ВКР / Дипломная работа (Э-8) на тему "Разработка плазменного устройства для изменения физических свойств биологических структур, состоящих из фибриллярных белков"

Что в архиве:
Оформление квалификационной работы:

Расчетно-пояснительная записка на 68 листах формата А4.

Перечень графического (иллюстративного) материала (чертежи, плакаты, слайды и т.п.)
Чертежи А1 – 2 шт.
Чертежи А3 – 1 шт.
Чертежи А4 – 2 шт.
Плакаты А1 – 3 шт.
Спецификации – 2 шт.
РЕФЕРАТ
Расчетно-пояснительная записка 68 с., 26 рис., 2 табл., 25 источников, 1 прил.
РАЗРАБОТКА ПЛАЗМЕННОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР, СОСТОЯЩИХ ИЗ ФИБРИЛЛЯРНЫХ БЕЛКОВ
Объектом исследования являлся процесс активации биологических поверхностей.
Цель работы – разработка плазменного устройства для изменения физических свойств биологических структур.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
1) Научный обзор статей с целью изучения воздействия плазмы на биологические объекты.
2) Разработка конструкции устройства и дизайн корпуса.
3) Разработка технологического процесса изготовления корпуса.
4) Расчет параметров диэлектрического барьерного разряда в разрабатываемом устройстве.
5) Проведение экспериментов по активации биообъектов.
6) Оценка безопасности использования разрабатываемого устройства.


СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ. 5
ВВЕДЕНИЕ. 8
1 Теоретическая часть. 9
1.1 Понятие адгезии. 9
1.1.1 Теории адгезии покрытий. 10
1.1.2 Способы изменения адгезионных свойств. 11
1.2 Биологические структуры.. 12
1.2.1 Определение биологической структуры. 13
1.2.2 Состав биологических структур. 14
1.2.3 Классы белков. 16
1.2.4 Фибриллярные белки. 19
1.3 Понятие активации поверхности. 22
1.3.1 Критерии, определяющие выбор метода подготовки поверхности. 23
1.3.2 Различные способы активации поверхности. 24
1.3.3 Плазменная активация поверхностей. 27
1.4 Барьерный разряд. 27
1.4.1 Механизм образования барьерного разряда. 28
1.4.2 Конфигурация электродов в барьерном разряде. 30
1.4.3 Применение барьерного разряда. 31
2 Конструкторская часть. 33
3 Расчетная система и исходные данные. 38
3.1 Расчет длины свободного пробега частиц. 40
3.2 Расчет распределения энергии электронов. 41
3.3 Расчет напряженности электрического поля в системе. 43
4. Экспериментальная часть. 45
5 Экологическая часть. 48
5.1 Методика и результаты измерения. 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 54
ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 56



ВВЕДЕНИЕ

Целью выпускной работы была разработка плазменного устройства и изучение его воздействия на биологические структуры, изменение их физических свойств под действием плазмы.
Принцип работы устройства основан на активации поверхности. Суть процесса активации поверхностей заключается в воздействии на необходимую поверхность с целью изменения ее физико-химических свойств, насыщения свободных связей материала и улучшения химической активности.
Существует три возможных типа воздействия на материал для его последующей активации:

• Активация при помощи термических процессов: плазменная, газовая и другие подобные способы.
• Активация посредством механических процессов: трения, трибохимии и др.
• Активация дуговыми и искровыми зарядами.

Помимо данных типов воздействия при активации материала почти всегда используется предварительная химическая обработка. При данных процессах термодинамическое состояние материала изменяется, увеличивая запас его энергии, которая будет выделяться при последующем химическом взаимодействии. Данный запас может изменяться как во время активации, так и после. Причиной этого будут являться изменения структурного и фазового типа.
Результатом процесса активации поверхности будет ее повышенная реакционная способность и адгезионные характеристики, улучшающие качество последующей обработки, будь то пайка, сварка и т. д.


1 Теоретическая часть
1.1 Понятие адгезии

Адгезия покрытий, то есть явление сцепляемости покрытий с подложкой при их контакте, характеризующее связь между ними, вызвана взаимодействием между молекулами (атомами) контактирующих тел и оценивается адгезионной прочностью, которая определяется экспериментально различными методами отрыва или разрушения покрытия [1], [2]. При отрыве или разрушении покрытия может нарушаться целостность самого покрытия, т.е. его когезия. В связи с эти различают адгезионный отрыв по границе раздела покрытие – подложка и когезионный отрыв, когда разрушение происходит по покрытию. Возможен также смешанный адгезионно-когезионный отрыв покрытия. На рисунке 1 схематически показаны эффекты адгезии и когезии.
Рисунок 1 - Схематическое изображение эффекта адгезии и когезии [3]