهی p0(t) 11-3 و p1(t) توابع پریودیک هستند که در شکل 6-3 ملاحظه میشوند.

شکل 6-3 شکل موجهای p0(t) و p1(t)
در ساختار دوبل بالانس با تطبیق خوب تابع p0(t) حذف میشود.
در فاصله زمانی که -Vx<VLO<Vx است هر دو ترانزیستور سوئیچ روشن هسـتند و p0(t) و p1(t) به VLO و IB و مشخصات I-V ترانزیستورها وابستهاند. جریان سیگنال کوچـک در هـر شـاخه بـه وسیلهی تقسیم جریان تعیین میشود و به صورت رابطهی 12-3 دیده میشود .[14]
رابطهی 12-3

مطابق رابطهی 11-3 یک جزء سیگنال is(t) که آن را با x(t) نشان مـی دهـیم، در شـکل مـوج
p1(t) ضرب میشود پس طیف فرکانسی خروجی به صورت رابطهی 13-3 در میآید.
رابطهی 13-3 , که fLO فرکانس LO، p1,n سری فوریه ی p1(t) و X(f) طیف فرکانسی x(t) است. p1(t) فقط مولفههای فرکانسی فرد را دارا میباشد. (p1(t)= -p1(t+TLO/2)) توجه کنیم که ترمهای شـامل n=1
یا n=-1 بهره را معرفی می کنند و در این صورت رابطهی 14-3 بهره ی تبدیل جفت سوئیچ ها به تنهـایی را نشان میدهد.
رابطهی 14-3 , | . | 38
از آنجاییکه x(t)=gm3vin(t) که در آن vin(t) سیگنال ولتاژ ورودی در گیت ترانزیستور M3 و
gm3 ترارسانایی ترانزیستور M3 است، بهره ی تبدیل میکسر تک بالانس در فرم ترارسانایی رابطهی 15-3
است.
رابطهی g .15-3
برای دامنه های بزرگ LO، p1(t) به صورت مـوج مربعـی درمـی آیـد و c بـه 2/π مـیرسـد. در
شرایطی که VO>Vx است یعنی حالتی که برای کارکرد میکسر لازم است و بـا فـرض p1(t) یـک خـط مستقیم رابطهی 16-3 به عنوان تقریب خوبی برای c حاصل میشود .[14]
2 sin ∆
رابطهی 16-3


و برای LO سینوسی داریم: πΔfLO=arcsin(Vx/VO)
4-3 میکسر سلول گیلبرت توزیع شده
میکسر سلول گیلبرت توزیع شده تعداد یکسانی از ایـن میکسـرها مـی باشـد، کـه ترمینـالهـای ورودی و خروجی هر میکسر به نقاط اتصال وسط1 خطوط انتقال مصنوعی وصل شده است. اگر ثابت فـاز خطوط انتقال مصنوعی به درستی طراحی شده باشد خروجی IF هر سلول با سایر اجزاء IF کـه از سـایر سلولها میآیند هم فاز2 خواهد بود. این میکسر به یک بهرهی تبدیل بهتر در طول رنج فرکانسی پهـن در مقایسه با میکسر گیلبرت متداول دست مییابد.
مدارات با خطوط انتقال تاخیر انتشار را فدای پهنای باند سیگنال می کنند، در سیستم هـای بانـد وسیع تاخیر از پهنای باند محدود قابل تحمل تر است زیرا می تواند توسط مدارات پیشبینی تاخیر کالیبره گردد، که استفاده از مدارات توزیع شده در این کاربرد را توجیح مـی کنـد. پهنـای بانـد ایـن مـدارات بـه خصوص در پورت های RF و LO توسط ثابت زمانی RC محدود می شود. در حوزه ی فرکانس، یک منبع محدودیت پهنای باند در مدارات آنالوگ متداول، هنگامیکه فرکانس افزایش مـییابـد افـت در امپـدانس ورودی مدار است. در یک مدار توزیع شده که از شبکهی نردبانی LC بـرای بهبـود پهنـای بانـد اسـتفاده می شود، خازن ورودی ترانزیستور در داخل خطوط انتقال جذب (کشیده) میشود، از اینرو تـا زمـانیکـه فرکانس قطع خطوط انتقال نزدیک شود امپدانس ورودی و پهنای باند تا یک درجهی مطمئن ثابت بـاقی میمانند.
در اثر استفاده از خطوط انتقال مصنوعی بهبود تخت بودن بهره به دست میآید، هرچند طبیعـت مکانیسم اضافه کردن سلف در توپولوژی توزیع شده بهرهی تبدیل میکسر فعال را کاهش میدهد.

tap point in-phase

1
2
39
1-4-3 بهرهی تبدیل
با فرض رفتار سوئیچ جریان ایده آل برای طبقه ی سوئیچ جریان تفاضـلی خروجـی مـی توانـد بـه عنوان نتیجه ی ضرب جریان درین M1 با یک موج مربعی با دامنه ی واحد در نظر گرفته شود. هنگامی که دامنه ی جزء اصلی موج مربعی 4/π برابر دامنه ی موج مربعی است، ترارسـانایی کـل بـه صـورت رابطـهی
17-3 بیان میشود. در این رابطه 2/π به جای 4/π آمـده اسـت زیـرا سـیگنال IF بـین اجـزا مجمـوع و
تفاضل به طور مساوی تقسیم میشود .[15]
2
رابطهی G πg17-3
حال برای میکسر توزیع شده با n سلول بیشترین بهره ی تبدیل به صورت رابطهی 18-3 تعریـف
میشود.
رابطهی 18-3

برای افزایش بهره ی تبدیل می توان تعداد طبقات n، یا ترارسانایی gmRF را افزایش داد که هر دو موجب مصرف توان اضافی می شوند. راه دیگر افزایش ZIF است هنگامی که فرکانس قطع خـط انتقـال IF
) ) حفظ شود. شکل 7-3 مدار معادل خطوط انتقال IF را نشان می دهد که i2 تا
in مدل تاخیری i1 هستند .[11]

شکل 7-3 مدار معادل خط انتقال
2-4-3 تکنیک تزریق جریان
از رابطهی 18-3 نتیجه می شود که بهره ی تبدیل میکسر گیلبرت قویاً به بارهای مقاومتی وابسته است و برای بهره ی تبدیل بالا، مقاومت بار بزرگ نیاز است. با توجه به شکل 8-3، برای یـک جریـان ISS
مشخص خطی بودن میکسر ناشی از اضافه ولتاژ افت کرده روی RL رو به کاهش میگذارد. با ایجـاد یـک مسیر جریان بای پس IB جریان بایاس از مسیر RL به طور موثری کاهش می یابـد، هنگـامی کـه جریـان
DC کافی برای طبقهی ترارسانایی حفظ میشود.
40

شکل 8-3 شماتیک مدار میکسر گیلبرت با تکنیک تزریق جریان
تزریق جریان با یک مقاومت موازی یا منبع جریان فعال پیاده سازی میشود. برای تقویت بیشـتر ترارسانایی برای بهره ی تبدیل کمکی بدون مصرف جریان اضافی، یـک توپولـوژی تزریـق جریـان بـا یـک طبقه ی ترارسانایی مکمل که در شکل 9-3 ملاحظه می شود به کـار مـی بـریم. در ایـن توپولـوژی جفـت تفاضلی pMOS با ترارسانایی ورودی ترکیب شده اند. با انتخاب نسبت جریـان طبقـات مکمـل ماننـد α بهرهی تبدیل توسط رابطهی 19-3 داده میشود .[12]
αISS L µ C L I SS µ C CG 2 π RL
رابطهی 19-3 W W
شکل 9-3 شماتیک مدار میکسر گیلبرت با طبقهی ترارسانایی مکمل
می خواهیم خطی بودن مدار جدید را بررسی کنیم. معادله ی جریان سیگنال کوچک دریـن را بـه صورت رابطهی 20-3 مینویسیم:
رابطهی 20-3
41
و اگر -VOD VGS‐Vt باشد، آنگاه رابطهی 21-3 تا رابطهی 23-3را برای ضرایب g داریم. رابطهی 21 3 kVOD 2 θVOD ∂ID و θVOD 1 ∂VGS رابطهی 22-3 k 1 ∂ ID 1 و θVOD 2!∂VGS رابطهی 23-3 kθ 1 ∂ ID 1 θVOD 3!∂VGS بر اساس روابط بالا اینترمدولاسیونهای مرتبهی دوم و سوم به صورت زیر تعریف میشوند .[16]
رابطهی , ,24- 3

,,
رابطهی , ,25- 3

,,

4

3
از رابطهی 24-3 واضح است که با تکنیک تزریق جریان پیشنهادی بـرای میکسـر IIP2 بزرگتـر به دست می آید. هرچند به هرحال در نتیجه ی استفاده از طبقه ی ترارسانایی pMOS، IIP3 ممکن است کاهش یابد. بنابراین تعامل بین IIP3 و CG برای کارایی بهتر میکسر بایستی به دست آید.
3-4-3 تکنیک پیکینگ سلفی1
محدودیت دیگر پهنای باند کاری میکسر بانـد وسـیع خـازن هـای پـارازیتی در گـره ی خروجـی طبقه ی ترارسانایی هستند مخصوصاً وقتی که تکنیک تزریق جریان برای بالا بردن بهره استفاده می شـود.
یک مدل مدار ساده که در شکل (a)10-3 ملاحظه می شود برای تحلیل به کار رفته و تابع رابطهی 26-3
بهدست میآید.
رابطهی 26-3

1

1 Inductive Peaking
42

شکل 10-3 مدل مدار ساده شده برای (a) میکسر متداول (b) میکسر با تکنیک پیکینگ سلفی سری
برای کم کردن تاثیر قطب فرکانس پایین اضافی در پهنای باند کـاری میکسـر تکنیـک پیکینـگ سری که در اصل برای تقویت کننده های باند وسیع ایجاد شده به کار می رود. شکل (b)10-3 یـک مـدل ساده ی پیکینگ سلفی سری را نشان می دهد. اعمال یک سلف سری Lm بین طبقات ترارسانایی و سوئیچ برای جداکردن خازن های پارازیتی، با وارد کردن یک شبکه ی غیر فعال بـا مشخصـات پهـن بانـد صـورت میگیرد.

شکل (a) 11-3 مدل سیگنال کوچک یک تقویت کننده (b) شبکهی پسیو اضافه شده برای ایزوله کردن خازنهای
پارازیتی (c) پیاده سازی این شبکه با سلف
یک شبکه ی دو پورتی غیر فعال می تواند بین اجزاء ترانزیسـتور (R1,C1) و بـار (R2,C2) بـرای افزایش پهنای باند وارد شود(شکل .((b)11-3 اگر GBW1 شکل (a)11- 3 با رابطهی 27-3 بیان شود.
رابطهی 27-3

2

1 Gain-Bandwidth
43
GBW برای شکل (b)11-3 یا (c) که شبکه ی غیـر فعـال اعمـال شـده و در نتیجـه C1 تنهـا خازنی است که در پورت ورودی شبکه روی GBW اثر دارد، بنابراین برای این حالت GBW با رابطهی
28-3 محاسبه میشود .[17]
g
رابطهی GBW28-3
π
ملاحظه میشود که این تکنیک پهنای باند مدار را به طور قابل ملاحظهای افزایش میدهد.
5-3 مروری بر چند ساختار میکسر پهن باند ارایه شده
در این قسمت شماتیک مدار چندین ساختار میکسر پهن باند، که از بـه روزتـرین سـاختارها بـه شمار میروند، مرور شده است. در پایان بخش، این ساختارها از لحاظ فرکانس کار، بهـره ی تبـدیل، عـدد نویز و خطی بودن در یک جدول مقایسه شدهاند.
1-5-3 ساختار میکسر [18] 1
شماتیک مدار در شکل 12-3 دیده میشود. در طراحـی ایـن میکسـر از توپولـوژی توزیـع شـده استفاده شده و تعداد طبقات به طور دلخواه چهار انتخاب شده است. هر سلول یـک میکسـر تـک بـالانس است. ترانزیستورهای طبقه ی ترارسانایی (M31-M34) به طور یکسان تطبیق یافتـهانـد. در ایـن میکسـر خطوط انتقال مصنوعی در طول خطوط LO,RF وIF با شبکه ی نردبانی LC تحقق یافتهاند، که سلفها با استفاده از ماپیچهای داخل چیپ اجرا شدهاند و خازنها، خـازنهـای پـارازیتی ترانزیسـتورهای MOS
هستند که به خطوط تاخیر LC متصل شدهاند، امپدانس بار با امپدانس مشخصـه ی خطـوط تـاخیر LC
تطبیق یافتهاند.
پارامترهای بهره، عدد نویز، IIP3 این مدار در جدول 1-3 آمده است.

شکل 12-3 مدار میکسر ساختار 1
44
2-5-3 ساختار میکسر [12] 2
شماتیک مدار در شکل 13-3 دیده میشود. این میکسر با استفاده از توپولوژی توزیع شده ی غیر همسان طراحی شده، با ترکیب کردن طبقات سلف و خطوط انتقال مصنوعی با میکسـر گیلبـرت بهـره ی تبدیل بالا و تخت و نیز پهنای باند وسیع به دست می آید. در این سـاختار تزریـق جریـان بـرای افـزایش بهره ی تبدیل میکسر با تاثیر کمتر بـر خطـی بـودن آن بـه کـار رفتـه اسـت. همچنـین از تکنیـک هـای Degeneration خازنی و پیکینگ سلفی برای تقویت بهره و پهنای باند در فرکانس های بـالاتر اسـتفاده شده است.

—196

( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 1)
( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 2)
واکنش گرمازای اصلی که بیشترین انرژی گرمایی در شعله را تولید می کند عبارتست از:
( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 3)
رادیکال های H تولید شده در واکنش REF _Ref384714697 h * MERGEFORMAT (‏22) و REF _Ref384714699 h * MERGEFORMAT (‏23) به واکنش REF _Ref384714752 h * MERGEFORMAT (‏21) برگردانده می شود بنابراین واکنش اشتعال باعث یک فرآیند خود انتشار متوالی یا واکنش زنجیره ای شده که تا زمانی که اکسیژن مورد نیاز لازم موجود باشد ادامه خواهد یافت. گرمای تولید شده دمای ناحیه اشتعال را بالا می برد و این عامل باعث افزایش شتاب نرخ تجزیه کامپوزیت خواهد شد. بسیاری از پلیمرها مثل پلی استرها، ونیل استرها و اپوکس ها با مقدار زیادی گازهای قابل اشتعال را آن می کنند که خود عاملی افزایش مقدار سوخت شعله خواهد شد. در این مواد تا زمان تخریب کامل ماتریس پلیمر اشتعال ادامه می یابد. اشتعال پذیری مواد کامپوزیتی به وسیله توقف یا کاهش واکنش های شاخه ای شدن زنجیردر مراحل REF _Ref384714752 h * MERGEFORMAT (‏21) و REF _Ref384714697 h * MERGEFORMAT (‏22) در چرخه احتراق کاهش می یابد. تأخیر دهنده های اشتعال پلیمرها به سه روش چرخه احتراق را قطع می کنند:
1- اصلاح فرآیند تخریب حرارتی برای کاهش میزان و یا انواع گازهای قابل اشتعال
2- تولید گازهای تجزیه که شعله و آتش را سریعاً سرد می کند . این عمل به وسیله حذف رادیکال های H و OH انجام می گیرد.
3- کاهش دمای مواد به وسیله اصلاح خصوصیات هدایت حرارتی و یا گرمای ویژه (این روش می تواند به تنهایی یا با دیگر روش ها به کار برده شود.)
به صورت کلی اغلب پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال به دو دسته فاز متراکم شونده و فاز گازی فعال تقسیم می شوند. این تقسیم بندی بستگی به این دارد که آیا در آنها مکانیسم تجزیه پلیمر مختل می شود یا احتراق در شعله. زمانی پلیمر در دسته فاز متراکم قرار می گیرد که در حالت جامد یا مذاب باشند. دسته فاز متراکم خود شامل چندین مکانیسم برای تأخیر اشتعال است که عبارتند از:
1- رقیق کردن مقدار ماده آلی قابل اشتعال به وسیله افزودن ذرات پرکننده داخلی.
2- کاهش دمای کامپوزیت به وسیله افزودن پر کننده هایی که به عنوان جاذب حرارتی عمل می کنند.
3- کاهش دما به وسیله افزودن پر کننده هایی که به صورت گرماگیر تجزیه شده و محصولاتی مانند آب یا دیگر محصولات غیر قابل اشتعال با ظرفیت حرارتی ویژه بالا تولید می کنند.
4- کاهش میزان نرخ رهایش حرارت به وسیله بکارگیری پلیمرهایی که توسط واکنش‌های گرماگیر تجزیه می‌شوند.
5- افزایش آروماتیسیته ماتریس پلیمری به منظور اینکه به یک سطح و لایه عایق فضای کربنی تجزیه شود که هدایت حرارتی درون کامپوزیت را کاهش می دهد و انتشار گازهای قابل اشتعال را کاهش دهد.
کامپوزیت های پلیمری که جزء تأخیر دهنده های اشتعال از نوع فاز گاز می باشند، به وسیله ممانعت از واکنش اشتعال عمل می‌کنند. در نتیجه هم کاهش انتشار شعله و هم بازگشت مقدار حرارت از سوی شعله به ماده را در این نوع مشاهده می‌شود. مکانیسم‌های موجود در نوع فاز گاز که به صورت گسترده جهت تأخیر اشتعال به کار گرفته شده است معمولاً رهایش رادیکال های بر پایه برومین، کلرین و فسفره را خواهند داشت که باعث اختتام واکنش های اشتعال گرمازا از طریق حذف رادیکال های H و OH از شعله خواهند شد. یکی دیگر از مکانیزم های معمول این دسته رهایش بخارات غیر قابل اشتعال برای رقیق کردن غلظت گازهای H و OH در شعله است. همچنین باعث کاهش دما نیز خواهد شد. در حالی که بسیاری از تأخیر دهنده های اشتعال تنها با یکی از مکانیسم های فاز متراکم و یا فاز گاز عمل می کنند، تأخیر دهنده هایی بیشترین تأثیر را دارند که از هر دو مکانیسم فازها در یک زمان واحد استفاده می کنند.
تأخیر دهنده‌های اشتعال برای کامپوزیت‌هامواد تأخیر دهنده اشتعال متنوعی برای پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری ارائه شده است. در حدود 200-150 آمیزه و ماده مختلف برای استفاده وجود دارد. PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj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==
ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj
TnVtPjI3MDwvUmVjTnVtPjxEaXNwbGF5VGV4dD5bMi03XTwvRGlzcGxheVRleHQ+PHJlY29yZD48
cmVjLW51bWJlcj4yNzA8L3JlYy1udW1iZXI+PGZvcmVpZ24ta2V5cz48a2V5IGFwcD0iRU4iIGRi
LWlkPSJ6NXJ3eDVhZGRkdnJzM2VhZXg5cHphOXd6ejJlMjA1MHB0d3IiPjI3MDwva2V5PjwvZm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxyZWYtdHlwZSBuYW1lPSJKb3VybmFsIEFydGljbGUiPjE3PC9yZWYtdHlwZT48
Y29udHJpYnV0b3JzPjxhdXRob3JzPjxhdXRob3I+Um9zZSwgUEo8L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPk1h
cmssIEhGPC9hdXRob3I+PGF1dGhvcj5CaWthbGVzLCBOTTwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+T3ZlcmJl
cmdlciwgQ0c8L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPk1lbmdlcywgRzwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+S3Jvc2No
d2l0eiwgSkk8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRpdGxlcz48dGl0bGU+
RW5jeWNsb3BlZGlhIG9mIHBvbHltZXIgc2NpZW5jZSBhbmQgZW5naW5lZXJpbmc8L3RpdGxlPjxz
ZWNvbmRhcnktdGl0bGU+TWFyaywgSEYsIEJpa2FsZXMsIE5NLCBPdmVyYmVyZ2VyLCBDRywgTWVu
Z2VzLCBHLiwgS3Jvc2Nod2l0eiwgSkksIEVkczwvc2Vjb25kYXJ5LXRpdGxlPjwvdGl0bGVzPjxw
ZXJpb2RpY2FsPjxmdWxsLXRpdGxlPk1hcmssIEhGLCBCaWthbGVzLCBOTSwgT3ZlcmJlcmdlciwg
Q0csIE1lbmdlcywgRy4sIEtyb3NjaHdpdHosIEpJLCBFZHM8L2Z1bGwtdGl0bGU+PC9wZXJpb2Rp
Y2FsPjxwYWdlcz40ODgtNTEzPC9wYWdlcz48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk4NzwveWVhcj48L2RhdGVz
Pjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NYWRvcnNreTwvQXV0
aG9yPjxZZWFyPjE5NzU8L1llYXI+PFJlY051bT4yODA8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVt
YmVyPjI4MDwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1
cnd4NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MjgwPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtl
eXM+PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkJvb2siPjY8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhv
cnM+PGF1dGhvcj5NYWRvcnNreSwgU2FtdWVsIExlbzwvYXV0aG9yPjwvYXV0aG9ycz48L2NvbnRy
aWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5UaGVybWFsIGRlZ3JhZGF0aW9uIG9mIG9yZ2FuaWMgcG9s
eW1lcnM8L3RpdGxlPjwvdGl0bGVzPjx2b2x1bWU+NTA8L3ZvbHVtZT48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk3
NTwveWVhcj48L2RhdGVzPjxwdWJsaXNoZXI+UkUgS3JpZWdlciBQdWJsaXNoaW5nIENvbXBhbnk8
L3B1Ymxpc2hlcj48dXJscz48L3VybHM+PC9yZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+Q3Vs
bGlzPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4MTwvWWVhcj48UmVjTnVtPjI3MTwvUmVjTnVtPjxyZWNvcmQ+
PHJlYy1udW1iZXI+MjcxPC9yZWMtbnVtYmVyPjxmb3JlaWduLWtleXM+PGtleSBhcHA9IkVOIiBk
Yi1pZD0iejVyd3g1YWRkZHZyczNlYWV4OXB6YTl3enoyZTIwNTBwdHdyIj4yNzE8L2tleT48L2Zv
cmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9y
cz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPkN1bGxpcywgQ2hhcmxlcyBGb3dsZXI8L2F1dGhvcj48YXV0aG9y
PkhpcnNjaGxlciwgTU08L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRpdGxlcz48
dGl0bGU+VGhlIGNvbWJ1c3Rpb24gb2Ygb3JnYW5pYyBwb2x5bWVyczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+
PGRhdGVzPjx5ZWFyPjE5ODE8L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPkNsYXJlbmRvbiBQcmVz
cyBPeGZvcmQ8L3B1Ymxpc2hlcj48aXNibj4wMTk4NTEzNTE4PC9pc2JuPjx1cmxzPjwvdXJscz48
L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5FYmRvbjwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5OTY8L1ll
YXI+PFJlY051bT4yODE8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVyPjI4MTwvcmVjLW51bWJl
cj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4NWFkZGR2cnMzZWFleDlw
emE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MjgxPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+PHJlZi10eXBlIG5hbWU9
IkpvdXJuYWwgQXJ0aWNsZSI+MTc8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+PGF1
dGhvcj5FYmRvbiwgSlI8L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPkpvbmVzLCBNUzwvYXV0aG9yPjwvYXV0aG9y
cz48L2NvbnRyaWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5GbGFtZSByZXRhcmRhbnRzIChvdmVydmll
dyk8L3RpdGxlPjxzZWNvbmRhcnktdGl0bGU+UG9seW1lcmljIE1hdGVyaWFscyBFbmN5Y2xvcGFl
ZGlhPC9zZWNvbmRhcnktdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PHBlcmlvZGljYWw+PGZ1bGwtdGl0bGU+UG9s
eW1lcmljIE1hdGVyaWFscyBFbmN5Y2xvcGFlZGlhPC9mdWxsLXRpdGxlPjwvcGVyaW9kaWNhbD48
cGFnZXM+MjM5Ny0yNDExPC9wYWdlcz48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk5NjwveWVhcj48L2RhdGVzPjx1
cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrczwvQXV0aG9y
PjxZZWFyPjIwMDE8L1llYXI+PFJlY051bT4xMjY8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVy
PjEyNjwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4
NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MTI2PC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+
PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkJvb2siPjY8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+
PGF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrcywgQSBSaWNoYXJkPC9hdXRob3I+PGF1dGhvcj5QcmljZSwgRGVubmlz
PC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+PHRpdGxlPkZpcmUgcmV0
YXJkYW50IG1hdGVyaWFsczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjIwMDE8L3llYXI+
PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPndvb2RoZWFkIFB1Ymxpc2hpbmc8L3B1Ymxpc2hlcj48aXNibj4x
ODU1NzM0MTkyPC9pc2JuPjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhv
cj5OZWxzb248L0F1dGhvcj48WWVhcj4yMDAxPC9ZZWFyPjxSZWNOdW0+MjczPC9SZWNOdW0+PHJl
Y29yZD48cmVjLW51bWJlcj4yNzM8L3JlYy1udW1iZXI+PGZvcmVpZ24ta2V5cz48a2V5IGFwcD0i
RU4iIGRiLWlkPSJ6NXJ3eDVhZGRkdnJzM2VhZXg5cHphOXd6ejJlMjA1MHB0d3IiPjI3Mzwva2V5
PjwvZm9yZWlnbi1rZXlzPjxyZWYtdHlwZSBuYW1lPSJKb3VybmFsIEFydGljbGUiPjE3PC9yZWYt
dHlwZT48Y29udHJpYnV0b3JzPjxhdXRob3JzPjxhdXRob3I+TmVsc29uLCBHTjwvYXV0aG9yPjxh
dXRob3I+V2lsa2UsIENBPC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+
PHRpdGxlPkZpcmUgYW5kIFBvbHltZXJzIElJSS4gTWF0ZXJpYWxzIGFuZCBTb2x1dGlvbnMgZm9y
IEhhemFyZCBQcmV2ZW50aW9uPC90aXRsZT48L3RpdGxlcz48ZGF0ZXM+PHllYXI+MjAwMTwveWVh
cj48L2RhdGVzPjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PC9FbmROb3RlPn==
ADDIN EN.CITE.DATA [2-7]
تأخیر دهنده‌های اشتعال یکی از بزرگترین گروه از افزودنی‌هاست که در پلیمرها استفاده می شود. این مواد در حدود 27% از بازار افزودنی پلاستیک را به خود اختصاص داده است. رتبه بعدی متعلق به پایدار کننده حرارتی (6/15%) آنتی اکسیان ها (6/7%) روان کننده ها (6%) و پایدار کننده اشعه ماوراء بنفش (5%) می باشد. مواد تأخیر دهنده اشتعال با پلیمر طی فرآیند آلیاژ می شوند اما به صورت شیمیایی با پلیمر واکنش نمی دهند. ترکیب شیمیایی بسیاری از آنها بر اساس عناصر آنتیموان، آلومینیوم، بروم، فسفر، برومین، کلرین است که این مواد تأخیر اشتعال درصد زیادی را تأمین می کنند. به صورت تخمینی در حدود 90% از مواد افزودنی بر اساس این عناصر هستند و به شکل اکسیدهای آنیتموان، آلومینیوم سه آبه و اکسیدهای برون کاربرد دارند. به مقدار کمتری نیز افزودنی هایی شامل باریوم، روی، تین، آهن، مولیبدنیوم یا گوگرد وجود دارند. بسیاری از افزودنی ها شامل نمک های فلزی هیدراته هستند که به صورت گرماگیر در شعله تجزیه می شوند و در نتیجه میزان و نرخ رهایش حرارت کلی پلیمر را کاهش می دهند. برخی دیگر از عناصر افزودنی نیز در هنگام تجزیه بخار آب آزاد می کنند طی فرآیند تجزیه و این بخار آب باعث رقیق شدن و کاهش غلظت گازهای قابل اشتعال رهایش شده خواهند شد. کامپوندهای واکنشی نیز با زرین در هنگام فرآیند پلیمریزه می شوند و دارای ساختار شبکه ای مولکولی یکپارچه شوند. تأخیر دهنده های واکنشی اشتعال به صورت اساسی بر پایه هالوژن بروم و کلر، فسفره و عناصر معدنی و ملامین هستند. در حال حاضر بروم و کلر، تأخیر دهنده های معمولی هستند زیرا قدرت زیادی در یکباره سرد کردن شعله دارند. کامپوندهای هالوژن به وسیله رهاسازی اتم های برومین و کلرین فعال به درون شعله در برابر اشتعال پذیری مقاومت می کنند. این اتم ها واکنش اکسیداسیون احتراق گازهای اشتعال پذیر را متوقف می کنند. اگرچه در حال حاضر از سوی مقامات دولتی و طرفداران طبیعت تصمیماتی جهت استفاده از تأخیر دهنده های اشتعال غیر هالوژن گرفته شده است (این ترکیبات به طبیعت لطمه وارد می کنند). ترکیبات فسفره یکی دیگر از ترکیبات مؤثر در ارتباط با اشتعال است این ترکیبات میزان گازهای قابل احتراق حاصل از تجزیه را به وسیله افزایش تشکیل ذغال کاهش می دهند. انتخاب تأخیر دهنده اشتعال برای کامپوزیت پلیمری چندین عامل و فاکتور بستگی دارد که شامل هزینه، سازگاری شیمیایی میان تأخیر دهنده اشتعال و پلیمر میزبان دمای تجزیه ماده و وزن. بسیاری از پرکننده های تأخیر دهنده اشتعال خواص مکانیکی پلیمرها را کاهش می دهند. البته می توان به وسیله اصلاح سطح پرکننده این تأثیرات منفی را کاهش داد و بر همکنش میان ذرات و ماتریس پلیمری را بهبود بخشید. برخی مواد پر کننده با وجودی که اشتعال پذیری را کاهش می دهند مقدار دود و دودهای سمی را با تجزیه ماده افزایش می دهند. به خاطر همین دلایل سعی بر این است که ترکیبی از تأخیر دهنده های اشتعال در کامپوزیت های پلیمری استفاده شود تا میزان مقاومت در برابر اشتعال پذیری افزایش یابد و در عین حال تأثیرات مضرب و منفی و مضر روی ویژگی ها و خواص مکانیکی، دود و سمیت به کمترین مقدار ممکن برسد. پرکننده ها عناصر غیر فعال معدنی هستند که به پلیمر طی مراحل پایانی فرآیند افزوده می شود تا اشتعال پذیری محصول نهایی کاهش یابد. قطر ذرات پرکننده زیر 10 میکرومتر است و اغلب در محدوده میکرون است. ذرات به زرین مایع آلیاژ می شود و به صورت یکنواخت در آن پراکنده می شود. بیشتر پلیمرها نیاز به مقدار زیادی پرکننده جهت نشان دادن بهبود محسوس در مقاومت اشتعال پذیری شان دارند. مقدار حجمی کمینه معمولاً در حدود 20% و مقدار متوسط در حدود 50% تا 60% است. پرکننده باید با پلیمر سازگار باشد. در غیر این صورت خواص مکانیکی و دوام و بقای محیطی ماده از بین رفته و کاهش یابد. پرکننده ها می توانند اثرات مخرب بر روی خواص بگذارند این اثرات شامل افزایش و سیکوزیتید، کاهش زمان ژل شدگی مذاب پلیمری که باعث مشکل شدن فرآیند گردد، می شود. بیشتر پرکننده ها به صورت تدریجی با تحت مجاورت قرار گرفتن رطوبت دچار هیدرولیز شده و از بین می روند و این عامل جهت کاهش خاصیت تأخیر اشتعال آنها خواهد شد. با وجود این مشکلات پرکننده ها اغلب به دلیل هزینه پایین آنها افزودن آسان آنها به پلیمر و قابلیت مقاومت اشتعال پلیمر استفاده می شوند. این نکته قابل اهمیت است که پرکننده ها به ندرت به تنهایی استفاده می شود اما در مقابل به صورت ترکیبی با تأخیر دهنده های اشتعال دیگر (مثل ارگانوهالوژن ها یا ارگانوفسفره ها) برای رسیدن به مقدار زیاد مقاومت در برابر اشتعال استفاده می شود. ما دو نوع پرکننده تأخیر دهنده اشتعال داریم: خنثی و فعال که بر اساس نوع فعالیت مشخص می شود:
الف) پر کننده های تأخیر دهنده اشتعال خنثی
این نوع پر کننده توسط چندین مکانیسم، اشتعال پذیری و تولید دود کامپوزیت پلیمری را کاهش می دهند. مکانیسم برتر و مهم بر این اساس است که میزان سوخت به وسیله رقیق کردن درصد جرمی ماده آلی در کاپوزیت به وسیله افزودن پر کننده غیر قابل اشتعال، کاهش می دهد. در این حالت مقدار پلیمر به شدن باید کاهش یابد و به همین دلیل مقدار پر کننده در حدود 50 تا 60 درصد خواهد بود (مورد نیاز است). مکانیسم دیگر جذب گرما به وسیله پلیمر است و میزان و نرخ سوخت ماتریس پلیمری کاهش خواهد یافت. برای اینکه پرکننده جاذب حرارت باشد باید ظرفیت حرارتی آن از پلیمر میزبان بیشتر باشد. برخی دیگر از پلیمرها اشتعال پذیری پلیمر را به وسیله تشکیل لایه سطحی عایق زمانی که پلیمر تجزیه می شود و تبخیر می شود کاهش می دهند. این لایه عایق میزان و نرخ تجزیه ماتریس پلیمری را کاهش می‌دهد. این لایه سطحی مانع جریان مواد ناپایدار قابل اشتعالی به درون شعله خواهد شد و باعث کاهش بیشتر میزان تجزیه خواهد شد. همه پرکننده ها به وسیله کاهش میزان جرم پلیمر و بیشتر پر کننده ها به عنوان جاذب حرارت عمل می کنند. فقط تعداد کمی از پرکننده ها هستند که باعث به وجود آمدن لایه سطحی عایق می‌شوند. پرکننده‌هایی خنثی که به طور معمول به پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری افزوده می شوند شامل سیلیکا، کربنات کلسیم، دوده هستند. این پرکننده ها اشتعال پذیری و تولید دود را از طریق مکانیسم رقیق کردن و یا جذب گرما کاهش می‌دهند. در موارد جزئی نیز از سیلیکات های رس هیدراته ساده مانند پومیس، تالک، gypsum و سولفات کلسیم دوآبه استفاده می‌شود.
ب) پرکننده‌های تأخیردهنده اشتعال فعال
این پرکننده تأثیرات بیشتری بر روی پلیمر از لحاظ تأخیر اشتعال و تولید دود نسبت به پرکننده خنثی خواهد گذاشت. پرکننده فعال نیز مانند پرکننده خنثی به عنوان جاذب حرارت و دقیق کننده ماتریس در کامپوزیت عمل می کند. همچنین این نوع پرکننده در فاز متراکم فعالیت می کند. در زمان تجزیه در دماهای بالا و واکنش های گرماگیر مقدار زیادی گرما را جذب می کند و این تأخیر خنک کنندگی باعث کاهش میزان و نرخ تجزیه ماتریس پلیمری خواهد شد. واکنش تجزیه پرکننده باعث رهایش گازهای بی اثر به مقدار زیاد خواهد شد گازهایی مثل بخار آب و دی اکسید کربن که این گازها نیز می توانند به درون شعله نفوذ کرده و غلظت مواد ناپایدار اشتعال پذیر، رادیکال های H و OH را کاهش و رقیق می کند. این رقیق کردن باعث کاهش دمای شعله شده که خود باعث نرخ تجزیه ماده کامپوزیتی می شود. دمای تجزیه پرکننده یک عامل بحرانی و مؤثر در تأخیر دهندگی اشتعال آنهاست. دمای تجزیه بایست بیشتر از دمای فرآیند آنهاست تا دیگر پرکننده در طول ساخت ماده کامپوزیتی تجزیه نشود. کامپوزیت های شامل رزین‌های ترموپلاستیک دما بالا، مانند پلی فنیلن سولفید یا پلی اتر اتر کتون بایت در دمای حدود 400-300 درجه سانتی گراد فرآیند شوند. بنابراین پرکننده های مورد استفاده برای این مواد باید در دماهای این محدوده تجزیه نشود. همچنین دمای تجزیه پرکننده بایست پایین تر از دمای پیرولیز ماتریس پلیمری باشد که بسیاری زرین ها مورد استفاده در کامپوزیت این دما بین 450-300 درجه سانتی گراد است. بسیاری از اکسیدهای فلزی و هیدروکسیدهای فلزی به عنوان تأخیر دهنده های اشتعال فعال مورد استفاده قرار می گیرد. در این بین معمول ترین و پر مصرف ترین آلومینیوم تری هیدراته Al(OH)3 است. همچنین انواع دیگر از اکسیدهای آلومینیوم نیز مورد استفاده است. همچنین ترکیبات اکسیده دیگر مثل ترکیبات آنتیموان (sb2o3,sh2o5)، آهن (مثل فروسن ferocene، FeOOH، FeOCl)، ترکیبات مولیبدنیوم (MoO3)، منزیم (Mg(OH)2) روی و تین tin قابل کاربرد است. به وسیله فعالیت این عناصر و پرکننده اشتعال و همچنین تشکیل دوده به مقدار قابل توجهی متوقف خواهد شد. اگرچه میزان تأثیر آنها به صورت کلی با افزایش غلظت آنها در ماتریس پلیمری افزایش خواهد یافت. مانند پرکننده های خنثی میزان بارگزاری بالایی از پرکننده (60-20%) جهت یک کاهش اساسی در اشتعال‌پذیری مورد نیاز است.عنصرهای پایه نیتروژن یکی از مؤثرترین تأخیر دهنده های اشتعال است این عنصر به همواره ترکیبات گوانیدین و ملاحین سال ها برای بهبود مقاومت اشتعال در پوشاک های پشمی، لباس های کتونی و کاغذ مورد استفاده بوده است. اما افزودنی های پایه نیتروژن به ندرت به عنوان تأخیردهنده اشتعال در کامپوزیت های پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پرکننده تأخیر دهنده اشتعال متورم شوندهاین نوع پر کننده جزء پرکننده های فعال هستند. این روش یکی از نوین ترین روش های بهبود مقاومت اشتعال مواد کامپوزیتی است. نمونه ای از این پرکننده ها پلی فسفات/ ؟؟؟ ترتیول است که در دماهای بالا متورم می شود. مکانیسم عملکرد این نوع پرکننده در کامپوزیت به صورت شماتیک در شکل 10-8 نشان داده شده است. زمانی که کامپوزیت تحت مجاورت شعله قرار می گیرد ذرات متورم شونده واکنش داده و مقدار زیادی گازهای غیر قابل اشتعال و غیر سمی که در ماتریس پلیمری گیر می افتد ایجاد می شود. تجمع این گازها باعث می شود که پلیمر نرم شده به فوم و پلیمر متورم شده تبدیل شود. در صورتی که ماتریس پلیمری قابلیت تبدیل به ذغال (char) را داشته باشد با افزایش دما ماتریس تجزیه شده و باعث تولید لایه ذغالی متخلخل عایق خواهد شد. این لایه ماده کامپوزیتی اصلی را حفظ و حمایت می کند. Kovar و همکاران ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Kovar</Author><Year>1993</Year><RecNum>274</RecNum><DisplayText>[8]</DisplayText><record><rec-number>274</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">274</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Kovar, RF</author><author>Bullock, DE</author></authors></contributors><titles><title>Multifunctional intumescent composite firebarriers</title><secondary-title>Proceedings of the 4th Annual Conference on Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials</secondary-title></titles><pages>87-98</pages><dates><year>1993</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]به این نتیجه رسیدند که فرآیند تولید فوم زمانی اتفاق خواهد افتاد که پلیمر در حالت ویسکوز نرم باشد. اگر ذرات پرکننده در دماهایی پایین‌تر از دمای انتقال شیشه پلیمر تجزیه شوند در این حالت ماتریس سخت خواهد بود و قابلیت تولید فوم و تورم را نخواهد داشت. در مقابل در صورتی که میزان فشار حاصل از تولید سریع گازها می تواند منجر به تولید شیار و لایه لایه شدن در کامپوزیت‌های سخت خواهد شد. در صورتی که تجزیه در دماهای بالا اتفاق افتد گازها می تواند از درون کامپوزیت خارج خواهد شد و لایه متورم شده ای تشکیل نخواهد شد. در صورتی که درجه بالایی از حمایت در برابر آتش را بخواهیم دمای واکنش تجزیه ذرات متورم شونده ها باید بالاتر از دمای انتقال شیشه و کمتر از دمای تجزیه ماتریس پلیمری باشد.
پلیمرهای تاخیر دهنده اشتعال قابل استفاده در کامپوزیت‌هاتعداد زیادی از پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال در حدود 26 سالی است که ارائه شده است و بسیاری از این موارد مناسب برای استفاده در کامپوزیت های لیفی است. اتصال مولکول های بروم، کلر یا فسفر به ساختار مولکولی پلیمر معمول ترین و رایج ترین روش بهبود مقاومت اشتعال رزین‌های ترموست و ترموپلاست است. یکی دیگر از روش‌های استفاده از پرکننده‌های در مقیاس نانو است که خیلی سریع تبدیل به یک گروه مهم از مواد تأخیر دهنده اشتعال شده است. یکی دیگر از روش ها نیز اصلاح شیمیایی ساختار شبکه‌ای مولکولی به وسیله کوپلیمریزاسیون پیوندی است.
افزایش مقاومت اشتعال به وسیله پلیمریزاسیوناصلاح ساختاری زنجیره های پلیمری یک تکنیک مؤثر برای بهبود مقاومت اشتعال‌پذیری است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Horrocks</Author><Year>2001</Year><RecNum>126</RecNum><DisplayText>[6]</DisplayText><record><rec-number>126</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">126</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Horrocks, A Richard</author><author>Price, Dennis</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardant materials</title></titles><dates><year>2001</year></dates><publisher>woodhead Publishing</publisher><isbn>1855734192</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]همانطور که قبلاً گفته شد پایداری حرارتی پلیمر به وسیله انرژی پیوندی میان اتم های روی زنجیره اصلی تعیین می شود. پلیمرهای شامل مقادیر زیاد هیدروژن، نیتروژن یا اکسیژن؛ اشتعال پذیری زیادی از خود نشان می دهند زیرا آنتالپی پیوندی پایینی با کربن دارند. پایداری حرارتی پلیمر می تواند به وسیله افزایش استحکام پیوندهای زنجیره افزایش داد. پایداری حرارتی می تواند به وسیله اتصال ساختارهای حلقه ای هتروسیکل و آروماتیک با انرژی های پایدارسازی رزنانسی بالا به درون زنجیره اصلی و کاهش حضور هیدروژن (H)، نیتروژن (N) و اکسیژن (O) افزایش داد. نه تنها دمای تجزیه پلیمر به وسیله این اصلاح ساختار افزایش می یابد بلکه درصد جرمی مواد ناپایدار قابل اشتعال کاهش می یابد که نرخ رهایش حرارت نیز پایین تر می آید.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 2: رابطه میان مقادیر اروماتیک و میزان بقایای ذغال و گازهای ناپایدار. توسط Parker & Kourtide ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Gibson</Author><Year>2007</Year><RecNum>345</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>345</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">345</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Gibson, AG</author></authors></contributors><titles><title>Fire properties of polymer composite materials</title></titles><volume>143</volume><dates><year>2007</year></dates><publisher>Springer</publisher><isbn>1402053568</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
REF _Ref384714911 h * MERGEFORMAT شکل ‏22 رابطه میان دانسیته گروه آروماتیک در زنجیره اصلی پلیمر در برابر میزان درصد گاز ناپایدار و ذغال ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Parker</Author><Year>1983</Year><RecNum>115</RecNum><DisplayText>[9]</DisplayText><record><rec-number>115</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">115</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Parker, JA</author><author>Kourtides, DA</author></authors></contributors><titles><title>New fireworthy composites for use in transportation vehicles</title><secondary-title>Journal of fire sciences</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of fire sciences</full-title></periodical><pages>432-458</pages><volume>1</volume><number>6</number><dates><year>1983</year></dates><isbn>0734-9041</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9] نشان می‌دهد. یک رابطه خطی میان دانسیته گروه های آروماتیک و میزان و کاهش خطی مواد ناپایدار وجود دارد.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 3: رابطه میان بقایای ذغال و شاخص اکسیژن پلیمر و بقایای ذغال بعنوان جرم باقیمانده حاصل از آزمون TGA در دمای 800 درجه سانتیگراد در اتمسفر خنثی است. توسط Krevelan ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Van Krevelen</Author><Year>1975</Year><RecNum>194</RecNum><DisplayText>[10]</DisplayText><record><rec-number>194</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">194</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Van Krevelen, DW</author></authors></contributors><titles><title>Some basic aspects of flame resistance of polymeric materials</title><secondary-title>Polymer</secondary-title></titles><periodical><full-title>Polymer</full-title></periodical><pages>615-620</pages><volume>16</volume><number>8</number><dates><year>1975</year></dates><isbn>0032-3861</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]
REF _Ref384714953 h * MERGEFORMAT شکل ‏23 یک رابطه خطی میان میزان ذغال پلیمرها و پارامتر محدودیت اکسیژن که باعث کاهش میزان مواد ناپایدار اشتعال پذیر که عاملی برای استمرار احتراق است وجود دارد. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Van Krevelen</Author><Year>1975</Year><RecNum>275</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>275</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">275</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Van Krevelen, DW</author></authors></contributors><titles><title>Entzündlichkeit und Flammhemmung bei organischen Hochpolymeren und ihre Beziehungen zur chemischen Struktur</title><secondary-title>Chemie Ingenieur Technik</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chemie Ingenieur Technik</full-title></periodical><pages>793-803</pages><volume>47</volume><number>19</number><dates><year>1975</year></dates><isbn>1522-2640</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]استحکام میان زنجیره ها نیز عامل مهم دیگری برای کنترل پایداری حرارتی پلیمرهای ترموست است. پلیمرهایی که می توانند یک ساختار شبکه ای 3 بعدی اتصال عرضی زیاد تشکیل دهند معمولاً پایداری حرارتی زیادی نشان می دهند زیرا شکست و تشکیل دوباره اتصالات عرضی باعث تشکیل ذغال خواهد شد. پلی فنیلن‌ها، پلی فنیلن اکسایدها نمونه و مثال هایی از پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال با قابلیت آروماتیک بالا و اتصال عرضی بالا می باشند. مشکل این پلیمرها دمای فرآیندپذیری بالا (نرم شدگی) می باشد.
کامپوزیت‌های پلیمری هالوژنه
اصلاح شیمیایی پلیمرها به وسیله عناصر ارگانوهالوژن یکی از معمولترین و مؤثرترین روش های کاهش اشتعال پذیری مواد کامپوزیتی است. PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj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ADDIN EN.CITE.DATA [2, 3, 5, 6, 12, 13]
عناصر پایه هالوژن شامل بروم و کلر تأخیردهنده‌های اشتعال فوق العاده‌ای هستند که به صورت فرآیند فاز گاز از اشتعال جلوگیری می کنند. (اختتام واکنش های اشتعال به وسیله حذف رادیکال H و OH واکنش با هالوژن) پلیمرهای هالوژنه به وسیله اتصال مولکول هالوژن به ساختار شبکه ای زرین از طریق کوپلیمریزاسیون تشکیل می شوند. مقدار برومیت بایست بیشتر از 20% وزنی باشد تا بتواند تأثیر مشخصی بر روی مقاومت اشتعال بگذارد. میزان کلرین برای بیشتر پلیمرها بایست بیشتر از مقدار 25 درصد وزنی باشد اگرچه افزایش کلرین بیشتر از این مقدار بر روی نتایج و بهبود آن تأثیر چندانی نخواهد گذاشت. پلیمرهای کلرین و برومینه را نیز می توان به همراه پرکننده های تأخیر دهنده اشتعال استفاده کرد که ترکیب پرکننده با هالوژن ها می تواند خاصیت های جمع پذیری، غیر هم افزایی و هم افزایی بر روی خواص تأخیر دهنده اشتعال سیستم پلیمری بگذارد. اثر جمع پذیری زمانی اتفاق می افتد که بازده تأخیر دهنده اشتعال کل سیستم پلیمری برابر با ترکیبی از بازده های پرکننده و هالوژن است و برهمکش خاصی میان این دو جهت افزایش و کاهش اثرات تأخیر اشتعال وجود ندارد. نمونه این نوع اثر شامل پلیمرهای هالوژنه به همراه پر کننده های خنثی است. هالوژن مقاومت اشتعال پذیری را در فاز گاز افزایش می دهد در صورتی که پرکننده در فاز متراکم به عنوان کاهنده میزان سوخت پلیمری و جاذب حرارت عمل می کند. هر دو به صورت مستقل بر روی افزایش قابلیت اشتعال سیستم پلیمری عمل می کند. تأثیر غیر هم افزایی زمانی است که بازده سیستم پلیمری کمتر از بازده سیستم های افزودنی به طور مستقل است. هالوژن و پرکننده مزاحم واکنش های تأخیر اشتعال یکدیگر شده در نتیجه مقاومت اشتعال پذیری کلی پلیمر کاهش خواهد یافت. بهترین حالت زمانی اتفاق می افتد که پرکننده و تأخیر دهنده اشتعال و واکنش تأخیر اشتعال اثر هم افزایی می گذارند. زمانی این اتفاق می افتد که بازده کل سیستم پلیمری بیشتر از اثرات افزودنی هالوژن و یا پرکننده به تنهایی باشد. میزان گسترده ای از عناصر فعال می توانند به عنوان پرکننده‌های افزایی پلیمرهای هالوژنه استفاده شوند. این عناصر شامل اکسید بیسموت ، اکسید مولیبدنیوم ، اکسید تین هستند. اگرچه معمولاً از اکسید آنتیموان (sb2o3) استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت ضد اشتعال پذیری کمی در زمان هایی که به تنهایی مصرف می شود (پلیمرهای غیرهالوژنه) دارد اما زمانی که از زرین های برومینه استفاده شود بازده تأخیر اشتعال به شدت افزایش می یابد. این افزایش به دلیل بر همکنش های هم افزایی میان مکانیزم های تأخیر دهنده اشتعال هالوژن و اکسید آنتیموان است. (واکنش مواد ناپایدار هالوژنه با مواد ناپایدار آنتیموان در فاز گاز و تولید هالوژن یا آمیزه اکسی هالید) پرکننده ها شاخص گسترش شعله را را کاهش می دهند و به استثنای آلومینیوم سه آبه (ATH) باعث افزایش پارامتر محدودیت اکسیژن می شوند. REF _Ref384715043 h شکل ‏24 تأثیر پرکننده های تأخیر دهنده اشتعال را بر روی پارامتر انتشار شعله، پارامتر محدودیت اکسیژن و دانسیته نوری ویژه وینیل استر برومینه شده شده را نشان می‌دهد.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 4: تأثیر تأخیردهنده اشتعال بر روی (الف) شاخص گسترش اشتعال (ب)شاخص محدودیت اکسیژن (ج) دانسیته نوری ویژه یک است وینیل استری برومینه شده.توسط Mochat & Hiltz( ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Morchat</Author><Year>1992</Year><RecNum>278</RecNum><DisplayText>[14]</DisplayText><record><rec-number>278</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">278</key></foreign-keys><ref-type name="Generic">13</ref-type><contributors><authors><author>Morchat, RM</author><author>Hiltz, JA</author></authors></contributors><titles><title>Fire-Safe Composites for Marine Applications</title></titles><dates><year>1992</year></dates><publisher>DEFENCE RESEARCH ESTABLISHMENT ATLANTIC DARTMOUTH (NOVA SCOTIA)</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]
بیشترین دغدغه استفاده از پلیمرهای هالوژنه و کامپوزیت های پلیمری رهایش دودهای خورنده اسیدی و گازهای سمی است که به طور جدی بر روی سلامت و خطرات زیست محیطی تأثیرگذار است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Ebdon</Author><Year>1996</Year><RecNum>281</RecNum><DisplayText>[5, 6, 14]</DisplayText><record><rec-number>281</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">281</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Ebdon, JR</author><author>Jones, MS</author></authors></contributors><titles><title>Flame retardants (overview)</title><secondary-title>Polymeric Materials Encyclopaedia</secondary-title></titles><periodical><full-title>Polymeric Materials Encyclopaedia</full-title></periodical><pages>2397-2411</pages><dates><year>1996</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Horrocks</Author><Year>2001</Year><RecNum>126</RecNum><record><rec-number>126</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">126</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Horrocks, A Richard</author><author>Price, Dennis</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardant materials</title></titles><dates><year>2001</year></dates><publisher>woodhead Publishing</publisher><isbn>1855734192</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Morchat</Author><Year>1992</Year><RecNum>278</RecNum><record><rec-number>278</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">278</key></foreign-keys><ref-type name="Generic">13</ref-type><contributors><authors><author>Morchat, RM</author><author>Hiltz, JA</author></authors></contributors><titles><title>Fire-Safe Composites for Marine Applications</title></titles><dates><year>1992</year></dates><publisher>DEFENCE RESEARCH ESTABLISHMENT ATLANTIC DARTMOUTH (NOVA SCOTIA)</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5, 6, 14] پلیمرهای کلرینه مقدار زیادی گاز HCL رهایش می کنند که می توانند بر روی سیستم تنفسی و چشم تأثیر گذاشته و توانایی گریز از آتش را از انسان بگیرد. همچنین پلیمرهای کلرینه می توانند ؟؟؟ و عناصر وابسته دی اکسین که به شدت سمی هستند را تولید کند. تماس با دی اکسین ها با غلظت زیاد می تواند منجر به مشکلات زیادی از لحاظ سلامتی شود، مشکلاتی از قبیل سرطان، تغییر رنگ پوست، خارش پوست و تاول ایجاد کند. همچنین دی اکسین ها با ورود به اکوسیستم می توانند برای سال ها درون بدن جانداران و گیاهان باقی بمانند. به همین دلایل استفاده از این پلیمرها در بسیاری از کشورها منسوخ شده است و به جای آن از پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال دوستدار محیط زیست شامل brominaded index، tris(tribromophenyl)cyanurate,tris(tribromoneophentyl)cyanurate استفاده می کنند.
کامپوزیت های پلیمری فسفره تأخیر دهنده اشتعال
مقاومت اشتعال پذیری پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری می تواند به وسیله افزودن فسفر افزایش یابد.PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NYWRvcnNreTwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5NzU8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NYWRvcnNreTwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5NzU8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE.DATA [3, 6, 13, 15, 16]
یکی از روش‌های بسیار معمول و رایج برای افزودن فسفر، آلیاژسازی یک آمیزه پرکننده فسفره پایه معدنی یا پایه آلی به پلیمر طی فرآیند است. اکثر آمیزه های فسفری دارای قابلیت مقاومت اشتعال است اما انواع معمول و رایج و پر کاربرد آنها فسفر خالص، فسفات آمونیوم و trialylphosphates هستند. فسفره ها همچنین می توانند به وسیله کوپلیمریزاسیون زرین با منومرهای آلی فسفره فعال (استرهای فسفاته، پلی ال‌ها و فسفات ها) یا فسفات های هالوژنه(phosphate (tris(1-cloro-2-propyl)phosphate , tris(2,3-dibromo propyl) به ساختار مولکولی زرین متصل شوند. روش پلیمیریزاسیون برای تولید تعداد بسیار زیادی از پلیمرهای مناسب تأخیر دهنده اشتعال برای کاربرد در کامپوزیت ها استفاده می شود. فسفره به عنوان تأخیر دهنده اشتعال هم در فاز گاز و هم در فاز متراکم عمل می کنند (بسته به ساختار و طبیعت شیمیایی و پایداری حرارتی پلیمر میزبان). مکانیزم فاز گاز در بیشتر ترموپلاستیک ها و پلیمرهای ترموست غیر اکسیژنه حاکم است. در این نوع مکانیسم رادیکال های فسفره رهایش شده از طرف پلیمر در دماهای بالا اگرچه زمانی مؤثرتر است که تولید مواد ناپایدار در دماهای پایین تر از 400-300 درجه سانتی گراد اتفاق بیفتد و یا ماتریس پلیمری تجزیه شود می باشد. رادیکال های فسفره زیادی می توانند به درون شعله رهایش شده البته این رهایش بستگی به دما و ترکیب درصد تأخیر دهنده اشتعال فسفره دارد. این رادیکال ها با رادیکال های H و OH واکنش داده و موجب کاهش اشتعال و یا توقف آن شوند. مکانیسم دوم تأخیر دهنده اشتعال فاز گاز است مین مکانیسم یک تأثیر پوششی بر روی سطح داغ پلیمر می گذارد. بسیاری از مواد حاوی فسفر رهایش شده از پلیمر تجزیه شده به صورت متناسب سنگین هستند و این عامل باعث می شود که یک فاز غنی از بخار در سطح پلیمر ایجاد شود که از دسترسی اکسیژن جلوگیری کند. زمانی که آمیزه و عنصر فسفره در پلیمرهای آلی هیدروکسیل و اکسیژنه استفاده می شود به صورت یک تأخیر دهنده اشتعال در فاز متراکم عمل می کند. فسفر در این سیستم های پلیمری باعث تشکیل ذغال می شود که خود باعث کاهش مقدار مواد ناپایدار قابل اشتعال رهایش شده به سمت آتش خواهد شد. فسفر می تواند افت حرارت را در برخی ترموپلاستیک ها به وسیله ذوب شدن و چکه کردن شتاب دهد. اطلاعات بیشتر در مورد انواع واکنش های تأخیر دهنده اشتعال فسفره را می توان در پروژه - ریسرچجامع ارائه شده توسط Granzow ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Granzow</Author><Year>1978</Year><RecNum>276</RecNum><DisplayText>[12]</DisplayText><record><rec-number>276</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">276</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Granzow, Albrecht</author></authors></contributors><titles><title>Flame retardation by phosphorus compounds</title><secondary-title>Accounts of Chemical Research</secondary-title></titles><periodical><full-title>Accounts of Chemical Research</full-title></periodical><pages>177-183</pages><volume>11</volume><number>5</number><dates><year>1978</year></dates><isbn>0001-4842</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]یافت.
کوپلیمریزاسیون پیوندی برای مقاومت اشتعال
یکی دیگر از تکنیک های تولید پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال، کوپلیمریزاسیون پیوندی است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Horrocks</Author><Year>2001</Year><RecNum>126</RecNum><DisplayText>[6]</DisplayText><record><rec-number>126</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">126</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Horrocks, A Richard</author><author>Price, Dennis</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardant materials</title></titles><dates><year>2001</year></dates><publisher>woodhead Publishing</publisher><isbn>1855734192</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]. این تکنیک بر مبنای افزودن یک منومر که به شدن خاصیت تشکیل ذغال دارد به زنجیره پلیمری استوار است. فرآیند کوپلیمریزاسیون می تواند از طریق دو روش که شامل پیوند زدن از طریق و یا پیوند زدن به ایجاد شود. فرآیند سازنده و تشکیل دهنده شامل واکنش پلیمر با اغازگر و ایجاد مراکز فعال در طول زنجیره پلیمر است. سپس منومرها از طریق رادیکال با زنجیره پیوند می زنند.
فرآیند پیوند زدن به (Grafting onto) زمانی اتفاق می افتد که منومر با آغازگر واکنش می دهد و رادیکال تولید می شود و این رادیکال به زنجیره پیوند می خورد. صرف نظر از فرآیند، ضروری است که منومر به صورت حرارتی در دماهای پایین تر از پلیمر تجزیه شود و مقدار زیادی ذغال که باعث حفاظت از پلیمر می شود را به جا بگذارد. کوپلیمریزاسیون پیوندی یک تکنیک مطلوب برای تولید پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال است. هرچند ترموپلاستیک های تأخیر دهنده اشتعال زیادی به وسیله این تکنیک تولید می شوند. کوپولیمریزاسیون پلیمرهای ترموست مهندسی که به صورت معمول در سازه های کامپوزیت کاربرد دارد نیاز به پژوهش های بیشتر و تحقیقات بیشتر است.
الیاف تأخیر دهنده اشتعال برای کامپوزیت‌هاالیاف شیشه یک تقویت کننده فوق العاده معمول و رایج است. این الیاف قابل اشتعال نیستند اما آمارهای آلی و افزودنی های چسبنده مورد استفاده در این الیاف موجب تولید دود و مواد ناپایدار رهایش شده به وسیله کامپوزیت در حال تجزیه خواهد شد.
پوشش های سطحی محافظ اشتعالییکی دیگر از روش های حفاظت از کامپوزیت استفاده از پوشش های عایق است. یک پوشش ایده آل باید خصوصیات زیر را دارا باشد:
غیر اشتعال پذیری، هدایت حرارتی پایین، چسبندگی قوی (مثل ضریب انبساط) به لایه های زیرین کامپوزیت تداوم و بقا در محیط، مقاومت در برابر سایش، وزن پایین، نازک و ارزان بودن. صدها مواد پوشش وجود دارند که به صورت تجاری برای کاربرد در کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه ممکن است یکی از خواص مورد نیاز برای پوشش های ایده آل را نداشته باشند. سه گروه بزرگ از پوشش های عایق وجود دارد:
1) پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال
2) محافظ و پوشش حرارتی
3) پوشش های متورم شونده
4) مواد فرسایشی
مثال برای پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال عبارت است از زرین آلی مثل پلیمرهای برومینه و مواد معدنی مثل geopolymers که به عنوان فیلمی نازک (معمولاً کمتر از 5 میلی متر) بر روی سطح کامپوزیت قرار می گیرد. این پلیمرها به دلیل پایداری حرارتی بالا زمان رسیدن به احتراق و اشتعال لایه های زیرین با تأخیر مواجه می شود. در مورد پوشش های پلیمری معدنی هدایت حرارتی پایین باعث تأخیر خواهد شد. پوشش های غشایی حرارتی معمولاً موادی پایه سرامیک هستند که غیر قابل اشتعال بوده و خواص هدایت حرارتی پایینی دارند. نمونه این پوشش ها شامل سرامیک (مثل ceramic و rockwool)های با الیاف بافته شده و سرامیک زیرکونیوی هایی با لایه اسپری شده توسط پلاسما. مواد متورم شونده از طریق واکنش شیمیایی در دماهای بالا که منجر به تورم و تولید فوم لایه پوشش مورد استفاده قرار می گیرد. این واکنش باعث تولید یک لایه به شدت متخلخل و یک لایه ذغال ضخیم با هدایت حرارتی پایین خواهد شد. یکی دیگر از گروه از پوشش ها مواد فرسایشی هستند که باعث حفاظت حرارتی از طریق حذف حرارت از سطح داغ به وسیله پوسته شدن و ذوب شدن خواهند شد. مواد فرسایشی به ندرت به عنوان پوشش محافظ شعله در کامپوزیت مورد استفاده قرار می گیرند و بیشتر به عنوان محافظ پلیمر در کاربردهای دما بالا مثل نازل های موشک و سپرهای حرارتی فضاپیماهایی که به زمین بر می گردند، مورد استفاده قرار می گیرند
.
خواص اشتعال نانو کامپوزیت های پلیمریمقدمهاصطلاح نانو کامپوزیت پلیمری، کامپوزیت هایی را توصیف می کند که یکی از مواد تشکیل دهنده کامپوزیت از ماده با مقیاس نانو باشد. سایز نانو حداقل بایست در یکی از ابعاد رعایت شده باشد و کاملاً در فاز پلیمری پراکنده شده باشد. یک نمونه بارز از مواد نانو، خاک رس است. اما گرافیت، نانولوله های تک جداره و چند جداره ، نانو ذرات کروی مانند polyhedral oligomeric silsequioxane،POSS ، Silica، Tatania همچنین مورد استفاده قرار می گیرد. تحلیل تشکیل نانو کامپوزیت، بررسی تأخیر اشتعال: انواع مختلف اصلاح خاک رس و اثرات آنها مکانیسم و نحوه تأثیر ماده نانو بر روی تأخیر اشتعال جزء موارد مورد بحث در این بخش است. پر کننده های تأخیر دهنده اشتعال سال هاست که مورد استفاده قرار می گیرد. در سیستم های پر شده و پر کننده سنتی میکروکامپوزیت‌ها مقدار زیادی پر کننده برای ایجاد تأثیری خاص مثل کاهش خواص مکانیکی لازم است. وقتی که ذرات حاوی فاز نانو مورد استفاده قرار گرفت شرایط کاملاً تغییر کرد. کاهش اندازه از سایز میکرو به سایز نانو میزان سطح تماس ذرات را بالا می برد. افزایش سطح تماس منجر به کاهش مقدار ماده مورد نیاز می شود. حضور مواد با سطح تماس زیاد می تواند باعث تعبیر در مسیر تخریب شده و در نتیجه بر روی میزان رهایش حرارت پلیمر اثر بگذارد. در پایان، استفاده از مواد با سایز نانو می تواند باعث تشکیل یک لایه شود که باعث جلوگیری از جابجایی مواد ناپایدار در هنگام تخریب شده و موجب افزایش ذغال تولیدی شود. در مورد نانو کامپوزیت های پلیمر / خاک رس حضور مواد سیلیکاته لایه ای مانند مونت موریلونیت، هکتوریت، بنتونیت حتی با بارگزاری مقدار پایین (مخصوصاً 3 و 5%) خواص مکانیکی به صورت فوق العاده افزایش می یابد. همچنین خواص لایه محافظ و تأخیر اشتعال پلیمر افزایش خواهد یافت PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrczwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMDE8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrczwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMDE8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE.DATA [6, 17-21]. در سال 1960 مطالعاتی بر روی پایداری حرارتی پلی استایرن و پلی متیل متاکریلات ساخته شده در حضور خاک رس انجام شد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Friedlander</Author><Year>1964</Year><RecNum>304</RecNum><DisplayText>[22, 23]</DisplayText><record><rec-number>304</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">304</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Friedlander, Henry Z</author><author>Frink, Charles R</author></authors></contributors><titles><title>Organized polymerization III. Monomers intercalated in montmorillonite</title><secondary-title>Journal of Polymer Science Part B: Polymer Letters</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Polymer Science Part B: Polymer Letters</full-title></periodical><pages>475-479</pages><volume>2</volume><number>4</number><dates><year>1964</year></dates><isbn>1542-6254</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Blumstein</Author><Year>1965</Year><RecNum>305</RecNum><record><rec-number>305</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">305</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blumstein, Alexandre</author></authors></contributors><titles><title>Polymerization of adsorbed monolayers. I. Preparation of the clay–polymer complex</title><secondary-title>Journal of Polymer Science Part A: General Papers</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Polymer Science Part A: General Papers</full-title></periodical><pages>2653-2664</pages><volume>3</volume><number>7</number><dates><year>1965</year></dates><isbn>1542-6246</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22, 23]. آنها دریافتند که مولکول های استایرن و متیل متاکریلات بر روی سطح و سطح مشترک مونت موریلونیت جذب شده و یک کمپلکس بین لایه ای پلیمر-مونت موریلونیت تشکیل می دهند. این کمپلکس ها پایداری حرارتی بالا و مقاومت در برابر حلالیت بالایی را از خود نشان می دهند زیرا تخریب مولکول ها در محیط محدود، جابجایی زنجیره پلیمر را با تأخیر مواجه کرده و تخریب با تأخیر انجام خواهد شد. قبل از این پژوهشگران شرکت تویوتا ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Usuki</Author><Year>1993</Year><RecNum>306</RecNum><DisplayText>[24, 25]</DisplayText><record><rec-number>306</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">306</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Usuki, Arimitsu</author><author>Kojima, Yoshitsugu</author><author>Kawasumi, Masaya</author><author>Okada, Akane</author><author>Fukushima, Yoshiaki</author><author>Kurauchi, Toshio</author><author>Kamigaito, Osami</author></authors></contributors><titles><title>Synthesis of nylon 6-clay hybrid</title><secondary-title>Journal of Materials Research(USA)</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Materials Research(USA)</full-title></periodical><pages>1179-1184</pages><volume>8</volume><number>5</number><dates><year>1993</year></dates><isbn>0884-2914</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Kojima</Author><Year>1993</Year><RecNum>307</RecNum><record><rec-number>307</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">307</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Kojima, Yoshitsugu</author><author>Usuki, Arimitsu</author><author>Kawasumi, Masaya</author><author>Okada, Akane</author><author>Fukushima, Yoshiaki</author><author>Kurauchi, Toshio</author><author>Kamigaito, Osami</author></authors></contributors><titles><title>Mechanical properties of nylon 6-clay hybrid</title><secondary-title>Journal of Materials Research(USA)</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Materials Research(USA)</full-title></periodical><pages>1185-1189</pages><volume>8</volume><number>5</number><dates><year>1993</year></dates><isbn>0884-2914</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24, 25]دریافتند که افزودن خاک‌رس به پلی‌آمید-6 به میزان 7/4% عنصر به خواص مکانیکی فوق العاده خواهد شد که دمای واپیچش و تغییر شکل حرارتی به دمای 152 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت که این مقدار 87 درجه سانتی گراد بیشتر از پلی آمید-6 اصلی و اولیه است. خاک رس ها خانواده ای از مواد سیلیکاته لایه ای هستند (شناخته شده از نوع 2:1 فیلوسیلیکات) این مواد شامل مونت موریلونیت، هکتوریت، ساپونیت، فلورومیکا، فلوروهکتوریت، ورمیکومیت، کائولینیت، ماگادیت و غیره می باشد. مونت موریلونت یکی از انواع خاک رس است که استفاده بیشتری از آن می شود. این ماده از زمانی که در ابتدا در شهر مونت موریلون فرانسه در سال 1874 کشف شد به این نام مشهور شد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Grimshaw</Author><Year>1971</Year><RecNum>308</RecNum><DisplayText>[26]</DisplayText><record><rec-number>308</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">308</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Grimshaw, Rex W</author><author>Searle, Alfred Broadhead</author></authors></contributors><titles><title>The chemistry and physics of clays and allied ceramic materials</title></titles><dates><year>1971</year></dates><publisher>Wiley-Interscience</publisher><isbn>0471327808</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[26]. ساختار خاک رس مونت موریلونیت از دو دیدگاه مختلف می تواند بررسی شود میکروساختار و ساختار بلورین. بر اساس مطالعات انجام شده بر روی ذرات میکرو ساختار مونت موریلونیت تقسیم به سه نوع دسته بندی مختلف می شود: ساختار لایه ای ، ذرات اولیه ، حالت خوشه ای شدن. ساختار لایه ای شامل یک لایه ساده است اما با ضخامت 1 نانومتر و طول 200-100 نانومتر. ساختار بلوری و کریستال مونت موریلونیت به ساختار لایه ای بر می گردد. چندین لایه با هم متحد و پیوند زده می شوند و ذره اولیه شکل می گیرد (با محدوده چندین نانومتر تا ده ها نانومتر). صدها هزار ذرات اولیه به هم چسبیده و تشکیل خوشه می دهند و محدوده اندازه خوشه میان 1/0 تا ده ها میکرومتر است. از نقطه نظر ساختار کریستالی، این مواد معدنی یک ساختار لایه ای دو بعدی دارند. اگر کسی بخواهد یک پلیمر آلی را با خاک رس مونت موریلونیت مخلوط کند بایست به وسیله تبادل یونی، یون های هیدروفیل سدیم را حذف کرده به جای آن یون های آلی دوست جایگزین کند. نانو کامپوزیت های پلیمر خاک رس به وسیله پلیمریزاسیون هم زمان و فرآیند آلیاژسازی تولید می شوند. آلی دوست ها برای هر دو مورد از روش ها کمی متفاوت عمل می کنند. در فرآیند آلیاژسازی به زنجیره های آلکیل بیشتری نسبت به پلیمریزاسیون هم زمان نیاز داریم. هنگام ساخت نانو کامپوزیت، سه نوع مختلف ممکن است به وجود بیاید:
1) غیر قابل امتزاج
معمولاً به عنوان میکرو کامپوزیت شناخته می شود. در این حالت خاک رس به صورت نانو پراکنده نمی شود و در این حالت مانند یک پرکننده با اندازه میکرو عمل می کند.
2) نانو کامپوزیت های intercalated

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

نانو کامپوزیت کاملاً در اندازه نانو در ماتریس پراکنده می شود و لایه های خاک رس ثابت باقی می‌مانند.
3) نانو کامپوزیت Exfoliated
در این حالت لایه های خاک رس از هم باز می شوند و پراکنش خوبی را بوجود می‌آید و فاصله ثابت میان لایه ها از بین خواهد رفت و این خاک رس به درون لایه ها نفوذ می کند.
این تعاریف بر اساس ابزارها و تست های X-Ray diffraction (XRD) به دست آمده است. REF _Ref384715186 h * MERGEFORMAT شکل ‏25 این سه نوع مختلف مواد را نشان می دهد. پایداری حرارتی خاک های رس به وسیله آنالیزهای وزن‌سنجی حرارتی (TGA) مطالعه و بررسی می شود.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 5: انواع نانوکاپوزیت‌هاتوصیف و تحلیل تشکیل نانوکامپوزیتنانو کامپوزیت های پلیمر خاک رس علاوه بر کاهش اشتعال پذیری، بهبود خواص مکانیکی را نیز از خود نشان می دهد. این امر یک نکته مثبت است زیرا بسیاری از تأخیر دهنده های اشتعال بایست با مقدار زیاد استفاده شوند تا بتوانند به خواص ضد آتش مطلوب برسند، در این حالت ممکن است خواص مکانیکی پلیمر کاهش یابد. تحلیل و آنالیز معمولاً نشان دهنده پراکنش خوب خاک رس در پلیمر مثل پراکنش نانو ذرات و همچنین نفوذ Intercalated، Exfoliated و یا اختلاط ماده به وسیله تفرق اشعه X (XRD) و TEM قابل حصول است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Morgan</Author><Year>2003</Year><RecNum>310</RecNum><DisplayText>[27]</DisplayText><record><rec-number>310</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">310</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Morgan, Alexander B</author><author>Gilman, Jeffrey W</author></authors></contributors><titles><title>Characterization of polymer‐layered silicate (clay) nanocomposites by transmission electron microscopy and X‐ray diffraction: A comparative study</title><secondary-title>Journal of Applied Polymer Science</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Applied Polymer Science</full-title></periodical><pages>1329-1338</pages><volume>87</volume><number>8</number><dates><year>2003</year></dates><isbn>1097-4628</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[27] XRD فاصله میان فضای گالری، فاصله d ماده درون سیستم Intercalated را می‌دهد. زمانی سیستم Exfoliate بوجود می‌آید که فاصله ثابت میان لایه های خاک رس تغییر کند و در آزمون XRD هیچ گونه پیک (Peak) مشاهده نمی شود. متأسفانه در برخی موارد در فرآیند اختلاط خاک رس با پلیمر اخلال و بی نظمی به وجود می آید که این امر باعث عدم مشاهده پیک در آزمون خواهد شد. در این حالت عدم مشاهده پیک در آزمون XRD مبهم است. TEM یک تصویر واقعی از خاک رس در پلیمر را به ما می دهد. در اینجا حداقل 2 برابر بزرگنمایی لازم است. بزرگنمایی پایین می تواند نشان دهد که پراکنش خاک رس خوب انجام شده در صورتی که تصویر با بزرگنمایی بالاتر می تواند لایه های واقعی خاک رس را نشان دهد و دیگر آنکه فاصله ثابت میان لایه ها را نیز نشان دهد. مشکلی که تصاویر TEM دارند این است که سطح واقعی که از آنها عکسبرداری می شود در مقایسه با کل ماده بسیار بسیار کوچک است و در بیشتر اوقات، پژوهشگرها با استفاده از نتایج این تصاویر کوچک، نتایج را به کل نمونه بسط می دهند. به صورت واقع گرایانه و صحیح بایست یک تحلیل آماری و تصادفی از کل نمونه انجام شود و تصاویر کافی گرفته شود و بر روی موقعیت های مختلف تمرکز کرد تا بتوان به صورت اطمینان بخشی در مورد نانو کامپوزیت بحث نمود. تکنیک و روش دیگری نیز وجود دارد که به صورت کمتری استفاده می شود ولی باید بیشتر استفاده شود. AFM میکروسکوب نیروی اتمی، زمان استراحت رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) و گرماسنج مخروطی است. AFC یک روش سریع تر و آسان تر ولی کمتر و کوچک تر از روش TEM است. نمونه هایی از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی حالت های Intercalated، مخلوطی از Intercalated – Exfoliated و ساختار Exfoliated در REF _Ref384715260 h * MERGEFORMAT شکل ‏26 نشان داده شده است.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 6:نتایج AFM نانوکاپوزیت های پلی استایرن.شکل بالا سمت چپ ساختارexfloliated.بالا سمت راست مخلوطی از Intercalated/exfoliated و نهایتا شکل پایین ساختار Intercalated ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Gibson</Author><Year>2007</Year><RecNum>345</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>345</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">345</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Gibson, AG</author></authors></contributors><titles><title>Fire properties of polymer composite materials</title></titles><volume>143</volume><dates><year>2007</year></dates><publisher>Springer</publisher><isbn>1402053568</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
در ریزساختار Intercalated سطح کاملاً صاف است در صورتی که برای ساختار Exfoliated، نواحی و قطعات کوچکی در ماتریس پلیمری پراکنده شده است. لغات Intercalated و Exfoliated به عنوان ترم هایی که نشان دهنده فاصله ثابت میان لایه هاست و تکنیک NMR یک روش متفاوت برای بررسی این پدیده پیشنهاد می کند و این امر نیاز به جمع آوری و استفاده از اصطلاحات و ترم های جدید است. در برخی کارهای زودتر انجام شده در مورد تأخیر اشتعال نانو کامپوزیت های پلیمر خاک رس توسط Gilman و همکاران ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Al-Malaika</Author><Year>1999</Year><RecNum>311</RecNum><DisplayText>[13, 28]</DisplayText><record><rec-number>311</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">311</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Al-Malaika, Sahar</author><author>Golovoy, A</author><author>Wilkie, Charles A</author></authors></contributors><titles><title>Chemistry and technology of polymer additives</title></titles><dates><year>1999</year></dates><publisher>Blackwell Science</publisher><isbn>0632053380</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Le Bras</Author><Year>1998</Year><RecNum>282</RecNum><record><rec-number>282</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">282</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Le Bras, Michel</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardancy of polymers: the use of intumescence</title></titles><dates><year>1998</year></dates><publisher>Royal society of chemistry</publisher><isbn>0854047387</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13, 28] نشان داده شده که گرماسنج مخروطی اطلاعاتی در زمینه تشکیل نانو کامپوزیت می دهند. در میکرو کامپوزیت ها کاهشی در پیک نرخ رهایش حرارت (PHRR) ضرورتاً نخواهد داشت در صورتی که در نانو کامپوزیت ها، صرف نظر از Intercalated یا Exfoliated بودن، کاهش نسبتاً قابل توجهی را نشان داد. در کارهای آزمایشگاهی انجام شده در این موارد، تفاوت مشخصی در کاهش پیک نرخ رهایش حرارت نانو کامپوزیت ها در برابر میکروکامپوزیت‌ها مشاهده می‌شود.
بررسی تأخیر اشتعالخواص آتش مواد به وسیله روش های مختلفی بررسی می شود: کالریمتر مخروطی(ASTM E1354)، تبخیر به وسیله اشعه ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Zanetti</Author><Year>2002</Year><RecNum>312</RecNum><DisplayText>[29]</DisplayText><record><rec-number>312</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">312</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Zanetti, M</author><author>Kashiwagi, Takashi</author><author>Falqui, L</author><author>Camino, G</author></authors></contributors><titles><title>Cone calorimeter combustion and gasification studies of polymer layered silicate nanocomposites</title><secondary-title>Chemistry of Materials</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chemistry of Materials</full-title></periodical><pages>881-887</pages><volume>14</volume><number>2</number><dates><year>2002</year></dates><isbn>0897-4756</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[29]و پارامتر محدودیت اکسیژن (ASTM D2863,ISO 4589)روش های محبوبی هستند که برای بررسی تأخیر اشتعال مواد پلیمری به کار می روند. برای محصولات تجاری از آزمون UL-94(ISO 9772,ISO 9773,ASTM D635) می توان برای تعیین کیفیت مواد تأخیر دهنده اشتعال استفاده کرد. کالریمتر مخروطی به صورت گسترده ای به عنوان یک روش آزمایشگاهی برای بررسی ترکیب تأخیر اشتعال ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Grand</Author><Year>2000</Year><RecNum>144</RecNum><DisplayText>[30]</DisplayText><record><rec-number>144</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">144</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Grand, Arthur F</author><author>Wilkie, Charles A</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardancy of polymeric materials</title></titles><volume>803</volume><dates><year>2000</year></dates><publisher>CRC Press</publisher><isbn>0824788796</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[30]مورد استفاده قرار می گیرد. اطلاعاتی که می توان از این طریق به دست آورد افزایش حرارت عبارت است از: زمان رسیدن به احتراق، میزان و نرخ رهایش حرارت به عنوان تابعی از زمان، گرمای اشتعال، نرم جرم از دست رفته و دوده تولید شده. میزان نمودار کل نرخ رهایش حرارت نیز قابل دسترسی است اما معمولاً بر روی مقادیر تمرکز می شود (مقدار پیک رهایش حرارت PHRR) تبخیر بر اثر اشعه تکنیک وابسته و متناسب با آزمون کالریمتر مخروطی است البته اگر در اتمسفر نیتروژن انجام شود.) این امر باعث می شود که دود حذف شود و زمانی که ماده گرم می شود می توان از آن عکس گرفت و شواهد تصویری از واکنش را می توان داشت. پارامتر محدودیت اکسیژن نیز مقدار کمینه اکسیژن مورد نیاز برای ادامه سوختن و اشتعال نمونه را معرفی می کند. افزایش میزان پارامتر محدودیت اکسیژن به مقدار بیشتر از 20، نزدیک به درصد اکسیژن در هوا، ترکیب تأخیر دهنده اشتعال ممکن است بتوان تعیین کرد.
مکانیسم های تأخیر اشتعال در نانو کامپوزیت هامکانیسم هایی که باعث افزایش پایداری حرارتی و پایداری اشتعال پلیمرها در هنگام تولید و تشکیل نانو کامپوزیت ها می شود در برخی مواقع جالب و مورد اقبال است. اولین پیشنهاد مکانیزم توسط Gilman و Kashiwagi معرفی شد. آنها گفتند که ساختار نانو کامپوزیت هنگام اشتعال منقبض می شود و این اتفاق باعث تشکیل ساختار سیلیکاتی کربنی در سطح می شود که به عنوان یک لایه محافظ در برابر انتقال جرم و همچنین به عنوان لایه ای عایق سطح زیرین پلیمری در برابر منبع حرارتی عمل می کند. دومین مکانیسم زمانی مؤثر است که مقدار و درصد خاک رس کاملاً پایین باشد. در این حالت رادیکال ها به وسیله آهن جایگزین شده در خاک رس به دام می افتد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Zhu</Author><Year>2001</Year><RecNum>315</RecNum><DisplayText>[31]</DisplayText><record><rec-number>315</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">315</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Zhu, Jin</author><author>Uhl, Fawn M</author><author>Morgan, Alexander B</author><author>Wilkie, Charles A</author></authors></contributors><titles><title>Studies on the mechanism by which the formation of nanocomposites enhances thermal stability</title><secondary-title>Chemistry of Materials</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chemistry of Materials</full-title></periodical><pages>4649-4654</pages><volume>13</volume><number>12</number><dates><year>2001</year></dates><isbn>0897-4756</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[31]. زمانی که خاک رس حاوی آهن باشد در مقایسه با زمانی که آهن وجود نداشته باشد یک تفاوت و اختلاف مشخص در کاهش پیک رهایش حرارت در مقادیر کمتر از 3 درصد خاک رس مشاهده می شود. به طور کلی کارهای زیادی در مورد تشکیل نانو کامپوزیت ها انجام شده و در بیشتر کارها میزان پیک رهایش حرارت و همچنین افت جرم کاهش می یابد اما بر روی رهایش حرارت کلی تأثیری نمی گذارد و زمان رسیدن به احتراق در بیشتر موارد کوتاه تر خواهد شد. تمام این تأثیرات مهم در کالریمتری مخروطی وجود دارد و از طریق سوختن نانو کامپوزیت به دست می آید. پیشنهاد می شود که اثر هم افزایی میان تشکیل نانوکامپوزیت و کاربرد تأخیر دهنده اشتعال استفاده شود (در صورتی که رسیدن به تأخیر اشتعال از طریق تکنولوژی نانو انجام می گیرد.) همچنین بایست در آینده تحقیقات بر روی مواد نانو به جز خاک رس انجام شود
.
پلی‌یورتانمقدمهامروزه مبحث انرژی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی در تمامی زمینه‌ها حتی در خانه‌ها یکی از مهمترین دغدغه‌های بشر است. مقدار زیادی انرژی از طریق مصارف خانگی در روزهای سرد زمستان هدر می‌رود. عایق‌های از جنس پلی یورتان قابلیت حفظ انرژی در طول زمستان و تابستان و در مقابل گرما و سرما را دارا می‌باشند. در اکثر یخچال‌ها و فریزرها که در سرتاسر جهان تولید می‌شوند، پلی‌یورتان بعنوان یک ماده عایق حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و باعث می‌شود که هوای خنک درون یخچال محفوظ باقی بماند. همچنین از این ماده جهت خنک‌سازی مواد غذایی حین حمل و نقل از مرحله تولید تا مصرف سالم و تازه باقی بماند. همچنین برخی دیگر از خواص موجود در پلی یورتان باعث شود این ماده یک گزینه مناسب جهت استفاده در برخی محیط‌های حساس و پرتنش مورد توجه قرار بگیرد؛ بعنوان مثال لباس‌های فضانوردی دارای لایه‌هایی از جنس پلی‌یورتان هستند که از یخ زدن فضانوردان در محیط‌های سرد خارج جلوگیری می‌کند و همچنین باعث کاربرد در لباس‌های مخصوص آب‌های سرد شده است.
همچنین این ماده در مبلمان‌های راحت و همچنین تشک‌های خواب مورد استفاده قرار می‌گیرد. دلیل کاربرد این ماده جهت استفاده در مبلمان‌ها و لوازم خواب به دلیل ویژگی و خواص مناسب است که می‌تواند به فرم بدن شکل بگیرد و موجب آسایش و راحتی بیشتر فرد شود. از دیگر مزایای این ماده این است که به راحتی و انرژی کمی قابل ازبین رفتن است و همچنین میتوان آن را با محصول جدید دیگری مخلوط و بازیابی کرد.
یکی از نکات جالب در مورد پلی‌یورتان‌ها این است که با نسبت استوکیومتری‌های مختلف از مواد اولیه آن؛ یعنی ایزوسیانات و پلی‌ال؛ می‌تواند بصورت اشکال مختلف و ویژگی‌های کاملاً متفاوت، شکل‌دهی و فرآیند شود. بعنوان مثال: تخته موج سواری با وجود اینکه سبک‌وزن است اما استحکام و سختی لازم را دارا می‌باشد و یا چرخ‌های اسکیت بسیار مقاوم است.
از پلی‌یورتان‌ها به شکل بسیار گسترده‌ای در صنایع خودروسازی استفاده می‌شود. در سپرهای اتومبیل به عنوان جاذب ضربه، در لاستیک‌ها به جهت انعطاف و آسایش بیشتر در رانندگی، سپر صوتی موتور اتومبیل در کاپوت خودرو و بعنوان فوم‌ در صندلی اتومبیل و کنسول اتومبیل کاربرد دارد اما این تمام قضیه نیست، پلی یورتان باعث سبک شدن وزن اتومبیل و کاهش مقدار مصرف سوخت خواهد شد.
پلی یورتانها را اولین بار اتوبایر در سال1937 در آلمان کشف کرد و بعد از آن این مواد با داشتن خواص ویژه پیشرفت بسیار زیادی را در انواع صنایع جهان داشتند.
پلی یورتان‌ها دسته‌ای از پلیمرهای پر مصارف با خواص عالی هستند. به همین خاطر، طراحان و متخصصان صنایع پوشش دهی بخوبی توان بهره بردای از این ترکیبات را در کاربردهای گوناگون دارند مثالهای متعددی برای کاربردهای فراوان این ترکیبات وجود دارد، از جمله پوششهای شفاف برای پوشش دهنده های تک لایه مخصوص بامها و رنگهای مشخص کردن محل گذر عابرین پیاده و غیره.
مقاومت پلی یورتانها در برابر سایش ضربه و ترک خوردگی بسیار خوب است، از جمله ویژگی های آنها پخت سریع و کامل در دمای محیط است. خواص مکانیکی فوم‌ها وابسته به ماده دیواره سلول و هندسه سلول است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Lee</Author><Year>2005</Year><RecNum>342</RecNum><DisplayText>[32]</DisplayText><record><rec-number>342</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">342</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Lee, L James</author><author>Zeng, Changchun</author><author>Cao, Xia</author><author>Han, Xiangming</author><author>Shen, Jiong</author><author>Xu, Guojun</author></authors></contributors><titles><title>Polymer nanocomposite foams</title><secondary-title>Composites science and technology</secondary-title></titles><periodical><full-title>Composites science and Technology</full-title></periodical><pages>2344-2363</pages><volume>65</volume><number>15</number><dates><year>2005</year></dates><isbn>0266-3538</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[32] پلی یورتان‌ها آلیفاتیک از انواع آروماتیک گرانتر هستند. به همین خاطر انواع آروماتیک و نمونه های اپوکسی دار در استری ها، رنگهای پایه و پوششهای رابط بکار می روند. در حالی که آلیفاتیک ها ویژه پوشش نهایی هستند. همچنین ایزوسیانات‌های آلیفاتیک پایداری بیشتری نسبت به انواع آروماتیک دارند. استفاده از پوشش های محافظ برای جلوگیری از پدیده خوردگی در ساختارهای فولادی که آستر و پوشش پایه آنها از نوع سامانه های اپوکسی دار است، نمونه ای از کاربردهای مهم پلی یورتانها محسوب می شوند. مورد دیگر، سامانه های پوشش دهنده کف است که در آنها نیز انواع پوششهای پایه را می توان بکار برد، گاهی پوشش نهائی از نوع یورتان برای لایه نهایی کف نیز کفایت می کند.
پلی یورتان چیست؟ پلی یورتان‌ها (PU) نام عمومی ترکیبات و پلیمرهایی است که در ساختار آنها پیوند یورتانی می باشند. پیوند یورتانی از طریق واکنش افزایشی بین یک گروه ایزوسیانات و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل تشکیل شده است. گروه های ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آنها نیاز به افزایش دما ندارد.(واکنش در دمای محیط صورت می گیرد) مهمترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار بوجود می آید
ایزوسیانات‌ها اغلب از واکنش آمین و فسژن در حلال‌های بی اثر و شرایط دمایی زیر صفر تا 100 درجه سانتیگراد تولید می‌شوند. دی ایزوسیانات‌ها دارای دو گروه سیاناتی می‌باشند. گروه‌های ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آنها نیاز به افزایش دما ندارد.(واکنش در دمای محیط صورت می گیرد) مهمترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار بوجود می آید.
ترکیباتی که دارای گروه ایزوسیانات هستند عبارتند از:
2و4 یا 2و6 تولوئن دی ایزوسیانات
4و4 یا 2و4 دی فنیل متان دی ایزوسیانات
1و6 هگزا متیلن دی ایزوسیانات
از جمله معروفترین دی ایزوسیانات‌های تجاری می‌توان به MDI، (6,2)TDI، (4,2)TDI، NDI، IPDI، TODI، TMDI، CHDI، PPDI، XDI، HDI اشاره کرد.
علاوه بر موارد ذکر شده، ترکیبات ایزوسیاناتی دیگری نیز وجود دارند.
ترکیباتی که دارای دو گروه هیدروکسیل(OH) یا بیشتر باشند را پلی اُل می نامند. بطور معمول در تولید پلی یورتان‌ها از دو نوع پلی ال پلی استری و پلی ال پلی اتری استفاده می‌شود. نوع پلی ال بکار رفته در پلی یورتان‌ها تعیین کننده خواص نهایی آنها می‌باشد. معمولا پلی ال‌های بکار رفته در تولید پلی یورتان‌ها دارای وزن مولکولی مابین 200 تا 2000 می‌باشند که بسته به خواص نهایی مورد انتظار ازز پلی یورتان، انتخاب می‌شوند. بطور معمول از گونه های زیر استفاده می‌شود:
پلی ال‌های پلی استری
پلی استرها زنجیرهای ملکولی با وزن مولکولی بالا هستند که در زنجیر آنها گروه استری تکرار می‌شود و از واکنش یک اسید کربوکسیلیک دو عاملی با یک الکل دو عاملی حاصل می‌شوند.
پلی استرهای مورد استفاده در صنایع پلی یورتان به روش‌های مختلفی تهیه می‌شوند که مهمترین آنها عبارتند از روش پلی استریفیکاسیونی و پلی کاپرولاکتونی.
پلی ال‌های پلی اتری(Polyether Polyols)
این نوع پلی ال‌ها معمولا از واکنش پلیمریزاسیونی گروه اپوکسیدالکین اسید در مجاورت کاتالیست‌های بازی مانند هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم تولید می‌شوند. پلی اتر پلی ال‌ها بسته به روش تهیه آنها دو عاملی یا سه عاملی می‌باشند.
پلی کربنات پلی ال
پلی کاپرولاکتون پلی ال
به علاوه، به جای گروههای هیدروکسیل، ترکیباتی مثل اسیدهای کربوکسیلیک و آمینها، که دارای هیدروژن فعال هستند نیز می توانند در ترکیب با ایزوسیاناتها مورد استفاده قرار گیرند. به همین دلیل، زمانیکه صحبت از پلی یورتانها می شود، می توان گفت که گونه های بیشماری از آنها وجود دارد.
با توجه به آنچه گفته شد می توان نتیجه گرفت، پلی یورتانها در موارد گوناگونی مانند: فومهای نرم، فومهای سخت، الاستومرها، چسبها، روکش ها و پایه های رنگی بکارگرفته می شوند.
پلی یورتان خالص ضعف هایی نیز دارد:
هیدروفوب نیست و در حضور رطوبت و شرایط جوی مرطوب و شرجی، با رطوبت وارد واکنش منفی می شود.در نتیجه روی سطوح سرد قابل اعمال نمی باشد.

