Vetitë fiziko-kimike dhe aplikimi i kitinës dhe kitozanit. Kitina është "ylli i papërdredhur" i polisaharideve. Përbërësi kryesor i ekzoskeletit

Koncepti i ekzoskeletit të tipit kapsulë për operacionet e shpëtimit emergjent

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 Rusi, MSTU im. N.E. Bauman

Prezantimi

Modelet ekzistuese të ekzoskeleteve janë një strukturë e tipit kornizë që ka një minimum lidhjesh me trupin e njeriut. Kështu, ekzoskeleti i ekstremiteteve të poshtme BLEEX është i lidhur me rripa në këmbët, këmbët dhe shpinën e operatorit njerëzor dhe është ngjitur në mënyrë të ngurtë vetëm me këmbët.

Propozohet një koncept thelbësisht i ri i aktivizuesit ekzoskeletor (AM), i cili bazohet në idenë se përveç rritjes së aftësive fizike të një personi, AM duhet të sigurojë gjithashtu mbrojtje për trupin e tij, gjë që është mjaft e justifikuar në jo- kushtet përcaktuese të operacioneve emergjente të shpëtimit. Është vendosur detyra për të siguruar krijimin e një modeli universal të IM, i cili do të lejojë, nëse është e nevojshme, të krijojë një linjë ekzoskeletesh, e cila do të përfshijë një version të destinuar për operacione luftarake. Në këtë rast, korniza e fuqisë zëvendësohet nga një kornizë e blinduar.

1. Përcaktimi i pozicionit relativ të nyjeve

NË Si një fazë paraprake në sintezën e diagramit kinematik të ngjashëm me pemën e ekzoskeletit MI, u përshkruan shkallët aktive dhe pasive të lëvizshmërisë. Me aktiv nënkuptojmë shkallët e kontrolluara të lëvizshmërisë dhe me pasive nënkuptojmë shkallët e pakontrolluara. Është marrë një diagram paraprak i vendosjes së nyjeve të MI (Fig. 1) dhe janë përzgjedhur diapazoni i variacionit të koordinatave të përgjithësuara në nyje, të cilat duhet të sqarohen në të ardhmen, bazuar në punimet e mëparshme dhe të dhënat antropometrike (përfshirë ato të propozuara nga moduli i dizajnit ergonomik të paketës softuerike CATIA). Janë përcaktuar edhe dimensionet paraprake të ekzoskeletit dhe vendndodhja

nyjet në lidhje me njëra-tjetrën. Në këtë fazë, dizajni i kornizës nuk u përpunua.

Oriz. 1. Paraqitja paraprake e nyjeve të ekzoskeletit të MI

2. Zhvillimi i konceptit të përgjithshëm të aktuatorit

Gjatë studimit të pozicionit relativ të përbërësve kryesorë, u identifikuan probleme që shoqërojnë modelin e zgjedhur të kapsulës, të lidhura me lidhjen e ngurtë të lëvizjeve të strukturës me lëvizjet njerëzore. Kështu, për shkallën e lëvizshmërisë së lidhjes femorale të ekzoskeletit, një lëvizje e tipit aduksion-rrëmbim (ndryshim në rrotull), e zbatuar përmes një varëse cilindrike të bazuar në një montim mbajtës standard, çon në depërtimin e lidhjes MI në trupin e njeriut. , e cila është krejtësisht e papranueshme. Në modelet moderne të ekzoskeleteve, problemet e këtij lloji zgjidhen:

 heqja e lidhjes MI nga trupi i njeriut në një drejtim pingul me rrafshin sagittal;

 caktimi i një gamë ndryshimi në koordinatën e përbashkët të përgjithësuar që është dukshëm më e vogël se ajo e lejueshme e përcaktuar nga parametrat antropometrikë;

 ndarje e fortë në hapësirë ​​e akseve të rrotullimit të nyjeve, duke siguruar një ndryshim në pozicionin e kofshës në rrotull dhe hap.

Koncepti i pranuar më parë nuk lejon zgjidhjen e problemeve duke përdorur metodat e mësipërme. Është propozuar një zgjidhje, e cila konsiston në përdorimin e menteshave me virtuale

2307-0595, Buletini i Inxhinierisë, № 03, 2015

akset mi të rrotullimit që përkojnë me akset e rrotullimit të nyjeve përkatëse të njeriut. Janë zhvilluar diagrame skematike të njësive që korrespondojnë me konceptin e pranuar. Le të hedhim një vështrim më të afërt në pjesën e pasme dhe të ijeve të ekzoskeletit MI.

