خواص فیزیکوشیمیایی و کاربرد کیتین و کیتوزان. کیتین "ستاره پیچ خورده" پلی ساکاریدها است. جزء اصلی اسکلت بیرونی

مفهوم اسکلت بیرونی از نوع کپسول برای عملیات نجات اضطراری

Zeltser A. G.1، Vereikin A. A.1، *، Goykhman A. V.1، Savchenko A. G.1، Zhukov A. A.1، Demchenko M. A.1

UDC: 21.865.8، 623.445.1، 623.445.2

1 روسیه، MSTU im. N.E. باومن

معرفی

مدل‌های موجود از اسکلت‌های بیرونی ساختاری از نوع قاب هستند که حداقل ارتباطات را با بدن انسان دارند. بنابراین، اسکلت بیرونی اندام تحتانی BLEEX با تسمه هایی به پاها، پاها و پشت اپراتور انسان محکم می شود و به طور سفت و سخت فقط به پاها متصل می شود.

یک مفهوم اساساً جدید از محرک اسکلت بیرونی (AM) پیشنهاد شده است که مبتنی بر این ایده است که علاوه بر افزایش قابلیت‌های فیزیکی یک فرد، AM باید از بدن او نیز محافظت کند، که در موارد غیر قابل توجیه است. شرایط قطعی عملیات نجات اضطراری وظیفه اطمینان از ایجاد یک طراحی جهانی IM تعیین شده است که در صورت لزوم امکان ایجاد خطی از اسکلت های بیرونی را فراهم می کند که شامل نسخه ای در نظر گرفته شده برای عملیات رزمی است. در این حالت قاب قدرت با یک قاب زرهی جایگزین می شود.

1. تعیین موقعیت نسبی مفاصل

که در به عنوان یک مرحله مقدماتی در سنتز نمودار سینماتیکی درخت مانند اسکلت بیرونی MI، درجات تحرک فعال و غیرفعال مشخص شد. منظور از فعال، درجات تحرک کنترل شده، و منفعل به معنای درجات کنترل نشده است. یک نمودار اولیه از محل قرارگیری مفاصل MI بدست آمد (شکل 1) و دامنه تغییرات مختصات تعمیم یافته در مفاصل انتخاب شد که باید در آینده بر اساس کارهای قبلی و داده های آنتروپومتریک (از جمله) روشن شود. پیشنهاد شده توسط ماژول طراحی ارگونومیک بسته نرم افزاری CATIA). ابعاد اولیه اسکلت بیرونی و محل آن نیز مشخص شده است

گره ها نسبت به یکدیگر در این مرحله، طراحی قاب انجام نشد.

برنج. 1. طرح اولیه مفاصل اسکلت بیرونی MI

2. توسعه مفهوم کلی محرک

هنگام مطالعه موقعیت نسبی اجزای اصلی، مشکلاتی که با طراحی کپسول انتخابی همراه با اتصال سفت و سخت حرکات سازه به حرکات انسان همراه است، شناسایی شد. بنابراین، برای درجه تحرک پیوند فمورال اسکلت بیرونی، یک حرکت نوع اداکشن-ابداکشن (تغییر در رول)، که از طریق یک لولای استوانه‌ای بر اساس یک مجموعه بلبرینگ استاندارد اجرا می‌شود، منجر به نفوذ پیوند MI به بدن انسان می‌شود. ، که کاملا غیر قابل قبول است. در مدل های مدرن اسکلت بیرونی، مشکلاتی از این دست حل می شود:

 از بین بردن پیوند MI از بدن انسان در جهت عمود بر صفحه ساژیتال.

 اختصاص دامنه ای از تغییر در مختصات مشترک تعمیم یافته که به طور قابل توجهی کمتر از حد مجاز تعیین شده از پارامترهای آنتروپومتریک است.

 جدایی قوی در فضای محورهای چرخش مفاصل، تضمین تغییر در موقعیت لگن در رول و زمین.

مفهوم پذیرفته شده قبلی اجازه حل مسائل را با استفاده از روش های فوق نمی دهد. راه حلی پیشنهاد شده است که شامل استفاده از لولا با مجازی است

2307-0595, بولتن مهندسی, № 03, 2015

محورهای چرخش mi که با محورهای چرخش مفاصل انسان مطابقت دارند. نمودارهای شماتیک واحدهای مربوط به مفهوم پذیرفته شده توسعه داده شده است. بیایید نگاهی دقیق تر به پشت و باسن اسکلت بیرونی MI بیندازیم.

2.1 درجه تحرک پشت

پشت انسان تحرک بالایی دارد، اما مفهوم زیربنای اسکلت های بیرونی مدرن اجازه نمی دهد تا تحرک آن به طور کامل تحقق یابد. MI به طور قابل توجهی حرکات اپراتور انسانی را که مربوط به تغییرات در موقعیت انحراف پشت است، محدود می کند.

قرار دادن یک لولای استوانه ای ساده در پشت، مشکل را حل نمی کند (شکل 2). ستون فقرات در این حالت محور چرخش است، بنابراین، هنگام قرار دادن یک جفت چرخش در خارج از بدن، یک محور دوم را دریافت می کنیم که با محور اول منطبق نیست، که می تواند منجر به آسیب به ستون فقرات و بدن اپراتور شود.

