ایمنی تانک ازت
در مقاله های پیشین ، توضیحاتی در باب تانک ازت ، تعرفه ، کاربرد ها و ویژگی ساختاری آن ها ارائه شد . در این مقاله به نکاتی در مورد ایمنی تانک ازت می پردازیم .
شاید مطلبی که در مورد نیتروژن مایع و تانک ازت کمتر مورد بررسی قرار گرفته است ، نکات ایمنی آن می باشد . این بدان معناست که نیتروژن با چنین ساختار و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مختص به خود ، بر خلاف اکسیژن و هیدروژن ، قابلیت اشتعال پذیری و انفجار ندارد . همین نکته باعث می شود تا ترس از انفجار این ماده دلیلی قانع کننده برای انبار غیر اصولی مخازن نگهداری آن ( تانک ازت) نباشد . نگهداری تانک ازت در فضای بسته و نشت احتمالی آن باعث کاهش شدید اکسیژن محیط بسته می شود که می تواند منجر به خسارات جسمی وجانی برای انسان شود .
تانک ازت ، مانند هر محیط ایزوله دیگری (فلاسک چای به عنوان ملموس ترین مثال ) دارای عمر مفیدی می باشد . این عمر برای تانک ازت استاندارد بصورت میانگین ۱۰ سال می باشد ، پس در صورت عدم تعویض تانک مذکور در موعد مقرر ، بازرسی های مضاعفی باید روی آن اعمال شود . در ادامه نکات ایمنی تانک ازت باید اذعان داشت که افزایش گنجایش به معنای جا باز کردن تانک ازت (مانند کفش و پوشاک) نمی باشد . این امر مسلما معلولی از نقضان فیزیکی تانک می باشد که باید به سرعت پیدا و تعمیر گردد .
تانک های ازت نبایند در معرض نور مستقیم خورشید قرار گیرند . اعمال ضربه به تانک ، سقوط ، برخورد با اشیا نوک تیز و داغ ، مجاورت با منبع حرارت، جابجایی های غیر اصولی و اعمال فشار روی تانک و متعلقات آن (گیج ، مانومتر ، شیر و اتصالات تانک ) از عمر مفید آن می کاهد .
میکروسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ الکترونی عبوری ( در کنار میکروسکوپ الکترونی روبشی ) زیر مجموعه اصلی میکروسکوپ الکترونی می باشد . میکروسکوپ الکترونی عبوری که توسط کمپانی «متروپولیتن وایکرز» در سال ۱۹۲۷ ساخته و مورد بهره برداری قرار گرفت ، علاوه بر داشتن توانایی بزرگنمایی از ۱٬۰۰۰ تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ برابر اندازه جسم ، می تواند عنصر و ساختار تشکیل دهنده ماده مورد مشاهده خود را مشخص کند .
میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز مانند سایر میکروسکوپ الکترونی که بواسطه انتشار الکترون های پر سرعت و با ولتاژ بالا در بین کاتد و آند تنگستنی ، اقدام به تصویر برداری از سطح جسم می کنند ، برای انجام کار به زمانی بین ۳ تا ۳۰ ساعت برای هر نمونه (بنا به مشخصات نمونه و حساسیت کار) زمان لازم دارند ؛ این مدت زمان طولانی مبین پیچیدگی پروسه تصویر برداریست . عدسی های الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی وظیفه متمرکز کردن این باریکه الکترونی را بر عهده دارند . این باریکه که با عبور از سطح مذکور ، اطلاعاتی از سطح ماده در خود ذخیره کرده است ، با استفاده از طرح تصویر الکترونی و مواد فلوئور سانس ( و فلوئور سنت) ظاهر می شوند . همانطور که در مباحث مرتبط گفته شد ، در میکروسکوپ الکترونی عبوری که ساختاری عمودی دارد ، نمونه مورد مطالعه در میان میکروسکوپ قرار می گیرد ، باریکه الکترونی پس از انتشار در یک فضای خلا ، به کمک شتاب دهنده ها به سرعت مطلوب رسیده و پس از عبور از لنزهای کندانسر به شئ برخورد می کنند . این باریکه حاوی اطلاعات با عبور از نمونه عدسی های شیئی ، میانی و پروژکتوری به صفحه فلوئورسنت برخور کرده و نتایج به صورت تصویری ظاهر می شوند . در مرحله آخر نیز به کمک فیلم عکاسی و دوربین های مخصوص به ثبت و ضبط تصویر پرداخته می شود .