2.1 Shkallët e lëvizshmërisë së shpinës

Shpina e njeriut ka lëvizshmëri të lartë, por koncepti që qëndron në themel të ekzoskeleteve moderne nuk lejon që lëvizshmëria e saj të realizohet plotësisht. MI kufizon ndjeshëm lëvizjet e operatorit njerëzor që korrespondojnë me ndryshimet në pozicionin e animit të shpinës.

Vendosja e një menteshë të thjeshtë cilindrike pas shpinës nuk e zgjidh problemin (Fig. 2). Shtylla kurrizore në këtë rast është boshti i rrotullimit, prandaj, kur vendosim një palë rrotullimi jashtë trupit, marrim një bosht të dytë që nuk përkon me të parën, gjë që mund të çojë në dëmtim të shtyllës kurrizore dhe trupit të operatorit.

Oriz. 2. Diagrami kinematik i pjesës së pasme të aktuatorit ekzoskeletor

Rruga për të dalë nga kjo situatë është përdorimi i një artikulimi me një bosht rrotullimi virtual që përkon me boshtin e rrotullimit të shpinës së njeriut, që është shtylla kurrizore. Në Fig. Figura 3 tregon strukturën skematike të njësisë kurrizore, e cila është një udhëzues rrotullues i lakuar përgjatë një rrezeje të caktuar që korrespondon me distancën nga boshti virtual i rrotullimit (pika 1).

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

Oriz. 3. Diagrami i projektimit për zbatimin e një nyjeje që siguron një ndryshim në kthesën e shpinës së operatorit bazuar në një nyje cilindrike me një bosht rrotullimi virtual

2.2 Shkallët e lëvizshmërisë së ijeve

Lidhja përgjegjëse për zbatimin e lëvizjes që siguron një ndryshim në pozicionin e kofshës së operatorit njerëzor në hap, kur pozicioni i këmbës së personit ndryshon në rrotullim, depërton në trupin e njeriut, duke e dëmtuar atë. Zgjidhja për këtë problem është përdorimi i një menteshë cilindrike me një bosht rrotullimi virtual (artikujt 1, 2 në Fig. 4).

Oriz. 4. Diagrami i projektimit të zbatimit të bashkimit që siguron një ndryshim në kthesën e shpinës së operatorit

2307-0595, Buletini i Inxhinierisë, № 03, 2015

3. Avantazhet dhe disavantazhet e konceptit të propozuar

Koncepti i përgjithshëm i propozuar i ekzoskeletit MI ka një numër avantazhesh:

 dimensione të reduktuara për shkak të përshtatjes së ngushtë të MI me trupin e operatorit njerëzor;

 Në lidhje me lëvizjet themelore të njeriut, është e mundur të zbatohet parimi i një lëvizjeje të operatorit - një lëvizje e ekzoskeletit, d.m.th. ndryshimi i koordinatës së përgjithësuar në artikulimin e IM është adekuat me ndryshimin në koordinatën e përgjithësuar të nyjës korresponduese të njeriut. Në versionet moderne të ekzoskeleteve, një ndryshim në koordinatat e përgjithësuara të një nyjeje njerëzore korrespondon me një grup të caktuar ndryshimesh në koordinatat e përgjithësuara të nyjeve ekzoskeletore. Megjithatë, duhet të theksohet se ky parim nuk vlen për të gjitha lëvizjet njerëzore, përndryshe do të ishte e nevojshme të ndërlikohej shumë dizajni i MI dhe të sillet numri i shkallëve të lëvizshmërisë së ekzoskeletit në numrin e shkallëve të lëvizshmërisë së një person, i cili nuk është i mundur në këtë fazë të zhvillimit të teknologjisë;

 disa thjeshtëzime të sistemit të kontrollit për shkak të zbatimit të parimit të një lëvizjeje të operatorit - një lëvizje të ekzoskeletit;

 zotërim i thjeshtuar i IM operator njerëzor;

 ergonomi e përmirësuar;

 aftësia për të modifikuar kornizën në një strukturë të blinduar të jashtme me ngarkesë të krijuar për të mbrojtur kundër ngarkesave të ndryshme goditjeje;

 dizajn relativisht i lehtë për shkak të faktit se armatura dhe korniza janë një tërësi e vetme;

 ngurtësi e lartë strukturore.

 Ndër disavantazhet e konceptit janë:

 rritja e shkallës së lëvizshmërisë së infarktit;

 ndërlikimi i dizajnit të nyjeve;

 rritja e konsumit të energjisë.