برنج. 2. نمودار سینماتیکی پشت محرک اسکلت بیرونی

راه برون رفت از این وضعیت، استفاده از مفصلی با محور چرخش مجازی است که با محور چرخش پشت انسان که ستون فقرات است، منطبق است. در شکل شکل 3 ساختار شماتیک واحد ستون فقرات را نشان می دهد که یک راهنمای غلتشی است که در امتداد شعاع مشخصی مطابق با فاصله تا محور چرخش مجازی منحنی شده است (مورد 1).

http://engbul.bmstu.ru/doc/760793.html

برنج. 3. نمودار طراحی برای اجرای مفصلی که تغییر در انحراف پشت اپراتور را بر اساس یک مفصل استوانه ای با محور چرخش مجازی ایجاد می کند.

2.2 درجه تحرک لگن

مفصلی که مسئول اجرای حرکتی است که تغییر موقعیت ران اپراتور انسان را در گام تضمین می کند، زمانی که موقعیت پای فرد به صورت رول تغییر می کند، به بدن انسان نفوذ می کند و در نتیجه به آن آسیب می رساند. راه حل این مشکل استفاده از یک لولای استوانه ای با محور چرخش مجازی است (موارد 1، 2 در شکل 4).

برنج. 4. نمودار طراحی اجرای مفصل که تغییری در انحراف پشت اپراتور ایجاد می کند

2307-0595, بولتن مهندسی, № 03, 2015

3. مزایا و معایب مفهوم پیشنهادی

مفهوم کلی پیشنهادی اسکلت بیرونی MI دارای چندین مزیت است:

 کاهش ابعاد به دلیل تناسب محکم MI با بدن اپراتور انسان؛

 با توجه به حرکات اولیه انسان، می توان اصل یک حرکت اپراتور - یک حرکت اسکلت بیرونی، یعنی. تغییر در مختصات تعمیم یافته در مفصل بندی IM برای تغییر مختصات تعمیم یافته مفصل انسانی مربوطه کافی است. در نسخه‌های مدرن اسکلت‌های بیرونی، تغییر مختصات تعمیم‌یافته یک مفصل انسان با مجموعه خاصی از تغییرات در مختصات تعمیم‌یافته مفاصل اسکلت بیرونی مطابقت دارد. با این حال، باید توجه داشت که این اصل در مورد تمام حرکات انسان صدق نمی کند، در غیر این صورت باید طراحی MI را بسیار پیچیده کرد و تعداد درجات تحرک اسکلت بیرونی را به تعداد درجات تحرک یک اسکلت خارجی رساند. فردی که در این مرحله از توسعه فناوری امکان پذیر نیست.

 برخی از ساده سازی سیستم کنترل به دلیل اجرای اصل یک حرکت اپراتور - یک حرکت اسکلت بیرونی.

 تسلط ساده بر IMاپراتور انسانی؛

 ارگونومی بهبود یافته؛

 توانایی تغییر قاب به یک ساختار زرهی باربر خارجی که برای محافظت در برابر بارهای شوک مختلف طراحی شده است.

 طراحی نسبتا سبک وزن به دلیل این واقعیت که زره و قاب یک کل واحد هستند.

 استحکام ساختاری بالا

 از جمله معایب این مفهوم می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 افزایش درجات تحرک انفارکتوس؛

 عوارض طراحی مفاصل؛

 افزایش مصرف انرژی

4. ایجاد مکانیسم محرک اسکلت بیرونی اندام تحتانی

مرحله بعدی پس از تصمیم گیری در مورد استفاده از محورهای مجازی و توسعه نمودارهای طراحی مفاصل IM، توسعه یک نمودار سینماتیکی با در نظر گرفتن محورهای چرخش واقعی و مجازی است. برای به دست آوردن ابعاد هندسی دقیق نمودار سینماتیکی اسکلت بیرونی MI، چندین روش حل در نظر گرفته شد:

 اشعه ایکس کامل از بدن اپراتور؛

 مونتاژ یک نمونه اولیه از یک مدل سینماتیک برای پالایش تجربی آن

http://engbul.bmstu.ru/doc/760793.html

در نهایت روش دوم انتخاب شد. در همان زمان، تصمیم گرفته شد که مراحل توسعه قاب و مونتاژ مدل آزمایشی ترکیب شود. در شکل شکل 5 یک نسخه اولیه از اسکلت بیرونی MI نوع کپسولی اندام تحتانی را نشان می دهد.

مزایای طرح پیشنهادی اسکلت بیرونی MI:

 ترتیب ساده و راحت اتصالات، از جمله با محور چرخش مجازی.

 مناسب برای ساخت یک مدل تجربی از نمودار سینماتیکی یک IM به منظور روشن کردن ابعاد هندسی و قرار دادن درجات تحرک.

 حذف از موتورهای محرک که در حال حاضر موتورهای پنوماتیک و هیدرولیک با حرکت انتقالی لینک خروجی در نظر گرفته می شوند، تمام بارها به جز محوری، به دلیل حرکت لینک خروجی در امتداد راهنما.

 موتور اجرایی توسط یک بدنه به طور قابل اعتمادی از تأثیرات مکانیکی خارجی محافظت می شود که به ویژه هنگام استفاده از ماهیچه های پنوماتیک به عنوان موتورهای اجرایی ارزشمند است. این امر با معرفی یک اهرم اضافی که لینک خروجی موتور محرک را با IM متصل می کند به دست می آید (شکل 5).

