پلتفرم مهامکس با ارائه خدمات آنالیز دقیق و کارآمد، بستر مناسبی برای ارتقاء کیفیت تحقیقات دامپروری فراهم کرده است. این سامانه نه تنها به تسهیل فرآیند تحقیق کمک میکند، بلکه با ایجاد ارتباط مؤثر بین مراکز علمی و صنعتی، به پیشرفتهای چشمگیر در صنعت دامپروری منجر خواهد شد. امید است که با بهرهبرداری از این ابزارهای نوین، شاهد تحولات مثبت بیشتری در زمینه کیفیت محصولات دامی و افزایش بهرهوری در این صنعت باشیم.
در این وبینار که به صورت مجازی در بستر اسکایروم برگزار شد، حدود 30 نفر از دانشجویان در مقاطع مختلف تحصیلی و از دانشگاههای مختلف شرکت کردند و ضمن آشنایی، به پرسشهای خود دست پیدا کردند.
- بخشی از مطالب ارائه شده در حین ارائه سرکار خانم دکتر هانیه فخری، مدیر پلتفرم مهامکس به شرح ذیل است:
کارگاه آشنایی با مهامکس و خدمات آن
در ابتدای وبینار، پلتفرم مهامکس (مرکز خدمات فناوریهای راهبردی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری) معرفی شد. این سامانه بهعنوان یک درگاه یکپارچه ارائه خدمات آزمایشگاهی، به کاربران این امکان را میدهد که بدون واسطه به شبکهای گسترده از آزمایشگاههای معتبر کشور دسترسی داشته باشند. خدمات این سامانه شامل جستجوی تجهیزات، ثبت سفارش، پیگیری فرآیندها، مشاهده تعرفهها و دریافت نتایج آزمونها است. همچنین از حمایتهای مالی و تخفیفهای ویژه مهامکس برای دانشجویان و پژوهشگران نیز توضیحاتی ارائه شد.
آنالیز حرارتی چیست؟
آنالیز حرارتی به مجموعهای از روشها اطلاق میشود که در آن ویژگیهای فیزیکی یا شیمیایی یک ماده نسبت به دما بررسی میشود. در این روشها، نمونه تحت تأثیر تغییرات دمایی قرار گرفته و تغییراتی مانند کاهش جرم، جذب یا آزادسازی گرما، تغییر فاز و… بررسی میشود. هدف این روشها، مطالعه پایداری حرارتی، رفتار فازی، واکنشپذیری حرارتی و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد است.
معرفی دستگاه TGA
دستگاه TGA (Thermogravimetric Analysis)، یکی از تجهیزات پیشرفته در آنالیز حرارتی است که با اندازهگیری تغییرات وزنی ماده در برابر افزایش دما یا زمان، اطلاعات دقیقی درباره ترکیب ماده، پایداری حرارتی و میزان تجزیه حرارتی ارائه میدهد. دستگاه شامل کوره، ترازوی بسیار حساس، محفظه گاز و سیستم کنترل دماست.
چگونگی انجام آزمون TGA
در آزمون TGA، نمونه مورد نظر داخل کروزه مخصوص قرار داده شده و درون کوره دستگاه گذاشته میشود. سپس تحت اتمسفر کنترلشده (مانند هوا، نیتروژن یا آرگون) و نرخ دمای مشخص (مثلاً ۱۰ درجه در دقیقه) تا دمایی معین گرم میشود. در این حین، دستگاه بهصورت لحظهای تغییرات جرم نمونه را ثبت میکند.
انواع منحنیهای به دست آمده TGA
خروجی اصلی آزمون TGA، منحنی تغییر جرم بر حسب دما یا زمان است. در کنار آن، مشتق اول تغییر جرم (DTG) نیز قابل نمایش است که نرخ تغییر جرم را نشان میدهد. منحنیهای DTG برای شناسایی دمای دقیق تجزیه و تفکیک پلههای حرارتی بهکار میروند.
تحلیل نتایج TGA
با بررسی منحنی TGA میتوان:
دمای شروع و پایان تجزیه حرارتی را مشخص کرد.
درصد ترکیبات فرار، رطوبت، و باقیمانده غیر فرار (Residue) را تعیین نمود.
واکنشهای حرارتی چندمرحلهای را تحلیل کرد. تحلیل DTG کمک میکند تا فرآیندهای همزمان تفکیک شوند.