—90

2-2-5-1- زهرابهها..............................................................................................................................................................37
2-2-5-2- آنزیمهای پکتولیتیک..........................................................................................................................................38
2-2-5-3- آلودگی آوندها...................................................................................................................................................38
2-2-6-تاثیر بیماری روی صفات کمی و کیفی موثر در عملکرد..........................................................................................39
2-2-7- چرخه زندگی......................................................................................................................................................39
2-2-8- عوامل موثر در همهگیری بیماری.........................................................................................................................41
2-2-9- کنترل بیماری......................................................................................................................................................43
2-2-9-1- کنترل زراعی...................................................................................................................................................44
2-2-9-2- کنترل شیمیایی..................................................................................................................................................44
2-2-9-3- ارقام مقاوم........................................................................................................................................................46
2-2-9-4- کنترل بیولوژیکی..............................................................................................................................................47
2-2-9-4- 1- Trichoderma sp...................................................................................................................................49
2-2-9-4-1-2- تریکودرما بعنوان عامل کنترل بیولوژیک.................................................................................................50
2-2-9-4- 1-2- مکانیسم القای مقاومت در گیاهان توسط تریکودرما................................................................................54
2-2-9-4- 1-3 - القای مقاومت از طریق فعال کردن آنزیم پراکسیداز...............................................................................56
2-2-9-4- 1-4- القای مقاومت از طریق فعال کردن آنزیم بتا- 1و3 گلوکاناز و تولید فنل................................................57
فصل سوم : مواد و روش
3-1- مواد مورد نیاز...........................................................................................................................................................60
3-2- روش تحقیق.............................................................................................................................................................60
3-2-1- تهیه محیط های کشت مورد استفاده جهت جداسازی و رشد جدایه ها....................................................................60
3-2-1-1- محیط کشت آب آگار (WA)........................................................................................................................60
3-2-1-2- محیط کشت سیب زمینی، دگستروز آگار (PDA)............................................................................................60
3-3- نمونه برداری بوته های آلوده به قارچ Verticillum daheliae ...........................................................................60
3-4- جداسازی قارچ عامل بیماری.....................................................................................................................................61
3-5- آزمون بیماریزائی جدایهها .......................................................................................................................................61
3-6- جداسازی و شناسایی قارچ تریکودرما.......................................................................................................................62
3-7- بررسی تاثیر جدایههای تریکودرما روی قارچ عامل بیماری ....................................................................................64
3-8- بررسی تاثیر ترکیبات گازی فرار کشت 96 ساعته آنتاگونیستها روی رشد میسلیومی قارچ ورتیسلیوم..................65
3-9-تهیه مایه تلقیح عامل بیماری و آنتاگونیستها ........................................................................................................66
3-10- اثر جدایههای تریکودرما در کنترل بیماری در شرایط گلخانه................................................................................66
فصل چهارم : نتایج
4-1- مزرعه......................................................................................................................................................................70
4-1-1- جمع آوری نمونه..................................................................................................................................................70
4-2- آزمایشگاه................................................................................................................................................................70
4-2-1-شناسائی جدایه های تریکودرما ..............................................................................................................................70
4-2-1-1- مشخصات قارچ Trichoderma harzianum ...........................................................................................70
4-2-1-2- مشخصات قارچ Trichoderma virens.........................................................................................................71
4-2-2- قارچ عامل بیماری.....................................................................................................................................................75
4-2-3- اثبات بیماریزایی......................................................................................................................................................76
4-2-4- بررسی تاثیر آنتاگونیستی جدایه های تریکودرما بر قارچ عامل بیماری......................................................................76
4-5-4- آزمون کشت متقابل جهت بررسی قدرت رقابت بین جدایه های آنتاگونیست و قارچ عامل بیماری............77
4-5-4- آزمون تولید مواد بازدارنده فرار.................................................................................................................................86
6-4- بررسی تاثیر جدایه های مختلف قارچ تریکودرما بر روی پژمردگی ورتیسلیومی پنبه در شرایط گلخانه.............88
1-6-4- اندازه گیری درصد آلودگی .....................................................................................................................................88
2-6-4- اندازه گیری طول گیاهچه(ریشه و ساقه)...................................................................................................................89
فصل پنجم : بحث
پیشنهادات.........................................................................................................................................................................97
منابع......................................................................................................................................................................................98
چکیده
پژمردگی در اثر گونههای مختلف Verticilium ایجاد شده و از مهمترین بیماریهای پنبه در اغلب مناطق جهان می باشد. در بین گونههای عامل بیماری، V. dahliae گونه غالب در اغلب نقاط جهان است. قارچ عامل بیماری خاکزی بوده و موجب خسارت کمی و کیفی محصول میگردد. از اینرو کنترل بیماری اهمیت زیادی دارد.
در ارتباط با کنترل بیماری، گرچه استفاده از ارقام مقاوم از مهمترین و اقتصادیترین روشهای مبارزه با این بیماری می باشد، ولی تهیه ارقام مقاوم نیاز به زمان نسبتا طولانی دارد. استفاده از قارچکشها نیز تاثیر چندانی در کاهش خسارت بیماری ندارد. از اینرو یافتن روشهای دیگر کنترل بیماری، بهخصوص استفاده از عوامل بیولوژیک از اهمیت زیادی برخودار است.
دراین بررسی تعداد پنج جدایه تریکودرما از کشت 18 نمونه خاک جمع آوری شده از مزارع مختلف پنبه گنبد در محیط کشت اختصاصی رزبنگال بدست آمد. از این تعداد سه جدایه در جلوگیری از رشد قارچ عامل بیماری (Verticilium dahliae) در شرایط آزمایشگاهی موثر بودند. از بین پنج جدایه، سه با دارا بودن بیشترین قابلیت بازداری از رشد پاتوژن و تولید مواد فرار، به عنوان جدایه های برتر برای انجام همه آزمون های انتخاب شدند.
بر اساس خصوصیات بررسی شده در این تحقیق و مقایسه با صفات گزارش شده در منابع معتبر، جدایه ها به عنوان گونههای Trichoderma harzianum، T. virens و T. asperallum.شناسائی شدند. در کشت متقابل جدایه12و 6،1 T. harzianum ،7 T. virens و4 T. asperallumدارای بیشترین قدرت بازدارندگی رشد قارچ عامل بیماری بودند. هیچیک از جدایه ها قادر به پارازیته کردن میسلیومهای V. dahliae نبودند. از نظر متابولیتهای فرار، سه جدایه T. harziamum 1, T. virens 7 and T. asperallum 4 بیشترین تاثیر را نشان دادند. همچنین جدایه Trichoderma harziamum 1 در افزایش ارتفاع گیاهچه و همچنین اثرات کنترل کنندگی برخوردار بود.
فصل اول
مقدمه و کلیات تحقیق
مقدمه
پنبه از محصولات مهم و بومی مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری جهان ازجمله آمریکا، استرالیا، ازبکستان، برزیل، پاکستان، چین، مصر، مکزیک و هند میباشد.
این گیاه بهخاطر ارزش اقتصادی و تجاری در جهان، به طلای سفید معروف میباشد. خصوصیات ویژه الیاف آن موجب گردیده که علیرغم توسعه سریع و فراگیر الیاف مصنوعی، این الیاف همچنان حدود 48% از مصرف جهانی را به خود اختصاص دهد و حتی در برخی موارد هیچ فرآورده دیگری، قابلیت جایگزینی با آن را نداشته باشد. قابلیت شستشو، ‌دوام، استحکام، ‌قابلیت هدایت بخار آب، دوام شیمیایی، نرمی، قابلیت انعطاف، تغییر دادن رنگ الیاف پنبه با رنگهای شیمیایی و سهولت آب رفتن یا تجمع اولیه از جمله خصوصیات الیاف پنبه میباشند (ناصری، 1374).
جدا از اهمیت نساجی، در بین نباتات روغنی، پنبه مقام دوم را در جهان دارا بوده و کنجاله باقیمانده آن پس از روغن کشی نقش مناسبی در تغذیه دام دارد. این ویژگیها همراه با افزایش روز افزون جمعیت بشر، موجب شده که پنبه در بین گیاهان زراعی از اهمیت خاصی برخوردار باشد. به همین دلیل، توجه به افزایش تولید آن از درجه اهمیت بالایی برخوردار است (رجبی، 1379).
پنبه بهعلت داشتن موارد مصرف گوناگون، از نظر اقتصادی و تجارتی دارای اهمیت فوق العادهای بوده و به علت احتیاج به انواع وسایل و لوازمی که از فرآوردههای این گیاه تهیه میگردد، روز به روز بر اهمیت آن افزوده میشود.
الیاف پنبه به عنوان محصول اصلی و دانه آن به عنوان محصول فرعی، نقش مهمی در صنعت و تجارت دارند (عالیشاه و همکاران، 1382؛ عالیشاه و محمدی، 1389؛ رضایی و همکاران، 1385).
استفاده از پنبه در صنایع پارچه بافی، جوراب بافی، قالی بافی، تولید پتو، تهیه نخ قرقره، مبلمان منازل، لاستیک سازی، تهیه فیبر، تهیه فیلم عکاسی، پوشش کابل، پشم مصنوعی، طناب، اشیاء پلاستیک، تهیه لوازم آرایش، تهیه صابون، شمع، ورنی، نئوپان، پنبه بهداشتی، نوارهای طبی، تهیه روغن (خوراکی، صنعتی و طبی)، کنجاله برای خوراک دام و تولید کود، از مصارف عمده این ماده است (برزعلی وهمکاران، 1383؛ عالیشاه و محمدی، 1389).
با وجود این همه محاسن، این گیاه ارزشمند همواره مورد تهدید عوامل مخرب قرار می گیرد. از جمله عوامل مخرب بیماری های گیاهی هستند.
از جمله بیماریهایی که پنبه را مورد تهدید قرار میدهد، پژمردگی ورتیسلیومی بوده و از مهمترین بیماریهای پنبه در اغلب نقاط جهان، از جمله ایران است.
علایم بیماری ابتدا به صورت زردی و پژمردگی در مزرعه ظاهر شده و رفته رفته برگها خشک میشوند. قسمتهائی از پهنک برگ کلروزه و نکروزه میگردد. با تهیه مقطع از ساقه نقاط قهوهای در آوندها دیده می شود. شدت علایم به حساسیت گیاه میزبان، میزان تراکم قارچ در خاک و استرین قارچ بستگی دارد
این بیماری در اثر گونههای مختلف Verticilium مثل V. albo-atrum، V. tricorpus ، V. nigrescens و V. nubilum ایجاد میشود، ولی V. dahliae Kleb گونه غالب قارچ عامل بیماری میباشد.
دو گونه اول دارای کنیدیوفورهای منشعب فراهم میباشند. گونه V. dahliae دارای میکرواسکلروتهای سیاهرنگی بوده که اندام مقاوم قارچ محسوب گشته، ولی V. albo-atrum دارای ریسههای ضخیم و سیاهرنگی میباشد.
با قرار گرفتن ریشه گیاه در مجاورت میکرواسکلروتهای موجود در خاک، این میکرواسکلروتها جوانه زده و از طریق تارهای کشنده وارد آوندهای چوبی شده و در آنجا کنیدیوفور و کنیدی تشکیل میدهند. از طریق آوند چوبی، کنیدیومها به سرعت حرکت کرده و به نقاط بالای گیاه میرسند.
قارچ V.dahliae دارای دو سویه معمولی (ss-4) و برگ ریز (T-9) میباشد (عطار و همکاران، 1385).
در سویه معمولی قارچ قسمتهای وسط برگ را خشک کرده، ولی برگها بر روی گیاه باقی میمانند و حرکت قارچ در برگها به شکل Vمیباشد.
سویه برگ ریز هنگامی که هنوز برگ سبز است، باعث خم شدن دمبرگها میگردد. چنین برگیهائی با دست زدن یا هر نوع تکان دیگری، به راحتی از شاخه جدا میشود. بعد از مدتی گیاه کاملاً لخت شده و برگهای کوچک جدیدی تولید میکند. این سویه نسبت به سویه معمولی گرمادوست تراست.
سویه برگ ریز تا نوک گیاه گسترش یافته و باعث ریزش غوزه ها نیز میگردد. ولی سویه معمولی تا اواسط گیاه گسترش می یابد. گیاه مقاوم به استرین معمولی نسبت به استرین برگ ریز هم تا حدودی مقاوم است. برگ ریزی در اثر ایجاد لایه جداشونده در محل اتصال برگ، به دلیل تولید اتیلن یا آبسزیک اسید صورت میگیرد.
در ارتباط با کنترل بیماری، گرچه استفاده از ارقام مقاوم از مهمترین و اقتصادی ترین روشهای مبارزه با این بیماری میباشد، ولی تهیه ارقام مقاوم نیاز به زمان نسبتا طولانی دارد. از طرفی ارقام کاملا مقاومی از پنبه در مقابل این بیماری در کشور در دسترس نمیباشد. کنترل شمیائی با استفاده از قارچکشها تاثیر زیادی در کنترل بیماری و کاهش محصول ندارد. از اینرو یافتن روشهای دیگر کنترل بیماری، بهخصوص کنترل بیولوژیکی، در تلفیقی از روشهای دیگر، در مدیریت بیماری، از اهمیت زیادی برخودار است.
کنترل بیولوژی از نظر ارزانی، سهولت کاربرد و ایمنی محیط زیست، بر روش شیمیایی ارجحیت دارد. لذا امروزه بر این منطق تکیه میشود که جهت رسیدن به توسعه و کشاورزی پایدار، حفظ مسایل زیست محیطی، تولید محصول سالم و کاهش مصرف سموم کشاورزی و صرفه اقتصادی آن برای تولید کننده، گرایش به روشهای بیولوژیک، امری الزامی ‌است. بنابراین یکی از پتانسیلهای جایگزین برای مدیریت بیماریهای گیاهی، استفاده از عوامل بیولوژیکی، از جمله جدایه های مختلف قارچ تریکودرما میباشد. تریکودرما مشهورترین و موثرترین جنس قارچی در زمینه کنترل بیولوژیکی عوامل بیماریزای گیاهی است که خوشبختانه بعضی از جدایههای آن به مرحله تولید تجاری رسیده و در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرند (Kubicek and Harman, 1998) .
گونههای تریکودرما همه جازی و از میکروارگانیسمهای غالب میکروفلور خاک به شمار میروند (Harman et al., 2004). گونههای این جنس طیف میزبانی وسیعی داشته و با مکانیسمهای مختلف آنتاگونیستی (رقابت، آنتی بیوز و پارازیتیسم) عوامل بیماریزای گیاهی مختلف را کنترل می کنند (Harman, 2006).
2-1- اهداف تحقیق- جداسازی و شناسایی جدایههای بومی تریکودرما ی موجود در مزارع پنبه گنبد.
- بررسی امکان کنترل بیولوژیک بیماری پژمردگی پنبه با استفاده از جدایه های بومی گونههای مختلف تریکودرما در محیط آزمایشگاهی.
- غربال جدایههای برتر بر اساس میزان بازداری از رشد قارچ عامل بیماری، به منظور ارزیابی کنترل بیماری در محیط گلخانه.
فصل دوم
پیشینه تحقیق
2-1- کلیاتی در مورد پنبه
2-1-1- مبدا گیاه پنبه
گیاه پنبه بومی مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری سراسر جهان مثل آمریکا، استرالیا، ازبکستان، برزیل، پاکستان، چین، مصر، مکزیک، هند و ... است. بیشترین تنوع پنبه‌های وحشی نخست در مکزیک، و سپس در استرالیا و آفریقا یافت می‌شود. بخش‌هایی از الیاف پنبه در کاوش‌های باستان‌شناسی مربوط به ۵۰۰۰ سال پیش از میلاد در مکزیک و تمدن دره سند (پاکستان امروزی) پیدا شده‌اند. به اعتقاد بعضی از محققین پنبه در فلوریدا از سال 1556 و در ویرجنیا نیز از سال 1607 کشت میشده است. بر همین اساس بیشترین تولید پنبه در کشورهایی مثل آمریکا، ازبکستان، چین و هند بوده است و سایر کشورها مثل برزیل، پاکستان و ترکیه در رتبه های بعدی قرار داشتند (جدی حسینی و همکاران، 1386).
زراعت این گیاه از زمانهای بسیار دور در نقاط مختلف دنیا که شرایط برای رشد و نمو آن مناسب بوده انجام گرفته است. در کتب گیاه شناسی و کشاورزی به کشت این گیاه در هندوستان اشاره شده و موید آن است که حدود 1500 سال قبل از میلاد در این کشور گیاهی کشت شده که محصول آن در ردیف پشم سفید و کیفیت آن بهتر از پشم گوسفند بوده است. پنبه یکی از گیاهان فیبری است که کاربرد زیادی در صنعت هند داشته و در سطحی حدود 9 میلیون هکتار که حدود 70% آن به صورت دیم بود، کشت میگردید (کردی و همکاران، 1380).
از زمان دقیق و مبدا ورود این گیاه در ایران اطلاعات دقیقی موجود نمیباشد، ولی اسناد و نوشتهها نشان آن است که زراعت پنبه در دوره هخامنشیان مرسوم بوده و لباس سربازان آن دوره از الیاف این گیاه تهیه میشده است. در یادداشتهای موجود مربوط به بعد از اسلام نیز به کشت پنبه در اطراف ساوه و شوشتر اشاره گردیده است. تا سال 1282 هجری قمری گونههای مختلف پنبه تحت نام های بومی، رسمی، ولایتی، قره قوزه، هندی، علی آبادی، خودرنگ، نرمه، شهری و شوشتری در نقاط مختلف ایران کشت میگردید. شواهد نشان میدهد که به احتمال زیاد پنبه از طریق هندوستان به ایران وارد گردیده، زیرا در بین انواع پنبه قدیمی ایران، نوع هندی نیز وجود داشته است. از آغاز مشروطیت که روابط تجارتی ایران با سایر کشورها شروع شده، به تدریج بذور پنبه خارجی به ایران وارد و در نقاط مختلف کشت گردید. در سال 1298 اولین کارخانه پنبه پاک کنی در ایران تا سیس شد (عالیشاه و محمدی، 1389).
کشت پنبه در مرو، ری و ناحیه فارس و هرات، نیشابور، ری، طبرستان، آمل، جبال، اصفهان، شوشتر، خوزستان، و آذربایجان رواج داشته است (ستوده، 1362). ژان شاردن، جهانگرد مشهور فرانسوی که از ایران دوره صفویه بازدید کرده، از کشتزارهای وسیع پنبه ذکر نمود. در اوایل قرن نوزدهم میلادی، کمپانی هندشرقی بریتانیا در مقابل کالاهایی مانند شکر، ادویه، رنگ و روغن، پنبه خام را از ایران به هند صادر کرد. در این عصر جهانگردانی نیز اشارهای به کشتزارهای پنبه در بسیاری از مناطق ایران (از آذربایجان تا خراسان و شرق مازندران، نواحی مرکزی، اطراف یزد، کاشان، کرمان و قم) داشتند. پنبه از محصولات تابستانی بوده که در اوایل بهار کشت و بسته به مناطق آب و هوائی در اواسط تابسنان (در آب و هوای گرم و مرطوب سواحل دریای خزر) و اوایل پائیز (در نواحی خشکتر مانند آذربایجان و نواحی اطراف شیراز) برداشت میشد. پنبههای مورد کشت آن دوره از ارقام تار کوتاه و زبر بوده، که کیفیت چندان خوبی نداشتهاند. علاوه بر آن هزینه حمل و نقل بالا، بسته بندی غیر اصولی، فنآوری ابتدایی و مسائل جنبی دیگر باعث شد که ایران موفقیت چندانی برای دستیابی به بازار اروپا نداشته باشد. پنبه علاوه بر این که منبع امرار معاش ساکنان مناطق کاشت آن بوده، ماده اولیه صنایع دستی و نساجی نیز بوده که افراد بسیاری را مشغول به کار میکرد (یغمایی، 1375).
سازمان پنبه ایران در سال1335هجری شمسی با تغییر نام سازمان پنبه و دانه های روغنی شروع به فعالیت کرده و برای نخستین بار معیارهای طبقه بندی برای محصول داخلی را ارائه داد. در سال 1338 اداره اصلاح نبات ایستگاه ورامین به مؤسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر تبدیل شده و متعاقب آن خدمات علمی زیادی زیادی انجام داد. در همان زمان شرکت پنبه و ابریشم باحمایت وزارت صنایع و معادن تأسیس شد، تا با تشویقهای اقتصادی مناسب، کشاورزان را به کاشت پنبه ترغیب کند. در دهههای 1330 و 1340 ایران در میان ده یا پانزده کشور نخست تولید کننده پنبه جای گرفت. صادرات نیز به طور منظم رشد یافته و بازار آن متنوعتر شد. مصرف داخلی پنبه و پنبهدانه نیز تا حدودی به سبب گسترش صنعت منسوجات و تا اندازهای به دلیل تأسیس کارخانهای جدید برای تولید روغن خوراکی افزایش یافت.
افزایش تولید پنبه کاملاً به تحولات جدید در دشتهای حاصلخیز گرگان بستگی داشت. در آغاز دهه 1310 کشت پنبه در این ناحیه رواج یافته بود. در 1339 در اولین سرشماری کشاورزی، مازندران و گرگان 56% تمام مزارع پنبه (313000 هکتار) و 65% از کل محصول (330000 تن) را به خود اختصاص داده که در سال 1353 به ترتیب به 65% و 75% افزایش یافت. توسعه کشت و صنایع پنبه بیشتر دهه 1350، بویژه نیمه اول آن صورت گرفته، اما در سالهای بعد کاهش فاحشی یافته که دلیل عمده آن افزایش تولید نفت بوده است (سالنامه آماری کشور، 1356).
2-1-2- اهمیت پنبه
محصول پنبه به دلیل داشتن ارزش اقتصادی و تجاری در جهان به طلای سفید معروف میباشد. خصوصیات ویژه الیاف پنبه باعث شده که علیرغم توسعه سریع و فراگیر الیاف مصنوعی، این الیاف همچنان حدود 48% از مصرف جهانی را به خود اختصاص دهد و حتی در برخی موارد هیچ فرآورده دیگری، قابلیت جایگزینی با آن را نداشته باشد. قابلیت شستشو، ‌دوام، استحکام (‌هنگام خشک و تر بودن)، ‌قابلیت هدایت بخار آب، دوام شیمیایی، نرمی، قابلیت انعطاف، تغییر دادن رنگ الیاف پنبه با رنگهای شیمیایی و سهولت آب رفتن یا تجمع اولیه از خصوصیات الیاف پنبه میباشد. الیاف پنبه، نازکتر از موهای سر، ولی تا حدودی محکم هستند. گرچه آب به آسانی به داخل پنبه نفوذ کرده، ولی وقتی الیاف پنبه مرطوب می شوند، باز هم محکم هستند (ناصری، 1374).
جدا از اهمیت نساجی، در بین نباتات روغنی، پنبه مقام دوم را در جهان داراست و کنجاله باقیمانده آن پس از روغن کشی نقش مناسبی در تغذیه دام دارد. این ویژگیها همراه با افزایش روز افزون جمعیت بشر، باعث شده است که پنبه در بین گیاهان زراعی از اهمیت خاصی برخوردار باشد و به همین دلیل، توجه به افزایش تولید آن از درجه اهمیت بالایی قرار گرفته است (رجبی، 1379).
امروزه افزایش تولید این محصول از طریق افزایش سطح زیر کشت، به دلیل محدودیت‌های منابع آب، خاک و سایر مسایل جنبی آن عملی نمی‌باشد. بنابراین توجه بهروشهای دیگری مثل بهنژادی و بهزراعی برای افزایش تولید پنبه ضروری است (ناصری، 1374).
اهمیت اقتصادی پنبه بهعلت آنکه این محصول در دنیای امروز موارد مصرف گوناگون دارد، از نظر اقتصادی و تجارتی دارای اهمیت فوق العادهای بوده و به علت احتیاج به انواع وسایل و لوازمی که از فرآوردههای این گیاه تهیه میگردد، روز به روز بر اهمیت آن افزوده میشود. بهطور کلی الیاف پنبه به عنوان محصول اصلی و دانه آن به عنوان محصول فرعی (درجه دوم)، نقش مهمی در صنعت و تجارت دارند (عالیشاه و همکاران، 1382؛ عالیشاه و محمدی، 1389؛ رضایی و همکاران، 1385). استفاده از پنبه در صنایع پارچه بافی، جوراب بافی، قالی بافی، تولید پتو، تهیه نخ قرقره، مبلمان منازل، لاستیک سازی، تهیه فیبر، تهیه فیلم عکاسی، پوشش کابل، پشم مصنوعی، طناب، اشیاء پلاستیک، تهیه لوازم آرایش، تهیه صابون، شمع، ورنی، نئوپان، پنبه بهداشتی، نوارهای طبی، تهیه روغن (خوراکی، صنعتی و طبی)، کنجاله برای خوراک دام و تولید کود از مصارف عمده این ماده است (برزعلی وهمکاران، 1383؛ عالیشاه و محمدی، 1389).
2-1-3- خصوصیات گیاهشناسی پنبه
پنبه گیاهی گلدار (دو لپه) از تیره Malvaceae و جنس Gossypium میباشد (شکل 1). چگونگی رشد و نمو این نبات بستگی به شرایط جوی و محیطی دارد. در مناطق سرد و معتدل به حالت یک ساله و در مناطق گرم به صورت چند ساله و یا دائمی رشد کرده و مرد بهرهبرداری قرار میگیرد.
پنبه دارای یک ریشه اصلی است که در شرایط مختلف محیطی، عمق نفوذ و طول آن در خاک متفاوت است.
طول ریشه در انواع مختلف و شرایط متفاوت جوی معمولاً بین 40-60 سانتیمتر و گاهی 2/1 متر و حداکثر 3 متر میرسد. پوست ریشه خیلی قطورتر از پوست ساقه است و ریشه تقریباً بطور عمودی در خاک فرو رفته، خیلی سریع توسعه یافته و ریشه های فرعی را بوجو میآورد. ساقه اصلی در امتداد ریشه اصلی قرار دارد. در بیشتر انواع پنبه فقط یک ساقه اصلی وجود داشته که در اطراف آن تعدادی شاخه فرعی بوجود میآید.
طول ساقه در انواع مختلف و شرایط محیطی متفاوت و بین 60 تا 130 سانتیمتر تغییر مینماید. ساقه و برگهای پنبه از کرکهای ظریف و نسبتاً سفید رنگی پوشیده شدهاند.
برگهای پنبه بر روی شاخهها بهطور منظم ظاهر شده و در روی هر شاخه معمولاً تعداد 8 برگ متناوب وجود داشته که هریک توسط دمبرگی بلند به شاخه متصل شدهاند. رنگ برگها در اکثر نژادها سبز، ولی در بعضی نژادها سبز مایل به قرمز میباشد. برگهای پنبه دارای 3 تا 5 و گاهی 7 بریدگی هستند (عالیشاه و محمدی، 1389؛ ناصری، 1374).
نژادهای درختی پنبه بسته به نوع و محل کشت تا 6 متر طول دارند.
گلهای پنبه معمولاً در گلآذینهایی که روی محور زایشی قرار دارند، تشکیل میگردد. کاسه گل سر پهن یا دارای پنج دندانه است. گلبرگها کرم یا زردرنگ هستند. قوزه (میوه) پنبه برحسب اینکه مادگی 3، 4 یا 5 برچه‌ای باشد، 3، 4 و یا 5 خانه‌ای بوده و در هر خانه 3، 6 یا 9 عدد تخم پنبه قرار دارد (عالیشاه و محمدی، 1389؛ ناصری، 1374).
تارهای پنبه که از سلولز ساخته شده‌ و 15 تا 20 روز پس از باز شدن گلها کامل می‌شوند. الیاف پنبه پس از حدود 50 روز که رشد کامل شده و در داخل هر قوزه 15000 تا 20000 تار پنبه وجود دارد (عالیشاه و محمدی، 1389).
پنبه دارای دوگونه مهم و زراعی Gossypium hirsutum و G. barbadense که هر دو بومی آمریکای جنوبی و مرکزی هستند، میباشد (ناصری، 1374).
INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.art-handbook.com/images/surfaces/cotton.jpg" * MERGEFORMATINET
الف ب
شکل1- تصویر واقعی (الف) و شماتیک (ب) گیاه پنبه (اقتباس شده از http://agrobreed-lu.blogfa.com/post/1495).
2-1-4- نیازهای پنبه
پنبه گیاهی گرما دوست بوده و به آفتاب فراوان احتیاج دارد. کمبود نور باعث ریزش قوزه و افزایش رشد سبزینه‌ای آن می‌شود. این گیاه برای تکمیل رشد به 160 تا 200 روز احتیاج دارد. حداقل درجه حرارت برای جوانه‌زنی بذر پنبه حدود 15 درجه سانتی‌گراد است. پنبه در دمای زیر 15 درجه سانتی‌گراد غیر فعال و با نزدیک شدن به این درجه حرارت فعالیت کندی دارد. بنابراین وقوع سرما و یخبندان‌های غیر منتظره بهاره و یا زودرس پائیزه، گیاه را با خطر مواجه می‌سازد (هاشمی طرقی و همکاران، 1389).
زمینهای مورد کشت پنبه باید حاصلخیز با اسیدیته بین 5/5 تا 8 دارد. بهترین خاک برای این زراعت، خاکهای خنثی، رسی آهکی، لیمونی، رسی لیمونی و شنی هوموسی است. این گیاه نسبت به شوری خاک تا حدی مقاوم است (هاشمی طرقی و همکاران، 1389).
2-1-5- ارقام مورد کشت پنبه
در استانهای مازندران و گلستان عمدتاً از رقم ساحل، استان فارس رقم بختگان و در سایر استانهای پنبه خیز کشور بیشتر از رقم ورامین جهت کاشت استفاده می‌گردد. البته ارقام دیگری مانند اولتان و مهر نیز در بعضی از مناطق در سطوح کمتری برای کشت مورد استفاده قرار میگیرند. بیشتر ارقامی که امروزه در جهان کاشته می شود به گونه G. hirsutum تعلق دارند (نعمتی و عالیشاه، 1389).
2-1-6- موارد مصرف پنبه و فرآورده‌های آن
پنبه مهم ترین گیاه لیفی است. از پنبه در تهیه نخ، پارچه‌های ظریف، پنبه‌های بهداشتی و هیدروفیل، روغن خوراکی، روغن صابون، چوب‌پنبه، باند و گاز استریل در مصارف پزشکی، پوشک بچه، نوار بهداشتی، در تهیه فیلم عکاسی، فیلم اشعه ایکس، پوست مصنوعی، ابریشم مصنوعی، گلیسیرین، کنجاله دام، ماده شمع، روغن رنگ، رنگ آلکالوئید، ویتامین E، الکل، در تهیه مواد منفجره، تهیه لوازم آرایشی، در تهیه مبل و نئوپان استفاده می‌شود (عالیشاه و محمدی، 1389).
برای تهیه نخ، الیاف آن را به شکل گسترده و رشته‌رشته درآورده تا دراز، پیچیده و در هم شوند. سپس از نخ برای تولید پارچه استفاده می‌شود (عالیشاه و محمدی، 1389).
پنبه نه تنها از نظر صنعت نساجی، بلکه از نظر غذایی بسیار حائز اهمیت بوده و در بازارهای جهانی جزء پنج دانه روغنی یعنی سویا، آفتابگردان، بادم زمینی و شلغم روغنی محسوب میشود. علت این امر آن است که دانه پنبه یا همان پنبه دانه منبع غنی از روغن و پروتئین بوده و با سابقهای بیش از یک قرن، روغن آن مصرف خوراکی دارد. کنجاله پنبه دانه 33 الی 43 درصد پروتئین دارد و بعنوان مکمل پروتئین در جیره دام مصرف می شود.
کاغذ از مخلوط الیاف چوب، آب و چسب تهیه میگردد. اگر الیاف پنبه با الیاف چوب، مخلوط شوند، کاغذ ظریف، ولی محکمی به دست می آید (برزعلی و همکاران، 1383؛ عالیشاه و محمدی، 1389).
2-1-7- تولید پنبه در جهان
پنبه با سطح زیر کشت 3000000 هکتار با متوسط عملکرد دانه 1750 کیلوگرم در هکتار یکی از گیاهان مهم صنعتی دنیاست (فیضی، 1387).
بر اساس آمار تجارت جهانی (WTO) در سال 13-2012 چین با 4/6 میلیون تن بیشترین تولید جهان را داشت و پس از آن هند پاکستان، آمریکا، برزیل قرار گرفتند (شکل 2).

شکل 2- میزان تولید پنبه در کشورهای عمده تولید کننده طی سالهای 2011 تا 2013 ( اقتباس از آمارنامه کشاورزی، 1391).
2-1-8- تولید پنبه در ایران
سطح کشت پنبه کشور در سال زراعی 90-1389، حدود 117 هزار هکتار برآورد گردیده که 3/98 درصد آن کشت آبی بوده است (جدول 1). سهم اراضی کشت دیم پنبه 7/1 درصد است که فقط در استانهای خراسان شمالی، گلستان و مازندران میگیرد (آمارنامه کشاورزی، 1391).
استانهای خراسان رضوی و گلستان هر یک به ترتیب با سهم 7/38 و 2/15 درصد، کشت پنبه در مقامهای اول و دوم کشور قرار گرفتهاند (شکل 3). این دو استان در مجموع بیش از نیمی (8/53 درصد) از کشت پنبه کشور را بهخود اختصاص دادند. استانهای فارس با 6/11 درصد، خراسان جنوبی با 3/9 درصد و خراسان شمالی با 1/6 درصد به ترتیب رتبه‌های سوم تا پنجم را دارا هستند. کمترین میزان کشت پنبه کشور متعلق به استان قزوین با 08/0 درصد میباشد (آمارنامه کشاورزی، 1391).
2-1-9- میزان تولید
میزان تولید پنبه در کشور حدود 271 هزارتن برآورد شده که 5/99 درصد آن از اراضی آبی بدست آمده است.
استانهای خراسان رضوی و فارس از نظر تولید به ترتیب با 5/37 و 9/16 درصد تولید، در جایگاه اول و دوم قرار گرفتهاند (شکل 4). بیش از نیمی (4/54 درصد) از پنبه کشور در این دو استان تولید شده است. سه استان خراسان جنوبی با 9/9 درصد، گلستان با 8/8 درصد و خراسان شمالی با 9/5 درصد در تولید پنبه کشور، حائز رتبههای سوم تا پنجم هستند. کمترین میزان تولید متعلق به استان قزوین با 07/0 درصد میباشد (آمارنامه کشاورزی، 1391).
2-1-10- عملکرد در هکتار
عملکرد محصول پنبه کشور در اراضی آبی 2/2339 کیلوگرم در هکتار و در اراضی دیم 7/706 کیلوگرم در هکتار میباشد.
استان البرز با عملکرد 8/4928 کیلوگرم در هکتار، بیشترین و استان گلستان با 4/1410 کیلوگرم در هکتار کمترین عملکرد پنبه آبی را در کشور دارا هستند.
استان خراسان شمالی با عملکرد 3/1714 کیلوگرم در هکتار بیشترین و استان گلستان با عملکرد 2/668 کیلوگرم در هکتار، کمترین عملکرد پنبه دیم را در کشور دارا هستند (آمارنامه کشاورزی، 1391).
در جدول 1 سطح زیر کشت، میزان تولید و عملکرد در واحد سطح پنبه در استانهای کشور نشان داده شده است.
جدول 1- سطح زیر کشت، میزان تولید و عملکرد در هکتار محصول پنبه به تفکیک استان در سال زراعی 90-1389 (آمارنامه کشاورزی، 1391).
نام استان سطح میزان تولید عملکرد
آبی دیم جمع آبی دیم جمع آبی دیم
آذربایجان شرقی 1714 0 1714 4864 0 4864 51/2838 0
اردبیل 3200 0 3200 8527 0 8527 08/2665 0
اصفهان 1845 0 1845 4662 0 4662 2/2527 0
البرز 1129 0 1129 5567 0 5567 83/4928 0
تهران 147 0 147 408 0 408 27/2777 0
خراسان جنوبی 10876 0 10876 26792 0 26792 3/2463 0
خراسان رضوی 45280 0 45280 101586 0 101586 49/2243 0
خراسان شمالی 7170 21 7191 15910 36 15946 92/2218 29/1714
سمنان 4698 0 4698 13418 0 13418 27/2856 0
فارس 13564 0 13564 45777 0 45777 01/3375 0
قزوین 92 0 92 193 0 193 2100 0
قم 5457 0 5457 11013 0 11013 21/2018 0
کرمان 2467 0 2467 4934 0 4934 03/2000 0
گلستان 15945 1832 2467 22489 1224 23713 41/1410 15/668
مازندران 249 95 343 367 116 483 83/1457 11/1230
مرکزی 4698 0 4698 1048 0 1048 9/2128 0
هرمزگان 13564 0 13564 1250 0 1250 87/2501 0
یزد 92 0 92 627 0 627 05/1757 0
کل کشور 115182 1947 117129 269434 1376 270810 21/2339 7/706

شکل 3- نمودار مقایسه درصد سطح زیر کشت پنبه در استانهای کشور در سال زراعی90-1389 (آمارنامه کشاورزی، 1391).

شکل 4- نمودار مقایسه درصد تولید پنبه در استانهای کشور در سال زراعی90-1389 (آمارنامه کشاورزی، 1391).
2-2-کلیاتی در مورد بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی پنبه
2-2-1- اهمیت بیماری
بیماری پژمردگی ورتیسلیومی پنبه یکی از مهمترین بیماریهای پنبه بوده که عامل محدود کننده کاشت ارقام حساس و پر محصول به این بیماری در استانهای گلستان، مازندران، فارس و اردبیل میباشد (آزاد دیسفانی، 1386).
این بیماری در تمام مناطق پنبهکاری جهان ازجمله آمریکا، کشورهای استقلال یافته آسیای مرکزی، ترکیه، سوریه، ایران، زیمبابوه، آفریقای جنوبی، شمال عراق، استرالیا، فلسطین اشغالی، پاکستان، اسپانیا، هند، چین، پرو، اوگاندا و یونان شایع میباشد (Hillocks, 1992؛ حکیمی و همکاران، 1386).
خسارت این بیماری در جهان 5/1 میلیون عدل پنبه برآورد شده است (Kirkpatrik and Rotrock, 2001). خسارت این بیماری طی سالهای مختلف و کشورهای مختلف به دلیل آب و هوای متغیر، ارقام و عملیات زراعی گوناگون، تغییر میکند (آزاد دیسفانی، 1386).
2-2-2- تاریخچه بیماری
اولین بار در سال 1914 بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی پنبه در ایالت ویرجینیای امریکا در گیاهان روییده در گلخانه مشاهده گردید (صانعی و همکاران، 1389). سپس این بیماری در سال 1927 در دره San Joaquin در کالیفرنیا بوسیله هربرت و هوبارد (Herbert and Hubbard, 1932) شناسایی شد. شناسایی شد. این بیماری در ایران ابتدا در سال ١٣٢٢ توسط شریف و استیارت از آذربایجان شرقی و در سال ١٣٣٩ توسط مجتهدی و ویلسون از گرگان گزارش گردیده است (ارشاد، 1374).
2-2-3- علائم بیماری
علائم بیماری ممکن است در تمام مراحل رشدی گیاه دیده شود، ولی معمولاً 35-40 روز بعد از جوانهزنی یا زمان اولین گلها نمایان شده که ابتدا در برگهای پایینی و پیر ظاهر میگردند.
علائم بیماری در روی گیاه، وقتی به سویه غیربرگریز آلوده شود، بهصورت زردی در برگهای اولیه مشاهده شده که به خشکی میانجامد. در برگهای حقیقی، کلروز نامنظمی در بین رگبرگها و حاشیه آنها ظاهر مگردیده که برگ حالت ابلقی به خود میگیرد. دمبرگها به طرف پایین بوته خم شده (اپیناستی) میشوند. در قسمتهای مرکزی برگ نقاط زرد رنگی ایجاد گردیده که به تدریج قهوهای و نکروزه شده و از بین میروند. بافت آوندی در گیاهان آلوده تیره شده و بوتههای آلوده کوتاهتر از گیاهان سالم هستند. میزان کوتاهی گیاه به رقم مورد کشت و زمان آلودگی بستگی دارد (Kirkpatrik and Rotrock, 2001).
علائم بیماری با سویه برگریز بهصورت پیچیدگی لبه برگ به سمت بالا بوده که در برگهای بالایی اتفاق میافتد. مرگ از انتهای گیاه از خصوصیات بارز آلودگی سویه برگریز است. سبز خشکی و ریزش شدید برگ، غوزه و شاخههای زایشی از نشانههای دیگر سویه برگریز است. البته ممکن است تعدادی از غوزههای خشک شده هم در یک سوم پایینی گیاه روی شاخه باقی بمانند.
آلودگی به این سویه موجب از بین رفتن کامل گیاه نشده و ممکن است در اثر جوانهزنی قسمتهای پایینی ساقه، گیاه به صورت کپهای رشد کرده و علائمی شبیه کمبود مواد غذایی را نشان دهد. تغییر رنگ در آوند ساقه اصلی، شاخهها، دمبرگ و رگبرگهای اصلی هم در اثر سویه برگریز و غیربرگریز مشاهده میشود. بیماری علاوه بر نشانههای مذکور، در قد، وزن و کمیت غنچهها نیز تاثیر گذار است.
قد گیاه آلوده کوتاه شده (کوتاهتر از گیاه سالم) و وزن گیاه (هم در ریشهها و هم در قسمت هوایی) کاهش مییابد. تعداد غنچهها به شدت کاهش مییابد ولی ممکن است بیماری بر زمان ظهور غنچه و گل گیاه تأثیر نداشته باشد (Hillocks, 1992; Kirkpatrik and Rotrock, 2001).
علائم بارز بیماری بهصورت تغییر رنگ و زردی حاشیه برگ ها و فواصل بین رگبرگی است (شکل 2-1). گیاهان آلوده معمولاً پیشرستر شده، ولی دارای عملکرد کمتری هستند. این کاهش در پاتوتیپ برگریز شدیدتر است. علاوه بر کمیت، کیفیت الیاف نیز کاهش مییابد که بیشتر به علت نارس ماندن غوزهها میباشد (حکیمی و همکاران، 1386).

شکل 2-1- علایم بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی پنبه (عکس اصلی)
2-2-4- عامل بیماری
این بیماری در اثر گونههای مختلف Verticiliumمثل V. dahliae، V. albo-atrum، V. tricorpus ، V. nigrescens و V. nubilum ایجاد شده، ولی V. dahliae Kleb گونه غالب بیماری است.
قارچ عامل بیماری خاکزی بوده و تولید اندامهای پایا کرده که باعث ماندگاری و بقای آن در خاک میشود. این گونه V. dahliae دارای دو دو سویه برگریز و غیربرگریز است.
2-2-4- 1- خصوصیات ظاهری V. dahliae
2-2-4- 1- 1- کلنی، ریسه، کنیدیوفور و اسپور
عامل بیماری روی محیط کشتهای مختلف رشد میکند. خصوصیات ظاهری کلنی در جدایههای V. dahliae متغیر است (ملکی زیازتی و همکاران، 1386). براساس گزارش عطار (1385) بعضی از جدایهها هیفهای خوابیدهای داشته و میکرواسکلروتهای فراوانی تولید کرده و برخی ریسههای هوایی فراوان و میکرواسکلروتهای کمی را بوجود میآورند.
رضوی و همکاران (1377) در بررسی کشتهای تک اسپور دو جدایه برگریز و غیربرگریز قارچ عامل بیماری بر روی PDA، در دمای 25 درجه سانتیگراد و تاریکی، نشان دادند که در مواردی کلنیها در کشتهای تک اسپور، با جدایه مادری از نظر تولید میزان ریسه هوایی و میکرواسکلروت متفاوت هستند.
گونههای مختلف ورتیسیلیوم ریسههایی با دیواره عرضی تولید میکنند. اکثر سلولهای ریسه تک هستهای و هاپلوئید بوده و در دیواره عرضی دارای منفذ مرکزی ساده است. قارچ دارای کنیدیوفورها فراوان، کم و بیش مستقیم، منشعب و شفاف است. کنیدیها به صورت مجتمع در یک لعاب موسیلاژی بر روی سلولهای اسپورزای طویل شده بهنام فیالید بوجود میآیند. فیالیدها بصورت فراهم با 3-4 سلول اسپورزا در هر گره بر روی انشعابات هوایی کنیدیوفور تولید میشوند (شکل 2-2). انشعابات ثانویه نیز در بعضی از فیالیدها گزارش گردیده است (صانعی و همکاران، 1383).

شکل 2-2- نظم کنیدیوفور، فیالید و کنیدیهای قارچ ورتیسیلیوم (Agrios, 2005)
کنیدیها تک سلولی، تخم مرغی تا بیضوی و شفاف هستند. اندازه کنیدیها 3/1-2 × 5/3-6 میکرومتر میباشد (صانعی و همکاران، 1383؛ عطار، 1385؛ ملکی زیارتی، 1386).
2-2-4- 1- 2- میکرواسکلروت
در V. dahliae سلولهای ریسه با تقسیمات متوالی، سلولهای متورم، تقریباً گرد تا بیضوی را بوجود میآورند که با اضافه شدن ملانین به آنها مجموعهای به نام میکرواسکروت را تشکیل میدهند (Brown and Wyllie, 1970).
تشکیل شدن میکرواسکلروت در خاک باعث پایداری عامل بیماری میشود. میکرواسکلروتها به رنگ قهوهای تیره تا سیاه، به اشکال مختلف (گرد، بیضی کشیده تا نامنظم) بوده و در اندازههای 15-100 میکرومتر وجود دارند (رضوی و همکاران، 1377). میکرواسکلروتهای جدایههای گرگان کروی تا بیضوی کشیده و به اندازه 30-70 میکرومتر گزارش شدند (عطار، 1385؛ ملکی زیارتی، 1386).
تفاوت ریخت شناسی در رابطه با میکرواسکلروتها در جدایههای این قارچ، به خصوص در گروههای سازگار رویشی بیان شده است (Korolev et al., 2000). ابراهیمی و همکاران (1377) نشان دادند که میکرواسکلروتها در جدایههای برگریز کشیدهتر از جدایههای غیر برگریز میباشند. در هر میکرواسکلروت تعداد کمی از سلولها بهصورت بیرنگ (فاقد ملانین) باقی میمانند که مسئول جوانه زدن میکرواسکلروت هستند (صانعی و همکاران، 1383).
2-2-4- 2- نیازهای رشدی در محیط کشت
2-2-4- 2-1- دما
دما یکی از مهمترین عوامل محیطی موثر در خصوصیات فیزیولوژیکی قارچها میباشد. تاکنون تاثیر دما در میزان رشد رویشی، توانایی اسپورزایی، توانایی بیماریزایی و تولید توکسینهای بیماریزای گیاهی در برخی از عوامل بیماریزای گیاهی، ازجمله V. dahliae به اثبات رسیده است (صانعی و همکاران، 1383؛ عراقی و همکاران، 1388؛ عطار، 1385؛ Izabella et al., 2007؛ Sanei et al., 2004).
رشد جدایههای قارچ V. dahliae بسته به نوع جدایه و توان بیماریزایی آن، متفاوت است. بهینه دمای رشدی برای این قارچ از 20-22 درجه سانتیگراد برای جدایه هایغیربرگریز تا 27-28 درجه سانتیگراد برای جدایههای برگریز میباشد (صانعی و همکاران، 1383؛ عطار، 1385؛ Sanei et al., 2004). البته رشد جدایهای از این قارچ در دمای 36 درجه سانتیگراد نیز گزارش شده است (صانعی و همکاران، 1383). عراقی و همکاران (1389) نشان داد که در مورد جدایههای V. dahliae بهینه دمای رشدی و تولید میکرواسکلروت برای جدا شدههای پنبه، به ترتیب 25 و 27 و برای دو جدا شده از زیتون و بادام 22 درجه سانتیگراد (هم برای رشد وهم تولید میکرواسکلروت) میباشد. جدایههای با بیماریزایی بیشتر (مهاجم و برگریز) در دماهای بالاتر، رشد بهتری را از خود نشان می دهند. نتایج مشابهی توسط محققین دیگر گزارش گردید (حمداله زاده، 1372؛ صانعی و همکاران، 1383؛ Sanei et al., 2004).
نتایج بررسی اثر دما روی 8 جدایه زیتون و 6 جدایه پنبه از باغات و مزارع مختلف استان گلستان نشان داد که الگوی رشدی براساس نوع جدایه و میزان درجه حرارت متفاوت بوده است. بهینه دمای رشدی برای جدایههای مختلف زیتون 23 یا 25 و برای جدایههای مختلف پنبه 23، 25 تا 27 درجه سانتیگراد گزارش گردید. مقایسه توان رشدی و بیماریزایی جدایهها نشان داد که جدایههای مهاجم تر بیشترین رشد را در 27 درجه سانتی گراد داشتند (عطار، 1385). از اینرو به نظر میرسد که توانایی رشد و تولید میکرواسکلروت توسط جدایههای ورتیسیلیوم به طیف دما بستگی داشته که یکی از مهمترین عامل گسترش اکولوژیکی و بیماریزایی این قارچ باشد.
دامنه حرارتی جوانه زدن اسپورهای V. dahliae حدود 24-30 درجه سانتیگراد گزارش شده است. بهعلاوه بنظر میرسد که اسپورهای سوش برگریز برخلاف سوش غیر برگریز در دمای 33 درجه سانتیگراد نیز قادر به جوانه زدن میباشند. نقطه مرگ این قارچ در خاک حدود 30 دقیقه در دمای 5/57 درجه سانتیگراد گزارش شده است (صانعی و همکاران، 1383؛ Bollen, 1985).
2-2-4- 2-2- اسیدیته
رشد این قارچ در اسیدیته بین 5 تا 7 بهخوبی انجام گرفته و در صورت کاهش اسیدیته به 3 یا کمتر، رشد قارچ به شدت کاهش مییابد. این گونه اسیدیته بالاتر از 7 )8-6/8( را راحتتر تحمل میکند. رشد قارچهای عامل پژمردگی ورتیسیلیومی بر روی محیطهای کشت، با تغییر اسیدیته محیط همراه است. البته میزان تغییر به منابع کربن و ازت موجود در محیط بستگی دارد. این تغییر اسیدیته در ضمن رشد قارچ میتواند رشد بعدی عامل بیماری را تحت تاثیر قرار دهد. در این ارتباط، رشد ضعیف گونههای ورتیسیلیوم بر روی محیطهای غیر بافری شامل نمکهای آلومینیوم یا منابع ازت آلی گزارش شده است. اضافه نمودن کربنات کلسیم به محیطهای کشت با افزایش رشد قارچ همراه است (صانعی وهمکاران، 1383؛ Puhalla and bell, 1981).
اسیدیته بندرت جوانه زدن اسپورهای این قارچ نیز را نیز محدود میکند بطوری که اسپورها در دامنه وسیعی از اسیدیته (4-9) جوانه میزنند. اما اسیدیتههای پایین بقاء میکرواسکلروتها را در خاک کاهش میدهد (صفری عربی و همکاران، 1376).
2-2-4- 2-3 - نور
میکرواسکلروتها در جدایه V. dahliae هم در شرایط نور و هم در تاریکی تولید میشوند. نور مداوم احتمالاً اسپورزایی قارچ را تحریک میکند. البته در یک جدایه اثر نور مداوم با کاهش میزان میکرواسکلروت همراه بوده است (صانعی و همکاران، 1383).
مطالعات مربوط به کیفیت نور بر عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی نشان داد که نور سبز رشد V. dahliae کم و نور قرمز تولید میکرواسکلروت را افزایش میدهد. همچنین تولید زهرابه و لیپو-پلی ساکارید در جدایههای این قارچ که تحت نور قرمز رشد کرده، کاهش یافته و تلقیح این قارچها به گیاه پنبه با کاهش میزان آلودگی همراه است (Akhmedzhanov et al., 1990). نور آبی تولید اسپور را در این قارچ افزایش داده، اما از تولید میکرواسکلروت بطور کامل جلوگیری میکند. بررسیهای هوشیارفرد و همکاران (1379) نشان داد که نور ماورای بنفش شدت بیماریزایی جدایههای V. dahliae را تحت تاثیر قرار میدهد و موجب القاء بطئیتر علایم بیماری در گیاه میگردد.
2-2-4-3- ژنتیک
2-2-4-3-1- گروههای سازگار رویشی
سازگار رویشی به قابلیت افراد یک استرین برای انجام آناستموز و ایجاد هترکاریونهای پایدار گفته میشود. با ایجاد هتروکاریون، جدایههای مورد نظر در یک گروه سازگار رویشی قرار میگیرند. سازگاری رویشی همانند سازگاری جنسی توسط یک یا چند محل ژنی کنترل میشود. در سادهترین سیستمها، استرینهایی که دارای یکسری محلهای ژنی مشابهاند، قادر به تشکیل هتروکاریون پایدار خواهند بود (Elena, 2000).
پاپایوآنو و همکاران (Papaioannou et al., 2013) با استفاده از ناحیه IGS ریبوزومی (ribosomal intergenic spacer) تمایز مولکولی و آنالیز فیلوژنتیکی گروههای سازگار رویشی قارچ V. dahliae را مورد بررسی قرار دادند. آنها با مقایسه 201 توالی موجود در بانکهای اطلاعاتی، یک زیرناحیه متغیر (حاوی چهار گروه متفاوت از توالیهای تکراری) در این ناحیه IGS را ردیابی کردند. این زیرناحیه برای یک کلکسیون بین المللی از 59 جدایه متعلق به همه VCGهای V. dahliae و 9 نماینده از V. albo-atrum و V. longisporum تکثیر و تعیین توالی شد. آنالیزهای فیلوژنتیکی این زیرناحیه پلیمورفیک، تشخیص دو دودمان اصلی در V. dahliae (یکی شامل گروههای سازگار رویشی 1A، 1B، 2A، 4B و 3 و دیگری شامل گروههای 2B، 4A و 6) را امکانپذیر ساخت. آنالیز توالیهای این ناحیه، مناسب بودن آن به عنوان یک ابزار مولکولی برای تمایز سریع بین گونهای، تفکیک درون گونهای بین گروههای سازگار رویشی V. dahliae و آنالیز فیلوژنتیکی درون و بین گروههای سازگار رویشی V. dahliae را ثابت نمود.
یک روش PCR آشیانهای مرکب برای ردیابی V. dahliae در داخل گیاه کنگرفرنگی و تشخیص گروههای سازگار رویشی آن ابداع شد. گروههای سازگار رویشی در داخل بافت گیاه بر اساس الگوهای خاص مارکرهای مولکولی تکثیر شده، از یکدیگر تشخیص داده شدند. همچنین این روش در مقایسه با روشهای سنتی دارای حساسیت بسیار بالاتری در ردیابی پاتوژن حتی در گیاهان بدون علایم بود ((Collado-Romero et al., 2009).
در یونان 23 جدایه V. dahliae بدست آمده از پنبه همراه با جدایههایی از گوجه فرنگی و هندوانه در گروه VCG2 قرار گرفتند. دو جدایه از گوجه فرنگی در VCG4 و 9 جدایه فاقد هرگونه مکمل به جدایههای استاندارد بودند (Ebihara et al., 1997). در مطالعات بعدی 44 جدایه از این قارچ از میزبانهای مختلف در سه گروه VCG2A,B (17 جدایه)، VCG3 (2 جدایه) و VCG4A,B (8 جدایه) قرار گرفتند. در این بررسی 17 جدایه در ارتباط با VCGهای شناخته شده نبودند (Gennari et al., 1997).ریگز و گراهام (Riggs and Graham, 1995) از امریکا دریافتند که جدایههای V. dahliae از پنبه در VCG1، جدایههای فلفل و پسته در VCG2 و جدایههای گوجه فرنگی در VCG3 قرار میگیرند.
جهت مشخص شدن گروههای سازگار رویشی در ورتیسیلیوم در مطالعات سنتی از آگزوتروفها، جهش یافتههای سفید و قهوهای و جهش یافتههای nit استفاده میشود. اکثر گروههای سازگار پیشنهاد شده برای عوامل پژمردگی، با استفاده از جهش یافتههای nit مشخص شدهاند. مطالعات نراقی و همکاران (1379) یازده گروه سازگار رویشی را در جدایههای پنبه با استفاده از جهش یافتههای آگزوتروف مشخص نمود. بررسی گروههای سازگار رویشی در جدایههای ایرانی V. dahliae نیز صورت گرفته است. در این مطالعه 8 گروه سازگار رویشی شامل یک گروه برگریز و 7 گروه غیر برگریز مشخص شد (عرب سلمانی و بنی هاشمی، 1379).
2-2-4-3-2- استرین، پاتوتیپ و نژاد
به دنبال یافتههایی مبنی بر وجود جمعیتهای V. dahliae با بیماریزاییهای مختلف، دو استرین با بیماریزایی شدید (برگریز، T1 ، T9 یا P1) و بیماریزایی کمتر (غیر برگریز، SS4 یا P2) در جدایههای عامل بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی پنبه پیشنهاد شد. مسئله اصلی در رابطه با تعیین استرین، نژاد یا پاتوتیپ و ارقام در جدایههای V. dahliae بدست آمده از گیاه پنبه به پیچیدگی ژنتیک گونهها و ارقام پنبه مربوط است. مطالعات نشان میدهد که اثر محیط بر روی همکنش پاتوتیپهای V. dahlia پنبه کاملاً موثر است (Joaquim and Row, 1990).
علائم تشخیص این دو پاتوتیپ وجود ریزش برگها در ارقام مختلف پنبه میباشند. هر دو فرم این بیماری نیز در استانهای گلستان و فارس روی پنبه شیوع داشته و خساراتی را هر ساله وارد مینماید (عرب سلمانی و همکاران، 1383). در بررسی 637 جدایه از 433 درخت در 65 باغ از 5 ناحیه زیتون کاری در منطقه اندولوزیا اسپانیا مشخص گردید که اگرچه جدایههایی مربوط به هر دو گروه سازگار رویشی (A و B) و هر دو پاتوتیپ برگریز و غیر برگریز وجود داشت، اما اغلب جدایهها مربوط به گروه سازگار رویشی A و پاتوتیپ برگریز بودند (Jiménez-Díaz et al., 2011).
تنوع ژنتیکی بین سه جدایه V. dahliae با استفاده از مارکر مولکولی چندشکلی DNA تکثیر شده تصادفی (RAPD) بررسی گردید و اختلاف مولکولی بین آنها، تفاوتها و شباهتهای مرفولوژیکی را تایید نمود (Alshalchi et al., 2008). در بررسی تنوع ژنتیکی ۹۹ جدایه این قارچ با استفاده از مارکر مولکولی RAPD، مشخص شدکه تنوع ژنتیکی معنیداری بین جمعیت ورتیسیلیوم وجود داشته و با استفاده از تکنیک کلاستر، این ۹۹ جدایه به ۱۵ گروه تقسیم شدند (Zhu et al., 1999). زائو و همکاران (Zhou et al., 1999) نیز در چین ۳۷۹ باند RAPD را در بین جدایههای قارچ ورتیسیلیوم گزارش نمودند. تکنیک ژنتیک مولکولی برای تشخیص و طبقه بندی استرینهای پاتوژن پژمردگی ورتیسلیومی در استرالیا نیز مورد استفاده قرار گرفت، اما الگوی باندهای RAPD همبستگی قوی بین صفات بیماریزایی و ژنتیک مولکولی را نشان نداد (Ramsay, 1996).
2-2-4-3-3-جنبه های مولکولی تشخیص
بررسی ژنتیک مولکولی در عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی، اولین بار در سال 1990 در پنجمین همایش بین المللی ورتیسیلیوم گزارش گردید. پس از آن مطالعات متعدد مولکولی در رابطه با گونههای مختلف، استرینها و پاتوتیپهای عامل پژمردگی صورت گرفت. از این بررسیها میتوان به استفاده از اندونوکلئازهای محدود کننده برای برش کل ژنوم و بررسی قطعات بدست آمده بر روی ژل الکتروفورز بر اساس وزن مولکولی اشاره نمود (Perez-Artes et al., 1997). همچنین تفاوتهای ژنتیکی در جدایهها با استفاده از الگوهای پلیمورفیسم در رابطه با DNA ریبوزومی و میتوکندریایی در گونههای مختلف ورتیسیلیوم مورد مقایسه قرار گرفت (Koike et al., 1995; Perez-Artes et al., 1997).
بررسیها نشان داد پاتوتیپهای V. dahliae بدست آمده از پنبه را میتوان از طریق RAPD تشخیص داد. در این رابطه با استفاده از سه آغازگر، باندهای مشخصی برای تشخیص گروههای برگریز و غیر برگریز ارایه شد (Perez-Artes et al., 1997). بررسیهای هریس و یانگ 1995) (Harris and Yong, نیز ارتباط مشخصی بین برخی از گروههای VCG و گروههای RFLP در 43 جدایه از V. dahliae از انگلستان را نشان داد. اما میانگین بیماریزایی برای هر گروه RFLP/VCG متفاوت بوده است. همچنین گروههای بدست آمده با منشاء میزبانی جدایه مرتبط نبودند.
زارع (1382) روشهای مولکولی جهت ارزیابی معیارهای تاکسونومیکی ورتیسیلیومهای مرتبط با گیاهان را مورد استفاده قرار داد. سی و یک استرین ورتیسیلیوم به وسیله مقایسه ITS-RELPs به چهار کلاستر تقسیم شدند. کلاستر اول در برگیرنده استرینهای گونه تیپ V. luteo-album (Link: Fries) Subramanian، کلاستر دوم شامل  V. dahliae klebahn, V. albo-atrum Reinke & Berthold، V. nubihni pethybridge و V. tricorpus Isaac؛ کلاستر سوم شامل V. theobromae (Turconi) E. Mason & S. Hughes و کلاستر چهارم شامل V. nigrescens pethybridge بود. در این تحقیق الگوهای RFLP به دست آمده از ژن بتا توبولین(β-tubulin gene) حتی قدرت تفکیک بالاتری داشته و هر هفت گونه مورد آزمایش را از یکدیگر تشخیص دادند. بالاترین قدرت تفکیک از الگوهای RFLP حاصل از DNA میتـوکندریایی (mitochondrial DNA-RFLPs) به دست آمد، به طوری که این روش استرینهای گونههای V. theobromae و V. nigrescens را در سطح فراگونهای از یکدیگر تفکیک نمود. در نهایت مشخص گردید که برش ژن بتا-توبولین توسط آنزیم برش دهنده HaeIII و مقایسه الگوهای به دست آمده روشی قابل اعتماد برای تفکیک دو گونه مهم اقتصادی و بحث برانگیز V. albo-atrum و V. dahliae میباشد.
یک روش سریع، کارآمد و دقیق جهت شناسایی و تعیین جمعیت V. dahliae در سیب زمینی براساس تکثیر ژن تریپسین پروتئاز با استفاده از واکنش زنجیرهای پلیمراز کمی توسط پاچه و همکاران et al., 2013) (Pasche ابداع گردیده که بسیار بهتر از روشهای سنتی (کشت بافتهای آلوده و یا شیرابه ساقه سیبزمینی روی محیطهای نیمه انتخابی) و نیز روشهای مدرن قبلی (تعیین جمعیت از طریق تکثیر ژن β-tubulin که با استفاده از QPCR جهت ارزیابی ارقام مقاوم سیب زمینی (بر اساس میزان آلودگی ساقهها به قارچ عامل بیماری) انجام میگرفته، بود. این روش جدید دارای حساسیتی بالا (25/0 پیکوگرم DNA) بود. به کمک این روش جدید، پاتوژن عامل بیماری را میتوان با فراوانی بهمراتب بالاتر از روشهای سنتی و حتی مدرن قبلی در بافتهای سیبزمینی ردیابی و شناسایی نمود.
2-2-4-3-4-میزبانها
2-2-4-3-4-1- میزبانهای ورتیسیلیوم در جهان
قارچ ورتیسیلیوم دامنه وسیعی شامل 200 گونه متعلق به 40 خانواده از گیاهان زراعی، صنعتی، سبزیجات و درختان میوه و سایهدار را مورد حمله قرار میدهد (Agrios, 2005).
خانوادههای مختلف گیاهی که توسط عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی مورد حمله قرار میگیرند در جدول 2-1 ارائه گردید (صانعی و همکاران، 1383).
جدول 2-1- تعداد گونهها در خانوادههای مختلف گیاهی که توسط عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی مورد حمله قرار میگیرند.
تعداد گونه خانواده
13 Aceraceae
2 Aizoaceae
4 Amaranthaceae
8 Ancardiaceae
1 Apocynaceae
3 Araliaceae
2 Balsaminaceae
2 Basellaceae
2 Begoniaceae
3 Berberidaceae
3 Bignoniaceae
4 Boraginaceae
2 Buxaceae
3 Campanulaceae
2 Cannabidaceae
8 Caprifoliaceae
1 Caricaceae
3 Caryophyllaceae
4 Chenopodiaceae
2 Cistaceae
60 Compositae
2 Cornaceae
2 Convolvulaceae
17 Crucifereae
6 Cucurbitaceae
3 Ebenaceae
2 Elaeagnaceae
6 Ericaceae
4 Euphorbiaceae
8 Fagaceae
4 Geraniaceae
6 Grosulariaceae
1 Hippocastanaceae
1 Juglandaceae
10 Labiatae
4 Lauraceae
34 Legominosae
1 Linaceae
4 Magnoliaceae
16 Malvaceae
1 Moraceae
1 Nyssaceae
11 Oleaceae
2 Onagraceae
5 Papaveraceae
2 Pedaliaceae
1 Piperaceae
1 Pittosporaceae
2 Plantaginaceae
4 Polemoniaceae
3 Polygonaceae
1 Portulacaceae
3 Porteaceae
2 Pyrolaceae
5 Ranunculaceae
1 Resedaceae
1 Rhomnaceae
28 Rosaceae
2 Rutaceae
1 Salicaceae
1 Sapindaceae
5 Scruphulariaceae
2 Simaroubiaceae
1 Simmondsiaceae
25 Solanaceae
2 Sterculiaceae
2 Thymelaeaceae
5 Tiliaceae
1 Umbeliferae
8 Ulmaceae
2 Urticaceae
1 Valerianaceae