 افزایش طول عمر ماهیچه های پنوماتیک به دلیل این واقعیت است که آنها در حین کار خم نمی شوند.

برنج. 5. نسخه اولیه محرک اسکلت بیرونی اندام تحتانی از نوع کپسولی

2307-0595, بولتن مهندسی, № 03, 2015

5. نیروگاه

اسکلت‌های بیرونی مدرن تنها در صورتی می‌توانند استقلال کافی داشته باشند که قدرت کل محرک‌ها کم باشد، که از یک سو بر ظرفیت بار و سرعت حرکت در فضا و از سوی دیگر بر تعداد درجات کنترل‌شده تحرک تأثیر می‌گذارد. عمدتاً به دلیل آخرین عامل، MI های خودمختار موجود در حال حاضر فقط اسکلت بیرونی اندام تحتانی هستند. اسکلت بیرونی اندام تحتانی BLEEX از یک موتور احتراق داخلی (ICE) به عنوان منبع اصلی انرژی استفاده می کند که انرژی هیدرولیکی و الکتریکی تولید می کند.

که در امکان استفاده از موتور احتراق داخلی همراه با سوپرشارژر هیدرولیک یا پنوماتیک در حال حاضر در حال بررسی است. این باید به طور قابل توجهی ویژگی های وزن و اندازه واحد قدرت را کاهش دهد.

که در در مدل های مدرن اسکلت بیرونی خودمختار مجهز به موتورهای احتراق داخلی، موتورها در پشت اپراتور در کوله پشتی های بزرگ قرار می گیرند که تحرک ناحیه کمر را کاهش می دهد، اما در عین حال امکان استفاده از یک موتور بزرگتر را فراهم می کند. محافظت از پشت می توان از اصولی که بر روی تانک های مرکاوا ارتش اسرائیل استفاده می شود استفاده کرد. موتور در جلو قرار دارد و محافظت بیشتری را برای خدمه فراهم می کند. برای کاهش سایز کت و شلوار می توانید از موتور استفاده کنیدپیکربندی V شکل با زاویه کمبر بسیار افزایش یافته است. این پیکربندی به معنای واقعی کلمه به موتور اجازه می‌دهد تا روی سینه یا پشت دراز بکشد و در نتیجه ابعاد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

نتیجه

همه کشورهای بسیار توسعه یافته جهان در حال کار بر روی پروژه های اسکلت بیرونی روباتیک مجهز به محرک های قدرتمند هستند که عمدتاً برای استفاده در مناطق جنگی و عملیات نجات اضطراری در نظر گرفته شده است. تحولات در این راستا در فدراسیون روسیه نیز در حال انجام است، اما در حال حاضر چشم انداز تحولات داخلی بسیار مبهم به نظر می رسد. بنابراین نیاز مبرمی به انجام تحقیقات علمی و اجرای پروژه های فنی در این زمینه احساس می شود.

تا به امروز، مفهوم اسکلت بیرونی MI تعریف شده است، و برخی از راه حل های طراحی کار شده است. روشی ارائه شده است که به فرد امکان می دهد دینامیک MI را با در نظر گرفتن واکنش های سطح حمایت کننده محاسبه کند و متعاقباً یک سیستم کنترل برای مجموعه انسان-اسکلت بیرونی بسازد. طراحی موازی دو نسخه IM که دارای طراحی فریم جهانی هستند، اما از نظر محرک ها متفاوت هستند: سیلندرهای هیدرولیک و ماهیچه های پنوماتیک، به عنوان جهت های اولویت برای توسعه این پروژه انتخاب شد. در حال حاضر، کار بر روی یک ماکت آزمایشی نیز در حال انجام است که به ما امکان می دهد راه حل های انتخاب شده را ارزیابی کنیم.

http://engbul.bmstu.ru/doc/760793.html

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Hanlon M. Raytheon XOS 2 Exoskeleton،لباس رباتیک نسل دوم، ایالات متحده آمریکا. سپتامبر 2010. حالت دسترسی: www.gizmag.com/raytheon-significantly-progresses-exoskeleton-design/16479(تاریخ دسترسی 15/03/16).

2. Kazerooni H., Steger R. The Berkeley Lower Extremity Exoskeletons // ASME Journal of Dynamics Systems, Measurements and Control, Vol. 128، شماره 1، صص 14-25، مارس 2006. DOI: 10.1115/1.2168164. حالت دسترسی: (تاریخ دسترسی 15/03/16).

3. Kazerooni H., Steger R., Huang L. کنترل ترکیبی اسکلت بیرونی اندام تحتانی برکلی (BLEEX) // مجله بین المللی تحقیقات رباتیک، جلد. 25، شماره 5-6، می ژوئن 2006، صص. 561-573. DOI: 10.1177/0278364906065505. حالت دسترسی: http://bleex.me.berkeley.edu/publications/(تاریخ دسترسی 15/03/16).

4. Sankai Y. Hal: Hybrid Assistive Limb بر اساس Cybernics. // جهانی COE Cybernics، سیستم و مهندسی اطلاعات، دانشگاه Tsukuba. حالت دسترسی:http://sanlab.kz.tsukuba.ac.jp/sonota/ISSR_Sankai.pdf(تاریخ دسترسی 15/03/16).