4. Zhvilluar mekanizëm aktivizues të ekzoskeletit të gjymtyrëve të poshtme

Faza tjetër pas vendosjes për përdorimin e akseve virtuale dhe zhvillimit të diagrameve të projektimit të nyjeve IM është zhvillimi i një diagrami kinematik duke marrë parasysh akset reale dhe virtuale të rrotullimit. Për të marrë përmasat e sakta gjeometrike të diagramit kinematik të ekzoskeletit MI, u morën parasysh disa metoda zgjidhjeje:

 radiografi e plotë e trupit të operatorit;

 montimi i një prototipi të një modeli kinematik për përsosjen e tij eksperimentale.

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

Më në fund u zgjodh metoda e dytë. Në të njëjtën kohë, u vendos që të kombinohen fazat e zhvillimit të kornizës dhe montimit të modelit eksperimental. Në Fig. Figura 5 tregon një version paraprak të ekzoskeletit MI të tipit kapsular të ekstremiteteve të poshtme.

Avantazhet e modelit të propozuar të ekzoskeletit MI:

 rregullim i thjeshtë dhe i përshtatshëm i nyjeve, përfshirë me një bosht virtual të rrotullimit;

 i përshtatshëm për të bërë një model eksperimental të diagramit kinematik të një IM në mënyrë që të qartësohen dimensionet gjeometrike dhe vendosja e shkallëve të lëvizshmërisë;

 heqja nga motorët e aktuatorit, të cilët aktualisht konsiderohen motorë pneumatikë dhe hidraulikë me lëvizje përkthimore të lidhjes së daljes, të të gjitha ngarkesave përveç asaj aksiale, për shkak të lëvizjes së lidhjes së daljes përgjatë udhëzuesit;

 Motori ekzekutiv mbrohet në mënyrë të besueshme nga ndikimet e jashtme mekanike nga një shtresë e jashtme, e cila është veçanërisht e vlefshme kur përdoren muskujt pneumatikë si motorë ekzekutivë. Kjo arrihet duke futur një levë shtesë që lidh lidhjen e daljes së motorit të aktivizuesit me IM (Fig. 5);

 Një rritje në jetën e shërbimit të muskujve pneumatikë arrihet për shkak të faktit se ata nuk përkulen gjatë funksionimit.

Oriz. 5. Versioni paraprak i aktivizuesit ekzoskeletor të ekstremiteteve të poshtme të tipit kapsulë

2307-0595, Buletini i Inxhinierisë, № 03, 2015

5. Termocentrali

Ekskeletet moderne mund të kenë autonomi të mjaftueshme vetëm nëse fuqia totale e aktuatorëve është e ulët, gjë që ndikon, nga njëra anë, kapacitetin e ngarkesës dhe shpejtësinë e lëvizjes në hapësirë, dhe numrin e shkallëve të kontrolluara të lëvizshmërisë, nga ana tjetër. Kryesisht për shkak të faktorit të fundit, MI-të autonome ekzistuese aktualisht janë ekzoskelete vetëm të ekstremiteteve të poshtme. Ekoskeleti i ekstremiteteve të poshtme BLEEX përdor një motor me djegie të brendshme (ICE) si burimin kryesor të energjisë, duke gjeneruar energji hidraulike dhe elektrike.

NË Aktualisht po eksplorohet mundësia e përdorimit të një motori me djegie të brendshme të kombinuar me një mbingarkues hidraulik ose pneumatik. Kjo duhet të zvogëlojë ndjeshëm peshën dhe karakteristikat e madhësisë së njësisë së energjisë.

NË Në modelet moderne të ekzoskeleteve autonome të pajisur me motorë me djegie të brendshme, motorët janë të vendosur pas shpinës së operatorit në çanta shpine të mëdha, gjë që zvogëlon lëvizshmërinë e rajonit të mesit, por, në të njëjtën kohë, lejon përdorimin e një motori më të madh, duke siguruar njëkohësisht mbrojtja e shpinës. Është e mundur të përdoret parimi që përdoret në tanket Merkava të ushtrisë izraelite. Motori ndodhet në pjesën e përparme, duke siguruar mbrojtje shtesë për ekuipazhin. Për të zvogëluar madhësinë e kostumit, mund të përdorni një motor Konfigurim në formë V me një kënd kameror shumë të rritur. Ky konfigurim do të lejojë fjalë për fjalë motorin të shtrihet në gjoks ose në shpinë, duke ulur ndjeshëm dimensionet.