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

2 Verbanaceae
2 Vitaceae
2-2-4-3-4-2- میزبانهای ورتیسیلیوم در ایران
پژمردگی ورتیسیلیومی در ایران اولین بار توسط شریف و استیارت در سال 1332 از روی پنبه در شمال آذربایجان شرقی گزارش گردید (بهداد، 1385). پس از آن آلودگی در گیاهان دیگر زراعی مانند بامیه، کلزا، توت فرنگی، سیب زمینی، فلفل، گوجه فرنگی هندوانه و یونجه، بعضی از علفهای هرز و درختان میوه سایهدار چوبی گزارش گردید. میزبانهای آلوده، ولی فاقد علایم ظاهری نیز برای این قارچ گزارش گردید (صانعی و همکاران، 1383؛ رهنما و همکاران، 1377).
عامل بیماری روی میزبانهایی چون زیتون و سایر درختان میوه هستهدار که کشت آنها در تعدادی از استانهای کشور مانند گلستان و مازندران رو به افزایش است، خسارت قابل توجه و اقتصادی وارد کرده است (رهنما و همکاران، 1377).
آلودگی درختان زیتون در منطقه گرگان، ابتدا در ایستگاه هاشم آباد در سال 1376 مشاهده گردید. هیف قارچ از طریق پوست ریشه زیتون واردگیاه شده و با توسعه آلودگی، علائم بیماری در تاج درخت ظاهر میشود. در مقطع سرشاخههای درخت نیز با برشهای عرضی معمولاً میتوان لکههای قهوهای را در داخل آوندهای چوبی مشاهده نمود (ملکی زیارتی و همکاران، 1386).
عطار و رهنما (1386) در مطالعهای که روی بقاء قارچ در علف هرز تاج خروس (Amaranthus retroflexus) انجام داده، گزارش نمودند که عکس العمل گیاه تاج خروس به جدایههای برگریز و غیربرگریز قارچ ورتیسیلیوم مشابه است. در تاج خروس اولین علایم بیماری حدود 20 روز پس از مایهزنی ظاهر شد. در حالیکه در پنبه اولین علایم بیماری پس از 30 روز مشاهده گردید. جدایههای زیتون به میزان 50-66 درصد و جدایههای پنبه 3/8-100 درصد در تاج خروس بیماری را ظاهر ساختند.
در تحقیقاتی که به منظور تعیین قارچهای خاکزاد عامل زوال و خشکیدگی درختان بادام واقع در مناطق مختلف استانهای آذربایجان شرقی، سمنان، یزد و چهارمحال و بختیاری صورت گرفته، قارچهای متعددی از جمله V. dahliae از روی این گیاه جداسازی گردیده و اثبات بیماریزایی نیز نشان داد که این قارچ میتواند یکی از عوامل پاتوژنیک مهم در زوال درختان بادام در ایران باشد (دیزجی و همکاران، 1385). این قارچ قبل از این هم توسط محمدیپور و همکاران (۱۳۸۱) و زکیئی و پورمنصوری (۱۳۷۴) از درختان بادام در حال زوال به ترتیب از استانهای آذربایجان شرقی و چهارمحال و بختیاری گزارش شده بود. قارچ V. dahliae در ایتالیا نیز بهعنوان یکی از عوامل بیماریزای خاکزاد بادام گزارش گردیده است (Luisi et al., 1994).
2-2-5- نحوه آلودگی گیاه
آلودگی به بیماری در یک گیاه در نتیجه فعالیتهای عامل بیماری و واکنش میزبان، با توجه به تاثیر محیط بوجود میآید.
قارچ عامل بیماری پژمردگی پنبه قادر به تولید توکسینها، آنزیمهای پکتولیتیکی، کمپلکس پروتئین لیپو پلیساکارید موسوم به PLP بوده که در بیماریزایی و پژمردگی نقش دارند.
2-2-5-1- زهرابهها
زهرابهها مواد سمی بوده که بعضی از قارچها، از جمله V. dahliae در محیط کشت مصنوعی و محیط زنده تولید کرده و تاثیر زیادی در ایجاد و پیشرفت بیماری دارند.
این ترکیبات با افزایش نفوذپذیری در سلولها، موجب مرگ آنها میشوند. ازجمله آنها، ترکیبات پروتئینی و گلیکوپروتئینی ناشی از V. dahliae در پنبه و سیبزمینی هستند که در عناصر آوندی تولید شده و در مسیرهای مربوط به عناصر آوندی، بر سلولهای مختلف تاثیر میگذارند (Nachmias et al., 1987).
بررسیها نشان داد که کشت V. dahliae در محیطی که دارای یک کمپلکس پروتئین لیپو پلیساکارید (PLP) است، میتواند بسیاری از علایم بیماری را در گیاهان جوان پنبه بوجود آورد.
کمپلکس پروتئین لیپو پلیساکارید جدا شده از کشت V. dahliae وزن مولکولی بالایی (Kda3000) داشته و حاوی 75 درصد پلی ساکارید (گلوکز، گالاکتوز، اسید گالاکترونیک و مانوز) و 15 درصد پروتئین و چربی است. همچنین زهرابه پپتیدی با ترکیب اسید آمینه His-Asp-Thr-Ser-Glu-Ala-Val-Iso-Leu-Leu-Tyr-Phe-Lys نیز از کشت عوامل پژمردگی جدا شد (Guo et al., 1995).
تفاوت در ترکیبات موجود در عصاره کشت عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی به سن کشت، نوع پاتوتیپ و رقم میزبان مربوط است (Buchner et al., 1989; Nachmias et al., 1987).
2-2-5-2- آنزیمهای پکتولیتیک
قارچ V. dahliae تولید آنزیمهای تجزیه کننده ترکیبات پکتیکی و سلولزی کرده که در ایجاد علایم پژمردگی نقش زیادی دارند (El-Aissami et al., 1998). آنزیمهائی مثل پکتین استراز، پلی گالاکتروناز، پکتات لیاز و پلیساکاریداز، از عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی گزارش شدهاند (Selvaraj, 1974).
2-2-5-3- آلودگی آوندها
در شیره خام گیاهان غلظت پایینی از قند، اسیدهای آلی و اسیدهای آمینه وجود دارد. قارچ V. dahliae میتواند روی شیره خام بعضی از گونههای درختی ازجمله Acer rubrum، Betula lenta، Diospyrus virginiana، Prunus serotina و Ulmus Americana که دارای ترکیبات قندی بسیار کمی هستند، رشد و از اسیدهای آمینه موجود در عناصر آوند چوبی تغذیه کند. این امر موجب کاهش اسیدهای آمینه در عناصر آوندی و در نتیجه بیماری میگردد (Pegg, 1989).
اگرچه الگوی مشخصی بین نوع اسید آمینه و رشد قارچ در آوندهای چوبی مشخص نشده است اما اسیدهای آمینه خاصی در رابطه با تحریک رشد Verticillium معرفی شدهاند که از آنها میتوان به آلانین و پرولین هستند (صانعی و همکاران، 1383).
تعداد محلهای تهاجم قارچ در ریشه گیاهان حساس و مقاوم تفاوتی ندارد، ولی در گیاهان مصون کمتر است. در گیاهان مصون تهاجم به سیستم آوندی صورت نمیگیرد (Lottmann et al., 1997).
2-2-6-تاثیر بیماری روی صفات کمی و کیفی موثر در عملکرد
بیماری ورتیسلیوم موجب کاهش صفات کمی و کیفی موثر در عملکرد میشود. بوتههای بیمار دارای شاخههای زایا و وزن قوزه کمتری هستند. میزان روغن بذور آلوده کاهش یافته و زودتر فاسد میگردند. بذور آلوده قدرت ماندگاری کمتری داشته، وزن هزاردانه و قوه نامیه آنها که از خصوصیات مهم تولید بذر بوده، کاهش یافت. (عربسلمانی و همکاران، 1390).
2-2-7- چرخه زندگی
بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی، یک بیماری تک چرخهای بوده و در هر فصل زراعی فقط یک دوره بیماریزایی دارد، ولی بهندرت آلودگی ثانویه نیز مشاهده میشود.
قارچ عامل بیماری فصول غیر زراعی را عمدتاً بهصورت میکرواسکلروت و گاهی در صورت مساعد بودن شرایط محیطی، بهفرم ریسه و اسپور دربذر و بقایای گیاهی آلوده بسر میبرد. میکرواسکلروتها در بقایا برای سالهای متعددی باقی میمانند. میزان میکرواسکلروتها در شرایطی که کلیه گیاهان مزرعه آلوده شوند، حدود 13-15 عدد به ازاء هر گرم خاک خاک برآورد شده است (El-Zik, 1985). دما و اندازه میکرواسکلروتها در ماندگاری آنها نقش اساسی دارند. عمر آنها در دمای بالا کاهش مییابد. بقای میکرواسکلروتها در بذور آلوده و در دمای 30 درجه سانتیگراد تا 6 ماه گزارش گردید (Huang et al., 1995). میکرواسکلروتهای بزرگتر عمر بیشتری نسبت به میکرواسکلروتهای کوچکتر در دمای 24 درجه سانتیگراد دارند. میکرواسکلروتهای فاقد ملانین بوده، یا بهطور ناقص ملانینه شده، یا در خاکهای سترون شده نگهداری گشته، ضعیف بوده و فقط برای 3-4 هفته قادر به تندش یا جوانه زنی میباشند (Hawke and Lazarovits, 1994).
هیفهای ناشی از تندش میکرواسکلروتها با نفوذ به سیستم ریشهای (بهخصوص در ریشههائی که در اثر حشرات و یا سایر عوامل خراش دهنده موجود در خاک آسیب دیده) وارد گیاه میشوند (Pegg, 1985). ترشحات ریشهای در تحریک و تندش میکرواسکلروتها نقش مهمی دارند (Mol, 1995).
نفوذ و استقرار آلودگیهای ورتیسیلیومی در صورت مساعد بودن شرایط طی 4 روز انجام میگیرد. منطقه رشد طولی در ریشههای جوان پنبه در مدت 24 ساعت مورد حمله قرار گرفته و قارچ پس از 72 ساعت در آوند چوبی قابل مشاهده میباشد (Griffiths and Issac, 1966). جایگاه اصلی استقرار عوامل پژمردگی ورتیسیلیومی عناصر آوند چوبی است. بنابراین وضعیت ساختارهای موجود از پوست تا عناصر آوند چوبی بر حرکت بیمارگر موثر است (صانعی و همکاران، 1383).
پس از نفوذ عامل بیماری به عناصر آوند چوبی، کنیدیهای فراوانی روی کنیدیوفورهای قارچ تشکیل میشود. حرکت اسپورها در آوند چوبی، پحش سریع قارچ را در گیاه به همراه دارد. همچنین رشد شعاعی قارچ و نفوذ به عناصر آوندی جدید، از طریق حفرههای موجود در دیواره آوند تامین میشود. هیفهای قارچی در فضای داخلی سلولهای پارانشیم آوند چوبی نیز مشاهده شدهاند (Tosi and Zazzerini, 1998).
چرخه زندگی این بیماری در شکل زیر ارائه گردید.
INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article%20Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article Images/VerticilliumWiltdiscycle.jpg" * MERGEFORMATINET
چرخه بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی (Verticillium dahliae) (اقتباس شده از http://www.apsnet.org)
2-2-8- عوامل موثر در همهگیری بیماری
بیماریهای پژمردگی آوندی، معمولا خاکزاد بوده و از بیماریهای تکچرخهای هستند. این نوع بیماریها بوسیله مایه تلقیح موجود در خاک ایجاد شده و هنگامی رخ میدهند که در فصل (های) زراعی قبل تعداد پروپاگولها افزایش چشمگیری داشته باشند (Vanderplank, 1984).
همانطوریکه اشاره گردیده، قارچ عامل بیماری فصول غیر زراعی را عمدتا بهصورت میکرواسکلروت در خاک میگذراند. فعالیت و خسارت آن بیشتر در خاکهای قلیایی با اسیدیته 5/7، هدایت الکتریکی کمتر از 50 میلیموس در سانتیمترمکعب و زمینهای سنگین و مرطوب که دارای ازت بیشتری هستند، میباشد (Pegg, 2002؛ نصراله نژاد و همکاران، b1385).
میکرواسکلروتهای این قارچ که بهعنوان منبع اصلی مایه اولیه تلقیح برای ایجاد پژمردگی در میزبان بوده در اثر ترشحات ریشهای تحریک شده و جوانه میزنند (Arab Salmani et al., 2000).
مطالعات انجام شده در روی سیبزمینی نشان داد که جمعیت V. dahliae ردیابی شده در شیرابه ساقه سیبزمینی کشت شده در مزارع آلوده، با افزایش دانسیته اینوکلوم در خاک مزرعه افزایش مییابد (Dung et al., 2013).
با افزایش تراکم مایه اولیه تلقیح نه تنها احتمال تماس ریشههای گیاه با میکرواسکلروتها افزایش مییابد، بلکه احتمال آلودگیهای مجددی نیز در سیستم ریشهای وجود دارد. از طرف دیگر فاصله زمانی بین آلودگی یک ریشه جانبی و پیشرفت آن به سیستم آوندی ریشه اصلی برای آلودگیهای مبعدی در مقایسه با یک آلودگی، کمتر است. باز اینرو تراکم بالای مایه تلقیح میتواند موجب آلودگی زودتر و در نتیجه پیشرفت بیماری در طی مدت رشد گیاه شود (طاهری و همکاران، 1384).
برخی از ویژگیهای خاک مثل هدایت الکتریکی میتواند بر بقاء عامل بیماری و میزان پژمردگی موثر باشد. بررسیهای محمدی و بنیهاشمی (1381) بیانگر تاثیر منفی نمکهای NaCl و Na2SO4 بر روی جدایههای V. dahliae در محیط مصنوعی بوده و کاهش مراحل مختلف رشد در رابطه با جدایهها را نشان میدهد.
طاهری و همکاران (1384) نشان دادند که یک همبستگی معنیدار بین میزان پژمردگی زیتون و میزان پروپاگول ورتیسیلیوم در خاک وجود دارد. بر این اساس پیشرفت آلودگی تابعی از سطح تراکم مایه تلقیح اولیه بیمارگر میباشد. اگرچه وجود عامل بیماری و میزان آن در خاک به عنوان یک فاکتور مهم در ایجاد بیماری مطرح میباشد، اما آلودگی گیاهان تحت تاثیر فاکتورهای متعددی است که بر میزان همبستگی پروپاگولهای ورتیسیلیوم در خاک و میزان بیماری تاثیر میگذارند. آنها همچنین نشان دادند که هدایت الکتریکی خاک در بقای قارچ و آلودگی درختان زیتون به پژمردگی ورتیسیلیومی اثر منفی دارد، به طوری که میزان پروپاگول قارچ و بیماری در هدایت الکتریکیهای بالا به شدت کاهش یافته است. بر این اساس میزان همبستگی، تابعی از سه متغیر میزان بیماری (Y)، هدایت الکتریکی (Ec) و تراکم قارچ در خاک (Ms) بهصورت مدل Y=0.0247-0.28Ec+0.163Ms ارایه گردید.
تحقیقات بعضی از محققین در روی درختان بادام رو به زوال در استانهای آذربایجان شرقی، سمنان، یزد و چهارمحال و بختیاری بیانگر این است که دو عامل در آلودگی درختان بادام به ورتیسیلیوم دخیل هستند که یکی احداث باغ در زمینهایی که در سالهای قبل زیر کشت محصولات زراعی حساس به ورتیسلیوم بوده و دوم کاشت محصولات حساس یا آلوده به این قارچ بهصورت توام در باغات میباشد. در کنار این فاکتورها عدم رعایت اصول بهداشتی در استفاده از ادوات زراعی و باغبانی آلوده به قارچ نیز در توسعه و انتشار بیماری مهم میباشد (دیزجی و همکاران، 1385؛ محمدیپور و همکاران، 1۳۸۱؛ زکیئی و پورمنصوری، ۱۳۷۴).
نتایج تحقیقات انجام شده در ایستگاه تحقیقاتی هاشم آباد گرگان نشان داد که روشهای مختلف آبیاری در میزان آلودگی به یماری ورتیسیلیوز پنبه موثر هستند. در این بررسی میزان آلودگی در تیمار آبیاری بارانی کلاسیک کمتر از دو روش آبفشان قرقرهای و نشتی بوده است (نصراله نژاد و کیانی، 1384). نتایج مشابهی توسط پیکسینی و همکاران (Piccinni et al., 1999) مبنی بر کاهش میزان آلودگی به بیماری ورتیسیلیوز با مدیریت آبیاری بارانی کلاسیک به علت غرقاب نبودن زمین ارایه گردید.
عامل بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی همچنین با نماتد مولد گره ریشه (Meloidogyne incognita) نیز اثر سینرژیسم دارد (ملکی زیارتی و همکاران، 1386).
2-2-9- کنترل بیماری
نظر بهاینکه این بیماری خاکزاد بوده و مایه تلقیح آن برای چند سال در خاک باقی میماند لذا جهت کنترل این بیماری مدیریت طولانی مدت برای کاهش پروپاگولهای قارچ در خاک مزارع مورد نیاز میباشد (Dung et al., 2013) که اهم آن به شرح زیر میباشد:
2-2-9-1- کنترل زراعی
دفن بقایای گیاهان آلوده در 3تا 4 ماه قبل از کشت با استفاده از شخم عمیق، که باعث پوسیده شدن آنها و قرار گرفتن میکرواسکلروتها در معرض عوامل نامساعد گشته و در نتیجه از جمعیت آنها کاسته میشود. اصلاح خاک با استفاده از مواد آلی پوسیده در کاهش بیماری نیز مؤثر خواهد بود. زیرا این مواد باعث افزایش جمعیت باکتریها و قارچهای ساپروفیت آنتاگونیست با ورتیسیلیوم میشود. افزایش آنتاگونیستها موجب تقویت گیاه و رشد مناسب آن شده و تحمل به بیماری را افزایش میدهد. تناوب با گیاهان غیر میزبان مثل گندم و ذرت و سورگوم نیز باعث کاهش جمعیت قارچ میشود (حکیمی و همکاران، 1386).
تنظیم دور آبیاری و مقدار آب لازم، استفاده از کودهای آمونیومی به صورت سرک، تقویت بوته پنبه با ریز مغذیها در کاهش خسارت این بیماری موثر هستند (حکیمی و همکاران، 1386).
همچنین کنترل و انهدام علفهای هرز ازجمله تاج خروس، گاوپنبه، تاجریزی در داخل و کنار مزرعه پنبه (به عنوان منابع افزاینده اینوکلوم)، نقش زیادی در کنترل بیماری دارد (روزبه و بنی هاشمی، 1385).
نتایج تحقیقات دو ساله ایستگاه تحقیقات بیماریهای پنبه کارکنده (35 کیلومتری غرب شهرستان گرگان) نشان داد که نحوه انجام عملیات زراعی پاییزه و بهاره در سالهای مختلف، در میزان وقوع بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی، عملکرد و اجزای عملکرد پنبه بطور معنیداری موثر میباشد. در تیماری که از ساقه خردکن + شخم پاییزه با گاوآهن برگردان دار × دیسک بهاره بسیار استفاده شده، کمترین آلودگی و بالاترین میزان عملکرد را داشته است هوشیارفرد و قجری (1389).
براساس گزارش احمدی (1387) گیاهان غیر میزبان در تناوب (نظیر گندم، جو، ذرت علوفه ای و کلزا) تاثیر معنیداری روی شدت بیماری و عملکرد داشته و نسبت به گیاهان دیگری نظیر هندوانه و بادمجان تاثیر بهتری در کاهش شدت بیماری و افزایش عملکرد دارند. زیرا گیاهی مثل کلزا با مکانیزمهای مختلفی مانند تولید آنزیمهای حل کننده کیتین و آنتیبیوتیکهای مترشحه توسط باکتریهای مستقر در ریزوسفر، میتواند بطور فعال در کاهش بیماری و افزایش عملکرد موثر باشد(Lottmann et al., 1997; Frankowski et al., 1997).
توالی زراعی پنبه، گندم، سویا و پنبه توالی زراعی مطلوبی برای استان گلستان میباشد. با کاشت غلات، جمعیت عامل بیماری بین 50 تا 68 درصد کاهش خواهد یافت. کاشت سویا، لوبیا سبز، ماش و باقلا قبل از پنبه باعث افزایش بیماری مرگ گیاهچه پنبه میشود. توالی کنجد و پنبه و یا گوجه فرنگی و پنبه در زمینهای آلوده بهعلت افزایش پروپاگولهای قارچ هرگز توصیه نمیگردد (عرب سلمانی، 1382).

—d1738

از استاد مشاور گرانقدرم جناب آقای دکتر هرمز منصوری که با وجود مشغله ی زیاد که در دوران ریاست موسسه تحقیقاتی علوم دامی داشتند همواره برای من وقت گذاشتند و در کمال خونسردی مرا راهنمایی نموده و برای انجام هر چه بهتر این تحقیق مرا قدم به قدم یاری نمودند کمال تشکر و قدردانی را دارم.
از جناب آقای دکتر مهدی رضوی نیز بسیار سپاسگزارم.
از موسسه تحقیقات علوم دامی کشور و همکاریشان، تشکر می نمایم.
در پایان از دانشجویان عزیز دانشگاه محقق اردبیلی که از من حمایت کردند و مرا باور داشتند تشکر می نمایم.

فهرست مطالب
عنوانصفحه
TOC h z t "تیتر اصلی,1,تیتر فرعی,2" فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته1-1- مقدمه PAGEREF _Toc142951498 h 21-2- محتویات شکمبه و ویژگی‌های تخمیر در نشخوارکنندگان PAGEREF _Toc142951499 h 31-2-1- گازهای حاصل از تخمیر PAGEREF _Toc142951500 h 31-2-2- اسیدهای چرب فرار PAGEREF _Toc142951501 h 51-2-3- نیتروژن آمونیاکی PAGEREF _Toc142951502 h 51-2-4- ترکیب جمعیت‌های میکروبی در بخش‌های مختلف شکمبه PAGEREF _Toc142951503 h 61-3- میکروارگانیسم‌های شکمبه PAGEREF _Toc142951504 h 61-3-1- باکتری‌ها PAGEREF _Toc142951505 h 71-3-2- تک‌یاخته‌ها PAGEREF _Toc142951506 h 81-3-3- قارچ‌ها PAGEREF _Toc142951507 h 91-4- اهمیت گیاهان دارویی PAGEREF _Toc142951508 h 121-5- عوامل موثر در تولید عصاره‌های گیاهی PAGEREF _Toc142951509 h 131-5-1- اندام‌های خاص تولیدکننده عصاره‌های گیاهی PAGEREF _Toc142951510 h 131-5-2- ساختار ترشحی PAGEREF _Toc142951511 h 131-5-2-1- ساختار ترشحی خارجی PAGEREF _Toc142951512 h 131-5-2-2- ساختار ترشحی داخلی PAGEREF _Toc142951513 h 131-5-3- عوامل اکولوژیکی PAGEREF _Toc142951514 h 141-5-4- کشت و فرآوری گیاه PAGEREF _Toc142951515 h 141-6- مشخصات گیاه‌شناسی گونه‌های مورد مطالعه PAGEREF _Toc142951516 h 141-6-1-گیاه سپیده (Crambe orientalis) PAGEREF _Toc142951517 h 141-6-2- گیاه گلپر (Heracleum persicum) PAGEREF _Toc142951518 h 181-6-3- گیاه zosima absinthifolia PAGEREF _Toc142951519 h 211-6-4- گیاه مریم نخودی Teucrium polium l. PAGEREF _Toc142951520 h 231-6-5- گیاه پونه (Oregano vulgare L.) PAGEREF _Toc142951521 h 251-7- روش آزمون گاز PAGEREF _Toc142951522 h 28فصل دوم: مواد و روش‌ها2-1- منطقه مورد مطالعه و نحوه نمونه‌برداری PAGEREF _Toc142951525 h 302-1-1- منطقه نمونه‌برداری PAGEREF _Toc142951526 h 302-1-2- زمان نمونه‌برداری و انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاه PAGEREF _Toc142951527 h 302-2- آزمون گاز PAGEREF _Toc142951528 h 312-2-1- آماده‌سازی نمونه‌‌ها برای آزمون گاز PAGEREF _Toc142951529 h 312-2-2- مایع شکمبه و بافر PAGEREF _Toc142951530 h 312-2-3- زمان‌های ثبت تولید گاز PAGEREF _Toc142951531 h 322-2-4- مزایا و معایب آزمون گاز PAGEREF _Toc142951532 h 322-2-5- آماده‌سازی عصاره‌ها برای آزمون گاز PAGEREF _Toc142951533 h 332-2-6- آماده‌سازی نمونه خوراک و سرنگ‌ها PAGEREF _Toc142951534 h 332-2-7- تهیه مایع شکمبه PAGEREF _Toc142951535 h 342-2-8- تهیه بزاق مصنوعی PAGEREF _Toc142951536 h 342-2-9- تهیه نمونه شاهد PAGEREF _Toc142951537 h 362-2-10- تزریق مخلوط بزاق مصنوعی و مایع شکمبه در سرنگ‌ها PAGEREF _Toc142951538 h 362-2-11- تزریق عصاره‌ها به سرنگ‌ها PAGEREF _Toc142951539 h 372-2-12- انکوباسیون و قرائت گاز تولیدی PAGEREF _Toc142951540 h 382-2-13- تعیین حجم گاز تولیدی PAGEREF _Toc142951541 h 382-3- تهیه و آماده‌سازی مایع شکمبه جهت تهیه محیط کشت PAGEREF _Toc142951542 h 392-3-1-محیط کشت PAGEREF _Toc142951543 h 392-3-2- تهیه محلول 0/1 درصد همین PAGEREF _Toc142951544 h 412-3-3- تهیه مخلوط اسیدهای چرب فرار PAGEREF _Toc142951545 h 412-3-4- تهیه محلول مواد معدنی شماره I PAGEREF _Toc142951546 h 412-3-5- محلول مواد معدنی شماره II PAGEREF _Toc142951547 h 412-3-6- تهیه محیط کشت PAGEREF _Toc142951548 h 422-3-7- توزیع محیط کشت PAGEREF _Toc142951549 h 422-3-8- تهیه محلول رقیق کننده بی‌هوازی PAGEREF _Toc142951550 h 432-3-9- تهیه مایع شکمبه تازه PAGEREF _Toc142951551 h 442-3-10- تهیه رقت‌های مختلف از مایع شکمبه PAGEREF _Toc142951552 h 442-3-11- تلقیح و نگهداری کشت‌های انجام شده PAGEREF _Toc142951553 h 472-4- تخمین تعداد باکتری‌ها PAGEREF _Toc142951554 h 482-5- شمارش تک‌یاخته‌ها PAGEREF _Toc142951555 h 482-6- شمارش قارچ‌های بی‌هوازی PAGEREF _Toc142951556 h 49فصل سوم: نتایج3-1- فراسنجه‌های شکمبه PAGEREF _Toc142951558 h 513-2- مقایسه بین سطوح مختلف PAGEREF _Toc142951559 h 493-2-1- مقایسه بین سطوح عصاره Teucrium polium l (مریم نخودی) PAGEREF _Toc142951560 h 493-2-2- مقایسه بین سطوح عصاره Crambe orientale (سپیده) PAGEREF _Toc142951561 h 503-2-3- مقایسه بین سطوح عصاره Heracleum persicum (گلپر) PAGEREF _Toc142951562 h 513-2-4- مقایسه بین سطوح عصاره zosima absinthifolia (زوسیما) PAGEREF _Toc142951563 h 513-2-5- مقایسه بین سطوح عصاره Oregano vulgare L (پونه) PAGEREF _Toc142951564 h 513-2-6- تولید گاز بخش تجزیه‌پذیر سریع (a) PAGEREF _Toc142951565 h 533-2-7- تولید گاز بخش مواد نامحلول در آب و کند تجزیه در شکمبه (b) PAGEREF _Toc142951566 h 533-2-8- تولید گاز بالقوه (a+b) PAGEREF _Toc142951567 h 543-2-9- ثابت نرخ تولید گاز (c) PAGEREF _Toc142951568 h 553-3- تخمین جمعیت میکروبی شکمبه PAGEREF _Toc142951569 h 563-3-1- تخمین جمعیت باکتری‌ها PAGEREF _Toc142951570 h 563-3-1-1- تخمین جمعیت باکتری‌ها در ساعت صفر PAGEREF _Toc142951571 h 573-3-1-1-1- سطح 100 میلی گرم بر لیتر PAGEREF _Toc142951572 h 573-3-1-1-2- سطح 200 میلی گرم بر لیتر PAGEREF _Toc142951573 h 573-3-1-1-3- سطح 300 میلی گرم بر لیتر PAGEREF _Toc142951574 h 573-3-1-2- تخمین جمعیت باکتری‌ها در ساعت چهار پس از انکوباسیون PAGEREF _Toc142951575 h 573-3-1-2-1- سطح 100 میلی گرم بر لیتر PAGEREF _Toc142951576 h 573-3-1-2-2- سطح 200 میلی گرم بر لیتر PAGEREF _Toc142951577 h 583-3-1-2-3- سطح 300 میلی گرم بر لیتر PAGEREF _Toc142951578 h 583-3-1-3- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح هر عصاره PAGEREF _Toc142951579 h 583-3-1-3-1- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح هر عصاره در ساعت صفر PAGEREF _Toc142951580 h 583-3-1-3-1-1- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Crambe orientalis PAGEREF _Toc142951581 h 583-3-1-3-1-2- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Heracleum persicum PAGEREF _Toc142951582 h 583-3-1-3-1-3- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Zosima absinthi PAGEREF _Toc142951583 h 593-3-1-3-1-4- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Teucrium polium PAGEREF _Toc142951584 h 593-3-1-3-1-5- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Oregano vulgare PAGEREF _Toc142951585 h 593-3-1-3-2- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف هر عصاره در ساعت چهار PAGEREF _Toc142951586 h 593-3-1-3-2-1- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Crambe orientalis PAGEREF _Toc142951587 h 593-3-1-3-2-2- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Heracleum persicum PAGEREF _Toc142951588 h 593-3-1-3-2-3- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Zosima absinthi PAGEREF _Toc142951589 h 603-3-1-3-2-4- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Teucrium polium PAGEREF _Toc142951590 h 603-3-1-3-2-5- مقایسه جمعیت باکتری‌ها بین سطوح مختلف عصاره Oregano vulgare PAGEREF _Toc142951591 h 603-3-2- تخمین تعداد پروتوزوآ و قارچ‌ها PAGEREF _Toc142951592 h 60
فصل چهارم: بحث4-1- اثر عصاره‌ها بر قابلیت هضم و تولید گاز PAGEREF _Toc142951595 h 484-2- نحوه عمل عصاره‌ها PAGEREF _Toc142951596 h 514-3- اثر عصاره بر pH شکمبه‌ای PAGEREF _Toc142951597 h 524-4- اثر عصاره بر جمعیت میکروبی شکمبه PAGEREF _Toc142951598 h 534-5- ترکیبات شیمیایی عصاره‌های گیاهان دارویی PAGEREF _Toc142951599 h 574-6- نتیجه‌گیری کلی و پیشنهادها PAGEREF _Toc142951600 h 624-6-1- نتیجه‌گیری کلی PAGEREF _Toc142951601 h 624-6-2- پیشنهادها PAGEREF _Toc142951602 h 62منابع PAGEREF _Toc142951603 h 63

فهرست اشکال
عنوانصفحه
TOC h z t "فهرست اشکال,1" شکل 1-1- متابولیسم NADH H+ و تولید متان در نشخوارکنندگان PAGEREF _Toc142952501 h 4شکل 1-2- روند تخمیر توسط باکتری‌های شکمبه‌ای PAGEREF _Toc142952502 h 8شکل 1-3- گیاه دارویی Crambe orientalis L PAGEREF _Toc142952503 h 15شکل 1-4- گیاه گلپر PAGEREF _Toc142952504 h 19شکل 1-5- گیاه دارویی zosima absinthifolia PAGEREF _Toc142952505 h 22شکل 1-6- گیاه دارویی Teucrium polium PAGEREF _Toc142952506 h 24شکل 1-7- گیاه دارویی Oregano vulgare L PAGEREF _Toc142952507 h 25

فهرست جداول
عنوانصفحه
TOC h z t "فهرست جداول;1" جدول 1-1- موقعیت و مقدار اسیدهای چرب در عصاره C.orientalis PAGEREF _Toc369168412 h 17جدول 2-1- محلول مواد معدنی کم نیاز (A) PAGEREF _Toc369168413 h 34جدول 2-2- محلول مواد معدنی اصلی (C) PAGEREF _Toc369168414 h 35جدول 2-3- محلول بافر مواد معدنی (B) PAGEREF _Toc369168415 h 35جدول 2-4- محلول ریزازورین PAGEREF _Toc369168416 h 35جدول 2-5- محلول احیاء کننده PAGEREF _Toc369168417 h 35جدول 2-6- نسبت محلول‌ها در ترکیب بزاق مصنوعی PAGEREF _Toc369168418 h 36جدول 2-7 PAGEREF _Toc369168419 h 45جدول 2-8 PAGEREF _Toc369168420 h 45جدول 2-9 PAGEREF _Toc369168421 h 45جدول 2-10- اجزای محیط کشت جهت رشد باکتری‌های شکمبه PAGEREF _Toc369168422 h 46جدول 2-11- ترکیب رقیق کننده بی‌هوازی (A.D.S) PAGEREF _Toc369168423 h 47جدول 3-1 گاز حاصل از تخمیر جیره و عصاره‌های گیاهان دارویی پس از 96 ساعت انکوباسیون PAGEREF _Toc369168424 h 51جدول 3-2- اثر سطوح مختلف پنج عصاره بر فراسنجه‌های تولید گاز PAGEREF _Toc369168425 h 52جدول 3-3- تعداد کل باکتری‌ها در هر میلی لیتر مایع شکمبه بعد از تاثیر عصاره‌ها PAGEREF _Toc369168426 h 56
فصل اولمقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته
1-1- مقدمهدر بین حیوانات اهلی گیاهخوار، نشخوارکنندگان سهم بزرگی را در تامین خوراک و سلامت بشر دارند. از طرفی تغذیه نقش اصلی را در بازده اقتصادی و عملکردی این دام‌ها داشته به طوری که تقریبا دوسوم از کل هزینه تولیدات دامی در واحدهای مختلف پرورش دام به هزینه‌های خوراک اختصاص داشته و از طرفی با توجه به مسئله کمبود پروتئین حیوانی و افزایش تولید با منابع علوفه‌ای موجود، لازم است تا از ارزش تغذیه‌ای منابع خوراکی قابل دسترس و مکمل‌های قابل استفاده به منظور افزایش راندمان تولید اطلاع کافی وجود داشته باشد (امیرخانی، 1386). از این رو اهمیت تغذیه مناسب نشخوارکنندگان ایجاب می‌نماید که ارزش غذایی هر یک از مواد خوراکی و اجزای تشکیل دهنده آنها طبق روش‌های صحیح و استاندارد تعیین گردد (قورچی، 1374).
معده حیوانات نشخوارکننده از چهار بخش شکمبه، نگاری، هزارلا و شیردان تشکیل گردیده است (آلاوونگ و همکاران، 2010). سه بخش اول فاقد هر گونه غده بوده و پیش معده نامیده شده و دو بخش آخر جایی است که هضم میکروبی یا تخمیر در آن صورت می‌پذیرد (منصوری و همکاران، 1381). شکمبه دارای انواع باکتری، پروتوزوآ و قارچ است اما باکتری در تمام جنبه‌های تخمیر شکمبه‌ای نقش غالب را بازی می‌کند (راسل و همکاران، 2002).
حیوانات نشخوارکننده (گاو، گوسفند، بز و غیره) آنزیم‌های تجزیه‌کننده فیبر را نمی‌سازند و برای استفاده از ترکیبات دیواره سلولی گیاهان متکی به میکروارگانیسم‌های مستقر در دستگاه گوارش خود می‌باشند به این ترتیب که حیوان برای میکروارگانیسم‌ها زیستگاهی فراهم می‌کند به نام شکمبه و در عوض میکروارگانیسم‌ها نیز با تخمیر خوراک و تولید انواع اسیدها، پروتئین‌های میکروبی و ویتامین‌ها را برای نشخوارکننده قابل استفاده می‌نمایند (راسل و همکاران، 2002).
متناسب با نوع خوراک مصرفی روزانه در گاو 100 تا 190 لیتر بزاق ترشح می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). بزاق مرکب از بی کربنات و فسفات بوده و به عنوان یک عامل بافری مهم در شکمبه عمل می‌نماید (منصوری و همکاران، 1381).
1-2- محتویات شکمبه و ویژگی‌های تخمیر در نشخوارکنندگانمحتویات شکمبه به صورت لایه‌هایی از ناحیه شکمی تا ناحیه پشتی از هم متمایز می‌باشند همچنین بین محتویات قسمت‌های قدامی و خلفی شکمبه نیز تفاوت‌هایی وجود دارد گازهای حاصل از تخمیر در قسمت فوقانی شکمبه تجمع می‌یابند، علوفه‌های بلند یک لایه بزرگ و متراکم از مواد جامد را تشکیل می‌دهند که مقدار نسبتا کمی مایع همراه آن وجود دارد و ذرات ریزتر در زیر آن قرار می‌گیرند. بخش مایع نیز پایین‌ترین قسمت را اشغال می‌کند (منصوری و همکارن، 1381).
1-2-1- گازهای حاصل از تخمیرتولید گاز در نشخوارکنندگانی نظیر گاو 2 تا 4 ساعت بعد از هر وعده غذایی به سقف 40 لیتر در ساعت می‌رسد یعنی زمانی که سرعت تخمیر در بیشترین مقدار خود می‌باشد (چیبا و همکاران، 2009). گازهای اصلی شکمبه عبارتند از:
(60%) 2CO، (30 تا 40) 4CH، مقادیر متفاوتی از 2N، مقدار کمی 2H و 2O (چیبا و همکاران، 2009). گازهای تجمع‌یافته در قسمت فوقانی شکمبه را عمدتا گازهای کربنیک و متان تشکیل می‌دهند (منصوری و همکاران، 1381). نشخوارکنندگان مسئول تولید 16 الی 20 درصد از گاز متان گلخانه‌ای اتمسفر می‌باشند که 75% آن به وسیله‌ی گاوها تولید می‌شود (بهاتا و همکاران، 2007).
متان یک گاز گلخانه‌ای قوی می‌باشد (سیروهی و همکاران، 2012) و بعد از 2CO عامل اصلی اثر گلخانه‌ای است به طوری که حدود 20 درصد از اثر گلخانه‌ای به دلیل حضور گاز متان می‌باشد. نشخوارکنندگان مسئول تولید 16 الی 20 درصد از گاز متان گلخانه‌ای اتمسفر می‌باشند (شکل 1-1) که 75% آن به وسیله‌ی گاوها تولید می‌شود و تولید متان حدود 2 الی 12 درصد از کل انرژی حاصله از غذا را از دسترس حیوان خارج کرده (بهاتا و همکاران، 2007) لذا امروزه متخصصین تغذیه دام به منظور کاهش اتلاف انرژی فوق، به ترکیبات ضد میکروبی مانند یونوفرها، آنتی بیوتیک‌ها و اخیرا گیاهان دارویی توجه بسیاری مبذول داشته‌اند زیرا این ترکیبات بر روی فعالیت میکروارگانیسم‌های تولیدکننده هیدروژن اثر ممانعت کنندگی دارند (سیروهی و همکاران، 2012). متان بعد از عامل اصلی اثر گلخانه‌ای است حدود 20 درصد از اثر گلخانه‌ای به دلیل حضور گاز متان می‌باشد (بهاتا و همکاران، 2007).

شکل 1-1- متابولیسم NADH H+ و تولید متان در نشخوارکنندگان1-2-2- اسیدهای چرب فرارمقدار اسیدهای چرب فرار کوتاه زنجیر 4 ساعت بعد از مصرف خوراک به حداکثر می‌رسد (آلاوونگ و همکاران، 2010). اسیدهای چرب فرار منبع اصلی تامین انرژی قابل متابولیسم برای حیوان نشخوارکننده می‌باشند (منصوری و همکاران، 1381). حدود 60 الی 70 درصد از انرژی اپیتلیوم روده از اسیدهای چرب کوتاه زنجیر، به ویژه از بوتیرات مشتق شده اسیدهای چرب کوتاه زنجیر حدود 80 درصد از انرژی نگهداری نشخوارکنندگان را تامین می‌کنند، اسیدهای چرب فرار اصلی شکمبه به ترتیب فراوانی عبارتند از: استیک، پروپیونیک، بوتیریک، ایزوبوتیریک، والریک، ایزو والریک، 2-متیل بوتیریک، هگزانوئیک و هپتانوئیک اسید که در بخش‌های مختلف شکمبه بر اثر تخمیر میکروبی فیبر جیره تولید می‌شوند (آلاوونگ و همکاران، 2010). تولید اسیدهای چرب فرار حاصل از تخمیر میکروبی، باعث کاهش pH شکمبه شده که توسط بزاق مجددا به حد نرمال (7/6=pH) خود باز گردانده می‌شود (سوناگاوا و همکاران، 2007). زیرا کاهش pHشکمبه تا کمتر از 2/6 سرعت هضم را کاهش داده و باعث افزایش مرحله تاخیر در هضم می‌شود. بزاق غدد بناگوشی سرشار از یون‌های نمکی (به ویژه سدیم، پتاسیم، فسفر و بی کربنات) است که ظرفیت بافری بزاق را تامین می‌کنند (منصوری و همکاران، 1381).
1-2-3- نیتروژن آمونیاکیتجزیه پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه برای تولید آمونیاک بسیار مورد توجه بوده زیرا آمونیاک برای رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌های شکمبه که کربوهیدرات‌ها را تخمیر می‌کنند ضروری است (منصوری و همکاران، 1381). از طرفی سنتز پروتئین میکروبی بستگی به حضور انرژی (حاصل از تخمیر مواد آلی موجود در شکمبه) و حضور نیتروژن حاصل از تجزیه‌ی منابع پروتئینی و غیر پروتئینی دارد و در عین حال آمونیاک شکمبه‌ای منبع اصلی برای سنتز پروتئین میکروبی به وسیله‌ی باکتری‌های شکمبه است (کارسلی و همکاران، 2000). آمونیاک سوبسترای مطلوب برای سنتز پروتئین توسط باکتری‌های سلولوتیک، متانزا و بعضی باکتری‌های آمیلولیتیک است (منصوری و همکاران، 1381). غلظت نرمال مورد نیاز از آمونیاک شکمبه‌ای برای حداکثر سنتز پروتئین میکروبی نامشخص است ولی در شرایط آزمایشگاهی این مقدار mg/dl 5 می‌باشد (کارسلی و همکاران، 2000).
1-2-4- ترکیب جمعیت‌های میکروبی در بخش‌های مختلف شکمبهاز نظر اکولوژیکی چند بخش مختلف در شکمبه وجود دارد و ترکیب جمعیت‌های میکروبی موجود در این بخش‌ها نیز متناسب با محل آن‌ها متفاوت می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381). مثلا باکتری‌های تجزیه کننده اوره به دیواره شکمبه می‌چسبند، قسمت عمده‌ی تک‌یاخته‌ها و قارچ‌ها در قسمت سطح محتویات شکمبه قرار دارند، بخش مایع عمدتا مخزن باکتری‌های هضم کننده مواد غیر سلولزی است که اجزای محلول در آب را تجزیه می‌کنند، لایه‌های پایینی شکمبه که آبکی‌تر بوده و هنوز هم دارای مقدار قابل توجهی الیاف قابل تخمیر است احتمالا غنی ترین منبع باکتری‌های سلولایتیک می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381).
1-3- میکروارگانیسم‌های شکمبهثبات محیط شکمبه و جریان منظم خوراکهای با قابلیت تخمیر بالا به عنوان سوبسترا به داخل آن، شکمبه را به عنوان محل مناسبی برای استقرار و رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها جهت فعالیت‌های تخمیری مطلوب گردانده است، به طوری که در آن گونه‌های متنوع میکروبی به طور مشترک در تجزیه کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها دخالت دارند. به طور کلی میکروارگانیسم‌های شکمبه به سه دسته باکتری‌ها، تک‌یاخته‌ها و قارچ‌های بی‌هوازی تقسیم بندی می‌شوند (منصوری و همکاران، 1381).
1-3-1- باکتری‌هاهر میلی لیتر از مایع شکمبه حاوی 10 الی 50 بیلیون باکتری می‌باشد (چیبا 2009). تا کنون بیش از 200 گونه باکتری از شکمبه جداسازی و شناسایی شده است (منصوری و همکاران، 1381). گروه‌های اصلی باکتری‌های شکمبه عبارتند از:
الف) سلولایتیک‌ها: سلولز را هضم می‌کنند.
ب) همی سلولولایتیک‌ها: همی سلولز را هضم می‌کنند.
پ) آمیلولایتیک‌ها: نشاسته را هضم می‌کنند.
ت) پروتئولایتیک‌ها: پروتئین را هضم می‌کنند.
س) پکتینولایتیک: پکتین را هضم می‌کنند.
ج) لیپولایتیک: لیپید را هضم می‌کنند.
چ) مصرف‌کننده‌های قندها: مونوساکاریدها و دی ساکاریدها را مصرف می‌کنند.
ح) مصرف‌کننده‌های اسیدها: اسیدهای لاکتیک، سوکسینیک، مالیک و غیره را مصرف می‌کنند.
خ) تولیدکننده‌های آمونیاک
د) سنتزکننده‌های ویتامین‌ها
ز) تولیدکننده‌های متان (چیبا، 2009).
همه‌ی این باکتری‌ها بی‌هوازی می‌باشند و بیشتر آن‌ها تخمیرکننده‌ی کربوهیدرات‌ها هستند از جمله باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی و باکتری‌های ثابت و متحرک. باکتری‌ها در روند تخمیر شکمبه‌ای نقش بسیار مهمی دارند (شکل 2-1)، هیدروژن ورودی منتقل می‌شود و سپس با مصرف شدن توسط متانوژن‌ها مقدار آن به تعادل می‌رسد. اگر باکتری‌های گرم مثبت کاهش یابند مقدار هیدروژن ورودی نیز کاهش می‌یابد و تخمیر به سمت پروپیونات، لاکتات و بوتیرات تغییر می‌یابد (چیبا، 2009). جمعیت زیادی از باکتری‌های آمیلولایتیک، پروتئولایتیک و باکتری‌های مصرف‌کننده اسید لاکتیک در روز اول پس از تولد در شکمبه ظاهر می‌شوند، باکتری‌های به شدت هوازی در روز دوم پس از تولد در شکمبه تجمع می‌یابند، باکتری‌های سلولایتیک و متان زا در روز چهارم ظاهر می‌شوند. 10 روز پس از تولد تعداد باکتری‌ها به حدود 108 در هر میلی‌لیتر می‌رسد (منصوری و همکاران، 1381).

شکل 1-2- روند تخمیر توسط باکتری‌های شکمبه‌ای1-3-2- تک‌یاخته‌هاتک‌یاخته‌ها متعلق به کلاس کینتوفراگمفرا و زیر کلاس وستیبولیفرا می باشند مژکداران به دو شاخه تریکوستوماتا و انتودیتیومورفیدا دسته‌بندی می‌شوند. تک‌یاخته‌ها از باکتری‌ها بزرگتر بوده و طول آن‌ها بین 5 تا 25 میکرومتر است (منصوری و همکاران، 1381). تراکم تک‌یاخته‌ها در شکمبه بین 104 تا 106 در هر میلی لیتر از مایع شکمبه گزارش شده و عمده تک‌یاخته‌های شکمبه مژکدار هستند اگر چه تعداد کمی تک‌یاخته تاژکدار نیز در شکمبه پیدا شده است (شین و همکاران، 2004). تک‌یاخته‌های مژکدار بعد از باکتری‌ها و قارچ‌ها در شکمبه ظاهر می‌گردند و به ندرت تا سن 2 هفتگی در نوزاد نشخوارکنندگان یافت می‌شوند آن‌ها معمولا در خلال هفته دوم پس از تولد یعنی هنگامی که غذای جامد جایگزین غذای مایع می‌شود در شکمبه ظاهر می‌شوند (منصوری و همکاران، 1381).
1-3-3- قارچ‌هاقارچ‌های بی‌هوازی شکمبه حدود 20 درصد توده میکروبی شکمبه را تشکیل می‌دهند که در 5 جنس نئوکالیماستکیس، کائکومایسس، آنائرومایسس، پیرومایسس و ارپینومایسس تقسیم‌بندی گردیده‌اند (منصوری و همکاران، 1381). سیکل زندگی قارچ‌ها دارای دو مرحله است: مرحله متحرک (زئوسپوری) که در این مرحله به صورت آزاد در مایع شکمبه یافت می‌شوند و دارای یک یا چند تاژک هستند و مرحله رشد و تکثیر گیاهی (اسپورانژیوم) که در این مرحله به وسیله‌ی سیستم رایزوئیدی به ذرات گیاهی می‌چسبد (دنمن و همکاران، 2006). چرخه زندگی قارچ‌ها در محیط کشت 24 تا 32 ساعت است (منصوری و همکاران، 1381). تراکم زواسپورها در مایع شکمبه 103 تا 105 در هر میلی لیتر مایع شکمبه است (منصوری و همکاران، 1381). قارچ‌های شکمبه تمام آنزیم‌های لازم برای تجزیه سلولز و همی سلولز و هیدرولیز الیگوساکاریدهای آزاد را تولید می‌کنند (دنمن و همکاران، 2006).
پروسه‌ی هضم در نشخوارکنندگان به وسیله‌ی واکنش‌های شیمیایی و محصولات تخمیری حاصل از عملکرد میکروارگانیسم‌های شکمبه انجام می‌پذیرد. با گسترش استفاده از مواد شیمیایی و تهدید میکروب‌های نامطلوب در طول چند دهه گذشته، تعادل میکروبی شکمبه در معرض خطر قرار گرفته است. امروزه فلور میکروبی شکمبه به عنوان یک عامل اساسی برای دستکاری شکمبه به منظور به دست آوردن بهترین عملکرد رشد حیوان و جلوگیری از بر هم خوردن تعادل میکروبی شکمبه مورد توجه قرار گرفته است (فروم هواتز، 2010). دستکاری شکمبه‌ای از طریق بهینه‌سازی فرمول جیره، استفاده از افزودنی‌های خوراکی و افزایش یا مهار گروه خاصی از میکروب‌ها امکان پذیر می‌باشد (کالسامیگلیا و همکاران، 2006).
استفاده از آنتی بیوتیک‌ها در تغذیه حیوانات، به عنوان محرکهای رشد ضد میکروبی بی‌شک برای بهبود فراسنجه‌های عملکردی حیوانات و پیشگیری از بیماری‌ها سودمند است. موننسین، گازولوسید و لیدلومایسین پروپیونات، اسپیرامایسین، ویرژینیامایسین و تایلوزین فسفات رایج‌ترین آنتی بیوتیک‌هایی هستند که در نشخوارکنندگان مصرف شده و همگی به خانواده آنتی بیوتیک‌های یون دوست تعلق دارند (برودیسکو و همکاران، 2000). نحوه عمل آنها مختل کردن شیب یونها از غشای سلول باکتریهای مستعد (یعنی آنهایی که این آنتی بیوتیک‌ها به صورت تخصصی علیه آنها عمل می‌کنند) می‌باشد و نتیجه آن تغییرات مفید در الگوی تخمیر شکمبه‌ای، افزایش نسبت پروپیونات به استات تولیدی، کاهش تولید متان و کاهش تجزیه پروتئین خوراک در شکمبه است که همه این‌ها باعث افزایش بازده غذایی و همچنین کاهش بروز اسیدوز و نفخ میگردد (کالاوی و همکاران، 2003).
اما تهدید امنیت زیستی برای سلامت انسان و حیوان، ناشی از افزایش مقاومت عوامل بیماریزا به آنتی بیوتیک‌ها و تجمع بقایای آنتی بیوتیک‌ها در تولیدات دامی و محیط باعث اعتراض گسترده برای حذف آنتی بیوتیک‌های محرک رشد از جیره حیوانات شده است. تولیدات طبیعی گیاهان، جایگزین‌های بالقوه‌ای برای آنتی بیوتیک‌هایی هستند که به خوراک دام افزوده می‌شوند. در سال‌های اخیر علاقه به خواص دارویی محصولات طبیعی (گیاهان، ادویه‌ها، گیاهان دارویی) به عنوان مکمل و افزودنی خوراک دام با پتانسیل بهبود سلامت و تولیدات دام و کاستن اثرات محیطی از تغذیه دام، به طور چشمگیری افزایش یافته است(محیطی اصل و همکاران، 1389).
گیاهان دارویی یک سری از متابولیت‌های ثانویه گوناگون مانند عصاره‌ها و اسانس‌ها را تولید می‌کنند که زمانی که این ترکیبات، استخراج شده و تغلیظ گردند می‌توانند بر جمعیت گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌های شکمبه شامل: باکتری‌ها، قارچ‌ها، پروتوزوآ و ویروس‌ها و به دنبال آن بر قابلیت هضم خوراک توسط نشخوارکنندگان اثرگذار باشند زیرا قابلیت هضم خوراک در نشخوارکنندگان تحت تاثیر عوامل گیاهی، حیوانی و میکروبی قرار دارد (محیطی اصل و همکاران، 1389).
از جمله مناطقی که می‌توان گیاهان داروئی خودرو را به فراوانی در آن‌ها یافت مراتع می‌باشند. مراتع با ارزش‌ترین و در عین حال ارزان‌ترین منبع خوراک دام در مناطق مختلف ایران از جمله استان اردبیل می‌باشند. از کل مساحت استان اردبیل که بالغ بر 1786730 هکتار می‌باشد 1076968/6 هکتار آن عرصه منابع طبیعی بوده که 1015000 هکتار آن را مراتع غنی از انواع گیاهان دارویی تشکیل می‌دهد. گیاهان دارویی در فصول مختلف و به فراوانی در سطح مراتع استان اردبیل یافت می‌شوند که از آن جمله می‌توان به اسطوخودوس، پنیرک، جاشیر، مرزنجوش، گلپر، هویج کوهی، مریم نخودی، بابونه، بومادران، پونه، گزنه، پولک، مریم گلی، علف چای، بارهنگ، گل گاو زبان، بولاغ اوتی، پاخری، سپیده، آویشن و غیره اشاره کرد (اداره آمار و اطلاعات سازمان جهاد کشاورزی استان اردبیل،1390).
نبود اطلاعات کافی از ارزش تغذیه‌ای گیاهان دارویی ، ارزش درمانی و موارد مصرف آنها، امکان استفاده بهینه از این منابع را در تغذیه دام و افزایش راندمان تولید، محدود ساخته است (نیکخواه،1385). در مجموع با احتساب و ارائه این گونه اطلاعات کمک قابل توجهی به افزایش تمایل کشت و مدیریت گیاهان دارویی و افزایش راندمان تولید دام صورت می‌گیرد. بنابراین در راستای تولید اطلاعات قابل استفاده در مدیریت دام و گیاهان دارویی منطقه، هدف این پژوهش تعیین اثر برخی از گیاهان دارویی مراتع استان اردبیل بر جمعیت میکروبی شکمبه تحت شرایط آزمایشگاهی می‌باشد.
1-4- اهمیت گیاهان داروییهزاران سال است که انسان از گیاه و عصاره‌های استخراج شده از آن‌ها استفاده می‌نماید. اولین اطلاعات ثبت شده در این خصوص به حدود 2600 سال قبل از میلاد در بین النهرین برمی‌گردد. قدیمی‌ترین سند نوشته شده در مورد تهیه عصاره‌های گیاهی به نوشته‌های مورخ یونانی، هرودوتوس برمی‌گردد (425 الی 484 قبل از میلاد مسیح).
با توجه به خصوصیات بیولوژیکی فعال و چندگانه عصاره‌های گیاهان داروئی این ترکیبات می‌توانند یک افزودنی جایگزین مناسب بسیاری از افزودنی‌های دیگر از جمله آنتی بیوتیک‌ها گردند. از جمله این خصوصیات می‌توان به فعالیت آنتی اکسیدانی، فعالیت ضدقارچی، فعالیت تسکین‌دهندگی، فعالیت ضد باکتریایی و ضد ویروسی اشاره کرد. به علاوه عصاره گیاهان داروئی به دلیل طعم و عطر خاص خود منجر به تحریک مصرف خوراک می‌شوند، کاهش تلفات و عدم نیاز به رعایت حذف پیش از کشتار در اغلب موارد و احتمال نبود ترکیبات باقیمانده مضر در تولیدات حیوانی و در عین حال حفظ سلامت محیط زیست از دیگر خواص گیاهان داروئی می‌باشد. به طور کلی میکروفلور دستگاه گوارش، مورفولوژی روده، تخلیه معده، فعالیت بخش‌های گوارشی داخلی و در نهایت فراسنجه‌های عملکردی تحت تاثیر ترکیبات گیاهی قرار می‌گیرد. عصاره‌های گیاهان داروئی باید در کشورهای کمتر توسعه یافته‌ای چون ایران بیشتر مورد توجه قرار گیرند زیرا دراین کشورها مشکلات حمل و نقل مانع بازاریابی برای محصولات کشاورزی حجیم شده و افزایش هزینه‌ها را در پی دارد اما عصاره‌های گیاهی از جمله گیاهان داروئی به دلیل کم حجم بودن این مشکلات را مرتفع نموده و استفاده از آنها مقرون به صرفه می‌باشد (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5- عوامل موثر در تولید عصاره‌های گیاهی1-5-1- اندام‌های خاص تولیدکننده عصاره‌های گیاهیمیزان و ترکیب عصاره گیاهی به نوع اندام مورد بررسی بستگی دارد. عصاره‌های گیاهی تجمع‌یافته در اندام‌های مختلف یک گیاه ممکن است به لحاظ ترکیب و مقدار متفاوت باشند. از جمله این اندام‌ها می‌توان به: پوست درخت، توت‌ها، گل‌ها، برگ‌ها، پوست میوه، رزین، ریشه، ریزوم، دانه‌ها و چوب اشاره کرد. اما در اکثر موارد اندام‌های مختلف دارای خصوصیات مشابهی هستند (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5-2- ساختار ترشحیعصاره‌های گیاهی توسط ساختارهای تخصص یافته متنوعی در گیاه تولید، ذخیره و آزاد می‌شود. ساختارهای ترشحی عبارتند از:
1-5-2-1- ساختار ترشحی خارجیتریکوم‌ها، نعناع، سدابیان، گرانیاسه، سیب‌زمینی و شاهدانه خانواده شمعدانی.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

اسموفورها خانواده فلفل، ارکیده و شیپوریان.
1-5-2-2- ساختار ترشحی داخلیایدوبلاستها: خانواده برگ بو، مگنولیا، فلفل، شیپوریان، زرآوند، گل یخ.
حفره: خانواده سدابیان، مورد، میوپوراسه، هیپریکاسه و بقولات.
مجاری: خانواده چتریان، شمعدانی، کاج، مورد، بقولات و آناکاردیاسه (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5-3- عوامل اکولوژیکیتولید عصاره تا حد زیادی تحت زیادی تحت تاثیر عوامل اکولوژیکی و شرایط آب و هوایی از جمله تاثیرات خاک، مواد مغذی، آب، نور و دما قرار دارد. به طور کلی، افزایش نور و دما، اثر مطلوبی بر تولید عصاره‌های گیاهی دارد (فیگوییردو، 2008) تنش آبی در برخی گونه‌ها مانند اوسیوم باسیلی، ترخون (Ar--isia dracunculus) و شوید (Anethum graveolens) منجر به تولید دو برابر عصاره‌های گیاهی و تغییر در ترکیب آن‌ها می‌شود (سایمون و همکاران، 1992).
1-5-4- کشت و فرآوری گیاهمنشا گیاهان مورد استفاده برای تولید عصاره‌های گیاهی نقش مهمی در کیفیت عصاره به دست آمده دارد. امروزه گونه‌های حاوی عصاره قادر به رشد در مناطقی غیر از منطقه بومی خود می‌باشند. علاوه بر رویه مناسب کشاورزی، بهبود عملکرد محصولات باعث شده تا تولیدکنندگان کنترل لازم را بر روی تولید گیاهان دارویی و فرآیند آنها به منظور تهیه محصولی با کیفیت داشته باشد.
1-6- مشخصات گیاه‌شناسی گونه‌های مورد مطالعه1-6-1-گیاه سپیده (Crambe orientalis)این گیاه با 34 گونه یکی از بزرگ‌ترین جنس‌ها‌ی خانواده brassiceae از زیرخانواده‌های brassicaceae می‌باشد (رضوی و همکاران، 2009) خانواده brassicaceae شامل 13-19 زیرخانواده، 350 جنس و حدود 3500 گونه در جهان است.
جنس crambe در گیاه‌نامه ایران با سه گونه نمایش داده شده است C. Hispanical، C.kotschyana و C. orientalis L.
Crambe orientalis L گسترده‌ترین گونه‌ی مربوط به این جنس در ایران می‌باشد که سپیده نامیده می‌شود (شکل 3-1). این گونه به اندازه 5/1 متر رشد می‌کند و دارای ساقه و برگ‌های موج‌دار است که ممکن است به طول 5/0 متر هم برسد. گل‌ها سفید هستند و طی ماه‌های آوریل – جولای پدیدار می‌شوند. گونه‌های مختلفی از crambe ممکن است به عنوان سبزیجات، خوراک دام و یا گیاه دارویی مورد استفاده قرار گیرد (رضوی و همکاران، 2009).

شکل 1-3- گیاه دارویی Crambe orientalis LCrambe orientalis L یک گیاه پایا و دائمی به طول 30 الی 120 سانتیمتر بسته به فصل و توده جمعیت آن و گاهی 1/2 متر می‌باشد که اکثرا در مزرعه‌ها، دامنه‌ی کوه‌ها، باتلاق‌های خشک، زمین‌های سنگلاخی و خاک‌های رس رشد می‌کند. گیاه دارویی کرامپ در شرایط متفاوت از جمله در دماهای مختلف، ارتفاع، شرایط آفتابی و خشک سالی قادر به رشد و ادامه حیات می‌باشد که باعث شده این گیاه انتشار گسترده‌ای از غرب به شرق یافته است به طوری که از اروپا و شرق مدیترانه، به غرب آسیا و ایران گسترده شده است این گیاه برگ‌های بزرگی دارد که گاهی به طول 60 سانتیمتر می‌رسد برگ‌ها پر شکل و آویزان هستند و رایحه‌ای شبیه کلم پیچ دارد. برگ‌های جوان آن مزه و بوی خوشایندی نزدیک بوی فندق دارد (رضوی و همکاران، 2009) گل‌ها‌ی این گیاه سفید یا زرد و خوشه‌ای شکل هستند میوه‌های آن حتما به بلوغ می‌رسند مگر در باران‌های سنگین و بادهای تند (توتوس و همکاران، 2009).
تحقیقات فیتوشیمیایی اخیر روی بخش‌های هوایی برخی گونه‌های crambe حضور گلوکوزینولات‌ها و فلاونوئیدهای مختلف مانند لوتئولین، آپیژنین، کوئرستین و کامپفرول را آشکار ساخته است. این نشان می‌دهد که پتانسیل آنتی اکسیدانی قوی این گیاه در عصاره‌های متانولی و دی کلرو متانولی آن مربوط به فلاونوییدهای آن است. گلوکوزینولات تجزیه شده و تبدیل به ایزوتیوسیانات می‌شود لذا عصاره و اسانس گل‌ها و برگ‌های این گیاه دارای اثرات سیتوتوکسینی و فیتوتوکسینی می‌باشند. ترکیب اصلی عصاره و اسانس گل‌ها و سرگل‌های این گیاه، 2-متیل-5-هگزن انیتریل و 3-بوتنیل ایزوتیوسیانات می‌باشد عصاره هگزانی آن فعالیت ضدمیکروبی ندارد. ولی عصاره متانولی آن دارای اثرات ضد باکتریایی قوی علیه هر دو نوع باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی می‌باشد که می‌تواند به دلیل ایزوتیوسیانات باشد. این ترکیبات می‌توانند به راحتی به غشا نفوذ کنند بنابراین نقش دفاعی فعالی را برای گیاهان علیه امراض و گیاه خواران بازی می‌کنند. عصاره متانولی این گیاه قوی ترین اثر را نسبت به سایر انواع عصاره‌ها دارد. عصاره‌های هگزانی، دی کلرو متانولی و متانولی این گیاه بیشترین اثر Allelopathic را نشان می‌دهند که می‌تواند مرتبط با گلوکوزینولات و ایزوتیوسیانات باشد. به خاطر پتانسیل بالای خاصیت ضدمیکروبی برگ‌های C. orientalis این گیاه می‌تواند به عنوان یک گندزدای قوی و یک آنتی بیوتیک علیه میکروارگانیسم‌ها استفاده شود (رضوی و همکاران، 2009). دانه‌ها و میوه‌ی این گیاه غنی از روغن‌های فراری از جمله میرستیک، پالمیتیک، استئاریک، اولئیک، آراشیک، آراشیدونیک، اروسیک، لینولئیک، لینولنیک، پالمیتولئیک، لیگنوسرینیک و ایکوزانوئیک اسید (جدول 1-1) می‌باشند (اخونوو و همکاران، 2012). اروسیک اسید که در میان سایر اسیدهای چرب مربوط به روغن‌های فرار کرامپ بیشترین مقدار (39/39 درصد) را دارد یک هیدروکربن دارای 22 اتم کربن و یک پیوند دو گانه (22:1) می‌باشد. این ساختار نقطه‌ی ذوب و نقطه‌ی تبخیر بالایی (C229) به این ترکیب می‌دهد. توانایی بالا در برابر حرارت زیاد و داشتن حالت مایع در دماهای پایین این روغن را به چرب‌کننده‌ای قوی مبدل ساخته است.
جدول 1-1- موقعیت و مقدار اسیدهای چرب در عصاره C.orientalisاسیدهای چرب(%)تعداد کربن‌هامقدار در گیاه (%)
پالمیتولئیک اسید16:120/0
پالمیتیک اسید16:027/3
لینولئیک اسید18:242/12
لینولنیک اسید18:321/21
اولئیک اسید18:161/1
استئاریک اسید18:053/0
آراشیدونیک اسید20:042/0
اروسیک اسید22:139/39
نروونیک اسید24:199/0
لیگنوسریک اسید24:020/0
سیس-ایکوزانوئیک اسید20:195/9
ترانس- ایکوزانوئیک اسید20:139/1
SAFA87/4
MUFA 53/53
PUFA 63/33
جمع58/91
SAFA: saturated fatty acidsMUFA:monounsaturated fatty acids PUFA:polyunsaturated fatty acids

این گیاه همچنین محتوی آلکالوئید نیز می‌باشد. ترکیبات اصلی این گیاه از گروه الکالوئیدها عبارتند از:
بوتن-1-ایزوتیوسیانات و هیدروکربن‌های 2-متیوکسی هگزن و 3-متوکسی-4-هیدروکسی استیرن. کرامپ همچنین دارای انواع فیبر از جمله هولوسلولز، آلفا سلولز، سلولز، لیگنین، خاکستر و سیلیکا می‌باشد. محتوای لیگنین کرامپ 24/5 درصد و نسبت سلولز آن 40/1 درصد می‌باشد. بالاترین قابلیت انحلال‌پذیری آن با %1 NaoH برابر 34/9% می‌باشد. نسبت هولوسلولز و -سلولز آن نیز 70/50% است (اخونوو و همکاران، 2012).
گیاه دارویی کرامپ در شرایط متفاوت از جمله در دماهای مختلف، ارتفاع، شرایط آفتابی و خشک‌سالی قادر به رشد و ادامه حیات می‌باشد.
1-6-2- گیاه گلپر (Heracleum persicum)گونه‌های مختلفی از جنس Heracleum در قرن 19 میلادی از جنوب غرب آسیا به اروپا معرفی شدند و در حال حاضر به طور گسترده‌ای در بسیاری از کشورها یافت می‌شود جنس Heracleum در دنیا دارای حدود 60 الی 70 گونه می‌باشد که همه آن‌ها گونه‌های پایا و یا دو ساله هستند تا جایی که شناخته شده گونه‌های Heracleum هیبرید و با فرمول 22=n2 می‌باشند. جنس Heracleum شامل بیش از 70 گونه در سرتاسر جهان است و در ایران 10 گونه بومی دارد (حاج هاشمی و همکاران، 2009) که بیشتر بومی مناطق البرز و شمال ایران در این مناطق تا محدوده ارتفاعی 2000 الی 3000 متری نیز رشد می‌کند (مجاب و همکاران، 2003).
Heracleum persicum که معمولا به زبان فارسی گلپر نامیده میشود (شکل 4-1) از خانواده Apiaceae بوده و از جمله گیاهان گلدار محسوب میشود این گیاه یک گیاه دو یا چند ساله پرتخم است که بومی ایران، ترکیه و عراق می‌باشد (همتی و همکاران، 2010).
شکل 1-4- گیاه گلپر تاریخ شناخت گونه Heracleum persicum نامشخص است و تقریبا به اوایل سال 1829 نسبت داده می‌شود (دهقان نوده و همکاران، 2010) گونه‌های H. laciniatum auct، H.tromsoensis و H.CF.pubescens هم‌خانواده و مترادف این گونه می‌باشند. گونه H.persicum که گاهی با گونه‌های H.mantegazzianum و H.sosnowskyiاشتباه گرفته می‌شود، گیاهی بلند و ایستاده است که در مناطق معتدل نیمکره شمالی و همچنین در کوههای بلند گسترده شده است. تمرکز بیش‌ترین تنوع گونه‌های آن در کوه‌های قفقاز و چین است (دهقان نوده و همکاران، 2010). از میوه‌های این گونه به طور گسترده‌ای به عنوان ادویه‌جات و از ساقه‌های جوان آن نیز در تهیه خیار شور استفاده می‌شود (همتی و همکاران، 2010). این گونه دارای روغن‌های فرار، فلاونوییدها و فورانوکومارین‌ها می‌باشد (دهقان نوده و همکاران، 2010). در ریشه این گیاه ترکیباتی از قبیل pimpinelin، isopimpinellin، bergapten، isobergapten، sphondin و furanocoumarins وجود دارد. عصاره هیدروالکلی آن حاوی تعدادی فورانوکومارین است که از آن جمله می‌توان به sphondin اشاره کرد. گزارش شده است که این ترکیب ممانعت کننده‌ی 8-beta است که این ترکیب تحریک کننده ترشح آنزیم سیکلواکشیژناز دو می‌باشد از آنجایی که این آنزیم یک نقش کلیدی در درد و التهاب دارد می‌تواند اثر تسکین‌دهنده‌ی این گیاه را توضیح دهد. بر خلاف عصاره هیدروالکلی این گیاه کومارین‌ها در روغن ضروری آن یافت نمی‌شود و اثر تسکین‌دهندگی آن ممکن است مربوط به ترکیبات استری آن باشد (حاج هاشمی و همکاران، 2009). عصاره استونی دانه‌های این گیاه دارای برخی ترکیبات ترپنی از جمله eugenol، Cineol و Linalool می‌باشد که دارای اثر بی‌حس‌کنندگی، سست‌کنندگی عضلات و همچنین اثر بازدارندگی بر رو‌ی تحرک می‌باشند. به همین دلیل ترکیبات ترپنی موجود در دانه‌ها ممکن است مسئول اثر تسکین دهندگی آن‌ها باشند (همتی و همکاران، 2010). اسانس میوه‌های گیاه شامل 95% استرهای آلیفاتیک، 4% الکل‌های آلیفاتیک و 1% مونوترپن‌ها می‌باشد. ترکیب اصلی در اسانس برگ‌های این گیاه trans-anetholeمی‌باشد (مجاب و همکاران، 2003).
روغن‌های فرار آن حاوی ترکیباتی مانند هگزیل بوتیرات (56/5%)، اکتیل استات (16/5%)هگزیل-2متیل بوتانات (56/5%)(butanoat) و هگزیل ایزوبوتیرات (3/4%) می‌باشند. به دلیل وجود این مواد فعالیت‌های آنتی اکسیدانی، ضدمیکروبی و ضد قارچی در این گیاه دیده می‌شود. اسانس این گیاه همچنین خاصیت سیتو توکسینی دارد که به دلیل حضور فنول‌هایی از قبیل thymol، carvacrol، آلدهیدهایی از قبیل geranial، citronella و الکل‌هایی از قبیل geraniol، linalool، citronellol و lavandulol است. عصاره هیدروآلکالوئیدی این گونه حاوی ساپونین می‌باشد عصاره هیدروالکلی و اسانس این گیاه دارای اثرantinociceptive و ضد فساد هستند. عصاره ریشه و بخش‌های هوایی این گیاه به طور کلی رشد bacillus anthracis را متوقف می‌کند. این گیاه می‌تواند هر دو نوع ایمنی هومورال و سلولی را تحریک کند و در عین حال افزایشی در پاسخ ایمنی به وجود آورد که این به دلیل حضور فلاونوئیدها یا کومارین‌ها می‌باشد که می‌توانند پاسخ هومورال را به وسیله‌ی تحریک ماکروفاژها و افزایش β-lymphocytesکه در سنتز آنتی‌بادی‌ها دخالت دارند افزایش دهند. در عین حال انواع متنوعی از فلاونوئیدهای موجود در این گیاه می‌توانند فعالیت سلول‌های T، سیتوکین‌ها، اینترفرون گاما و ماکروفاژها را به طور معنی‌دار‌ی افزایش دهند و بنابراین برای درمان بیماری‌های مربوط به سیستم ایمنی مفید باشند عصاره متانولی این گیاه به خاطر دارا بودن هگزیل استات و اکتیل بوتیرات دارای خاصیت ضد توموری می‌باشد (همتی و همکاران، 2010).
1-6-3- گیاه zosima absinthifoliaاین گیاه یکی از اعضای خانواده Apiaceae می‌باشد (رضوی و همکاران،2010). جنس zosima دارای چهار گونه است که عبارتند از:
Z. absinthifolia، Z. korovinii، Z gilliana و Z. Radians (منه من و همکاران، 2001).جنس zosimaدر ایران شامل گیاهان 6 ساله یا همیشگی است. zosima absinthifolia یک گونه‌ی شناخته شده از این جنس است که در ایران، ترکیه، عراق و کشورهای مختلف قفقاز، شرق میانه و آسیای مرکزی یافت می‌شود (شکل 5-1). این گیاه در استپ‌ها، زمین‌ها و دامنه‌های آهکی رشد می‌کند و ساقه‌های شیار دارش ممکن است به ارتفاع یک متری نیز برسد. برگ‌های این گیاه سه پر است و گل هایش به رنگ سبز روشن تا زرد می‌باشد. دوره گلدهی آن از آوریل شروع می‌شود و تا جولای ادامه می‌یابد. شکل میوه‌هایش بیضوی مایل به دایره با حاشیه‌های آماس کرده است. به غیر از گونه‌یHeracleum گونه‌ی Z. absinthifolia نیز در ایران معمولا به نام گلپر شناخته می‌شود زیرا میوه‌هایش به عنوان طعم‌دهنده و ادویه غذایی به کار برده می‌شوند (رضوی و همکاران، 2010). جنس zosimaنخستین بار در سال 1814 به وسیله‌ی هافمن معرفی شد وی همچنین تشخیص داد که گونه‌های Heracleum absinthifolium و Tordylium absinthifolium هم خانواده‌های Z. orientalis می‌باشند.

شکل 1-5- گیاه دارویی zosima absinthifoliaجنس Zosima بر اساس شکل میوه‌ها با گونه‌ی Heracleum فرق دارد. در Heracleum میوه‌ها دارای پره‌های شفاف (زائده‌های حبابی شکل) در بخش‌های جانبی هستند که تشکیل یک لبه ضخیم را می‌دهد. ارتفاع این گیاه از 30 تا 100 سانتیمتر در Z. absinthifolia، 50 تا 85 سانتیمتر در Z.gilliana، 35 تا 50 سانتیمتر در Z.koroviniiو 30 تا 50 سانتیمتر در Z.--ians متفاوت است. همه‌ی گونه‌های این جنس یک یقه‌ی لیفی محکم تولید می‌کنند که از پایه برگ‌ها تا بالاتر از ریشه ادامه دارد. ساقه در همه‌ی گونه‌ها مودار است (منه من و همکاران، 2001).
اسانس دانه‌های Z.absinthifolia که به وسیله‌ی اکتیل استات (87/4%)، اکتیل اکتانات (5% octyloctanoate) و 1-اکتانول (%2/3 1-octanol) به دست آمده دارای اثر ضد باکتریایی بالایی علیه باکتری‌های گرم مثبتی مانند Bacillus subtilis، Bacillus pumilusمی‌باشد. همچنین عصاره دانه‌های این گونه فعالیت آنتی اکسیدانی و فیتوتوکسینی نشان می‌دهد. مانند سایر گونه‌های Apiaceae گونه‌ی Z.absinthifolia نیز دارای کومارین می‌باشد (رضوی و همکاران، 2010). عصاره n- هگزانی میوه‌های این گیاه دارای سه مشتق کومارین می‌باشد که عبارتند از: imperatorin، auapteneو 7-prenyloxycoumarine.همچنین دیگر مشتقات کومارینی (bergapten، deltoin، columbianadin، isobergapten، isopimpinellin، imperatorin، pimpinellin، sophodin و umbelliferone)، انواع فلاونوئیدها (quercetin، kaempferol)، و آلکالوئیدها ازz.absinthifolia استخراج شده‌اند. از این میان deltoinو columbianadin ترکیبات اصلی هر دو عصاره n-هگزانی و اتانولی می‌باشند. در هر دو قسمت ریشه و بخش‌های هوایی محتوای deltoinبیشتر از columbianadinاست و همچنین کل محتوای deltoin وcolumbianadin در ریشه بیشتر از بخش‌های هوایی می‌باشد (باهادیر و همکاران، 2010).
Imperatorin در بسیاری از جنس‌های خانواده Apiaceae مانند Angelica، Prangosو Heracleum وجود دارد (رضوی و همکاران، 2010).
1-6-4- گیاه مریم نخودی Teucrium polium l.گیاه Teucrium polium از خانواده Lamiaceae یکی از300 گونه‌ی مربوط به جنس Teucrium است. این گیاه به صورت باستانی و بر اساس عادات بومی به عنوان چای دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد (میرغضنفری و همکاران، 2010). جنس مریم نخودی شامل بیش از 340 گونه در سراسر جهان می‌باشد. در ایران 12 گونه یک ساله و چند ساله از این گیاه وجود دارد که 3 گونه آن انحصاری ایران می‌باشد. گل‌هایش کوچک هستند و رنگی بین صورتی تا سفید دارند. این گیاه درختچه‌ای شکل، آروماتیک و دارای برگ‌های بیضی شکل است (مقتدر، 2009). ارتفاع این گیاه 50-20 سانتیمتر است و برگ‌هایش به رنگ سبز مایل به خاکستری می‌باشند (شکل 6-1). گل‌های این گیاه در ماه‌های جون تا آگوست دیده می‌شوند. این گیاه به صورت وحشی در اروپای جنوبی، آسیای جنوب غربی و مرکزی و آفریقای شمالی رشد می‌کند.

شکل 1-6- گیاه دارویی Teucrium poliumگونه‌های دارویی مریم نخودی شامل Teucrium poliumو Teucrium chamaedrys می‌باشد از آنجا که این گیاه منجر به کاهش قند خون می‌شود برای درمان دیابت نیز به کار می‌رود. این گیاه در درمان بسیاری از بیماری‌های پاتوفیزیولوژیکی از قبیل بیماری‌های روده ای، دیابت و روماتیسم به کار می‌رود سایر اثرات درمانی این گیاه عبارتند از: اثر آنتی اکسیدانی، ضد فساد، ضد درد، ضد تب، اثر ضد میکروبی، محافظ کبد، ضد زخم معده و سیتوتوکسین. عصاره آن دارای فعالیت‌هایی از قبیل کاهش فشار خون، ضد التهاب، ضد تشنج، ضد باکتری و ضد تب می‌باشد (ساخانده و همکاران، 2000). عصاره هیدروالکلی این گیاه سطح انسولین سرم را در موش کاهش می‌دهد. ترکیبات شیمیایی عصاره متانولی این گیاه عبارتند از dimethoxyflavone-7 و 4-hydroxy-5 عصاره متانولی این گیاه ترشح انسولین را تحریک می‌کند. فقط عصاره‌های الکلی این گیاه ترشح انسولین را افزایش می‌دهند که این ممکن است به دلیل وجود ترکیبات بیواکتیو موجود در عصاره متانولی و الکلی این گیاه باشد (میرغضنفری و همکاران، 2010). آنالیز شیمیایی این گیاه وجود ترکیباتی مانند فلاونوئیدها، Cirsiliol و Iridoids را نشان می‌دهد (ساخانده و همکاران، 2000). تاکنون از گونه‌های مختلف مریم نخودی انواع نئوکلرودان، دی ترپنوئید و نیز تری ترپنوئید جداسازی شده‌اند .تعداد کمی فورانودی ترپن از عصاره‌های این گیاه به دست آمده است. حدود 28 ترکیب از اسانس این گیاه استخراج شده است که به طور کلی عبارتند از:
آلفا-پیین، لینالول، کاریوفینل، بتا پیین و غیره. به نظر می‌رسد که منطقه جغرافیایی این گیاه بر ترکیب اسانس و عصاره آن تاثیر مهم بگذارد (مقتدر، 2009). مهم‌ترین و تاکسونومیکی‌ترین گونه‌های polium عبارتند از T. polium و T.Capitatum که در نواحی مدیترانه، ایران و توران می‌باشند (دولجا و همکاران، 2010).
1-6-5- گیاه پونه (Oregano vulgare L.)پونه یک گیاه دارویی است که همچنین به عنوان یک گیاه تزئینی نیز به کار می‌رود (شکل 7-1). این گیاه متعلق به خانواده Verbenaceae می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011) و از ماه آگوست به طور همزمان میوه و دانه می‌دهد (نورزی و همکاران، 2009). پونه گیاهی پرپشت و درختچه‌ای شکل می‌باشد و متعلق به مناطق نیمه خشک است (نیبلاس و همکاران، 2011).