5. Vereikin A.A.، Kovalchuk A.K.، Kulakov D.B.، Semenov S.E.، Karginov L.A.، Kulakov B.B.، Yarots V.V. سنتز نمودار سینماتیکی محرک اسکلت بیرونی // مسائل فعلی علم.–2014. - شماره سیزدهم. – صص 68-76.

6. Vereikin A.A.، Kovalchuk A.K.، Kulakov D.B.، Semenov S.E. تجزیه و تحلیل و انتخاب ساختار سینماتیکی محرک اسکلت بیرونی // علم و آموزش:

انتشارات الکترونیک علمی و فنی MSTU. N.E. باومن. 2014. – شماره 7. ص 7293. DOI: 10.7463/0714.0717676. حالت دسترسی: http://technomag.bmstu.ru/doc/717676.html(تاریخ دسترسی 15/03/16).

7. Merkava Mk. 4. تانک اصلی نبرد. //نظامی - امروز حالت دسترسی: http://www.militarytoday.com/tanks/merkava_mk4.htm(تاریخ دسترسی 15/03/16).

8. آیا "Fighter-21" از رقبای خود پیشی خواهد گرفت؟ // بررسی نظامی. آوریل، 2011. حالت دسترسی: http://topwar.ru/4198-boec-21-obgonit-konkurentov.html(تاریخ دسترسی 15/03/16).

9. Lavrovsky E.K.، Pismennaya E.V. در راه رفتن منظم اسکلت بیرونی اندام تحتانی با کمبود ورودی های کنترل // مجله روسی بیومکانیک. – 2014. – T. 18, No. 2. - با. 208-225. حالت دسترسی: http://vestnik.pstu.ru/biomech/archives/?id=&folder_id=3883(تاریخ دسترسی 15/03/16).

10. مبانی تئوری محرک های ربات های راه رفتن // Kovalchuk A.K., Kulakov B.B., Kulakov D.B., Semenov S.E., Yarots V.V. - م.:انتشارات رودومینو، 2010. –

11. کوالچوک A.K.، Kulakov D.B.، Semenov S.E.، Yarots V.V.، Vereikin A.A.، Kulakov B.B.، Karginov L.A. روش طراحی محرک های درخت مانند فضایی ربات های راه رفتن // بولتن مهندسی MSTU N.E. باومن. –

2307-0595, بولتن مهندسی, № 03, 2015

2014. – شماره 11. – ص 6-10. حالت دسترسی: http://engbul.bmstu.ru/doc/736600.html(تاریخ دسترسی 15/03/16).

12. Vereikin A.A.، Kovalchuk A.K.، Karginov L.A. مطالعه دینامیک مکانیسم محرک اسکلت بیرونی اندام تحتانی با در نظر گرفتن واکنش های سطح حمایت کننده // علم و آموزش: الکترونیکانتشارات علمی و فنی MSTU. N.E. باومن. – 1393. – شماره 12. – ص 256-278. DOI: 10.7463/0815.9328000. حالت دسترسی: http://technomag.bmstu.ru/doc/745388.html(تاریخ دسترسی 15/03/16).

13. Vereikin A.A.، Kovalchuk A.K.، Kulakov D.B.، Semenov S.E.، Karginov L.A.، Kulakov B.B.، Yarots V.V. دینامیک محرک اسکلت بیرونی // مهندسی و فناوری: چشم انداز توسعه جدید. – 2014. – شماره سیزدهم. - سی. 5-16.

14. Vereikin A.A. محاسبه سیلندرهای هیدرولیک اجرایی اسکلت بیرونی // مولودژنیبولتن علمی و فنی MSTU im. N.E. باومن. مجله الکترونیکی – 2013. –

شماره 5. - ص 11. حالت دسترسی: http://sntbul.bmstu.ru/doc/569290.html(تاریخ دسترسی 15/03/16).

15. کوالچوک A.K.، Kulakov D.B.، Semenov D.B. مفهوم ساخت سیستم درایوهای سروو الکتروهیدرولیک برای یک ربات راه رفتن دو پا // علم و آموزش: الکترونیکانتشارات علمی و فنی MSTU. N.E. باومن. – 2010. –

فهرست مطالب موضوع "بندپایان. Chordata.":

سیستماتیک و مشخصه نشانه های بندپایاندر جدول خلاصه شده است. از نظر تعداد گونه ها، شاخه Arthropoda از همه بیشتر است. بیش از سه چهارم از تعداد کل همه گونه های شناخته شده نمایندگان این نوع هستند.

فقط برای سهم حشراتبیش از نیمی از گونه های شناخته شده را تشکیل می دهد. بندپایان بر تمام زیستگاه های روی زمین و آب تسلط یافته اند.

طرح اساسی ساختار بدن بندپایان x بسیار موفق بود، و از طریق فرآیندی به نام تشعشع تطبیقی، یکی از شکل‌های اجدادی که با موفقیت تکامل یافته بود، گونه‌های مختلفی را پدید آورد که بسیاری از طاقچه‌های اکولوژیکی مختلف را پر کردند.