konkluzioni

Të gjitha vendet shumë të zhvilluara të botës po punojnë në projekte të ekzoskeleteve robotikë të pajisur me aktivizues të fuqishëm, të destinuar për përdorim kryesisht në zonat luftarake dhe operacionet e shpëtimit emergjent. Zhvillime në këtë drejtim janë duke u zhvilluar edhe në Federatën Ruse, por për momentin perspektivat për zhvillimet e brendshme duken shumë të paqarta. Pra, ka nevojë urgjente për kryerjen e kërkimit shkencor dhe zbatimin e projekteve teknike në këtë fushë.

Deri më sot, koncepti i ekzoskeletit MI është përcaktuar dhe disa zgjidhje të projektimit janë përpunuar. Është paraqitur një metodë që lejon llogaritjen e dinamikës së MI duke marrë parasysh reagimet e sipërfaqes mbështetëse, dhe më pas të ndërtojë një sistem kontrolli për kompleksin njeri-ekzoskeleton. Dizajni paralel i dy versioneve të IM, të cilat kanë një dizajn universal të kornizës, por ndryshojnë në aspektin e aktivizuesve: cilindra hidraulikë dhe muskuj pneumatikë, u zgjodh si drejtime prioritare për zhvillimin e këtij projekti. Aktualisht, po punohet gjithashtu për një model eksperimental, i cili do të na lejojë të vlerësojmë zgjidhjet e përzgjedhura.

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

Bibliografi

1. Hanlon M. Raytheon XOS 2 Ekoskelet, Kostum Robotik i Gjeneratës së Dytë, Shtetet e Bashkuara të Amerikës. Shtator, 2010. Mënyra e hyrjes: www.gizmag.com/raytheon-significantly-përparon-ekzoskeleton-design/16479(data e hyrjes 16.03.15).

2. Kazerooni H., Steger R. Ekzoskelenet e ekstremiteteve të poshtme të Berkeley // ASME Journal of Dynamics Systems, Measurements and Control, Vol. 128, nr. 1, fq. 14-25, Mars 2006. DOI: 10.1115/1.2168164. Mënyra e hyrjes: (data e hyrjes 15.03.16).

3. Kazerooni H., Steger R., Huang L. Kontrolli hibrid i ekzoskeletit të ekstremiteteve të poshtme të Berkeley (BLEEX) // Gazeta Ndërkombëtare e Kërkimeve Robotike, vëll. 25, nr. 5-6, maj qershor 2006, f. 561-573. DOI: 10.1177/0278364906065505. Mënyra e hyrjes: http://bleex.me.berkeley.edu/publications/(data e hyrjes 16.03.15).

4. Sankai Y. Hal: Gjymtyrë ndihmëse hibride e bazuar në Cybernics. // Global COE Cybernics, System and Information Engineering, University of Tsukuba. Mënyra e hyrjes:http://sanlab.kz.tsukuba.ac.jp/sonota/ISSR_Sankai.pdf(data e hyrjes 16.03.15).

5. Vereikin A.A., Kovalchuk A.K., Kulakov D.B., Semenov S.E., Karginov L.A., Kulakov B.B., Yarots V.V. Sinteza e diagramit kinematik të aktuatorit ekzoskeletor // Çështjet aktuale të shkencës.– 2014. – Nr XIII. – fq 68-76.

6. Vereikin A.A., Kovalchuk A.K., Kulakov D.B., Semenov S.E. Analiza dhe përzgjedhja e strukturës kinematike të aktivizuesit të ekzoskeletit // Shkenca dhe Edukimi:

botim elektronik shkencor dhe teknik i MSTU. N.E. Bauman. 2014. – Nr. 7. P. 7293. DOI: 10.7463/0714.0717676. Mënyra e hyrjes: http://technomag.bmstu.ru/doc/717676.html(data e hyrjes 16.03.15).

7. Merkava Mk. 4. Tanku kryesor i betejës. // Ushtarake-sot. Mënyra e hyrjes: http://www.militarytoday.com/tanks/merkava_mk4.htm(data e hyrjes 16.03.15).

8. A do t'i kalojë "Fighter-21" konkurrentët e tij? // Rishikimi ushtarak. Prill, 2011. Mënyra e hyrjes: http://topwar.ru/4198-boec-21-obgonit-konkurentov.html(data e hyrjes 16.03.15).