شکل 1-7- گیاه دارویی Oregano vulgare Lاین گیاه به طور کلی از لحاظ مورفولوژیکی و شیمیایی بسیار تغییرپذیر است که مرتبط است با محل رویش آن، شکل گیاه و همچنین مسائلی از قبیل میزان آب و نیتروژن موجود در خاک، مرحله‌ی رشد و فصل رویش.به عنوان مثال: گونه‌ی vulgare L.ssp.hirtum. که در آب و هوای مدیترانه‌ای رشد می‌کندغنی از اسانس است در حالی که همین گونه در آب و هوای قاره‌ای دارای اسانس بسیار کمی می‌باشد. افزایش نیتروژن خاک به اندازه kg/ha 80 موجب افزایش ارتفاع و بازدهی گیاه می‌شود و یا کاهش آب در خاک وزن گیاه را کاهش می‌دهد ولی محتوای اسانس آن را کاهش نمی‌دهد. این گیاه دارای خواص آنتی باکتریال، آنتی اکسیدانی و آرام بخشی است (نورزی و همکاران، 2009). اسانس این گونه با گونه‌ی Oregano(Lippa palmeri S.wats) قابل مقایسه می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011).
عصاره و اسانس این گیاه حاوی حدود 45 ترکیب شیمیایی می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011) که برخی از آن‌ها عبارتند از: sabinene، β-pinene، β-(z)-ocimene، β-(E)-ocimene، φ-terpinene، e-caryophyllene، germacreneD، bicyclogermacrene، α-(E,E)-farnesene،
germacrene-D-4-ol، تیمول و کارواکرول (ستین و همکاران، 2009). از این میان اصلی‌ترین و مهم‌ترین ترکیبات عبارتند از: کاواکرول، تیمول، ائوژنول، لینالول، ترپن‌ها، Cimene و Pinene (کاردازو و همکاران، 2005). زمانی که گیاه در اوج زمان گلدهی باشد بیشترین میزان اسانس و عصاره را دارد. در طول دوره گلدهی با افزایش محتوای تیمول به طور همزمان غلظت کارواکرول کاهش می‌یابد تا زمانی که دیگر در گیاه نباشد. با خشک شدن گیاه میزان آن‌ها به حدود 5/0 الی 5.1 درصد در هر برگ کاهش می‌یابد (ستین و همکاران، 2009). این ترکیبات خواص ضد باکتریایی، ضد قارچی، ضدحشرات و ضد ویروسی به گیاه بخشیده‌اند. گیاهان این خانواده به دلیل محتوای بالای ترپن‌ها مصارف دارویی دارند که عبارتند از: limonene، myrcene، durene،p-cymene که همچنین به گیاه خواص ضد میکروبی می‌بخشند(کاردازو و همکاران، 2005). فعالیت ضد باکتریایی بسیار قوی این گیاه ممکن است مربوط به محتوای بالای phenolic monoterpene و یا thymol acetate، ائوژنول و یا متیل ائوژنول موجود در این گیاه باشد. مکانیسم عمل این ترکیبات مرتبط است با آب‌گریزی ترکیبات موجود در اسانس و عصاره این گیاه که آن‌ها را قادر می‌سازد لیپید غشای سلولی باکتریایی را بشکند سپس نفوذ پذیری یون‌ها را افزایش می‌دهد و به دنبال آن یون و لیپید به درون سلول نشر پیدا می‌کنند که به نوبه خود باعث لیز شدن سلول می‌شود (نیبلاس و همکاران، 2011). در عین حال حضور فنولیک هیدروکسیل به ویژه در کارواکرول دلیلی بر فعالیت ضدپاتوژنی عصاره و اسانس این گیاه می‌باشد (کادازو وهمکاران، 2005).
یکی از گسترده ترین کاربردهای گیاهان دارویی استفاده از آن‌ها به منطور کاهش گازهای شکمبه‌ای به ویژه متان است. نشخوارکنندگان رابطه‌ای هم زیستی با میکروارگانیسم‌های شکمبه دارند به طوری که حیوان مواد مغذی مورد نیاز و شرایط مطلوب زیست میکروازگانیسم هارا فراهم می‌کند و در عوض میکروارگانیسم‌ها نیز فیبر جیره را تخمیر می‌کنند و پروتئین میکروبی را به عنوان یک منبع انرژی برای حیوان تامین می‌کنند اما در هر صورت این رابطه‌ی هم زیستی منجر به از دست دادن انرژی به شکل متان و از دست دادن پروتئین به شکل آمونیاک می‌گردد. بنابراین دستکاری شکمبه‌ای و استفاده از افزودنی‌هایی از قبیل گیاهان دارویی برای کاهش اتلاف انرژی به شکل گازهای شکمبه‌ای مورد توجه قرار گرفته است (سلامت آذر و همکاران، 2011). از این رو روش‌های بسیاری به منظور ارزیابی ارزش غذایی خوراک در شرایط آزمایشگاهی و یا به طور مستقیم بر روی حیوان مورد استفاده قرار گرفته است که یکی از پرکاربردترین آن‌ها روش آزمون گاز تست می‌باشد (گوئل و همکاران، 2006). تکنیک تولید گاز در شرایط آزمایشگاهی یک روش مفید برای ارزیابی ارزش غذایی علوفه مورد استفاده دام است چرا که تخمینی از میزان تخمیر مواد مغذی در شکمبه می‌دهد (سیروهی و همکاران، 2009). به طور کلی آزمون تولید گاز یک پارامتر مناسب برای پیش بینی قابلیت هضم، تخمیر، سنتز و تولید پروتئین میکروبی از سوبسترا به وسیله‌ی میکروب‌های شکمبه در سیستم in vitro می‌باشد (سامورت و همکاران، 2000). در روش تولید گاز ضمن آن که ثبت سرعت تخمیر خیلی آسان است، با یک انکوباسیون علاوه بر قابلیت هضم ظاهری، قابلیت هضم حقیقی را نیز می‌توان برآورد نمود، زیرا حجم گاز تولیدی بهترین شاخص و معرف برای قابلیت هضم ظاهری است و ماده آلی ناپدید شده نیز بیانگر قابلیت هضم حقیقی می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381).
1-7- روش آزمون گازتولید گاز آزمایشگاهی مطابق با روش منک و استین گاس (1988) اندازه‌گیری می‌شود. در این روش، نمونه‌های مواد خوراکی (200 میلی گرم) پس از خشک شدن در غذا با دقت وزن شده، سپس در سرنگ‌های دارای پیستون قرار داده می‌شود. مایع بافری شکمبه (30 میلی لیتر) با پیپت به سرنگ‌های حاوی مواد خوراکی اضافه می‌شود (منک و استین گاس، 1988). مقدار گاز تولیدی در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت اندازه‌گیری می‌شود (منک و استین گاس، 1988). گازهای حاصل از سوبسترای مورد آزمایش در حین تخمیر آزمایشگاهی، عبارتند از دی اکسید کربن، متان و هیدروژن (هاگ و همکاران، 1998). بر اساس مشاهدات منک و استین (1988) گاز دی اکسید کربن یا از تخمیر مستقیم خوراک و یا از تاثیر اسیدهای چرب فرار بر بافر بیکربنات ناشی می‌شود. با انکوباسیون مواد خوراکی با مایع بافری شکمبه کربوهیدرات‌ها به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر و گازها، به ویژه دی اکسیدکربن، متان و همچنین سلول‌های میکروبی تخمیر می‌شود (بلومل و ارسکوف، 1993). اسیدهای چرب حاصل با بافر بی کربنات واکنش انجام می‌دهد و در نتیجه گاز کربنیک خارج می‌شود، در نتیجه هنگام هضم الیاف، هم زمان با تولید اسیدهای چرب گاز نیز تولید می‌شود و به این ترتیب اطلاعات خوبی در مورد هضم سلولز در اختیار می‌گذارند (اسکوفیلد و همکاران، 1994). سیستم تولید گاز می‌تواند به شناسایی بهتر کمیت مواد مغذی کمک کند و دقت آن به اثبات رسیده است (سالام، 2005). گازی که بر اثر انکوباسیون مواد غذایی و تحت شرایط آزمایشگاهی آزاد می‌شود مربوط به قابلیت هضم آن ماده غذایی است و ارزش انرژی‌زایی آن ماده غذایی را برای نشخوارکنندگان بیان می‌کند (منک و همکاران، 1979).
فصل دوممواد و روش‌ها2-1- منطقه مورد مطالعه و نحوه نمونه‌برداری2-1-1- منطقه نمونه‌برداریاستان اردبیل در شمال غربی ایران واقع شده که با مساحتی برابر 1786730 هکتار حدود 09/1 درصد از مساحت کل کشور را در بر می‌گیرد. 1015000 هکتار از کل مساحت این استان را مراتع تشکیل می‌دهد که معادل 8/56 درصد از مساحت کل استان می‌باشد (بی نام، 1388). به دلیل گستردگی مراتع استان اردبیل، جهت نمونه‌برداری بخشی از مراتع منطقه آستارا انتخاب گردید. آستارا یکی از شهرستان‌های استان گیلان با 65 هزار نفر جمعیت (3600 نفر جمعیت شهری) با وسعت 334 کیلومتر مربع در شمال غربی این استان واقع گردیده است. این منطقه با ارتفاع 27 متر بالاتر از سطح دریا در موقعیت جغرافیایی 48 درجه و51 دقیقه طول شرقی و 38 درجـــه و 26 دقیقه عرض شمالی واقع گردیده است. شهرستان آستارا از سمت غرب به کوه های پوشیده ازجنگل‌های تالش و از شرق بــه سواحل دریای خزر محدود می‌شود (بی نام، 1388).
2-1-2- زمان نمونه‌برداری و انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاهنمونه‌برداری از گیاهان دارویی Crambe orientalis، Heracleum persicum،Zosima absinthi، Teucrium polium و Oregano vulgare در فصل تابستان و در تیر ماه 1390 آغاز شد. از هر نمونه گیاه دارویی دسته‌هایی به وزن تقریبی 2 الی 5/2 کیلوگرم جمع‌آوری شد. نمونه‌ها به گونه‌ای انتخاب شد که همه قسمت‌های گیاه از جمله گل، برگ، ساقه و ریشه را دربرگیرد. نمونه‌های به دست آمده به مدت یک هفته در دمای اتاق و به دور از تابش مستقیم نور خورشید خشک شدند. نمونه‌ها سپس دو بار آسیاب شده و با توری 1 میلی متری الک شدند. برای تهیه عصاره‌های متانولی هر یک از گیاهان دارویی مورد مطالعه مقدار 50 گرم از نمونه‌های آسیاب شده هر گیاه با نیم لیتر حلال متانول به وسیله دستگاه سوکسله موجود در دانشگاه محقق اردبیلی در دانشکده علوم پایه به مدت یک هفته عصاره گیری شد زیرا ابتدا عصاره هگزانی سپس عصاره دی کلرومتانولی و آنگاه عصاره متانولی از هر نمونه گیاه گرفته شد. به منظور جداسازی حلال متانول از عصاره حاصل از دستگاه rotary (روتاری) در دمای45 درجه سانتیگراد استفاده شد. عصاره‌های حاصل به شیشه‌های پنی سلین تزریق شده و به آزمایشگاه تغدیه و فیزیولوژی دام در موسسه تحقیقات علوم دامی کشور منتقل شدند.
2-2- آزمون گازبرای انجام آزمون گاز از دستگاه نیمه اتوماتیک تولید گاز مدل WT-Binder 87532 ساخت کشور آلمان استفاده گردید.
2-2-1- آماده‌سازی نمونه‌‌ها برای آزمون گازابتدا باید مقدار 200 میلی گرم از نمونه‌ها در دمای مناسب خشک گردند زیرا دمای زیاد با اثر بر پروتئین تولید گاز را کاهش می‌دهد (راب و همکاران، 1983). سپس نمونه‌ها آسیاب شده و از الک 1میلی متری عبور می‌کنند (سالام، 2005). همبستگی خطی بالایی بین مقدار سوبسترای انکوباسیون شده و مقدار گاز تولید شده در 24 ساعت وجود دارد (راب و همکاران، 1983).
2-2-2- مایع شکمبه و بافرمایع شکمبه از دام فیستولاگذاری شده گرفته می‌شود و سپس در ظرف‌های ایزوله شده قرار داده می‌شود. مایع شکمبه به وسیله پارچه سه لایه صاف می‌شود و سپس با استفاده از گاز کربنیک محیط بی‌هوازی می‌شود.مایع شکمبه به محلول بافری که در حمام آب 39 درجه سانتیگراد نگهداری می‌شود با نسبت حجم 2:1 (محلول بافری 2 و مایع شکمبه 1) اضافه می‌شود (سالام و همکاران، 2007). محلول بافری باید مواد معدنی مورد نیاز برای میکروارگانیسم‌ها را داشته باشد (منک و استین، 1988) خوراک‌های فیبری، خوراک‌هایی که به آرامی تجزیه می‌شوند و کاهش اندازه‌ی ذرات خوراک سرعت تولید گاز را افزایش می‌دهند که ممکن است به دلیل افزایش سطح و در نتیجه دسترسی بهتر میکروب‌ها به خوراک باشد (رایمر و همکاران، 2005).
2-2-3- زمان‌های ثبت تولید گازگاز حاصل معمولا برای علوفه بعد از 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72، و 96 ساعت از انکوباسیون گزارش می‌شود (منک و همکاران، 1979). در تمام مدت انکوباسیون محتوی دیواره سلولی (NDF) و دیواره سلولی بدون همی سلولز (ADF) با تولید گاز همبستگی منفی دارد (سالام و همکاران، 2007).
2-2-4- مزایا و معایب آزمون گازگاز تولیدی در روش آزمون گاز از تبدیل کربوهیدرات‌ها به استات، پروپیونات و بوتیرات به وجود می‌آید و میزان این گاز می‌تواند معرفی از حجم تغییرات انجام شده در بخش کربوهیدرات‌ها باشد(دویله و همکاران، 2001). از آنجا که در سیستم تولید گاز نیاز به نگهداری حیوان فیستولا شده وجود ندارد می‌توان پاسخ حیوان را با حداقل هزینه در محیط آزمایشگاهی تخمین زد (سالام، 2005). نسبت حجم پروتئین خام به حجم گاز، دقت پیش‌گویی ماده آلی قابل هضم در حیوان زنده را بهبود می‌بخشد و از سوی دیگر در این روش تعداد زیادی از نمونه‌ها را می‌توان آنالیز کرد (ماکار، 2005). از آنجایی که گاز تولیدی حاصل از تخمیر در زمان‌های متفاوتی ثبت می‌شود، امکان تعیین میزان و سرعت مواد خوراکی هم وجود دارد (منصوری و همکاران، 1381).
معایب آزمون گاز این است که تخمیر خوراک به صورت خطی با تولید گاز مرتبط نمی‌باشد و از این رو تفسیر آن مشکل است (گروت و همکاران، 1998). خوراک‌هایی که پروپیونات بیشتری تولید می‌کنند در مقایسه با خوراک‌هایی که استات و پروپیونات بیشتری تولید می‌کنند، گاز کمتری تولید می‌نمایند که این کار باعث پیچیده‌تر شدن تفسیر نتایج آزمون گاز می‌شود (جانگ و همکاران، 1995).
2-2-5- آماده‌سازی عصاره‌ها برای آزمون گازبرای تهیه سطوح 100، 200 و 300 میلی‌ گرم بر لیتر از عصاره‌ها مقدار 01/0، 02/0 و 03/0 میلی گرم از هر عصاره به وسیله‌ی ترازوی دیجیتال توزین شده و به طور جداگانه در نیم میلی لیتر حلال متانول حل گردید سپس حجم هر یک از محلول‌های حاصل با آب مقطر به 2 میلی لیتر رسانده شد.
2-2-6- آماده‌سازی نمونه خوراک و سرنگ‌هادر این روش، برای اندازه‌گیری تخمیر از سرنگ‌های شیشه‌ای مدرج مخصوص، با قطر داخلی 32 میلی متر و طول 200 میلی متر و با حجم 100 میلی لیتر، استفاده گردید. روز قبل از آزمایش حدود 200 میلی گرم از ماده خشک نمونه خوراک مورد آزمایش شامل علوفه یونجه و کاه (به نسبت 3 به ا) و کنسانتره (جو 08/15، ذرت 08/15، سویا 03/6، سبوس گندم 02/3، کربنات کلسیم 45/0 و مکمل ویتامین45/0بر حسب درصد) به نسبت 60 (علوفه) به 40 (کنسانتره) که قبلا آسیاب و با توری یک میلی متری الک گردیده بود، به داخل هر سرنگ ریخته شد. به منظور حرکت آسان‌تر پیستون و همچنین جلوگیری از خروج گاز در حین تخمیر، اطراف پیستون با وازلین آغشته گردید. پس از قرار دادن پیستون در داخل سرنگ، سرنگ‌ها در داخل انکوباتور 39 درجه سانتیگراد گرم شدند. برای هر نمونه 3 تکرار استفاده شد.
2-2-7- تهیه مایع شکمبهمایع شکمبه از سه گاو نر تالشی فیستولادار استفاده شد. این گاوها از نژاد تالشی با وزن متوسط 400 تا 450 کیلوگرم بودند که در سطح نگهداری با جیره مورد نظر تغذیه شده بودند. شیرابه حدود نیم ساعت قبل از وعده خوراک صبح از طریق فیستول جمع‌آوری و با استفاده از دو لایه پارچه مخصوص صاف گردیده و در فلاسک محتوی گاز کربنیک ریخته شد و با قرار دادن ظرف محتوی مایع شکمبه در آب گرم 39 درجه سانتیگراد، سریعا به آزمایشگاه منتقل گردید.
2-2-8- تهیه بزاق مصنوعیبرای تهیه مخلوط بزاق مصنوعی مطابق روش منک و همکاران (1979) و روش تصحیح شده منک و استینگس (1978)، روز قبل از آزمایش مقدار کافی از محلول مواد معدنی کم نیاز (محلولA) محلول مواد معدنی اصلی (محلول C)، محلول بافر مواد معدنی (محلول B) و محلول ریزازورین 1/0% و محلول احیاکننده به طور جداگانه تهیه گردید و برای مصارف بعدی در یخچال و در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شد (جداول 2-1 الی 2-6).
جدول 2-1- محلول مواد معدنی کم نیاز (A)ترکیب شیمیاییمقدار (گرم)
کلرید کلسیم (O2H2 .2CaCl)13/2
کلرید منگنز (O2H4 .2MnCl)10/0
کلرید کبالت (O2H6 .2CoCl)1/0
کلرید آهن (O2H6 .3FeCl) 0/8
حجم محلول با آب مقطر به 100 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-2- محلول مواد معدنی اصلی (C)نوع موادمقدار (گرم)
فسفات هیذروژن سدیم (4HPO2Na)5/7
فسفات هیدروژن پتاسیم (4PO2KH)6/2
سولفات منیزیم (O2H7 .4MgSO)0/6
حجم محلول با آب مقطر به 1000 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-3- محلول بافر مواد معدنی (B)نوع موادمقدار(گرم)
بیکربنات سدیم (3NaHCO)35/0
بیکربنات آمونیوم (3HCO (4NH))4/0
حجم محلول با آب مقطر به 1000 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-4- محلول ریزازورین
100 میلی گرم در 100 میلی لیتر آب مقطر
جدول 2-5- محلول احیاء کنندهنوع موادمقدار مواد
آب مقطر 47/5 میلی لیتر
سود یک نرمال (N 1 NaOH,)2/0 میلی لیتر
سولفید سدیم (O2H7 . S2Na)285/0 میلی گرم

جدول 2-6- نسبت محلول‌ها در ترکیب بزاق مصنوعینوع محلولمقدار(میلی لیتر)
آب مقطر 474/0
محلول A0/12
محلول B237/0
محلول ریزازورین 1/22
محلول احیاء کننده 49/50
2-2-9- تهیه نمونه شاهدبا توجه به اینکه مایع شکمبه گرفته شده حاوی مقداری مواد مغذی است که بدون قرار دادن نمونه خوراک در سرنگ‌ها هم مقداری گاز تولید می‌کند، برای تصحیح گاز تولیدی با منشا مایع شکمبه، در هر مرحله در سه عدد سرنگ بدون استفاده از نمونه خوراک فقط 30 میلی لیتر از مخلوط مایع شکمبه و بزاق مصنوعی ریخته شد (نمونه شاهد) و در هر زمان اندازه‌گیری، میانگین گاز تولیدی در این سرنگ‌ها، از حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های محتوی نمونه خوراک کسر شد تا مقدار گاز تولیدی ناشی از تخمیر خوراک مورد آزمایش به دست آید.
2-2-10- تزریق مخلوط بزاق مصنوعی و مایع شکمبه در سرنگ‌هامقدار 474 میلی لیتر آب مقطر، 12/0 میلی لیتر محلول A، 237 میلی لیتر محلول C و 237 میلی لیتر محلول B در بالن دو لیتری ریخته شد و در حالی که جریان مستمر گاز کربنیک به داخل مخلوط برقرار بود و با همزن الکتریکی هم زده می‌شد، آن را به آرامی حرارت داده تا به دمای 39 درجه سانتیگراد رسید. در مرحله بعدی محلول احیاء کننده شامل 5/47 میلی لیتر آب مقطر، 2 میلی لیتر سود یک نرمال و 285 میلی گرم O2H7 . S2Na تهیه گردید و به مخلوط بالا اضافه شد. جریان گاز کربنیک تا وقتی که شرایط بی‌هوازی گردد و رنگ معرف ریزازورین از آبی به بی‌رنگ تبدیل شود، ادامه یافت. سپس مایع شکمبه صاف شده با بزاق مصنوعی به نسبت 1 (مایه شکمبه) به 2 (بزاق مصنوعی) مخلوط گردید و در حالی که جریان گاز کربنیک به داخل مخلوط ادامه داشت، با استفاده از پیپت مخصوص مقدار 30 میلی لیتر از مخلوط مایع شکمبه و محیط کشت در داخل سرنگ‌های حاوی نمونه خوراک و دارای دمای 39 درجه سانتیگراد ریخته شد، سپس با جلو راندن پیستون حباب‌های داخل سرنگ خارج و با گیره روی لوله پلاستیکی متصل به انتهای سرنگ، بسته شد. سرنگ‌ها در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد در دستگاه با سرعت چرخش یک دور در دقیقه قرار داده شد.
2-2-11- تزریق عصاره‌ها به سرنگ‌هابرای تهیه‌ی سطوح مختلف عصاره‌های مورد آزمایش ابتدا مقدار 01/0 میلی گرم از هر عصاره به کمک ترازوی دیجیتال توزین گردید سپس این مقدار در لوله فالوپ گذاشته شد و با 5/0 میلی لیتر حلال متانول حل شد سپس حجم محلول با آب مقطر به 100 سی سی رسیده شد و با استفاده از همزن لرزه‌ای به مدت چند دقیقه هم زده شد تا از حل شدن کامل عصاره اطمینان حاصل شود به این ترتیب سطح 100 میلی گرم بر لیتر از عصاره مورد نظر تهیه شد. برای تهیه سطوح 200 و 300 میلی گرم بر لیتر از عصاره نیز به ترتیب مقادیر 02/0 و 03/0 میلی گرم از هر عصاره توزین شد و مراحل فوق متعاقبا برای آن‌ها طی شد. بعد از آماده‌سازی سه سطح مورد آزمایش از هر عصاره، به منظور افزودن آن‌ها به سرنگ‌های از پیش آماده شده‌ی گاز تست، مقدار 6/0 میلی لیتر از سه سطح هر عصاره با استفاده از سرنگ‌های ظریف انسولین کشیده شد و با سرعت و دقت زیاد به سرنگ‌های گاز تست افزوده شدند.، سپس با جلو راندن پیستون حباب‌های داخل سرنگ خارج و با گیره روی لوله پلاستیکی متصل به انتهای سرنگ، بسته شد. سرنگ‌ها در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد در دستگاه با سرعت چرخش یک دور در دقیقه قرار داده شد.
2-2-12- انکوباسیون و قرائت گاز تولیدیگاز تولیدی از نمونه‌ها در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت پس از انکوباسیون قرائت و ثبت گردید (منک و همکاران، 1988). هنگامی که حجم گاز و محتویات هر سرنگ به حدود 60 میلی لیتر می‌رسید گیره پلاستیکی انتهای سرنگ باز می‌شد و پیستون به جلو رانده می‌شد تا گاز خارج شده و پیستون سرنگ مجددا در موقعیت 30 میلی لیتر قرار داده شود.
2-2-13- تعیین حجم گاز تولیدی حجم گاز تولیدی بر اساس وزن نمونه در هر زمان با استفاده از نمونه‌های شاهد، با استفاده از روابط زیر تصحیح گردید:
رابطه (1-2)(ect - 1)b + a = P
در این رابطه:
P =تولید گاز در زمان ta =تولید گاز از بخش تجزیه‌پذیر سریع (میلی لیتر)
b = تولید گاز از بخش تجزیه‌پذیر کند (میلی لیتر)
c = مقدار ثابت تولید گاز بخش b (میلی لیتر)
a+b = پتانسیل تولید گاز (میلی لیتر)
t = زمان انکوباسیون
رابطه (2-2)V=200(Vt-Vb)W که در این رابطه:
V = حجم گاز تصحیح شده بر حسب میلی لیتر به ازای 200 میلی گرم ماده خشک نمونه خوراک
Vt = حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های حاوی نمونه خوراک بر حسب میلی لیتر
Vb = حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های فاقد نمونه خوراک بر حسب میلی لیتر
W = وزن ماده خشک نمونه خوراک بر حسب میلی گرم (منصوری و همکاران، 1381).
2-3- تهیه و آماده‌سازی مایع شکمبه جهت تهیه محیط کشتبا توجه به این که در مایع شکمبه مواد مغذی لازم جهت رشد کلیه میکروارگانیسم‌های شکمبه وجود دارد، در تهیه محیط کشت، جهت کشت باکتری‌های شکمبه از مایع شکمبه نیز به عنوان جزیی از ترکیب محیط کشت استفاده می‌شود. به همین منظور برای تخمین جمعیت باکتری‌ها، ابتدا از سه راس گاو فیستول‌گذاری شده، در حالت ناشتا (قبل از وعده غذایی صبح) با استفاده از تلمبه مخصوص مایع شکمبه اخذ گردیده و به نسبت مساوی با هم مخلوط گردید. با استفاده از 3 لایه پارچه کرباس، مایع شکمبه صاف شد. سپس برای تهیه مایع شکمبه استاندارد به روش گراب و دهوریتی (1976)، مایع صاف شده شکمبه به مدت ده دقیقه در 1000× g سانتریفوژ گردید. قسمت مایع را جدا نموده و تا زمان استفاده در ترکیب محیط کشت، در ظروف در بسته و در فریزر (18- درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-1-محیط کشتیک محیط کشت مناسب، باید شرایط محیطی لازم و مواد مغذی مورد نیاز برای رشد میکروارگانیسم‌ها را تامین کند (منصوری و همکاران، 1381). در محیط کشت‌هایی که در شرایط آزمایشگاهی تهیه می‌شوند، چون جذب صورت نمی‌گیرد، برای اجتناب از اسیدی شدن بیش از حد و بالا رفتن بیش از حد فشار اسمزی محیط باید سوبسترا و همچنین میکروارگانیسم‌ها به اندازه کافی رقیق شده باشند (منصوری و همکاران، 1381). چون میزان سوبسترای قابل دسترس تعیین‌کننده فرآورده‌های تولیدی می‌باشند، غلظت سوبسترا نباید از 1% حجم محیط کشت بیشتر باشد و حتی می‌تواند کمتر نیز باشد (ونسوست و همکاران، 1994). در تهیه محیط کشت قسمت عمده اکسیژن با وارد کردن گاز کربنیک از محیط خارج می‌شود. مقادیر جزیی اکسیژن باقیمانده با کربنات سدیم یا سیستئین خارج می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). معرف ریزازورین برای ارزیابی قابلیت زنده ماندن و آلودگی باکتریایی و همچنین برای تست فعالیت ضد میکروبی به کار می‌رود (پالومین و همکاران، 2002). معرف بی‌هوازی ریزازورین، شاخص مفیدی برای تشخیص مقادیر جزیی اکسیژن است. این معرف در حالت احیا شده و در عدم حضور اکسیژن بی‌رنگ بوده و در حضور اکسیژن به رنگ آبی مایل به صورتی در می‌آید (منصوری و همکاران، 1381). مایع شکمبه صاف شده و گندزدایی شده، یک منبع برای تهیه محیط کشت در مطالعاتی است که برای جدا کردن و مشخص کردن میکروارگانیسم‌ها به کار برده می‌شود و همچنین برای تامین مواد مغذی مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها به محیط کشت اضافه می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). مقدار کافی بافر و مواد معدنی مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها با اضافه کردن محلول‌های نمکی تامین می‌شود از سویی اسیدهای چرب با زنجیر منشعب، ویتامین‌ها و سایر عوامل دیگر را می‌توان به طور مستقیم به محیط کشت اضافه کرد و یا آن‌ها را از طریق اضافه کردن مایع شکمبه صاف شده (که حدود 20% حجم محیط کشت را تشکیل می‌دهد) تامین نمود (منصوری و همکاران، 1381).

2-3-2- تهیه محلول 0/1 درصد همینبرای تامین آهن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها از محلول 1/0 درصد همین در ترکیب محیط کشت استفاده شد. با توجه به این که همین در شرایط اسیدی و خنثی در آب حل نمی‌شود برای تهیه محلول 1/0%، ابتدا 100 میلی گرم همین را در 10 میلی لیتر آب مقطر ریخته و با ریختن چند قطره سود و قلیایی کردن محیط، همین در آب حل گردید و برای استفاده در ترکیب محیط کشت در یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-3- تهیه مخلوط اسیدهای چرب فرارنسبت‌های مشخص از اسیدهای استیک، بوتیریک، ایزوبوتیریک، n- والریک، ایزووالریک وآلفا-متیل-بوتیریک اسید (شرکت مرک آلمان) با هم مخلوط گردید و در ظرف دربسته در یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-4- تهیه محلول مواد معدنی شماره Iبرای تهیه این محلول، مقدار 3 گرم دی پتاسیم فسفات (4HPO2K) را در آب مقطر حل نموده و به حجم یک لیتر رسانده شد و تا هنگام مصرف در یخچال نگهداری گردید.
2-3-5- محلول مواد معدنی شماره IIبرای تهیه این محلول، مقادیر مشخص از مونوپتاسیم فسفات (4PO2KH)، کلرور سدیوم، سولفات منیزیوم، کلرور کلسیم و سولفات آمونیوم را در آب مقطر حل نموده و حجم محلول با آب مقطر به یک لیتر رسانده شد و تا هنگام مصرف در دمای یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری شد.
2-3-6- تهیه محیط کشتمحیط کشت مورد استفاده جهت شمارش باکتری‌ها به روش حداکثر تعداد احتمالی (MPN)، بر اساس روش مورد استفاده اّبیسپو و دهوریتی (1992) تهیه گردید. برای تهیه محیط کشت بی‌هوازی ابتدا محلول‌های مواد معدنی شماره I و شماره II به طور مجزا تهیه گردید (جدول 9-2) سپس نسبت‌های مشخص شده از این محلول‌ها (جدول 7-2) در بالن 2 لیتری ریخته و در حالی که جریان مستمر گاز کربنیک به داخل آن برقرار گردید و توسط همزن الکتریکی به طور مستمر هم زده می‌شد، محلول 1/0 درصد همین و قندهای محلول گلوکز، سلوبیوز، مالتوز و زایلوز اضافه گردید. از محلول 1/0 درصد ریزازورین به عنوان معرف برای برقراری شرایط بی‌هوازی استفاده شد. سپس عصاره مخمر، تریپتیکاز و مخلوط اسیدهای چرب فرار، مایع شکمبه، آب مقطر و سوسپانسیون 03/0 سلولز به مخلوط اضافه گردید و مخلوط حاصل به مدت 2 ساعت در معرض جریان گاز کربنیک قرار داده شد. سپس محلول 03/0 سیستئین هیدروکلراید در آب مقطر و محلول 012/0 کربنات سدیم نیز اضافه شد. با اضافه کردن محلول ریزازورین به محیط کشت، رنگ مخلوط بنفش می‌شود و با ادامه تزریق گاز کربنیک به تدریج محیط کشت به رنگ ارغوانی، صورتی کمرنگ درآمده و سرانجام بی‌رنگ می‌شود.
2-3-7- توزیع محیط کشتپس از آن که محلول بی‌رنگ شد، با استفاده از پمپ مخصوص که بر روی بالن محتوی مخلوط محیط کشت قرار داده شد، در حالی که جریان گاز کربنیک به داخل مخلوط ادامه داشت، مقداری گاز کربنیک شیشه‌های پنی سیلین (به حجم 20 میلی لیتر)، دمیده شد تا هوای داخل آن خارج گردد و در حالی که دمیدن گاز کربنیک به داخل شیشه‌ها ادامه داشت، مقدار 9 میلی لیتر از محیط کشت اشباع شده از گاز کربنیک را به داخل لوله ریخته و سریعا درب آن بسته شد تا مانع از ورود هوا به داخل آن گردد. پس از آن که تمام محیط کشت درون شیشه‌ها ریخته شد، به منظور از بین بردن کلیه میکروارگانیسم‌های موجود در آن، بلافاصله شیشه‌های حاوی محیط کشت به مدت 15 دقیقه در اتوکلاو و با دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر گندزدایی (استریل) گردیدند. قبل از تزریق محیط کشت به داخل شیشه‌های پنی سیلین pH محیط کشت اندازه‌گیری شد. با توجه به این که دمیدن گاز کربنیک موجب کاهش pHمی‌شود، با اضافه کردن مقدار کمی سود یک نرمال، pH محیط کشت به 6/6 رسانده شد و در حین تزریق به داخل شیشه‌ها نیز مرتباpH محیط کشت کنترل گردیده و در صورت لزوم برای حفظ pHدر حدود 6/6، مقدار کمی سود یک نرمال، به محیظ کشت اضافه گردید.
2-3-8- تهیه محلول رقیق کننده بی‌هوازیبرای تهیه رقیق‌کننده بی‌هوازی (جدول 9-2) محلول‌های مواد معدنی I و II با غلظت‌های مشابه در محیط کشت به کار رفته و همچنین برای نشان دادن برقراری شرایط بی‌هوازی از محلول 1/0% ریزازورین استفاده گردید. پس از مخلوط نمودن محلول‌های مواد معدنی I و II و اضافه کردن ریزازورین و آب مقطر، جریان گاز کربنیک (از طریق شیلنگ نازکی که تا انتهای بالن امتداد یافته بود)، به داخل محلول برقرار گردید و برای اشباع کردن محلول از دی اکسید کربن، حدود 2 ساعت گاز کربنیک در داخل محلول تزریق گردید. سپس سیستئین هیدروکلراید و کربنات سدیم اضافه شد و تا بی‌رنگ شدن محلول، جریان گاز کربنیک به داخل محلول و هم زدن آن با همزن مغناطیسی ادامه یافت. پس از بی‌رنگ شدن محلول، مشابه نحوه تزریق محیط کشت به داخل شیشه‌های پنی سیلین به حجم 20 میلی لیتر، مقدار 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده‌ی بی‌هوازی اشباع شده از گاز کربنیک به داخل هرشیشه ریخته شد و درب آن بسته شد و بلافاصله، به مدت 15 دقیقه در دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر گندزدایی (استریل) شدند.
2-3-9- تهیه مایع شکمبه تازهبرای هر زمان نمونه‌برداری در هر دام، ابتدا مایع شکمبه تازه از طریق فیستول از هر دام جمع‌آوری و پس از صاف کردن آن توسط پارچه مخصوص، مایع صاف شده شکمبه در بطری پلاستیکی مخصوص که در آن قبلا گاز کربنیک دمیده شده بود، ریخته شد و بلافاصله با فشار دادن بطری، هوای قسمت فوقانی آن تخلیه و درب آن محکم بسته شد و بطری در فلاسک محتوی آب 39 درجه سانتیگراد قرار داده شد و برای کشت دادن بلافاصله به آزمایشگاه منتقل گردید.
2-3-10- تهیه رقت‌های مختلف از مایع شکمبهتعداد 495 شیشه پنی سیلین فراهم شد که از این تعداد 270 شیشه پنی سیلین برای محیط کشت و 225 شیشه برای محلول رقیق کننده بی‌هوازی در نظر گرفته شد.
قبل از تهیه مایع شکمبه تازه، شیشه‌های محتوی محلول رقیق کننده بی‌هوازی، در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد قرار داده شد تا به هنگام وارد کردن مایع شکمبه به داخل محلول رقیق‌کننده تغییر ناگهانی دما، به جمعیت میکروبی شوک وارد ننماید. بعد از انتقال مایع صاف شده تازه شکمبه به آزمایشگاه، ابتدا مقدار 20 میلی لیتر از مایع صاف شده شکمبه را با 180 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده‌ی بی‌هوازی مخلوط نموده(ابتدا مقدار 1 میلی لیتر از مایع صاف شده شکمبه به یک شیشه حاوی 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده بی‌هوازی تزریق شد تا رقت 1-10 حاصل شود) و با استفاده از همزن لرزه‌ای مدت سه دقیقه، مخلوط هم زده شده، سپس به منظور پرهیز از ورود احتمالی میکروارگانیسم‌های موجود در محیط به داخل محلول رقیق کننده، با استفاده ازسرنگ انسولین گندزدائی شده و در دستگاه انکوباتور، مقدار یک میلی لیتر از مایع شکمبه رقیق شده1-10 را برداشته و به داخل شیشه محتوی 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده استریل اضافه نموده و با استفاده از همزن لرزه‌ای کاملا مخلوط گردید بدین ترتیب مخلوط 100 برابر رقیق‌شده مایع شکمبه با رقت 2-10 به دست آمد. مجددا یک میلی لیتر از رقت 2-10 به داخل یک شیشه محتوی 9 میلی لیتر محلول رقیق کننده ریخته شد تا رقت 3-10 حاصل شود و به همین ترتیب کار را ادامه داده و از رقت 2-10 تا 12-10 تهیه گردید.
جدول 2-7 تا 2-11 محلول‌های مورد استفاده در ترکیب محیط کشت
جدول 2-7محلول مواد معدنی شماره Iمقدار)گرم در لیتر(
4HPO2K3
جدول 2-8محلول مواد معدنی شماره IIمقدار)گرم در لیتر(
4HPO2K3/0
4SO2(4NH)6/0
NaCl6/0
4MgSO0/6
2CaCl0/6
جدول 2-9مخلوط اسیدهای چرب فرارمقدار (میلی لیتر)
Acetic Acid17
Prorionic Acid6
Butyrie Acid4
Iso Butyrie Acid1
N-Valeric Acid1
Iso Valeric Acid1
Butyric Acid - 3CH - 1
محلول %0/1 ریزازورین
100 میلی گرم در صد میلی لیتر آب مقطر
محلول %0/1 همین
100 میلی گرم در صد میلی لیتر آب مقطر
جدول 2-10- اجزای محیط کشت جهت رشد باکتری‌های شکمبه
درصد در محیط کشت اجزای محیط کشت
15 Mineral Solution I (V/V)
15 Mineral Solution II (V/V)
0/1 (V/V) %1/0 Resazurin
40 Rumen Fluide (V/V)
23/7 Distilled Water (V/V)
0/1
0/1 Glucose (W/V)
0/1 Cellobiose(W/V)
0/1 Maltose (w/V)
0/1 Xylose (W/V)
0/75 (V/V) %3 Cellolose Suspension
0/1 (W/V) % 1/0 Hemin Solution
0/2 Trypticase (W/V)
0/05 Yeast Extract (W/V)
0/45 VFA Mixture (V/V)
1/67 (V/V) %3 Cystein-HCL-Water
3/33 (V/V) %12 Sodium Carbonate Solution
0/0100 CO2 Gas Phase

—d1204

جدول STYLEREF 1 s ‏1 SEQ جدول * ARABIC s 1 1 روشها و ابزار مورد استفاده در تحقیق به تفکیک مراحلمرحله هدف خروجی روش و ابزار
مطالعات اکتشافی کلان تبیین کامل مسأله کلیات تحقیق مطالعات کتابخانه‌ای، مصاحبه با خبرگان
مطالعات عمیق و تکمیلی 1. شناخت انواع حملات اینترنتی به ویژه انواع دامگستری
2. شناخت بانکداری الکترونیکی
3. شناخت مجموعههای فازی
4. شناخت سامانهی خبره فازی
5. شناخت مجموعههای ژولیده منابع تحقیق استفاده از تسهیلات اینترنتی و منابع موجود کتابخانه‌ای
بهره گیری از نظریات خبرگان
6. شناخت عوامل و شاخص های مؤثر در تشخیص دام گستری روش شناسی تحقیق کتابخانه‌ای، طراحی پرسشنامه، تفکر عمیق و استفاده از نرم افزار R و SPSS و اکسل
جمع آوری داده‌ها جمعآوری دادههای مربوط به حدود واژگان فازی هریک از شاخصهای فازی و همینطور داده‌های مربوط به نمونههای واقعی دامگستری ایجاد پایگاه داده مطالعات پیمایشی به کمک پرسشنامه و استفاده از آرشیو حملات دامگستری در وبگاه فیشتنک
طراحی و اجرای سامانهی خبرهی اولیه طراحی سامانهی خبره فازی اولیه برای تشخیص دامگستری سامانهی خبرهی فازی اولیه برای تشخیص دام‌گستری استفاده از روش تحقیق تفکر عمیق و مطالعهی پیمایشی در طراحی سامانهی فازی شناسایی دامگستری با استفاده از نظر خبرگان
استفاده از نرم افزارمتلب
ادامه‌ی جدول 1-1
بهبود سامانهی خبرهی اولیه با استفاده از نظریهی مجموعههای ژولیدهی فازی جمع آوری نمونههای واقعی درگاه پرداخت بانکهای ایرانی و همچنین جمع آوری سایر نمونه‌های دامگستری در بانکهای سراسر جهان برای انجام عملیات کاهش ویژگی مجموعهی ژولیده جهت استخراج اطلاعدهندهترین زیرمجموعه از شاخصهای مؤثر در شناسایی دامگستری در وبگاه بانکهای ایرانی و حذف شاخص‌های زائد دارای افزونگی استخراج مجموعه فروکاست شامل 6 شاخص اصلی و مؤثر از بین 28 شاخص اولیه برای شناسایی دام‌گستری استفاده از روش تحقیق تفکر عمیق و مطالعهی پیمایشی استفاده از نرمافزار دادهکاوی Weka
طراحی و اجرای سامانهی خبرهی ثانویه و بهینه شده طراحی سامانهی خبره فازی-ژولیده برای تشخیص دام‌گستری سامانهی خبره فازی بهینه برای تشخیص دام‌گستری با استفاده از 6 شاخص استفاده از روش تحقیق تفکر عمیق و استفاده از نرم افزار متلب
اعتبارسنجی سامانهی خبرهی فازی برای تشخیص دامگستری ارزیابی نتایج بدست آمده از پیاده‌سازی سامانهی خبره فازی برای تشخیص دامگستری نتایج ارزیابی شده مقایسه با الگوهای معتبر
1-7- محدودیتهای تحقیقمحدودیت اصلی در این تحقیق دشوار بودن دسترسی به خبرگان در زمینهی دامگستری بود. از آنجا که دامگستری شاخهای کاملاً تخصصی از امنیت اطلاعات در فضای اینترنت است، دسترسی به متخصصانی که در مبحث دامگستری خبره بوده و اطلاعات دقیق داشته باشند کاری دشوار بود.
هدف از ابزار توسعهدادهشده، مدلکردن دقیق فضای عدم قطعیت مسئله به کمک مجموعه‌های فازی بود، از طرفی به علت نبودن چنین درسی در مجموعهی دروس مصوب رشتهی «مهندسی فناوری اطلاعات-تجارت الکترونیکی» در دانشکدهی آموزشهای الکترونیکی دانشگاه شیراز، عدم آشنایی پژوهشگر با «نظریهی مجموعههای فازی» در بدو امر، یکی از محدودیتهای مهم انجام پژوهش بود. لذا پژوهشگر موظف بود پیش از آغاز پژوهش، «منطق فازی» را به صورت کلاسیک فرا بگیرد.
از دیگر محدودیتهای این پژوهش، جمعآوری دادههای فازی بود. جدید بودن موضوع و محدود بودن دسترسی به منابع کتابخانهای کشور به دلیل نبودن منابع علمی مرتبط و عدم درک برخی از خبرگان از موضوع تحقیق، دریافت اطلاعات را با مشکل مواجه میکرد.
همچنین یکی از مهمترین محدودیتهای پژوهش، عدم دسترسی به مثالها و آمار دقیق و واقعی دربارهی دامگستری در بانکهای ایرانی و نیز در دسترس نبودن نمونههای واقعی حملات دامگستری به بانکهای ایرانی بود.
1-8- جنبههای جدید و نوآوری تحقیقدر این پژوهش، ویژگیهای مؤثر در تشخیص حملات دامگستری در وبگاهها و به ویژه بانکداری الکترونیکی ایران معرفی خواهد شد که با استفاده از نظریات خبرگان و روشهای ریاضی و آماری به دست آمده است. نوآوری دیگر این پژوهش طراحی سامانهی خبره برای تشخیص حمله دامگستری با استفاده از ویژگیهای مذکور به صورت کارآمد است.
1-9- نتیجهگیریدر این فصل ابتدا موضوع پیشنهادی معرفی و ضرورت انجام آن تبیین شد و سپس مفاهیم اصلی این تحقیق مانند دامگستری، بانکداری الکترونیکی، مجموعههای ژولیده و سامانهی خبرهی فازی معرفی شدند که در فصلهای آینده به تفصیل بررسی خواهند شد.

فصل دوم- امنیت بانکداری الکترونیکی و حملات دامگستری2-1- مقدمهتجارت الکترونیکی مهمترین دستاورد به‌کارگیری فنّاوری اطلاعات در زمینه‌های اقتصادی است. برای توسعه‌ی تجارت الکترونیکی در کشور و ورود به بازارهای جهانی، داشتن نظام بانکی کارآمد از الزامات اساسی به‌‌‌شمار می‌آید. اگرچه طی سال‌های اخیر برخی روش‌های ارائه‌ی خدمات بانکداری الکترونیکی نظیر دستگاه‌های خودپرداز، کارت‌های بدهی،پیش‌پرداخت و غیره در نظام بانکی کشور مورد استفاده قرار گرفته است، اما تا رسیدن به سطحی قابل قبول از بانکداری الکترونیکی راهی طولانی در پیش است. در این میان بحث امنیت نیز به عنوان رکن بقای هر سامانهی الکترونیکی مطرح است. بدون امنیت، بانک الکترونیکی نه تنها فایدهای نخواهد داشت بلکه خسارتهای فراوانی نیز وارد میکند. دنیای امروز ما تفاوتهای چشمگیری با گذشته دارد. در گذشته پیچیدگی کار رخنهگرها و ابزارهایی که در دسترس آنها قرار داشت بسیار محدود و کمتر از امروز بود. گرچه جرایم اینترنتی در گذشته نیز وجود داشت اما به هیچ وجه در سطح گسترده و خطرناک امروز نبود. رخنهگرهای دیروز، امروزه متخصصان امنیت اطلاعات هستند که سعی میکنند از تأثیرات گسترده‌ی حملات اینترنی بکاهند. امروزه مجرمان اینترنتی نه تنها نیاز به خلاقیت زیادی ندارند بلکه اغلب در زمینهی رخنه از دانش چندانی برخوردار نیستند ولی در عین حال بسیار خطرناک هستند. در فضای اینترنت کنونی حتی کودکان نیز میتوانند به آسانی به رایانهها نفوذ کرده و برای اهداف مخربی از آنها بهره بگیرند. در گذشته هدف رخنهگرها عموماً دانشگاهها، کتابخانهها و رایانههای دولتی بود و اغلب انگیزههای بیضرر و کنجکاوی شخصی منجر به حمله میشد؛ حال آنکه امروز با گسترش پهنای باند، رخنهگرها تقریباً هرآنچه آسیبپذیر است را هدف قرار میدهند (James, 2005).
در این فصل ابتدا بانکداری الکترونیکی را تعریف میکنیم و پس از مرور چالشها و زیرساختهای مورد نیاز آن به معرفی یکی از مهمترین و آسیبرسانترین انواع حملات تهدیدکنندهی بانکداری الکترونیکی یعنی دامگستری میپردازیم. در ادامه آمارهای مربوط به دام‌گستری را بررسی کرده و در نهایت با دستهبندی روشهای تشخیص دامگستری فصل را به پایان میبریم.
2-2- بانکداری الکترونیکیبانکداری الکترونیکی عبارت است از ارائهی خدمات بانکی از طریق شبکه‌های رایانه‌ای عمومی و قابل دسترسی (اینترنت یا اینترانت) که از امنیت بالایی برخوردار باشند. بانکداری الکترونیکی دربرگیرنده سامانههایی است که مؤسسات مالی و اشخاص را قادر میسازد تا به حساب خود دسترسی داشته باشند و اطلاعاتی درباره‌ی خدمات و محصولات مالی بهدست آورند. در سامانه‌های بانکداری الکترونیکی از فنّاوری‌های پیشرفته‌ی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری مبتنی بر شبکه و مخابرات برای تبادل منابع و اطلاعات مالی بهصورت الکترونیکی استفاده میشود که در نهایت می‌تواند منجر به عدم حضور فیزیکی مشتری در شعب بانکها شود (سعیدی و همکاران، 1386).
براساس تحقیقات مؤسسۀ دیتامانیتور مهم‌ترین مزایای بانکداری الکترونیکی عبارتند از: تمرکز بر شبکههای توزیع جدید، ارائه خدمات اصلاح شده به مشتریان و استفاده از راهبردهای جدید تجارت الکترونیکی. بانکداری الکترونیکی در واقع اوج استفاده از فنّاوری جدید برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است (Shah et al., 2005). جدول 2-1 خلاصه‌ای از مزایای بانکداری الکترونیکی را از دیدگاه‌های مختلف بیان میکند.
جدول 2-1 مزایای بانکداری الکترونیکی از جنبههای مختلف (ساروخانی، 1387)دیدگاه مزایا بانکها و مؤسسات مالی حفظ مشتریان علی‌رغم تغییرات مکانی بانکها
کاهش محدودیت جغرافیایی ارائه‌ی خدمات
عدم وابستگی مشتریان به شعبه
افزایش قدرت رقابت
مدیریت بهتر اطلاعات
امکان ردگیری و ثبت کلیه عملیات مشتری
امکان هدایت مشتری به سوی شبکه‌های مناسب
امکان درآمدزایی بر اساس خدمات جدید
کاهش اسناد کاغذی
امکان جستجوی مشتریان جدید در بازارهای هدف
افزایش قدرت رقابت
امکان یکپارچه سازی کانالهای توزیع جدید
افزایش بازدهی
کاهش اشتباهات انسانی
سهولت ارائه خدمات
کاهش مراجعه مستقیم مشتریان به شعب
امکان ارائه آسان خدمات سفارشی
بهینه شدن اندازه موسسه
کاهش هزینهها
کاهش هزینه ارائه خدمات
کاهش هزینه پرسنلی
کاهش هزینه پردازش تراکنشها
کاهش هزینههای نقل و انتقال پول
مشتریان محو شدن مرزهای جغرافیایی
در دسترس بودن خدمات بهصورت 24 ساعته در تمامی روزهای هفته
عدم نیاز به حضور فیزیکی (برخی انواع)
کاهش هزینه استفاده از خدمات
کاهش زمان دسترسی به خدمات
افزایش سرعت ارائه و انجام خدمات
افزایش کیفیت خدمات
عدم وابستگی به شعبه خاص
امکان مدیریت یکپارچه خدمات مورد استفاده
افزایش امنیت تبادلات
پاسخ سریع به مشکلات مشتریان
امکان تهیه گزارشهای متنوع
ادامه‌ی جدول 2-1
جامعه کم شدن هزینه نشر، توزیع و جمعآوری اسکناس
افزایش امنیت تبادلات مالی
رونق تجارت الکترونیکی
2-3- چالشهای بانکداری الکترونیکی در ایراندر این بخش به برخی چالشها و مشکلات توسعه‌ی بانکداری الکترونیکی در ایران اشاره می‌شود. از منظر مشکلات پیادهسازی بانکداری الکترونیکی در بانکهای ایرانی میتوان به سه دسته از عوامل اشاره کرد (فتحیان و همکاران، 1386؛ سعیدی و جهانگرد، 1388):
الف- چالشهای قبل از تحقّق سامانه
عدم توسعه‌ی طرحهای مطالعاتی، نیازسنجی و امکانسنجی پیادهسازی فنّاوری‌های جدید
عدم گزینش و پیادهسازی فنّاوری با بالاترین کارایی در جهت رفع نیازها
نبود فرهنگ پذیرش و دانش کم بانکها در خصوص بانکداری و پول الکترونیکی
ضعف مدیریت در به‌کارگیری متخصصان حرفهای در بخش فنّاوری اطلاعات
عدم تغییر در نگرش سنتی نسبت به باز مهندسی فرایندها
ب- چالشهای هنگام تحقّق سامانه
ضعف زیرساختهایی نظیر خطوط پرسرعت مخابراتی
کمبود حمایت مالی و اعتبارات مورد نیاز
نبود یا کافی نبودن مؤسسات خصوصی مورد نیاز و یا عدم حمایت آنان از بانکداری الکترونیکی شبیه مؤسسات بیمه، گواهی‌دهنده‌ها و غیره.
تحریم اقتصادی و دشواری تهیه‌ی تجهیزات و ملزومات سختافزاری و نرمافزاری
نبود تجربه در تهیه‌ی محتوای لازم و کاربرپسند برای وبگاه بانکها
ج- چالشهای پس از تحقّق سامانه
نبود قوانین و محیط حقوقی لازم و عدم استناد پذیری ادلّه‌ی الکترونیکی
عدم تمایل افراد به فاش کردن مسائل اقتصادی خود (خود سانسوری)
نبود انگیزه‌ی کاربری و عدم فرهنگ سازی برای مردم
عدم اعتماد کاربران
فقدان بسترهای امنیتی مانند امضای دیجیتالی و زیرساخت کلید عمومی
لذا برای توسعه و گسترش بانکداری الکترونیکی، مقدمات و زیرساختهای گوناگونی باید وجود داشته باشد که در صورت عدم توسعۀ مناسب این زیرساختها، دستیابی به تمامی مزایای بانکداری الکترونیکی ممکن نخواهد شد.
2-4- زیرساختهای بانکداری الکترونیکیدر این بخش زیرساختها و بسترهای مورد نیاز بانکداری الکترونیکی را معرفی کرده و به اختصار شرح میدهیم (فتحیان و همکاران، 1386؛ سعیدی و جهانگرد، 1388).
2-4-1- زیرساخت ارتباطی
مهمترین و اثرگذارترین ابزار در آغاز فرایند بانکداری الکترونیکی دسترسی عمومی به بسترهای زیرساختی ارتباطات الکترونیکی است. در مدیریت بانکداری الکترونیکی باید برحسب نوع خدمات و انتظاراتی که از خدمات جدید میرود از مناسبترین ابزار ارتباطی بهره برد. این ابزار شامل استفاده از شبکهی جهانی اینترنت با پهنای باند متناسب، شبکههای داخلی مثل اینترانت، LAN، WAN، سامانههای ماهوارهای، خطوط فیبر نوری، شبکهی گستردهی تلفن همراه، تلفن ثابت و سایر موارد میباشد.
2-4-2- زیرساخت مالی و بانکی
یکی از مهمترین اقدامات بانکها در مسیر تبدیل شدن به بانکی الکترونیکی ایجاد زیرساخت‌هایی مانند کارتهای اعتباری، کارتهای هوشمند، توسعهی سختافزاری شبکههای بانکی و فراگیر کردن دستگاه‌های خودپرداز است. همچنین تطبیق پروتکلهای داخلی شبکه‌های بین بانکی با یکدیگر و پایانههای فروش کالاها تا نقش کارت‌های ارائه شده از طرف بانک در مبادلات روزمره نیز گسترش پیدا کند.
2-4-3- زیرساخت حقوقی و قانونی
برای اینکه بانکداری الکترونیکی با اقبال عمومی مواجه شود در گام اول باید بسترهای قانونی مورد نیاز آن فراهم شود و با شناخت تمامی احتمالات در فرایند بانکداری الکترونیکی درصد ریسک کاهش و اعتماد عمومی و حقوقی نسبت به سامانههای بانکداری الکترونیکی افزایش پیدا کند. گام دوم برای این منظور، تدوین قانون استنادپذیری ادلّهی الکترونیکی است زیرا در فرایند بانکداری الکترونیکی، رکوردهای الکترونیکی جایگزین اسناد کاغذی میشود. بنابراین قانون ادلّهی الکترونیکی یکی از نیازمندیهای اصلی تحقق بانکداری الکترونیکی است.
2-4-4- زیرساخت فرهنگی و نیروی انسانی
برای توسعهی بانکداری الکترونیکی نیاز جدی به فرهنگسازی برای جذب و توجیه اقتصادی جهت بهرهبرداری از این سامانهها برای مشتریان است.
2-4-5- زیرساخت نرمافزاری و امنیتی
یکی از عوامل مهم در مقبولیت و گسترده شدن فرایندهای بانکداری الکترونیکی توسعه‌ی نرم‌افزاری و افزایش امنیت در سامانههای آن است. در صورتی که زمینه‌ی لازم جهت تأمین این دو نیاز فراهم شود کاربرد عمومی سامانههای الکترونیکی گسترش و تسهیل مییابد، ریسک استفاده از این سامانهها کاهش مییابد و اعتماد و رضایتمندی مشتری افزایش مییابد. برای یک ارسال امن نکات زیر باید رعایت شود(Endicott et al., 2007; Gregory, 2010):
اطلاعات برای گیرنده و فرستنده قابل دسترسی باشند. (در دسترس بودن)
اطلاعات در طول زمان ارسال تغییر نکرده باشد. (صحت)
گیرنده مطمئن شود که اطلاعات از فرستنده مورد نظر رسیده است. (اصالت)
اطلاعات فقط برای گیرنده حقیقی و مجاز افشا شود. (محرمانگی)
فرستنده نتواند منکر اطلاعاتی که میفرستد بشود. (انکار ناپذیری)
2-5- امنیت در بانکداری الکترونیکیبانکداری الکترونیکی متکی بر محیط مبتنی بر شبکه و اینترنت است. اینترنت به عنوان شبکه‌ای عمومی، با مباحث محرمانگی و امنیت اطلاعات مواجه است. به همین دلیل بانکداری اینترنتی و برخط میتواند مخاطرههای فراوانی برای مؤسسات و بنگاههای اقتصادی داشته باشد که با گزینش و انتخاب یک برنامهی جامع مدیریت ریسک، قابل کنترل و مدیریت خواهند بود. حفظ امنیت اطلاعات از مباحث مهم تجارت الکترونیکی است.
امنیت بانکداری الکترونیکی را میتوان از چند جنبه مورد بررسی قرار داد (صفوی، 1387):
امنیت فیزیکی
امنیت کارمندان و کاربران سامانه
امنیت نرمافزار سامانهی یکپارچهی بانکداری الکترونیکی
اینترنت شبکهای عمومی و باز است که هویت کاربران آن به آسانی قابل شناسایی نیست. علاوه بر این مسیرهای ارتباطی در اینترنت فیزیکی نیستند که موجب میشود انواع حملات و مزاحمتها برای کاربران ایجاد شود. به طور کلی میتوان سه مشکل اصلی امنیتی در بانکداری الکترونیکی را موارد زیر دانست (عموزاد خلیلی و همکاران، 1387):
چگونه میتوانیم به مشتری این اطمینان را بدهیم که با ورود به وبگاه و انجام معامله در آن، شماره رمز کارت اعتباری وی مورد سرقت و جعل قرار نخواهد گرفت؟
شنود: چگونه میتوانیم مطمئن شویم که اطلاعات شماره حساب مشتری هنگام معامله در وب، قابل دستیابی توسط متخلفان نیست؟
مشتری چگونه میتواند یقین حاصل کند که اطلاعات شخصی او توسط متخلفان قابل تغییر نیست؟
2-6- تهدیدات و کلاهبرداریها در اینترنتبه طور کلی اهداف متفاوتی را میتوان برای کلاهبرداران اینترنتی برشمرد که عبارتند از : کسب سودهای مالی، تغییر عرف و رسوم اخلاقی، و اهداف گوناکون دیگری که میتواند برای هر فرد متفاوت باشد. در تجارت الکترونیکی، هدف اصلی فریبکاریها، کسب سودهای مالی است. آسیبهای حاصل از خرابکاریهای اینترنتی عبارتند از : از دست دادن سرمایه، رسوایی، خدشهدار شدن حریم شخصی و خسارتهای فیزیکی که هر کدام از این موارد، به دنبال خود از دست دادن زمان و همچنین ایجاد نگرانیهای ذهنی را برای افراد زیاندیده به همراه خواهد داشت (Kim et al., 2011).
طبیعت اینترنت منجر به پررنگ شدن تهدیدات و فریبکاریهای مختلف در آن و گسترش جنبهی تاریک و مبهم شبکه میشود. دسترسی جهانی به اینترنت، سرعت انتشار بالا، گمنامی افراد و عدم ملاقات رو در رو، دسترسی رایگان به خدمات و محتواهای با ارزش و همچنین کمبود قوانین مناسب و توافقهای بین المللی از جمله عواملی هستند که موجب شده تا بسیاری از این تهدیدات فراگیر شده و پیگرد آنها دشوار گردد. در ادامه به توضیح مختصر برخی از این عوامل میپردازیم:
الف- گمنامی
بسیاری از وبگاهها، برای عضویت در وبگاه، تنها نشانی یک رایانامه معتبر را از کاربر درخواست میکنند و یک فرد میتواند به عنوان چندین کاربر و با نشانی رایانامههای متفاوت عضو وبگاه موردنظر شود. گمنامی باعث میشود که برخی افراد بدون هرگونه حس بازدارنده به اعمالی مثل حملات اینترنتی، انتشار اطلاعات نادرست و مطالب نامربوط در مورد سایر افراد و ... بپردازند (Kim et al. , 2011).
ب- دسترسی رایگان به خدمات و محتواهای با ارزش
دسترسی رایگان به محتواهایی با ارزش بالا، گاهی باعث میشود که ارزش محصولات و خدمات در محیط اینترنت، پایینتر از حد طبیعی خود جلوه کند و کاربران اینترنت همیشه انتظار دریافت محصولات و خدمات رایگان را داشته باشند که این مسئله میتواند به عنوان چالش و تهدیدی برای افراد فعال در زمینه تجارت الکترونیکی مطرح شود. به عنوان مثال از محتواهای رایگان میتوان به این موارد اشاره کرد: جویشگرها که انواع محتواهای رایگان را برای کاربران جستجو کرده و در اختیار آنها قرار میدهند، دریافت نرم افزارهای رایگان (گوگل اپلیکیشن، جیمیل و ...)، وبگاههای اشتراکگذاری محتوای ویدیویی (یوتیوب و ...)، وبگاههای شبکههای اجتماعی ( فیسبوک و مایاسپیس و ...) و حتی وبگاههای اشتراک پروندههای غیرقانونی(Kim et al. , 2011).
در هرحال همچنان که پاک کردن کامل دنیای حقیقی از جرائم و اعمال غیراخلاقی و غیرقانونی امری غیرممکن است، در دنیای مجازی نیز وضع به همین منوال است. لذا بهترین کار، کنترل تهدیدات و نگه داشتن آنها در یک سطح قابل تحمل است.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

تهدیدات و فریبکاریهای اینترنتی انواع گوناگونی دارند که از آن جمله میتوان به هرزنامه‌ها، ویروسها و کرمهای کامپیوتری، رخنه، حملات دی‌اواِس، کلاهبرداریهای برخط، دزدیده شدن هویت افراد، تجاوز از حقوق مالکیت دیجیتال و تجاوز از حریم شخصی اشاره کرد. در ادامه به بررسی یکی از چالشبرانگیزترین کلاهبرداریهای اینترنتی در حوزهی بانکداری الکترونیکی میپردازیم.
2-7- دامگستریواژهی «Phishing» در زبان انگلیسی واژهای جدید است که برخی آن را مخفف عبارت «Password Harvesting Fishing» به معنای «شکار گذرواژهی کاربر از طریق طعمه‌گذاری» و برخی دیگر آن را استعاره‌ای از واژهی «Fishing» به معنای «ماهیگیری» تعبیر کرده‌اند. سازندگان این واژه کوشیده‌اند با جایگزین کردن Ph به جای F مفهوم فریفتن را به مخاطب القا کنند( نوعی پور، 1383).
دامگستری، یکی از روشهای مهندسی اجتماعی است که معنای آن فریب کاربران اینترنت از طریق هدایت آنها به سمت وبگاههایی است که از نظر ظاهری کاملاً شبیه به وبگاه موردنظر کاربر هستند؛ این موضوع معمولاً در مورد وبگاه بانکها، مؤسسات اعتباری، حراجهای اینترنتی، شبکههای اجتماعی محبوب و مردمی، وبگاههای ارائهدهنده خدمات اینترنتی و ... صورت می‌گیرد. ایده اصلی این حمله آن است که طعمهای برای افراد فرستاده میشود به امید اینکه آنان، طعمه را گرفته و شکار شوند. در بسیاری موارد، این طعمه رایانامه یا هرزنامه است که کاربر را برای ورود به وبگاه، فریب میدهد. این نوع از فریبکاری، کاربر را به سمتی هدایت می‌کند که اطلاعات حیاتی خود مانند نام، گذرواژه، مشخصات کارت اعتباری، مشخصات حساب بانکی و ... را وارد وبگاه کند. سپس این اطلاعات سرقت شده و برای مقاصدی مثل دزدی، کلاهبرداری و .. مورد استفاده قرار میگیرند (Peppard and Rylander, 2005).
دامگستری در اواسط دههی 1990 میلادی در شبکهی برخط امریکا آغاز شد. دامگسترها خود را به جای کارکنان AOL جا میزدند و برای قربانیان پیامهای فوری ارسال میکردند و به ظاهر از آنها میخواستند تا گذرواژههایشان را بازبینی یا برای تأیید اطلاعات صورتحساب، وارد کنند. به محض اینکه قربانی گذرواژهاش را افشا میکرد، مهاجم با دسترسی به حساب کاربری او قادر بود هر فعالیت غیرقانونی انجام دهد. پس از اینکهAOL اینگونه دامگستریهای مبتنی بر پیام فوری را محدود کرد، دامگسترها مجبور شدند به سراغ سایر ابزار به ویژه رایانامه بروند. همچنین دامگسترها دریافتند که میتوانند از مؤسسات مالی و اعتباری سود قابل توجهی کسب کنند. با این هدف در ژانویه 2001، کاربرانِ شبکهی پرداخت برخط E-gold مورد حمله قرار گرفتند. گرچه این حملات با استفاده از رایانامههای متنی خام، موفق نبود اما پس از یازدهم سپتامبر 2001 به شیوههای دیگری که مؤثرتر بودند ادامه پیدا کرد. شیوههایی که از آن پس رایج شد به شکل حملات دامگستری کنونی است که در آن پیوندی از وبگاه جعلی در رایانامه وجود دارد و فرد با کلیک روی آن به وبگاه دامگستری شده هدایت میشود (Miller, 2010).
اولین بررسی در مورد مفهوم دامگستری مربوط به کنفرانس اینترکس در سال 1987 است. جری فلیکس و کریس هاک، در پروژه - ریسرچای تحت عنوان «امنیت سامانه: از دید نفوذگر» روشی را توصیف کردند که در آن شخص سومی از خدمات مورد اطمینان در محیط وب تقلید می کند (Robson, 2011).
2-7-1- انواع دامگستری
به طور کلی می توان انواع دامگستری را به سه دسته تقسیم کرد:
الف- جعل هویت
این روش نسبت به سایر روشها رایجتر و به مراتب آسانتر است. این روش شامل ساخت وبگاهی کاملاً جعلی است که کاربر ترغیب میشود از آن بازدید کند. این وبگاه جعلی تصاویری از وبگاه اصلی را در بر دارد و حتی ممکن است پیوندهایی به آن داشته باشد (James, 2005).
ب- ارسال (دامگستری مبتنی بر رایانامه)
این روش بیشتر در وبگاههایی نظیر آمازون، Ebay و PayPal مشاهده شده است و در آن رایانامهای به کاربران ارسال میشود که تمامی نمادها و گرافیک وبگاه قانونی را دارد. وقتی قربانی از طریق پیوند درون این رایانامه، اطلاعات محرمانه خود را وارد میکند، این اطلاعات به کارساز متخاصم فرستاده میشود. پس از آن یا کاربر به وبگاه صحیح و قانونی هدایت می‌شود یا با پیغام خطا در ورود اطلاعات مواجه میگردد. امروزه به علت حجم بالای html در اینگونه رایانامهها، بسیاری از ویروسکشها و پادهرزنامهها، جلوِ آنها را میگیرند که از دید دام‌گستران ضعف این روش محسوب میشود (James, 2005).
ج- پنجرههای بالاپَر
این روش حملهای خلاقانه اما محدود است. این نوع دامگستری در سپتامبر سال 2003 هنگامی شناسایی شد که سیتیبانک پشت سرهم مورد حملهی دامگستری قرار میگرفت. این روش بدین صورت است که شما روی پیوند درون رایانامه کلیک میکنید و با یک پنجرهی بالاپَر مواجه میشوید. اما پشت این پنجره وبگاه اصلی و قانونی هدف دامگسترها قرار دارد. لذا این روش بسیار ماهرانه و گمراهکننده است و بیش از سایر روشهای دامگستری، اعتماد کاربران را جلب میکند. البته این روش امروزه ناکارآمد است زیرا بیشتر مرورگرهای وب برای جلوگیری از باز شدن پنجرههای بالاپَر به صورت پیشفرض «سدّکنندهی پنجرهی بالاپر» را در خود دارند (James, 2005).
یکی از شاخههای حملات دامگستری ، «دامگستری صوتی» نام دارد. واژهی «Vishing» از ترکیب دو واژهی انگلیسی «Voice» به معنای «صدا» و «Phishing» به وجود آمده است که در آن به جای فرستادن رایانامه به سمت کاربر و درخواست از او برای کلیک بر روی پیوندی خاص، رخنهگر طی یک تماس تلفنی، شماره تلفنی را برای کاربر ارسال میکند و از وی میخواهد که با آن شماره تماس بگیرد. وقتی کاربر تماس گرفت، یک صدای ضبط شده از او میخواهد که اطلاعات شخصی خود را وارد کند. مثلاً وقتی کاربر مشکلی در حساب بانکی یا کارت اعتباری خود دارد، این پیام از پیش ضبط شده از او میخواهد که با یک شماره خاص تماس بگیرد و برای حل مشکل تقاضای کمک کند. در بسیاری موارد، سخنگو از نوع سخن گفتن افراد بخش پیشگیری از کلاهبرداری بانک یا شرکت کارت اعتباری تقلید میکند؛ اگر پیام، متقاعدکننده باشد، برخی افراد گیرنده پیام، با شماره داده شده تماس خواهند گرفت (Forte, 2009).
2-8- آمارهای مربوط به دامگستری
حملات دامگستری با آهنگ رو به تزایدی در حال رشد هستند. به گزارش کنسرسیوم بین المللی «گروه پادامگستری»، تعداد وبگاههای دامگستری شده در حال افزایش است (Toolan and Carthy, 2011). در سال 2006، تعداد قربانیان 25/3 میلیون نفر بود که در سال 2007 این تعداد به 5/4 میلیون نفر افزایش پیدا کرد (Abu-Nimeh et al., 2008). بنا به گزارش این گروه، در سال 2006، تعداد حملات دامگستری 1800 مورد بوده است (Yu et al., 2009). در دسامبر 2007، شرکت گارتنر گزارش داد حملات دامگستری در امریکا در مقایسه با دو سال قبل افزایش پیدا کرده است (Abu-Nimeh et al., 2008). پس از آن در سال 2008 هم تعداد 34758 حمله دامگستری گزارش شد (Toolan and Carthy, 2011). براساس گزارش شرکت امنیتی آر اس ای، حملات دامگستری در سال 2010 در مقایسه با سال قبل از آن 27% افزایش یافت (Esther, 2011). این اعداد نشان دهندهی افزایش حجم حملات دامگستری در سالهای اخیر است.
میزبانی حملات دامگستری متفاوت از حجم حملات دامگستری است. میزبانی حملات، اشاره به کارسازهایی دارد که مهاجمان برای حمله از آنها بهره بردهاند به این معنا که اسکریپتهای دامگستری خود را بر روی کارساز آنها بارگذاری کردهاند (این کار بدون اطلاع صاحبان کارساز و از طریق رخنهکردن وبگاه صورت میگیرد). حال آنکه، منظور از حجم حملات، تعداد دفعاتی است که وبگاههای کشوری مورد حملهی دامگستری واقع شدهاند. آمارهای گروه پادامگستری نشان میدهد که در ماه مارس 2006، بیشترین میزبانی حملات مربوط به امریکا (13/35%)، چین (93/11%) و جمهوری کره (85/8%) بوده است (Chen and Guo, 2006). در میان کشورهای میزبان دامگستری، امریکا رتبهی اول را داراست و بیشترین حجم حملات دامگستری به ترتیب مربوط به دو کشور امریکا و انگلستان بوده است. بعد از امریکا، در فاصله بین اکتبر تا دسامبر 2010، کانادا از رتبه هفتم به رتبه دوم رسید. اما کمی بعد در ژانویه 2011 جای خود را به کره جنوبی داد(RSA, 2011).
هرچه یک وبگاه دامگستری مدت زمان بیشتری فعال بماند، قربانیها و مؤسسات مالی پول بیشتری از دست میدهند. در اوایل سال 2008، هر حمله دامگستری به طور میانگین 50 ساعت مؤثر بوده است (مدت زمانی که کاربران در معرض خطا در تشخیص وبگاه واقعی بوده اند)، اما در اواخر سال 2009، این مقدار به 32 ساعت کاهش یافته است (APWG, 2010). این کاهش مبیّن افزایش سرعت و دقت در تشخیص دامگستری است. شکل 2-1 تغییرات دام‌گستری مبتنی بر رایانامه را بین سال‌های 2004 تا 2012 نشان می‌دهد.

شکل 2-1 تغییرات دامگستری مبتنی بر رایانامه در سطح جهان بین سالهای 2004 تا 2012 (Pimanova, 2012)
بر اساس گزارش APWG، حدود دوسوم حملات دامگستری در نیمهی دوم سال 2009، از طرف گروهی به نام «اَوِلانش» صورت گرفته است. این گروه احتمالاً جانشین گروه «راک‌فیش» شده بودند. گروه اولانش مسؤولیت 126000 حمله را پذیرفت که البته میزان موفقیت کمی داشتند. مهمترین دلیل عدم توفیق آنها، همکاری نزدیک بانکهای هدف، ثبت‌کنندگان نام دامنهها و سایر فراهمکنندگان خدمات، برای جلوگیری از حملات دامگستری بوده است. برخلاف اکثر دامگسترها که بیشتر دامنههای .com را برای حمله در اولویت قرار میدهند (47% حملات)، گروه اولانش بیشتر به دامنههای .eu ، .uk و .net ، تمایل دارد. البته هنوز 23% حملات این گروه مربوط به دامنه .com است (APWG, 2010).
همانطور که شکل 2-2 نشان می‌دهد، در ژوئیهی سال 2012 بیشترین حملات دام‌گستری به ترتیب مربوط به ارائه‌دهنده‌های خدمات اطلاعاتی (مانند کتابخانهها و شبکههای اجتماعی)، بانکها و شرکتهای فعال در زمینهی تجارت الکترونیکی بوده است (Pimanova, 2012).