طرح بدندر حشرات را می توان به عنوان یک ساختار تکامل یافته از بدن قطعه بندی شده آنلیدها در نظر گرفت. این مثال به وضوح نشان می دهد که چگونه می توان از تقسیم بندی متامریک استفاده کرد. بندپایان باستانی اندام های ساده ای در تمام طول بدن خود داشتند که احتمالاً عملکردهای مختلفی مانند تبادل گاز، جذب غذا، حرکت و تشخیص سیگنال های مختلف را انجام می دادند. در بندپایان مدرن، گرایش به سمت تخصصی شدن ریزتر در مقایسه با آنلیدها منجر به ظاهر شدن اندام های پیچیده تر و تخصصی تر، با تقسیم کار بارزتر شده است.

در ساختار خارجی، تقسیم بندی هنوز قابل مشاهده است، اما تعداد بخش هاکمتر از .

در زیر به موارد مهم دیگر خواهیم پرداخت ویژگی های بندپایان. اینها، همراه با تکامل تقسیم بندی که در بالا ذکر شد، نشان می دهد که آنها در حال رشد هستند.

اسکلت خارجی. کوتیکول.

کوتیکولتوسط سلول های اپیدرم ترشح می شود. که در ترکیب کوتیکولشامل کیتین، پلی ساکارید حاوی نیتروژن بسیار شبیه به سلولز است که به عنوان ماده حمایت کننده دیواره سلولی گیاه عمل می کند. کیتین دارای استحکام کششی بالایی است (در صورت کشیده شدن در هر دو انتها شکستن آن دشوار است). پیوند کیتین با سایر ترکیبات شیمیایی می تواند منجر به تغییراتی در خواص اسکلت بیرونی شود. برای مثال، با افزودن نمک های معدنی (به ویژه نمک های کلسیم)، اسکلت بیرونی می تواند سخت تر شود، مانند سخت پوستان. پروتئین نیز همین اثر را دارد. این امکان وجود طیف گسترده ای از اسکلت های بیرونی را از نظر سختی، کشش و استحکام ایجاد می کند. انعطاف پذیری کوتیکول نقش مهمی در مفاصل دارد.

دسترسی اسکلت خارجیمزایای زیر را ایجاد می کند:
1) به عنوان پشتیبان، به ویژه در زمین عمل می کند.
2) ماهیچه ها به سطح داخلی اسکلت بیرونی متصل هستند، به ویژه آنهایی که در حرکت، از جمله پرواز نقش دارند.
3) به عنوان محافظت در برابر آسیب فیزیکی عمل می کند.
4) یک لایه مومی پوشاننده کوتیکول، که توسط غده خاصی در اپیدرم تولید می شود، از خشک شدن در زیستگاه های خشکی جلوگیری می کند.
5) توانایی حشرات برای پرواز و همچنین توانایی کک و ملخ برای پریدن به وجود یک پروتئین بسیار الاستیک در اسکلت بیرونی بستگی دارد.
6) اسکلت بیرونی چگالی کم دارد که برای حیوانات پرنده بسیار مهم است.
7) وجود کوتیکول امکان ظاهر مفاصل انعطاف پذیر بین بخش ها را ایجاد می کند.
8) اسکلت بیرونی را می توان تغییر داد تا آرواره های سختی را ایجاد کند که قادر به گاز گرفتن، خرد کردن، مکیدن یا خرد کردن غذا هستند.
9) در برخی نقاط اسکلت بیرونی می تواند شفاف باشد که نفوذ نور به چشم و امکان استتار در آب را تضمین می کند.

قطعه 1

کیتین (سی 8 اچ 13 نه 5) n (فر. کیتین، از یونان باستان. کیتون: کیتون - لباس، پوست، پوسته) - یک ترکیب طبیعی از گروه پلی ساکاریدهای حاوی نیتروژن.

جزء اصلی اسکلت بیرونی (کوتیکول) بندپایان و تعدادی دیگر از بی مهرگان، بخشی از دیواره سلولی قارچ ها و باکتری ها است.

در سال 1821، هانری براکونو فرانسوی، مدیر باغ گیاه شناسی در نانسی، ماده ای را در قارچ ها کشف کرد که در اسید سولفوریک نامحلول بود. او را صدا زد قارچ. کیتین خالص برای اولین بار از پوسته بیرونی رتیل جدا می شود. این اصطلاح توسط دانشمند فرانسوی A. Odier که پوشش بیرونی حشرات را مورد مطالعه قرار داد در سال 1823 پیشنهاد شد.

کیتین یکی از رایج ترین پلی ساکاریدها در طبیعت است، هر ساله در کره زمین حدود 10 گیگاتن کیتین در موجودات زنده تشکیل و تجزیه می شود.

· عملکردهای محافظتی و حمایتی را انجام می دهد و از سفتی سلولی اطمینان می دهد - موجود در دیواره سلولی قارچ ها.

· جزء اصلی اسکلت بیرونی بندپایان.

· کیتین همچنین در بدن بسیاری از حیوانات دیگر - کرم های مختلف، کولترات ها و غیره تشکیل می شود.

در تمام موجوداتی که کیتین تولید و استفاده می کنند، به شکل خالص نیست، بلکه در ترکیب با پلی ساکاریدهای دیگر یافت می شود و اغلب با پروتئین ها همراه است. با وجود این واقعیت که کیتین ماده ای است که از نظر ساختار، خواص فیزیکوشیمیایی و نقش بیولوژیکی بسیار شبیه به سلولز است، کیتین در موجوداتی که سلولز را تشکیل می دهند (گیاهان، برخی باکتری ها) یافت نمی شود.