9. Lavrovsky E.K., Pismennaya E.V. Në ecjen e rregullt të ekzoskeletit të ekstremiteteve të poshtme me mungesë të inputeve të kontrollit // Gazeta Ruse e Biomechanics. – 2014. – T. 18, nr.2. - ME. 208-225. Mënyra e hyrjes: http://vestnik.pstu.ru/biomech/archives/?id=&folder_id=3883(data e hyrjes 16.03.15).

10. Bazat e teorisë së aktivizuesve të robotëve në këmbë // Kovalchuk A.K., Kulakov B.B., Kulakov D.B., Semenov S.E., Yarots V.V. - M.: Shtëpia Botuese Rudomino, 2010. –

11. Kovalchuk A.K., Kulakov D.B., Semenov S.E., Yarots V.V., Vereikin A.A., Kulakov B.B., Karginov L.A. Metoda për projektimin e aktivizuesve hapësinor të ngjashëm me pemët e robotëve në këmbë // Buletini Inxhinierik i MSTU N.E. Bauman. -

2307-0595, Buletini i Inxhinierisë, № 03, 2015

2014. – Nr. 11. – F. 6-10. Mënyra e hyrjes: http://engbul.bmstu.ru/doc/736600.html(data e hyrjes 16.03.15).

12. Vereikin A.A., Kovalchuk A.K., Karginov L.A. Studimi i dinamikës së mekanizmit të aktivizuesit të ekzoskeletit të ekstremiteteve të poshtme, duke marrë parasysh reagimet e sipërfaqes mbështetëse // Shkenca dhe Edukimi: elektronike botim shkencor dhe teknik i MSTU. N.E. Bauman. – 2014. – Nr 12. – F. 256-278. DOI: 10.7463/0815.9328000. Mënyra e hyrjes: http://technomag.bmstu.ru/doc/745388.html(data e hyrjes 16.03.15).

13. Vereikin A.A., Kovalchuk A.K., Kulakov D.B., Semenov S.E., Karginov L.A., Kulakov B.B., Yarots V.V. Dinamika e aktivizuesit të ekzoskeletit // Inxhinieri dhe teknologji: perspektiva të reja zhvillimi. – 2014. – Nr XIII. – C. 5-16.

14. Vereikin A.A. Llogaritja e cilindrave hidraulikë ekzekutivë të ekzoskeletit // Molodezhny buletini shkencor dhe teknik i MSTU im. N.E. Bauman. revistë elektronike. – 2013. –

Nr. 5. – F. 11. Mënyra e hyrjes: http://sntbul.bmstu.ru/doc/569290.html(data e hyrjes 16.03.15).

15. Kovalchuk A.K., Kulakov D.B., Semenov D.B. Koncepti i ndërtimit të një sistemi të servo ngasjeve elektrohidraulike për një robot që ecën me dy këmbë // Shkenca dhe edukimi: elektronike botim shkencor dhe teknik i MSTU. N.E. Bauman. – 2010. –

Përmbajtja e temës "Artropodët. Chordata.":

Sistematika dhe karakteristike shenjat e artropodëve të përmbledhura në tabelë. Për nga numri i specieve, grupi Arthropoda është më i shumti ndër të tjerat. Më shumë se tre të katërtat e numrit të përgjithshëm të të gjitha specieve të njohura janë përfaqësues të këtij lloji.

Vetëm për pjesën insektet përbën më shumë se gjysmën e të gjitha specieve të njohura. Artropodët kanë zotëruar të gjitha habitatet në tokë dhe në ujë.

Plani bazë struktura e trupit të artropodit x ishte jashtëzakonisht i suksesshëm dhe përmes një procesi të quajtur rrezatim adaptiv, një formë stërgjyshore e evoluar me sukses krijoi një larmi speciesh që mbushën shumë zona të ndryshme ekologjike.

Plani i trupit tek insektet mund të konsiderohet si një strukturë e evoluar e trupit të segmentuar të anelideve. Ky shembull tregon qartë se si mund të përdoret segmentimi metamerik. Artropodët e lashtë kishin gjymtyrë të thjeshta përgjatë gjithë gjatësisë së trupit të tyre, të cilat ndoshta kryenin një sërë funksionesh, si shkëmbimi i gazit, marrja e ushqimit, lëvizja dhe njohja e sinjaleve të ndryshme. Tek artropodët modernë, prirja drejt specializimit më të imët në krahasim me anelidet ka sjellë shfaqjen e gjymtyrëve më komplekse dhe më të specializuara, me një ndarje më të theksuar të punës.