شکل 2-2 سازمانهای مورد حملهی دامگستری در سال 2012 به تفکیک صنعت (Pimanova, 2012)
در جدول 2-2، وبگاههایی که بیش از سایر وبگاهها مورد حملات دامگستری بودهاند معرفی شدهاند. همچنان که در این جدول مشاهده میشود اکثر وبگاههای این فهرست بانکی هستند.
جدول 2-2 ده وبگاه برتر از نظر میزان حملات دامگستری در سالهای اخیر(Walsh, 2010; Kaspersky Lab, 2011)رتبه از طریق وبگاه جعلی (روش جعل هویت) از طریق رایانامه (روش ارسال)
1 Paypal Paypal
2 ebay Common Wealth Bank of Australia
3 Facebook Absa Bank of South Africa
4 Banco Real of Brazil Chase Bank
5 Lloyds TSB Western Union Bank
6 Habbo Bank of America
7 Banco de Brandesco Banco de Brandesco
8 NatWest Lloyds TSB
9 Banco Santander, S.A. NedBank of South Africa
10 Battle.Net Yahoo!
2-8-1- خسارات ناشی از دامگستری
دامگستری از زوایای مختلفی به کاربران، سازمان ها و ارزش نمانامها ضرر و زیان وارد میکند. در زیر به پیامدهای اینگونه حملات اشاره میکنیم (Kabay, 2004):
الف- اثر مستقیم دامگستری که موجب افشای اطلاعات محرمانهی کاربران اینترنت مانند شناسهی کاربری و گذرواژه یا سایر مشخصات حساس کارت اعتباری آنها شده و از این طریق به آنها خسارات مالی وارد میسازد.
ب- حسن نیت و اعتماد کاربران نسبت به تراکنش و مبادلات مالی اینترنتی را از بین میبرد و باعث ایجاد نگرشی منفی در آنها میشود که شرکتهای طرف قرارداد در بستر اینترنت از جمله بانکها، مؤسسات مالی و فروشگاه ها، به هیچ وجه اقدامات کافی برای محافظت از مشتریانشان را انجام نمیدهند.
ج- به تدریج در اثر سلب اطمینان کاربران، موجب خودداری مردم از انجام خرید و فروش و کاربرد اینترنت در انجام فعالیتهای تجاری شده و مانع گسترش و موفقیت هرچه بیشتر تجارت الکترونیکی میشود.
د- ارتباطات و تراکنشهای مؤثر و موفق اینترنتی را تحت تأثیر قرار داده و تهدید میکند.
ه- دامگستری بر نگرش سهامداران تأثیر منفی میگذارد و منجر به ناتوانی در حفظ ارزش نمانامها شده و در نهایت باعث ورشکستگی آنها میشود.
اعتماد یکی از مهمترین مشخصههای موفقیت در بانکداری الکترونیکی است (Aburrous et al., 2010c). همانطور که اشاره شد، دامگستری میتواند به شدت به کسب و کار در اینترنت صدمه بزند چراکه مردم در اثر ترس از اینکه قربانی کلاهبرداری شوند، به تدریج اعتماد خود به تراکنشهای اینترنتی را از دست میدهند (Ragucci and Robila, 2006). برای مثال بسیاری از مردم فکر میکنند استفاده از بانکداری اینترنتی احتمال اینکه گرفتار دامگستری و دزدی هویت شوند را افزایش میدهد. این درحالی است که بانکداری برخط نسبت به بانکداری کاغذی، محافظت بیشتری از هویت افراد به عمل میآورد (Aburrous et al., 2010c).
نتایج بررسیها نشان میدهد که با ارسال 5 میلیون رایانامهی دامگستری، 2500 نفر فریب میخورند. هرچند این تعداد، تنها 05/0% از افراد تشکیل میدهند. اما منفعت حاصل از این تعداد، همچنان دامگستری را منبع خوبی برای کسب درآمد توسط کلاهبرداران اینترنتی کرده است (Toolan and Carthy, 2011). به طور کلی برآورد حجم خسارات مالی ناشی از حملات دامگستری، کار دشواری است زیرا:
بانک ها و مؤسسات مالی تمایلی به افشای چنین جزئیاتی ندارند.
در برخی موارد، حملات دامگستری توسط کاربران گزارش داده نمیشوند.
نمیتوان در همهی مواقع، برداشته شدن پول از حساب بانکی را، با قطعیت به علت دزدیده شدن گذرواژهی مشتری طی حمله دامگستری دانست.
مهاجمان گاهی برای دزدیدن پول به وبگاهها حمله نمیکنند. بلکه گاهی منابع دیگری را دزدیده و استفاده کنند. به عنوان مثال، دامگسترهایی که به آژانسهای گزارش اعتبار (شرکتهایی که اطلاعات مربوط به اعتبار مشتریان را به تفکیک نام آنها، از منابع مختلف و برای کاربردهای مالی و اعتباری، گردآوری میکنند) حمله میکنند تا دادههای مربوط به مشتریان معتبر، را به دست آورند و یا دامگسترهایی که به کارسازهای رایگان پست الکترونیکی حمله میکنند تا بتوانند از طریق آنها هرزنامه ارسال کنند و قربانیهای بیشتری را فریب دهند. چنین حملات دامگستری منجر به خسارتهایی میشوند که به سختی قابل برآورد هستند (Auron, 2010).
مطالعات انجام شده، نشاندهندهی رشد ثابت و مداوم در فعالیتهای دامگستری و میزان خسارات مالی مربوط به آن است (Abu-Nimeh et al., 2008; Yu et al., 2009). اعداد و ارقامی که در ادامه به آنها اشاره میکنیم هم به خوبی مؤید این مطلب هستند.
در سال 2003، میزان خسارتهای مالی به بانکها و مؤسسات اعتباری امریکا 2/1 میلیارد دلار تخمین زده شده است که این عدد در سال 2005 به 2 میلیارد دلار رسید (Abu-Nimeh et al., 2008). در سال 2004، مؤسسه گارتنر گزارش کرد که در فاصلهی آوریل 2003 تا آوریل 2004، 8/1 میلیون نفر قربانی دامگستری بوده اند که در مجموع 2/1 میلیارد دلار خسارت مالی وارد کرد (Chen and Guo, 2006). بر اساس تحقیقی که این مؤسسه انجام داده است، حملات دامگستری در امریکا در سال 2007 افزایش یافته و 2/3 میلیارد دلار خسارت وارد کرد. تحقیق دیگری هم نشان میدهد که 6/3 میلیون نفر بین اوت 2006 تا اوت 2007 متحمل خسارت مالی ناشی از دامگستری شده اند. این درحالی است که سال قبل از آن این تعداد 3/2 میلیون نفر بودند. نتایج این تحقیق نشان میدهد که حملات دامگستری و بدافزار همچنان رشد خواهد کرد (Yu et al., 2009). در سال 2004، گارتنر تخمین زد که هر قربانی دامگستری، 1244 دلار خسارت میبیند (Aburrous et al., 2010a). در سال 2007 گزارش دیگری نشان داد که سالانه 311449 نفر مورد حمله دامگستری قرار میگیرند که 350 میلیون دلار خسارت ایجاد میکند (Aburrous et al., 2010a). به گزارش یکی از تحلیلگران گارتنر، خسارات مالی ناشی از دامگستری در سال 2011 در حدود 5/2 میلیارد دلار تخمین زده شده است (Seidman, 2012).
البته شایان ذکر است که شرکت مایکروسافت به میزان خساراتی که مؤسسه گارتنر تخمین زده است، اعتراض کرد و اعداد اعلام شده را غلو شده خواند. مایکروسافت ادعا کرد که تعداد بسیار کمی از افراد تحت تأثیر دامگستری فریب میخورند و میزان خسارات 50 برابر کمتر از میزان تخمینی توسط تحلیلگران است. بنا به گفتهی مایکروسافت میزان خسارات سالانه تنها 61 میلیون دلار (40 میلیون یورو) است. در مقابل مؤسسه گارتنر نیز از صحت برآوردهای خود دفاع کرد و ریشهی این اختلافها را در عدم انتشار میزان خسارات وارده توسط بانکها و مؤسسات مالی و اعتباری دانست (Espiner, 2009). البته گارتنر در سال 2008، نتیجهی جالبی را اعلام کرد: در سال 2008 به طور متوسط در هر حملهی دامگستری 351 دلار خسارت ایجاد شده است که در مقایسه با سال 2007، 60% کاهش داشته است و علت این کاهش، بهبود روشهای تشخیص توسط مؤسسات مالی بوده است که البته ایجاد این بهبودها خود هزینهبر است (Moscaritolo, 2009). لذا در مجموع هزینهها کاهش چشمگیری نیافته است. جدول 2-3 خلاصهی مهمترین آمار منتشر شده را نشان میدهد. شایان ذکر است با توجه به محدودیتهای موجود در خصوص دسترسی به آمار و ارقام دامگستری که پیش از این هم به آن اشاره شد، در مورد خانههای خالی جدول هیچ اطلاعاتی در دست نبود.
جدول 2-3 خسارات مالی دامگستریسال خسارت مالی تعداد قربانیان
2003 - 2004 2/1 میلیارد دلار 8/1 میلیون نفر
2004- 2005 2 میلیارد دلار -
2005- 2006 - 3/2 میلیون نفر
2006- 2007 - 6/3 میلیون نفر
2007- 2008 2/3 میلیارد دلار 3111449 نفر
2011- 2012 5/2 میلیارد دلار -
2-8-2- دامگستری در ایران
موضوع دامگستری در ایران نیز بسیار حائز اهمیت است زیرا آمار نشان میدهد، جرائم رایانه‌ای در سال 1390 در کشور رشد ۸/۳ برابری نسبت به سال گذشته داشته و بیشترین آمار مربوط به جرایم رایانه‌ای بانکی بوده است. براساس این گزارش، حملات دامگستری و شیوهای از آن به نام «فارمینگ» مقام سوم را در میان جرایم اینترنتی کشور دارد. علاوه بر این در سال 1389 تعداد 1035 فقره جرم اینترنتی در ایران به ثبت رسیده است که این آمار در سال 1390 به 4000 مورد افزایش یافته است و در صورت ادامه روند کنونی رشد جرائم اینترنتی در ایران، میزان این جرائم در سال 1391 به ۸ تا ۱۰هزار فقره افزایش می‌یابد (راه پرداخت، 1391).
با توجه به نکات فوق واضح است که مقابله با دامگستری یکی از مسائل جدی در عرصهی امنیت شبکههای بانکداری الکترونیکی است. از این رو در بخش بعد به شناسایی روشهای مرسوم تشخیص دامگستری میپردازیم.
2-9- روشهای تشخیص دامگستریبیشتر روشهای مقابله با دامگستری شامل احراز هویت، فیلتر کردن، ردیابی و تحلیل حمله، گزارش دامگستری و فشار حقوقی و اعمال قوانین است. این خدمات پادامگستری اینترنتی در کارسازهای رایانامه و مرورگرهای وب پیادهسازی شده است و از طریق نوار ابزار مرورگر وب قابل دسترسی و استفاده است (Zhang et al., 2011).
از دیدگاه کلّی میتوان تمامی روشهای تشخیص دامگستری را به دو دستهی اصلی تقسیم‌ کرد: یکی دفاع سمت کارساز، که از گواهیهای SSL و تصاویر وبگاههای انتخاب شده توسط کاربر و تعدادی مشخصههای امنیتی دیگر استفاده و سعی میکند به این صورت به کاربر کمک نماید تا از قانونی بودن وبگاه، اطمینان حاصل کند و دیگری دفاع سمت کارخواه، که مرورگرهای وب را به ابزارهای خودکار تشخیص دامگستری مجهز میکند تا به کاربران در برابر وبگاههای مشکوک اخطار دهد (Yue and Wang, 2008).
به دلیل اهمیت موضوع دامگستری، ظرف یک دههی اخیر روشهای مختلفی برای شناسایی و مبارزه با این روش فریب ارائه شده است. در ادامه این روشها را دستهبندی کرده و به اجمال بررسی میکنیم:
2-9-1- رویکرد اول: فیلتر موجود در نوار ابزار مرورگر وب
یکی از روشهای رایج برای حل مشکل دامگستری، افزودن ویژگیهای امنیتی به مرورگرهای اینترنت است. اینگونه فیلترها بدین صورت عمل میکنند که به محض کلیک کاربر بر روی پیوند مربوط به وبگاه مشکوک به دامگستری و یا وارد کردن URL آن در نوار نشانی، واکنش نشان میدهند. این واکنش عموماً به صورت یک اخطار است که قصد دارد کاربر را از ورود به وبگاه منصرف کند. چنین مرورگرهایی مکانیزمی دارند که تحت عنوان فهرست سیاه شناخته می‌شود (Sharif, 2005).
بیشتر فهرستهای سیاه با استفاده از مکانیزمهای خودکار ایجاد میشوند. گرچه فهرست سیاه طراحی و پیادهسازی آسانی دارد، اما مشکل بزرگی هم دارد و آن کامل نبودن است. جرایم در فضای مجازی به شدت زیرکانه هستند و مجرمان با استفاده از روشهای پیچیدهای از فهرست سیاه فرار میکنند. (Yue and Wang, 2008) برای جلوگیری از فریب کاربران در برابر دامگستری، به جای اخطار دادن، رویکرد جدیدی پیشنهاد داده اند و آن یک ابزار پادام‌گستری منحصر به فرد سمت کاربر به نام «بوگسبایتر» است که به صورت نامحسوس تعداد بسیار زیادی، اطلاعات محرمانهی جعلی وارد وبگاه مشکوک میکند و به این صورت اطلاعات محرمانهی واقعی قربانی را در میان اطلاعات غیرواقعی پنهان میکند. اطلاعات جعلی وارد شده به وبگاه، دامگسترها را وادار میکند که با آزمودن تمامی اطلاعات جمعآوری شده، اطلاعات اصلی و صحیح را پیدا کنند و همین عمل (بررسی صحت اطلاعات توسط دامگستران) فرصتی برای وبگاه اصلی ایجاد میکند تا از سرقت اطلاعات آگاه شود. این روش از آن جهت سودمند است که نیازی به واکنش کاربر نسبت به خطای ارسالی ندارد و کاملاً خودکار عمل میکند اما همچنان نقص استفاده از فهرستهای سیاه که همانا نیاز به بروز شدن است را به همراه دارد.
2-9-2- رویکرد دوم: پیشگیری از دامگستری در مرحلهی رایانامه
این رویکرد مربوط به زمانی است که کاربر برای اولین بار رایانامهی حاوی پیوند وبگاه دام‌گستری شده را دریافت میکند. بدین منظور روشهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد که مهمترین آنها عبارتند از:
الف- استفاده از روش شبکهی بیزی
شبکه‌ی بیز عبارت است از مجموعه‌ای از متغیرهای تصادفی (گسسته یا پیوسته) که گره‌های شبکه را تشکیل داده به همراه مجموعه‌ای از پیوندهای جهت‌دار که ارتباط هر زوج گره را تعیین می‌کنند. برای هر گره توزیع احتمال شرطی تعریف می‌شود که تأثیر والدین را روی آن تعریف می‌کند. گره‌های این شبکه هیچ دور جهت داری ندارد (صابری، 1389). در پژوهش (Abu-Nimeh et al., 2008)، یک معماری کارساز و کارخواه توزیعشده به نام «سی بارت» ارائه شده است که بر اساس نسخهی اصلاح شدهی درخت رگرسیون بیزی است. این معماری جدید برای آن است تا همچنان که از دقت بالای سیبارت بهره میبرد، سربار آن را حذف کند. در این معماری توزیع شده، «سیبارت» درون یک کارساز مرکزی پیاده‌سازی شده و کارخواه‌ها که منابع محدودی دارند از «کارت» که نوعی دستهبند است، استفاده میکنند. درخت رگرسیون بیزی، یادگیرنده‌ای برای پیشبینی نتیجههای کمّی است که از رگرسیون روی مشاهدات استفاده می‌کند. رگرسیون فرایند پیشبینی خروجیهای کمّی پیوسته است. اما وقتی نتیجه‌های کیفی را پیشبینی میکنیم به آن مسئله دسته‌بندی میگویند. پیشبینی دام‌گستری هم یک مسئلهی دسته‌بندی دودویی است. زیرا در بررسی رایانامهها ما دو خروجی به دست میآوریم: یا دامگستری شده است (=1) یا قانونی است (=0) و ثابت شده است که «بارت» یا «درخت رگرسیون جمعپذیر بیزی» روش امیدبخشی برای دستهبندی هرزنامهها است.
همان‌طور که میدانیم در دستگاههای بیسیم و انواع PDA ، ظرفیت حافظه و قابلیت پردازش کم است. این محدودیتها بر راهحلهای امنیتی اثر میگذارند. مطالعه (Abu-Nimeh et al., 2008) بر این هدف تمرکز دارد و در واقع راه حلی برای تشخیص رایانامههای دام‌گستر در محیطهای سیار ارائه میدهد.
ب- استفاده از روشهای یادگیری ماشین
برای استفاده از شیوههای یادگیری ماشین در دستهبندی رایانامه‌های دریافتی تلاشهای زیادی صورت گرفته است. یکی از مهمترین جنبههای موفقیت هر سامانهی یادگیری ماشین، مجموعه ویژگیهایی است که برای نشان دادن هر نمونه استفاده میشود. در تحقیق (Toolan and Carthy, 2011)، ویژگیهایی که در حال حاضر در سامانههای خودکار تشخیص رایانامههای دامگستر استفاده میشود، مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت چهل ویژگی شناسایی شده است. سپس بر اساس این ویژگیها، یک دستهبند به نام C5.0 طراحی شده است. این دستهبند از سه گروه ویژگی استفاده میکند که با «بهترین»، «متوسط» و «بدترین» برچسبگذاری شدهاند.
ج- استفاده از الگوریتم ژنتیک
در این روش برای تولید مجموعه قواعدی که پیوند قانونی را از پیوند جعلی تشخیص میدهد از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. این سامانه میتواند تنها به عنوان بخشی از راهحل پادام‌گستری وبگاه استفاده شود. الگوریتم ژنتیک طی مراحل تابع برازش، تقاطع و جهش، مجموعه قواعدی را تولید میکند که قادر به شناسایی پیوند جعلی است. این مجموعه قواعد در پایگاه داده ذخیره میشود. بدین ترتیب پیش از اینکه کاربر رایانامه را باز کند، از وضعیت آن مطلع میگردد. الگوریتم ژنتیک فقط برای تشخیص دامگستری مفید نیست بلکه میتواند کاربران را در برابر پیوندهای ناخواسته و مخرّب موجود در صفحات وب نیز محافظت کند (Shreeram et al.,2011).
2-9-3- رویکرد سوم: استفاده از مشابهت ظاهری
در مقالات (Fu et al., 2006; Wenyin et al., 2006; Hara et al., 2009; Zhang et al., 2011)، از مشابهت ظاهری صفحات وب برای تشخیص استفاده شده است. اما شیوهی استفاده از مشابهت ظاهری برای تشخیص دامگستری در هرکدام از آنها متفاوت است. روش‌های استفاده شده به سه دستهی زیر تقسیم میشود:
الف- اندازهگیری مشابهت ظاهری با استفاده از ویژگیهای بصری صفحه‌ی وب (Wenyin et al, 2005)
ب- اندازهگیری مشابهت ظاهری با استفاده از EMD (Fu et al., 2006)
ج- اندازهگیری مشابهت ظاهری با استفاده از سامانهی ImgSeek (Hara et al., 2009)
به طور کلی در روشهای مبتنی بر مشابهت ظاهری، تلاش میشود میزان مشابهت ظاهری وبگاه مشکوک با وبگاه اصلی اندازه‌گیری گردد و تشخیص بر مبنای این میزان مشابهت صورت گیرد.
برای تشخیص مشابهت، پروژه - ریسرچی (Wenyin et al, 2005) از سه اندازه استفاده میکند: شباهت در سطح بلوک، شباهت layout و شباهت کلی style. صفحه‌ی نخست وبگاه ابتدا با در نظر گرفتن نکات بصری به بلوکهایی مشخص تقسیم میشود. محتوای بلوک ممکن است تصویری یا متنی باشد. برای نمایش بلوکهای تصویری و متنی از ویژگیهای مختلفی استفاده میشود. براساس تعداد بلوکهای مشابه، یک وزن به آن تعلق میگیرد. شباهت layout براساس نسبت وزن بلوکهای مشابه به کل بلوکهای صفحه‌ی اصلی تعریف میشود. شباهت Style کلی، برمبنای هیستوگرام ویژگی style محاسبه میشود. در بررسی مشابهت دو بلوک در سامانهی پیشنهادی پروژه - ریسرچی (Wenyin et al, 2005)، اگر چنانچه دو بلوک از دو نوع مختلف باشند، مشابهت صفر در نظر گرفته میشود ولی میتوان یک بلوک تصویری را به یک بلوک متنی تبدیل و مشابهت آنها را با استفاده از روش مشابهت‌یابی بلوک متنی اندازه‌گیری کرد. همینطور این امکان برای تبدیل بلوک متنی به تصویری نیز وجود دارد.
رویکرد پروژه - ریسرچی (Fu et al., 2006) نیز، صرفاً در سطح پیکسلهای صفحهی وب است و نه سطح متن. لذا صرفاً به مشابهت ظاهری مینگرد و توجهی به مشابهت کدها ندارد. در نتیجه سامانهی پیشنهادی نمیتواند صفحات دامگستری شده بدون شباهت ظاهری را تشخیص دهد. این سامانه، یک صفحه‌ی وب را به صورت کامل و نه فقط بخشی از آن را ارزیابی میکند. اگر دامگستر یک وبگاه بسازد که بخشی از آن شبیه وبگاه اصلی باشد، سامانه مورد پیشنهاد این پروژه - ریسرچممکن است شکست بخورد. از طرفی، روش پروژه - ریسرچی (Fu et al., 2006) نباید فقط به سمت کارساز محدود شود. می‌توان یک برنامه برای سمت کارخواه تولید نمود که میتواند توسط کاربران نصب شود. این برنامه شبیه یک ویروسکش عمل میکند و میتواند به صورت دورهای، پایگاه خود را از طریق کارساز بروز کند و تابعی داشته باشد که لینکهای دامگستر تازه کشف شده را به کارساز معرفی کند تا به پایگاه داده افزوده شود.
2-9-4- رویکرد چهارم: روشهای فازی
ویژگیها و عوامل زیادی وجود دارند که میتوانند وبگاه قانونی را از نوع تقلّبی آن متمایز کنند که از آن جمله میتوان خطاهای نگارشی و نشانی طولانی URL را نام برد. به وسیلهی مدلی که در (Aburrous et al., 2010a) براساس عملگرهای منطق فازی ارائه شده است، میتوان عوامل و نشانگرهای دامگستری را به متغیرهای فازی تبدیل کرد و در نتیجه شش سنجه و معیار حملهی دامگستری را با یک ساختار لایهای به دست آورد.
روش (Aburrous et al., 2008) آن است که نشانگرهای اصلی دامگستری را با استفاده از متغیرهای زبانی بیان کند. در این مرحله توصیفکنندههای زبانی مانند «بالا»، «پایین» و «متوسط» به هر شاخص دامگستری، نسبت داده میشوند. تابع عضویت برای هر شاخص دام‌گستری طراحی میشود. در نهایت میزان ریسک دامگستری وبگاه محاسبه میشود و مقادیر «کاملاً قانونی»، «قانونی»، «مشکوک»، « دامگستری شده»، «حتماً دامگستری شده»، به آن نسبت داده میشوند.
روش پیشنهادی در(Aburrous et al., 2010b)، یک مدل هوشمند بر اساس الگوریتمهای دادهکاوی دستهبندی و انجمنی است. قواعد تولید شده از مدل دستهبندی تجمعی، نشان‌دهنده‌ی رابطه‌ی بین ویژگیهای مهمی مانند URL، شناسه دامنه، امنیت و معیارهای رمزنگاری در نرخ تشخیص دامگستری است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که استفاده از روش دستهبندی تجمعی در مقایسه با الگوریتمهای سنتی دستهبندی عملکرد بهتری دارد. الگوریتم‌های تجمعی، مهمترین ویژگیها و مشخصههای وبگاههای دامگستری شده در بانکداری الکترونیکی و چگونگی ارتباط این مشخصهها با یکدیگر را شناسایی می‌کنند.
2-10- نتیجهگیریدر این فصل پس از مرور مفهوم بانکداری الکترونیکی، مزایا و چالشهای آن، زیرساختهای مورد نیاز و امنیت بانکداری الکترونیکی را بررسی کردیم. پس از آن به شرح مفهوم دامگستری و بخشی از مباحث مربوط به آن پرداختیم. همچنین روشهای قبلی ارائه شده برای تشخیص دامگستری را دستهبندی و مرور کردیم. استفاده از نظریهی فازی برای تشخیص دامگستری، تلاش میکند از مزایای روشهای قبلی بهره برده و ضمن افزایش دقت و صحت نتایج و از بین بردن افزونگیها، درصد بیشتری از وبگاههای دامگستری شده را تشخیص داده و از اینگونه حملات به نحو مطلوبتری جلوگیری به عمل آورد، به همین دلیل در فصل بعد به بررسی مفاهیم اصلی نظریهی مجموعههای فازی و نظریهی مجموعههای ژولیده خواهیم پرداخت.
فصل سوم- نظریهی مجموعههای فازی و مجموعههای ژولیده
سیستم فازی3-1- مقدمهمشخص کردن وبگاههای دامگستریشده کاری پیچیده و در عین حال پویا است که عوامل و معیارهای فراوانی در آن مؤثر هستند. همچنین به دلیل عدم قطعیت و ابهام موجود در این تشخیص، مدل منطق فازی میتواند ابزار کارآمدی در ارزیابی و شناسایی وبگاههای دامگستری شده باشد چراکه روشی طبیعی برای کار کردن با عوامل کیفی را در اختیار ما قرار میدهد.
در سامانه‌های عملی، اطلاعات مهم از دو منبع سرچشمه می‌گیرند: یکی افرادِ خبره که دانش و آگاهیشان را دربارهی سامانه با زبان طبیعی تعریف می‌کنند. منبع دیگر اندازه گیریها و مدل‌های ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شده‌اند. لذا مسئلهی مهم، ترکیبِ این دو نوع از اطلاعات در طراحی سامانه‌ها است. در انجام این امر سؤالی کلیدی وجود دارد و آن اینکه چگونه می‌توان دانش بشری را در چارچوبی مشابه مدل‌های ریاضی فرمولبندی کرد. به عبارتِ دیگر سؤال اساسی این است که چگونه می‌توان دانش بشری را به فرمولی ریاضی تبدیل کرد. اساساً آنچه سامانه‌های فازی انجام می‌دهد، همین تبدیل است.
نظریهی مجموعههای ژولیده نیز همچون فازی با مسائل شامل عدم قطعیت و ابهام سرو کار دارد. اصولاً مجموعهی ژولیده، تقریبی از مفهومی مبهم به کمک یک زوج مفهوم صریح به نام «تقریب بالا» و «تقریب پایین» است. امروزه این نظریه در هوش مصنوعی، سامانههای خبره، دادهکاوی، علوم شناختی، یادگیری ماشین، کشف دانش و تشخیص الگو کاربردهای فراوانی دارد. در این فصل ابتدا با بررسی نظریهی مجموعه‌های فازی به تعریف سامانهی فازی پرداخته و ویژگیها و مبانی ریاضی مورد نیاز در طراحی سامانهی فازی را بیان خواهیم کرد. سپس به طور اجمالی نظریهی مجموعههای ژولیده و ترکیب آن را با مجموعههای فازی را شرح خواهیم داد.
3-2- نظریه‌ی مجموعه‌های فازیمحققانی که با مواد فیزیکی سر و کار دارند باید توجه خود را به استانداردهای بسیار دقیق، روشن و حتمی معطوف کنند. متر به عنوان استانداردی برای اندازه گیری پذیرفته شده است اما در شرایطی ممکن است ریزترین تقسیم بندی به‌کار برود ولی درآزمایشگاه به معیاری بازهم کوچکتر نیاز باشد. به عبارت دیگر به‌طور حتم و یقین در همه‌ی معیار‌های اندازه‌گیری ، بدون توجه به دقت و شفافیت، امکان خطا وجود دارد. دومین پدیدهی محدود کنندهی حتمیت مورد انتظار، کاربرد زبان محاورهای برای توصیف و انتقال دانش و آگاهی است. همه‌ ما تجربه‌ی سوء تفاهمات ناشی از بکارگیری واژه‌ها در غیر معنی اصلی خود در زندگی عادی و روزمره‌ی خویش را داریم. درک ما از مفهوم واژه‌ها با شالوده‌های فرهنگی و ارتباطات شخصی ما گره خورده است. بدین لحاظ،‌ اگر چه ممکن است در اصل معنی واژه‌ها تفاهم داشته و قادر به ارتباط نسبی و قابل قبول در اغلب موارد با همدیگر باشیم، لیکن توافق کامل و بدون ابهام در بسیاری از مواقع بسیار مشکل و بعید به نظر می‌رسد. به عبارت دیگر، زبان طبیعی و محاوره ای غالباً دارای مشخصه‌ی ابهام و عدم شفافیت است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Ross</Author><Year>2004</Year><RecNum>23</RecNum><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zp5v9zvzhsrr25et59bv5vso2pevxeda525z">23</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Timothy J. Ross</author></authors></contributors><titles><title>Fuzzy logic with engineering applications</title></titles><dates><year>2004</year></dates><publisher>John Wiley &amp; Sons,ltd</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>(Ross, 2004).
عسگر لطفی زاده در سال 1965 نظریهی جدید مجموعههای فازی را که از نظریه‌ی احتمالات متمایز بود ابداع کرد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Ross</Author><Year>2004</Year><RecNum>23</RecNum><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zp5v9zvzhsrr25et59bv5vso2pevxeda525z">23</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Timothy J. Ross</author></authors></contributors><titles><title>Fuzzy logic with engineering applications</title></titles><dates><year>2004</year></dates><publisher>John Wiley &amp; Sons,ltd</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>(Ross, 2004). زاده علاقه‌ی فراوانی به حل مسائل سامانه‌های پیچیده به روش مدل سازی داشت. تجربه‌های گوناگون علمی و عملی او گویای این واقعیت بود که روش‌های معمول ریاضی قادر به این طریق از مدل‌سازی نبودند.
به‌رغم مجموعه‌های کلاسیک با مرز‌های قطعی مجموعه‌های فازی دارای مرز‌های قطعی و شفافی نیستند. عنصر یاد شده ممکن است در یک مجموعه دارای درجه‌ی عضویتی بیشتر و یا کمتر از عناصر دیگر باشد. هر مجموعه‌ی فازی با تابع عضویت خاص خود قابل تعریف است و هر عضو در داخل آن با درجه‌ی عضویتی بین صفر تا یک مشخص می‌شود. در ابتدا، نظریه‌ی پیشنهادی مجموعه‌های فازی مورد استقبال زیاد قرار نگرفت. لیکن در دهه 1970 چندین اثر مهم و پایه ای توسط این پژوهشگران منتشر شد که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرد. به‌عنوان نمونه نظریه‌ی بسیار مهم کنترل فازی و سپس کاربرد موفقیت آمیز آن در صنعت در این برهه از زمان ارائه شد. امروزه علاوه بر کاربرد‌های مهندسی، در دنیای تجارت، سرمایه، اقتصاد، جامعه شناسی و سایر زمینه‌های علمی بویژه سامانه‌های تصمیم‌یار از از نظریه‌ی فازی استفاده‌های فراوان می‌شود. کاربرد نظریه‌ی فازی همچنین در سامانه‌های خبره، سامانه‌های پایگاه داده و بازیابی اطلاعات، تشخیص الگو و خوشه‌بندی، سامانه‌های روباتیک، پردازش تصویر و سیگنال‌ها، بازشناسی صحبت، تجزیه و تحلیل ریسک، پزشکی، روانشناسی، شیمی، اکولوژی و اقتصاد به وفور یافت می‌شود (فسنقری، 1385).
با دقت در زندگی روزمرّه خواهیم دید که ارزشگذاری گزاره‌ها در مغز انسان و نیز اکثر جملاتی را که در زبان گفتاری به‌کار می‌بریم ذاتاً فازی و مبهم هستند. از این‌رو به‌منظور شبیه سازی و به دست آوردن مدل ریاضی برای منطق زبانی، منطق فازی به ما اجازه می‌دهد به تابع عضویت مقداری بین صفر و یک را نسبت داده، ابهام را جایگزین قطعیت کنیم.
با دانستن اصول اولیه مربوط به منطق قطعی و مجموعه‌های قطعی، با تکیه بر اصول فازی، به تعریف منطق و مجموعه‌های فازی می‌پردازیم. به‌گونه ای که روابط و تعاریف مجموعه‌های فازی در حالت خاص باید همان روابط و تعاریف مجموعه‌های قطعی باشد.
اگر X مجموعهی مرجعی باشد که هر عضو آن را با x نمایش دهیم مجموعه فازی A در X به‌صورت زوج‌های مرتب زیر بیان می‌شود:
(3-1)
تابع عضویت و یا درجه‌ی عضویت است که مقدار عددی آن، میزان تعلق x به مجموعه‌ی فازی را نشان می‌دهد. برد این تابع، اعداد حقیقی غیر منفی است که در حالت معمولی به صورت فاصله‌ی بسته‌ی [1و0] در نظر گرفته می‌شود. بدیهی است در صورتی‌که برد این تابع تنها اعداد صفر و یک باشد همان مجموعهی قطعی را خواهیم داشت.
در تمامی کاربردهای فازی به تعریف تابع عضویت نیاز داریم. لذا در ذیل به چند نمونه از توابع عضویت معروف اشاره شده است PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48
UmVjTnVtPjE2PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xNjwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1OWJ2NXZzbzJw
ZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTY8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+
NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPldpbGxpYW0gU2lsZXIg
YW5kIEphbWVzIEouIEJ1Y2tsZXk8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RnV6enkgZXhwZXJ0IHN5c3RlbXMgYW5kIGZ1enp5IHJlYXNvbmluZzwvdGl0
bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjIwMDU8L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPkpv
aG4gd2lsZXkgJmFtcDsgc29ucyxpbmMuPC9wdWJsaXNoZXI+PHVybHM+PC91cmxzPjwvcmVjb3Jk
PjwvQ2l0ZT48Q2l0ZT48QXV0aG9yPlRydWJhdGNoPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk5NzwvWWVhcj48
UmVjTnVtPjE5PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xOTwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1OWJ2NXZzbzJw
ZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTk8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+
NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPlJpemEgQy4gQmVya2Fu
IFNoZWxkb24gTC4gVHJ1YmF0Y2g8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RnV6enkgU3lzdGVtcyBEZXNpZ24gUHJpbmNpcGxlczogQnVpbGRpbmcgRnV6
enkgSWYtVGhlbiBSdWxlczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjE5OTc8L3llYXI+
PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPklFRUUgUHJlc3M8L3B1Ymxpc2hlcj48dXJscz48L3VybHM+PC9y
ZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+2KfZgdmK2YjZhtmKPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTM4
NTwvWWVhcj48UmVjTnVtPjE1PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xNTwvcmVjLW51
bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1
OWJ2NXZzbzJwZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTU8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFt
ZT0iQm9vayI+NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPjxzdHls
ZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+
2YUuINiq2LTZhtmHINmE2Kg8L3N0eWxlPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1
bHQiIHNpemU9IjEwMCUiPiw8L3N0eWxlPjwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+PHN0eWxlIGZhY2U9Im5v
cm1hbCIgZm9udD0iZGVmYXVsdCIgY2hhcnNldD0iMTc4IiBzaXplPSIxMDAlIj7Zhi4g2LXZgdin
2b7ZiNixPC9zdHlsZT48c3R5bGUgZmFjZT0ibm9ybWFsIiBmb250PSJkZWZhdWx0IiBzaXplPSIx
MDAlIj4sPC9zdHlsZT48L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9
ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+2K8uINin2YHZitmI2YbZijwvc3R5
bGU+PHN0eWxlIGZhY2U9Im5vcm1hbCIgZm9udD0iZGVmYXVsdCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+LDwvc3R5
bGU+PC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+PHRpdGxlPjxzdHls
ZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+
2LPZitiz2KrZheKAjNmH2KfZiiDZgdin2LLZiiDZiCDZg9mG2KrYsdmEINmB2KfYstmKPC9zdHls
ZT48L3RpdGxlPjwvdGl0bGVzPjxlZGl0aW9uPjM8L2VkaXRpb24+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjEzODU8
L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHViLWxvY2F0aW9uPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRl
ZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+2KrZh9ix2KfZhjwvc3R5bGU+PC9wdWIt
bG9jYXRpb24+PHB1Ymxpc2hlcj48c3R5bGUgZmFjZT0ibm9ybWFsIiBmb250PSJkZWZhdWx0IiBj
aGFyc2V0PSIxNzgiIHNpemU9IjEwMCUiPtiv2KfZhti02q/Yp9mHINi12YbYudiq2Yog2K7ZiNin
2KzZhyDZhti12YrYsdin2YTYr9mK2YYg2LfZiNiz2Yo8L3N0eWxlPjwvcHVibGlzaGVyPjx1cmxz
PjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PC9FbmROb3RlPn==
ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA (تشنه لب و همکاران، 1389):
الف) تابع عضویت زنگوله‌ای (گوسی): تابع عضویت زنگوله‌ای برای دو حالت پیوسته و گسسته در شکل (3-1) نشان داده شده و معادله‌ی مربوط به حالت پیوسته در رابطهی (3-2) تعریف شده است:
(3-2) μAxi=11=d(xi-c)2که در آن d پهنای زنگوله، عنصری از مجموعه‌ی مرجع و c مرکز محدوده‌ی عدد فازی است. برای حالت گسسته فرمول خاصی وجود ندارد و تنها پس از رسم نقاط مربوط به عدد فازی، شکلی مشابه با قسمت ب در شکل 3-1، به دست می‌آید.
الف) تابع عضویت زنگوله ای برای حالت پیوسته
ب) تابع عضویت زنگوله ای برای حالت گسسته

c
d
x

c
x
1
1

شکل 3-1 تابع عضویت زنگوله ایب) تابع عضویت مثلثی: تابع عضویت عدد مثلثی (شکل 3-2) با رابطهی زیر تعریف می‌شود:
(3-3) μAx=0 if c-x<b21-2c-xb if c-x>b2a
c
b
x

1

شکل 3-2 تابع عضویت مثلثیج) تابع عضویت ذوزنقه‌ای: تابع عضویت عدد ذوزنقه ای (شکل 3-3) با رابطهی زیر تعریف می‌شود:
(3-4) μAx=x-a1b1-a1 a1≤x≤b11 b1≤x≤b2 x-a2b2-a2 a1≤x≤b10 else

x
1

شکل 3-3 تابع عضویت ذوزنقه ایدر این قسمت عملیات اساسی بر روی چند مجموعه فازی را بیان میکنیم PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA (تشنه لب و همکاران، 1389):
الف-مکمل: مکمل مجموعه‌ی فازی A مجموعه‌ی فازی است و تابع عضویت آن بدین شکل تعریف می‌شود.
(3-5) μAx=1-μA(x)ب- اجتماع: با فرض آنکه A و B دو مجموعه‌ی فازی در U باشند، اجتماع دو مجموعه‌ی فازی A و B به صورت ذیل تعریف می‌شود:
(3-6)
ج- اشتراک: با فرض آنکه A و B دو مجموعه‌ی فازی در U باشند، اشتراک دو مجموعه‌ی فازی A و B به صورت ذیل تعریف می‌شود:
(3-7)
به دلیل نوع اظهار نظری که خبرگان امنیت در هنگام جمع آوری اطلاعات مورد نیاز داشتند و به سبب سهولت در جمع آوری اطلاعات مورد نظر، محاسبات ریاضی به کار رفته در طراحی سامانهی خبره تشخیص دامگستری، با استفاده از اعداد ذوزنقه ای صورت گرفته است. لذا در ادامه به تشریح چگونگی عملیات محاسباتی اعداد ذوزنقهای پرداخته شده است (فسنقری، 1385؛ PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA تشنه لب و همکاران، 1389).
اگر A و B دو عدد فازی ذوزنقهای به شکل زیر باشند:
(3-8) A1=a11,b11,b21,a21 , A2=(a12,b12,b22,a22)آنگاه داریم:
الف- جمع اعداد فازی:
(3-9) A1+A2=(a11+a12,b11+b12,b21+b22,a21+a22)ب- ضرب عدد حقیقی در عدد ذوزنقه ای: حاصلضرب عدد ذوزنقه ای A در عدد حقیقی r نیز عددی ذوزنقه ای است.
(3-10) rA=(ra1,rb1,rb2,ra2) ج- تقسیم عدد ذوزنقه ای بر عددی حقیقی: این عملیات به صورت ضرب A در تعریف می‌شود، مشروط بر آنکه باشد.
(3-11) Ar=(a1r, b1r,b2r,a2r)3-3- سامانهی فازیسامانه، مجموعهای از اجزا است که برای رسیدن به هدف معیّنی گرد هم جمع آمده اند؛ به‌طوری‌که باگرفتن ورودی و انجام پردازش بر روی آن، خروجی مشخصی را تحویل می‌دهد (Wasson, 2006).
سامانه‌های فازی، سامانه‌هایی «دانش-بنیاد» یا «قاعده-بنیاد» هستند. قلب هر سامانهی فازی پایگاه قواعدِ آن است که از قواعد «اگر-آنگاه» فازی تشکیل شده استPEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48
UmVjTnVtPjE2PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xNjwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1OWJ2NXZzbzJw
ZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTY8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+
NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPldpbGxpYW0gU2lsZXIg
YW5kIEphbWVzIEouIEJ1Y2tsZXk8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RnV6enkgZXhwZXJ0IHN5c3RlbXMgYW5kIGZ1enp5IHJlYXNvbmluZzwvdGl0
bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjIwMDU8L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPkpv
aG4gd2lsZXkgJmFtcDsgc29ucyxpbmMuPC9wdWJsaXNoZXI+PHVybHM+PC91cmxzPjwvcmVjb3Jk
PjwvQ2l0ZT48Q2l0ZT48QXV0aG9yPlRydWJhdGNoPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk5NzwvWWVhcj48
UmVjTnVtPjE5PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xOTwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1OWJ2NXZzbzJw
ZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTk8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+
NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPlJpemEgQy4gQmVya2Fu
IFNoZWxkb24gTC4gVHJ1YmF0Y2g8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RnV6enkgU3lzdGVtcyBEZXNpZ24gUHJpbmNpcGxlczogQnVpbGRpbmcgRnV6
enkgSWYtVGhlbiBSdWxlczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjE5OTc8L3llYXI+
PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPklFRUUgUHJlc3M8L3B1Ymxpc2hlcj48dXJscz48L3VybHM+PC9y
ZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+2KfZgdmK2YjZhtmKPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTM4
NTwvWWVhcj48UmVjTnVtPjE1PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xNTwvcmVjLW51
bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1
OWJ2NXZzbzJwZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTU8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFt
ZT0iQm9vayI+NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPjxzdHls
ZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+
2YUuINiq2LTZhtmHINmE2Kg8L3N0eWxlPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1
bHQiIHNpemU9IjEwMCUiPiw8L3N0eWxlPjwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+PHN0eWxlIGZhY2U9Im5v
cm1hbCIgZm9udD0iZGVmYXVsdCIgY2hhcnNldD0iMTc4IiBzaXplPSIxMDAlIj7Zhi4g2LXZgdin
2b7ZiNixPC9zdHlsZT48c3R5bGUgZmFjZT0ibm9ybWFsIiBmb250PSJkZWZhdWx0IiBzaXplPSIx
MDAlIj4sPC9zdHlsZT48L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9
ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+2K8uINin2YHZitmI2YbZijwvc3R5
bGU+PHN0eWxlIGZhY2U9Im5vcm1hbCIgZm9udD0iZGVmYXVsdCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+LDwvc3R5
bGU+PC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+PHRpdGxlPjxzdHls
ZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+
2LPZitiz2KrZheKAjNmH2KfZiiDZgdin2LLZiiDZiCDZg9mG2KrYsdmEINmB2KfYstmKPC9zdHls
ZT48L3RpdGxlPjwvdGl0bGVzPjxlZGl0aW9uPjM8L2VkaXRpb24+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjEzODU8
L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHViLWxvY2F0aW9uPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRl
ZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+2KrZh9ix2KfZhjwvc3R5bGU+PC9wdWIt
bG9jYXRpb24+PHB1Ymxpc2hlcj48c3R5bGUgZmFjZT0ibm9ybWFsIiBmb250PSJkZWZhdWx0IiBj
aGFyc2V0PSIxNzgiIHNpemU9IjEwMCUiPtiv2KfZhti02q/Yp9mHINi12YbYudiq2Yog2K7ZiNin
2KzZhyDZhti12YrYsdin2YTYr9mK2YYg2LfZiNiz2Yo8L3N0eWxlPjwvcHVibGlzaGVyPjx1cmxz
PjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PC9FbmROb3RlPn==
ADDIN EN.CITE.DATA (تشنه لب و همکاران، 1389، ص113). قاعدهی اگر-آنگاه فازی، عبارتی متشکل از دو بخش «اگر» و «آنگاه» است که در آنها مقدار متغیر فازی با استفاده از توابعِ عضویت مشخص شده‌اند. به‌عنوان مثال می‌توان قاعده فازی ذیل را مطرح کرد:
« اگر سرعت خودرو بالا است، آنگاه نیروی کمتری به پدال گاز وارد کنید. »
که کلمات بالا و کم توسط توابعِ عضویت نشان داده شده در شکل 3-4، مشخص شده‌اند.
45
55
65
1
سرعت (متر/ثانیه)
تابعِ عضویت "بالا"
1
نیروی پدال
تابعِ عضویت "کم"
4
7
10
الف- تابعِ عضویت واژه بالا
الف- تابعِ عضویت واژه کم

شکل 3-4 تابع عضویت برای واژه "بالا" و "کم" در مثال اتومبیلحداکثر تعداد قواعد فازی در پایگاه قواعد فازی برای سامانهای که از دو ورودی تشکیل شده است و مقادیر آنها به‌صورت واژگان زبانی بیان می‌شود برابر m×n (حاصل‌ضرب تعداد واژگان زبانی ورودی) است که برای به دست آوردن l خروجیِ متفاوت (l<m×n) به‌عنوان نتیجه یا خروجی سامانه، مورد استفاده قرار می‌گیرند. قواعد این سامانه را می‌توان در جدولی مانند جدول 3-1، جمع آوری کرده و به عنوان پایگاه قواعد سامانه استفاده کرد. در این جدول فرض بر آن بوده است که در تعیین قواعد، متغیر اول یا A از n واژه‌ی زبانی و B نیز از m واژه‌ی زبانی تشکیل یافته اند.
مشابه شکل 3-5، با قرار دادن یک فازی‌ساز در ابتدای ورود متغیرها برای تبدیلشان به مجموعه‌های فازی و استفاده از وافازی‌ساز در انتهای خروجی سامانه برای تبدیل مجموعه‌های فازی به متغیر‌هایی با مقادیرِ حقیقی، می‌توان سامانهی فازی با فازی‌ساز و وافازی‌ساز را ایجاد کرد (Filev and Yager,1993).
جدول 3-1 پایگاه قواعد سامانه با دو متغیر ورودی ... ... ... ...
... ... ... ... ...
... ... ... ... ...

شکل 3-5 ساختار اصلی سامانهی فازی با فازی‌ساز و نافازی‌سازسامانهی خبرهی فازی برای تشخیص دامگستری، اطلاعات را در قالب عدد دریافت کرده و خروجی‌ای هم که به کاربران تحویل می‌دهد در قالب عدد است لذا از سامانهی فازی در شکل 3-5 پیروی می‌کند و دانش خبرگان را در قالب گزاره‌های فازی مورد استفاده قرار می‌دهد.3-4- نظریهی مجموعههای ژولیدهدر سال 1982 نظریهی مجموعههای ژولیده توسط پاولاک به عنوان تعمیمی از نظریهی مجموعهها برای مطالعهی سامانههای هوشمند با اطلاعات ناکافی و نادقیق ارائه گردید. این نظریه، مشترکات زیادی با نظریهی گواه و نظریهی مجموعههای فازی دارد. در سالهای اخیر روشهای زیادی برای درک و بهکارگیری دانش ناکامل ارائه شده است. یکی از موفقترین این روشها، نظریهی مجموعههای فازی است. نظریهی مجموعههای ژولیده، رویکرد ریاضی دیگری برای حل این مسئله است و همچون فازی با مسائل شامل عدم قطعیت و ابهام سر و کار دارد. نظریهی مجموعههای فازی و مجموعههای ژولیده نه رقیب که مکمل یکدیگر هستند (Dubois and P--e, 1992; Pawlak, 1995).
مجموعهی ژولیده، تقریبی از یک مفهوم مبهم به کمک یک زوج مفهوم صریح به نام «تقریب بالا» و «تقریب پایین» است. هر زیرمجموعهی دلخواه از مجموعهی مرجع، بین تقریبهای پایین و بالای خود قرار میگیرد، به این معنی که هر عنصر در تقریب پایین، لزوماً عضوی از مجموعه خواهد بود، ولی عناصر تقریب بالا، ممکن است عضو مجموعه نباشند. نظریهی مجموعههای ژولیده برای حذف ویژگیهای دارای افزونگی از مجموعههای دادهای با مقادیر گسسته، به کار میرود (Jensen and Shen, 2004).
مفاهیم اصلی در نظریهی مجموعههای ژولیده عبارتند از (Wang and Zhou, 2009):
الف- سامانهی اطلاعاتی/ تصمیم: سامانهی اطلاعاتیِ مجموعه، به صورت چهارتایی S=<U,A=C∪D,Vaa∈At,faa∈At) تعریف میشود که در آن U مجموعهی غیرتهی از موضوعات، A مجموعه غیرتهی از ویژگیها است که شامل دو زیرمجموعه C مجموعه ویژگیهای شرایط و D مجموعه ویژگیهای تصمیم میباشد، Va مجموعه غیرتهی از مقادیر برای هر ویژگی و fa:U→2va یک تابع اطلاعات برای ویژگی a∈A میباشد. سامانهی اطلاعاتی ابزار مناسبی برای نمایش موضوعات برحسب مقادیرشان است.
ب- عدم تمایز: نسبت به یک ویژگی دلخواه a∈A یک رابطه Ra به صورت زیر داده شده است:
(3-12) ∀x,y∈UxRay ⇔fax=fa(y)یعنی دو موضوع از دید ویژگی a نامتمایز نامیده میشوند، اگر و تنها اگر دقیقاً مقادیر مشابهی داشته باشند. Ra یک رابطه همارزی است که خواص بازتابی، تقارن و تعدی آن بلافاصله از تعریف نتیجه میشود. برای یک زیرمجموعه از ویژگیها مانند P⊆A این تعریف را میتوان تعمیم داد:
(3-13) ∀x,y∈UxRPy ⇔∀a∈Pfax=fa(y)برای عنصر x∈U کلاس همارزی توسط رابطه INDP=yxRPy تعریف میشود. افراز مجموعه مرجع U که توسط رابطه RP تولید میشود را با U/Pنمایش میدهیم.
ج- تقریبهای پایین و بالا و نواحی مثبت، منفی و مرزی: برای هر زیرمجموعه X⊆U، تقریبهای پایین و بالا به صورت زیر ساخته میشود:
(3-14) PX=x[x]P⊆XPX=x[x]P∩X≠∅فرض کنید P و Q روابط همارزی روی U باشند، نواحی مثبت، منفی و مرزی به ترتیب به صورت زیر تعریف میشوند:

user8329

1-2-4-روش جراحی کیست هیداتید کبدی18
1-3- اهداف24
1-3-1- اهداف کلی 24
1-3-2- اهداف ویژه 24
1-3-3- اهداف کاربردی 24
1-4- سئوالات طرح 25
1-5- فرضیات طرح 25
1-6- تعریف واژه‌ها 25
فصل دوم : بررسی متون
2-1- مروری بر مطالعات انجام شده 26
فصل سوم : مواد و روش کار
3-1- نوع مطالعه و جامعه مورد آزمون 28
3-2- حجم نمونه 28
3-3- روش نمونه‌گیری 28
3-4- زمان و مکان مطالعه 28
3-5- روش کار 28
3-6- روش آماری و تجزیه و تحلیل اطلاعات 29
3-7- جدول متغیرها 30
3-8- ملاحظات اخلاقی 30
فصل چهارم : یافته‌ها
4-1- نتایج 31
فصل پنجم : بحث و نتیجه‌گیری
5-1- بحث و نتیجه‌گیری 33
5-2- پیشنهادات 33
منابع

1-1 بیان مسئله
بیماری کیست هیداتید از بیماری های مشترک انسان و حیوان است که در اثر اکینوکوکوس گرانولوزیس ایجاد می شود.(1) این بیماری در مناطقی که حیواناتی مثل گوسفند و سگ سانان بیشتر باشند نظیر ایران –ترکیه – کشورهای مدیترانه ای و خاورمیانه – آمریکای جنوبی و نیوزیلند و استرالیا بیشتر دیده می شود (2). بیشترین بروز ان در اورگوئه 32 مورد در 100000 مورد در سال آرژانتین 21 مورد در 100000 مورد در سال می باشد(3).ایران نیز یکی از مهمترین کانون های کیست هیداتید می باشد (4).میزان بروز ان در سال 1991 در ایران 67. در 100000 نفر گزارش شده است که بیشترین موارد ان در خراسان – اصفهان وفارس به ترتیب 106 -51 -36 نفر مورد در 100000 مورد گزارش شده است (5).در چرخه طبیعی سگ سانان میزبان اصلی و گوسفند – شتر و بز میزبان واسط هستند (6).این بیماری آلودگی بافتی است که توسط مرحله لاروی انگل اکینوکوکوس گرانولوزیس ایجاد می شود(7).حداقل 7ژنوتیپ از 9 ژنوتیپ این انگل در انسان بیماری ایجاد می کنند که در ایران بیشترین موارد انسانی از زنجیره گوسفندی ان پدید می اید.کیست های کبدی(70%) و کیست های ریوی (20%) شایعترین محل بیماری هستند(8).بیشتر بیماران با کیست هیداتید کبد هیچ علامتی ندارند و ممکن است در طی یک برسی به طور تصادفی کشف شوند و یا فقط با بزرگی کبد مشخص شوند. کیست های بزرگ ممکن است دردناک شوند ولی علایم کیست هیداتید معمولا نتیجه عوارض مختلفی است که ممکن است برای ان پیش بیاید. کیست هیداتید ممکن است به داخل مجاری صفراوی پاره شود و منجر به کلانژیت گردد و یا ممکن است در مواردی که زیر کپسول کبدی قرار گرفته استبه داخل حفره پریتوئن پاره شده و منجر به شوک آنافیلاکتیک گرددو در مواردی نیز دچار عفونت گشته و علایم آبسه کبدی علایم بارز آن باشد.جراحی درمان اصلی و تنها راه از بین بردن کامل کیست ها است اما ممکن است عوارض جنبی و خطرناکی مثل مرگ یا عود کیست پس از عمل در پی داشته باشد(9). از آنجا که مطالعات تجربی و مشاهدات عینی متعدد نشان داده که امکان کاشت مستقیم پرونواسکولکس های این انگل به دنبال فشار ، ضربه یا پارگی کیست در حین جراحی وجود دارد (10 و 11)بررسی مدت زمان لازم برای کاشت مجدد انگل (لانه گزینی implantation) می تواند باعث تکمیل دانش انسان در خصوص مراحل تکاملی این انگل شود و شاید بتواند به عنوان یک تحقیق بنیادی در پیشبرد کنترل و درمان این بیماری موثر واقع شود .لذا ما در این مطالعه بر ان شدیم تا مدت زمان لانه گزینی( implantation)مجدد پروتواسکولکس ها پس از پارگی کیست را ارزیابی کنیم 1-2 کلیات
1-2-1 کیست هیداتید
کیست هیداتید (Hydatid cyst disease) یک بیماری انگلیمشترک انسان و حیواناست. عامل این بیماری کرمکوچک پهن و بندبندی است به نام اکی نوکوکوس گرانولوزوس (Echinococcus granulosus) از خانواده سستودهاکه طول آن ۵ –۳ میلی متر می‌باشد و به سختی با چشم دیده می‌شود . میزبان اصلی این کرمها سگ سانان هستند و کرم در روده باریکسگهای آلوده زندگی می‌کند . بدن این کرمها سه بند دارد و در آخرین بند، هزاران تخم آلوده کننده وجود دارد که بعد از پاره شدن این بند تخمها آزاد می‌گردند . سگ سانانآلوده از طریق مدفوع خود، تخم این کرمها را در مزارع، مراتع و سبزیکاریها پراکنده نموده، باعث آلودگی محیط می‌شوند . چنانچه این تخمها توسط یک میزبان واسط تصادفی مانندگاو، گوسفند، بز، شترو یا انسان همراه با علوفه و یاسبزی‌های خام نشسته خورده شوند جنینی که در این تخمها وجود دارد در روده آزاد شده و در بافت مخاطی روده نفوذ می‌کنند و خود را توسط گردش خون به کبد، ریه، مغز، کلیه، استخوانها و سایر بافتها می‌رساند و در آنجا کیسه‌هایی به اندازه یک توپ کوچک وگاهی بزرگ تشکیل می‌دهد. این کیسه‌ها دارای دیواره‌ای سفید و سفت بوده و داخل آن مایعی بی رنگ وجود دارد . به این کیسه‌ها کیست هیداتید می‌گویند(30)
بیماریزایی
شایعترین محل کیست هیداتید در کبد(۷۰٪)و ریه(۳۰-۲۰٪) می‌باشد . درصورت سوراخ شدن کیست (مثلا هنگام جراحی)، مایع حاوی نوزاد کرم (پروتواسکولکس) بافشار به اطراف می‌پاشد و هریک از این نوزادها می‌توانند با کاشت مستقیم یاازراه خوندر سایر قسمتهای بدن مجدداً کیست ایجاد کنند .
انسان معمولاً در اثر خوردن سبزیجات و آب آلوده به مدفوع سگ مبتلا و یا در اثر تماس مستقیم با سگ یا احشاء آلوده گوسفند و...به این بیماری مبتلا می‌شود.شیوع کیست هیداتید در ایران نیز مانند بسیاری از کشورهای خاورمیانهزیاد میباشد و این بیماری در بیشتر نقاط دارای دامپروریاندمیکاست. این پرازیتکه باعث کیست هیداتید می گردد بنامTeania Echinococusنیز یاد میگردد.این پرازیت درسال1695 توسط Hartman کشف گردید. واقعات ان درتمام دنیا دیده شده وبشتر در ممالک که تربیه مواشی وگوسفند رواج دارد دیده می شود ویک ارتباط بین انسان ,گوسفند وشک در این پرازیت دیده میشود .(23)
مورفولوژی
کرم کامل آن کوچک٬باطول 3-6میلی‌متربودهوازسهقسمتاصلیتشکیلشدهاست:
سر: دارای چهار عدد چوشگ بوده ویک Rostellum همراه با دو عددچنگگ خارمانند نیز قابل دید است .
عنق کوتاه وضخیم میباشد .
بندها: که مشتمل از سه بند میباشد بند اولی پخته نبوده ,بند دومی پخته ویندسومی حاوی Gravid میباشد.
دوران حیات = کرم دوران حیات را در دو میزبان سپری
. 1- میزبان قطعی : که عبارت ازسگ ,گرگ, روبا وشغال که کرک کاهل درا معای رقیقه این حیوانات زیست مینمایند ومقدار زیاد تخم ها توسط مواد غایطه این حیوانات به خارج اطراح می گردد.سگ از جمله میزبان قطعی اصلی دراین پرازیت به شمار میرود.
2- میزبان بینابینی عبارت از گوسفند,خوگ,اسپ ,بز وانسان میباشد که مرحله لاروای پرازیت دراین میزبان ها سپری شده وباعث بوجود اوردن کیست هیداتید می گردد گوسفند از جمله میزبان بینابینی اصلی دراین پرازیت به شمار میرود.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

علائم بالینی
کیست هیداتید بسیاری اوقات علامت بالینی ندارد ولی در صورت علامتدار شدن علایم بیماری بستگی به محل استقرار کیست در بدن دارد (فشار بر اندامها). مثلا در کبدبه صورت سوء هاضمه، درد و لمس توده در RUQ تظاهر می‌کند. تظاهرات دیگر آن انسداد مجاری صفراوی، یرقانو عفونت ثانویه می‌باشد . در ریه‌ها، علایم درگیری سیستم تنفسی مانند سرفه، تنگی نفس، خلط، هموپتزی، درد سینه و تباست . در صورتی که کیست در طحالرشد نماید علایمی نشان نداده ولی ممکن است دراثر ضربه‌ای کوچک یا تصادف پاره شود که شوک و مرگ فوری بیمار را به دنبال دارد . در صورت رشد کیست در مغز علایمی شبیه تومور مغزیدیده می‌شود.کیست جگر ممکن است برای 10-20 سال ویابشتر از ان بدون تظاهر باقی بماند الی زمانیکه جسامت ان یزرگ وبه اسانی قابل جس باشد ویااینکه باعث پندیده گی بطن گردد ویا از باعث تمزق ان اعراض بوجود اید .اعراض ان شامل درد ناحیه Right upper quadrant دلبذی ,استفراغ,می باشد واز باعث تولید فشا انسدادی مترافق باCholangitisباکتریل ثانوی سیروز وفرط فشار ورید باب دیده میشود
تشخیص و درمان
تصویربرداری(با اشعه یا سونو و اسکن) و تستهای سرولوژیمانند تست پوستی کازونی Casoni test در تشخیص کمک کننده هستند .
درمان این بیماری با عمل جراحی برداشتن کیست ها و یا داروهایی مانند مترونیدازولو آلبندازول امکان پذیر است. Praziquantil به مقدار 120-210mg/kg.w برای 5-6روز تجویز میگردد. وقایه یا پیشگیری: پیشگیری از ابتلای سگ سگ بوسیله تداوم مصرف داروهای ضد کرم توسط سگ ها در مناطق اندیمیک . شستن دستها قبل از خوردن غذا ویعد ازتماس با سگها و احشای داخلی حیواناتی نظیر گوسفند. پرهیز از مصرف احشای داخلی فاقد مهر تاییدیه بهداشت.(20)
چرخه انتقال بیماری
1-  ذبحغیربهداشتی دام ، بیرون انداختن امعاء و احشاء آلوده به کیست و قرار گرفتن این اندامها در دسترس سگ و سگ سانان
2-  خوردنکیستهایحاویجنینتوسط سگ و تبدیل آنها به کرمهای پهن نواری شکل در روده سگ
3-   رشد کرمها (تنیا اکینوکوک) در روده سگ و دفع تخمها متعدد توسط مدفوع سگ در محیط.(15)
4_   خوردنعلوفهوآبآلودهبهتخمهایدفعشدهسگتوسطدامها(گوسفند،گاو،شتر…)
5- تبدیلتخمهابهجنینهایمختلفوتبدیلجنینهابهکیستهیداتیکدراندامهای مختلف دام
مجدداً با ذبح غیر بهداشتی دام و بیرون انداختن امعاء و احشاء آلوده به کیست و قرار گرفتن این اندامها در دسترس چرخه انتقال بیماری تکرار می گردد.
سیر تکامل عامل بیماری کیست هیداتیک
 
    1.     میزبان نهایی : میزبانی است که انگل دوران بلوغ یا مرحله تکثیر جنسی خود را در بدن آن موجود می گذراند.
   2.     میزبان واسط : میزبانی است که انگل دوران قبل از بلوغ جنسی خود را در بدن آن موجود می گذراند0
راههای انتقال بیماری به انسان
1- تماسنزدیکومستقیمباسگهایآلوده .
2- تماسمستقیمبامدفوعسگهایآلوده .
3- مصرفآب،غذاوسبزیجاتآلودهشدهبهمدفوعسگ
دوره کمون بیماری: دوره کمون ممکن است بین 5تا20 سال طول می کشدو بر حسب محل، نوع و شدت ضایعات علائم بالینی فرق می کند.
علائم بیماری در انسان
بیماری در سگ هیچ علامت مشخصه ای معمولاً ندارد .علائم کیست در انسان بستگی به اندازه و محل جایگزینی آن دارد ( حدود 90% کیستهادر ریه و کبد تشکیل می شود.) اگر بافت اطراف کیست نرم با شد کیست می تواند بزرگ و حتی به اندازه یک توپ فوتبال نیز برسد.
کیست تشکیل شده در استخوان معمولاً کوچک ومایع داخلی آن کم می باشد و عمدتاً حفره میانی استخوان را مورد تهاجم قرار داده و باعث فرسودگی و شکستگی استخوان می گردد.
در کیست های کبدی علائمی مثل بزرگی کبد ، قولنج کبدی و زردی دیده می شود.
در کیست های ریه علائم مختلفی از جمله سرفه ، تنگی نفس ، دردهای قفسه سینه و خلط خونی دیده می شود.
کیست در مغز موجب اختلالات عصبی تاری دید ، لرزش و صرع می گردد.
کیست در کلیه با سوزش ادرار و وجود خون در ادرار خودنمایی می کند.
کیست قلبی ممکن است باعث تپش قلب ، تنگی نفس، اختلال عمل قلب گردد.
در پاره ای از موارد به علت ضربه ممکن است کیست پاره شده و محتویات آن وارد خون شده و شوک ایجاد کند که خود موجب سقوط سریع فشار خون و مرگ بیمار می گردد.(14)
 
 
درمان بیماری در سگ
در صورت آلودگی سگ به راحتی با دادن داروی ضد انگل درمان می شود. توصیه می شود مرتباً زیر نظر دامپزشکی هر چند ماه یک بار از داروی ضد انگل برای حیوانات استفاده شود.بنابراین کسانی که دارای سگ خانگی و گله می باشند، بایستی این موضوع را مدنظر داشته باشند.(12)
 
پیشگیری و کنترل
بیماری کیست هیداتیک انتشار جهانی دارد و بطور کلی در مناطقی که شغل دامپروری رونق دارد وتماس نزدیکی بین گاو، گوسفند، انسان و سگ زیاد می باشد، از شیوع بیشتری برخوردار است(27). بنابراین در کنترل بیماری باید موارد زیر را مد نظر قرار داد:
    1.     آموزش بهداشت :آگاه نمودن مردم در زمینه استفاده از سبزیجات به نحوی که سبزی باید کاملاً با مواد ضدعفونی کننده شسته و بعد مصرف گردد.
   2.     کسانی که دارای سگ خانگی و گله هستند، می بایست تماس محدودی با آنها داشته باشند.(زیرا موی بدن آنها ممکن است به تخم انگل آلوده باشد.)نگهداری این حیوانات باید تحت نظر دامپزشک با معاینه دوره ای مرتب و استفاده از داروهای ضد انگل همراه باشد و از لمس کردن آنها نیز خودداری گردد.
   3.    از کشتار حیوانات(گاو، گوسفند و بز ) در خارج از کشتارگاه اکیداً خودداری شود و این کار باید در کشتارگاههای بهداشتی صورت پذیرد.ضمناً مردم در این خصوص همکاری لازم را باید معمول دارند و از خرید گوشت و فراورده های دامی که معاینه نشده و مهربهداشتی ندارند خودداری کنند.
    4.     بازرسی لاشه و اندام ها در موقع کشتار، ضبط و معدوم نمودن اندام های آلوده به کیست به نحوی که اندام آلوده از دسترس سگ دور نگه داشته شده و حتماً سوزانده و یا دفن بهداشتی گردند.
   5.    مبارزه با سگ های ولگرد شامل معدوم نمودن آنها از طرق مختلف و همچنین جمع آوری و دفن صحیح زباله نقش مهمی در کاهش جمعیت سگ ها و مبارزه با این بیماری و سایر بیماری هایی که از طریق سگ به انسان منتقل می شود را خواهد داشت.
      6.        آموزس به مردم در مورد اهمیت شستشوی دستها با آب و صابون (10)

(28)

1-2-2 پروتواسکولکس
فرم in vaginatedکه قسمت سر و گردن به داخل بدن فرو رفته است .
همراه با بزرگ شدن کپسول های زایا ( brood capsule ) جوانه های بیضی شکل کوچکی به نام پروتواسکولکس از سطح داخلی کپسول ایجاد شده که پس از پاره شدن کپسول ها، پروتواسکولکس ها به داخل مایع هیداتید می ریزند . که در این حالت به مجموعه پروتواسکولس هاو کپسول جوانه ای شن هیداتید ( hydatid sand ) می گویند(26).

1-2-3 روش های درمان کیست هیداتید در انسان
روشهایرادیولوژیککهمهمترینآنهاسونوگرافیوسیتیاسکنمیباشدنهتنهادرتشخیصضایعاتکمککنندههستندبلکهازآنهابرایطبقهبندیانواعکیستهیداتیداستفادهمیشود
تحولدرروشهایدرمانیکیستهیداتیددرآنکیستهیداتیدبهپنجتیپتقسیمشد ( 8). بعدهاتوسطگروهاطلاعرسانیسازمانبهداشتجهانی 1 بالحاظکردنسایزکیستاینتقسیمبندیارتقایافتهوبهعنوانطبقهبندیاستانداردکیستهیداتیدبرایتمامدنیاعرضهشد ( 9). برایارزیابیکارامدیانواعدرمانوپیگیریسرنوشتکیستنیزسونوگرافینقشمهمیدارد . تاچندسالاخیرروشجراحیبهعنوانتنهادرماناستانداردکیستهیداتیدمعرفیمیشد .جراحیاینبیماریازطریقلاپاروسکوپیویاعملبازبه
صورترادیکالویامحافظهکارانهبهشکلبرداشتنکیستیابرداشتنقسمتیازعضومیباشدکهمتأسفانهدارایدرصدقابلملاحظهایعوارض(66-14درصد)ونیزدربعضیمنابعمرگومیرحدود8-7 درصدذکرشدهاست.ازسویدیگرهزینهبالاوبستریطولانیمدتازدیگرمحدودیتهایاینروشاست.(25)
کاربرددرمانهایداروییبهتنهاییازجملهاخیراً - مبندازولیاآلبندازولموردبحثفرواناست.
استفادهازدرمانهایپرکوتانهمیتواندجایگزینیمناسببرایجراحیباشد.
1-2-4روش جراحی کیست هیداتید کبدی :
مراحل جراحی :
1-انسیزیون : این عمل بطور معمول انسیزیون ساب کوستال راست است. در مورد کیست های خیلی بزرگ میتوان انسیزیون مرسدس را بکار برد

2-پس از باز کردن جدار شکم از رتراکتور روچارد میتوان استفاده کرد،تا دید واضحی از کبد بدست آید
3-در قدم بعدی متحرک سازی با برش لیگامان فالسی فرم از سمت راست دیافراگم شروع میشود.برای بهتر شدن دید وعدم آسیب دیافراگم وکبد لیگامان را بین انگشت سبابه و سوم قرار داده و روی انرا با کوتر جدا میکنیم.در صورتی که پس از قطع لیگامان فالسی فرم همچنان دید کافی بدست نیاید میتوان در صورت نیاز و برحسب محل کیست هیداتید لیگامان تری انگولار (مثلثی) را جدا کرد.

4-متحرک سازی کبد باید طوری باشد که کیست در وسط فیلد جراحی قرار بگیرد.سپس باید اطراف کیست با لنگ گاز پوشش داده شود، سپس با نیدل مخصوص ،آسپیراسیون کیست بصورت استریل انجام شود و محتویات جهت آزمایشگاه باکتریولوژی ارسال میشود و در صورت مسجل بودن تشخیص از مایع اسکلوسیدال مثل سالین هایپتر تونیک و یا نیترات نقره استفاده میشود.

5- برش برروی کیست انجام میشود طوری که ماریژین مناسب با بافت کبد داشته باشد.سپس محتویات باقیمانده کیست آسپیره میشود و محتویات کیست خارج میگردد. باید مراقب بود که محتویات کیست با حفره پریتون تماس پیدا نکند.

6-پس از برداشتن سقف کیست باید لایه ژرمینال کیست برداشته شود. در صورتی که برداشت کامل لایه ژرمینال مقدور نبود ،باید به دقت کیست را باز کرد وتمامی قسمت های باقیمانده را جدا کرد.
7-پس از برداشتن کیست باید به دقت هموستاز عروق خونریزی دهنده و مجاری صفراوی انجام شود ،که این کار با سوچور جداگانه با نخ غیرقابل جذب انجام میشود.جراح باید در مورد مجاری صفراوی زمان کافی بدهد تا مجاری فرعی خود را نشان دهند.

8-سپس حفره باقیمانده کیست را میتوان با امنتوم پوشاند. جهت این کار یک فلپ از امنتوم بزرگ آزاد سازی میشود و در حفره کیست گذاشته میشود و لبه های آن با لبه های کیست با سوچور جداگانه فیکس میشود.ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>schumpelik</Author><Year>2009</Year><RecNum>10</RecNum><DisplayText>(1)</DisplayText><record><rec-number>10</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="ettp95sfddpfesea0dbxfat2xxdswzxse5tw">10</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>volker schumpelik</author></authors></contributors><titles><title>hydatid cyst</title></titles><volume>1</volume><num-vols>1</num-vols><section>231-238</section><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>(1)

1-3 اهداف:
1-3-1 اهداف اصلی :
تعیین زمان لانه گزینی پروتواسکولکس های کیست هیداتید پرفوره در حفره شکمیدر رت
1-3-2 اهداف ویژه:
بررسی لانه گزینی و استقرار پروتواسکولکس های این انگل در حفره شکمی بعد از 1 ساعت در رت
بررسی لانه گزینی و استقرار پروتواسکولکس های این انگل در حفره شکمی بعد از 24 ساعت در رت
بررسی لانه گزینی و استقرار پروتواسکولکس های این انگل در حفره شکمی بعد از 48 ساعت در رت
بررسی لانه گزینی و استقرار پروتواسکولکس های این انگل در حفره شکمی بعد از 72 ساعت در رت
مقایسه طول مدت لانه گزینی و استقرار پروتواسکولکس های کیست هیداتید در رت
1-3-3 اهداف کاربردی
استفاده از نتایج این تحقیق در تعیین بهترین زمان شروع درمان های پیشگیری کننده پس از پرفوراسیون کیست ها
به دست اوردن یک آلگوریتم شروع درمان بیماران مبتلا به کیست هیداتید پرفوره با توجه به زمان طلایی لانه گزینی کیست هیداتید
1-3-4 سوالات طرح:
آیا 1 ساعت پس از پارگی کیست هیداتید در حفره ی شکم لانه گزینی پروتواسکولکس اتفاق می افتد؟
آیا 24 ساعت پس از پارگی کیست هیداتید در حفره ی شکم لانه گزینی پروتواسکولکس اتفاق می افتد؟
آیا 48 ساعت پس از پارگی کیست هیداتید در حفره ی شکم لانه گزینی پروتواسکولکس اتفاق می افتد؟
آیا 72 ساعت پس از پارگی کیست هیداتید در حفره ی شکم لانه گزینی پروتواسکولکس اتفاق می افتد؟
1-3-5 فرضیات طرح:
در طی انجام این طرح و پس از آنالیز نتایج بدست آمده میتوان زمان لانه گزینی پروتواسکولکس ها را تخمین زده و از روند درمان بیماران اطمینان حاصل کرد.
1-3-6 تعریف واژگان:
کلانژیت : التهاب مجاری صفراوی
implantation: لانه گزینی
بررسی متون:
در جستجو با کلید واژگان کیست هیداتید (hydatid cyst) و لانه گزینی (implantation ) و رت (Rat)در منابعاطلاعاتیمختلفهمچونسایتهای Pub Med و Med Line ومجلاتانجامشدهپروژه - ریسرچایکهبهطورخاص برروی تعیین زمان لانه گزینی پروتواسکولکس های کیست هیداتید پرفوره در حفره شکمیدر رت انجام گرفته باشد یافت نشد،اماچندینپروژه - ریسرچباعناویننزدیکبهموضوعطرحیافتشدکهبهبررسیآنهامیپردازیم :
قره داغی و همکاران در تبریز در سال 2011 اثر تریکلابندازول و لوامیزول را در روی کیست هیداتیدی که به صورت تجربی در رت ایجاد شده بود مورد مطالعه قرار دادند. در این بررسی 2 ماه بعد از آلوده نمودن رت ها با 2000 عدد پروتواسکولکس انگل درمان خوراکی رت با این دو دارو انجام شد و 6 ماه پس از آلودگی رت ها کشته شده و تعدادکیست تشکیل شده در اندام های آن بررسی گردید(12)
سبزواری و همکاران در سال 1378 استقرار و رشد کیست هیداتید ثانویه در حیوانات آزمایشگاهی را مورد بررسی قرار دادند . آنان پروتواسکولکس های کیست هیداتید گوسفندی را به صورت داخل صفاقی به موش سوری ، رت، هامستر و خرگوش تلقیح نموده و در نهایت بهترین حیوان آزمایشگاهی برای مطالعه تجربی کیست هیداتید را ،موش سوری گزارش نمودند(13).
در مطالعه ای که در سال 2011 توسطMejri N, Müller N, Hemphill A, Gottstein B. تحت عنوان عفونت اکینوکوکوس مولتی لوکاریس در رت و تغیرات سطوح CD4+ and CD8+ regulatory T cell development. در پریتوان ،مشخص شد که سطوح CD4 و CD8 در موش ها به دنبال عفونت افزایش میابد،همچنین میزان 4IL نیز در این موارد افزایش پیدا میکردPEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NZWpyaTwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMTE8L1llYXI+PFJl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ADDIN EN.CITEPEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NZWpyaTwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMTE8L1llYXI+PFJl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ADDIN EN.CITE.DATA(2)
در مطالعه ی رفیعی عبداله*,کریگ فیلیپ تحت عنوان بررسی رشد کیست هیداتید اکینوکوکوس گرانولوزوس در حیوانات آزمایشگاهی در سال 1382 انجام شد مشخص شد که بر اساس نتایج این مطالعه موش BALB/c و ژربیل حیوانات آزمایشگاهی مناسبی جهت تشکیل کیست هیداتید تجربی می باشند. از نظر تشکیل تعداد زیادتر کیست، موش حیوان مناسبتری است. در مقابل ژربیل حیوانمناسبتری جهت تشکیل کیستهای بزرگتر از نظر اندازه و کیست هیداتید ثانویه بارورمی باشدADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>A.rafiee</Author><Year>1382</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText>(3)</DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="ettp95sfddpfesea0dbxfat2xxdswzxse5tw">9</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>A.rafiee</author></authors></contributors><titles><title>evaluation of growth hydatic cyst in labs animal</title><secondary-title>tehran university </secondary-title></titles><periodical><full-title>tehran university</full-title></periodical><pages>20</pages><volume>58</volume><dates><year>1382</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>(3)
 
 
3-1 نوع مطالعه و جامعه ی مورد آزمون
30 رت نر نژاد spague . dawley با سن 10-12 هفته با وزن 250-300 گرم که با مایع هیداتید کیست های انسانی آلوده شده اند.
3-2 حجم نمونه:
با توجه به مطالعه انجام گرفته در این زمینه (مشابه) 5 گروه و برای هر گروه حداقل 6 نمونه مورد نیاز است و در مجوع حداقل 30 مورد موش مورد نیاز است.
3-3 روش و تکنیک کار:
در ابتدا حدود 2 سی سی مایع کیست هیداتید انسانی که از کیست های جراحی شده شکمی بدست آمده بود ،به درون حفره پریتون موش ها تزریق شد.لازم به ذکر است مایع کیست هیداتید انسانی بلافاصله از اتاق عمل استخراج شده بود و به تمامی گروه های 5 گانه تزریق شد.
سپس گروه ها به ترتیب مورد جراحی قرار گرفتند ،ابتدا موش ها به درون محفظه بزرگی انتقال یافتند و یک گاز آغشته به اتر به درون محفظه انداخته شد و درب آن بسته شد،که بعد از 5 دقیقه تمامی موش ها بیهوش شدند.سپس برای اطمینان از بی درد بودن جراحی و حفظ و رعایت اصول اخلاق تحقیق و پزشکی 5/0 سی سی کتامین با سرنگ انسولین در عضله ی موش ها تزریق شد.سپس موش ها برروی میز جراحی ثابت شدند و با تیغ بیستوری شماره 15 شکم موش ها به صورت طولی و میدلاین باز شد و سپس جستجو به صورت Grossly در حفره پریتون انجام شد،در صورت مشاهده ی یک نقطه مشکوک از آن بیوپسی تهیه میشد و در غیر اینصورت 3 نمونه از نقاطی مثل کبد ،امنتوم و روده ها برداشته میشد و در ظرف پلاستیکی نمونه که با فرمالین پرشده بود قرار داده شد.ظرف ها به صورت موش شماره یک،دو ، سه .... نشان دار شدند و بر روی هر ظرف محل بیوپسی ثبت شد.
پس از برداشته نمونه ها مقدار 1 سی سی الکل طبی در قلب موش ها تزریق شد تا از مرگ حیوان اطمینان حاصل شود.
نمونه ها نیز بلافاصله به آزمایشگاه پاتوبیلوژی طرف قرار داد ارسال شدند
لازم به ذکر است که این مطالعه در 5 گروه حاوی 6 موش که در ساعت اول ،24 ،48 ، 72 و هفته ی اول ،بعد از ترریق مورد آزمایش قرار گرفتند.
3-4 ابزار جمع آوری اطلاعات و مشخصات آن ها:
فرمهای مخصوص ثبت اطلاعات موش ها و نتایج آزمایشات
3-5خطاهای تصادفی و سیستماتیک و روش حل آنها:
Intra observer bias که جهت رفع آن از یک آزمایشگاه و پرسنل ثابت استفاده میشود.
3-6 نحوه تجزیه و تحلیل اطلاعات:
نتایج حاصله با کمک نرم افزار SPSSورژن 21 مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. و با استفاده از آزمونهایt-test و Wilcoxon وMann- Whitney و آنالیز کوواریانس جهت کنترل متغیرهای مخدوش کننده و نیز منحنیROC جهت نشان دادن حساسیت و ویژگی آزمون انداز ه گیریADA مورد انالیز قرار می گیرد
3-7 جدول متغیر ها:
نام متغیر تعریف (کاربردی و علمی) نوع متغیر مقیاس متغیر واحد اندازه گیری متغیر
بر اساس اهداف تحقیق بر اساس نوع متغیر کیفی کمی مستقل وابسته زمینه ای مداخله گر کمی گسسته کمی پیوسته کیفی اسمی رتبه ای فاصله ای نسبتی زمان نفوذ اسکولکس
به جدار دقیقه یا ساعت
محل نفوذ تشکیل کیست مشاهده میکروسکوپی
3-8 ملاحظات اخلاقی
تمام مراحل کار در تحقیق از نحوه نگه داری تا مرحله بیهوشی و تزریق دارو و هم چنین نحوه دفع اجساد حیوانات ازمایش شده بر اساس مبانی کمیته اخلاق حمایت از حیوانات ازمایشگاهی مورد استفاده در امور عملی انجام خواهد شد
4-1 نتایج :
در این مطالع ی 5 گروه شامل هر گروه 6 رت نر حضور داشت که در ساعات 1 ،24 ، 48، 72 و هفته اول بعد از تزریق مایع کیست هیداتید انسانی ارزیابی میشدند .
که پس از ارزیابی ها ی به عمل آماده توسط آزمایشگاه طرف قرار داد طرح برروی نمونه های ارسالی نتایج زیر بدست آمد:
در گروه اول که در ساعت اول بعد از تزریق نمونه گیری شدند هیچ یک از 6 نمونه ی ارسالی پاتولوژی مثبتی نداشتند.
در گروه دوم که در ساعت 24 بعد از تزریق ارزیابی شدند هیچ کدام از 6 نمونه ی ارسالی پاتولوژی مثبت نداشتند.
در گروه سوم که در ساعت 48 بعد از تزریق نمونه گیری شدند ،هیچکدام از 6 نمونه ی ارسالی پاتولوژی مثبتی نداشتند.
در گروه چهارم که در ساعت 72 بعد از تزریق نمونه گیری شدند ،2 نمونه ی مثبت و 4 نمونه منفی گزارش شد.
در گروه پنجم که در هفته ی اول بعد از تزریق نمونه گیری شدند 3 نمونه ی مثبت و 3 نمونه ی منفی گزارش شد.
لازم به ذکر است که در هیچ یک از پنج گروه مورد مطالعه مرگ و میر در حین انجام مطالعه گزارش نشد.

موارد مثبت پاتولوژی موارد منفی پاتولوژی موارد مرگ و میر در حین آنالیز
گروه اول
(ساعت اول ) 0 6 0
گروه دوم
(ساعت 24) 0 6 0
گروه سوم
(ساعت 48) 0 6 0
گروه چهارم
(ساعت 72) 2 4 0
گروه پنجم
(هفته اول) 3 3 0
بحث و نتیجه گیری:
کیست هیداتید بیماری مزمن و مرموزی است که اغلب به صورت تصادفی کشف میشود و افراد از ابتدا به این بیماری اگاهی ندارند.کیست هیداتید ممکن است به داخل مجاری صفراوی پاره شده و ایجاد کلانژیت کند.خطر پاره شدن کیست به داخل حفره پریتون میتوان منجر به کاشته شدن کیست در نقاط مختلف حفره پریتون مثل فضای بین روده ای (inter loop) و یا روی امنتوم یا پریتون جداری و احشایی شود.
یکی از معضلات جراحان در برخورد بالینی عدم اطلاع از لانه گزینی و کاشته شدن اسکولکس ها در حفره پریتون است، زیرا با چشم غیر مسلح نمیتوان کاشته شدن اسکولکس ها را دید و تنها کاری که میتوان در این موارد انجام داد شستشوی حفره پریتون با اسکلوسیدال یا همان ماده ی کشنده ی اسکلوکس ها از قبیل سالین هایپرتونیک یا محلول نیترات نقره و ... است.به جرات میتوان گفت در هیچ مطالعه ای مدت زمانی از کاشته شدن اسکولکس ها از لحظه پاره شدن تا کاشته شدن ذکر نشده است.
در این تحقیق ما بر آن شدیم که با بدست آوردن این زمان حداقل Golden Time یا زمان طلایی اقدام مفید جراحی را در برخورد با موارد کیست پاره شده بدست آوریم، تا بتوانیم با درصد موفقیت بالاتری از عدم کاشته شدن اسکولکس ها اطمینان به عمل آورده و به بیمار این اطمینان را داد که در آینده با احتمال کمتر دچار کیست های متعدد در حفره پریتون خواهد شد.
پس از تحقیق و بررسی در این مورد نتیجه گرفتیم که پس از گذشت 72 ساعت (سه روز) از زمان پاره شدن کیست هیداتید به داخل حفره پریتون ، اسکولکس ها شروع به لانه گزینی و کاشته شدن در نقاط مختلف حفره پریتون خواهند کرد و با توجه به این که اغلب بیماران لحظه پاره شدن کیست را چه به صورت خودبخودی و چه به صورت تروماتیک به یاد می آورند محاسبه این زمان آسان خواهد بود و در صورتی که قبل از 72 ساعت تحت جراحی قرار بگیرد و حفره پریتون با اسکلوسیدال مناسب شستشو شود وعمل قطعی کیست نیز نظیر امنتوپلاستی انجام شود. میتوان با در صد بالایی به بیماران اطمینان را داد که در آینده ریسک ابتلا به کیست های متعدد داخل پریتون کمتر خواهد شد.
Refrences:
1. S. Durif, Z. Marinkovic, FebvreC ,et al .Abdomen aigu
chirurgical .un mode de révélation rare de kystehydatique
hépatique. 12(11):1617-9. 2005
2. Lagardere B, Chevallier B, Cheriet R. Kystehydatique de
l’enfant. Editions techniques. Encycl. Méd. Chir. (Paris-
France), Pédiatrie,4–350–B–10, 1995
3. Beyrouti MI, Beyrouti R, Abbes I, et al. Acute rupture of
hydatid cysts in the peritoneum. 17 cases.PresseMed .
33:378–384, 2004
4. Gunay K, Taviloglu K, Berber E, et al. Traumatic rupture
ofhydatid cysts: a 12-year experience from an endemic
region. J Trauma.46:164–167, 1999
5. DoganayZ,Guven H, Aygun D, et al. Blunt abdominal
trauma with unexpected anaphylactic shock due to rupture
ofhépatichydatid cysts. Emerg Med Grand Rounds; 2: 17-
20; 2002
6. Di Cataldo A, Lanteri R, Caniglia S, et al. A rare
complication of the hepatic hydatid cyst: intraperitoneal
perforation without anaphylaxis. IntSurg; 90:42–44. 2005
7. Gharbi HA, Ben Chehida F, Moussa N et al. Kyste
hydatique du foie. GastroenterolClin Biol.19: 110-18, 1995
8. Awar GN, Matossian RM, Radwan H, et al. Monitored
medicosurgical approach to the treatment of cystic
hydatidosis. Bull OMS Bull World Health Organ. 69:477–82,
1991
9. Dumon H, Gambarelli F, Doumbo O, et al. Étude
expérimentale de l’efficacité des différentes solutions
colécidesutilisées en chirurgiehydatique. Med Mal Inf
.10:540–2, 1986
10. Horton RJ. Chemotherapy of Echinococcus infection in
man with albendazole. Trans R Soc Trop Med Hyg. 83:97–
102, 1989
ADDIN EN.REFLIST
11)Mejri N, Muller N, Hemphill A, Gottstein B. Intraperitoneal Echinococcus multilocularis infection in mice modulates peritoneal CD4+ and CD8+ regulatory T cell development. Parasitology international. 2011;60(1):45-53. Epub 2010/10/23.12)A.rafiee. evaluation of growth hydatic cyst in labs animal. tehran university 1382;58:20.13-Blumgart LH. Surgery of the Liver, Biliary tract and Pancreas vol.2,
4th ed, W.B. Saunders, Philadelphia, 2007.
14-. El Mufti M. In Surgical management of hydatid disease, El Mufti M,
editor, London, Butterworth,1989;27-30.
15. El Mufti M. In Surgical management of hydatid disease, El Mufti M,
editor, London, Butterworth,1989;31-54.
16-Nadeem N, Khan H, Fatimi S, Ahmad MN. Giant multiple
intraabdominalhydatid cysts: case report. J Ayub Med Coll
Abbottabad.2006;18:71-3.
16. Singh RK. A case of disseminated abdominal hydatidosis.J Assoc
Physicians India.2008;56:55.
17. Yadav MK, Mittal P, Rishi JP, Agarwal K. Disseminated abdominal
hydatidosis. J Assoc Physicians India.2007;55:875-6.
18.Vagholkar KR, Nair SA, Rokade N. Bombay Hospital Journal,
2004;46(2); Case Report 13 (http://www.bhj.org/journal/
2004_4602_april/index.htm).
19. Iqbal SA, Jawaid M, Usmani F. Disseminated Intra-Abdominal
Hydatidosis: A Very Rare Presentation. The internet Journal of
Surgery.2007;11(1).
20. Karavias DD, Vagianos CE, Kakkos SK, Panagopoulos CM,
Androulakis JA. Peritoneal Echinococcosis.World J Surg.
1996;20:337-40.
21. Ramji S, Kulshrestha R, Sehgal S, Khandpur SC. Primary peritoneal
echinococcosis. Indian Pediatr.1987;24:258-9.
22. La Torre F, Giacomelli L, Messineti S. Unusual site of hydatidosis:
a case with mesenteric location. Minerva Chir. 1988;43:1615-9.
23. Ionescu A, Trufin R, Jakab A, Jutis T. Primary hydatid cyst of the
greatepiploon with spontaneous rupture: hydatid peritonitis. Rev
ChirOncolRadiol O R L OftalmolStomatolChir. 1985;34:53-6.
24. Wani RA, Malik AA, Chowdri NA, Wani KA, Naqash SH. Primary
extrahepatic abdominal hydatidosis. Int J Surg. 2005;3:125-7.
25. Vuitton DA. Echinococcosis and allergy.Clin Rev Allergy Immunol.
2004;26:93-104.
26. Coltorti EA. Standardisation and evaluation of an enzyme
immunoassay as a screening test for the seroepidemiology of
humanhydatidosis. Am J Trop Med Hyg.1986;35:1000-5.
27. Iacona A, Pini C, Vicari G. Enzyme-linked immunosorbent assay
(Elisa) in the serodiagnosis of hydatid disease.Am J Trop Med
Hyg.1980;29:95-102.
30. Morris DL. Preoperative albendazole therapy for hydatid cysts.Br
J Surg. 1987;74:805-6.
31. Davidson RN, Bryceson ADM, Cowie AGA, McManus DP, Morris

user8341

همجوشی هستهای
فصل اول-همجوشی هسته‌ایواکنش‌های هسته‌ای تبدیلات خودبخودی یا مصنوعی بعضی از هسته‌ها به هسته دیگر که سبب تغییر ساختار هسته یا تغییر تعداد نوکلئونها (ذرات هسته‌ای) می‌گردد، واکنش‌های هسته‌ای نام دارند. همجوشی هسته‌ای و شکافت هسته‌ای، دو روش اصلی انجام واکنش‌های هسته‌ای می‌باشد.
شکافت هسته‌ایدر واکنش شکافت، هسته‌ی سنگین یک عنصر رادیو اکتیو مانند اورانیوم یا پلوتونیوم به دو یا چند هسته با جرم متوسط تجزیه می‌شود. به طور مثال اورانیوم 235 مورد اصابت یک نوترون قرار می‌گیرد و هسته فوق‌العاده ناپایداری تشکیل می‌شود که تقریبا بلافاصله می‌شکافد و کریپتون و باریم و مقدار زیادی انرژی تولید می‌شود. که ناشی از تبدیل جرم ناپدید شده (با مقایسه میان جرم سوخت‌های اولیه و محصولات واکنش) به انرژی است. این انرژی حدود 5 دهه است که مورد استفاده قرار گرفته است اینک این نیرو همان اندازه از برق جهان را تامین می‌کند که 40 سال پیش بوسیله تمام منابع انرژی تأمین می‌شد شکافت هسته‌ای مزایای بسیاری نسبت به سوخت‌های فسیلی دارد اما مسئله‌ی پسماندهای آن که حاوی مواد پرتوزا با طول عمر طولانی هستند از جمله مهم‌ترین مسائل خاص در مورد استفاده از شکافت هسته‌ای می‌باشد. از سوی دیگر ذخایر اورانیوم جهان برای استفاده در راکتورهای شکافت تنها در یک سده کفایت می‌کنند.
موادی که انجام یک واکنش شکافت هسته‌ای را ممکن می‌سازند عبارتند از: 239Pu ، 235U ، 238U ، و ایزوتوپ 233U ، 235U بطور مصنوعی در راکتورهای هسته‌ای با تاباندن نوترون به 233Th بوجود می‌آید.
در اثر برخورد نوترون حرارتی به ایزوتوپ235U ، هسته اتم به 235U تحریک شده تبدیل می‌شود. اورانیوم تحریک شده بعد از شکافت، به باریم و کریپتون و سه نوترون تبدیل می‌گردد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Krane</Author><Year>1996</Year><RecNum>5</RecNum><DisplayText>[5]</DisplayText><record><rec-number>5</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423060620">5</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Krane, K.S.; </author></authors></contributors><titles><secondary-title>Modern Physics. published by Wiley</secondary-title></titles><periodical><full-title>Modern Physics. published by Wiley</full-title></periodical><dates><year>1996</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5].
1n + 235U → 236U → 144Ba+89Kr + 3 1n
اما مسئله مهمتر اینکه هر نوترون‌ آزاد شده بر اثر شکافتن هسته 235U می‌تواند دو هسته دیگر را شکافته و چهار نوترون را بوجود آورد. شکافت هسته‌ای و آزاد شدن نوترون‌ها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می‌یابد. در هر دوره تعداد نوترون‌ها دو برابر می‌شود. در واکنش‌های کنترل شده تعداد شکافت در واحد زمان و نیز مقدار انرژی به تدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگه‌داشته می‌شود. برای دستیابی به فرآیند شکافت کنترل شده و یا متوقف کردن یک سیستم شکافت پس از شروع، لازم است که موادی قابل دسترس باشند که بتوانند نوترون‌های اضافی را جذب کنند. مواد جاذب نوترون بر خلاف مواد دیگر مورد استفاده در محیط راکتور باید سطح مقطع جذب بالایی نسبت به نوترون داشته باشند. مواد زیادی وجود دارند که سطح مقطع جذب آنها نسبت به نوترون بالاست. زمانی که هسته اتمی 235U به دو قسمت شکافته می‌شود تولید عناصر استرتیوم 90، کریپتون 91، ایتریوم 91، زیرکونیوم 95، 126I ، 137U ، باریم 142، سریم 144 امکان پذیر هستند.
همجوشی هسته‌ایواکنش‌های همجوشی هسته‌ای از نوع واکنش‌هایی است که در خورشید و ستارگان صورت می‌گیرد. این واکنش عبارت است از ترکیب (برخورد) هستههای چهار اتم هیدروژن معمولی (شکل 1-1) که ضمن آزاد سازی مقدار زیادی انرژی ناشی از تبدیل جرم به انرژی است (E=mc2)، یک هسته‌ی هلیوم در دماهای بسیار بالای مرکز خورشید و ستارگان تولید می‌گردد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Wilhelemsson</Author><Year>2004</Year><RecNum>6</RecNum><DisplayText>[6]</DisplayText><record><rec-number>6</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423060659">6</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Wilhelemsson, H.;</author></authors></contributors><titles><title>Fusion and the cosmos</title><secondary-title>Condensed Matter Physics</secondary-title></titles><periodical><full-title>Condensed Matter Physics</full-title></periodical><dates><year>2004</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6].
در کره‌ی زمین، این انرژی را می‌توان به سه روش محصور سازی مغناطیسی، محصورسازی اینرسی یا لختی و محصور سازی از طریق کاتالیزور میون، تولید کرد؛ که البته همه در مرحله‌ی آزمایش قرار دارند. همجوشی هسته‌ای به دلیل پرتوزایی کمتر و ایمنی بیشتر و فراوانی بیشتر سوخت اولیه برای انجام واکنش‌ها نسبت یه شکافت مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. برای تولید انرژی در مقیاس بزرگ، به تعداد زیادی از واکنش‌هایی که با هم رخ دهند، نیاز است. دافعه‏ی کولنی، مانع رخ دادن همجوشی هسته‏ای می‏گردد. برای غلبه بر این دافعه، به دما و چگالی بالایی مورد نیاز است. در نتیجه سوخت باید در حالت پلاسما باشد.در دمای به قدر کافی بالا، سرعت‏های حرارتی ذرات خیلی زیاد خواهند شد. در این صورت، ذرات این فرصت را خواهند داشت که به اندازه‏ی کافی به هم نزدیک شده، بر دافعه‏ی کولنی چیره شوند وتوانایی پیوند داشته باشند. در طی این فرایند انرژی بسیار زیادی آزاد میگردد.
اگر چگالی پلاسما بیشتر از ١٠20 یون در هر سانتی‌متر مکعب باشد، آن گاه زمان محصورسازی می‌تواند کوتاهتر باشد. اگر پلاسما خیلی فشرده شود، زمان محصورسازی، بی نهایت کوتاه و انرژی آزاد شده، فوقالعاده شدید است. در این صورت با یک بمب سر و کار خواهیم داشت نه یک راکتور کنترل شده. بههمین دلیل، با وجود آن که وظیفه محصورسازی مشکل میگردد، چگالی پلاسما در حداقل نگه داشته می‌شود.
بطور عملی هنوز محفظهای وجود ندارد که بتواند پلاسما با دمایی در حدود چند صد میلیون درجه را محصور سازد. حتی محفظههایی که از فلزات مقاوم در دماهای بالا ساخته شده باشند، تنها در دماهای پایینتر از چند هزار درجه قابل استفاده خواهند بود. ستارگانی نظیر خورشید کره عظیم پلاسمای خود را از طریق جاذبه حفظ میکنند. پلاسما از ذرات باردار تشکیل یافته است. این ذرات نمی توانند خطوط میدان مغناطیسی را قطع کنند، اما حول این خطوط میچرخند. این نکته، خلاصهای از مبنای فکری طرح محصورسازی پلاسما توسط خطوط میدان مغناطیسی را تشکیل داده است.
در یک تعریف کلی فرایند جلوگیری از برخورد پلاسما با دیواره‌های مخزنی که در آن جای دارد، محصورسازی نامیده می‌شود و همچنین زمان تقریبی برای اینکه یون‌ها توسط میدان احاطه کننده به دام افتاده باقی بمانند، زمان محصورسازی نامیده می‌شود.