کیتین سخت و شفاف است.

شیمی کیتین

کیتین های موجودات مختلف در شکل طبیعی خود تا حدودی از نظر ترکیب و خواص متفاوت هستند.

کیتین در آب نامحلول است و در برابر اسیدهای رقیق، قلیایی ها، الکل و سایر حلال های آلی مقاوم است. محلول در محلول های غلیظ برخی نمک ها (کلرید روی، تیوسیانات لیتیوم، نمک های کلسیم) و در مایعات یونی.

هنگامی که با محلول های غلیظ اسیدهای معدنی گرم می شود، از بین می رود (هیدرولیز می شود).

کیتین یک پلی ساکارید حاوی نیتروژن (آمینو پلی ساکارید) است..

پلی ساکاریدهای ساختاری (سلولز، همی سلولز) در دیواره سلولی گیاهان زنجیره های گسترده ای را تشکیل می دهند که به نوبه خود در الیاف یا صفحات قوی قرار می گیرند و به عنوان نوعی چارچوب در یک موجود زنده عمل می کنند. رایج ترین پلیمر زیستی در جهان یک پلی ساکارید ساختاری گیاهان - سلولز است. کیتین بعد از سلولز دومین پلی ساکارید ساختاری فراوان است.. کیتین از نظر ساختار شیمیایی، خواص فیزیکوشیمیایی و عملکرد آن به سلولز نزدیک است. کیتین آنالوگ سلولز در دنیای حیوانات است.

در موجوداتی که در طبیعت زندگی می کنند، فقط کیتین می تواند تشکیل شود و کیتوزان از مشتقات کیتین است. کیتوزان از کیتین از طریق استیل زدایی با مواد قلیایی به دست می آید.داستیلاسیون واکنش معکوس به استیلاسیون است، یعنی. جایگزینی اتم هیدروژن برای گروه استیل CH 3 CO.

منابع مواد اولیه کیتین و کیتوزان

کیتین یک جزء حمایت کننده است:

· بافت سلولی اکثر قارچ ها و برخی جلبک ها.

· پوسته بیرونی بندپایان(کوتیکول در حشرات، پوسته در سخت پوستان) و کرم ها؛

· برخی از اندام های نرم تنان

قطعه 2

در موجودات حشرات و سخت پوستان، سلول های قارچ ها و دیاتوم ها، کیتین در ترکیب با مواد معدنی، پروتئین ها و ملامین ها، اسکلت خارجی و ساختارهای پشتیبان داخلی را تشکیل می دهد.

ملانین هاتعیین رنگ پوشش و مشتقات آنها (مو، پر، فلس) در مهره داران، کوتیکول در حشرات، پوست برخی از میوه ها و غیره.

منابع بالقوه کیتین در طبیعت متنوع و گسترده هستند. مجموع تکثیر کیتین در اقیانوس های جهان 2.3 میلیارد تن در سال تخمین زده می شود که می تواند پتانسیل تولید جهانی 150-200 هزار تن کیتین در سال را فراهم کند.

در دسترس ترین و بزرگ ترین منبع کیتین برای توسعه صنعتی، پوسته سخت پوستان تجاری است. همچنین می توان از گلادیوس (صفحه اسکلتی) ماهی مرکب، سپیون سگ ماهی، زیست توده قارچ های رشته ای و بالاتر استفاده کرد. حشرات اهلی و قابل پرورش به دلیل تولید مثل سریع می توانند زیست توده حاوی کیتین قابل توجهی را فراهم کنند. این حشرات عبارتند از کرم ابریشم، زنبور عسل و مگس خانگی. در روسیه منبع گسترده ای از مواد خام حاوی کیتین خرچنگ کامچاتکا و خرچنگ برفی است که صید سالانه آن در خاور دور تا 80 هزار تن و همچنین میگوی دم زاویه ای در دریای بارنتس است.

مشخص است که پوسته سخت پوستان مواد خام بسیار گران قیمتی هستند.و علیرغم اینکه بیش از 15 روش برای تهیه کیتین از آنها ابداع شده است، این سوال در مورد تهیه کیتین و کیتوزان از منابع دیگر مطرح شد که در میان آنها سخت پوستان و حشرات کوچک مورد توجه قرار گرفتند.

با توجه به گستردگی استفاده از زنبورداری در کشور ما، امکان دستیابی به مواد خام کیتین دار (زنبورهای مرده) در سطح قابل توجهی وجود دارد. تا سال 2004، 3.29 میلیون کلنی زنبور عسل در فدراسیون روسیه در تمام دسته های مزارع وجود داشت. قدرت کلنی زنبورها (جرم زنبورهای کارگر در کلنی زنبور عسل که بر حسب کیلوگرم اندازه گیری می شود) به طور متوسط ​​3.5-4 کیلوگرم است. در تابستان، در طول دوره جمع آوری فعال عسل و در بهار پس از زمستان، کلنی زنبور عسل تقریبا 60-80٪ تجدید می شود. بنابراین، پایه مواد خام سالانه زنبورهای مرده می تواند بین 6 تا 10 هزار تن باشد، این امر باعث می شود تا زنبورهای مرده را به عنوان منبع نویدبخش جدید کیتوزان حشره در کنار انواع سنتی مواد اولیه در نظر بگیریم.