از مهمترین کاربردهایی میکروسکوپ الکترونی عبوری می توان به شناسایی ترکیب شیمایی مواد غیرآلی و غیرزنده ، تشخیص مناطق دارای تنش پسماند (تنشی که پس از گرفتن تنش اعمالی به یک جسم جامد، در آن باقی می‌ماند) ، تعیین عیوب بلوری و مرزدانه ها (مرز مشترک دو جامد می باشد که در دو سمت آن فاز یکسان بوده ولی جهت فضایی محورهای بلوری آن متفاوت است) و تعیین جهت رشد مواد بلورین و صفحات کریستالی اشاره کرد . در پایان لازم به یادآوریست که نمونه های مورد استفاده در میکروسکوپ الکترونی عبوری ، دارای قطر ۳ میلی‌متر و ضخامت تقریبی ۵ میکرومتر می باشد ، چرا که اگر قطر آن بزرگتر باشد الکتروتن از آن عبور نمی کند و اگر مساحت سطح آن بیشتر باشد ، عمل تصویربرداری روزها به طول می انجامد .
میکروسکوپ نوری
نور ، اساس و لازمه انسان ( و هر موجود بینا ) برای دیدن است ؛ بدین صورت که نور به اجسام و محیط اطراف ما تابیده و بازتاب این نور به چشم ما می رسد و مغز با تجزیه و تحلیل تصاویر ، آن ها را می بیند . بر همین مبناست که ما فاقد دید خوب در تاریکی هستیم . براساس این اصل ساده و پیش پا افتاده ، خیلی از پدیده های اپتیکال ( وابسته به نور ) اطراف ما اختراع شده اند که در این مقاله به میکروسکوپ نوری به عنوان یکی از آن ها می پردازیم .
می توان گفت اولین میکروسکوپ کاربردی توسط پدر علم میکروب شناسی ، «آنتونی فان لیوون هوک» ساخته شد ؛ وی با اعمال تغییراتی روی میکروسکوپ های تک عدسی – چیزی که امروزه آن را به نام ذره بین می شناسیم – توانست به این مهم دست پیدا کند . طرز کار میکروسکوپ نوری از دیرباز تا به امروز تغییر زیادی را به خود ندیده است ، اما با پیشرفت روزافزون علم ، ساختار سخت افزاری و لوازم جانبی آن تکامل یافته اند .
هر میکروسکوپ نوری از اجزایی نظیر پایه ( سنگین ترین بخش هر میکروسکوپ نوری که توانایی نگهداری چشمه نور و حرکت دهنده لوله میکروسکوپ را روی خود دارد) ، لوله (محل قرارگیری عدسی های چشمی و شیئی که در دو دسته تک چشمی و دو چشمی تولید می شوند ) ، عدسی های شیئی ( که معمولا به صورت ترکیبی از عدسی های خشک و ایمرسیون روغنی بکار رفته و تاثیر زیادی از نور محیط می پذیرند و وظیه بزرگنمایی تصویر شئ را بر عهده دارند ) ، عدسی های چشمی ( که وظیفه بزرگ سازی تصویر معکوس محصول عدسی شیئی ، تشکیل تصویر مجازی از تصویر حاصله بوسیله عدسی شیئی و سنجش اجزای واقع در تصویر را بر عهده دارد ) ، سیستم نوری ( بنا به شرایط می تواند لامپی هالوژنی ، تنگستنی و زنونی و یا جیوه ای باشد ) و کندانسور (متمرکز ساز نور بر روی نمونه که بنا به طرز استفاده و کاربرد در انواع آبه ، عدسی متحرک ، آکرومات و آکرومات – آپلانت وجود دارند ) تشکیل شده اند .