شکل 1-1- مراحل زنجیره‌ی پروتون – پروتون که در خورشید اتفاق می‌افتد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>McCollam</Author><Year>2013</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText>[7]</DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061554">7</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>McCollam, K.; </author></authors></contributors><titles><title>Magnetic confinement in plasma physics</title><secondary-title>UW–Madison Physics Dept.</secondary-title></titles><periodical><full-title>UW–Madison Physics Dept.</full-title></periodical><dates><year>2013</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]
انتخاب سوخت مناسبباتوجه به فرآیندهای طبیعی و نتایج حاصل از آنها، مشخص شده است که واکنشهای همجوشی بسیاری وجود دارد. متغیرها برای واکنشهای مختلف، هستههای سوخت درگیر، محصولهای واکنش که خارج می شوند، مقدار واکنش و بستگی احتمال انجام واکنش به خواص جنبشی واکنش دهندهها، می باشند.
برهم کنش ایزوتوپهای هیدروژنی (دوتریم وهلیوم 3) یکی از واکنش‌های مورد توجه در فرآیند همجوشی میباشد. به دلیل این‌که ایزوتوپ های هیدروژن فقط یک بار الکتریکی دارند و انرژی حرارتی کمتری برای نزدیک شدن به یکدیگر نیاز دارند، به عبارت دیگر در دماهای پایین همجوشی ایزوتوپهای هیدروژن اتفاق میافتد. به علت عدد اتمی واحد ایزوتوپها، این برهم کنش هیدروژنی دارای قابلیت نفوذ بسیار بالایی در سد کولنی میباشد. برای تعیین سوخت‌های همجوشی مناسب، باید در دسترس بودن سوخت مورد نظر، شرایط نگهداری و سطح مقطع واکنش مورد نظر را در نظر گرفت. برخی از واکنش‌های گوناگون همجوشی، شامل واکنش‌های ذکر شده در جدول(1-1) می‌باشد. در بیشتر واکنش‏های همجوشی، دو هسته‏ سبک با هم ترکیب و به هسته‏‏ سنگین‏تر تبدیل می‏شوند که رابطه‏ واکنش هسته‏ای آن‏ها به صورت زیر است:

جدول1-1- برخی از واکنش‌های همجوشی ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>falzner</Author><Year>2006</Year><RecNum>1</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>1</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423060407">1</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>falzner, S.P.;</author></authors></contributors><titles><title>An Introduction to Interial Confinement Fusion.</title><secondary-title>New York: CRC Press</secondary-title></titles><periodical><full-title>New York: CRC Press</full-title></periodical><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
سوخت واکنش همجوشی شکل اختصاری بهره انرژی بر حسب ژول
DT D+T→42He+10n T(d,n)4He 2.8×10-12
DDn D+D→32He+10n D(d,n)3He 5.24×10-13
TT T+T→42He+10n+10n T(t,2n)4He 1.81×10-12
DDp D+D→T+P D(d,P)T 6.46×10-13
D-3He D+32He→42He+P 3He(d,P)4He 2.93×10-12
P_6Li P+63Li→42He+32He 6Li(p,x)3He 6.44×10-13
P_11B P+115B→3(42He) 11B(p,2x)4He 1.39×10-12
واکنش D-T دارای بیشترین سطح مقطع میباشد، مقدار بیشینه سطح مقطع آن 5 بارن برآورد شده است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>al.</Author><Year>2002</Year><RecNum>111</RecNum><DisplayText>[8]</DisplayText><record><rec-number>111</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="tx9da0v069srt5eteeoxtwa7fvfdz5wd09zx" timestamp="0">111</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>HarmsA. et al.</author></authors></contributors><titles><title>Principles of Fusion Energy</title><secondary-title>World Scientific Publishing Co. pte. 1td.</secondary-title></titles><dates><year>2002</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8].
(1-1)
واکنش همجوشی قابل دسترس دیگر، در برگیرندهی هستهی دوتریم به عنوان سوخت است:
(1-2)
این نمایش نشان میدهد که واکنش D+Dاز طریق دو کانال واکنش متمایز، همجوشی میکند که تقریبا با احتمالهای برابر صورت میگیرد. سطح مقطع برای هریک از آنها حدود 100 مرتبه کوچکتر از واکنشD-T است از این دو واکنش در مییابیم که خواص واکنش D-T مطلوبتر از خواص واکنش D-D است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Biberian</Author><Year>2009</Year><RecNum>9</RecNum><DisplayText>[9]</DisplayText><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061676">9</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Biberian, J.P.;</author></authors></contributors><titles><title>Experiments and Methods in Cold Fusion</title><secondary-title> Journal of Condensed Matter Nuclear Science</secondary-title></titles><volume>2</volume><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9].
همچنین ممکن است دوتریم، با محصولهای واکنش تریتیوم و هلیوم-3 همجوشی کند که افزون بر معادله‌ی (1-1)، داریم:
(1-3)
واکنش همجوشی یاد شده، در برگیرندهی دوتریم و همچنین هستههای سبک دارای جرم بیشتری هستند. از مزایای این واکنش نسبت به D-D میتوان به سوختی رادیواکتیو نبودن و یک واکنش نوترونیک بودن اشاره کرد. به عبارت دیگر در مسیر واکنش همجوشی هیچ نوترونی تابش نمیکند، در نتیجه تابش نوترون به طور چشمگیری کاهش مییابد که میتواند به معنای یک محافظ خیلی ارزان برای راکتور استفاده شود؛ زیرا تابشهای نوترونی باعث تخریب دیواره راکتور میشوند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Brereton</Author><Year>1988</Year><RecNum>10</RecNum><DisplayText>[10]</DisplayText><record><rec-number>10</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061736">10</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Brereton, S. J.; Kazimi, M. S.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title> Fusion Engineering and design</secondary-title></titles><volume>30</volume><number>207</number><dates><year>1988</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]. قلهی آهنگ واکنش برابر با58 است. اما تولید هلیوم -3 بسیار سخت است، در حال حاضر میتوان آن را محصولی از راکتورهای شکافت دانست، زیرا تریتیوم تولید شده در راکتورهای شکافت به طور طبیعی بعد از مدتی به هلیوم 3 واپاشی میکند.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

اگر این شکل ادامه یابد، برای واکنش هستهای ، تعداد زیادی کانالهای واکنش مشخص شده است:
(1-4)
واکنشهای هستهای که درگیر هستههای سبک، مانند پروتون، میباشند ممکن است مطابق فرآیندهای زیر روی دهد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Atzeni</Author><Year>2004</Year><RecNum>11</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061786">11</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Atzeni, S.;</author></authors></contributors><titles><title>The Physics of Inertial Fusion</title><secondary-title> Rome: Clarendon PRESS</secondary-title></titles><dates><year>2004</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]:
(1-5 الف) (1-5 ب)
(1-5 ج)
و همچنین دیگر واکنشهای مبتنی بر و ، عبارتند از:
(1-6)
(1-7)
(1-8)
نمایش فیزیکی واکنشهای همجوشی، تنها بررسیهای لازم برای تعیین و گزینش آن، به عنوان سوخت راکتور همجوشی نیست بلکه بررسیهای دیگری در برگیرندهی قابل دسترس بودن سوختهای همجوشی، سختی در نگهداری و دانسیتهی میزان واکنش کافی، نیز لازم میباشد.
تاکید بر دیگر نکات واکنشهای همجوشی یاد شده، ضروری است. در هر حالت، کسرهای مختلف از مقدار واکنش، در شکل انرژی جنبشی ذرات باردار و نوترونهای خنثی باقی میماند، در نتیجه ایدهی یک راکتور همجوشی پایه گذاری شده با بازده بالا؛ تبدیل مستقیم انرژی ذرات باردار، به ویژه برای واکنشهایی که کسر بزرگتری از مقدار آنها در شکل انرژی جنبشی باردار باقی میماند، مناسب به نظر میرسد. این نکته به طور ویژهای مورد توجه است؛ چرا که نوترونهایی که به عنوان محصول واکنش همجوشی پدیدار میشوند، به گونهی تغییر ناپذیری به محصولات رادیو اکتیو در مواد مهارکننده قلب همجوشی کمک میکنند.
کمیتی مهم در ارتباط با واکنش‌های هسته‌ای، سطح مقطع واکنش است که به صورت احتمال برهم‌کنش هر جفت از ذرات، تعریف می‌شود. برای وقوع واکنش همجوشی، دو هسته‏ی باردار مثبت باید با غلبه بر نیروی دافعه‏ی کولنی، با هم برخورد کنند. تابع پتانسیل دافعه‏ی کولنی به صورت زیر است:

که Z1 , Z2، عدد اتمی هسته‌های برهم‌کنش کننده می‌باشد.
نیروی دافعه‏ی کولنی در فاصله‏ بیشتر از مجموع شعاع دو هسته برقرار است. شعاع دو هسته از رابطه‏ زیر بدست می‏آید:

که A1,A2 اعداد جرمیِ هسته‌های برهم‌کنش‏ کننده هستند.
شکل1-2 نشاندهنده انرژی پتانسیل برحسب فاصله‏ دو هسته‏ باردار می‌باشد که با انرژی مرکز جرم به هم نزدیک می‏شوند و نشان‏دهنده‏ چاه هسته‏ای، سد کولنی و نقطه‏ی بازگشتی کلاسیکی است.

شکل 1-2- انرژی پتانسیل بر حسب فاصله‏ی دو هسته‏ی باردار که با انرژی مرکز جرم به هم نزدیک می‏شوند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Atzeni</Author><Year>2004</Year><RecNum>11</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061786">11</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Atzeni, S.;</author></authors></contributors><titles><title>The Physics of Inertial Fusion</title><secondary-title> Rome: Clarendon PRESS</secondary-title></titles><dates><year>2004</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11].در فاصله‏ی r <rn، دو هسته تحت تأثیر نیروی جاذبه‏ی هسته‏ای قرار می‏گیرند که با چاه پتانسیل به عمق، مشخص می‌شود. با استفاده از معادلات می‏توان ارتفاع سد پتانسیل را پیدا کرد:

بر طبق مکانیک کلاسیک، فقط هسته‌هایی با انرژی بیشتر از این مقدار می‏توانند بر سد کولنی غلبه کرده و با هم برخورد کنند و هسته‌هایی با انرژی نسبی () کمتر از، می‏‏توانند تا نقطه‏ی بازگشت کلاسیکی به هم نزدیک شوند. ولی در مکانیک کوانتومی، واکنش همجوشی بین دو هسته با انرژی کمتر از سد کولنی، نیز ممکن است؛ چون تونل‏زنی از سد کولنی مجاز است. پارامترهای دخیل در برهم‌کنش بین پرتابه و هدف، سطح مقطع واکنش و واکنش‏پذیری هستند.
ایده‌های راکتور همجوشیانواع روشهای محصورسازی مورد استفاده در راکتورهای همجوشی هسته‌ای، همجوشی از طریق محصورسازی اینرسی، همجوشی از طریق کاتالیزور میون و محصورسازی از طریق محبوس کردن مغناطیسی می‏باشند که هدف هر سه روش، برآورده ساختن معیار لاوسون می‌باشد. محصورسازی لختی، فرایند نگهداری پلاسما را در چگالی‏های بالا و در زمان کوتاه انجام می‏دهد و محصورسازی مغناطیسی، پلاسما را در چگالی‏های پایین، در زمان نسبتاً طولانی محصور می‏سازد و روش کاتالیز میون در دماهای معمولی رخ می‌دهد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Jones</Author><Year>1986</Year><RecNum>16</RecNum><DisplayText>[12]</DisplayText><record><rec-number>16</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062363">16</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Jones, S.E.;</author></authors></contributors><titles><title> Muon-Catalysed Fusion Revisited</title><secondary-title>Nature</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nature</full-title></periodical><pages>127-133</pages><volume>321</volume><number>6066</number><dates><year>1986</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12].
1-5-1- همجوشی هستهای کنترل شده توسط لختی(ICF)زمان محصورسازی در محصورسازی لختی خیلی کوتاه است. در نتیجه برای داشتن نرخ واکنش همجوشی بیشتر، نیازمند چگالی بالای پلاسما هستیم. در این روش، سوخت با استفاده از نیروهای قوی بیرونی، باید تا 1000 برابر چگال‌تر از حالت جامد فشرده شود.
کپسول با استفاده از پرتوهای محرک که از اطراف سطح خارجی آن تابیده می‌شود، متراکم می‌گردد. در محصورسازی به روش لختی، از روش‌های مختلفی برای تراکم کپسول استفاده می‌شود. در هر کدام از این روش‌ها سعی بر آن است که نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی را بالا ببرند. نوع پرتوهای محرک که برای تراکم کپسول استفاده می‌شود، عامل اصلی بالا و پایین بردن بهره انرژی در ICF می‌باشد. از پرتوهای لیزرهای پر توان پالسی، باریکه‌هایی از ذرات باردار نظیر یون‌های سنگین، یون‌های سبک و باریکه‌های الکترونی برای متراکم نمودن کپسول‌ها می‌توان استفاده کرد. این پرتوهای محرک که بصورت پالس‌هایی با توانW‌ 1014 تهیه می‌شود، دارای بهره انتقال انرژی متفاوتی به کپسول هستند. پرتوهای لیزری و باریکه‌های یون سنگین نسبت به سایر پرتوهای محرک به علت بهره بالاتر جذب انرژی در کپسول‌ها مورد توجه بیشتری قرار گرفتند. در طراحی کپسول‌های سوخت هر دو روش پرتوهای محرک لیزری و باریکه‌های یون سنگین مورد بررسی قرار گرفته است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Nakai</Author><Year>1990</Year><RecNum>13</RecNum><DisplayText>[13, 14]</DisplayText><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061968">13</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Nakai, S.; et al.; </author></authors></contributors><titles><title>Inertial Confinement</title><secondary-title>Nuclear Fusion</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nuclear Fusion</full-title></periodical><pages>1779-1797</pages><volume>30</volume><number>9</number><dates><year>1990</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Blanc</Author><Year>2010</Year><RecNum>15</RecNum><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062093">15</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blanc, X.; Despres, B.;</author></authors></contributors><titles><title>Numerical Methods for inertial confinement fusion</title><secondary-title>Laboratoire Jacques-Louis Lions</secondary-title></titles><periodical><full-title>laboratoire Jacques-Louis Lions</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13, 14].
انتخاب پرتوهای یون سنگین به علت قابلیت بالای انتقال انرژی به کپسول، بالای 25 درصد در مقایسه با باریکه‌های لیزری با بهره‌ی انرژی کمتر از 10 درصد روشی موثر به ‌شمار می‌رود که به خاطر ناپایداری‌هایی که در اثر نایکنواختی و ناهمزمانی باریکههای یونی اتفاق می‌افتد، اخیرا بصورت غیر مستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. نور لیزر، ساده‌ترین و کم هزینه‌ترین روشی است که طراحان از آن برای تراکم کپسول استفاده می کنند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Blanc</Author><Year>2010</Year><RecNum>15</RecNum><DisplayText>[13, 14]</DisplayText><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062093">15</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blanc, X.; Despres, B.;</author></authors></contributors><titles><title>Numerical Methods for inertial confinement fusion</title><secondary-title>Laboratoire Jacques-Louis Lions</secondary-title></titles><periodical><full-title>laboratoire Jacques-Louis Lions</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Nakai</Author><Year>1990</Year><RecNum>13</RecNum><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061968">13</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Nakai, S.; et al.; </author></authors></contributors><titles><title>Inertial Confinement</title><secondary-title>Nuclear Fusion</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nuclear Fusion</full-title></periodical><pages>1779-1797</pages><volume>30</volume><number>9</number><dates><year>1990</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13, 14].

شکل 1-3- نمایی از کپسول هدف ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>falzner</Author><Year>2006</Year><RecNum>1</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>1</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423060407">1</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>falzner, S.P.;</author></authors></contributors><titles><title>An Introduction to Interial Confinement Fusion.</title><secondary-title>New York: CRC Press</secondary-title></titles><periodical><full-title>New York: CRC Press</full-title></periodical><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
کپسول هدف در این روش، قرص کوچکی با شعاع کمتر از ، حاوی یک لایه‏ی کروی است که بطور مثال با گاز دوتریوم– تریتیوم بصورت متقارن و یکنواخت بصورت شکل 1-3 پر شده است. این لایه، حاوی یک ماده با Z بالا در ناحیه‏ی خارج و DT در داخل است که توده‏ی سوخت را تشکیل می‏دهد.
برای رسیدن به شرایط دما و چگالی بالای مورد نیاز برای همجوشی، باید این کپسول تا جایی که ممکن است به طور متقارن و با انرژی انفجاری خیلی زیادی تابش ببیند. انرژی مورد نیاز، برای راه‏اندازی این فرایند بسیار زیاد است. برای گرمایش یک کپسول سوخت با قطر ، تا دمای، به اندازه‏ی انرژی مورد نیاز است که این انرژی می‌تواند با نور شدید لیزر یا توسط پرتوهای یونی تامین شود. این مقدار انرژی باید در چند پیکوثانیه به قسمت خارجی لایه‏ی هدف منتقل شود. به دلیل انفجار انرژی روی قسمت خارجی لایه‏ی هدف، این لایه‏ گرم شده بلافاصله یونیزه و تبخیر می‌شود. این فرایند کندگی نام دارد. وقتی این قسمت کنده می‌شود، قسمت داخلی و سوخت به دلیل بقای اندازه‏ حرکت، به سمت داخل رانده می‌شود (شکل1-4). در حین این رانش، چگالی سوخت تا چند صد گرم بر سانتیمتر مکعب و دمای سوخت تا حد دمای احتراق برای همجوشی افزایش می‌یابند. در نتیجه، احتراق رخ می‏دهد و فشاری به سمت خارج ایجاد می‌شود که بر موج انفجار به داخل غلبه کرده و منجر به انفجاری به خارج می‌شود. بدین ترتیب چگالی و دمای مورد نظر بدست می‏آیند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Blanc</Author><Year>2010</Year><RecNum>15</RecNum><DisplayText>[14]</DisplayText><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062093">15</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blanc, X.; Despres, B.;</author></authors></contributors><titles><title>Numerical Methods for inertial confinement fusion</title><secondary-title>Laboratoire Jacques-Louis Lions</secondary-title></titles><periodical><full-title>laboratoire Jacques-Louis Lions</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14].

شکل 1-4- مراحل همجوشی به روش محصورسازی لختی ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Blanc</Author><Year>2010</Year><RecNum>15</RecNum><DisplayText>[14]</DisplayText><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062093">15</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blanc, X.; Despres, B.;</author></authors></contributors><titles><title>Numerical Methods for inertial confinement fusion</title><secondary-title>Laboratoire Jacques-Louis Lions</secondary-title></titles><periodical><full-title>laboratoire Jacques-Louis Lions</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]
1-5-2- همجوشی هستهای توسط کاتالیزور میون(µCF)
روش دیگری برای رسیدن به انرژی همجوشی هسته‌ای در سال 1957 مطرح شد، که تحت عنوان همجوشی از طریق کاتالیزر میون معروف است و یک فرآیند همجوشی گسترده و تجدید پذیر است که در دماهای معمولی رخ می‌دهد. همانطور که گفته شد یکی از مهم‌ترین مسایل در فرآیند همجوشی، غلبه بر نیروی دافعه‌ی کلونی و ایجاد شرایطی که یون‌ها در محدوده‌ی نیروهای جاذبه‌ی نیرومند هسته‌ای قرار گیرند، می‌باشد. پیدایش میون در مدار اتم هیدروژن، اثر کاهش دافعه‌ی نیروی کلونی دارد. میون ذره‌ای بنیادی است که خواص آن مانند الکترون است، با این تفاوت که جرم میون تقریبا 207 برابر جرم الکترون است و ذره‌ای ناپایدار با زمان عمر µS2/2 می‌باشد. پس از گذشت این زمان میون به یک الکترون e- و یک نوترینوی میونی و به یک پادنوترینوی الکترونی واپاشی می‌کند. بصورت دقیق در اوایل 1980مورد مطالعه قرار گرفت ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Jones</Author><Year>1986</Year><RecNum>16</RecNum><DisplayText>[12]</DisplayText><record><rec-number>16</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062363">16</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Jones, S.E.;</author></authors></contributors><titles><title> Muon-Catalysed Fusion Revisited</title><secondary-title>Nature</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nature</full-title></periodical><pages>127-133</pages><volume>321</volume><number>6066</number><dates><year>1986</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12].
جرم زیاد میون نسبت به الکترون، به آن اجازه می‌دهد که وارد مدار اتم هیدروژن با شعاع بوهر، 207 مرتبه کوچکتر از شعاع الکترون شود و این باعث می‌شود که این اتم هیدروژن نسبت به دیگر اتم‌ها یا یون‌های هیدروژن، سنگین‌تر است. بنابر این، این هسته‌ی سنگین به دلیل کاهش نیروی دافعه‌ی کلونی می‌تواند با صرف انرژی کمتری به اتم‌ها و یون‌های دیگر هیدروژن، بسیار نزدیک شود و هنگامیکه هیدروژن میون‌دار و هیدروژن معمولی به اندازه‌ای به هم نزدیک شوند که تغییرات توزیع بار را احساس کنند، به حدی رسیده‌اند که نیروهای جاذبه‌ی هسته‌ای بین آن‌ها ایجاد شده است و پدیده همجوشی را بوجود می‌آورد بنابر این یکی از روش‌های ایجاد همجوشی در دمای پایین استفاده از کاتالیزور میون است.
میون اولین بار توسط اندرسون وندرمییر در سال ١٩٣٧ کشف شد. از طرف دیگر هنگامی که پاول ذره پایون را در سال ١٩۴٧ کشف کرد، فرانک پیشنهاد کرد که پایون‌های منفی می‌توانند به کمک محصور سازی شیمیایی، واکنشهای همجوشی را کاتالیز نمایند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Frank</Author><Year>1947</Year><RecNum>17</RecNum><DisplayText>[15]</DisplayText><record><rec-number>17</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062414">17</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Frank, F.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title> Nature</secondary-title></titles><volume>160</volume><number>525</number><dates><year>1947</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]:
pπ + d → pdπ→3He + π(1-9)
با وجود اینکه، احتمال جذب پایون توسط هسته بسیار بزرگ است، اما پایون زمان کافی برای تشکیل pdπ را نخواهد داشت. یک سال بعد، ساخارف پیشنهاد همجوشی کاتالیزور میونی را مطرح کرد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Sakharov</Author><Year>1948</Year><RecNum>18</RecNum><DisplayText>[16]</DisplayText><record><rec-number>18</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062457">18</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Sakharov, A.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Lebedev Physics Institute Report</secondary-title></titles><periodical><full-title>Lebedev Physics Institute Report</full-title></periodical><dates><year>1948</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16].
به دلیل اینکه تشکیل مولکول‌های میون‌دار در اثر فرایندهای برخوردی چند مرحله‌ای صورت می‌گیرد، بازده همجوشی کاتالیزور میونی، به شرایط ماکروسکوپی از قبیل دما، چگالی محیط و کسر غلظت‌های هیدروژن مایع و ضریب چسبندگی میونی وابسته است و می‌تواند به کمک تئوری سینتیکی که اساس آن آهنگ‌های برخوردی میکروسکوپی و سطح مقطع‌ها می‌باشد بهینه گردد. در سال‌های اخیر برای افزایش چرخه میونی، مخلوط سه تایی H/D/T پیشنهاد شده، که گزارشات و مقالات متناقضی در مورد افزایش یا کاهش ضریب تکثیر میونی گزارش شده است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Eskandari</Author><Year>1998</Year><RecNum>19</RecNum><DisplayText>[17-19]</DisplayText><record><rec-number>19</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062505">19</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Eskandari, M. R.; and Deilami S.;</author></authors></contributors><titles><title>Stability studies of D/T/H sys-- using Hurwitz method</title><secondary-title>IPAC, Kerman</secondary-title></titles><periodical><full-title>IPAC, Kerman</full-title></periodical><dates><year>1998</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Markushin</Author><Year>1991</Year><RecNum>20</RecNum><record><rec-number>20</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062559">20</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Markushin, V. E.; et al.;</author></authors></contributors><titles><title> Kinetics of muon catalyzed fusion in the triple H2-D2-T2 mixture atlow deuterium and tritium concentrations</title><secondary-title> Technical Report PSI-PR-41-92, Preprint from Paul Scherrer Institute, Villigen</secondary-title></titles><dates><year>1991</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Eskandari</Author><Year>1999</Year><RecNum>22</RecNum><record><rec-number>22</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062767">22</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Eskandari, M. R.; et al.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title> Journal of Nuclear Science</secondary-title></titles><volume>36</volume><number>1</number><dates><year>1999</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[17-19].
1-5-3- محصورسازی مغناطیسی (MCF) در محصورسازی مغناطیسی از میدان‌های مغناطیسی و الکترونیکی برای گرما دادن و فشردن پلاسمای هیدروژن در راکتور ITER استفاده میشود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite ExcludeYear="1"><Author>Wagner</Author><RecNum>23</RecNum><DisplayText>[20]</DisplayText><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062841">23</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Wagner, F.;</author></authors></contributors><titles><title> ThePhysics Basis of ITER Confinement</title><secondary-title>Max-Planck-Institut für Plasmaphysik EURATOM Association</secondary-title></titles><periodical><full-title>Max-Planck-Institut für Plasmaphysik EURATOM Association</full-title></periodical><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20].
راکتورهای همجوشی هستهای که در آنها پلاسما به روش مغناطیسی محصورشده است براین اساس که میدان مغناطیسی تمام یا قسمتی از سطح پلاسما را بپوشاند، به دو گروه زیر تقسیم شدهاند:
چنبرهای
انتها باز
از معروفترین ماشین‌های پینچ می‌توان از تتا پینچ و Z پینچ نام برد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Polsgrove</Author><Year>2011</Year><RecNum>24</RecNum><DisplayText>[21]</DisplayText><record><rec-number>24</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062899">24</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Polsgrove, T.; Robert, S.F.; Adams ,B;</author></authors></contributors><titles><title>Design of Z-pinch and Dense Plasma Focus Powered Vehicles</title><secondary-title>49th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition</secondary-title></titles><periodical><full-title>49th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition</full-title></periodical><dates><year>2011</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[21]. این سیستم‌ها آرایش استوانه‌ای دارند. در تتا پینچ جریانی از یک سیم‌پیچ استوانه‌ای پلاسما را دور می‌زند، و میدان حاصل از آن منجر به محصورسازی آن می‌شود. در Z پینچ توسط الکترودهایی که در قاعده‌ها قرار دارد جریانی در جهت محوری تولید می‌شود میدان ناشی از آن، پلاسما را گرم و متراکم می‌کند.
پینچ معکوس نوعی پینچ است که در آن جریانی در خلاف جهت جریان پلاسما اعمال می‌شود. در این دستگاه برهم‌کنش میدان قطبی ناشی از جریان رسانای داخلی، با جریان پلاسما منجر به حرکت پلاسما به سمت خارج می‌شود. در این دستگاه از دو استوانه هم محور به عنوان الکترود استفاده می‌شود. با تخلیه‌ی شعاعی میان دو الکترود میدان مغناطیسی قطبی القا می‌شود که پلاسما را گرم و متراکم می‌کند.
در سیستم‌های آینه‌ای پلاسما، از یک سیم‌پیچ ین-یانگ استفاده می‌شود پلاسما در این آرایش در ناحیه‌ای که از حداقل میدان مغناطیسی برخوردار است، محصور می‌شود. این نوع دستگاه‌ها عملکرد پایا دارند اما در آنها پلاسما از انتهای باز میدان خارج و تلف می‌شود، بنابراین باید از روش‌های کنترل انرژی خروجی استفاده کرد.
از جمله آزمایش‌های آینه‌ای در جهان عبارتند از: GDT و GoL-3-II در روسیه، Qt-UP و Gamma-10 در ژاپن. در حال حاضر با توجه به نتایج عملی و تجربی به دست آمده بیشتر آزمایش‌های مغناطیسی بر توکامک متمرکز شده‌اند. در شکل 1-5 یک راکتور از نوع آینه‌ای نشان داده شده است.

شکل1-5- راکتور آینهای ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Stacy</Author><Year>2010</Year><RecNum>25</RecNum><DisplayText>[22]</DisplayText><record><rec-number>25</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063009">25</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Stacy, M. Stacey;</author></authors></contributors><titles><title>Fusion An Introduction to tHe physics and technology of magnetic confinement fusion</title><secondary-title>Second, completely Revsed and enlarged Edition</secondary-title></titles><periodical><full-title>Second, completely Revsed and enlarged Edition</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22]
همچنین بنابر نوع عملکرد راکتورها، آنها را میتوان به انواع زیر نیز تقسیم بندی کرد (از مهمترین آنها می‎توان به دستگاههای چنبره‎ای مانند توکامک، استلاراتور، چنبره برآمده ، اسفرومک، اسفراتور، تورساترون و دستگاههای انتها بازی چون آینه‎های مغناطیسی، پینچها و پلاسمای کانونی اشاره کرد.):
پایا: در این نوع راکتور واکنش‌های همجوشی به صورت مداوم انجام میگیرند.
تپی: این راکتور به طور مرتب قطع و وصل میگردد. زمان همجوشی تقریبا با زمان محصور بودن پلاسما برابر است.
شبه پایا: در مقایسه با انواع نامبرده، یک راکتور متوسط محسوب میگردد . زمان همجوشی آن اندکی بیشتر از زمان محصور شدن پلاسما است. اما در هر حال زمان محدودی است. (توکامک نمونهای از این نوع راکتور است.)
طبقه بندی انواع راکتور ها برحسب روش محصور کردن پلاسمادر دستگاه چنبره‎ای، پلاسما توسط میدان‌ مغناطیسی محصور می‎گردد. میدان اصلی در توکامک میدان چنبره‎ای است که بطور نمادین در شکل(1-6) نشان داده شده است. در جدول (1-2) نیز خلاصهای از انواع راکتورها برحسب روش محصور کردن پلاسما و نوع عملکرد آنها آورده شده است.
جدول1-2- انواع راکتورها برحسب روش محصور کردن پلاسماآرایش میدان مغناطیسی دستگاه نوع عملکرد
چنبره ای توکامک شبه پایا
تنگش میدان وارونه شبه پایا
استلاراتور پایا
هلیوترون پایا
تنگش چنبره ای تپی
انتها باز آیینه ای پایا
تنگش مستقیم تپی
پلاسمای کانونی تپی
شکل 1-6- نمایی از دستگاه چنبرهای پلاسما ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Glasstone</Author><Year>1980</Year><RecNum>27</RecNum><DisplayText>[23, 24]</DisplayText><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063252">27</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Glasstone, S.;</author></authors></contributors><titles><title>Fusion Energy</title><secondary-title>U.S. Department of Energy, Technical Information Center</secondary-title></titles><periodical><full-title>U.S. Department of Energy, Technical Information Center</full-title></periodical><dates><year>1980</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Emrich</Author><Year>2001</Year><RecNum>26</RecNum><record><rec-number>26</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063119">26</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Emrich, W. J.;</author></authors></contributors><titles><title>Field-Reversed Magnetic Mirrors for Confinement of Plasmas</title><secondary-title>NASA Tech Briefs</secondary-title></titles><periodical><full-title>NASA Tech Briefs</full-title></periodical><dates><year>2001</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23, 24]
1-6-1- راکتور توکامکتوکاماک یکی از انواع رآکتورهای همجوشی هستهای است که عمل محصورسازی را به خوبی انجام میدهد. طرح توکاماک در دهه پنجاه میلادی توسط روس‌ها پیشنهاد شد. کلمه توکاماک از کلمات "toroidalnaya", "kamera", and "magnitnaya" به معنی " اتاقک مغناطیسی چنبره‌ای" گرفته شده است. این سیستمها حاوی پلاسمای سوخت هستند که توسط دو سری میدان مغناطیسی نگهداری میشوند، و شکلی مانند چنبره تشکیل می‌دهند. ITER اسم مجموعهایست که اولین رآکتور همجوشی جهان از نوع توکاماک را ساخته است. این مجموعه متشکل از کشورهای روسیه، اروپا، ژاپن، کانادا، چین، ایالات متحده و جمهوری کره می‌باشد. آنها در این راه از فوق هادیها برای قسمتهای مغناطیسی رآکتور استفاده کرده و توان خروجی این توکاماک 410 مگا وات می‌باشد.
1-6-2- قسمتهای اصلی راکتور توکاماک ITERنمایی از راکتور توکامک ایتر در شکل(1-7) و (1-8) آورده شده است که شامل قسمتهای متفاوتی برای انجام فرایند محصورسازی پلاسما به روش مغناطیسی می‌باشد. این اجزا به همراه فرایندی که در آن انجام می‌گیرد بصورت خلاصه و در حد لزوم در زیر آمده است:
لوله خلأ: پلاسما را نگه داشته و از محفظه فعل و انفعال محافظت میکند
انژکتور پرتو خنثی(سیکلوترون یون): ذرات پرتو را از شتاب دهنده به پلاسما تزریق میکند تا به پلاسما برای رسیدن به دمای بحرانی کمک نماید.
میدان مغناطیسی مارپیچ: رفتار مغناطیسی بسیار قوی که شکل و محتوای پلاسمای استفاده شده در میدان مغناطیسی را محدود میکند.
ترانسفورماتور/ سولنوئید مرکزی: الکتریسیته را برای میدان مغناطیسی مارپیچ تامین میکند.
سیستم خنک کننده: آهنربا را خنک میکند.
سیستم عایق: ساخته شده از لیتیم است؛ گرما و انرژی بالای نوترون را از راکتور همجوشی هسته‌ای جذب میکند.
دایورتور: خروج محصولات هلیم از راکتور همجوشی

شکل 1-7- راکتور توکاماک ایتر ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Wagner</Author><Year>2012</Year><RecNum>28</RecNum><DisplayText>[25]</DisplayText><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063339">28</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Wagner, F.;</author></authors></contributors><titles><title>Fusion Energy by Magnetic Confinement</title><secondary-title> Research Laboratory for Advanced Tokamak Physics, St. Petersburg Polytechnical State</secondary-title></titles><dates><year>2012</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[25]

شکل 1-8- سطح مقطع ایتر با پلاسمای بیضی ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite ExcludeYear="1"><Author>Wagner</Author><Year>2009</Year><RecNum>23</RecNum><DisplayText>[20]</DisplayText><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062841">23</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Wagner, F.;</author></authors></contributors><titles><title> ThePhysics Basis of ITER Confinement</title><secondary-title>Max-Planck-Institut für Plasmaphysik EURATOM Association</secondary-title></titles><periodical><full-title>Max-Planck-Institut für Plasmaphysik EURATOM Association</full-title></periodical><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20]
1-6-3- راکتور اسفرومکاسفرومک نوع دیگری از راکتورهای همجوشی است که بر خلاف توکامک که شکل چنبرهای دارد، بصورت کروی است. در مرکز اسفرومک هیچ مادهای وجود ندارد. اسفرومک از ترانسفورماتور (مانند آنچه که در توکامک بکار رفته) برای تولید سطوح پیچیده شار به شکل دوقطبی مورد نیاز برای محبوس سازی استفاده نمیکند بلکه پلاسمای بسیار داغ را در یک سیستم میدان مغناطیسی ساده و فشرده که فقط از یک سری ساده از کویلهای کوچک پایدار کننده استفاده می‌کند، بوجود می‌آورد. میدان‌های مغناطیسی قوی لازم درون پلاسما با چیزی که دینام مغناطیسی نامیده می‌شود تولید می‌شوند. در اسفرومک شعاع اصلی با شعاع فرعی برابر است یعنی پلاسما مطابق شکل در سیستمی کروی محصور می‎شود.
1-6-4- سایر راکتورهای محصورسازی مغناطیسیغیر از توکامک و اسفرومک دستگاه‌های دیگری برای محصورسازی مغناطیسی وجود دارد ، که تفاوت آنها در نوع آرایش میدان مغناطیسی و شکل آنهاست. برخی از این دستگاهها، تنگش میدان- وارونه، استلاراتور (شکل1-9) و هلیوترون،چنبره فشرده، دستگاه تنگش-تتا، دستگاه تنگش-Z ، پلاسمای کانونی می‌باشد.
استلاراتور وسیله‌ای برای حبس پلاسمای داغ به وسیله میدان مغناطیسی به منظور حفظ یک واکنش همجوشی کنترل شده است و یکی از ابتدایی‌ترین ابزارهای کنترل شده همجوشی بوده که اولین بار توسط لیمان اسپیتزر در سال 1950 اختراع شد. این اختراع تغییر در هندسه دستگاه‌های همجوشی قبلی بود.

شکل1-9- شماتیک هندسی راکتور استلاتور ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Emrich</Author><Year>2001</Year><RecNum>26</RecNum><DisplayText>[23, 24]</DisplayText><record><rec-number>26</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063119">26</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Emrich, W. J.;</author></authors></contributors><titles><title>Field-Reversed Magnetic Mirrors for Confinement of Plasmas</title><secondary-title>NASA Tech Briefs</secondary-title></titles><periodical><full-title>NASA Tech Briefs</full-title></periodical><dates><year>2001</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Glasstone</Author><Year>1980</Year><RecNum>27</RecNum><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063252">27</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Glasstone, S.;</author></authors></contributors><titles><title>Fusion Energy</title><secondary-title>U.S. Department of Energy, Technical Information Center</secondary-title></titles><periodical><full-title>U.S. Department of Energy, Technical Information Center</full-title></periodical><dates><year>1980</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23, 24]
از مزایای استلاراتورها می‌توان عدم احتیاج به جریان چنبره‌ای (در نتیجه افزایش احتمال فعالیت مداوم) و ثبات سیستم بیشتر را نام برد.
فصل دوم
سینیتیک همجوشی پلاسمای دوتریوم – هلیوم 3
فصل دوم: سینیتیک همجوشی پلاسمای دوتریوم–هلیوم 3سوخت‌های جدید و خواص آنهامشکلات مربوط به پسمان همجوشی را می‌توان با انتخاب یک سوخت بهتر کاهش داد. کاندیداهای مختلفی برای سوخت‌های همجوشی وجود دارند که سوخت‌های پیشرفته نامیده می‌شوند و تعداد نوترون‌های تولید شده در آن ها نسبت به همجوشی D-T بسیار کمتر است و بنا براین مشکلات مربوط به رادیواکتیویته و ایمنی و زیست محیطی ندارند. به طور کلی، همجوشی غیر نوترونی به هر شکلی از همجوشی اطلاق می‌شود که در آن کمتر از یک در صد از انرژی آزاد شده توسط نوترون‌ها حمل شود، ولی شرایط لازم برای کنترل همجوشی غیر نوترونی بسیار دشوارتر از شرایط لازم برای چرخه سوخت متداول دوتریم-تریتیم است و هنوز به طور تجربی حاصل نشده است.
دلایل اصلی اهمیت مطالعه برای یافتن چرخه‌های سوخت پیشرفته عبارتند از ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Nakai</Author><Year>1990</Year><RecNum>13</RecNum><DisplayText>[13, 14]</DisplayText><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423061968">13</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Nakai, S.; et al.; </author></authors></contributors><titles><title>Inertial Confinement</title><secondary-title>Nuclear Fusion</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nuclear Fusion</full-title></periodical><pages>1779-1797</pages><volume>30</volume><number>9</number><dates><year>1990</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Blanc</Author><Year>2010</Year><RecNum>15</RecNum><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423062093">15</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blanc, X.; Despres, B.;</author></authors></contributors><titles><title>Numerical Methods for inertial confinement fusion</title><secondary-title>Laboratoire Jacques-Louis Lions</secondary-title></titles><periodical><full-title>laboratoire Jacques-Louis Lions</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13, 14]:
حذف تریتیوم از چرخه سوخت به منظور ساده سازی چرخه سوخت (عدم نیاز به زایش تریتیوم) و افزایش ذخیره سوخت همجوشی (ذخیره لیتیم زمین مقدار کل تریتیمی را که قابل تولید با پوشش‌های زاینده هست محدود می‌کند.)
(حذف و یا کاهش فوق العاده) تولید نوترون در رآکتورهای همجوشی به منظور اجتناب از (یا تا حد ممکن کاهش دادن) فعالسازی اجزای راکتورها و تخریب ناشی از نوترون‌ها.
دو چرخه مهم سوخت پیشرفته p-11B و D-3He می‌باشد، چرخه سوخت D-3He، تعداد خیلی کمتری نوترون نسبت به چرخه سوخت D-T تولید می‌کند و انرژی این نوترون‌ها نیز خیلی کمتر است، بنابراین، میزان تخریب مواد کاهش خواهد یافت. مطالعات نشان داده‌اند که چرخه سوخت D-3He به میزان قابل توجهی مساله طول عمر اجزای راکتور را با کاهش تخریب نوترونی حل می‌کند در حالی که مشکل فعال سازی نوترونی و تولید پسماندهای مربوط به آن کماکان باقی می‌ماند. در این چرخه، تریتیم حذف شده است ولی ایزوتوپ نایاب هلیم 3 جایگزین آن شده است. بر روی زمین در حدود 400 کیلوگرم هلیم3 قابل حصول است که در حدود GW-year 8 انرژی همجوشی بدست می‌دهد و مقادیر بیشتر از این باید یا از طریق واکنش‌هایی که شامل نوترون هستند، تهیه شود (که مزیت بالقوه همجوشی غیر نوترونی را از بین می‌برد) و یا اینکه از منابع ماورای زمین تهیه شود. بر روی سطح ماه در حدود 109 کیلوگرم هلیم3 وجود دارد که معادل هزار سال مصرف انرژی فعلی جهان است. همچنین، در اتمسفر سیارات عظیم گازی در حدود 1023 کیلوگرم هلیوم 3 وجود دارد که قادر است در حدود 1017 سال مصرف فعلی انرژی جهان را تولید کند، یعنی منابع هلیم 3 منظومه شمسی عملا پایان ناپذیرند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Santarius</Author><Year>2006</Year><RecNum>29</RecNum><DisplayText>[26]</DisplayText><record><rec-number>29</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063586">29</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Santarius, J.;</author></authors></contributors><titles><title>A Strategy for D–3He Development</title><secondary-title>Fusion Technology Institute</secondary-title></titles><periodical><full-title>Fusion Technology Institute</full-title></periodical><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[26].
ولی استخراج هلیم 3 از این منابع و انتقال آن به زمین بسیار دشوار و پرهزینه خواهد بود و تنها در آینده‌های دور می‌توان به آن اندیشید ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Santarius</Author><Year>1998</Year><RecNum>2</RecNum><DisplayText>[2]</DisplayText><record><rec-number>2</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423060467">2</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Santarius, J. F.; et al.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Journal of Fusion Energy</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Fusion Energy</full-title></periodical><pages>33-40</pages><volume>17</volume><number>1</number><dates><year>1998</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2].
چرخه سوخت D-3He نسبت به D-T برای احتراق، نیازمند شرایط محصورسازی بالاتری nτET=2.4×1023keV.s/m3) ) است و در فشار پلاسمای یکسان، چگالی توان همجوشی کمتری نسبت به همجوشی D-T بدست خواهد داد. همچنین گرچه واکنش اصلی 3He(D,p)αرا می‌توان غیر نوترونی دانست ولی تولید نوترون از طریق واکنش جانبی D(D,n)3He و واکنش ثانویه D(T,n)α اجتناب ناپذیر است.
واکنش همجوشی 11B-p ایمن‌ترین و بهترین واکنش هسته‌ای هست که وجود دارد، 11B به فراوانی در آب دریا و منابع دیگر یافت می‌شود و 80 درصد بور موجود بر روی زمین را شامل می‌شود و هیدروژن هم که فراوان ترین عنصر در عالم هستی است. بنابراین، مشکلی از نظر محدودیت منابع سوخت وجود ندارد. حاصل واکنش آن‌ها نیز گاز بی اثر هلیم است و هیچ نوترونی تولید نخواهد شد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Bussard</Author><Year>2006</Year><RecNum>30</RecNum><DisplayText>[27, 28]</DisplayText><record><rec-number>30</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063640">30</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Bussard, W.; et al.;</author></authors></contributors><titles><title> The Advent of Clean Nuclear Fusion: Superperformance Space Power and Propulsion</title><secondary-title> 57th International Astronautical Congress(IAC), Valencia, Spain</secondary-title></titles><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Soto</Author><Year>2005</Year><RecNum>31</RecNum><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063739">31</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Soto, L.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Plasma Physics and Controlled Fusion-IOPscience</secondary-title></titles><periodical><full-title>Plasma Physics and Controlled Fusion-IOPscience</full-title></periodical><pages>361-381</pages><volume>47</volume><dates><year>2005</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[27, 28].
برای بهره برداری عملی از همجوشی، انرژی حاصل از همجوشی باید بیش از انرژی لازم برای گرمایش پلاسما باشد، بدین منظورشروط متعددی باید برآورده شوند که مهمترین آنها، دستیابی به مقادیر مناسب برای حاصل ضرب nτ و حاصل ضرب nTτ است که مجموع اینها معیار لاوسون نامیده می‌شود. یعنی باید پلاسما را با چگالی مناسب تا دمای مناسبی گرم کرد و این پلاسمای داغ و چگال را به مدت کافی محصور نمود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Wesson</Author><Year>2004</Year><RecNum>32</RecNum><DisplayText>[29]</DisplayText><record><rec-number>32</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063806">32</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Wesson, J.;</author></authors></contributors><titles><title> Tokamaks</title><secondary-title>Clarendon Press-Oxford</secondary-title></titles><periodical><full-title>Clarendon Press-Oxford</full-title></periodical><volume>third edition</volume><dates><year>2004</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[29].
مقدار عدد به دست آمده در معیار لاوسون برای سوخت دوتریم تریتیم ازسال 1969 تا سال 2000 حدود 500 هزار برابر افزایش یافته است. سوخت‌های جدید مورد نظر هنوز نیاز به یک تا دو مرتبه افزایش در بزرگی دارند. بررسی‌های نظری نشان داده‌اند که این کار شدنی است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Santarius</Author><Year>2006</Year><RecNum>33</RecNum><DisplayText>[30]</DisplayText><record><rec-number>33</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063863">33</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Santarius, F.;et al.;</author></authors></contributors><titles><title>Role of Advanced-Fuel and Innovative Concept Fusion in the Nuclear Renaissance</title><secondary-title>APS Division of Plasma Physics Meeting, Philadelphia</secondary-title></titles><periodical><full-title>APS Division of Plasma Physics Meeting, Philadelphia</full-title></periodical><volume>31</volume><dates><year>2006</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[30].
خواص دوتریومدوتریوم همان عنصر هیدروژن است که علاوه بر یک پروتون یک نوترون نیز درون هسته آن وجود دارد. اگرمولکول آب توسط دوتریوم تشکیل شود به آن آب سنگین () می‌گویند. در هر لیتر از آب دریا (۳۵) گرم دوتریوم وجود دارد. دوتریوم یکی از پایه‌های لازم برای همجوشی هسته‌ای است. در آب در کنار هر ۷۰۰۰ اتم هیدروژن ۱ اتم دوتریوم موجود است که جدا کردن آن با توجه به نزدیکی خواص آب سنگین و آب سبک بسیار سخت است. این دوتریومها باید تغلیظ و انبار شوند تا ابتدا به آب سنگین ۱۵٪ و سپس به آب ۹۹٪ تبدیل شود، جدا سازی آب سنگین از آب سبک بسیار سنگین ، پیچیده و سخت است. به دلیل آنکه گرمای تبخیر آب سنگین بشتر از آب معمولی می‌باشد، از آن در نیروگاههای اتمی جهت خنک کردن راکتورها استفاده میکنند.
دوتریوم را می توان به آسانی از آب استخراج کرد. هیدروژن موجود در زمین شامل دوتریوم به نسبت جرمی 1:5000 است. یک تریلی پر از دوتریوم انرژی معادل 2 میلیون تن زغال سنگ یا 1.3میلیون تن نفت (10میلیون بشکه)، یا 30 تن اکسید اورانیوم، آزاد خواهد کرد.
دوتریوم در واکنش‌های همجوشی زیر با آهنگ واکنش مساوی شرکت میکنند:
(2-1)
(2-2)
محیطى که به این درجه از گرما برسد، نمی‌تواند در یک جداره مادى بگنجد.
خواص هلیوم 3هلیوم 3 یکی از ایزوتوپ‌های غیر پرتوزای عنصر گازی هلیوم است که دارای ۲ پروتون و یک نوترون است. از این ماده به عنوان سوخت در تحقیقات مربوط به راکتورهای هسته‌ای، استفاده می‌شود. در زمین به ندرت یافت می‌شود و عموما در لایه‌های فوقانی سنگی کره ماه که طی بیش از میلیاردها سال توسط بادهای خورشیدی ایجاد شده است، به فراوانی موجود است. هلیون هسته اتم هلیوم 3 حاوی دو پروتون و تنها یک نوترون می‌باشد. این در حالی است که هلیوم معمولی حاوی دو نوترون می‌باشد. وجود فرضی آن اولین بار در 1934 پیشنهاد شد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Oliphant</Author><Year>1934</Year><RecNum>34</RecNum><DisplayText>[31]</DisplayText><record><rec-number>34</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063934">34</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Oliphant, M. L. E.; Harteck ,P.; Rutherford, E.;</author></authors></contributors><titles><title> Transmutation Effects Observed with Heavy Hydrogen</title><secondary-title>Proceedings of the Royal Society</secondary-title></titles><periodical><full-title>Proceedings of the Royal Society</full-title></periodical><pages>692-703</pages><volume>144</volume><number>853</number><dates><year>1934</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[31].
بخاطر جرم اتمی پایین‌ترش نسبت به هلیوم4 دارای خصوصیات فیزیکی متفاوتی نسبت به آن است. به سبب تعامل ضعیف ناشی از پیوندهای دو قطبی-دو قطبی بین اتم‌های هلیوم، خواص فیزیکی ماکروسکوپی آن عمدتا توسط نقطه صفر انرژی آن (انرژی جنبشی حداقل) تعیین می‌شود. همچنین خواص میکروسکوپی هلیوم 3 سبب می‌شود که نقطه صفر انرژی آن بالاتر از هلیوم 4 باشد. این نشان می‌دهد که هلیوم3 می‌تواند بر تعامل دو قطبی-دو قطبی با انرژی حرارتی کمتری نسبت به هلیوم-4، غلبه کند.
هلیوم 3 می‌تواند توسط یکی از دو واکنش زیر در واکنش‌های همجوشی شرکت کند:
2D + 3He →   4He +  1p + 18.3 MeV(2-3)
3He + 3He → 4He   + 2 1p+ 12.86 MeV(2-4)
که هدف در این مطالعه استفاده از دوتریوم و هلیوم 3 می‌باشد. سرعت‌های واکنش با دما متغیر است اما سرعت واکنش D-3He هرگز بالاتر از 56/3 برابر سرعت واکنش D-D نمی‌باشد. شکل 2-1 بیانگر حالت مقایسه‌ای بین انواع سوخت‌هاست.

شکل2-1- واکنش پذیری انواع سوخت‌ها ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Tang</Author><Year>2011</Year><RecNum>35</RecNum><DisplayText>[32]</DisplayText><record><rec-number>35</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063997">35</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Tang, R.;</author></authors></contributors><titles><title>Study of the G--ynamic Mirror (GDM) Propulsion Sys--</title><secondary-title> thesis (A dissertation submitted in partial fulfillment ofthe requirements for the degree of Doctor of Philosophy) in the University of Michigan</secondary-title></titles><dates><year>2011</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[32]
سرعت واکنش همجوشی به سرعت با دما افزایش می‌یابد تا اینکه به بیشینه مقداری رسیده و سپس به تدریج افت می‌کند. در مقایسه‌ای کلی جدول 2-1 را خواهیم داشت.
سوخت‌های پیشرفته، همجوشی سوخت‌های نسل دوم و سوم هستند که مقادیر بسیار کم یا اصلا هیچ نوترونی تابش نمی‌کنند و چرخه‌های سوخت نسل اول در آنها وجود ندارد. تعداد نوترون‌های تولید شده در واکنش‌های شامل هلیوم 3 بسیار کم است (در مورد واکنش 3He-3He عملا صفر و در مورد D-3He حدود 01/0 تا 05/0 همجوشی D-T و کمتر از 02/0 همجوشی D-D است.
محصول نسل سوم واکنش‌های همجوشی فقط ذرات باردار است و هر گونه واکنش جانبی نسبتا بی اهمیت است. در شرایط مناسب، فقط 1/0 درصد از انرژی حاصل از واکنش p-11B، توسط نوترون‌های تولید شده از واکنش‌های جانبی حمل می‌شود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Santarius</Author><Year>1998</Year><RecNum>2</RecNum><DisplayText>[2]</DisplayText><record><rec-number>2</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423060467">2</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Santarius, J. F.; et al.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Journal of Fusion Energy</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Fusion Energy</full-title></periodical><pages>33-40</pages><volume>17</volume><number>1</number><dates><year>1998</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2].
استفاده از سوخت‌های جدید نسبت به D-T با مسایل بیشتری مواجه است. به عنوان مثال در مورد D-3He باید:
دمای احتراق دست کم حدود 6 برابر افزایش یابد.
مقدار neτe حداقل حدود 8 برابر
حاصل ضرب nτT حداقل در حدود 50 برابر افزایش می‌یابد.
جدول2-1- نسل‌های مختلف سوخت‌های همجوشی PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5LaHZlc3l1azwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMDI8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5LaHZlc3l1azwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMDI8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE.DATA [26, 33-37]
n/MeV بهره انرژی محصولات واکنش‌ها
سوخت‌های همجوشی نسل اول
0.306 3.268 MeV32He + 10n 21H + 21H (D-D)
0 4.032 MeV31H + 11p 21H + 21H (D-D)
0.057 17.571 MeV42He + 10n 21H + 31H (D-T)
سوخت‌های همجوشی نسل دوم
0 18.354 MeV42He + 11p 21H + 32He (D-3He)
سوخت‌های همجوشی نسل سوم
0 12.86 MeV42He+ 211p 32He + 32He
0 8.68 MeV3 42He115B + 11p
نتیجه کل سوختن دوتریوم(مجموع 4 سطر اول)
0.046 43.225 MeV2(4He + n + p) 6D
سوخت هسته‌ای در زمان حال
0.001 ~200 MeV2 FP+ 2.5n 235U + n
در استفاده از سوخت D-3He کاهش فوق العاده شار نوترونی باعث کاهش قابل ملاحظه تخریب تابشی می‌شود ودرنتیجه طول عمر دیواره اولیه و حفاظ تابشی افزایش می‌یابد و به حفاظ تابشی کوچک‌تری نیاز خواهد بود و تعمیرات و نگهداری راحت‌تر می‌شوند. افزایش شار ذرات باردار امکان تبدیل مستقیم انرژی همجوشی را با بازده بالا فراهم می سازد.
مشکلات عمده در استفاده از انرژی هسته‌ای در سالیان گذشته از سه مساله اصلی، احتمال پخش مواد رادیواکتیو، مشکلات مربوط به نگهداری پسماندهای هسته‌ای با عمر طولانی، احتمال استفاده از مواد حاصل برای کاربردهای تسلیحاتی می‌باشد. تمام این مشکلات مربوط به رآکتورهای هسته‌ای، مربوط است به:
سوخت رادیواکتیو
محصولات رادیواکتیو واکنش
نوترونها
همجوشی هسته‌ای تا حدودی از این مشکلات می‌کاهد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Soto</Author><Year>2005</Year><RecNum>31</RecNum><DisplayText>[28]</DisplayText><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063739">31</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Soto, L.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Plasma Physics and Controlled Fusion-IOPscience</secondary-title></titles><periodical><full-title>Plasma Physics and Controlled Fusion-IOPscience</full-title></periodical><pages>361-381</pages><volume>47</volume><dates><year>2005</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[28].
مزیت عمده سوخت‌های جدید همجوشی این است که سوخت و محصولات واکنش‌های نسل دوم و سوم همجوشی میزان پرتوزایی (تخریب حرارتی و وجود تریتیم) و نکات بالقوه مربوط به تکثیر تسلیحاتی و همینطور مشکلات مربوط به پسمانداری را تا حد زیادی کاهش داده یا حذف می‌کنند، ولی برای استفاده از آنها به پیشرفت فیزیکی و مهندسی زیادی نیاز است. از این سوخت‌های جدید می‌توان برای ساخت نیروگاه‌های برق ایمن، تمیز و اقتصادی، در سفینه‌های فضایی و موشک‌ها به عنوان سوخت و نیز برای کاربردهای پزشکی و غیره استفاده کرد. از مزایای دیگر آنها می‌توان از عدم نیاز به پوشش‌های زاینده تریتیم و حلقه‌های پیچیده سرمایش ثانویه و عدم نیاز به دستگاه‌های پیچیده تست نوترون و مدت زمان‌های بررسی طولانی نام برد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Soto</Author><Year>2005</Year><RecNum>31</RecNum><DisplayText>[28]</DisplayText><record><rec-number>31</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423063739">31</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Soto, L.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Plasma Physics and Controlled Fusion-IOPscience</secondary-title></titles><periodical><full-title>Plasma Physics and Controlled Fusion-IOPscience</full-title></periodical><pages>361-381</pages><volume>47</volume><dates><year>2005</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[28].
پارامترهای متعددی در استفاده از سوخت‌های مختلف دخیلند، از جمله: .
انرژی کل محصولات همجوشی : Efus
محصولات باردار همجوشی: Ech
عدد اتمی ذرات درگیر در واکنش: Z
میزان انرژی حمل شده توسط نوترون ها
اتلاف انرژی از طریق تابش ترمزی و....
در رابطه با همجوشی D-D و D-T اتلاف انرژی از طریق تابش ترمزی مشکل جدی و مهمی است که باید حل شود، برای سوخت‌های سنگین‌تر D-3He و p-11 B و 3He-3He میزان این اتلاف به قدری است که کار یک راکتور همجوشی بر اساس طرح‌های توکامک و همجوشی لیزری را ناممکن می‌سازد.
تابش سینکروترونی نیز نکته دیگری است که باید مورد توجه قرار گیرد. بررسی‌ها نشان داده‌اند که درمورد همجوشی D-T تابش سینکروترونی نقش چندانی در بالانس انرژی ندارد، در حالی که در مورد همجوشی 3He-D این اثر قابل توجه است. و این مشکل باید در طراحی رآکتورهای احتمالی3 He -D حل شود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Lerner</Author><Year>2003</Year><RecNum>38</RecNum><DisplayText>[38]</DisplayText><record><rec-number>38</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423066296">38</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Lerner, E.J.;</author></authors></contributors><titles><title>ProspectsFor p-11B Fusion With The Dense Plasma Focus: New Results</title><secondary-title>Conf. Current Trends in International Fusion Research, Washington, USA</secondary-title></titles><periodical><full-title>Conf. Current Trends in International Fusion Research, Washington, USA</full-title></periodical><dates><year>2003</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[38].
درصدی از انرژی کل واکنش که توسط نوترون‌ها حمل می‌شود، در مورد D-T حدود 80 درصد، در مورد D-D حدود 66 درصد و در مورد 3 He –D و p-11B بسیار ناچیز و نزدیک به صفر است که این امر مشکلات مختلف مربوط به نوترون‌ها از جمله تخریب تابشی، حفاظ‌گذاری بیولوژیکی، کنترل از دور، ایمنی و اتلاف توان همجوشی توسط آنها را کاهش می‌دهد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Sadowski</Author><Year>1998</Year><RecNum>39</RecNum><DisplayText>[39]</DisplayText><record><rec-number>39</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423066348">39</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Sadowski, M.;</author></authors></contributors><titles><secondary-title>Special Suppl. School of Physics - Georgia Institute of Technology</secondary-title></titles><periodical><full-title>Special Suppl. School of Physics - Georgia Institute of Technology</full-title></periodical><pages>3-4</pages><volume>39</volume><dates><year>1998</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[39].
پلاسما حالت چهارم مادهپلاسما گازی یونیزه و داغ می‌باشد که حاوی تعداد تقریبا برابری از یونهای مثبت باردارشده و الکترونهای با بار منفی می‌باشد. مشخصات پلاسما کاملا با گازهای خنثی طبیعی متفاوت است (گازهای معمولی به سبب خنثی بودنشان از لحاظ بار الکتریکی توانایی عکس ‌العمل در مقابل مغناطیس و میدان وابسته به آن را ندارند.) از این روست که پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده معرفی شده است. برای مثال، به این علت که پلاسماها ذرات باردار الکتریکی تولید میکنند، تا زمانی که گاز بطور خنثی نباشد، به شدت تحت تاثیر میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی قرار می‌گیرد. مثالی از چنین تاثیری، به دام اندازی ذرات باردار پر انرژی در عرض خطوط میدان مغناطیسی زمین، به فرم کمربندهای تشعشی ون آلن است.
علاوه بر میدان‌های خارجی اعمال شده، مانند میدان مغناطیسی زمین و یا میدان مغناطیسی بین سیارهها، پلاسما براساس میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ایجاد شده توسط خود پلاسما و از طریق تغییر غلظت بار محلی و جریان الکتریکی ایجاد شده عمل میکند، که در نتیجه حرکتهای متفاوت یونها و الکترونها ایجاد می‌شود. نیروهای اعمال شده توسط این میدان روی ذرات بارداری که عمل پلاسما را در طول فواصل طولانی ایجاد میکند، تاثیر گذاشته و سبب یکنواختی رفتار انتقالی ذرات و کیفیت بالایی میگردد که در گازهای خنثی دیده نمی‌شود. به رغم وجود غلظت بارهای محلی و پتانسیل های الکتریکی، پلاسما از نظر الکتریکی "شبه خنثی" است، زیرا بطور کل، تعداد تقریبا برابری از ذرات باردار مثبت و منفی طوری پراکنده شدهاند که تاثیر بارهای یکدیگر را از بین میبرند.
روشهای تولید پلاسماالف) تخلیه الکتریکی:
اگر میدان الکتریکی نیرومندی بر گازی معمولی اعمال کنیم ممکن است تعدادی از الکترونها، اتمهای خود را ترک کنند. هر اتم که به این ترتیب تحت تاثیر قرار بگیرد به طور مثبت باردار می‌شود و در این حالت میگوییم اتم به یون تبدیل شده است. الکترونهای جدا شده که بار منفی دارند آزادانه در دستگاه حرکت می‌کنند و از میدان الکتریکی انرژی میگیرند، با افزایش سرعت، به اتمهای دیگر برخورد میکنند و سبب آزاد شدن الکترونهای بیشتری میشوند. این کار به طور پیدرپی صورت می‌گیرد و تعداد الکترونهای آزاد شده مدام افزایش می‌یابد. این فرآیند به فرآیند آبشاری معروف است. در این میان تخلیه الکتریکی گسترش می‌یابد و جریان الکتریکی برقرار می‌شود. گاز قبل از تخلیه الکتریکی، نارسانا بود. در مواقعی که تخلیه الکتریکی بسیار قدرتمندی انجام می‌گیرد، ممکن است تمام اتمهای گاز به سبب فرآیند آبشاری یونیزه شوند و گاز به پلاسما تبدیل شود.
مخلوط همجوشی با فشار کم را در محفظه چنبرهاى شکل داخل کرده، به کمک یک سیستم اولیه متشکل از چند بوبین، یک میدان مغناطیسى معروف به چنبره‌اى، پدید میآید. سپس، به کمک هایپِرفرکانسها (فوق بسامدها)، محتوى محفظه چنبرهای، یونیزه گشته و در نهایت از طریق القا با افزایش تدریجى میدان مغناطیسى پدیدآمده بوسیله‌ی یک سیم لوله (سولونوئید( که در جهت محور سامانه قرار داده شده است، یک جریان پلاسما بوجود میآید.
ب) تولید پلاسما در درجه حرارت های بالا:
با رساندن دمای گاز به درجه حرارتهای بالا نیز میتوان پلاسما بوجود آورد. دمای لازم برای تولید این نوع پلاسما به روش یونیزاسیون حرارتی بسیار زیاد و از مرتبه دهها هزار درجه است و واقعیت این است که دانشمندان در مواقع بسیار نادر و ویژه از این روش برای تولید پلاسما استفاده میکنند.
پارامترهای بنیادی پلاسماهمه مقادیر در واحد گاووسی (cgs) بیان شده است. غیر از دما که در واحد الکترون ولت آورده شده است و جرم یون که بر حسب واحد جرم پروتون و بصورت μ=mimp می‌باشد. Z مقدار بار، k ثابت بولتزمن، K عدد موج، lnʌ لگاریتم کولن است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Suryanarayana</Author><Year>2010</Year><RecNum>40</RecNum><DisplayText>[40]</DisplayText><record><rec-number>40</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423066400">40</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Suryanarayana, N.S.; Kaur, J.; Dubey, V.;</author></authors></contributors><titles><title>Study of propagation of Ion Acoustic waves in plasma</title><secondary-title>Departman of physics,Govt.</secondary-title></titles><periodical><full-title>Departman of physics,Govt.</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[40].
که برای الکترون: lnᴧ≈13.6
و برای یک یون: lnᴧ≈6.8
2-6-1- فرکانسها در پلاسمافرکانس زاویهای حرکت چرخشی الکترون در جهت عمود بر میدان مغناطیسی:
ωce=eB/mec=1.76×107 B--/s
فرکانس زاویهای حرکت چرخشی یون در جهت عمود بر میدان مغناطیسی:
ωci=ZeB/mic=9.58×103 Zμ-1 B--/s
فرکانس الکترونهایی که نوسان میکنند(نوسان پلاسما):
ωpe=(4πnee2/me)1/2=5.64×104 ne1/2 --/s
فرکانس پلاسمای یونی:
ωpi=(4πniZ2 e2/mi)1/2=1.32×103 Zμ-1/2 ni1/2 --/s
سرعت به دام اندازی الکترون:
????Te=(eKE/me)1/2=7.26×108 K1/2 E1/2 s-1
سرعت به دام اندازی یون:
????Ti=(ZeKE/mi)1/2=1.69×107 Z1/2 K1/2 E1/2μ-1/2 s-1
سرعت برخورد الکترون در پلاسمای کاملا یونیزه شده:
????e=2.91×10-6 ne lnᴧ Te-3/2 s-1
سرعت برخورد یون در پلاسمای کاملا یونیزه شده:
????i=4.80×10-8 Z4 μ-1/2 ni lnᴧ Ti-3/2 s-1
سرعت برخورد الکترون (یون) در پلاسمای کمی یونیزه شده: υe,i=Nσe,iυ=N0∞σ(υ)e,if(υ)υdυ
که <σν>e,i سطح مقطع برخورد الکترون (یون) در اتمهای (مولکولهای) گاز عامل، f(ν) تابع توزیع الکترون (یون) در پلاسما و N غلظت گاز عامل می‌باشد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Suryanarayana</Author><Year>2010</Year><RecNum>40</RecNum><DisplayText>[40]</DisplayText><record><rec-number>40</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423066400">40</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Suryanarayana, N.S.; Kaur, J.; Dubey, V.;</author></authors></contributors><titles><title>Study of propagation of Ion Acoustic waves in plasma</title><secondary-title>Departman of physics,Govt.</secondary-title></titles><periodical><full-title>Departman of physics,Govt.</full-title></periodical><dates><year>2010</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[40].
2-6-2- سرعتها در پلاسماسرعت حرارتی الکترون: سرعت معمول یک الکترون در توزیع ماکسول-بولتزمن
????Te= (kTe/me)1/2=4.19×107 Te1/2 cm/s
سرعت حرارتی یون: سرعت معمول یک یون در توزیع ماکسول-بولتزمن
????Ti= (kTi/mi)1/2=9.79×105 μ-1/2 Ti1/2 cm/s
گرم کردن پلاسمایکی از مهمترین مسائل در طراحی راکتورها گرم کردن پلاسما برای ایجاد شرایط مورد نیاز همجوشی خوبخودی می‌باشد. حتی برای سادهترین واکنش‌های همجوشی که بطور معمول برای تولید الکتریسیته با صرفه اقتصادی، معمولا به حدود 100 میلیون درجه سانتیگراد دما نیاز است. این نیاز به دمای بالا به 4 روش تامین میگردد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Harms</Author><Year>2002</Year><RecNum>41</RecNum><DisplayText>[41]</DisplayText><record><rec-number>41</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zra5wxsd8z5v5ue95sg55axj9p0220s00xx5" timestamp="1423066441">41</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Harms, A.A.; Schoef ,K.F.; Miley G.H.; Kingdon ,D.R.;</author></authors></contributors><titles><title>principles of Fusion Energy</title><secondary-title>World scientific co.</secondary-title></titles><periodical><full-title>World scientific co.</full-title></periodical><dates><year>2002</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[41]:
گرم کردن مقاومتی
گرم کردن از طریق فشردن
گرم کردن توسط تاثیر میدان‌های الکترومغناطیسی

user8293

ب- وبگاه(وبپایگاه)
محیطی است که در آن پروندهها و بانکهای اطلاعاتی مرتبط با یکدیگر قرارگرفتهاند. در این محیط به دلیل استفاده از روشهای ابرمتنی و ابررسانهای امکان ایجاد پیوند بین پروندهها در داخل یا خارج از محیط وبگاه وجود دارد. وبگاهها دارای«آغازهای» هستند که فهرستی از وظایف و محتویات آن را نشان میدهد (اسدی صومعه، 1389).
ج- بانکداری الکترونیکی
بانکداری الکترونیکی عبارت است از فراهم آوردن امکاناتی برای بانک در جهت افزایش سرعت و کارایی آنها در ارائه خدمات بانکی در محل شعبه و همچنین فرایندهای بین شعبهای و بین بانکی در سراسر دنیا و ارائه امکانات سختافزاری و نرمافزاری به مشتریان که با استفاده از آنها بتوانند بدون نیاز به حضور فیزیکی در بانک، در هرساعت از شبانهروز از طریق شبکههای ارتباطی ایمن، عملیات بانکی دلخواه خود را انجام دهند (ساروخانی، 1387).
د- بانکداری اینترنتی
انجام تراکنشهای مالی از طریق وبگاههای بانکها بر روی اینترنت را بانکداری اینترنتی یا بانکداری برخط گویند. بانکداری اینترنتی از مهمترین و گستردهترین انواع بانکداری الکترونیکی است. از دیدگاه برخی پژوهشگران، بانکداری اینترنتی فقط شیوهی جدیدی برای ارائه خدمات بانکی نیست بلکه فرصت و محرکی برای ایجاد تغییرات و تحولات کامل در کسب و کار و صنعت بانکداری نیز هست (ساروخانی، 1387).
ه- مجموعه های ژولیده
مجموعهی ژولیده عبارت است از تقریب ابهام به کمک دو مفهوم «تقریب بالا» و «تقریب پایین». هر مجموعه دلخواه از مجموعهی مرجع بین تقریبهای بالا و پایین خود قرار میگیرد بدین معنی که هر عنصر در تقریب پایین لزوماً عضوی از مجموعه خواهد بود ولی عناصر تقریب بالا ممکن است عضو مجموعه نباشند. در نظریهی مجموعهی ژولیده، هریک از زیرمجموعهها با استفاده از دانش موجود در دادهها تقریب زده میشود (Jensen and Shen, 2004).
و- سامانهی فازی
سامانهی فازی، سامانهای است که برای استدلال و استنتاج، به جای منطق دودویی از مجموعه‌ای از توابع عضویت و قواعد فازی استفاده می‌کند. اینگونه سامانهها پدیدههای غیرقطعی و نامشخص را توصیف میکنند. قلب یک سامانهی فازی یک پایگاه دانش است که از قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قاعدهی اگر-آنگاه فازی یک عبارت اگر-آنگاه است که بعضی کلمات در آن به وسیلهی توابع عضویت پیوسته مشخص شدهاند (تشنهلب و همکاران، 1389).
1-4- هدف تحقیقهدف اصلی این پژوهش «افزایش امنیت وبگاهها در بانکداری الکترونیکی و جلوگیری از گسترش تأثیر دامگستران» است که در نهایت منجر به افزایش اطمینان خاطر مشتریان برای استفاده از امکانات بانکداری الکترونیکی خواهد شد.
بدین منظور، پژوهش پیشرو اهداف جزیی و اختصاصی دیگری را نیز دنبال می‌کند که اهم آنها عبارتند از:
شناسایی عوامل مؤثر در تشخیص حملات دامگستری در وبگاههای بانکداری الکترونیکی
تشخیص وبگاههای جعلی طراحی شده توسط دامگستران که مانع از سرقت هویت مشتریان و وارد آمدن خسارت مالی به مشتریان و بانکها میشود.
1-5- فرضیهی تحقیقفرضیهی اصلی این پایاننامه به شرح زیر است:
به کمک نظریهی فازی میتوان سامانهای خبره طراحی کرد که حملات دامگستری به وبگاه بانکها را شناسایی کند.
علاوه بر این پرسشهای اصلی پژوهش عبارت است از:
آیا سامانهی خبرهی فازی میتواند فرایند تشخیص وبگاههای دامگستری شده را بهبود بخشد؟
آیا روشهای دادهکاوی فازی میتوانند در استخراج ویژگیها و قواعد مؤثرتر در سامانه‌ی خبره فازی مفید باشند؟
1-6- روش تحقیقاین تحقیق از حیث روش تحقیق، تحقیقی توصیفی-کمّی است که از دو روش تفکر عمیق و مطالعه‌ی پیمایشی بهره برده است. در جمع‌آوری نیز از ابزار مختلف این فن یعنی: مصاحبه، مشاهده، پرسشنامه و بررسی اسناد استفاده شده است. روشگان تحقیق در شکل 1-1 آمده است.
تعریف مسئلهبررسی نظریه فازی، نظریه ژولیده و سامانه خبره فازیروش های حمله به بانک های الکترونیکیبررسی ویژگی های بانکداری الکترونیکیشناسایی عوامل و شاخص های دام گستری در بانکداری الکترونیکیطراحی سامانه خبره فازی برای تشخیص دام گستری و سپس بهبود آن با استفاده از الگوریتم انتخاب ویژگی فازی-ژولیدهاعمال سامانه طراحی شده بر نمونه هایی از حملات دام گستری در وبگاه بانک هااعتبارسنجی نتایج حاصل از سامانه خبره فازی طراحی شده برای تشخیص دام گسترینتیجه گیری و ارائه پیشنهادهای تکمیلی برای تحقیقمطالعات اکتشافی و مقدماتی و کلیات پژوهشمطالعات کتابخانه ایتفکر عمیقمطالعات میدانیتحلیل نتایجفصل اولفصل دوم و سومفصل پنجمفصل پنجمفصل چهارم
شکل STYLEREF 1 s ‏1 SEQ شکل * ARABIC s 1 1 روشگان اجرای پژوهشعلاوه بر این ابزار و روش‌های گرد آوری داده و فنون مورد استفاده برای تحلیل داده‌ها نیز به‌تفکیک مراحل تحقیق در جدول 1-1 آمده است.
جدول STYLEREF 1 s ‏1 SEQ جدول * ARABIC s 1 1 روشها و ابزار مورد استفاده در تحقیق به تفکیک مراحلمرحله هدف خروجی روش و ابزار
مطالعات اکتشافی کلان تبیین کامل مسأله کلیات تحقیق مطالعات کتابخانه‌ای، مصاحبه با خبرگان
مطالعات عمیق و تکمیلی 1. شناخت انواع حملات اینترنتی به ویژه انواع دامگستری
2. شناخت بانکداری الکترونیکی
3. شناخت مجموعههای فازی
4. شناخت سامانهی خبره فازی
5. شناخت مجموعههای ژولیده منابع تحقیق استفاده از تسهیلات اینترنتی و منابع موجود کتابخانه‌ای
بهره گیری از نظریات خبرگان
6. شناخت عوامل و شاخص های مؤثر در تشخیص دام گستری روش شناسی تحقیق کتابخانه‌ای، طراحی پرسشنامه، تفکر عمیق و استفاده از نرم افزار R و SPSS و اکسل
جمع آوری داده‌ها جمعآوری دادههای مربوط به حدود واژگان فازی هریک از شاخصهای فازی و همینطور داده‌های مربوط به نمونههای واقعی دامگستری ایجاد پایگاه داده مطالعات پیمایشی به کمک پرسشنامه و استفاده از آرشیو حملات دامگستری در وبگاه فیشتنک
طراحی و اجرای سامانهی خبرهی اولیه طراحی سامانهی خبره فازی اولیه برای تشخیص دامگستری سامانهی خبرهی فازی اولیه برای تشخیص دام‌گستری استفاده از روش تحقیق تفکر عمیق و مطالعهی پیمایشی در طراحی سامانهی فازی شناسایی دامگستری با استفاده از نظر خبرگان
استفاده از نرم افزارمتلب
ادامه‌ی جدول 1-1
بهبود سامانهی خبرهی اولیه با استفاده از نظریهی مجموعههای ژولیدهی فازی جمع آوری نمونههای واقعی درگاه پرداخت بانکهای ایرانی و همچنین جمع آوری سایر نمونه‌های دامگستری در بانکهای سراسر جهان برای انجام عملیات کاهش ویژگی مجموعهی ژولیده جهت استخراج اطلاعدهندهترین زیرمجموعه از شاخصهای مؤثر در شناسایی دامگستری در وبگاه بانکهای ایرانی و حذف شاخص‌های زائد دارای افزونگی استخراج مجموعه فروکاست شامل 6 شاخص اصلی و مؤثر از بین 28 شاخص اولیه برای شناسایی دام‌گستری استفاده از روش تحقیق تفکر عمیق و مطالعهی پیمایشی استفاده از نرمافزار دادهکاوی Weka
طراحی و اجرای سامانهی خبرهی ثانویه و بهینه شده طراحی سامانهی خبره فازی-ژولیده برای تشخیص دام‌گستری سامانهی خبره فازی بهینه برای تشخیص دام‌گستری با استفاده از 6 شاخص استفاده از روش تحقیق تفکر عمیق و استفاده از نرم افزار متلب
اعتبارسنجی سامانهی خبرهی فازی برای تشخیص دامگستری ارزیابی نتایج بدست آمده از پیاده‌سازی سامانهی خبره فازی برای تشخیص دامگستری نتایج ارزیابی شده مقایسه با الگوهای معتبر
1-7- محدودیتهای تحقیقمحدودیت اصلی در این تحقیق دشوار بودن دسترسی به خبرگان در زمینهی دامگستری بود. از آنجا که دامگستری شاخهای کاملاً تخصصی از امنیت اطلاعات در فضای اینترنت است، دسترسی به متخصصانی که در مبحث دامگستری خبره بوده و اطلاعات دقیق داشته باشند کاری دشوار بود.
هدف از ابزار توسعهدادهشده، مدلکردن دقیق فضای عدم قطعیت مسئله به کمک مجموعه‌های فازی بود، از طرفی به علت نبودن چنین درسی در مجموعهی دروس مصوب رشتهی «مهندسی فناوری اطلاعات-تجارت الکترونیکی» در دانشکدهی آموزشهای الکترونیکی دانشگاه شیراز، عدم آشنایی پژوهشگر با «نظریهی مجموعههای فازی» در بدو امر، یکی از محدودیتهای مهم انجام پژوهش بود. لذا پژوهشگر موظف بود پیش از آغاز پژوهش، «منطق فازی» را به صورت کلاسیک فرا بگیرد.
از دیگر محدودیتهای این پژوهش، جمعآوری دادههای فازی بود. جدید بودن موضوع و محدود بودن دسترسی به منابع کتابخانهای کشور به دلیل نبودن منابع علمی مرتبط و عدم درک برخی از خبرگان از موضوع تحقیق، دریافت اطلاعات را با مشکل مواجه میکرد.
همچنین یکی از مهمترین محدودیتهای پژوهش، عدم دسترسی به مثالها و آمار دقیق و واقعی دربارهی دامگستری در بانکهای ایرانی و نیز در دسترس نبودن نمونههای واقعی حملات دامگستری به بانکهای ایرانی بود.
1-8- جنبههای جدید و نوآوری تحقیقدر این پژوهش، ویژگیهای مؤثر در تشخیص حملات دامگستری در وبگاهها و به ویژه بانکداری الکترونیکی ایران معرفی خواهد شد که با استفاده از نظریات خبرگان و روشهای ریاضی و آماری به دست آمده است. نوآوری دیگر این پژوهش طراحی سامانهی خبره برای تشخیص حمله دامگستری با استفاده از ویژگیهای مذکور به صورت کارآمد است.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

1-9- نتیجهگیریدر این فصل ابتدا موضوع پیشنهادی معرفی و ضرورت انجام آن تبیین شد و سپس مفاهیم اصلی این تحقیق مانند دامگستری، بانکداری الکترونیکی، مجموعههای ژولیده و سامانهی خبرهی فازی معرفی شدند که در فصلهای آینده به تفصیل بررسی خواهند شد.