کیتین، که بخشی از پوسته سخت پوستان است، ساختار فیبری را تشکیل می دهد. در سخت پوستان، بلافاصله پس از پوست اندازی، پوسته نرم، الاستیک است و فقط از یک مجتمع کیتین-پروتئین تشکیل شده است، اما با گذشت زمان به دلیل کانی سازی ساختار عمدتا با کربنات کلسیم قوی تر می شود. بنابراین، پوسته سخت پوستان از سه عنصر اصلی ساخته شده است - کیتین، که نقش یک قاب را بازی می کند، یک بخش معدنی که به پوسته استحکام لازم را می دهد، و پروتئین هایی که آن را به یک بافت زنده تبدیل می کند. پوسته همچنین حاوی لیپیدها، ملانین ها و رنگدانه های دیگر است.

مزیت زنبورهای مرده حداقل محتوای مواد معدنی است، زیرا کوتیکول حشرات عملاً معدنی نیست. در این راستا، نیازی به انجام یک روش پیچیده معدنی سازی نیست.

خواص فیزیکوشیمیایی و کاربرد کیتین و کیتوزان

کیتین و کیتوزان مشتق غیر استیل شده آن به دلیل مجموعه ای از خواص شیمیایی، فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی و پایه مواد خام قابل تکرار نامحدود، توجه طیف وسیعی از محققان و پزشکان را به خود جلب کرده است. ماهیت پلی ساکاریدی این پلیمرها میل آنها به موجودات زنده را تعیین می کند و وجود گروه های عاملی فعال (گروه های هیدروکسیل، گروه آمینه) امکان تغییرات شیمیایی مختلفی را فراهم می کند که بهبود خواص ذاتی آنها یا افزودن موارد جدید مطابق با نیازمندی ها.

علاقه به کیتین و کیتوزان با خواص فیزیولوژیکی و محیطی منحصر به فرد آنها مانند زیست سازگاری، تجزیه زیستی (تجزیه کامل تحت تأثیر میکروارگانیسم های طبیعی)، فعالیت فیزیولوژیکی در غیاب سمیت، توانایی اتصال انتخابی فلزات سنگین و ترکیبات آلی، توانایی تشکیل الیاف و فیلم و غیره

قطعه 3

فرآیند تولید کیتین شامل حذف نمک‌های معدنی، پروتئین‌ها، لیپیدها و رنگدانه‌ها از مواد خام است؛ بنابراین، کیفیت کیتین و کیتوزان تا حد زیادی به روش و درجه حذف این مواد و همچنین به شرایط موجود بستگی دارد. واکنش داستیلاسیون الزامات مربوط به خواص کیتین و کیتوزان با توجه به زمینه های استفاده عملی از آنها تعیین می شود که بسیار متنوع هستند. در روسیه، مانند سایر کشورها، استاندارد واحدی وجود ندارد، اما برای اهداف فنی، صنعتی، غذایی و پزشکی به کیتین و کیتوزان تقسیم می شود.

دستورالعمل استفاده آنها از کیتین و کیتوزان:

· صنعت هسته ای: برای محلی سازی رادیواکتیویته و غلظت زباله های رادیواکتیو.

· دارو: به عنوان مواد بخیه، پانسمان های التیام زخم و سوختگی. به عنوان بخشی از پمادها، آماده سازی های دارویی مختلف، مانند انتروسوربنت.

· کشاورزی: ​​برای تولید کود، حفاظت از مواد بذر و محصولات کشاورزی.

· صنعت نساجی: برای اندازه‌گیری و درمان ضد چروک یا آب‌گریز پارچه‌ها.

· صنعت کاغذ و عکاسی: برای تولید کاغذ با کیفیت بالا و گریدهای خاص و همچنین برای بهبود خواص مواد عکاسی.

· در صنایع غذایی به عنوان نگهدارنده، آبمیوه و شفاف کننده شراب، فیبر غذایی، امولسیفایر عمل می کند.

· به عنوان یک افزودنی غذایی نتایج منحصر به فردی را به عنوان یک انتروجاذب نشان می دهد.

· در عطرسازی و لوازم آرایشی بخشی از کرم های مرطوب کننده، لوسیون ها، ژل ها، اسپری های مو، شامپوها است.

· هنگام تصفیه آب، به عنوان جاذب و لخته ساز عمل می کند.

کیتین در آب، محلول های اسیدهای آلی، قلیاها، الکل ها و سایر حلال های آلی نامحلول است. در محلول های غلیظ اسیدهای هیدروکلریک، سولفوریک و فرمیک و همچنین در برخی محلول های نمکی در هنگام گرم شدن محلول است، اما در صورت حل شدن به طور قابل توجهی پلیمریزه می شود. در مخلوطی از دی متیل استامید، N-متیل-2-پیرولیدون و لیتیوم کلرید، کیتین بدون تخریب ساختار پلیمری حل می شود. حلالیت کم پردازش و استفاده از کیتین را دشوار می کند.