کنتراست یا تضاد در طول موج رنگ های مختلف یکی از اصول اساسی کار میکروسکوپ نوری می باشد ، بدین ترتیب که مثلا اگر یک قطره خون را در زیر میکروسکوپ نوری مشاهده کنیم ، تمامی طول موجهای موجود در نور سفید بجز نور قرمز در آن جذب شده و تصویر قطره به همراه قرمزی آن باز تابانده می شود ؛ بنابراین یک جسم با ناحیه قرمز را در یک زمینه سفید بخاطر آنکه دارای کنتراست رنگی می‌باشد می‌توان دید.
عدسی شیئی (عدسی همگرا با فاصله کانونی کوچک) در میکروسکوپ نوری ، تصویری حقیقی ، وارونه و بزرگتر از شئ مورد مشاهده را تشکیل می‌دهد . برای حصول این نتیجه ، شئ باید بین شعاع کانونی و دو برابر آن قرار گیرد . همانند ذره عدسی چشمی تصویر اول را بزرگتر می‌کند و به دلیل اینکه توان عدسی شیئی بزرگتر است ، تصویر حاصل از عدسی شیئی باید در فاصله کانونی عدسی چشمی باشد .
درباره میکروسکوپ
میکروسکوپ یا ریزبین ، در ساده ترین تعریف خود به ابزار بزرگنمایی اشیا و موجودات بسیار کوچک گفته می شود که با توجه به این تعریف حتی ذره بین های تک عدسی نیز نوعی میکروسکوپ محسوب می شوند . وجه تسمیه لغت میکروسکوپ در زبان یونانی ، میکرو به معنای بسیار کوچک و سکوپ به معنای دیدن می باشد . در مورد طرز کار ریزبین های نوری الکترونی روبشی و عبوری به تفصیل صحبت کرده ایم ؛ در این مقاله قصد داریم تا به معرفی رایج ترین ریزبین های نوری( استفاده از نور مرئی به عنوان چشمه نور و متمرکز کردن آن با عبور از چند عدسی ) و رومیزی بپرداریم .
اولین دسته از این نوع میکروسکوپ ها ، ریزبین های فلورسنت می باشد ، این نوع ریزبین که دارای منبعی از نور فلورسنت می باشد ، میکروارگانیسم و سلول های بافت های زنده قابل رویت و ثبت تصاویر می باشد . از مهمترین ویژگی این میکروسکوپ ها می توان به داشتن منبع فلوئورسنت ، واحد کنترل و صفحه کلید اشاره کرد . میکروسکوپ دوچشمی نیز نوع دیگری از ریزبین ها می باشند که دارای ۲ عدسی نوری است . این ریزبین قابلیت ارتقا با دوربین های عکاسی را داشته و با توجه به کنتراست آن ، فقط برای مشاهده نمونه های رنگ آمیزی نشده قابل استفاده است . میکروسکوپ های اینورت در شناسایی و شمارش میکروارگانیسم ها ، نحوه حرکت و تولید مثل آن ها کاربرد بیشتری دارد . این ریزبین قابل ارتقاء با دوربین های عکاسی و فیلم برداری بوده و امکان اعمال تغییرات و کار روی نمونه را به کاربر خود می دهد .از این روی در آزمایشگاه های تحقیقاتی کاربرد فراوانی دارند . بزرگنمایی در این ریز بین توسط پیچ های عدسی شیئی بوجود آمده و نیاز به جابجایی نمونه و سایر اجزای ریزبین نیست . استریو میکروسکوپ یکی دیگر از انواع ریز بین های رومیزی می باشد که دارای قدرت خیلی بیشتری نسبت به دیگر ریزبین های رومیزی می باشد . این مدل بیشتر برای مشاهده اجرامی دارای حجم و بعد کاربرد دارد .
از دیگر انواع میکروسکوپ ها می توان به مدل های ماوراء بنفش ( که منبغ تغذیه نور آن لامپ «یو وی» می باشد و به واسطه طول موج کوتاه تر اشعه فرابنفش نسبت به نور مرئی ، قدرت تفکیک بالاتری نسبت به ریز بین های نوری دارد ) فلورسنس ( که با رنگ آمیزی و تزریق معرف های گوناگون به نمونه – مانند سولفات بربرین و نارنجی آکریدین – خاصیت فلورسانسی به آن ها داده و نور ساطعه از آن ها مشاهده می شود ) ، زمینه سیاه ( تولید زمینه سیاه با ایجاد شکست نور توسط آیینه های محدب و مقعر) و اختلاف فاز(برای بررسی نمونه هایی که اختلافشکست نور دارند) اشاره کرد .