فصل دوم- امنیت بانکداری الکترونیکی و حملات دامگستری2-1- مقدمهتجارت الکترونیکی مهمترین دستاورد به‌کارگیری فنّاوری اطلاعات در زمینه‌های اقتصادی است. برای توسعه‌ی تجارت الکترونیکی در کشور و ورود به بازارهای جهانی، داشتن نظام بانکی کارآمد از الزامات اساسی به‌‌‌شمار می‌آید. اگرچه طی سال‌های اخیر برخی روش‌های ارائه‌ی خدمات بانکداری الکترونیکی نظیر دستگاه‌های خودپرداز، کارت‌های بدهی،پیش‌پرداخت و غیره در نظام بانکی کشور مورد استفاده قرار گرفته است، اما تا رسیدن به سطحی قابل قبول از بانکداری الکترونیکی راهی طولانی در پیش است. در این میان بحث امنیت نیز به عنوان رکن بقای هر سامانهی الکترونیکی مطرح است. بدون امنیت، بانک الکترونیکی نه تنها فایدهای نخواهد داشت بلکه خسارتهای فراوانی نیز وارد میکند. دنیای امروز ما تفاوتهای چشمگیری با گذشته دارد. در گذشته پیچیدگی کار رخنهگرها و ابزارهایی که در دسترس آنها قرار داشت بسیار محدود و کمتر از امروز بود. گرچه جرایم اینترنتی در گذشته نیز وجود داشت اما به هیچ وجه در سطح گسترده و خطرناک امروز نبود. رخنهگرهای دیروز، امروزه متخصصان امنیت اطلاعات هستند که سعی میکنند از تأثیرات گسترده‌ی حملات اینترنی بکاهند. امروزه مجرمان اینترنتی نه تنها نیاز به خلاقیت زیادی ندارند بلکه اغلب در زمینهی رخنه از دانش چندانی برخوردار نیستند ولی در عین حال بسیار خطرناک هستند. در فضای اینترنت کنونی حتی کودکان نیز میتوانند به آسانی به رایانهها نفوذ کرده و برای اهداف مخربی از آنها بهره بگیرند. در گذشته هدف رخنهگرها عموماً دانشگاهها، کتابخانهها و رایانههای دولتی بود و اغلب انگیزههای بیضرر و کنجکاوی شخصی منجر به حمله میشد؛ حال آنکه امروز با گسترش پهنای باند، رخنهگرها تقریباً هرآنچه آسیبپذیر است را هدف قرار میدهند (James, 2005).
در این فصل ابتدا بانکداری الکترونیکی را تعریف میکنیم و پس از مرور چالشها و زیرساختهای مورد نیاز آن به معرفی یکی از مهمترین و آسیبرسانترین انواع حملات تهدیدکنندهی بانکداری الکترونیکی یعنی دامگستری میپردازیم. در ادامه آمارهای مربوط به دام‌گستری را بررسی کرده و در نهایت با دستهبندی روشهای تشخیص دامگستری فصل را به پایان میبریم.
2-2- بانکداری الکترونیکیبانکداری الکترونیکی عبارت است از ارائهی خدمات بانکی از طریق شبکه‌های رایانه‌ای عمومی و قابل دسترسی (اینترنت یا اینترانت) که از امنیت بالایی برخوردار باشند. بانکداری الکترونیکی دربرگیرنده سامانههایی است که مؤسسات مالی و اشخاص را قادر میسازد تا به حساب خود دسترسی داشته باشند و اطلاعاتی درباره‌ی خدمات و محصولات مالی بهدست آورند. در سامانه‌های بانکداری الکترونیکی از فنّاوری‌های پیشرفته‌ی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری مبتنی بر شبکه و مخابرات برای تبادل منابع و اطلاعات مالی بهصورت الکترونیکی استفاده میشود که در نهایت می‌تواند منجر به عدم حضور فیزیکی مشتری در شعب بانکها شود (سعیدی و همکاران، 1386).
براساس تحقیقات مؤسسۀ دیتامانیتور مهم‌ترین مزایای بانکداری الکترونیکی عبارتند از: تمرکز بر شبکههای توزیع جدید، ارائه خدمات اصلاح شده به مشتریان و استفاده از راهبردهای جدید تجارت الکترونیکی. بانکداری الکترونیکی در واقع اوج استفاده از فنّاوری جدید برای حذف دو قید زمان و مکان از خدمات بانکی است (Shah et al., 2005). جدول 2-1 خلاصه‌ای از مزایای بانکداری الکترونیکی را از دیدگاه‌های مختلف بیان میکند.
جدول 2-1 مزایای بانکداری الکترونیکی از جنبههای مختلف (ساروخانی، 1387)دیدگاه مزایا بانکها و مؤسسات مالی حفظ مشتریان علی‌رغم تغییرات مکانی بانکها
کاهش محدودیت جغرافیایی ارائه‌ی خدمات
عدم وابستگی مشتریان به شعبه
افزایش قدرت رقابت
مدیریت بهتر اطلاعات
امکان ردگیری و ثبت کلیه عملیات مشتری
امکان هدایت مشتری به سوی شبکه‌های مناسب
امکان درآمدزایی بر اساس خدمات جدید
کاهش اسناد کاغذی
امکان جستجوی مشتریان جدید در بازارهای هدف
افزایش قدرت رقابت
امکان یکپارچه سازی کانالهای توزیع جدید
افزایش بازدهی
کاهش اشتباهات انسانی
سهولت ارائه خدمات
کاهش مراجعه مستقیم مشتریان به شعب
امکان ارائه آسان خدمات سفارشی
بهینه شدن اندازه موسسه
کاهش هزینهها
کاهش هزینه ارائه خدمات
کاهش هزینه پرسنلی
کاهش هزینه پردازش تراکنشها
کاهش هزینههای نقل و انتقال پول
مشتریان محو شدن مرزهای جغرافیایی
در دسترس بودن خدمات بهصورت 24 ساعته در تمامی روزهای هفته
عدم نیاز به حضور فیزیکی (برخی انواع)
کاهش هزینه استفاده از خدمات
کاهش زمان دسترسی به خدمات
افزایش سرعت ارائه و انجام خدمات
افزایش کیفیت خدمات
عدم وابستگی به شعبه خاص
امکان مدیریت یکپارچه خدمات مورد استفاده
افزایش امنیت تبادلات
پاسخ سریع به مشکلات مشتریان
امکان تهیه گزارشهای متنوع
ادامه‌ی جدول 2-1
جامعه کم شدن هزینه نشر، توزیع و جمعآوری اسکناس
افزایش امنیت تبادلات مالی
رونق تجارت الکترونیکی
2-3- چالشهای بانکداری الکترونیکی در ایراندر این بخش به برخی چالشها و مشکلات توسعه‌ی بانکداری الکترونیکی در ایران اشاره می‌شود. از منظر مشکلات پیادهسازی بانکداری الکترونیکی در بانکهای ایرانی میتوان به سه دسته از عوامل اشاره کرد (فتحیان و همکاران، 1386؛ سعیدی و جهانگرد، 1388):
الف- چالشهای قبل از تحقّق سامانه
عدم توسعه‌ی طرحهای مطالعاتی، نیازسنجی و امکانسنجی پیادهسازی فنّاوری‌های جدید
عدم گزینش و پیادهسازی فنّاوری با بالاترین کارایی در جهت رفع نیازها
نبود فرهنگ پذیرش و دانش کم بانکها در خصوص بانکداری و پول الکترونیکی
ضعف مدیریت در به‌کارگیری متخصصان حرفهای در بخش فنّاوری اطلاعات
عدم تغییر در نگرش سنتی نسبت به باز مهندسی فرایندها
ب- چالشهای هنگام تحقّق سامانه
ضعف زیرساختهایی نظیر خطوط پرسرعت مخابراتی
کمبود حمایت مالی و اعتبارات مورد نیاز
نبود یا کافی نبودن مؤسسات خصوصی مورد نیاز و یا عدم حمایت آنان از بانکداری الکترونیکی شبیه مؤسسات بیمه، گواهی‌دهنده‌ها و غیره.
تحریم اقتصادی و دشواری تهیه‌ی تجهیزات و ملزومات سختافزاری و نرمافزاری
نبود تجربه در تهیه‌ی محتوای لازم و کاربرپسند برای وبگاه بانکها
ج- چالشهای پس از تحقّق سامانه
نبود قوانین و محیط حقوقی لازم و عدم استناد پذیری ادلّه‌ی الکترونیکی
عدم تمایل افراد به فاش کردن مسائل اقتصادی خود (خود سانسوری)
نبود انگیزه‌ی کاربری و عدم فرهنگ سازی برای مردم
عدم اعتماد کاربران
فقدان بسترهای امنیتی مانند امضای دیجیتالی و زیرساخت کلید عمومی
لذا برای توسعه و گسترش بانکداری الکترونیکی، مقدمات و زیرساختهای گوناگونی باید وجود داشته باشد که در صورت عدم توسعۀ مناسب این زیرساختها، دستیابی به تمامی مزایای بانکداری الکترونیکی ممکن نخواهد شد.
2-4- زیرساختهای بانکداری الکترونیکیدر این بخش زیرساختها و بسترهای مورد نیاز بانکداری الکترونیکی را معرفی کرده و به اختصار شرح میدهیم (فتحیان و همکاران، 1386؛ سعیدی و جهانگرد، 1388).
2-4-1- زیرساخت ارتباطی
مهمترین و اثرگذارترین ابزار در آغاز فرایند بانکداری الکترونیکی دسترسی عمومی به بسترهای زیرساختی ارتباطات الکترونیکی است. در مدیریت بانکداری الکترونیکی باید برحسب نوع خدمات و انتظاراتی که از خدمات جدید میرود از مناسبترین ابزار ارتباطی بهره برد. این ابزار شامل استفاده از شبکهی جهانی اینترنت با پهنای باند متناسب، شبکههای داخلی مثل اینترانت، LAN، WAN، سامانههای ماهوارهای، خطوط فیبر نوری، شبکهی گستردهی تلفن همراه، تلفن ثابت و سایر موارد میباشد.
2-4-2- زیرساخت مالی و بانکی
یکی از مهمترین اقدامات بانکها در مسیر تبدیل شدن به بانکی الکترونیکی ایجاد زیرساخت‌هایی مانند کارتهای اعتباری، کارتهای هوشمند، توسعهی سختافزاری شبکههای بانکی و فراگیر کردن دستگاه‌های خودپرداز است. همچنین تطبیق پروتکلهای داخلی شبکه‌های بین بانکی با یکدیگر و پایانههای فروش کالاها تا نقش کارت‌های ارائه شده از طرف بانک در مبادلات روزمره نیز گسترش پیدا کند.
2-4-3- زیرساخت حقوقی و قانونی
برای اینکه بانکداری الکترونیکی با اقبال عمومی مواجه شود در گام اول باید بسترهای قانونی مورد نیاز آن فراهم شود و با شناخت تمامی احتمالات در فرایند بانکداری الکترونیکی درصد ریسک کاهش و اعتماد عمومی و حقوقی نسبت به سامانههای بانکداری الکترونیکی افزایش پیدا کند. گام دوم برای این منظور، تدوین قانون استنادپذیری ادلّهی الکترونیکی است زیرا در فرایند بانکداری الکترونیکی، رکوردهای الکترونیکی جایگزین اسناد کاغذی میشود. بنابراین قانون ادلّهی الکترونیکی یکی از نیازمندیهای اصلی تحقق بانکداری الکترونیکی است.
2-4-4- زیرساخت فرهنگی و نیروی انسانی
برای توسعهی بانکداری الکترونیکی نیاز جدی به فرهنگسازی برای جذب و توجیه اقتصادی جهت بهرهبرداری از این سامانهها برای مشتریان است.
2-4-5- زیرساخت نرمافزاری و امنیتی
یکی از عوامل مهم در مقبولیت و گسترده شدن فرایندهای بانکداری الکترونیکی توسعه‌ی نرم‌افزاری و افزایش امنیت در سامانههای آن است. در صورتی که زمینه‌ی لازم جهت تأمین این دو نیاز فراهم شود کاربرد عمومی سامانههای الکترونیکی گسترش و تسهیل مییابد، ریسک استفاده از این سامانهها کاهش مییابد و اعتماد و رضایتمندی مشتری افزایش مییابد. برای یک ارسال امن نکات زیر باید رعایت شود(Endicott et al., 2007; Gregory, 2010):
اطلاعات برای گیرنده و فرستنده قابل دسترسی باشند. (در دسترس بودن)
اطلاعات در طول زمان ارسال تغییر نکرده باشد. (صحت)
گیرنده مطمئن شود که اطلاعات از فرستنده مورد نظر رسیده است. (اصالت)
اطلاعات فقط برای گیرنده حقیقی و مجاز افشا شود. (محرمانگی)
فرستنده نتواند منکر اطلاعاتی که میفرستد بشود. (انکار ناپذیری)
2-5- امنیت در بانکداری الکترونیکیبانکداری الکترونیکی متکی بر محیط مبتنی بر شبکه و اینترنت است. اینترنت به عنوان شبکه‌ای عمومی، با مباحث محرمانگی و امنیت اطلاعات مواجه است. به همین دلیل بانکداری اینترنتی و برخط میتواند مخاطرههای فراوانی برای مؤسسات و بنگاههای اقتصادی داشته باشد که با گزینش و انتخاب یک برنامهی جامع مدیریت ریسک، قابل کنترل و مدیریت خواهند بود. حفظ امنیت اطلاعات از مباحث مهم تجارت الکترونیکی است.
امنیت بانکداری الکترونیکی را میتوان از چند جنبه مورد بررسی قرار داد (صفوی، 1387):
امنیت فیزیکی
امنیت کارمندان و کاربران سامانه
امنیت نرمافزار سامانهی یکپارچهی بانکداری الکترونیکی
اینترنت شبکهای عمومی و باز است که هویت کاربران آن به آسانی قابل شناسایی نیست. علاوه بر این مسیرهای ارتباطی در اینترنت فیزیکی نیستند که موجب میشود انواع حملات و مزاحمتها برای کاربران ایجاد شود. به طور کلی میتوان سه مشکل اصلی امنیتی در بانکداری الکترونیکی را موارد زیر دانست (عموزاد خلیلی و همکاران، 1387):
چگونه میتوانیم به مشتری این اطمینان را بدهیم که با ورود به وبگاه و انجام معامله در آن، شماره رمز کارت اعتباری وی مورد سرقت و جعل قرار نخواهد گرفت؟
شنود: چگونه میتوانیم مطمئن شویم که اطلاعات شماره حساب مشتری هنگام معامله در وب، قابل دستیابی توسط متخلفان نیست؟
مشتری چگونه میتواند یقین حاصل کند که اطلاعات شخصی او توسط متخلفان قابل تغییر نیست؟
2-6- تهدیدات و کلاهبرداریها در اینترنتبه طور کلی اهداف متفاوتی را میتوان برای کلاهبرداران اینترنتی برشمرد که عبارتند از : کسب سودهای مالی، تغییر عرف و رسوم اخلاقی، و اهداف گوناکون دیگری که میتواند برای هر فرد متفاوت باشد. در تجارت الکترونیکی، هدف اصلی فریبکاریها، کسب سودهای مالی است. آسیبهای حاصل از خرابکاریهای اینترنتی عبارتند از : از دست دادن سرمایه، رسوایی، خدشهدار شدن حریم شخصی و خسارتهای فیزیکی که هر کدام از این موارد، به دنبال خود از دست دادن زمان و همچنین ایجاد نگرانیهای ذهنی را برای افراد زیاندیده به همراه خواهد داشت (Kim et al., 2011).
طبیعت اینترنت منجر به پررنگ شدن تهدیدات و فریبکاریهای مختلف در آن و گسترش جنبهی تاریک و مبهم شبکه میشود. دسترسی جهانی به اینترنت، سرعت انتشار بالا، گمنامی افراد و عدم ملاقات رو در رو، دسترسی رایگان به خدمات و محتواهای با ارزش و همچنین کمبود قوانین مناسب و توافقهای بین المللی از جمله عواملی هستند که موجب شده تا بسیاری از این تهدیدات فراگیر شده و پیگرد آنها دشوار گردد. در ادامه به توضیح مختصر برخی از این عوامل میپردازیم:
الف- گمنامی
بسیاری از وبگاهها، برای عضویت در وبگاه، تنها نشانی یک رایانامه معتبر را از کاربر درخواست میکنند و یک فرد میتواند به عنوان چندین کاربر و با نشانی رایانامههای متفاوت عضو وبگاه موردنظر شود. گمنامی باعث میشود که برخی افراد بدون هرگونه حس بازدارنده به اعمالی مثل حملات اینترنتی، انتشار اطلاعات نادرست و مطالب نامربوط در مورد سایر افراد و ... بپردازند (Kim et al. , 2011).
ب- دسترسی رایگان به خدمات و محتواهای با ارزش
دسترسی رایگان به محتواهایی با ارزش بالا، گاهی باعث میشود که ارزش محصولات و خدمات در محیط اینترنت، پایینتر از حد طبیعی خود جلوه کند و کاربران اینترنت همیشه انتظار دریافت محصولات و خدمات رایگان را داشته باشند که این مسئله میتواند به عنوان چالش و تهدیدی برای افراد فعال در زمینه تجارت الکترونیکی مطرح شود. به عنوان مثال از محتواهای رایگان میتوان به این موارد اشاره کرد: جویشگرها که انواع محتواهای رایگان را برای کاربران جستجو کرده و در اختیار آنها قرار میدهند، دریافت نرم افزارهای رایگان (گوگل اپلیکیشن، جیمیل و ...)، وبگاههای اشتراکگذاری محتوای ویدیویی (یوتیوب و ...)، وبگاههای شبکههای اجتماعی ( فیسبوک و مایاسپیس و ...) و حتی وبگاههای اشتراک پروندههای غیرقانونی(Kim et al. , 2011).
در هرحال همچنان که پاک کردن کامل دنیای حقیقی از جرائم و اعمال غیراخلاقی و غیرقانونی امری غیرممکن است، در دنیای مجازی نیز وضع به همین منوال است. لذا بهترین کار، کنترل تهدیدات و نگه داشتن آنها در یک سطح قابل تحمل است.
تهدیدات و فریبکاریهای اینترنتی انواع گوناگونی دارند که از آن جمله میتوان به هرزنامه‌ها، ویروسها و کرمهای کامپیوتری، رخنه، حملات دی‌اواِس، کلاهبرداریهای برخط، دزدیده شدن هویت افراد، تجاوز از حقوق مالکیت دیجیتال و تجاوز از حریم شخصی اشاره کرد. در ادامه به بررسی یکی از چالشبرانگیزترین کلاهبرداریهای اینترنتی در حوزهی بانکداری الکترونیکی میپردازیم.
2-7- دامگستریواژهی «Phishing» در زبان انگلیسی واژهای جدید است که برخی آن را مخفف عبارت «Password Harvesting Fishing» به معنای «شکار گذرواژهی کاربر از طریق طعمه‌گذاری» و برخی دیگر آن را استعاره‌ای از واژهی «Fishing» به معنای «ماهیگیری» تعبیر کرده‌اند. سازندگان این واژه کوشیده‌اند با جایگزین کردن Ph به جای F مفهوم فریفتن را به مخاطب القا کنند( نوعی پور، 1383).
دامگستری، یکی از روشهای مهندسی اجتماعی است که معنای آن فریب کاربران اینترنت از طریق هدایت آنها به سمت وبگاههایی است که از نظر ظاهری کاملاً شبیه به وبگاه موردنظر کاربر هستند؛ این موضوع معمولاً در مورد وبگاه بانکها، مؤسسات اعتباری، حراجهای اینترنتی، شبکههای اجتماعی محبوب و مردمی، وبگاههای ارائهدهنده خدمات اینترنتی و ... صورت می‌گیرد. ایده اصلی این حمله آن است که طعمهای برای افراد فرستاده میشود به امید اینکه آنان، طعمه را گرفته و شکار شوند. در بسیاری موارد، این طعمه رایانامه یا هرزنامه است که کاربر را برای ورود به وبگاه، فریب میدهد. این نوع از فریبکاری، کاربر را به سمتی هدایت می‌کند که اطلاعات حیاتی خود مانند نام، گذرواژه، مشخصات کارت اعتباری، مشخصات حساب بانکی و ... را وارد وبگاه کند. سپس این اطلاعات سرقت شده و برای مقاصدی مثل دزدی، کلاهبرداری و .. مورد استفاده قرار میگیرند (Peppard and Rylander, 2005).
دامگستری در اواسط دههی 1990 میلادی در شبکهی برخط امریکا آغاز شد. دامگسترها خود را به جای کارکنان AOL جا میزدند و برای قربانیان پیامهای فوری ارسال میکردند و به ظاهر از آنها میخواستند تا گذرواژههایشان را بازبینی یا برای تأیید اطلاعات صورتحساب، وارد کنند. به محض اینکه قربانی گذرواژهاش را افشا میکرد، مهاجم با دسترسی به حساب کاربری او قادر بود هر فعالیت غیرقانونی انجام دهد. پس از اینکهAOL اینگونه دامگستریهای مبتنی بر پیام فوری را محدود کرد، دامگسترها مجبور شدند به سراغ سایر ابزار به ویژه رایانامه بروند. همچنین دامگسترها دریافتند که میتوانند از مؤسسات مالی و اعتباری سود قابل توجهی کسب کنند. با این هدف در ژانویه 2001، کاربرانِ شبکهی پرداخت برخط E-gold مورد حمله قرار گرفتند. گرچه این حملات با استفاده از رایانامههای متنی خام، موفق نبود اما پس از یازدهم سپتامبر 2001 به شیوههای دیگری که مؤثرتر بودند ادامه پیدا کرد. شیوههایی که از آن پس رایج شد به شکل حملات دامگستری کنونی است که در آن پیوندی از وبگاه جعلی در رایانامه وجود دارد و فرد با کلیک روی آن به وبگاه دامگستری شده هدایت میشود (Miller, 2010).
اولین بررسی در مورد مفهوم دامگستری مربوط به کنفرانس اینترکس در سال 1987 است. جری فلیکس و کریس هاک، در پروژه - ریسرچای تحت عنوان «امنیت سامانه: از دید نفوذگر» روشی را توصیف کردند که در آن شخص سومی از خدمات مورد اطمینان در محیط وب تقلید می کند (Robson, 2011).
2-7-1- انواع دامگستری
به طور کلی می توان انواع دامگستری را به سه دسته تقسیم کرد:
الف- جعل هویت
این روش نسبت به سایر روشها رایجتر و به مراتب آسانتر است. این روش شامل ساخت وبگاهی کاملاً جعلی است که کاربر ترغیب میشود از آن بازدید کند. این وبگاه جعلی تصاویری از وبگاه اصلی را در بر دارد و حتی ممکن است پیوندهایی به آن داشته باشد (James, 2005).
ب- ارسال (دامگستری مبتنی بر رایانامه)
این روش بیشتر در وبگاههایی نظیر آمازون، Ebay و PayPal مشاهده شده است و در آن رایانامهای به کاربران ارسال میشود که تمامی نمادها و گرافیک وبگاه قانونی را دارد. وقتی قربانی از طریق پیوند درون این رایانامه، اطلاعات محرمانه خود را وارد میکند، این اطلاعات به کارساز متخاصم فرستاده میشود. پس از آن یا کاربر به وبگاه صحیح و قانونی هدایت می‌شود یا با پیغام خطا در ورود اطلاعات مواجه میگردد. امروزه به علت حجم بالای html در اینگونه رایانامهها، بسیاری از ویروسکشها و پادهرزنامهها، جلوِ آنها را میگیرند که از دید دام‌گستران ضعف این روش محسوب میشود (James, 2005).
ج- پنجرههای بالاپَر
این روش حملهای خلاقانه اما محدود است. این نوع دامگستری در سپتامبر سال 2003 هنگامی شناسایی شد که سیتیبانک پشت سرهم مورد حملهی دامگستری قرار میگرفت. این روش بدین صورت است که شما روی پیوند درون رایانامه کلیک میکنید و با یک پنجرهی بالاپَر مواجه میشوید. اما پشت این پنجره وبگاه اصلی و قانونی هدف دامگسترها قرار دارد. لذا این روش بسیار ماهرانه و گمراهکننده است و بیش از سایر روشهای دامگستری، اعتماد کاربران را جلب میکند. البته این روش امروزه ناکارآمد است زیرا بیشتر مرورگرهای وب برای جلوگیری از باز شدن پنجرههای بالاپَر به صورت پیشفرض «سدّکنندهی پنجرهی بالاپر» را در خود دارند (James, 2005).
یکی از شاخههای حملات دامگستری ، «دامگستری صوتی» نام دارد. واژهی «Vishing» از ترکیب دو واژهی انگلیسی «Voice» به معنای «صدا» و «Phishing» به وجود آمده است که در آن به جای فرستادن رایانامه به سمت کاربر و درخواست از او برای کلیک بر روی پیوندی خاص، رخنهگر طی یک تماس تلفنی، شماره تلفنی را برای کاربر ارسال میکند و از وی میخواهد که با آن شماره تماس بگیرد. وقتی کاربر تماس گرفت، یک صدای ضبط شده از او میخواهد که اطلاعات شخصی خود را وارد کند. مثلاً وقتی کاربر مشکلی در حساب بانکی یا کارت اعتباری خود دارد، این پیام از پیش ضبط شده از او میخواهد که با یک شماره خاص تماس بگیرد و برای حل مشکل تقاضای کمک کند. در بسیاری موارد، سخنگو از نوع سخن گفتن افراد بخش پیشگیری از کلاهبرداری بانک یا شرکت کارت اعتباری تقلید میکند؛ اگر پیام، متقاعدکننده باشد، برخی افراد گیرنده پیام، با شماره داده شده تماس خواهند گرفت (Forte, 2009).
2-8- آمارهای مربوط به دامگستری
حملات دامگستری با آهنگ رو به تزایدی در حال رشد هستند. به گزارش کنسرسیوم بین المللی «گروه پادامگستری»، تعداد وبگاههای دامگستری شده در حال افزایش است (Toolan and Carthy, 2011). در سال 2006، تعداد قربانیان 25/3 میلیون نفر بود که در سال 2007 این تعداد به 5/4 میلیون نفر افزایش پیدا کرد (Abu-Nimeh et al., 2008). بنا به گزارش این گروه، در سال 2006، تعداد حملات دامگستری 1800 مورد بوده است (Yu et al., 2009). در دسامبر 2007، شرکت گارتنر گزارش داد حملات دامگستری در امریکا در مقایسه با دو سال قبل افزایش پیدا کرده است (Abu-Nimeh et al., 2008). پس از آن در سال 2008 هم تعداد 34758 حمله دامگستری گزارش شد (Toolan and Carthy, 2011). براساس گزارش شرکت امنیتی آر اس ای، حملات دامگستری در سال 2010 در مقایسه با سال قبل از آن 27% افزایش یافت (Esther, 2011). این اعداد نشان دهندهی افزایش حجم حملات دامگستری در سالهای اخیر است.
میزبانی حملات دامگستری متفاوت از حجم حملات دامگستری است. میزبانی حملات، اشاره به کارسازهایی دارد که مهاجمان برای حمله از آنها بهره بردهاند به این معنا که اسکریپتهای دامگستری خود را بر روی کارساز آنها بارگذاری کردهاند (این کار بدون اطلاع صاحبان کارساز و از طریق رخنهکردن وبگاه صورت میگیرد). حال آنکه، منظور از حجم حملات، تعداد دفعاتی است که وبگاههای کشوری مورد حملهی دامگستری واقع شدهاند. آمارهای گروه پادامگستری نشان میدهد که در ماه مارس 2006، بیشترین میزبانی حملات مربوط به امریکا (13/35%)، چین (93/11%) و جمهوری کره (85/8%) بوده است (Chen and Guo, 2006). در میان کشورهای میزبان دامگستری، امریکا رتبهی اول را داراست و بیشترین حجم حملات دامگستری به ترتیب مربوط به دو کشور امریکا و انگلستان بوده است. بعد از امریکا، در فاصله بین اکتبر تا دسامبر 2010، کانادا از رتبه هفتم به رتبه دوم رسید. اما کمی بعد در ژانویه 2011 جای خود را به کره جنوبی داد(RSA, 2011).
هرچه یک وبگاه دامگستری مدت زمان بیشتری فعال بماند، قربانیها و مؤسسات مالی پول بیشتری از دست میدهند. در اوایل سال 2008، هر حمله دامگستری به طور میانگین 50 ساعت مؤثر بوده است (مدت زمانی که کاربران در معرض خطا در تشخیص وبگاه واقعی بوده اند)، اما در اواخر سال 2009، این مقدار به 32 ساعت کاهش یافته است (APWG, 2010). این کاهش مبیّن افزایش سرعت و دقت در تشخیص دامگستری است. شکل 2-1 تغییرات دام‌گستری مبتنی بر رایانامه را بین سال‌های 2004 تا 2012 نشان می‌دهد.

شکل 2-1 تغییرات دامگستری مبتنی بر رایانامه در سطح جهان بین سالهای 2004 تا 2012 (Pimanova, 2012)
بر اساس گزارش APWG، حدود دوسوم حملات دامگستری در نیمهی دوم سال 2009، از طرف گروهی به نام «اَوِلانش» صورت گرفته است. این گروه احتمالاً جانشین گروه «راک‌فیش» شده بودند. گروه اولانش مسؤولیت 126000 حمله را پذیرفت که البته میزان موفقیت کمی داشتند. مهمترین دلیل عدم توفیق آنها، همکاری نزدیک بانکهای هدف، ثبت‌کنندگان نام دامنهها و سایر فراهمکنندگان خدمات، برای جلوگیری از حملات دامگستری بوده است. برخلاف اکثر دامگسترها که بیشتر دامنههای .com را برای حمله در اولویت قرار میدهند (47% حملات)، گروه اولانش بیشتر به دامنههای .eu ، .uk و .net ، تمایل دارد. البته هنوز 23% حملات این گروه مربوط به دامنه .com است (APWG, 2010).
همانطور که شکل 2-2 نشان می‌دهد، در ژوئیهی سال 2012 بیشترین حملات دام‌گستری به ترتیب مربوط به ارائه‌دهنده‌های خدمات اطلاعاتی (مانند کتابخانهها و شبکههای اجتماعی)، بانکها و شرکتهای فعال در زمینهی تجارت الکترونیکی بوده است (Pimanova, 2012).

شکل 2-2 سازمانهای مورد حملهی دامگستری در سال 2012 به تفکیک صنعت (Pimanova, 2012)
در جدول 2-2، وبگاههایی که بیش از سایر وبگاهها مورد حملات دامگستری بودهاند معرفی شدهاند. همچنان که در این جدول مشاهده میشود اکثر وبگاههای این فهرست بانکی هستند.
جدول 2-2 ده وبگاه برتر از نظر میزان حملات دامگستری در سالهای اخیر(Walsh, 2010; Kaspersky Lab, 2011)رتبه از طریق وبگاه جعلی (روش جعل هویت) از طریق رایانامه (روش ارسال)
1 Paypal Paypal
2 ebay Common Wealth Bank of Australia
3 Facebook Absa Bank of South Africa
4 Banco Real of Brazil Chase Bank
5 Lloyds TSB Western Union Bank
6 Habbo Bank of America
7 Banco de Brandesco Banco de Brandesco
8 NatWest Lloyds TSB
9 Banco Santander, S.A. NedBank of South Africa
10 Battle.Net Yahoo!
2-8-1- خسارات ناشی از دامگستری
دامگستری از زوایای مختلفی به کاربران، سازمان ها و ارزش نمانامها ضرر و زیان وارد میکند. در زیر به پیامدهای اینگونه حملات اشاره میکنیم (Kabay, 2004):
الف- اثر مستقیم دامگستری که موجب افشای اطلاعات محرمانهی کاربران اینترنت مانند شناسهی کاربری و گذرواژه یا سایر مشخصات حساس کارت اعتباری آنها شده و از این طریق به آنها خسارات مالی وارد میسازد.
ب- حسن نیت و اعتماد کاربران نسبت به تراکنش و مبادلات مالی اینترنتی را از بین میبرد و باعث ایجاد نگرشی منفی در آنها میشود که شرکتهای طرف قرارداد در بستر اینترنت از جمله بانکها، مؤسسات مالی و فروشگاه ها، به هیچ وجه اقدامات کافی برای محافظت از مشتریانشان را انجام نمیدهند.
ج- به تدریج در اثر سلب اطمینان کاربران، موجب خودداری مردم از انجام خرید و فروش و کاربرد اینترنت در انجام فعالیتهای تجاری شده و مانع گسترش و موفقیت هرچه بیشتر تجارت الکترونیکی میشود.
د- ارتباطات و تراکنشهای مؤثر و موفق اینترنتی را تحت تأثیر قرار داده و تهدید میکند.
ه- دامگستری بر نگرش سهامداران تأثیر منفی میگذارد و منجر به ناتوانی در حفظ ارزش نمانامها شده و در نهایت باعث ورشکستگی آنها میشود.
اعتماد یکی از مهمترین مشخصههای موفقیت در بانکداری الکترونیکی است (Aburrous et al., 2010c). همانطور که اشاره شد، دامگستری میتواند به شدت به کسب و کار در اینترنت صدمه بزند چراکه مردم در اثر ترس از اینکه قربانی کلاهبرداری شوند، به تدریج اعتماد خود به تراکنشهای اینترنتی را از دست میدهند (Ragucci and Robila, 2006). برای مثال بسیاری از مردم فکر میکنند استفاده از بانکداری اینترنتی احتمال اینکه گرفتار دامگستری و دزدی هویت شوند را افزایش میدهد. این درحالی است که بانکداری برخط نسبت به بانکداری کاغذی، محافظت بیشتری از هویت افراد به عمل میآورد (Aburrous et al., 2010c).
نتایج بررسیها نشان میدهد که با ارسال 5 میلیون رایانامهی دامگستری، 2500 نفر فریب میخورند. هرچند این تعداد، تنها 05/0% از افراد تشکیل میدهند. اما منفعت حاصل از این تعداد، همچنان دامگستری را منبع خوبی برای کسب درآمد توسط کلاهبرداران اینترنتی کرده است (Toolan and Carthy, 2011). به طور کلی برآورد حجم خسارات مالی ناشی از حملات دامگستری، کار دشواری است زیرا:
بانک ها و مؤسسات مالی تمایلی به افشای چنین جزئیاتی ندارند.
در برخی موارد، حملات دامگستری توسط کاربران گزارش داده نمیشوند.
نمیتوان در همهی مواقع، برداشته شدن پول از حساب بانکی را، با قطعیت به علت دزدیده شدن گذرواژهی مشتری طی حمله دامگستری دانست.
مهاجمان گاهی برای دزدیدن پول به وبگاهها حمله نمیکنند. بلکه گاهی منابع دیگری را دزدیده و استفاده کنند. به عنوان مثال، دامگسترهایی که به آژانسهای گزارش اعتبار (شرکتهایی که اطلاعات مربوط به اعتبار مشتریان را به تفکیک نام آنها، از منابع مختلف و برای کاربردهای مالی و اعتباری، گردآوری میکنند) حمله میکنند تا دادههای مربوط به مشتریان معتبر، را به دست آورند و یا دامگسترهایی که به کارسازهای رایگان پست الکترونیکی حمله میکنند تا بتوانند از طریق آنها هرزنامه ارسال کنند و قربانیهای بیشتری را فریب دهند. چنین حملات دامگستری منجر به خسارتهایی میشوند که به سختی قابل برآورد هستند (Auron, 2010).
مطالعات انجام شده، نشاندهندهی رشد ثابت و مداوم در فعالیتهای دامگستری و میزان خسارات مالی مربوط به آن است (Abu-Nimeh et al., 2008; Yu et al., 2009). اعداد و ارقامی که در ادامه به آنها اشاره میکنیم هم به خوبی مؤید این مطلب هستند.
در سال 2003، میزان خسارتهای مالی به بانکها و مؤسسات اعتباری امریکا 2/1 میلیارد دلار تخمین زده شده است که این عدد در سال 2005 به 2 میلیارد دلار رسید (Abu-Nimeh et al., 2008). در سال 2004، مؤسسه گارتنر گزارش کرد که در فاصلهی آوریل 2003 تا آوریل 2004، 8/1 میلیون نفر قربانی دامگستری بوده اند که در مجموع 2/1 میلیارد دلار خسارت مالی وارد کرد (Chen and Guo, 2006). بر اساس تحقیقی که این مؤسسه انجام داده است، حملات دامگستری در امریکا در سال 2007 افزایش یافته و 2/3 میلیارد دلار خسارت وارد کرد. تحقیق دیگری هم نشان میدهد که 6/3 میلیون نفر بین اوت 2006 تا اوت 2007 متحمل خسارت مالی ناشی از دامگستری شده اند. این درحالی است که سال قبل از آن این تعداد 3/2 میلیون نفر بودند. نتایج این تحقیق نشان میدهد که حملات دامگستری و بدافزار همچنان رشد خواهد کرد (Yu et al., 2009). در سال 2004، گارتنر تخمین زد که هر قربانی دامگستری، 1244 دلار خسارت میبیند (Aburrous et al., 2010a). در سال 2007 گزارش دیگری نشان داد که سالانه 311449 نفر مورد حمله دامگستری قرار میگیرند که 350 میلیون دلار خسارت ایجاد میکند (Aburrous et al., 2010a). به گزارش یکی از تحلیلگران گارتنر، خسارات مالی ناشی از دامگستری در سال 2011 در حدود 5/2 میلیارد دلار تخمین زده شده است (Seidman, 2012).
البته شایان ذکر است که شرکت مایکروسافت به میزان خساراتی که مؤسسه گارتنر تخمین زده است، اعتراض کرد و اعداد اعلام شده را غلو شده خواند. مایکروسافت ادعا کرد که تعداد بسیار کمی از افراد تحت تأثیر دامگستری فریب میخورند و میزان خسارات 50 برابر کمتر از میزان تخمینی توسط تحلیلگران است. بنا به گفتهی مایکروسافت میزان خسارات سالانه تنها 61 میلیون دلار (40 میلیون یورو) است. در مقابل مؤسسه گارتنر نیز از صحت برآوردهای خود دفاع کرد و ریشهی این اختلافها را در عدم انتشار میزان خسارات وارده توسط بانکها و مؤسسات مالی و اعتباری دانست (Espiner, 2009). البته گارتنر در سال 2008، نتیجهی جالبی را اعلام کرد: در سال 2008 به طور متوسط در هر حملهی دامگستری 351 دلار خسارت ایجاد شده است که در مقایسه با سال 2007، 60% کاهش داشته است و علت این کاهش، بهبود روشهای تشخیص توسط مؤسسات مالی بوده است که البته ایجاد این بهبودها خود هزینهبر است (Moscaritolo, 2009). لذا در مجموع هزینهها کاهش چشمگیری نیافته است. جدول 2-3 خلاصهی مهمترین آمار منتشر شده را نشان میدهد. شایان ذکر است با توجه به محدودیتهای موجود در خصوص دسترسی به آمار و ارقام دامگستری که پیش از این هم به آن اشاره شد، در مورد خانههای خالی جدول هیچ اطلاعاتی در دست نبود.
جدول 2-3 خسارات مالی دامگستریسال خسارت مالی تعداد قربانیان
2003 - 2004 2/1 میلیارد دلار 8/1 میلیون نفر
2004- 2005 2 میلیارد دلار -
2005- 2006 - 3/2 میلیون نفر
2006- 2007 - 6/3 میلیون نفر
2007- 2008 2/3 میلیارد دلار 3111449 نفر
2011- 2012 5/2 میلیارد دلار -
2-8-2- دامگستری در ایران
موضوع دامگستری در ایران نیز بسیار حائز اهمیت است زیرا آمار نشان میدهد، جرائم رایانه‌ای در سال 1390 در کشور رشد ۸/۳ برابری نسبت به سال گذشته داشته و بیشترین آمار مربوط به جرایم رایانه‌ای بانکی بوده است. براساس این گزارش، حملات دامگستری و شیوهای از آن به نام «فارمینگ» مقام سوم را در میان جرایم اینترنتی کشور دارد. علاوه بر این در سال 1389 تعداد 1035 فقره جرم اینترنتی در ایران به ثبت رسیده است که این آمار در سال 1390 به 4000 مورد افزایش یافته است و در صورت ادامه روند کنونی رشد جرائم اینترنتی در ایران، میزان این جرائم در سال 1391 به ۸ تا ۱۰هزار فقره افزایش می‌یابد (راه پرداخت، 1391).
با توجه به نکات فوق واضح است که مقابله با دامگستری یکی از مسائل جدی در عرصهی امنیت شبکههای بانکداری الکترونیکی است. از این رو در بخش بعد به شناسایی روشهای مرسوم تشخیص دامگستری میپردازیم.
2-9- روشهای تشخیص دامگستریبیشتر روشهای مقابله با دامگستری شامل احراز هویت، فیلتر کردن، ردیابی و تحلیل حمله، گزارش دامگستری و فشار حقوقی و اعمال قوانین است. این خدمات پادامگستری اینترنتی در کارسازهای رایانامه و مرورگرهای وب پیادهسازی شده است و از طریق نوار ابزار مرورگر وب قابل دسترسی و استفاده است (Zhang et al., 2011).
از دیدگاه کلّی میتوان تمامی روشهای تشخیص دامگستری را به دو دستهی اصلی تقسیم‌ کرد: یکی دفاع سمت کارساز، که از گواهیهای SSL و تصاویر وبگاههای انتخاب شده توسط کاربر و تعدادی مشخصههای امنیتی دیگر استفاده و سعی میکند به این صورت به کاربر کمک نماید تا از قانونی بودن وبگاه، اطمینان حاصل کند و دیگری دفاع سمت کارخواه، که مرورگرهای وب را به ابزارهای خودکار تشخیص دامگستری مجهز میکند تا به کاربران در برابر وبگاههای مشکوک اخطار دهد (Yue and Wang, 2008).
به دلیل اهمیت موضوع دامگستری، ظرف یک دههی اخیر روشهای مختلفی برای شناسایی و مبارزه با این روش فریب ارائه شده است. در ادامه این روشها را دستهبندی کرده و به اجمال بررسی میکنیم:
2-9-1- رویکرد اول: فیلتر موجود در نوار ابزار مرورگر وب
یکی از روشهای رایج برای حل مشکل دامگستری، افزودن ویژگیهای امنیتی به مرورگرهای اینترنت است. اینگونه فیلترها بدین صورت عمل میکنند که به محض کلیک کاربر بر روی پیوند مربوط به وبگاه مشکوک به دامگستری و یا وارد کردن URL آن در نوار نشانی، واکنش نشان میدهند. این واکنش عموماً به صورت یک اخطار است که قصد دارد کاربر را از ورود به وبگاه منصرف کند. چنین مرورگرهایی مکانیزمی دارند که تحت عنوان فهرست سیاه شناخته می‌شود (Sharif, 2005).
بیشتر فهرستهای سیاه با استفاده از مکانیزمهای خودکار ایجاد میشوند. گرچه فهرست سیاه طراحی و پیادهسازی آسانی دارد، اما مشکل بزرگی هم دارد و آن کامل نبودن است. جرایم در فضای مجازی به شدت زیرکانه هستند و مجرمان با استفاده از روشهای پیچیدهای از فهرست سیاه فرار میکنند. (Yue and Wang, 2008) برای جلوگیری از فریب کاربران در برابر دامگستری، به جای اخطار دادن، رویکرد جدیدی پیشنهاد داده اند و آن یک ابزار پادام‌گستری منحصر به فرد سمت کاربر به نام «بوگسبایتر» است که به صورت نامحسوس تعداد بسیار زیادی، اطلاعات محرمانهی جعلی وارد وبگاه مشکوک میکند و به این صورت اطلاعات محرمانهی واقعی قربانی را در میان اطلاعات غیرواقعی پنهان میکند. اطلاعات جعلی وارد شده به وبگاه، دامگسترها را وادار میکند که با آزمودن تمامی اطلاعات جمعآوری شده، اطلاعات اصلی و صحیح را پیدا کنند و همین عمل (بررسی صحت اطلاعات توسط دامگستران) فرصتی برای وبگاه اصلی ایجاد میکند تا از سرقت اطلاعات آگاه شود. این روش از آن جهت سودمند است که نیازی به واکنش کاربر نسبت به خطای ارسالی ندارد و کاملاً خودکار عمل میکند اما همچنان نقص استفاده از فهرستهای سیاه که همانا نیاز به بروز شدن است را به همراه دارد.
2-9-2- رویکرد دوم: پیشگیری از دامگستری در مرحلهی رایانامه
این رویکرد مربوط به زمانی است که کاربر برای اولین بار رایانامهی حاوی پیوند وبگاه دام‌گستری شده را دریافت میکند. بدین منظور روشهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد که مهمترین آنها عبارتند از:
الف- استفاده از روش شبکهی بیزی
شبکه‌ی بیز عبارت است از مجموعه‌ای از متغیرهای تصادفی (گسسته یا پیوسته) که گره‌های شبکه را تشکیل داده به همراه مجموعه‌ای از پیوندهای جهت‌دار که ارتباط هر زوج گره را تعیین می‌کنند. برای هر گره توزیع احتمال شرطی تعریف می‌شود که تأثیر والدین را روی آن تعریف می‌کند. گره‌های این شبکه هیچ دور جهت داری ندارد (صابری، 1389). در پژوهش (Abu-Nimeh et al., 2008)، یک معماری کارساز و کارخواه توزیعشده به نام «سی بارت» ارائه شده است که بر اساس نسخهی اصلاح شدهی درخت رگرسیون بیزی است. این معماری جدید برای آن است تا همچنان که از دقت بالای سیبارت بهره میبرد، سربار آن را حذف کند. در این معماری توزیع شده، «سیبارت» درون یک کارساز مرکزی پیاده‌سازی شده و کارخواه‌ها که منابع محدودی دارند از «کارت» که نوعی دستهبند است، استفاده میکنند. درخت رگرسیون بیزی، یادگیرنده‌ای برای پیشبینی نتیجههای کمّی است که از رگرسیون روی مشاهدات استفاده می‌کند. رگرسیون فرایند پیشبینی خروجیهای کمّی پیوسته است. اما وقتی نتیجه‌های کیفی را پیشبینی میکنیم به آن مسئله دسته‌بندی میگویند. پیشبینی دام‌گستری هم یک مسئلهی دسته‌بندی دودویی است. زیرا در بررسی رایانامهها ما دو خروجی به دست میآوریم: یا دامگستری شده است (=1) یا قانونی است (=0) و ثابت شده است که «بارت» یا «درخت رگرسیون جمعپذیر بیزی» روش امیدبخشی برای دستهبندی هرزنامهها است.
همان‌طور که میدانیم در دستگاههای بیسیم و انواع PDA ، ظرفیت حافظه و قابلیت پردازش کم است. این محدودیتها بر راهحلهای امنیتی اثر میگذارند. مطالعه (Abu-Nimeh et al., 2008) بر این هدف تمرکز دارد و در واقع راه حلی برای تشخیص رایانامههای دام‌گستر در محیطهای سیار ارائه میدهد.
ب- استفاده از روشهای یادگیری ماشین
برای استفاده از شیوههای یادگیری ماشین در دستهبندی رایانامه‌های دریافتی تلاشهای زیادی صورت گرفته است. یکی از مهمترین جنبههای موفقیت هر سامانهی یادگیری ماشین، مجموعه ویژگیهایی است که برای نشان دادن هر نمونه استفاده میشود. در تحقیق (Toolan and Carthy, 2011)، ویژگیهایی که در حال حاضر در سامانههای خودکار تشخیص رایانامههای دامگستر استفاده میشود، مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت چهل ویژگی شناسایی شده است. سپس بر اساس این ویژگیها، یک دستهبند به نام C5.0 طراحی شده است. این دستهبند از سه گروه ویژگی استفاده میکند که با «بهترین»، «متوسط» و «بدترین» برچسبگذاری شدهاند.
ج- استفاده از الگوریتم ژنتیک
در این روش برای تولید مجموعه قواعدی که پیوند قانونی را از پیوند جعلی تشخیص میدهد از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. این سامانه میتواند تنها به عنوان بخشی از راهحل پادام‌گستری وبگاه استفاده شود. الگوریتم ژنتیک طی مراحل تابع برازش، تقاطع و جهش، مجموعه قواعدی را تولید میکند که قادر به شناسایی پیوند جعلی است. این مجموعه قواعد در پایگاه داده ذخیره میشود. بدین ترتیب پیش از اینکه کاربر رایانامه را باز کند، از وضعیت آن مطلع میگردد. الگوریتم ژنتیک فقط برای تشخیص دامگستری مفید نیست بلکه میتواند کاربران را در برابر پیوندهای ناخواسته و مخرّب موجود در صفحات وب نیز محافظت کند (Shreeram et al.,2011).
2-9-3- رویکرد سوم: استفاده از مشابهت ظاهری
در مقالات (Fu et al., 2006; Wenyin et al., 2006; Hara et al., 2009; Zhang et al., 2011)، از مشابهت ظاهری صفحات وب برای تشخیص استفاده شده است. اما شیوهی استفاده از مشابهت ظاهری برای تشخیص دامگستری در هرکدام از آنها متفاوت است. روش‌های استفاده شده به سه دستهی زیر تقسیم میشود:
الف- اندازهگیری مشابهت ظاهری با استفاده از ویژگیهای بصری صفحه‌ی وب (Wenyin et al, 2005)
ب- اندازهگیری مشابهت ظاهری با استفاده از EMD (Fu et al., 2006)
ج- اندازهگیری مشابهت ظاهری با استفاده از سامانهی ImgSeek (Hara et al., 2009)
به طور کلی در روشهای مبتنی بر مشابهت ظاهری، تلاش میشود میزان مشابهت ظاهری وبگاه مشکوک با وبگاه اصلی اندازه‌گیری گردد و تشخیص بر مبنای این میزان مشابهت صورت گیرد.
برای تشخیص مشابهت، پروژه - ریسرچی (Wenyin et al, 2005) از سه اندازه استفاده میکند: شباهت در سطح بلوک، شباهت layout و شباهت کلی style. صفحه‌ی نخست وبگاه ابتدا با در نظر گرفتن نکات بصری به بلوکهایی مشخص تقسیم میشود. محتوای بلوک ممکن است تصویری یا متنی باشد. برای نمایش بلوکهای تصویری و متنی از ویژگیهای مختلفی استفاده میشود. براساس تعداد بلوکهای مشابه، یک وزن به آن تعلق میگیرد. شباهت layout براساس نسبت وزن بلوکهای مشابه به کل بلوکهای صفحه‌ی اصلی تعریف میشود. شباهت Style کلی، برمبنای هیستوگرام ویژگی style محاسبه میشود. در بررسی مشابهت دو بلوک در سامانهی پیشنهادی پروژه - ریسرچی (Wenyin et al, 2005)، اگر چنانچه دو بلوک از دو نوع مختلف باشند، مشابهت صفر در نظر گرفته میشود ولی میتوان یک بلوک تصویری را به یک بلوک متنی تبدیل و مشابهت آنها را با استفاده از روش مشابهت‌یابی بلوک متنی اندازه‌گیری کرد. همینطور این امکان برای تبدیل بلوک متنی به تصویری نیز وجود دارد.
رویکرد پروژه - ریسرچی (Fu et al., 2006) نیز، صرفاً در سطح پیکسلهای صفحهی وب است و نه سطح متن. لذا صرفاً به مشابهت ظاهری مینگرد و توجهی به مشابهت کدها ندارد. در نتیجه سامانهی پیشنهادی نمیتواند صفحات دامگستری شده بدون شباهت ظاهری را تشخیص دهد. این سامانه، یک صفحه‌ی وب را به صورت کامل و نه فقط بخشی از آن را ارزیابی میکند. اگر دامگستر یک وبگاه بسازد که بخشی از آن شبیه وبگاه اصلی باشد، سامانه مورد پیشنهاد این پروژه - ریسرچممکن است شکست بخورد. از طرفی، روش پروژه - ریسرچی (Fu et al., 2006) نباید فقط به سمت کارساز محدود شود. می‌توان یک برنامه برای سمت کارخواه تولید نمود که میتواند توسط کاربران نصب شود. این برنامه شبیه یک ویروسکش عمل میکند و میتواند به صورت دورهای، پایگاه خود را از طریق کارساز بروز کند و تابعی داشته باشد که لینکهای دامگستر تازه کشف شده را به کارساز معرفی کند تا به پایگاه داده افزوده شود.
2-9-4- رویکرد چهارم: روشهای فازی
ویژگیها و عوامل زیادی وجود دارند که میتوانند وبگاه قانونی را از نوع تقلّبی آن متمایز کنند که از آن جمله میتوان خطاهای نگارشی و نشانی طولانی URL را نام برد. به وسیلهی مدلی که در (Aburrous et al., 2010a) براساس عملگرهای منطق فازی ارائه شده است، میتوان عوامل و نشانگرهای دامگستری را به متغیرهای فازی تبدیل کرد و در نتیجه شش سنجه و معیار حملهی دامگستری را با یک ساختار لایهای به دست آورد.
روش (Aburrous et al., 2008) آن است که نشانگرهای اصلی دامگستری را با استفاده از متغیرهای زبانی بیان کند. در این مرحله توصیفکنندههای زبانی مانند «بالا»، «پایین» و «متوسط» به هر شاخص دامگستری، نسبت داده میشوند. تابع عضویت برای هر شاخص دام‌گستری طراحی میشود. در نهایت میزان ریسک دامگستری وبگاه محاسبه میشود و مقادیر «کاملاً قانونی»، «قانونی»، «مشکوک»، « دامگستری شده»، «حتماً دامگستری شده»، به آن نسبت داده میشوند.
روش پیشنهادی در(Aburrous et al., 2010b)، یک مدل هوشمند بر اساس الگوریتمهای دادهکاوی دستهبندی و انجمنی است. قواعد تولید شده از مدل دستهبندی تجمعی، نشان‌دهنده‌ی رابطه‌ی بین ویژگیهای مهمی مانند URL، شناسه دامنه، امنیت و معیارهای رمزنگاری در نرخ تشخیص دامگستری است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که استفاده از روش دستهبندی تجمعی در مقایسه با الگوریتمهای سنتی دستهبندی عملکرد بهتری دارد. الگوریتم‌های تجمعی، مهمترین ویژگیها و مشخصههای وبگاههای دامگستری شده در بانکداری الکترونیکی و چگونگی ارتباط این مشخصهها با یکدیگر را شناسایی می‌کنند.
2-10- نتیجهگیریدر این فصل پس از مرور مفهوم بانکداری الکترونیکی، مزایا و چالشهای آن، زیرساختهای مورد نیاز و امنیت بانکداری الکترونیکی را بررسی کردیم. پس از آن به شرح مفهوم دامگستری و بخشی از مباحث مربوط به آن پرداختیم. همچنین روشهای قبلی ارائه شده برای تشخیص دامگستری را دستهبندی و مرور کردیم. استفاده از نظریهی فازی برای تشخیص دامگستری، تلاش میکند از مزایای روشهای قبلی بهره برده و ضمن افزایش دقت و صحت نتایج و از بین بردن افزونگیها، درصد بیشتری از وبگاههای دامگستری شده را تشخیص داده و از اینگونه حملات به نحو مطلوبتری جلوگیری به عمل آورد، به همین دلیل در فصل بعد به بررسی مفاهیم اصلی نظریهی مجموعههای فازی و نظریهی مجموعههای ژولیده خواهیم پرداخت.
فصل سوم- نظریهی مجموعههای فازی و مجموعههای ژولیده
سیستم فازی3-1- مقدمهمشخص کردن وبگاههای دامگستریشده کاری پیچیده و در عین حال پویا است که عوامل و معیارهای فراوانی در آن مؤثر هستند. همچنین به دلیل عدم قطعیت و ابهام موجود در این تشخیص، مدل منطق فازی میتواند ابزار کارآمدی در ارزیابی و شناسایی وبگاههای دامگستری شده باشد چراکه روشی طبیعی برای کار کردن با عوامل کیفی را در اختیار ما قرار میدهد.
در سامانه‌های عملی، اطلاعات مهم از دو منبع سرچشمه می‌گیرند: یکی افرادِ خبره که دانش و آگاهیشان را دربارهی سامانه با زبان طبیعی تعریف می‌کنند. منبع دیگر اندازه گیریها و مدل‌های ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شده‌اند. لذا مسئلهی مهم، ترکیبِ این دو نوع از اطلاعات در طراحی سامانه‌ها است. در انجام این امر سؤالی کلیدی وجود دارد و آن اینکه چگونه می‌توان دانش بشری را در چارچوبی مشابه مدل‌های ریاضی فرمولبندی کرد. به عبارتِ دیگر سؤال اساسی این است که چگونه می‌توان دانش بشری را به فرمولی ریاضی تبدیل کرد. اساساً آنچه سامانه‌های فازی انجام می‌دهد، همین تبدیل است.
نظریهی مجموعههای ژولیده نیز همچون فازی با مسائل شامل عدم قطعیت و ابهام سرو کار دارد. اصولاً مجموعهی ژولیده، تقریبی از مفهومی مبهم به کمک یک زوج مفهوم صریح به نام «تقریب بالا» و «تقریب پایین» است. امروزه این نظریه در هوش مصنوعی، سامانههای خبره، دادهکاوی، علوم شناختی، یادگیری ماشین، کشف دانش و تشخیص الگو کاربردهای فراوانی دارد. در این فصل ابتدا با بررسی نظریهی مجموعه‌های فازی به تعریف سامانهی فازی پرداخته و ویژگیها و مبانی ریاضی مورد نیاز در طراحی سامانهی فازی را بیان خواهیم کرد. سپس به طور اجمالی نظریهی مجموعههای ژولیده و ترکیب آن را با مجموعههای فازی را شرح خواهیم داد.
3-2- نظریه‌ی مجموعه‌های فازیمحققانی که با مواد فیزیکی سر و کار دارند باید توجه خود را به استانداردهای بسیار دقیق، روشن و حتمی معطوف کنند. متر به عنوان استانداردی برای اندازه گیری پذیرفته شده است اما در شرایطی ممکن است ریزترین تقسیم بندی به‌کار برود ولی درآزمایشگاه به معیاری بازهم کوچکتر نیاز باشد. به عبارت دیگر به‌طور حتم و یقین در همه‌ی معیار‌های اندازه‌گیری ، بدون توجه به دقت و شفافیت، امکان خطا وجود دارد. دومین پدیدهی محدود کنندهی حتمیت مورد انتظار، کاربرد زبان محاورهای برای توصیف و انتقال دانش و آگاهی است. همه‌ ما تجربه‌ی سوء تفاهمات ناشی از بکارگیری واژه‌ها در غیر معنی اصلی خود در زندگی عادی و روزمره‌ی خویش را داریم. درک ما از مفهوم واژه‌ها با شالوده‌های فرهنگی و ارتباطات شخصی ما گره خورده است. بدین لحاظ،‌ اگر چه ممکن است در اصل معنی واژه‌ها تفاهم داشته و قادر به ارتباط نسبی و قابل قبول در اغلب موارد با همدیگر باشیم، لیکن توافق کامل و بدون ابهام در بسیاری از مواقع بسیار مشکل و بعید به نظر می‌رسد. به عبارت دیگر، زبان طبیعی و محاوره ای غالباً دارای مشخصه‌ی ابهام و عدم شفافیت است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Ross</Author><Year>2004</Year><RecNum>23</RecNum><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zp5v9zvzhsrr25et59bv5vso2pevxeda525z">23</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Timothy J. Ross</author></authors></contributors><titles><title>Fuzzy logic with engineering applications</title></titles><dates><year>2004</year></dates><publisher>John Wiley &amp; Sons,ltd</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>(Ross, 2004).
عسگر لطفی زاده در سال 1965 نظریهی جدید مجموعههای فازی را که از نظریه‌ی احتمالات متمایز بود ابداع کرد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Ross</Author><Year>2004</Year><RecNum>23</RecNum><record><rec-number>23</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="zp5v9zvzhsrr25et59bv5vso2pevxeda525z">23</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Timothy J. Ross</author></authors></contributors><titles><title>Fuzzy logic with engineering applications</title></titles><dates><year>2004</year></dates><publisher>John Wiley &amp; Sons,ltd</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>(Ross, 2004). زاده علاقه‌ی فراوانی به حل مسائل سامانه‌های پیچیده به روش مدل سازی داشت. تجربه‌های گوناگون علمی و عملی او گویای این واقعیت بود که روش‌های معمول ریاضی قادر به این طریق از مدل‌سازی نبودند.
به‌رغم مجموعه‌های کلاسیک با مرز‌های قطعی مجموعه‌های فازی دارای مرز‌های قطعی و شفافی نیستند. عنصر یاد شده ممکن است در یک مجموعه دارای درجه‌ی عضویتی بیشتر و یا کمتر از عناصر دیگر باشد. هر مجموعه‌ی فازی با تابع عضویت خاص خود قابل تعریف است و هر عضو در داخل آن با درجه‌ی عضویتی بین صفر تا یک مشخص می‌شود. در ابتدا، نظریه‌ی پیشنهادی مجموعه‌های فازی مورد استقبال زیاد قرار نگرفت. لیکن در دهه 1970 چندین اثر مهم و پایه ای توسط این پژوهشگران منتشر شد که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرد. به‌عنوان نمونه نظریه‌ی بسیار مهم کنترل فازی و سپس کاربرد موفقیت آمیز آن در صنعت در این برهه از زمان ارائه شد. امروزه علاوه بر کاربرد‌های مهندسی، در دنیای تجارت، سرمایه، اقتصاد، جامعه شناسی و سایر زمینه‌های علمی بویژه سامانه‌های تصمیم‌یار از از نظریه‌ی فازی استفاده‌های فراوان می‌شود. کاربرد نظریه‌ی فازی همچنین در سامانه‌های خبره، سامانه‌های پایگاه داده و بازیابی اطلاعات، تشخیص الگو و خوشه‌بندی، سامانه‌های روباتیک، پردازش تصویر و سیگنال‌ها، بازشناسی صحبت، تجزیه و تحلیل ریسک، پزشکی، روانشناسی، شیمی، اکولوژی و اقتصاد به وفور یافت می‌شود (فسنقری، 1385).
با دقت در زندگی روزمرّه خواهیم دید که ارزشگذاری گزاره‌ها در مغز انسان و نیز اکثر جملاتی را که در زبان گفتاری به‌کار می‌بریم ذاتاً فازی و مبهم هستند. از این‌رو به‌منظور شبیه سازی و به دست آوردن مدل ریاضی برای منطق زبانی، منطق فازی به ما اجازه می‌دهد به تابع عضویت مقداری بین صفر و یک را نسبت داده، ابهام را جایگزین قطعیت کنیم.
با دانستن اصول اولیه مربوط به منطق قطعی و مجموعه‌های قطعی، با تکیه بر اصول فازی، به تعریف منطق و مجموعه‌های فازی می‌پردازیم. به‌گونه ای که روابط و تعاریف مجموعه‌های فازی در حالت خاص باید همان روابط و تعاریف مجموعه‌های قطعی باشد.
اگر X مجموعهی مرجعی باشد که هر عضو آن را با x نمایش دهیم مجموعه فازی A در X به‌صورت زوج‌های مرتب زیر بیان می‌شود:
(3-1)
تابع عضویت و یا درجه‌ی عضویت است که مقدار عددی آن، میزان تعلق x به مجموعه‌ی فازی را نشان می‌دهد. برد این تابع، اعداد حقیقی غیر منفی است که در حالت معمولی به صورت فاصله‌ی بسته‌ی [1و0] در نظر گرفته می‌شود. بدیهی است در صورتی‌که برد این تابع تنها اعداد صفر و یک باشد همان مجموعهی قطعی را خواهیم داشت.
در تمامی کاربردهای فازی به تعریف تابع عضویت نیاز داریم. لذا در ذیل به چند نمونه از توابع عضویت معروف اشاره شده است PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA (تشنه لب و همکاران، 1389):
الف) تابع عضویت زنگوله‌ای (گوسی): تابع عضویت زنگوله‌ای برای دو حالت پیوسته و گسسته در شکل (3-1) نشان داده شده و معادله‌ی مربوط به حالت پیوسته در رابطهی (3-2) تعریف شده است:
(3-2) μAxi=11=d(xi-c)2که در آن d پهنای زنگوله، عنصری از مجموعه‌ی مرجع و c مرکز محدوده‌ی عدد فازی است. برای حالت گسسته فرمول خاصی وجود ندارد و تنها پس از رسم نقاط مربوط به عدد فازی، شکلی مشابه با قسمت ب در شکل 3-1، به دست می‌آید.
الف) تابع عضویت زنگوله ای برای حالت پیوسته
ب) تابع عضویت زنگوله ای برای حالت گسسته

c
d
x

c
x
1
1

شکل 3-1 تابع عضویت زنگوله ایب) تابع عضویت مثلثی: تابع عضویت عدد مثلثی (شکل 3-2) با رابطهی زیر تعریف می‌شود:
(3-3) μAx=0 if c-x<b21-2c-xb if c-x>b2a
c
b
x

1

شکل 3-2 تابع عضویت مثلثیج) تابع عضویت ذوزنقه‌ای: تابع عضویت عدد ذوزنقه ای (شکل 3-3) با رابطهی زیر تعریف می‌شود:
(3-4) μAx=x-a1b1-a1 a1≤x≤b11 b1≤x≤b2 x-a2b2-a2 a1≤x≤b10 else

x
1

شکل 3-3 تابع عضویت ذوزنقه ایدر این قسمت عملیات اساسی بر روی چند مجموعه فازی را بیان میکنیم PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA (تشنه لب و همکاران، 1389):
الف-مکمل: مکمل مجموعه‌ی فازی A مجموعه‌ی فازی است و تابع عضویت آن بدین شکل تعریف می‌شود.
(3-5) μAx=1-μA(x)ب- اجتماع: با فرض آنکه A و B دو مجموعه‌ی فازی در U باشند، اجتماع دو مجموعه‌ی فازی A و B به صورت ذیل تعریف می‌شود:
(3-6)
ج- اشتراک: با فرض آنکه A و B دو مجموعه‌ی فازی در U باشند، اشتراک دو مجموعه‌ی فازی A و B به صورت ذیل تعریف می‌شود:
(3-7)
به دلیل نوع اظهار نظری که خبرگان امنیت در هنگام جمع آوری اطلاعات مورد نیاز داشتند و به سبب سهولت در جمع آوری اطلاعات مورد نظر، محاسبات ریاضی به کار رفته در طراحی سامانهی خبره تشخیص دامگستری، با استفاده از اعداد ذوزنقه ای صورت گرفته است. لذا در ادامه به تشریح چگونگی عملیات محاسباتی اعداد ذوزنقهای پرداخته شده است (فسنقری، 1385؛ PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48
UmVjTnVtPjE2PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xNjwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1OWJ2NXZzbzJw
ZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTY8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+
NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPldpbGxpYW0gU2lsZXIg
YW5kIEphbWVzIEouIEJ1Y2tsZXk8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RnV6enkgZXhwZXJ0IHN5c3RlbXMgYW5kIGZ1enp5IHJlYXNvbmluZzwvdGl0
bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjIwMDU8L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPkpv
aG4gd2lsZXkgJmFtcDsgc29ucyxpbmMuPC9wdWJsaXNoZXI+PHVybHM+PC91cmxzPjwvcmVjb3Jk
PjwvQ2l0ZT48Q2l0ZT48QXV0aG9yPlRydWJhdGNoPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk5NzwvWWVhcj48
UmVjTnVtPjE5PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xOTwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1OWJ2NXZzbzJw
ZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTk8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+
NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPlJpemEgQy4gQmVya2Fu
IFNoZWxkb24gTC4gVHJ1YmF0Y2g8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RnV6enkgU3lzdGVtcyBEZXNpZ24gUHJpbmNpcGxlczogQnVpbGRpbmcgRnV6
enkgSWYtVGhlbiBSdWxlczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjE5OTc8L3llYXI+
PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPklFRUUgUHJlc3M8L3B1Ymxpc2hlcj48dXJscz48L3VybHM+PC9y
ZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+2KfZgdmK2YjZhtmKPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTM4
NTwvWWVhcj48UmVjTnVtPjE1PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xNTwvcmVjLW51
bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9InpwNXY5enZ6aHNycjI1ZXQ1
OWJ2NXZzbzJwZXZ4ZWRhNTI1eiI+MTU8L2tleT48L2ZvcmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFt
ZT0iQm9vayI+NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9ycz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPjxzdHls
ZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+
2YUuINiq2LTZhtmHINmE2Kg8L3N0eWxlPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1
bHQiIHNpemU9IjEwMCUiPiw8L3N0eWxlPjwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+PHN0eWxlIGZhY2U9Im5v
cm1hbCIgZm9udD0iZGVmYXVsdCIgY2hhcnNldD0iMTc4IiBzaXplPSIxMDAlIj7Zhi4g2LXZgdin
2b7ZiNixPC9zdHlsZT48c3R5bGUgZmFjZT0ibm9ybWFsIiBmb250PSJkZWZhdWx0IiBzaXplPSIx
MDAlIj4sPC9zdHlsZT48L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9
ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+2K8uINin2YHZitmI2YbZijwvc3R5
bGU+PHN0eWxlIGZhY2U9Im5vcm1hbCIgZm9udD0iZGVmYXVsdCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+LDwvc3R5
bGU+PC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+PHRpdGxlPjxzdHls
ZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRlZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+
2LPZitiz2KrZheKAjNmH2KfZiiDZgdin2LLZiiDZiCDZg9mG2KrYsdmEINmB2KfYstmKPC9zdHls
ZT48L3RpdGxlPjwvdGl0bGVzPjxlZGl0aW9uPjM8L2VkaXRpb24+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjEzODU8
L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHViLWxvY2F0aW9uPjxzdHlsZSBmYWNlPSJub3JtYWwiIGZvbnQ9ImRl
ZmF1bHQiIGNoYXJzZXQ9IjE3OCIgc2l6ZT0iMTAwJSI+2KrZh9ix2KfZhjwvc3R5bGU+PC9wdWIt
bG9jYXRpb24+PHB1Ymxpc2hlcj48c3R5bGUgZmFjZT0ibm9ybWFsIiBmb250PSJkZWZhdWx0IiBj
aGFyc2V0PSIxNzgiIHNpemU9IjEwMCUiPtiv2KfZhti02q/Yp9mHINi12YbYudiq2Yog2K7ZiNin
2KzZhyDZhti12YrYsdin2YTYr9mK2YYg2LfZiNiz2Yo8L3N0eWxlPjwvcHVibGlzaGVyPjx1cmxz
PjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PC9FbmROb3RlPn==
ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA تشنه لب و همکاران، 1389).
اگر A و B دو عدد فازی ذوزنقهای به شکل زیر باشند:
(3-8) A1=a11,b11,b21,a21 , A2=(a12,b12,b22,a22)آنگاه داریم:
الف- جمع اعداد فازی:
(3-9) A1+A2=(a11+a12,b11+b12,b21+b22,a21+a22)ب- ضرب عدد حقیقی در عدد ذوزنقه ای: حاصلضرب عدد ذوزنقه ای A در عدد حقیقی r نیز عددی ذوزنقه ای است.
(3-10) rA=(ra1,rb1,rb2,ra2) ج- تقسیم عدد ذوزنقه ای بر عددی حقیقی: این عملیات به صورت ضرب A در تعریف می‌شود، مشروط بر آنکه باشد.
(3-11) Ar=(a1r, b1r,b2r,a2r)3-3- سامانهی فازیسامانه، مجموعهای از اجزا است که برای رسیدن به هدف معیّنی گرد هم جمع آمده اند؛ به‌طوری‌که باگرفتن ورودی و انجام پردازش بر روی آن، خروجی مشخصی را تحویل می‌دهد (Wasson, 2006).
سامانه‌های فازی، سامانه‌هایی «دانش-بنیاد» یا «قاعده-بنیاد» هستند. قلب هر سامانهی فازی پایگاه قواعدِ آن است که از قواعد «اگر-آنگاه» فازی تشکیل شده استPEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5CdWNrbGV5PC9BdXRob3I+PFllYXI+MjAwNTwvWWVhcj48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ADDIN EN.CITE.DATA (تشنه لب و همکاران، 1389، ص113). قاعدهی اگر-آنگاه فازی، عبارتی متشکل از دو بخش «اگر» و «آنگاه» است که در آنها مقدار متغیر فازی با استفاده از توابعِ عضویت مشخص شده‌اند. به‌عنوان مثال می‌توان قاعده فازی ذیل را مطرح کرد:
« اگر سرعت خودرو بالا است، آنگاه نیروی کمتری به پدال گاز وارد کنید. »
که کلمات بالا و کم توسط توابعِ عضویت نشان داده شده در شکل 3-4، مشخص شده‌اند.
45
55
65
1
سرعت (متر/ثانیه)
تابعِ عضویت "بالا"
1
نیروی پدال
تابعِ عضویت "کم"
4
7
10
الف- تابعِ عضویت واژه بالا
الف- تابعِ عضویت واژه کم

شکل 3-4 تابع عضویت برای واژه "بالا" و "کم" در مثال اتومبیلحداکثر تعداد قواعد فازی در پایگاه قواعد فازی برای سامانهای که از دو ورودی تشکیل شده است و مقادیر آنها به‌صورت واژگان زبانی بیان می‌شود برابر m×n (حاصل‌ضرب تعداد واژگان زبانی ورودی) است که برای به دست آوردن l خروجیِ متفاوت (l<m×n) به‌عنوان نتیجه یا خروجی سامانه، مورد استفاده قرار می‌گیرند. قواعد این سامانه را می‌توان در جدولی مانند جدول 3-1، جمع آوری کرده و به عنوان پایگاه قواعد سامانه استفاده کرد. در این جدول فرض بر آن بوده است که در تعیین قواعد، متغیر اول یا A از n واژه‌ی زبانی و B نیز از m واژه‌ی زبانی تشکیل یافته اند.
مشابه شکل 3-5، با قرار دادن یک فازی‌ساز در ابتدای ورود متغیرها برای تبدیلشان به مجموعه‌های فازی و استفاده از وافازی‌ساز در انتهای خروجی سامانه برای تبدیل مجموعه‌های فازی به متغیر‌هایی با مقادیرِ حقیقی، می‌توان سامانهی فازی با فازی‌ساز و وافازی‌ساز را ایجاد کرد (Filev and Yager,1993).
جدول 3-1 پایگاه قواعد سامانه با دو متغیر ورودی ... ... ... ...
... ... ... ... ...
... ... ... ... ...

شکل 3-5 ساختار اصلی سامانهی فازی با فازی‌ساز و نافازی‌سازسامانهی خبرهی فازی برای تشخیص دامگستری، اطلاعات را در قالب عدد دریافت کرده و خروجی‌ای هم که به کاربران تحویل می‌دهد در قالب عدد است لذا از سامانهی فازی در شکل 3-5 پیروی می‌کند و دانش خبرگان را در قالب گزاره‌های فازی مورد استفاده قرار می‌دهد.3-4- نظریهی مجموعههای ژولیدهدر سال 1982 نظریهی مجموعههای ژولیده توسط پاولاک به عنوان تعمیمی از نظریهی مجموعهها برای مطالعهی سامانههای هوشمند با اطلاعات ناکافی و نادقیق ارائه گردید. این نظریه، مشترکات زیادی با نظریهی گواه و نظریهی مجموعههای فازی دارد. در سالهای اخیر روشهای زیادی برای درک و بهکارگیری دانش ناکامل ارائه شده است. یکی از موفقترین این روشها، نظریهی مجموعههای فازی است. نظریهی مجموعههای ژولیده، رویکرد ریاضی دیگری برای حل این مسئله است و همچون فازی با مسائل شامل عدم قطعیت و ابهام سر و کار دارد. نظریهی مجموعههای فازی و مجموعههای ژولیده نه رقیب که مکمل یکدیگر هستند (Dubois and P--e, 1992; Pawlak, 1995).
مجموعهی ژولیده، تقریبی از یک مفهوم مبهم به کمک یک زوج مفهوم صریح به نام «تقریب بالا» و «تقریب پایین» است. هر زیرمجموعهی دلخواه از مجموعهی مرجع، بین تقریبهای پایین و بالای خود قرار میگیرد، به این معنی که هر عنصر در تقریب پایین، لزوماً عضوی از مجموعه خواهد بود، ولی عناصر تقریب بالا، ممکن است عضو مجموعه نباشند. نظریهی مجموعههای ژولیده برای حذف ویژگیهای دارای افزونگی از مجموعههای دادهای با مقادیر گسسته، به کار میرود (Jensen and Shen, 2004).
مفاهیم اصلی در نظریهی مجموعههای ژولیده عبارتند از (Wang and Zhou, 2009):
الف- سامانهی اطلاعاتی/ تصمیم: سامانهی اطلاعاتیِ مجموعه، به صورت چهارتایی S=<U,A=C∪D,Vaa∈At,faa∈At) تعریف میشود که در آن U مجموعهی غیرتهی از موضوعات، A مجموعه غیرتهی از ویژگیها است که شامل دو زیرمجموعه C مجموعه ویژگیهای شرایط و D مجموعه ویژگیهای تصمیم میباشد، Va مجموعه غیرتهی از مقادیر برای هر ویژگی و fa:U→2va یک تابع اطلاعات برای ویژگی a∈A میباشد. سامانهی اطلاعاتی ابزار مناسبی برای نمایش موضوعات برحسب مقادیرشان است.
ب- عدم تمایز: نسبت به یک ویژگی دلخواه a∈A یک رابطه Ra به صورت زیر داده شده است:
(3-12) ∀x,y∈UxRay ⇔fax=fa(y)یعنی دو موضوع از دید ویژگی a نامتمایز نامیده میشوند، اگر و تنها اگر دقیقاً مقادیر مشابهی داشته باشند. Ra یک رابطه همارزی است که خواص بازتابی، تقارن و تعدی آن بلافاصله از تعریف نتیجه میشود. برای یک زیرمجموعه از ویژگیها مانند P⊆A این تعریف را میتوان تعمیم داد:
(3-13) ∀x,y∈UxRPy ⇔∀a∈Pfax=fa(y)برای عنصر x∈U کلاس همارزی توسط رابطه INDP=yxRPy تعریف میشود. افراز مجموعه مرجع U که توسط رابطه RP تولید میشود را با U/Pنمایش میدهیم.
ج- تقریبهای پایین و بالا و نواحی مثبت، منفی و مرزی: برای هر زیرمجموعه X⊆U، تقریبهای پایین و بالا به صورت زیر ساخته میشود:
(3-14) PX=x[x]P⊆XPX=x[x]P∩X≠∅فرض کنید P و Q روابط همارزی روی U باشند، نواحی مثبت، منفی و مرزی به ترتیب به صورت زیر تعریف میشوند:
(3-15) POSPQ=X∈U/QPX, NEGPQ=U-X∈U/QPX,BND=X∈U/QPX-X∈U/QPX.ناحیه مثبت شامل تمام موضوعاتی از Uاست که با استفاده از دانش موجود در ویژگیهای P میتوانند در کلاسهای U/Q طبقهبندی شوند. ناحیه مرزی شامل تمام موضوعاتی است که با احتمال و نه با قطعیت قابل طبقهبندی هستند و ناحیه منفی مجموعهای از ویژگیها است که نمیتوانند در کلاسهای U/Q طبقهبندی شوند. شکل 3-6 نمایشی از این نواحی را برای مجموعه Xنمایش میدهد.

user8251

فهرست جداول
عنوانصفحه
TOC h z t "فهرست جداول;1" جدول 1-1- موقعیت و مقدار اسیدهای چرب در عصاره C.orientalis PAGEREF _Toc369168412 h 17جدول 2-1- محلول مواد معدنی کم نیاز (A) PAGEREF _Toc369168413 h 34جدول 2-2- محلول مواد معدنی اصلی (C) PAGEREF _Toc369168414 h 35جدول 2-3- محلول بافر مواد معدنی (B) PAGEREF _Toc369168415 h 35جدول 2-4- محلول ریزازورین PAGEREF _Toc369168416 h 35جدول 2-5- محلول احیاء کننده PAGEREF _Toc369168417 h 35جدول 2-6- نسبت محلول‌ها در ترکیب بزاق مصنوعی PAGEREF _Toc369168418 h 36جدول 2-7 PAGEREF _Toc369168419 h 45جدول 2-8 PAGEREF _Toc369168420 h 45جدول 2-9 PAGEREF _Toc369168421 h 45جدول 2-10- اجزای محیط کشت جهت رشد باکتری‌های شکمبه PAGEREF _Toc369168422 h 46جدول 2-11- ترکیب رقیق کننده بی‌هوازی (A.D.S) PAGEREF _Toc369168423 h 47جدول 3-1 گاز حاصل از تخمیر جیره و عصاره‌های گیاهان دارویی پس از 96 ساعت انکوباسیون PAGEREF _Toc369168424 h 51جدول 3-2- اثر سطوح مختلف پنج عصاره بر فراسنجه‌های تولید گاز PAGEREF _Toc369168425 h 52جدول 3-3- تعداد کل باکتری‌ها در هر میلی لیتر مایع شکمبه بعد از تاثیر عصاره‌ها PAGEREF _Toc369168426 h 56
فصل اولمقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته
1-1- مقدمهدر بین حیوانات اهلی گیاهخوار، نشخوارکنندگان سهم بزرگی را در تامین خوراک و سلامت بشر دارند. از طرفی تغذیه نقش اصلی را در بازده اقتصادی و عملکردی این دام‌ها داشته به طوری که تقریبا دوسوم از کل هزینه تولیدات دامی در واحدهای مختلف پرورش دام به هزینه‌های خوراک اختصاص داشته و از طرفی با توجه به مسئله کمبود پروتئین حیوانی و افزایش تولید با منابع علوفه‌ای موجود، لازم است تا از ارزش تغذیه‌ای منابع خوراکی قابل دسترس و مکمل‌های قابل استفاده به منظور افزایش راندمان تولید اطلاع کافی وجود داشته باشد (امیرخانی، 1386). از این رو اهمیت تغذیه مناسب نشخوارکنندگان ایجاب می‌نماید که ارزش غذایی هر یک از مواد خوراکی و اجزای تشکیل دهنده آنها طبق روش‌های صحیح و استاندارد تعیین گردد (قورچی، 1374).
معده حیوانات نشخوارکننده از چهار بخش شکمبه، نگاری، هزارلا و شیردان تشکیل گردیده است (آلاوونگ و همکاران، 2010). سه بخش اول فاقد هر گونه غده بوده و پیش معده نامیده شده و دو بخش آخر جایی است که هضم میکروبی یا تخمیر در آن صورت می‌پذیرد (منصوری و همکاران، 1381). شکمبه دارای انواع باکتری، پروتوزوآ و قارچ است اما باکتری در تمام جنبه‌های تخمیر شکمبه‌ای نقش غالب را بازی می‌کند (راسل و همکاران، 2002).
حیوانات نشخوارکننده (گاو، گوسفند، بز و غیره) آنزیم‌های تجزیه‌کننده فیبر را نمی‌سازند و برای استفاده از ترکیبات دیواره سلولی گیاهان متکی به میکروارگانیسم‌های مستقر در دستگاه گوارش خود می‌باشند به این ترتیب که حیوان برای میکروارگانیسم‌ها زیستگاهی فراهم می‌کند به نام شکمبه و در عوض میکروارگانیسم‌ها نیز با تخمیر خوراک و تولید انواع اسیدها، پروتئین‌های میکروبی و ویتامین‌ها را برای نشخوارکننده قابل استفاده می‌نمایند (راسل و همکاران، 2002).
متناسب با نوع خوراک مصرفی روزانه در گاو 100 تا 190 لیتر بزاق ترشح می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). بزاق مرکب از بی کربنات و فسفات بوده و به عنوان یک عامل بافری مهم در شکمبه عمل می‌نماید (منصوری و همکاران، 1381).
1-2- محتویات شکمبه و ویژگی‌های تخمیر در نشخوارکنندگانمحتویات شکمبه به صورت لایه‌هایی از ناحیه شکمی تا ناحیه پشتی از هم متمایز می‌باشند همچنین بین محتویات قسمت‌های قدامی و خلفی شکمبه نیز تفاوت‌هایی وجود دارد گازهای حاصل از تخمیر در قسمت فوقانی شکمبه تجمع می‌یابند، علوفه‌های بلند یک لایه بزرگ و متراکم از مواد جامد را تشکیل می‌دهند که مقدار نسبتا کمی مایع همراه آن وجود دارد و ذرات ریزتر در زیر آن قرار می‌گیرند. بخش مایع نیز پایین‌ترین قسمت را اشغال می‌کند (منصوری و همکارن، 1381).
1-2-1- گازهای حاصل از تخمیرتولید گاز در نشخوارکنندگانی نظیر گاو 2 تا 4 ساعت بعد از هر وعده غذایی به سقف 40 لیتر در ساعت می‌رسد یعنی زمانی که سرعت تخمیر در بیشترین مقدار خود می‌باشد (چیبا و همکاران، 2009). گازهای اصلی شکمبه عبارتند از:
(60%) 2CO، (30 تا 40) 4CH، مقادیر متفاوتی از 2N، مقدار کمی 2H و 2O (چیبا و همکاران، 2009). گازهای تجمع‌یافته در قسمت فوقانی شکمبه را عمدتا گازهای کربنیک و متان تشکیل می‌دهند (منصوری و همکاران، 1381). نشخوارکنندگان مسئول تولید 16 الی 20 درصد از گاز متان گلخانه‌ای اتمسفر می‌باشند که 75% آن به وسیله‌ی گاوها تولید می‌شود (بهاتا و همکاران، 2007).
متان یک گاز گلخانه‌ای قوی می‌باشد (سیروهی و همکاران، 2012) و بعد از 2CO عامل اصلی اثر گلخانه‌ای است به طوری که حدود 20 درصد از اثر گلخانه‌ای به دلیل حضور گاز متان می‌باشد. نشخوارکنندگان مسئول تولید 16 الی 20 درصد از گاز متان گلخانه‌ای اتمسفر می‌باشند (شکل 1-1) که 75% آن به وسیله‌ی گاوها تولید می‌شود و تولید متان حدود 2 الی 12 درصد از کل انرژی حاصله از غذا را از دسترس حیوان خارج کرده (بهاتا و همکاران، 2007) لذا امروزه متخصصین تغذیه دام به منظور کاهش اتلاف انرژی فوق، به ترکیبات ضد میکروبی مانند یونوفرها، آنتی بیوتیک‌ها و اخیرا گیاهان دارویی توجه بسیاری مبذول داشته‌اند زیرا این ترکیبات بر روی فعالیت میکروارگانیسم‌های تولیدکننده هیدروژن اثر ممانعت کنندگی دارند (سیروهی و همکاران، 2012). متان بعد از عامل اصلی اثر گلخانه‌ای است حدود 20 درصد از اثر گلخانه‌ای به دلیل حضور گاز متان می‌باشد (بهاتا و همکاران، 2007).