Në strukturën e jashtme, segmentimi është ende i dukshëm, por numri segmente bëhet më pak se.

Më poshtë do të shohim të tjera të rëndësishme tiparet e artropodëve. Këto, të kombinuara me evolucionin e segmentimit të përmendur më sipër, e bëjnë të qartë se ato po lulëzojnë.

Ekzoskeleti. Kutikula.

Kutikula sekretohen nga qelizat epidermale. NË përbërja e kutikulës përfshin kitin, një polisaharid që përmban azot shumë i ngjashëm me celulozën, i cili shërben si material mbështetës i mureve të qelizave bimore. Kitina ka forcë të lartë tërheqëse (është e vështirë të thyhet kur tërhiqet në të dy skajet). Lidhja e kitinës me komponime të tjera kimike mund të çojë në ndryshime në vetitë e ekzoskeletit. Duke shtuar kripëra minerale, për shembull (veçanërisht kripërat e kalciumit), ekzoskeleti mund të bëhet më i fortë, si ai i krustaceve. Proteina ka të njëjtin efekt. Kjo krijon mundësinë e një shumëllojshmërie të gjerë të ekzoskeleteve për sa i përket fortësisë, elasticitetit dhe ngurtësisë. Fleksibiliteti i kutikulës luan një rol të rëndësishëm në nyje.

Disponueshmëria ekzoskelet krijon përfitimet e mëposhtme:
1) shërben si mbështetje, veçanërisht në tokë;
2) muskujt janë ngjitur në sipërfaqen e brendshme të ekzoskeletit, veçanërisht ata të përfshirë në lëvizje, duke përfshirë fluturimin;
3) shërben si mbrojtje kundër dëmtimit fizik;
4) një shtresë dylli që mbulon kutikulën, e prodhuar nga një gjëndër e veçantë në epidermë, parandalon tharjen në habitatet tokësore;
5) aftësia e insekteve për të fluturuar, si dhe aftësia e pleshtave dhe karkalecave për të kërcyer, varen nga prania e një proteine ​​shumë elastike në ekzoskelet;
6) ekzoskeleti ka densitet të ulët, gjë që është shumë e rëndësishme për kafshët fluturuese;
7) prania e një kutikule krijon mundësinë e shfaqjes së nyjeve fleksibël midis segmenteve;
8) ekzoskeleti mund të modifikohet për të formuar nofulla të forta të afta për të kafshuar, shtypur, thithur ose shtypur ushqimin;
9) në disa vende ekzoskeleti mund të jetë transparent, gjë që siguron depërtimin e dritës në sy dhe mundësinë e kamuflimit në ujë.

PJESA 1

Kitin (C 8 H 13 NR 5) n (fr. kitinë, nga greqishtja e lashtë. χιτών: chiton - veshje, lëkurë, guaskë) - një përbërje natyrale nga grupi i polisaharideve që përmbajnë azot.

Komponenti kryesor i ekzoskeletit (kutikulës) të artropodëve dhe një numri jovertebrorësh të tjerë, është pjesë e murit qelizor të kërpudhave dhe baktereve.

Në 1821, francezi Henri Braconneau, drejtor i kopshtit botanik në Nancy, zbuloi një substancë në kërpudha që ishte e patretshme në acid sulfurik. Ai e thirri atë kërpudha. Kitina e pastër izolohet për herë të parë nga lëvozhga e jashtme e tarantulave. Termi u propozua nga shkencëtari francez A. Odier, i cili studioi mbulesën e jashtme të insekteve, në 1823.

Kitina është një nga polisaharidet më të zakonshme në natyrë; çdo vit në Tokë, rreth 10 gigatonë kitinë formohen dhe dekompozohen në organizmat e gjallë.

· Kryen funksione mbrojtëse dhe mbështetëse, duke siguruar ngurtësinë e qelizave - që gjenden në muret qelizore të kërpudhave.

· Përbërësi kryesor i ekzoskeletit të artropodëve.

· Kitini formohet edhe në trupin e shumë kafshëve të tjera - krimba të ndryshëm, koelenterate, etj.

Në të gjithë organizmat që prodhojnë dhe përdorin kitinën, ajo nuk gjendet në formë të pastër, por në kombinim me polisaharide të tjera dhe shumë shpesh shoqërohet me proteina. Pavarësisht se kitina është një substancë shumë e ngjashme në strukturë, veti fiziko-kimike dhe rol biologjik me celulozën, kitina nuk mund të gjendet në organizmat që formojnë celulozë (bimë, disa baktere).