میکروسکوپ الکترونی روبشی
میکروسکوپ های روبشی ، نوعی میکروسکوپ الکترونی (میکروسکوپی که توسط باریکه ای الکترونی برای تصویر سازی بهره می برند ) بوده و قابلیتی شگرف در بزرگنمایی و تفکیک تصاویر (توانایی یک سیستم برای متمایزسازی جزئیات یک کمیت سنجشی ) دارند .
در این نوع میکروسکوپ ها ، توسط تفنگ های الکترونی ، ستونی از الکترون تشکیل می شود . با افزایش تعداد الکترون ها ، ثبات سرعتی الکترون ها و همچنین کاهش قطر ستون تشکیل شده ، مطلوبیت ستون تشکیل شده زیاد می شود . پس از تشکیل ستون ، با استفاده از میدانی الکتریکی و شتابدار کردن آن ها ، لنز های الکترومغناطیسی شعاع آن را کوچک می کنند . پس از اعمال شرایط فوق ، این ستون ها با نقاط مورد نظر جسم برخورد می کنند و بازتاب آن ها توسط حسگرهایی خاص ثبت و تحلیل می شود . در قدم بعد ، ستون بازتابی با تغییر جایگاه ، نقطه مجاور را مورد تابش قرار می دهد و این کار تا پوشش تمام سطح ۲ بعدی با سرعت بالا انجام می پذیرد . با تکرار این عمل که مانند جاروب کردن سطح مورد نظر است ، تصویر سطح اسکن شده و ترکیب نمونه در لایه های سطحی را بیان می کند .
اجزای اصلی میکروسکوپ الکترونی روبشی تفنگ الکترونی ، لنز ها ، سیستم روبش ، سیستم خلا ، سیستم نمایش و … می باشند . اولین و اصلی ترین رکن یک میکروسکوپالکترونی روبشی تفنگ الکترونی آن که منبع پایداری از الکترون ساطع کننده پرتو الکترونیست و وظیفه تنظیم شدت قطر پرتو الکترونی ، یکنواختی ، شدت و توزیع الکترون ها را بر عهده دارد . این تفنگ ها در دو دسته اصلی تفنگهای الکترونی ترمویونی و تفنگهای انتشار میدانی وجود دارند که در نوع اول ، کاتد تولید کننده الکترون، یک سیم تنگستنی بوده که به دلیل کار پایین ، عمر زیاد و مقاومت بالای آن در برابر حرارت و جریان الکتریسیته ، وی شکل بودن و شعاع سر آن (حدود ۱۰۰ میکرومتر) توانایی عبور جریا تا ۲۷۰۰ درجه سانتی گراد را دارد . در این مدل ، الکترون های تولید شده در کاتد توسط اختلاف پتانسیلی معادل ۱۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ ولت به سمت آند شتاب گرفته و با عبور از سوراخ میانی به سمت ستون اپتیکی میکروسکوپ و در نهایت نمونه فرستاده می‌شوند . در مدل دوم یا تفنگهای انتشار میدانی نیز قدرت ، دقت و هزینه ساخت بالاتر رفته و ساختار به مراتب پیچیده تری داریم . نوک بسیار تیز ۰٫۲ میکرومتری و تنگستنی آن ها پرتوی بسیار باریک ساطع می کند که این عمل باعث افزایش ظرافت و دقت خروجی می شود . در این تفنگ ۲ کاتد وجود دارد که اولی وظیفه جدا کردن الکترونها و دومی برای سرعت دادن به الکترون ها و شلیک به سمت ستون اپتیک بکار می روند . با عنایت به اختلاف انرژی کمتر الکترون ها ، پرتو تولیدی از کیفیت بالاتری برخوردار بوده که در نتیجه به خطاهای کمتر و تصاویر بهتر و شفافتر منجر خواهد شد .
از مهمترین ویژگی های میکروسکوپ الکترونی روبشی می توان به استفاده در متالوگرافی ، بررسی مقاطع شکست و سطوحی که نیازمند عمق میدان زیادند و ارزیابی ترکیبات شیمیایی روی سطوح مختلف اشاره کرد .