اطلاعات به دست آمده از آزمون TGA
از جمله دادههایی که از این آزمون استخراج میشود:
- میزان رطوبت نمونه
- دمای تخریب حرارتی
- تعیین ترکیب ماده (مثلاً پلیمرها یا مواد معدنی)
- مقایسه پایداری حرارتی مواد مختلف
- ارزیابی حضور ناخالصیها یا افزودنیها
بررسی پارامترهای موثر در آنالیز حرارتی
پارامترهایی مانند نرخ گرمایش، نوع اتمسفر، حجم نمونه، شکل ظرف نمونه، شرایط جریان گاز و کالیبراسیون دستگاه نقش مؤثری در نتایج آنالیز دارند. انتخاب نرخ گرمایش مناسب، کلیدی در تفکیک فرآیندهای حرارتی است.
کاربردهای آنالیز حرارتی TGA-DTA
- مطالعه تجزیه حرارتی مواد آلی و معدنی
- بررسی افزودنیها در پلیمرها
- تعیین پایداری حرارتی داروها
- شناسایی تغییرات فازی یا تخریب در رنگها، کامپوزیتها، سرامیکها و کاتالیزورها
چرا آنالیز DSC بگیریم؟
DSC (Differential Scanning Calorimetry) یکی از روشهای دقیق اندازهگیری تغییرات حرارتی درونجسمی مواد است. این آزمون برای تعیین رفتارهای فازی مانند ذوب، بلورینگی، انتقال شیشهای (Tg)، و واکنشهای گرماگیر یا گرماده استفاده میشود. مزیت DSC، دقت بالا در اندازهگیری و امکان تحلیل کمی انرژیهای دخیل در فرآیندهاست.
معرفی دستگاه DSC
دستگاه DSC با مقایسه تغییرات گرمایی نمونه و یک مرجع خنثی، اختلاف انرژی جذب یا آزاد شده را اندازهگیری میکند. این دستگاه شامل یک سیستم حرارتی دوگانه، کوره، سنسورهای دما و سیستم ثبت داده است.
چگونگی انجام آزمون DSC
در آزمونDSC، نمونه با جرم کم در یک کروزه آلومینیومی قرار گرفته و به همراه مرجع در کوره دستگاه قرار میگیرد. سپس با نرخ دمای کنترلشده گرم یا سرد میشود. اختلاف گرمایی جذب یا آزادشده توسط نمونه نسبت به مرجع ثبت میشود.
انواع منحنیهای بهدست آمده از DSC
خروجی آزمون DSC منحنی جریان حرارتی برحسب دما یا زمان است. قلههای گرماده (exothermic) و گرماگیر (endothermic) مانند ذوب، تبلور، واکنش شیمیایی یا انتقال شیشهای در این منحنی قابل مشاهدهاند.
تحلیل نتایج DSC
از طریق منحنی DSC میتوان:
- دمای ذوب، Tg، بلورینگی و تبلور مجدد را مشخص کرد.
- میزان آنتالپی فرآیندها را از طریق سطح زیر قلهها محاسبه نمود.
- بررسی اثر افزودنیها یا ترکیبات بر خواص حرارتی را انجام داد.
اطلاعات به دست آمده از DSC
مهمترین دادههای استخراجشده:
- دمای دقیق رخدادهای فازی
- انرژیهای جذب یا آزادشده در فرآیندها
- بررسی درصد بلورینگی در پلیمرها
- بررسی تطابق حرارتی نمونهها با استاندارد
بررسی پارامترهای موثر در آنالیز حرارتی
در آزمون DSC نیز عواملی مانند نرخ گرمایش، نوع کروزه، تماس حرارتی نمونه با ظرف، جرم نمونه و سرعت اسکن دما میتوانند بهشدت بر دقت نتایج تأثیرگذار باشند.
کاربردهای آنالیز حرارتی DSC
- مطالعه خواص حرارتی و فازی مواد پلیمری
- تعیین خلوص مواد
- تحلیل فرآیندهای پخت رزینها و مواد کامپوزیتی
- بررسی پایداری و سازگاری داروها
- تعیین درصد بلورینگی در صنایع بستهبندی
کارگاه حاضر، فرصتی ارزشمند برای آشنایی عملی با دو روش مهم آنالیز حرارتی یعنی TGA و DSC فراهم کرد. همچنین کاربران با خدمات و زیرساختهای پلتفرم مهامکس آشنا شدند که میتواند دسترسی سریع و ارزان به تجهیزات آزمایشگاهی را برای جامعه علمی کشور فراهم کند.