همچنین خواص مهم کیتوزان رطوبت سنجی، خاصیت جذب و قابلیت تورم است. با توجه به این واقعیت که مولکول کیتوزان حاوی بسیاری از گروه های هیدروکسیل، آمین و سایر گروه های انتهایی است، رطوبت آن بسیار بالا است (2-5 مولکول در هر واحد مونومر، که در مناطق آمورف پلیمرها قرار دارد). در این شاخص، کیتوزان تنها پس از گلیسیرین و برتر از پلی اتیلن گلیکول و کالریول (الکل با پلیمر بالا از گلابی) است. کیتوزان به خوبی متورم می شود و حلال و همچنین مواد حل شده و معلق در آن را محکم در ساختار خود نگه می دارد. بنابراین، کیتوزان به صورت محلول، خواص جذب بسیار بیشتری نسبت به شکل حل نشده دارد.

کیتوزان می تواند توسط کیتیناز و لیزوزیم تجزیه بیولوژیکی شود. کیتینازها- اینها آنزیم هایی هستند که تجزیه کیتین را کاتالیز می کنند. در بدن حیوانات حاوی کیتین تولید می شود. لیزوزیمدر بدن حیوانات و انسان تولید می شود. لیزوزیم- آنزیمی که دیواره سلولی باکتری را از بین می برد و در نتیجه آن را حل می کند. یک سد ضد باکتری در نقاط تماس با محیط خارجی ایجاد می کند. موجود در بزاق، اشک و مخاط بینی. محصولات کیتوزان که تحت تأثیر میکروارگانیسم های طبیعی کاملاً تجزیه می شوند، محیط را آلوده نمی کنند.

جزء اصلی پوسته حشرات، سخت پوستان و سایر بندپایان

حرف اول "x"

حرف دوم "i"

حرف سوم "t"

حرف آخر حرف "n" است

پاسخ به سوال "جزء اصلی پوسته حشرات، سخت پوستان و سایر بندپایان" 5 حرف:
کیتین

سوالات متقاطع جایگزین برای کلمه کیتین

ماده آلی که پوشش سخت خارجی سخت پوستان، حشرات و سایر بندپایان را تشکیل می دهد و در غشای تعدادی از قارچ ها و برخی از انواع جلبک های سبز وجود دارد.

پوشش سخت بیرونی بندپایان

مواد پوسته خرچنگ

ماده آلی که پوشش سخت بیرونی سخت پوستان و حشرات را تشکیل می دهد

"زره بدن" بال سوسک

تعریف کلمه کیتین در فرهنگ لغت

فرهنگ لغت دایره المعارفی، 1998 معنی کلمه در فرهنگ لغت دایره المعارف، 1998
پلی ساکاریدی است که از باقی مانده های قند آمینه استیل گلوکزامین تشکیل شده است. جزء اصلی اسکلت بیرونی (کوتیکول) حشرات، سخت پوستان و سایر بندپایان است. در قارچ جایگزین سلولز می شود که از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی و بیولوژیکی مشابه است.

ویکیپدیا معنی کلمه در فرهنگ لغت ویکی پدیا
کیتین یک ترکیب طبیعی از گروه پلی ساکاریدهای حاوی نیتروژن است. نام شیمیایی: poly-N-acetyl-D-glucose-2-amine، پلیمری از باقی مانده های N-acetylglucosamine که توسط پیوندهای β-(1→4)-گلیکوزیدی به هم مرتبط شده اند. جزء اصلی اسکلت بیرونی (کوتیکول ...

فرهنگ لغت توضیحی و واژه ساز جدید زبان روسی، T. F. Efremova. معنای کلمه در فرهنگ لغت جدید توضیحی زبان روسی، T. F. Efremova.
م - ماده آلی که پوشش سخت خارجی سخت پوستان، حشرات و سایر بندپایان را تشکیل می دهد و در غشای تعدادی از قارچ ها و برخی از انواع جلبک های سبز وجود دارد.

دایره المعارف بزرگ شوروی معنی کلمه در فرهنگ لغت دایره المعارف بزرگ شوروی
(کیتین فرانسوی، از یونانی chiton ≈ لباس، پوست، پوسته)، یک ترکیب طبیعی از گروه پلی ساکاریدها. جزء اصلی اسکلت بیرونی (کوتیکول) بندپایان و تعدادی دیگر از بی مهرگان؛ همچنین بخشی از دیواره سلولی قارچ ها و باکتری ها است.

نمونه هایی از کاربرد کلمه کیتین در ادبیات.

جانور در همان نزدیکی دراز کشیده بود - غل و زنجیر در قطور کیتین، سر درشت، با سینه های ضخیم کوتاه، بیشتر شبیه شاخ، چشم های مرکب.

کریسالید دوم به دیوار حائل وگا و زن ایرلندی، حتی از او، دوید کیتینهیچ کس باقی نمانده بود، همه چیز به خاکستر چرب تبدیل شد.

پوست تبدیل شده است کیتین، کوتیکول ، روی صورت برنزه ، چشمان آبی به طرز شگفت آوری درخشان و درشت به نظر می رسید.

در طول گذار به راه رفتن عمودی، تکامل ساختارهای حمایتی را در بدن ایجاد کرد و در خارج ترکیبی از پوست لارو و رنگ پریده بود. کیتین.

دست راستش را با چپش قلاب کرد و انگشتانش را روی مهره ها کشید کیتینکه علامت شناسایی او بودند: Raen، Sept Sul، Met-Maren، Contrin.