Kitina është e fortë dhe e tejdukshme.

Kimia e kitinës

Në formën e tyre natyrale, kitinet nga organizma të ndryshëm ndryshojnë disi në përbërje dhe veti.

Kitina është e patretshme në ujë dhe rezistente ndaj acideve të holluara, alkaleve, alkoolit dhe tretësve të tjerë organikë. I tretshëm në tretësirat e koncentruara të disa kripërave (klorur zinku, tiocianat litium, kripëra kalciumi) dhe në lëngje jonike.

Kur nxehet me tretësira të përqendruara të acideve minerale, shkatërrohet (hidrolizohet).

Kitina është një polisaharid që përmban azot (aminopolisakaridi).

Polisakaridet strukturore (celuloza, hemiceluloza) në muret qelizore të bimëve formojnë zinxhirë të zgjatur, të cilët, nga ana tjetër, përshtaten në fibra ose pllaka të forta dhe shërbejnë si një lloj kornize në një organizëm të gjallë. Biopolimeri më i zakonshëm në botë është një polisaharid strukturor i bimëve - celuloza. Kitina është polisakaridi i dytë strukturor më i bollshëm pas celulozës.. Për sa i përket strukturës kimike, vetive fiziko-kimike dhe funksioneve, kitina është afër celulozës. Kitina është një analog i celulozës në botën e kafshëve.

Në organizmat që jetojnë në natyrë, vetëm kitina mund të formohet, dhe kitozani është një derivat i kitinës. Kitozani përftohet nga kitina nga deacetilimi me alkalet. Deacetilimi është reagimi i kundërt ndaj acetilimit, d.m.th. zëvendësimi i një atomi hidrogjeni për grupin acetil CH 3 CO.

Burimet e lëndëve të para të kitinës dhe kitosanit

Kitina është një komponent mbështetës:

· indet qelizore të shumicës së kërpudhave dhe disa algave;

· guaska e jashtme e artropodëve(kutikula te insektet, guaska te krustacet) dhe krimba;

· disa organe të molusqeve.

PJESA 2

Në organizmat e insekteve dhe krustaceve, qelizat e kërpudhave dhe diatomeve, kitina, në kombinim me minerale, proteina dhe melamina, formon skeletin e jashtëm dhe strukturat mbështetëse të brendshme.

Melaninat përcaktoni ngjyrën e mbulesës dhe derivatet e tyre (flokët, puplat, luspat) te vertebrorët, kutikulën tek insektet, lëvozhgën e disa frutave etj.

Burimet e mundshme të kitinës janë të ndryshme dhe të përhapura në natyrë. Riprodhimi total i kitinës në oqeanet botërore vlerësohet në 2.3 miliardë ton në vit, i cili mund të sigurojë një potencial prodhimi global prej 150-200 mijë tonë kitin në vit.

Burimi më i arritshëm dhe në shkallë të gjerë i kitinës për zhvillimin industrial janë predhat e krustaceve komerciale. Është gjithashtu e mundur të përdoret gladius (pllakë skeletore) e kallamarëve, sepion i sepjeve, biomasa e kërpudhave filamentoze dhe më të larta. Insektet shtëpiake dhe të mbarështueshme, për shkak të riprodhimit të tyre të shpejtë, mund të ofrojnë biomasë të konsiderueshme që përmban kitin. Këto insekte përfshijnë krimbat e mëndafshit, bletët e mjaltit dhe mizat e shtëpisë. Në Rusi, një burim i përhapur i lëndëve të para që përmbajnë kitin është gaforrja Kamchatka dhe gaforrja e borës, kapja vjetore e të cilave në Lindjen e Largët arrin deri në 80 mijë tonë, si dhe karkaleca me bisht këndor në Detin Barents.

Dihet që predhat e krustaceve janë lëndë të para mjaft të shtrenjta, dhe përkundër faktit se janë zhvilluar më shumë se 15 metoda për marrjen e kitinës prej tyre, u shtrua pyetja për marrjen e kitinës dhe kitozanit nga burime të tjera, ndër të cilat konsideroheshin krustacet dhe insektet e vogla.