شکل 1-1- متابولیسم NADH H+ و تولید متان در نشخوارکنندگان1-2-2- اسیدهای چرب فرارمقدار اسیدهای چرب فرار کوتاه زنجیر 4 ساعت بعد از مصرف خوراک به حداکثر می‌رسد (آلاوونگ و همکاران، 2010). اسیدهای چرب فرار منبع اصلی تامین انرژی قابل متابولیسم برای حیوان نشخوارکننده می‌باشند (منصوری و همکاران، 1381). حدود 60 الی 70 درصد از انرژی اپیتلیوم روده از اسیدهای چرب کوتاه زنجیر، به ویژه از بوتیرات مشتق شده اسیدهای چرب کوتاه زنجیر حدود 80 درصد از انرژی نگهداری نشخوارکنندگان را تامین می‌کنند، اسیدهای چرب فرار اصلی شکمبه به ترتیب فراوانی عبارتند از: استیک، پروپیونیک، بوتیریک، ایزوبوتیریک، والریک، ایزو والریک، 2-متیل بوتیریک، هگزانوئیک و هپتانوئیک اسید که در بخش‌های مختلف شکمبه بر اثر تخمیر میکروبی فیبر جیره تولید می‌شوند (آلاوونگ و همکاران، 2010). تولید اسیدهای چرب فرار حاصل از تخمیر میکروبی، باعث کاهش pH شکمبه شده که توسط بزاق مجددا به حد نرمال (7/6=pH) خود باز گردانده می‌شود (سوناگاوا و همکاران، 2007). زیرا کاهش pHشکمبه تا کمتر از 2/6 سرعت هضم را کاهش داده و باعث افزایش مرحله تاخیر در هضم می‌شود. بزاق غدد بناگوشی سرشار از یون‌های نمکی (به ویژه سدیم، پتاسیم، فسفر و بی کربنات) است که ظرفیت بافری بزاق را تامین می‌کنند (منصوری و همکاران، 1381).
1-2-3- نیتروژن آمونیاکیتجزیه پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه برای تولید آمونیاک بسیار مورد توجه بوده زیرا آمونیاک برای رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌های شکمبه که کربوهیدرات‌ها را تخمیر می‌کنند ضروری است (منصوری و همکاران، 1381). از طرفی سنتز پروتئین میکروبی بستگی به حضور انرژی (حاصل از تخمیر مواد آلی موجود در شکمبه) و حضور نیتروژن حاصل از تجزیه‌ی منابع پروتئینی و غیر پروتئینی دارد و در عین حال آمونیاک شکمبه‌ای منبع اصلی برای سنتز پروتئین میکروبی به وسیله‌ی باکتری‌های شکمبه است (کارسلی و همکاران، 2000). آمونیاک سوبسترای مطلوب برای سنتز پروتئین توسط باکتری‌های سلولوتیک، متانزا و بعضی باکتری‌های آمیلولیتیک است (منصوری و همکاران، 1381). غلظت نرمال مورد نیاز از آمونیاک شکمبه‌ای برای حداکثر سنتز پروتئین میکروبی نامشخص است ولی در شرایط آزمایشگاهی این مقدار mg/dl 5 می‌باشد (کارسلی و همکاران، 2000).
1-2-4- ترکیب جمعیت‌های میکروبی در بخش‌های مختلف شکمبهاز نظر اکولوژیکی چند بخش مختلف در شکمبه وجود دارد و ترکیب جمعیت‌های میکروبی موجود در این بخش‌ها نیز متناسب با محل آن‌ها متفاوت می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381). مثلا باکتری‌های تجزیه کننده اوره به دیواره شکمبه می‌چسبند، قسمت عمده‌ی تک‌یاخته‌ها و قارچ‌ها در قسمت سطح محتویات شکمبه قرار دارند، بخش مایع عمدتا مخزن باکتری‌های هضم کننده مواد غیر سلولزی است که اجزای محلول در آب را تجزیه می‌کنند، لایه‌های پایینی شکمبه که آبکی‌تر بوده و هنوز هم دارای مقدار قابل توجهی الیاف قابل تخمیر است احتمالا غنی ترین منبع باکتری‌های سلولایتیک می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381).
1-3- میکروارگانیسم‌های شکمبهثبات محیط شکمبه و جریان منظم خوراکهای با قابلیت تخمیر بالا به عنوان سوبسترا به داخل آن، شکمبه را به عنوان محل مناسبی برای استقرار و رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها جهت فعالیت‌های تخمیری مطلوب گردانده است، به طوری که در آن گونه‌های متنوع میکروبی به طور مشترک در تجزیه کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها دخالت دارند. به طور کلی میکروارگانیسم‌های شکمبه به سه دسته باکتری‌ها، تک‌یاخته‌ها و قارچ‌های بی‌هوازی تقسیم بندی می‌شوند (منصوری و همکاران، 1381).
1-3-1- باکتری‌هاهر میلی لیتر از مایع شکمبه حاوی 10 الی 50 بیلیون باکتری می‌باشد (چیبا 2009). تا کنون بیش از 200 گونه باکتری از شکمبه جداسازی و شناسایی شده است (منصوری و همکاران، 1381). گروه‌های اصلی باکتری‌های شکمبه عبارتند از:
الف) سلولایتیک‌ها: سلولز را هضم می‌کنند.
ب) همی سلولولایتیک‌ها: همی سلولز را هضم می‌کنند.
پ) آمیلولایتیک‌ها: نشاسته را هضم می‌کنند.
ت) پروتئولایتیک‌ها: پروتئین را هضم می‌کنند.
س) پکتینولایتیک: پکتین را هضم می‌کنند.
ج) لیپولایتیک: لیپید را هضم می‌کنند.
چ) مصرف‌کننده‌های قندها: مونوساکاریدها و دی ساکاریدها را مصرف می‌کنند.
ح) مصرف‌کننده‌های اسیدها: اسیدهای لاکتیک، سوکسینیک، مالیک و غیره را مصرف می‌کنند.
خ) تولیدکننده‌های آمونیاک
د) سنتزکننده‌های ویتامین‌ها
ز) تولیدکننده‌های متان (چیبا، 2009).
همه‌ی این باکتری‌ها بی‌هوازی می‌باشند و بیشتر آن‌ها تخمیرکننده‌ی کربوهیدرات‌ها هستند از جمله باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی و باکتری‌های ثابت و متحرک. باکتری‌ها در روند تخمیر شکمبه‌ای نقش بسیار مهمی دارند (شکل 2-1)، هیدروژن ورودی منتقل می‌شود و سپس با مصرف شدن توسط متانوژن‌ها مقدار آن به تعادل می‌رسد. اگر باکتری‌های گرم مثبت کاهش یابند مقدار هیدروژن ورودی نیز کاهش می‌یابد و تخمیر به سمت پروپیونات، لاکتات و بوتیرات تغییر می‌یابد (چیبا، 2009). جمعیت زیادی از باکتری‌های آمیلولایتیک، پروتئولایتیک و باکتری‌های مصرف‌کننده اسید لاکتیک در روز اول پس از تولد در شکمبه ظاهر می‌شوند، باکتری‌های به شدت هوازی در روز دوم پس از تولد در شکمبه تجمع می‌یابند، باکتری‌های سلولایتیک و متان زا در روز چهارم ظاهر می‌شوند. 10 روز پس از تولد تعداد باکتری‌ها به حدود 108 در هر میلی‌لیتر می‌رسد (منصوری و همکاران، 1381).

شکل 1-2- روند تخمیر توسط باکتری‌های شکمبه‌ای1-3-2- تک‌یاخته‌هاتک‌یاخته‌ها متعلق به کلاس کینتوفراگمفرا و زیر کلاس وستیبولیفرا می باشند مژکداران به دو شاخه تریکوستوماتا و انتودیتیومورفیدا دسته‌بندی می‌شوند. تک‌یاخته‌ها از باکتری‌ها بزرگتر بوده و طول آن‌ها بین 5 تا 25 میکرومتر است (منصوری و همکاران، 1381). تراکم تک‌یاخته‌ها در شکمبه بین 104 تا 106 در هر میلی لیتر از مایع شکمبه گزارش شده و عمده تک‌یاخته‌های شکمبه مژکدار هستند اگر چه تعداد کمی تک‌یاخته تاژکدار نیز در شکمبه پیدا شده است (شین و همکاران، 2004). تک‌یاخته‌های مژکدار بعد از باکتری‌ها و قارچ‌ها در شکمبه ظاهر می‌گردند و به ندرت تا سن 2 هفتگی در نوزاد نشخوارکنندگان یافت می‌شوند آن‌ها معمولا در خلال هفته دوم پس از تولد یعنی هنگامی که غذای جامد جایگزین غذای مایع می‌شود در شکمبه ظاهر می‌شوند (منصوری و همکاران، 1381).
1-3-3- قارچ‌هاقارچ‌های بی‌هوازی شکمبه حدود 20 درصد توده میکروبی شکمبه را تشکیل می‌دهند که در 5 جنس نئوکالیماستکیس، کائکومایسس، آنائرومایسس، پیرومایسس و ارپینومایسس تقسیم‌بندی گردیده‌اند (منصوری و همکاران، 1381). سیکل زندگی قارچ‌ها دارای دو مرحله است: مرحله متحرک (زئوسپوری) که در این مرحله به صورت آزاد در مایع شکمبه یافت می‌شوند و دارای یک یا چند تاژک هستند و مرحله رشد و تکثیر گیاهی (اسپورانژیوم) که در این مرحله به وسیله‌ی سیستم رایزوئیدی به ذرات گیاهی می‌چسبد (دنمن و همکاران، 2006). چرخه زندگی قارچ‌ها در محیط کشت 24 تا 32 ساعت است (منصوری و همکاران، 1381). تراکم زواسپورها در مایع شکمبه 103 تا 105 در هر میلی لیتر مایع شکمبه است (منصوری و همکاران، 1381). قارچ‌های شکمبه تمام آنزیم‌های لازم برای تجزیه سلولز و همی سلولز و هیدرولیز الیگوساکاریدهای آزاد را تولید می‌کنند (دنمن و همکاران، 2006).
پروسه‌ی هضم در نشخوارکنندگان به وسیله‌ی واکنش‌های شیمیایی و محصولات تخمیری حاصل از عملکرد میکروارگانیسم‌های شکمبه انجام می‌پذیرد. با گسترش استفاده از مواد شیمیایی و تهدید میکروب‌های نامطلوب در طول چند دهه گذشته، تعادل میکروبی شکمبه در معرض خطر قرار گرفته است. امروزه فلور میکروبی شکمبه به عنوان یک عامل اساسی برای دستکاری شکمبه به منظور به دست آوردن بهترین عملکرد رشد حیوان و جلوگیری از بر هم خوردن تعادل میکروبی شکمبه مورد توجه قرار گرفته است (فروم هواتز، 2010). دستکاری شکمبه‌ای از طریق بهینه‌سازی فرمول جیره، استفاده از افزودنی‌های خوراکی و افزایش یا مهار گروه خاصی از میکروب‌ها امکان پذیر می‌باشد (کالسامیگلیا و همکاران، 2006).
استفاده از آنتی بیوتیک‌ها در تغذیه حیوانات، به عنوان محرکهای رشد ضد میکروبی بی‌شک برای بهبود فراسنجه‌های عملکردی حیوانات و پیشگیری از بیماری‌ها سودمند است. موننسین، گازولوسید و لیدلومایسین پروپیونات، اسپیرامایسین، ویرژینیامایسین و تایلوزین فسفات رایج‌ترین آنتی بیوتیک‌هایی هستند که در نشخوارکنندگان مصرف شده و همگی به خانواده آنتی بیوتیک‌های یون دوست تعلق دارند (برودیسکو و همکاران، 2000). نحوه عمل آنها مختل کردن شیب یونها از غشای سلول باکتریهای مستعد (یعنی آنهایی که این آنتی بیوتیک‌ها به صورت تخصصی علیه آنها عمل می‌کنند) می‌باشد و نتیجه آن تغییرات مفید در الگوی تخمیر شکمبه‌ای، افزایش نسبت پروپیونات به استات تولیدی، کاهش تولید متان و کاهش تجزیه پروتئین خوراک در شکمبه است که همه این‌ها باعث افزایش بازده غذایی و همچنین کاهش بروز اسیدوز و نفخ میگردد (کالاوی و همکاران، 2003).

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

اما تهدید امنیت زیستی برای سلامت انسان و حیوان، ناشی از افزایش مقاومت عوامل بیماریزا به آنتی بیوتیک‌ها و تجمع بقایای آنتی بیوتیک‌ها در تولیدات دامی و محیط باعث اعتراض گسترده برای حذف آنتی بیوتیک‌های محرک رشد از جیره حیوانات شده است. تولیدات طبیعی گیاهان، جایگزین‌های بالقوه‌ای برای آنتی بیوتیک‌هایی هستند که به خوراک دام افزوده می‌شوند. در سال‌های اخیر علاقه به خواص دارویی محصولات طبیعی (گیاهان، ادویه‌ها، گیاهان دارویی) به عنوان مکمل و افزودنی خوراک دام با پتانسیل بهبود سلامت و تولیدات دام و کاستن اثرات محیطی از تغذیه دام، به طور چشمگیری افزایش یافته است(محیطی اصل و همکاران، 1389).
گیاهان دارویی یک سری از متابولیت‌های ثانویه گوناگون مانند عصاره‌ها و اسانس‌ها را تولید می‌کنند که زمانی که این ترکیبات، استخراج شده و تغلیظ گردند می‌توانند بر جمعیت گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌های شکمبه شامل: باکتری‌ها، قارچ‌ها، پروتوزوآ و ویروس‌ها و به دنبال آن بر قابلیت هضم خوراک توسط نشخوارکنندگان اثرگذار باشند زیرا قابلیت هضم خوراک در نشخوارکنندگان تحت تاثیر عوامل گیاهی، حیوانی و میکروبی قرار دارد (محیطی اصل و همکاران، 1389).
از جمله مناطقی که می‌توان گیاهان داروئی خودرو را به فراوانی در آن‌ها یافت مراتع می‌باشند. مراتع با ارزش‌ترین و در عین حال ارزان‌ترین منبع خوراک دام در مناطق مختلف ایران از جمله استان اردبیل می‌باشند. از کل مساحت استان اردبیل که بالغ بر 1786730 هکتار می‌باشد 1076968/6 هکتار آن عرصه منابع طبیعی بوده که 1015000 هکتار آن را مراتع غنی از انواع گیاهان دارویی تشکیل می‌دهد. گیاهان دارویی در فصول مختلف و به فراوانی در سطح مراتع استان اردبیل یافت می‌شوند که از آن جمله می‌توان به اسطوخودوس، پنیرک، جاشیر، مرزنجوش، گلپر، هویج کوهی، مریم نخودی، بابونه، بومادران، پونه، گزنه، پولک، مریم گلی، علف چای، بارهنگ، گل گاو زبان، بولاغ اوتی، پاخری، سپیده، آویشن و غیره اشاره کرد (اداره آمار و اطلاعات سازمان جهاد کشاورزی استان اردبیل،1390).
نبود اطلاعات کافی از ارزش تغذیه‌ای گیاهان دارویی ، ارزش درمانی و موارد مصرف آنها، امکان استفاده بهینه از این منابع را در تغذیه دام و افزایش راندمان تولید، محدود ساخته است (نیکخواه،1385). در مجموع با احتساب و ارائه این گونه اطلاعات کمک قابل توجهی به افزایش تمایل کشت و مدیریت گیاهان دارویی و افزایش راندمان تولید دام صورت می‌گیرد. بنابراین در راستای تولید اطلاعات قابل استفاده در مدیریت دام و گیاهان دارویی منطقه، هدف این پژوهش تعیین اثر برخی از گیاهان دارویی مراتع استان اردبیل بر جمعیت میکروبی شکمبه تحت شرایط آزمایشگاهی می‌باشد.
1-4- اهمیت گیاهان داروییهزاران سال است که انسان از گیاه و عصاره‌های استخراج شده از آن‌ها استفاده می‌نماید. اولین اطلاعات ثبت شده در این خصوص به حدود 2600 سال قبل از میلاد در بین النهرین برمی‌گردد. قدیمی‌ترین سند نوشته شده در مورد تهیه عصاره‌های گیاهی به نوشته‌های مورخ یونانی، هرودوتوس برمی‌گردد (425 الی 484 قبل از میلاد مسیح).
با توجه به خصوصیات بیولوژیکی فعال و چندگانه عصاره‌های گیاهان داروئی این ترکیبات می‌توانند یک افزودنی جایگزین مناسب بسیاری از افزودنی‌های دیگر از جمله آنتی بیوتیک‌ها گردند. از جمله این خصوصیات می‌توان به فعالیت آنتی اکسیدانی، فعالیت ضدقارچی، فعالیت تسکین‌دهندگی، فعالیت ضد باکتریایی و ضد ویروسی اشاره کرد. به علاوه عصاره گیاهان داروئی به دلیل طعم و عطر خاص خود منجر به تحریک مصرف خوراک می‌شوند، کاهش تلفات و عدم نیاز به رعایت حذف پیش از کشتار در اغلب موارد و احتمال نبود ترکیبات باقیمانده مضر در تولیدات حیوانی و در عین حال حفظ سلامت محیط زیست از دیگر خواص گیاهان داروئی می‌باشد. به طور کلی میکروفلور دستگاه گوارش، مورفولوژی روده، تخلیه معده، فعالیت بخش‌های گوارشی داخلی و در نهایت فراسنجه‌های عملکردی تحت تاثیر ترکیبات گیاهی قرار می‌گیرد. عصاره‌های گیاهان داروئی باید در کشورهای کمتر توسعه یافته‌ای چون ایران بیشتر مورد توجه قرار گیرند زیرا دراین کشورها مشکلات حمل و نقل مانع بازاریابی برای محصولات کشاورزی حجیم شده و افزایش هزینه‌ها را در پی دارد اما عصاره‌های گیاهی از جمله گیاهان داروئی به دلیل کم حجم بودن این مشکلات را مرتفع نموده و استفاده از آنها مقرون به صرفه می‌باشد (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5- عوامل موثر در تولید عصاره‌های گیاهی1-5-1- اندام‌های خاص تولیدکننده عصاره‌های گیاهیمیزان و ترکیب عصاره گیاهی به نوع اندام مورد بررسی بستگی دارد. عصاره‌های گیاهی تجمع‌یافته در اندام‌های مختلف یک گیاه ممکن است به لحاظ ترکیب و مقدار متفاوت باشند. از جمله این اندام‌ها می‌توان به: پوست درخت، توت‌ها، گل‌ها، برگ‌ها، پوست میوه، رزین، ریشه، ریزوم، دانه‌ها و چوب اشاره کرد. اما در اکثر موارد اندام‌های مختلف دارای خصوصیات مشابهی هستند (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5-2- ساختار ترشحیعصاره‌های گیاهی توسط ساختارهای تخصص یافته متنوعی در گیاه تولید، ذخیره و آزاد می‌شود. ساختارهای ترشحی عبارتند از:
1-5-2-1- ساختار ترشحی خارجیتریکوم‌ها، نعناع، سدابیان، گرانیاسه، سیب‌زمینی و شاهدانه خانواده شمعدانی.
اسموفورها خانواده فلفل، ارکیده و شیپوریان.
1-5-2-2- ساختار ترشحی داخلیایدوبلاستها: خانواده برگ بو، مگنولیا، فلفل، شیپوریان، زرآوند، گل یخ.
حفره: خانواده سدابیان، مورد، میوپوراسه، هیپریکاسه و بقولات.
مجاری: خانواده چتریان، شمعدانی، کاج، مورد، بقولات و آناکاردیاسه (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5-3- عوامل اکولوژیکیتولید عصاره تا حد زیادی تحت زیادی تحت تاثیر عوامل اکولوژیکی و شرایط آب و هوایی از جمله تاثیرات خاک، مواد مغذی، آب، نور و دما قرار دارد. به طور کلی، افزایش نور و دما، اثر مطلوبی بر تولید عصاره‌های گیاهی دارد (فیگوییردو، 2008) تنش آبی در برخی گونه‌ها مانند اوسیوم باسیلی، ترخون (Ar--isia dracunculus) و شوید (Anethum graveolens) منجر به تولید دو برابر عصاره‌های گیاهی و تغییر در ترکیب آن‌ها می‌شود (سایمون و همکاران، 1992).
1-5-4- کشت و فرآوری گیاهمنشا گیاهان مورد استفاده برای تولید عصاره‌های گیاهی نقش مهمی در کیفیت عصاره به دست آمده دارد. امروزه گونه‌های حاوی عصاره قادر به رشد در مناطقی غیر از منطقه بومی خود می‌باشند. علاوه بر رویه مناسب کشاورزی، بهبود عملکرد محصولات باعث شده تا تولیدکنندگان کنترل لازم را بر روی تولید گیاهان دارویی و فرآیند آنها به منظور تهیه محصولی با کیفیت داشته باشد.
1-6- مشخصات گیاه‌شناسی گونه‌های مورد مطالعه1-6-1-گیاه سپیده (Crambe orientalis)این گیاه با 34 گونه یکی از بزرگ‌ترین جنس‌ها‌ی خانواده brassiceae از زیرخانواده‌های brassicaceae می‌باشد (رضوی و همکاران، 2009) خانواده brassicaceae شامل 13-19 زیرخانواده، 350 جنس و حدود 3500 گونه در جهان است.
جنس crambe در گیاه‌نامه ایران با سه گونه نمایش داده شده است C. Hispanical، C.kotschyana و C. orientalis L.
Crambe orientalis L گسترده‌ترین گونه‌ی مربوط به این جنس در ایران می‌باشد که سپیده نامیده می‌شود (شکل 3-1). این گونه به اندازه 5/1 متر رشد می‌کند و دارای ساقه و برگ‌های موج‌دار است که ممکن است به طول 5/0 متر هم برسد. گل‌ها سفید هستند و طی ماه‌های آوریل – جولای پدیدار می‌شوند. گونه‌های مختلفی از crambe ممکن است به عنوان سبزیجات، خوراک دام و یا گیاه دارویی مورد استفاده قرار گیرد (رضوی و همکاران، 2009).

شکل 1-3- گیاه دارویی Crambe orientalis LCrambe orientalis L یک گیاه پایا و دائمی به طول 30 الی 120 سانتیمتر بسته به فصل و توده جمعیت آن و گاهی 1/2 متر می‌باشد که اکثرا در مزرعه‌ها، دامنه‌ی کوه‌ها، باتلاق‌های خشک، زمین‌های سنگلاخی و خاک‌های رس رشد می‌کند. گیاه دارویی کرامپ در شرایط متفاوت از جمله در دماهای مختلف، ارتفاع، شرایط آفتابی و خشک سالی قادر به رشد و ادامه حیات می‌باشد که باعث شده این گیاه انتشار گسترده‌ای از غرب به شرق یافته است به طوری که از اروپا و شرق مدیترانه، به غرب آسیا و ایران گسترده شده است این گیاه برگ‌های بزرگی دارد که گاهی به طول 60 سانتیمتر می‌رسد برگ‌ها پر شکل و آویزان هستند و رایحه‌ای شبیه کلم پیچ دارد. برگ‌های جوان آن مزه و بوی خوشایندی نزدیک بوی فندق دارد (رضوی و همکاران، 2009) گل‌ها‌ی این گیاه سفید یا زرد و خوشه‌ای شکل هستند میوه‌های آن حتما به بلوغ می‌رسند مگر در باران‌های سنگین و بادهای تند (توتوس و همکاران، 2009).
تحقیقات فیتوشیمیایی اخیر روی بخش‌های هوایی برخی گونه‌های crambe حضور گلوکوزینولات‌ها و فلاونوئیدهای مختلف مانند لوتئولین، آپیژنین، کوئرستین و کامپفرول را آشکار ساخته است. این نشان می‌دهد که پتانسیل آنتی اکسیدانی قوی این گیاه در عصاره‌های متانولی و دی کلرو متانولی آن مربوط به فلاونوییدهای آن است. گلوکوزینولات تجزیه شده و تبدیل به ایزوتیوسیانات می‌شود لذا عصاره و اسانس گل‌ها و برگ‌های این گیاه دارای اثرات سیتوتوکسینی و فیتوتوکسینی می‌باشند. ترکیب اصلی عصاره و اسانس گل‌ها و سرگل‌های این گیاه، 2-متیل-5-هگزن انیتریل و 3-بوتنیل ایزوتیوسیانات می‌باشد عصاره هگزانی آن فعالیت ضدمیکروبی ندارد. ولی عصاره متانولی آن دارای اثرات ضد باکتریایی قوی علیه هر دو نوع باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی می‌باشد که می‌تواند به دلیل ایزوتیوسیانات باشد. این ترکیبات می‌توانند به راحتی به غشا نفوذ کنند بنابراین نقش دفاعی فعالی را برای گیاهان علیه امراض و گیاه خواران بازی می‌کنند. عصاره متانولی این گیاه قوی ترین اثر را نسبت به سایر انواع عصاره‌ها دارد. عصاره‌های هگزانی، دی کلرو متانولی و متانولی این گیاه بیشترین اثر Allelopathic را نشان می‌دهند که می‌تواند مرتبط با گلوکوزینولات و ایزوتیوسیانات باشد. به خاطر پتانسیل بالای خاصیت ضدمیکروبی برگ‌های C. orientalis این گیاه می‌تواند به عنوان یک گندزدای قوی و یک آنتی بیوتیک علیه میکروارگانیسم‌ها استفاده شود (رضوی و همکاران، 2009). دانه‌ها و میوه‌ی این گیاه غنی از روغن‌های فراری از جمله میرستیک، پالمیتیک، استئاریک، اولئیک، آراشیک، آراشیدونیک، اروسیک، لینولئیک، لینولنیک، پالمیتولئیک، لیگنوسرینیک و ایکوزانوئیک اسید (جدول 1-1) می‌باشند (اخونوو و همکاران، 2012). اروسیک اسید که در میان سایر اسیدهای چرب مربوط به روغن‌های فرار کرامپ بیشترین مقدار (39/39 درصد) را دارد یک هیدروکربن دارای 22 اتم کربن و یک پیوند دو گانه (22:1) می‌باشد. این ساختار نقطه‌ی ذوب و نقطه‌ی تبخیر بالایی (C229) به این ترکیب می‌دهد. توانایی بالا در برابر حرارت زیاد و داشتن حالت مایع در دماهای پایین این روغن را به چرب‌کننده‌ای قوی مبدل ساخته است.
جدول 1-1- موقعیت و مقدار اسیدهای چرب در عصاره C.orientalisاسیدهای چرب(%)تعداد کربن‌هامقدار در گیاه (%)
پالمیتولئیک اسید16:120/0
پالمیتیک اسید16:027/3
لینولئیک اسید18:242/12
لینولنیک اسید18:321/21
اولئیک اسید18:161/1
استئاریک اسید18:053/0
آراشیدونیک اسید20:042/0
اروسیک اسید22:139/39
نروونیک اسید24:199/0
لیگنوسریک اسید24:020/0
سیس-ایکوزانوئیک اسید20:195/9
ترانس- ایکوزانوئیک اسید20:139/1
SAFA87/4
MUFA 53/53
PUFA 63/33
جمع58/91
SAFA: saturated fatty acidsMUFA:monounsaturated fatty acids PUFA:polyunsaturated fatty acids

این گیاه همچنین محتوی آلکالوئید نیز می‌باشد. ترکیبات اصلی این گیاه از گروه الکالوئیدها عبارتند از:
بوتن-1-ایزوتیوسیانات و هیدروکربن‌های 2-متیوکسی هگزن و 3-متوکسی-4-هیدروکسی استیرن. کرامپ همچنین دارای انواع فیبر از جمله هولوسلولز، آلفا سلولز، سلولز، لیگنین، خاکستر و سیلیکا می‌باشد. محتوای لیگنین کرامپ 24/5 درصد و نسبت سلولز آن 40/1 درصد می‌باشد. بالاترین قابلیت انحلال‌پذیری آن با %1 NaoH برابر 34/9% می‌باشد. نسبت هولوسلولز و -سلولز آن نیز 70/50% است (اخونوو و همکاران، 2012).
گیاه دارویی کرامپ در شرایط متفاوت از جمله در دماهای مختلف، ارتفاع، شرایط آفتابی و خشک‌سالی قادر به رشد و ادامه حیات می‌باشد.
1-6-2- گیاه گلپر (Heracleum persicum)گونه‌های مختلفی از جنس Heracleum در قرن 19 میلادی از جنوب غرب آسیا به اروپا معرفی شدند و در حال حاضر به طور گسترده‌ای در بسیاری از کشورها یافت می‌شود جنس Heracleum در دنیا دارای حدود 60 الی 70 گونه می‌باشد که همه آن‌ها گونه‌های پایا و یا دو ساله هستند تا جایی که شناخته شده گونه‌های Heracleum هیبرید و با فرمول 22=n2 می‌باشند. جنس Heracleum شامل بیش از 70 گونه در سرتاسر جهان است و در ایران 10 گونه بومی دارد (حاج هاشمی و همکاران، 2009) که بیشتر بومی مناطق البرز و شمال ایران در این مناطق تا محدوده ارتفاعی 2000 الی 3000 متری نیز رشد می‌کند (مجاب و همکاران، 2003).
Heracleum persicum که معمولا به زبان فارسی گلپر نامیده میشود (شکل 4-1) از خانواده Apiaceae بوده و از جمله گیاهان گلدار محسوب میشود این گیاه یک گیاه دو یا چند ساله پرتخم است که بومی ایران، ترکیه و عراق می‌باشد (همتی و همکاران، 2010).
شکل 1-4- گیاه گلپر تاریخ شناخت گونه Heracleum persicum نامشخص است و تقریبا به اوایل سال 1829 نسبت داده می‌شود (دهقان نوده و همکاران، 2010) گونه‌های H. laciniatum auct، H.tromsoensis و H.CF.pubescens هم‌خانواده و مترادف این گونه می‌باشند. گونه H.persicum که گاهی با گونه‌های H.mantegazzianum و H.sosnowskyiاشتباه گرفته می‌شود، گیاهی بلند و ایستاده است که در مناطق معتدل نیمکره شمالی و همچنین در کوههای بلند گسترده شده است. تمرکز بیش‌ترین تنوع گونه‌های آن در کوه‌های قفقاز و چین است (دهقان نوده و همکاران، 2010). از میوه‌های این گونه به طور گسترده‌ای به عنوان ادویه‌جات و از ساقه‌های جوان آن نیز در تهیه خیار شور استفاده می‌شود (همتی و همکاران، 2010). این گونه دارای روغن‌های فرار، فلاونوییدها و فورانوکومارین‌ها می‌باشد (دهقان نوده و همکاران، 2010). در ریشه این گیاه ترکیباتی از قبیل pimpinelin، isopimpinellin، bergapten، isobergapten، sphondin و furanocoumarins وجود دارد. عصاره هیدروالکلی آن حاوی تعدادی فورانوکومارین است که از آن جمله می‌توان به sphondin اشاره کرد. گزارش شده است که این ترکیب ممانعت کننده‌ی 8-beta است که این ترکیب تحریک کننده ترشح آنزیم سیکلواکشیژناز دو می‌باشد از آنجایی که این آنزیم یک نقش کلیدی در درد و التهاب دارد می‌تواند اثر تسکین‌دهنده‌ی این گیاه را توضیح دهد. بر خلاف عصاره هیدروالکلی این گیاه کومارین‌ها در روغن ضروری آن یافت نمی‌شود و اثر تسکین‌دهندگی آن ممکن است مربوط به ترکیبات استری آن باشد (حاج هاشمی و همکاران، 2009). عصاره استونی دانه‌های این گیاه دارای برخی ترکیبات ترپنی از جمله eugenol، Cineol و Linalool می‌باشد که دارای اثر بی‌حس‌کنندگی، سست‌کنندگی عضلات و همچنین اثر بازدارندگی بر رو‌ی تحرک می‌باشند. به همین دلیل ترکیبات ترپنی موجود در دانه‌ها ممکن است مسئول اثر تسکین دهندگی آن‌ها باشند (همتی و همکاران، 2010). اسانس میوه‌های گیاه شامل 95% استرهای آلیفاتیک، 4% الکل‌های آلیفاتیک و 1% مونوترپن‌ها می‌باشد. ترکیب اصلی در اسانس برگ‌های این گیاه trans-anetholeمی‌باشد (مجاب و همکاران، 2003).
روغن‌های فرار آن حاوی ترکیباتی مانند هگزیل بوتیرات (56/5%)، اکتیل استات (16/5%)هگزیل-2متیل بوتانات (56/5%)(butanoat) و هگزیل ایزوبوتیرات (3/4%) می‌باشند. به دلیل وجود این مواد فعالیت‌های آنتی اکسیدانی، ضدمیکروبی و ضد قارچی در این گیاه دیده می‌شود. اسانس این گیاه همچنین خاصیت سیتو توکسینی دارد که به دلیل حضور فنول‌هایی از قبیل thymol، carvacrol، آلدهیدهایی از قبیل geranial، citronella و الکل‌هایی از قبیل geraniol، linalool، citronellol و lavandulol است. عصاره هیدروآلکالوئیدی این گونه حاوی ساپونین می‌باشد عصاره هیدروالکلی و اسانس این گیاه دارای اثرantinociceptive و ضد فساد هستند. عصاره ریشه و بخش‌های هوایی این گیاه به طور کلی رشد bacillus anthracis را متوقف می‌کند. این گیاه می‌تواند هر دو نوع ایمنی هومورال و سلولی را تحریک کند و در عین حال افزایشی در پاسخ ایمنی به وجود آورد که این به دلیل حضور فلاونوئیدها یا کومارین‌ها می‌باشد که می‌توانند پاسخ هومورال را به وسیله‌ی تحریک ماکروفاژها و افزایش β-lymphocytesکه در سنتز آنتی‌بادی‌ها دخالت دارند افزایش دهند. در عین حال انواع متنوعی از فلاونوئیدهای موجود در این گیاه می‌توانند فعالیت سلول‌های T، سیتوکین‌ها، اینترفرون گاما و ماکروفاژها را به طور معنی‌دار‌ی افزایش دهند و بنابراین برای درمان بیماری‌های مربوط به سیستم ایمنی مفید باشند عصاره متانولی این گیاه به خاطر دارا بودن هگزیل استات و اکتیل بوتیرات دارای خاصیت ضد توموری می‌باشد (همتی و همکاران، 2010).
1-6-3- گیاه zosima absinthifoliaاین گیاه یکی از اعضای خانواده Apiaceae می‌باشد (رضوی و همکاران،2010). جنس zosima دارای چهار گونه است که عبارتند از:
Z. absinthifolia، Z. korovinii، Z gilliana و Z. Radians (منه من و همکاران، 2001).جنس zosimaدر ایران شامل گیاهان 6 ساله یا همیشگی است. zosima absinthifolia یک گونه‌ی شناخته شده از این جنس است که در ایران، ترکیه، عراق و کشورهای مختلف قفقاز، شرق میانه و آسیای مرکزی یافت می‌شود (شکل 5-1). این گیاه در استپ‌ها، زمین‌ها و دامنه‌های آهکی رشد می‌کند و ساقه‌های شیار دارش ممکن است به ارتفاع یک متری نیز برسد. برگ‌های این گیاه سه پر است و گل هایش به رنگ سبز روشن تا زرد می‌باشد. دوره گلدهی آن از آوریل شروع می‌شود و تا جولای ادامه می‌یابد. شکل میوه‌هایش بیضوی مایل به دایره با حاشیه‌های آماس کرده است. به غیر از گونه‌یHeracleum گونه‌ی Z. absinthifolia نیز در ایران معمولا به نام گلپر شناخته می‌شود زیرا میوه‌هایش به عنوان طعم‌دهنده و ادویه غذایی به کار برده می‌شوند (رضوی و همکاران، 2010). جنس zosimaنخستین بار در سال 1814 به وسیله‌ی هافمن معرفی شد وی همچنین تشخیص داد که گونه‌های Heracleum absinthifolium و Tordylium absinthifolium هم خانواده‌های Z. orientalis می‌باشند.

شکل 1-5- گیاه دارویی zosima absinthifoliaجنس Zosima بر اساس شکل میوه‌ها با گونه‌ی Heracleum فرق دارد. در Heracleum میوه‌ها دارای پره‌های شفاف (زائده‌های حبابی شکل) در بخش‌های جانبی هستند که تشکیل یک لبه ضخیم را می‌دهد. ارتفاع این گیاه از 30 تا 100 سانتیمتر در Z. absinthifolia، 50 تا 85 سانتیمتر در Z.gilliana، 35 تا 50 سانتیمتر در Z.koroviniiو 30 تا 50 سانتیمتر در Z.--ians متفاوت است. همه‌ی گونه‌های این جنس یک یقه‌ی لیفی محکم تولید می‌کنند که از پایه برگ‌ها تا بالاتر از ریشه ادامه دارد. ساقه در همه‌ی گونه‌ها مودار است (منه من و همکاران، 2001).
اسانس دانه‌های Z.absinthifolia که به وسیله‌ی اکتیل استات (87/4%)، اکتیل اکتانات (5% octyloctanoate) و 1-اکتانول (%2/3 1-octanol) به دست آمده دارای اثر ضد باکتریایی بالایی علیه باکتری‌های گرم مثبتی مانند Bacillus subtilis، Bacillus pumilusمی‌باشد. همچنین عصاره دانه‌های این گونه فعالیت آنتی اکسیدانی و فیتوتوکسینی نشان می‌دهد. مانند سایر گونه‌های Apiaceae گونه‌ی Z.absinthifolia نیز دارای کومارین می‌باشد (رضوی و همکاران، 2010). عصاره n- هگزانی میوه‌های این گیاه دارای سه مشتق کومارین می‌باشد که عبارتند از: imperatorin، auapteneو 7-prenyloxycoumarine.همچنین دیگر مشتقات کومارینی (bergapten، deltoin، columbianadin، isobergapten، isopimpinellin، imperatorin، pimpinellin، sophodin و umbelliferone)، انواع فلاونوئیدها (quercetin، kaempferol)، و آلکالوئیدها ازz.absinthifolia استخراج شده‌اند. از این میان deltoinو columbianadin ترکیبات اصلی هر دو عصاره n-هگزانی و اتانولی می‌باشند. در هر دو قسمت ریشه و بخش‌های هوایی محتوای deltoinبیشتر از columbianadinاست و همچنین کل محتوای deltoin وcolumbianadin در ریشه بیشتر از بخش‌های هوایی می‌باشد (باهادیر و همکاران، 2010).
Imperatorin در بسیاری از جنس‌های خانواده Apiaceae مانند Angelica، Prangosو Heracleum وجود دارد (رضوی و همکاران، 2010).
1-6-4- گیاه مریم نخودی Teucrium polium l.گیاه Teucrium polium از خانواده Lamiaceae یکی از300 گونه‌ی مربوط به جنس Teucrium است. این گیاه به صورت باستانی و بر اساس عادات بومی به عنوان چای دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد (میرغضنفری و همکاران، 2010). جنس مریم نخودی شامل بیش از 340 گونه در سراسر جهان می‌باشد. در ایران 12 گونه یک ساله و چند ساله از این گیاه وجود دارد که 3 گونه آن انحصاری ایران می‌باشد. گل‌هایش کوچک هستند و رنگی بین صورتی تا سفید دارند. این گیاه درختچه‌ای شکل، آروماتیک و دارای برگ‌های بیضی شکل است (مقتدر، 2009). ارتفاع این گیاه 50-20 سانتیمتر است و برگ‌هایش به رنگ سبز مایل به خاکستری می‌باشند (شکل 6-1). گل‌های این گیاه در ماه‌های جون تا آگوست دیده می‌شوند. این گیاه به صورت وحشی در اروپای جنوبی، آسیای جنوب غربی و مرکزی و آفریقای شمالی رشد می‌کند.

شکل 1-6- گیاه دارویی Teucrium poliumگونه‌های دارویی مریم نخودی شامل Teucrium poliumو Teucrium chamaedrys می‌باشد از آنجا که این گیاه منجر به کاهش قند خون می‌شود برای درمان دیابت نیز به کار می‌رود. این گیاه در درمان بسیاری از بیماری‌های پاتوفیزیولوژیکی از قبیل بیماری‌های روده ای، دیابت و روماتیسم به کار می‌رود سایر اثرات درمانی این گیاه عبارتند از: اثر آنتی اکسیدانی، ضد فساد، ضد درد، ضد تب، اثر ضد میکروبی، محافظ کبد، ضد زخم معده و سیتوتوکسین. عصاره آن دارای فعالیت‌هایی از قبیل کاهش فشار خون، ضد التهاب، ضد تشنج، ضد باکتری و ضد تب می‌باشد (ساخانده و همکاران، 2000). عصاره هیدروالکلی این گیاه سطح انسولین سرم را در موش کاهش می‌دهد. ترکیبات شیمیایی عصاره متانولی این گیاه عبارتند از dimethoxyflavone-7 و 4-hydroxy-5 عصاره متانولی این گیاه ترشح انسولین را تحریک می‌کند. فقط عصاره‌های الکلی این گیاه ترشح انسولین را افزایش می‌دهند که این ممکن است به دلیل وجود ترکیبات بیواکتیو موجود در عصاره متانولی و الکلی این گیاه باشد (میرغضنفری و همکاران، 2010). آنالیز شیمیایی این گیاه وجود ترکیباتی مانند فلاونوئیدها، Cirsiliol و Iridoids را نشان می‌دهد (ساخانده و همکاران، 2000). تاکنون از گونه‌های مختلف مریم نخودی انواع نئوکلرودان، دی ترپنوئید و نیز تری ترپنوئید جداسازی شده‌اند .تعداد کمی فورانودی ترپن از عصاره‌های این گیاه به دست آمده است. حدود 28 ترکیب از اسانس این گیاه استخراج شده است که به طور کلی عبارتند از:
آلفا-پیین، لینالول، کاریوفینل، بتا پیین و غیره. به نظر می‌رسد که منطقه جغرافیایی این گیاه بر ترکیب اسانس و عصاره آن تاثیر مهم بگذارد (مقتدر، 2009). مهم‌ترین و تاکسونومیکی‌ترین گونه‌های polium عبارتند از T. polium و T.Capitatum که در نواحی مدیترانه، ایران و توران می‌باشند (دولجا و همکاران، 2010).
1-6-5- گیاه پونه (Oregano vulgare L.)پونه یک گیاه دارویی است که همچنین به عنوان یک گیاه تزئینی نیز به کار می‌رود (شکل 7-1). این گیاه متعلق به خانواده Verbenaceae می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011) و از ماه آگوست به طور همزمان میوه و دانه می‌دهد (نورزی و همکاران، 2009). پونه گیاهی پرپشت و درختچه‌ای شکل می‌باشد و متعلق به مناطق نیمه خشک است (نیبلاس و همکاران، 2011).

شکل 1-7- گیاه دارویی Oregano vulgare Lاین گیاه به طور کلی از لحاظ مورفولوژیکی و شیمیایی بسیار تغییرپذیر است که مرتبط است با محل رویش آن، شکل گیاه و همچنین مسائلی از قبیل میزان آب و نیتروژن موجود در خاک، مرحله‌ی رشد و فصل رویش.به عنوان مثال: گونه‌ی vulgare L.ssp.hirtum. که در آب و هوای مدیترانه‌ای رشد می‌کندغنی از اسانس است در حالی که همین گونه در آب و هوای قاره‌ای دارای اسانس بسیار کمی می‌باشد. افزایش نیتروژن خاک به اندازه kg/ha 80 موجب افزایش ارتفاع و بازدهی گیاه می‌شود و یا کاهش آب در خاک وزن گیاه را کاهش می‌دهد ولی محتوای اسانس آن را کاهش نمی‌دهد. این گیاه دارای خواص آنتی باکتریال، آنتی اکسیدانی و آرام بخشی است (نورزی و همکاران، 2009). اسانس این گونه با گونه‌ی Oregano(Lippa palmeri S.wats) قابل مقایسه می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011).
عصاره و اسانس این گیاه حاوی حدود 45 ترکیب شیمیایی می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011) که برخی از آن‌ها عبارتند از: sabinene، β-pinene، β-(z)-ocimene، β-(E)-ocimene، φ-terpinene، e-caryophyllene، germacreneD، bicyclogermacrene، α-(E,E)-farnesene،
germacrene-D-4-ol، تیمول و کارواکرول (ستین و همکاران، 2009). از این میان اصلی‌ترین و مهم‌ترین ترکیبات عبارتند از: کاواکرول، تیمول، ائوژنول، لینالول، ترپن‌ها، Cimene و Pinene (کاردازو و همکاران، 2005). زمانی که گیاه در اوج زمان گلدهی باشد بیشترین میزان اسانس و عصاره را دارد. در طول دوره گلدهی با افزایش محتوای تیمول به طور همزمان غلظت کارواکرول کاهش می‌یابد تا زمانی که دیگر در گیاه نباشد. با خشک شدن گیاه میزان آن‌ها به حدود 5/0 الی 5.1 درصد در هر برگ کاهش می‌یابد (ستین و همکاران، 2009). این ترکیبات خواص ضد باکتریایی، ضد قارچی، ضدحشرات و ضد ویروسی به گیاه بخشیده‌اند. گیاهان این خانواده به دلیل محتوای بالای ترپن‌ها مصارف دارویی دارند که عبارتند از: limonene، myrcene، durene،p-cymene که همچنین به گیاه خواص ضد میکروبی می‌بخشند(کاردازو و همکاران، 2005). فعالیت ضد باکتریایی بسیار قوی این گیاه ممکن است مربوط به محتوای بالای phenolic monoterpene و یا thymol acetate، ائوژنول و یا متیل ائوژنول موجود در این گیاه باشد. مکانیسم عمل این ترکیبات مرتبط است با آب‌گریزی ترکیبات موجود در اسانس و عصاره این گیاه که آن‌ها را قادر می‌سازد لیپید غشای سلولی باکتریایی را بشکند سپس نفوذ پذیری یون‌ها را افزایش می‌دهد و به دنبال آن یون و لیپید به درون سلول نشر پیدا می‌کنند که به نوبه خود باعث لیز شدن سلول می‌شود (نیبلاس و همکاران، 2011). در عین حال حضور فنولیک هیدروکسیل به ویژه در کارواکرول دلیلی بر فعالیت ضدپاتوژنی عصاره و اسانس این گیاه می‌باشد (کادازو وهمکاران، 2005).
یکی از گسترده ترین کاربردهای گیاهان دارویی استفاده از آن‌ها به منطور کاهش گازهای شکمبه‌ای به ویژه متان است. نشخوارکنندگان رابطه‌ای هم زیستی با میکروارگانیسم‌های شکمبه دارند به طوری که حیوان مواد مغذی مورد نیاز و شرایط مطلوب زیست میکروازگانیسم هارا فراهم می‌کند و در عوض میکروارگانیسم‌ها نیز فیبر جیره را تخمیر می‌کنند و پروتئین میکروبی را به عنوان یک منبع انرژی برای حیوان تامین می‌کنند اما در هر صورت این رابطه‌ی هم زیستی منجر به از دست دادن انرژی به شکل متان و از دست دادن پروتئین به شکل آمونیاک می‌گردد. بنابراین دستکاری شکمبه‌ای و استفاده از افزودنی‌هایی از قبیل گیاهان دارویی برای کاهش اتلاف انرژی به شکل گازهای شکمبه‌ای مورد توجه قرار گرفته است (سلامت آذر و همکاران، 2011). از این رو روش‌های بسیاری به منظور ارزیابی ارزش غذایی خوراک در شرایط آزمایشگاهی و یا به طور مستقیم بر روی حیوان مورد استفاده قرار گرفته است که یکی از پرکاربردترین آن‌ها روش آزمون گاز تست می‌باشد (گوئل و همکاران، 2006). تکنیک تولید گاز در شرایط آزمایشگاهی یک روش مفید برای ارزیابی ارزش غذایی علوفه مورد استفاده دام است چرا که تخمینی از میزان تخمیر مواد مغذی در شکمبه می‌دهد (سیروهی و همکاران، 2009). به طور کلی آزمون تولید گاز یک پارامتر مناسب برای پیش بینی قابلیت هضم، تخمیر، سنتز و تولید پروتئین میکروبی از سوبسترا به وسیله‌ی میکروب‌های شکمبه در سیستم in vitro می‌باشد (سامورت و همکاران، 2000). در روش تولید گاز ضمن آن که ثبت سرعت تخمیر خیلی آسان است، با یک انکوباسیون علاوه بر قابلیت هضم ظاهری، قابلیت هضم حقیقی را نیز می‌توان برآورد نمود، زیرا حجم گاز تولیدی بهترین شاخص و معرف برای قابلیت هضم ظاهری است و ماده آلی ناپدید شده نیز بیانگر قابلیت هضم حقیقی می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381).
1-7- روش آزمون گازتولید گاز آزمایشگاهی مطابق با روش منک و استین گاس (1988) اندازه‌گیری می‌شود. در این روش، نمونه‌های مواد خوراکی (200 میلی گرم) پس از خشک شدن در غذا با دقت وزن شده، سپس در سرنگ‌های دارای پیستون قرار داده می‌شود. مایع بافری شکمبه (30 میلی لیتر) با پیپت به سرنگ‌های حاوی مواد خوراکی اضافه می‌شود (منک و استین گاس، 1988). مقدار گاز تولیدی در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت اندازه‌گیری می‌شود (منک و استین گاس، 1988). گازهای حاصل از سوبسترای مورد آزمایش در حین تخمیر آزمایشگاهی، عبارتند از دی اکسید کربن، متان و هیدروژن (هاگ و همکاران، 1998). بر اساس مشاهدات منک و استین (1988) گاز دی اکسید کربن یا از تخمیر مستقیم خوراک و یا از تاثیر اسیدهای چرب فرار بر بافر بیکربنات ناشی می‌شود. با انکوباسیون مواد خوراکی با مایع بافری شکمبه کربوهیدرات‌ها به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر و گازها، به ویژه دی اکسیدکربن، متان و همچنین سلول‌های میکروبی تخمیر می‌شود (بلومل و ارسکوف، 1993). اسیدهای چرب حاصل با بافر بی کربنات واکنش انجام می‌دهد و در نتیجه گاز کربنیک خارج می‌شود، در نتیجه هنگام هضم الیاف، هم زمان با تولید اسیدهای چرب گاز نیز تولید می‌شود و به این ترتیب اطلاعات خوبی در مورد هضم سلولز در اختیار می‌گذارند (اسکوفیلد و همکاران، 1994). سیستم تولید گاز می‌تواند به شناسایی بهتر کمیت مواد مغذی کمک کند و دقت آن به اثبات رسیده است (سالام، 2005). گازی که بر اثر انکوباسیون مواد غذایی و تحت شرایط آزمایشگاهی آزاد می‌شود مربوط به قابلیت هضم آن ماده غذایی است و ارزش انرژی‌زایی آن ماده غذایی را برای نشخوارکنندگان بیان می‌کند (منک و همکاران، 1979).
فصل دوممواد و روش‌ها2-1- منطقه مورد مطالعه و نحوه نمونه‌برداری2-1-1- منطقه نمونه‌برداریاستان اردبیل در شمال غربی ایران واقع شده که با مساحتی برابر 1786730 هکتار حدود 09/1 درصد از مساحت کل کشور را در بر می‌گیرد. 1015000 هکتار از کل مساحت این استان را مراتع تشکیل می‌دهد که معادل 8/56 درصد از مساحت کل استان می‌باشد (بی نام، 1388). به دلیل گستردگی مراتع استان اردبیل، جهت نمونه‌برداری بخشی از مراتع منطقه آستارا انتخاب گردید. آستارا یکی از شهرستان‌های استان گیلان با 65 هزار نفر جمعیت (3600 نفر جمعیت شهری) با وسعت 334 کیلومتر مربع در شمال غربی این استان واقع گردیده است. این منطقه با ارتفاع 27 متر بالاتر از سطح دریا در موقعیت جغرافیایی 48 درجه و51 دقیقه طول شرقی و 38 درجـــه و 26 دقیقه عرض شمالی واقع گردیده است. شهرستان آستارا از سمت غرب به کوه های پوشیده ازجنگل‌های تالش و از شرق بــه سواحل دریای خزر محدود می‌شود (بی نام، 1388).
2-1-2- زمان نمونه‌برداری و انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاهنمونه‌برداری از گیاهان دارویی Crambe orientalis، Heracleum persicum،Zosima absinthi، Teucrium polium و Oregano vulgare در فصل تابستان و در تیر ماه 1390 آغاز شد. از هر نمونه گیاه دارویی دسته‌هایی به وزن تقریبی 2 الی 5/2 کیلوگرم جمع‌آوری شد. نمونه‌ها به گونه‌ای انتخاب شد که همه قسمت‌های گیاه از جمله گل، برگ، ساقه و ریشه را دربرگیرد. نمونه‌های به دست آمده به مدت یک هفته در دمای اتاق و به دور از تابش مستقیم نور خورشید خشک شدند. نمونه‌ها سپس دو بار آسیاب شده و با توری 1 میلی متری الک شدند. برای تهیه عصاره‌های متانولی هر یک از گیاهان دارویی مورد مطالعه مقدار 50 گرم از نمونه‌های آسیاب شده هر گیاه با نیم لیتر حلال متانول به وسیله دستگاه سوکسله موجود در دانشگاه محقق اردبیلی در دانشکده علوم پایه به مدت یک هفته عصاره گیری شد زیرا ابتدا عصاره هگزانی سپس عصاره دی کلرومتانولی و آنگاه عصاره متانولی از هر نمونه گیاه گرفته شد. به منظور جداسازی حلال متانول از عصاره حاصل از دستگاه rotary (روتاری) در دمای45 درجه سانتیگراد استفاده شد. عصاره‌های حاصل به شیشه‌های پنی سلین تزریق شده و به آزمایشگاه تغدیه و فیزیولوژی دام در موسسه تحقیقات علوم دامی کشور منتقل شدند.
2-2- آزمون گازبرای انجام آزمون گاز از دستگاه نیمه اتوماتیک تولید گاز مدل WT-Binder 87532 ساخت کشور آلمان استفاده گردید.
2-2-1- آماده‌سازی نمونه‌‌ها برای آزمون گازابتدا باید مقدار 200 میلی گرم از نمونه‌ها در دمای مناسب خشک گردند زیرا دمای زیاد با اثر بر پروتئین تولید گاز را کاهش می‌دهد (راب و همکاران، 1983). سپس نمونه‌ها آسیاب شده و از الک 1میلی متری عبور می‌کنند (سالام، 2005). همبستگی خطی بالایی بین مقدار سوبسترای انکوباسیون شده و مقدار گاز تولید شده در 24 ساعت وجود دارد (راب و همکاران، 1983).
2-2-2- مایع شکمبه و بافرمایع شکمبه از دام فیستولاگذاری شده گرفته می‌شود و سپس در ظرف‌های ایزوله شده قرار داده می‌شود. مایع شکمبه به وسیله پارچه سه لایه صاف می‌شود و سپس با استفاده از گاز کربنیک محیط بی‌هوازی می‌شود.مایع شکمبه به محلول بافری که در حمام آب 39 درجه سانتیگراد نگهداری می‌شود با نسبت حجم 2:1 (محلول بافری 2 و مایع شکمبه 1) اضافه می‌شود (سالام و همکاران، 2007). محلول بافری باید مواد معدنی مورد نیاز برای میکروارگانیسم‌ها را داشته باشد (منک و استین، 1988) خوراک‌های فیبری، خوراک‌هایی که به آرامی تجزیه می‌شوند و کاهش اندازه‌ی ذرات خوراک سرعت تولید گاز را افزایش می‌دهند که ممکن است به دلیل افزایش سطح و در نتیجه دسترسی بهتر میکروب‌ها به خوراک باشد (رایمر و همکاران، 2005).
2-2-3- زمان‌های ثبت تولید گازگاز حاصل معمولا برای علوفه بعد از 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72، و 96 ساعت از انکوباسیون گزارش می‌شود (منک و همکاران، 1979). در تمام مدت انکوباسیون محتوی دیواره سلولی (NDF) و دیواره سلولی بدون همی سلولز (ADF) با تولید گاز همبستگی منفی دارد (سالام و همکاران، 2007).
2-2-4- مزایا و معایب آزمون گازگاز تولیدی در روش آزمون گاز از تبدیل کربوهیدرات‌ها به استات، پروپیونات و بوتیرات به وجود می‌آید و میزان این گاز می‌تواند معرفی از حجم تغییرات انجام شده در بخش کربوهیدرات‌ها باشد(دویله و همکاران، 2001). از آنجا که در سیستم تولید گاز نیاز به نگهداری حیوان فیستولا شده وجود ندارد می‌توان پاسخ حیوان را با حداقل هزینه در محیط آزمایشگاهی تخمین زد (سالام، 2005). نسبت حجم پروتئین خام به حجم گاز، دقت پیش‌گویی ماده آلی قابل هضم در حیوان زنده را بهبود می‌بخشد و از سوی دیگر در این روش تعداد زیادی از نمونه‌ها را می‌توان آنالیز کرد (ماکار، 2005). از آنجایی که گاز تولیدی حاصل از تخمیر در زمان‌های متفاوتی ثبت می‌شود، امکان تعیین میزان و سرعت مواد خوراکی هم وجود دارد (منصوری و همکاران، 1381).
معایب آزمون گاز این است که تخمیر خوراک به صورت خطی با تولید گاز مرتبط نمی‌باشد و از این رو تفسیر آن مشکل است (گروت و همکاران، 1998). خوراک‌هایی که پروپیونات بیشتری تولید می‌کنند در مقایسه با خوراک‌هایی که استات و پروپیونات بیشتری تولید می‌کنند، گاز کمتری تولید می‌نمایند که این کار باعث پیچیده‌تر شدن تفسیر نتایج آزمون گاز می‌شود (جانگ و همکاران، 1995).
2-2-5- آماده‌سازی عصاره‌ها برای آزمون گازبرای تهیه سطوح 100، 200 و 300 میلی‌ گرم بر لیتر از عصاره‌ها مقدار 01/0، 02/0 و 03/0 میلی گرم از هر عصاره به وسیله‌ی ترازوی دیجیتال توزین شده و به طور جداگانه در نیم میلی لیتر حلال متانول حل گردید سپس حجم هر یک از محلول‌های حاصل با آب مقطر به 2 میلی لیتر رسانده شد.
2-2-6- آماده‌سازی نمونه خوراک و سرنگ‌هادر این روش، برای اندازه‌گیری تخمیر از سرنگ‌های شیشه‌ای مدرج مخصوص، با قطر داخلی 32 میلی متر و طول 200 میلی متر و با حجم 100 میلی لیتر، استفاده گردید. روز قبل از آزمایش حدود 200 میلی گرم از ماده خشک نمونه خوراک مورد آزمایش شامل علوفه یونجه و کاه (به نسبت 3 به ا) و کنسانتره (جو 08/15، ذرت 08/15، سویا 03/6، سبوس گندم 02/3، کربنات کلسیم 45/0 و مکمل ویتامین45/0بر حسب درصد) به نسبت 60 (علوفه) به 40 (کنسانتره) که قبلا آسیاب و با توری یک میلی متری الک گردیده بود، به داخل هر سرنگ ریخته شد. به منظور حرکت آسان‌تر پیستون و همچنین جلوگیری از خروج گاز در حین تخمیر، اطراف پیستون با وازلین آغشته گردید. پس از قرار دادن پیستون در داخل سرنگ، سرنگ‌ها در داخل انکوباتور 39 درجه سانتیگراد گرم شدند. برای هر نمونه 3 تکرار استفاده شد.
2-2-7- تهیه مایع شکمبهمایع شکمبه از سه گاو نر تالشی فیستولادار استفاده شد. این گاوها از نژاد تالشی با وزن متوسط 400 تا 450 کیلوگرم بودند که در سطح نگهداری با جیره مورد نظر تغذیه شده بودند. شیرابه حدود نیم ساعت قبل از وعده خوراک صبح از طریق فیستول جمع‌آوری و با استفاده از دو لایه پارچه مخصوص صاف گردیده و در فلاسک محتوی گاز کربنیک ریخته شد و با قرار دادن ظرف محتوی مایع شکمبه در آب گرم 39 درجه سانتیگراد، سریعا به آزمایشگاه منتقل گردید.
2-2-8- تهیه بزاق مصنوعیبرای تهیه مخلوط بزاق مصنوعی مطابق روش منک و همکاران (1979) و روش تصحیح شده منک و استینگس (1978)، روز قبل از آزمایش مقدار کافی از محلول مواد معدنی کم نیاز (محلولA) محلول مواد معدنی اصلی (محلول C)، محلول بافر مواد معدنی (محلول B) و محلول ریزازورین 1/0% و محلول احیاکننده به طور جداگانه تهیه گردید و برای مصارف بعدی در یخچال و در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شد (جداول 2-1 الی 2-6).
جدول 2-1- محلول مواد معدنی کم نیاز (A)ترکیب شیمیاییمقدار (گرم)
کلرید کلسیم (O2H2 .2CaCl)13/2
کلرید منگنز (O2H4 .2MnCl)10/0
کلرید کبالت (O2H6 .2CoCl)1/0
کلرید آهن (O2H6 .3FeCl) 0/8
حجم محلول با آب مقطر به 100 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-2- محلول مواد معدنی اصلی (C)نوع موادمقدار (گرم)
فسفات هیذروژن سدیم (4HPO2Na)5/7
فسفات هیدروژن پتاسیم (4PO2KH)6/2
سولفات منیزیم (O2H7 .4MgSO)0/6
حجم محلول با آب مقطر به 1000 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-3- محلول بافر مواد معدنی (B)نوع موادمقدار(گرم)
بیکربنات سدیم (3NaHCO)35/0
بیکربنات آمونیوم (3HCO (4NH))4/0
حجم محلول با آب مقطر به 1000 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-4- محلول ریزازورین
100 میلی گرم در 100 میلی لیتر آب مقطر
جدول 2-5- محلول احیاء کنندهنوع موادمقدار مواد
آب مقطر 47/5 میلی لیتر
سود یک نرمال (N 1 NaOH,)2/0 میلی لیتر
سولفید سدیم (O2H7 . S2Na)285/0 میلی گرم

جدول 2-6- نسبت محلول‌ها در ترکیب بزاق مصنوعینوع محلولمقدار(میلی لیتر)
آب مقطر 474/0
محلول A0/12
محلول B237/0
محلول ریزازورین 1/22
محلول احیاء کننده 49/50
2-2-9- تهیه نمونه شاهدبا توجه به اینکه مایع شکمبه گرفته شده حاوی مقداری مواد مغذی است که بدون قرار دادن نمونه خوراک در سرنگ‌ها هم مقداری گاز تولید می‌کند، برای تصحیح گاز تولیدی با منشا مایع شکمبه، در هر مرحله در سه عدد سرنگ بدون استفاده از نمونه خوراک فقط 30 میلی لیتر از مخلوط مایع شکمبه و بزاق مصنوعی ریخته شد (نمونه شاهد) و در هر زمان اندازه‌گیری، میانگین گاز تولیدی در این سرنگ‌ها، از حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های محتوی نمونه خوراک کسر شد تا مقدار گاز تولیدی ناشی از تخمیر خوراک مورد آزمایش به دست آید.
2-2-10- تزریق مخلوط بزاق مصنوعی و مایع شکمبه در سرنگ‌هامقدار 474 میلی لیتر آب مقطر، 12/0 میلی لیتر محلول A، 237 میلی لیتر محلول C و 237 میلی لیتر محلول B در بالن دو لیتری ریخته شد و در حالی که جریان مستمر گاز کربنیک به داخل مخلوط برقرار بود و با همزن الکتریکی هم زده می‌شد، آن را به آرامی حرارت داده تا به دمای 39 درجه سانتیگراد رسید. در مرحله بعدی محلول احیاء کننده شامل 5/47 میلی لیتر آب مقطر، 2 میلی لیتر سود یک نرمال و 285 میلی گرم O2H7 . S2Na تهیه گردید و به مخلوط بالا اضافه شد. جریان گاز کربنیک تا وقتی که شرایط بی‌هوازی گردد و رنگ معرف ریزازورین از آبی به بی‌رنگ تبدیل شود، ادامه یافت. سپس مایع شکمبه صاف شده با بزاق مصنوعی به نسبت 1 (مایه شکمبه) به 2 (بزاق مصنوعی) مخلوط گردید و در حالی که جریان گاز کربنیک به داخل مخلوط ادامه داشت، با استفاده از پیپت مخصوص مقدار 30 میلی لیتر از مخلوط مایع شکمبه و محیط کشت در داخل سرنگ‌های حاوی نمونه خوراک و دارای دمای 39 درجه سانتیگراد ریخته شد، سپس با جلو راندن پیستون حباب‌های داخل سرنگ خارج و با گیره روی لوله پلاستیکی متصل به انتهای سرنگ، بسته شد. سرنگ‌ها در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد در دستگاه با سرعت چرخش یک دور در دقیقه قرار داده شد.
2-2-11- تزریق عصاره‌ها به سرنگ‌هابرای تهیه‌ی سطوح مختلف عصاره‌های مورد آزمایش ابتدا مقدار 01/0 میلی گرم از هر عصاره به کمک ترازوی دیجیتال توزین گردید سپس این مقدار در لوله فالوپ گذاشته شد و با 5/0 میلی لیتر حلال متانول حل شد سپس حجم محلول با آب مقطر به 100 سی سی رسیده شد و با استفاده از همزن لرزه‌ای به مدت چند دقیقه هم زده شد تا از حل شدن کامل عصاره اطمینان حاصل شود به این ترتیب سطح 100 میلی گرم بر لیتر از عصاره مورد نظر تهیه شد. برای تهیه سطوح 200 و 300 میلی گرم بر لیتر از عصاره نیز به ترتیب مقادیر 02/0 و 03/0 میلی گرم از هر عصاره توزین شد و مراحل فوق متعاقبا برای آن‌ها طی شد. بعد از آماده‌سازی سه سطح مورد آزمایش از هر عصاره، به منظور افزودن آن‌ها به سرنگ‌های از پیش آماده شده‌ی گاز تست، مقدار 6/0 میلی لیتر از سه سطح هر عصاره با استفاده از سرنگ‌های ظریف انسولین کشیده شد و با سرعت و دقت زیاد به سرنگ‌های گاز تست افزوده شدند.، سپس با جلو راندن پیستون حباب‌های داخل سرنگ خارج و با گیره روی لوله پلاستیکی متصل به انتهای سرنگ، بسته شد. سرنگ‌ها در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد در دستگاه با سرعت چرخش یک دور در دقیقه قرار داده شد.
2-2-12- انکوباسیون و قرائت گاز تولیدیگاز تولیدی از نمونه‌ها در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت پس از انکوباسیون قرائت و ثبت گردید (منک و همکاران، 1988). هنگامی که حجم گاز و محتویات هر سرنگ به حدود 60 میلی لیتر می‌رسید گیره پلاستیکی انتهای سرنگ باز می‌شد و پیستون به جلو رانده می‌شد تا گاز خارج شده و پیستون سرنگ مجددا در موقعیت 30 میلی لیتر قرار داده شود.
2-2-13- تعیین حجم گاز تولیدی حجم گاز تولیدی بر اساس وزن نمونه در هر زمان با استفاده از نمونه‌های شاهد، با استفاده از روابط زیر تصحیح گردید:
رابطه (1-2)(ect - 1)b + a = P
در این رابطه:
P =تولید گاز در زمان ta =تولید گاز از بخش تجزیه‌پذیر سریع (میلی لیتر)
b = تولید گاز از بخش تجزیه‌پذیر کند (میلی لیتر)
c = مقدار ثابت تولید گاز بخش b (میلی لیتر)
a+b = پتانسیل تولید گاز (میلی لیتر)
t = زمان انکوباسیون
رابطه (2-2)V=200(Vt-Vb)W که در این رابطه:
V = حجم گاز تصحیح شده بر حسب میلی لیتر به ازای 200 میلی گرم ماده خشک نمونه خوراک
Vt = حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های حاوی نمونه خوراک بر حسب میلی لیتر
Vb = حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های فاقد نمونه خوراک بر حسب میلی لیتر
W = وزن ماده خشک نمونه خوراک بر حسب میلی گرم (منصوری و همکاران، 1381).
2-3- تهیه و آماده‌سازی مایع شکمبه جهت تهیه محیط کشتبا توجه به این که در مایع شکمبه مواد مغذی لازم جهت رشد کلیه میکروارگانیسم‌های شکمبه وجود دارد، در تهیه محیط کشت، جهت کشت باکتری‌های شکمبه از مایع شکمبه نیز به عنوان جزیی از ترکیب محیط کشت استفاده می‌شود. به همین منظور برای تخمین جمعیت باکتری‌ها، ابتدا از سه راس گاو فیستول‌گذاری شده، در حالت ناشتا (قبل از وعده غذایی صبح) با استفاده از تلمبه مخصوص مایع شکمبه اخذ گردیده و به نسبت مساوی با هم مخلوط گردید. با استفاده از 3 لایه پارچه کرباس، مایع شکمبه صاف شد. سپس برای تهیه مایع شکمبه استاندارد به روش گراب و دهوریتی (1976)، مایع صاف شده شکمبه به مدت ده دقیقه در 1000× g سانتریفوژ گردید. قسمت مایع را جدا نموده و تا زمان استفاده در ترکیب محیط کشت، در ظروف در بسته و در فریزر (18- درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-1-محیط کشتیک محیط کشت مناسب، باید شرایط محیطی لازم و مواد مغذی مورد نیاز برای رشد میکروارگانیسم‌ها را تامین کند (منصوری و همکاران، 1381). در محیط کشت‌هایی که در شرایط آزمایشگاهی تهیه می‌شوند، چون جذب صورت نمی‌گیرد، برای اجتناب از اسیدی شدن بیش از حد و بالا رفتن بیش از حد فشار اسمزی محیط باید سوبسترا و همچنین میکروارگانیسم‌ها به اندازه کافی رقیق شده باشند (منصوری و همکاران، 1381). چون میزان سوبسترای قابل دسترس تعیین‌کننده فرآورده‌های تولیدی می‌باشند، غلظت سوبسترا نباید از 1% حجم محیط کشت بیشتر باشد و حتی می‌تواند کمتر نیز باشد (ونسوست و همکاران، 1994). در تهیه محیط کشت قسمت عمده اکسیژن با وارد کردن گاز کربنیک از محیط خارج می‌شود. مقادیر جزیی اکسیژن باقیمانده با کربنات سدیم یا سیستئین خارج می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). معرف ریزازورین برای ارزیابی قابلیت زنده ماندن و آلودگی باکتریایی و همچنین برای تست فعالیت ضد میکروبی به کار می‌رود (پالومین و همکاران، 2002). معرف بی‌هوازی ریزازورین، شاخص مفیدی برای تشخیص مقادیر جزیی اکسیژن است. این معرف در حالت احیا شده و در عدم حضور اکسیژن بی‌رنگ بوده و در حضور اکسیژن به رنگ آبی مایل به صورتی در می‌آید (منصوری و همکاران، 1381). مایع شکمبه صاف شده و گندزدایی شده، یک منبع برای تهیه محیط کشت در مطالعاتی است که برای جدا کردن و مشخص کردن میکروارگانیسم‌ها به کار برده می‌شود و همچنین برای تامین مواد مغذی مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها به محیط کشت اضافه می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). مقدار کافی بافر و مواد معدنی مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها با اضافه کردن محلول‌های نمکی تامین می‌شود از سویی اسیدهای چرب با زنجیر منشعب، ویتامین‌ها و سایر عوامل دیگر را می‌توان به طور مستقیم به محیط کشت اضافه کرد و یا آن‌ها را از طریق اضافه کردن مایع شکمبه صاف شده (که حدود 20% حجم محیط کشت را تشکیل می‌دهد) تامین نمود (منصوری و همکاران، 1381).

2-3-2- تهیه محلول 0/1 درصد همینبرای تامین آهن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها از محلول 1/0 درصد همین در ترکیب محیط کشت استفاده شد. با توجه به این که همین در شرایط اسیدی و خنثی در آب حل نمی‌شود برای تهیه محلول 1/0%، ابتدا 100 میلی گرم همین را در 10 میلی لیتر آب مقطر ریخته و با ریختن چند قطره سود و قلیایی کردن محیط، همین در آب حل گردید و برای استفاده در ترکیب محیط کشت در یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-3- تهیه مخلوط اسیدهای چرب فرارنسبت‌های مشخص از اسیدهای استیک، بوتیریک، ایزوبوتیریک، n- والریک، ایزووالریک وآلفا-متیل-بوتیریک اسید (شرکت مرک آلمان) با هم مخلوط گردید و در ظرف دربسته در یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-4- تهیه محلول مواد معدنی شماره Iبرای تهیه این محلول، مقدار 3 گرم دی پتاسیم فسفات (4HPO2K) را در آب مقطر حل نموده و به حجم یک لیتر رسانده شد و تا هنگام مصرف در یخچال نگهداری گردید.
2-3-5- محلول مواد معدنی شماره IIبرای تهیه این محلول، مقادیر مشخص از مونوپتاسیم فسفات (4PO2KH)، کلرور سدیوم، سولفات منیزیوم، کلرور کلسیم و سولفات آمونیوم را در آب مقطر حل نموده و حجم محلول با آب مقطر به یک لیتر رسانده شد و تا هنگام مصرف در دمای یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری شد.
2-3-6- تهیه محیط کشتمحیط کشت مورد استفاده جهت شمارش باکتری‌ها به روش حداکثر تعداد احتمالی (MPN)، بر اساس روش مورد استفاده اّبیسپو و دهوریتی (1992) تهیه گردید. برای تهیه محیط کشت بی‌هوازی ابتدا محلول‌های مواد معدنی شماره I و شماره II به طور مجزا تهیه گردید (جدول 9-2) سپس نسبت‌های مشخص شده از این محلول‌ها (جدول 7-2) در بالن 2 لیتری ریخته و در حالی که جریان مستمر گاز کربنیک به داخل آن برقرار گردید و توسط همزن الکتریکی به طور مستمر هم زده می‌شد، محلول 1/0 درصد همین و قندهای محلول گلوکز، سلوبیوز، مالتوز و زایلوز اضافه گردید. از محلول 1/0 درصد ریزازورین به عنوان معرف برای برقراری شرایط بی‌هوازی استفاده شد. سپس عصاره مخمر، تریپتیکاز و مخلوط اسیدهای چرب فرار، مایع شکمبه، آب مقطر و سوسپانسیون 03/0 سلولز به مخلوط اضافه گردید و مخلوط حاصل به مدت 2 ساعت در معرض جریان گاز کربنیک قرار داده شد. سپس محلول 03/0 سیستئین هیدروکلراید در آب مقطر و محلول 012/0 کربنات سدیم نیز اضافه شد. با اضافه کردن محلول ریزازورین به محیط کشت، رنگ مخلوط بنفش می‌شود و با ادامه تزریق گاز کربنیک به تدریج محیط کشت به رنگ ارغوانی، صورتی کمرنگ درآمده و سرانجام بی‌رنگ می‌شود.
2-3-7- توزیع محیط کشتپس از آن که محلول بی‌رنگ شد، با استفاده از پمپ مخصوص که بر روی بالن محتوی مخلوط محیط کشت قرار داده شد، در حالی که جریان گاز کربنیک به داخل مخلوط ادامه داشت، مقداری گاز کربنیک شیشه‌های پنی سیلین (به حجم 20 میلی لیتر)، دمیده شد تا هوای داخل آن خارج گردد و در حالی که دمیدن گاز کربنیک به داخل شیشه‌ها ادامه داشت، مقدار 9 میلی لیتر از محیط کشت اشباع شده از گاز کربنیک را به داخل لوله ریخته و سریعا درب آن بسته شد تا مانع از ورود هوا به داخل آن گردد. پس از آن که تمام محیط کشت درون شیشه‌ها ریخته شد، به منظور از بین بردن کلیه میکروارگانیسم‌های موجود در آن، بلافاصله شیشه‌های حاوی محیط کشت به مدت 15 دقیقه در اتوکلاو و با دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر گندزدایی (استریل) گردیدند. قبل از تزریق محیط کشت به داخل شیشه‌های پنی سیلین pH محیط کشت اندازه‌گیری شد. با توجه به این که دمیدن گاز کربنیک موجب کاهش pHمی‌شود، با اضافه کردن مقدار کمی سود یک نرمال، pH محیط کشت به 6/6 رسانده شد و در حین تزریق به داخل شیشه‌ها نیز مرتباpH محیط کشت کنترل گردیده و در صورت لزوم برای حفظ pHدر حدود 6/6، مقدار کمی سود یک نرمال، به محیظ کشت اضافه گردید.
2-3-8- تهیه محلول رقیق کننده بی‌هوازیبرای تهیه رقیق‌کننده بی‌هوازی (جدول 9-2) محلول‌های مواد معدنی I و II با غلظت‌های مشابه در محیط کشت به کار رفته و همچنین برای نشان دادن برقراری شرایط بی‌هوازی از محلول 1/0% ریزازورین استفاده گردید. پس از مخلوط نمودن محلول‌های مواد معدنی I و II و اضافه کردن ریزازورین و آب مقطر، جریان گاز کربنیک (از طریق شیلنگ نازکی که تا انتهای بالن امتداد یافته بود)، به داخل محلول برقرار گردید و برای اشباع کردن محلول از دی اکسید کربن، حدود 2 ساعت گاز کربنیک در داخل محلول تزریق گردید. سپس سیستئین هیدروکلراید و کربنات سدیم اضافه شد و تا بی‌رنگ شدن محلول، جریان گاز کربنیک به داخل محلول و هم زدن آن با همزن مغناطیسی ادامه یافت. پس از بی‌رنگ شدن محلول، مشابه نحوه تزریق محیط کشت به داخل شیشه‌های پنی سیلین به حجم 20 میلی لیتر، مقدار 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده‌ی بی‌هوازی اشباع شده از گاز کربنیک به داخل هرشیشه ریخته شد و درب آن بسته شد و بلافاصله، به مدت 15 دقیقه در دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر گندزدایی (استریل) شدند.
2-3-9- تهیه مایع شکمبه تازهبرای هر زمان نمونه‌برداری در هر دام، ابتدا مایع شکمبه تازه از طریق فیستول از هر دام جمع‌آوری و پس از صاف کردن آن توسط پارچه مخصوص، مایع صاف شده شکمبه در بطری پلاستیکی مخصوص که در آن قبلا گاز کربنیک دمیده شده بود، ریخته شد و بلافاصله با فشار دادن بطری، هوای قسمت فوقانی آن تخلیه و درب آن محکم بسته شد و بطری در فلاسک محتوی آب 39 درجه سانتیگراد قرار داده شد و برای کشت دادن بلافاصله به آزمایشگاه منتقل گردید.
2-3-10- تهیه رقت‌های مختلف از مایع شکمبهتعداد 495 شیشه پنی سیلین فراهم شد که از این تعداد 270 شیشه پنی سیلین برای محیط کشت و 225 شیشه برای محلول رقیق کننده بی‌هوازی در نظر گرفته شد.
قبل از تهیه مایع شکمبه تازه، شیشه‌های محتوی محلول رق