Për shkak të përdorimit të gjerë të bletarisë në vendin tonë, është e mundur të sigurohen lëndë të para kitinoze (bletë të ngordhura) në një shkallë të konsiderueshme. Që nga viti 2004, kishte 3.29 milion koloni bletësh në Federatën Ruse në të gjitha kategoritë e fermave. Forca e një kolonie bletësh (masa e bletëve punëtore në një koloni bletësh, e matur në kg) është mesatarisht 3,5-4 kg. Në verë, gjatë periudhës së grumbullimit aktiv të mjaltit dhe në pranverë pas dimërimit, kolonia e bletëve rinovohet me pothuajse 60-80%. Kështu, baza vjetore e lëndës së parë të bletëve të ngordhura mund të variojë nga 6 deri në 10 mijë tonë, kjo bën të mundur që bletët e ngordhura të konsiderohen si një burim i ri premtues i kitosanit të insekteve së bashku me llojet tradicionale të lëndëve të para.

Kitina, e cila është pjesë e guaskës së krustaceve, formon një strukturë fibroze. Në krustacet, menjëherë pas shkrirjes, guaska është e butë, elastike, e përbërë vetëm nga një kompleks kitin-proteinë, por me kalimin e kohës bëhet më i fortë për shkak të mineralizimit të strukturës kryesisht me karbonat kalciumi. Kështu, guaska e krustaceve është e ndërtuar nga tre elementë kryesorë - kitina, e cila luan rolin e një kornize, një pjesë minerale, e cila i jep guaskës forcën e nevojshme dhe proteinat, të cilat e bëjnë atë një ind të gjallë. Predha përmban gjithashtu lipide, melanina dhe pigmente të tjera.

Avantazhi i bletëve të ngordhura është përmbajtja minimale e mineraleve, pasi kutikula e insekteve praktikisht nuk mineralizohet. Në këtë drejtim, nuk ka nevojë të kryhet një procedurë komplekse demineralizimi.

Vetitë fiziko-kimike dhe aplikimi i kitinës dhe kitozanit

Kitina dhe derivati ​​i saj i deacetiluar chitosan kanë tërhequr vëmendjen e një game të gjerë studiuesish dhe praktikuesish për shkak të kompleksit të tyre të vetive kimike, fiziko-kimike dhe biologjike dhe një bazë të pakufizuar të lëndëve të para të riprodhueshme. Natyra polisakaride e këtyre polimereve përcakton afinitetin e tyre për organizmat e gjallë, dhe prania e grupeve funksionale reaktive (grupet hidroksil, grupi amino) ofron mundësinë e modifikimeve të ndryshme kimike që bëjnë të mundur rritjen e vetive të tyre të qenësishme ose shtimin e të rejave në përputhje me kërkesat.

Interesi për kitinën dhe kitozanin lidhet me vetitë e tyre unike fiziologjike dhe mjedisore si biokompatibiliteti, biodegradimi (dekompozimi i plotë nën ndikimin e mikroorganizmave natyrorë), aktiviteti fiziologjik në mungesë të toksicitetit, aftësia për të lidhur në mënyrë selektive metalet e rënda dhe përbërjet organike, aftësia për të formuar fibra dhe filma, etj.

PJESA 3

Procesi i prodhimit të kitinës përfshin heqjen e kripërave minerale, proteinave, lipideve dhe pigmenteve nga lënda e parë; prandaj, cilësia e kitinës dhe kitosanit varet kryesisht nga metoda dhe shkalla e largimit të këtyre substancave, si dhe nga kushtet e reaksioni i deacetilimit. Kërkesat për vetitë e kitinës dhe kitozanit përcaktohen nga fushat e përdorimit të tyre praktik, të cilat janë shumë të ndryshme. Në Rusi, si në vendet e tjera, nuk ka asnjë standard të vetëm, por Ekziston një ndarje në kitin dhe kitosan për qëllime teknike, industriale, ushqimore dhe mjekësore.

udhëzime për përdorimin e tyre të kitinës dhe kitozanit:

· industria bërthamore: për lokalizimin e radioaktivitetit dhe përqendrimin e mbetjeve radioaktive;

· mjekësi: si materiale për qepje, veshje për shërimin e plagëve dhe djegieve. Si pjesë e pomadave, preparate të ndryshme mjekësore, si enterosorbent;

· bujqësi: për prodhimin e plehrave, mbrojtjen e materialit farë dhe kulturave;

· industria e tekstilit: për përmasa dhe trajtim kundër tkurrjes ose të papërshkueshëm nga uji të pëlhurave;

· Industria e letrës dhe fotografisë: për prodhimin e letrës me cilësi të lartë dhe të notave të veçanta, si dhe për përmirësimin e vetive të materialeve fotografike;

· në industrinë ushqimore shërben si konservues, zbardhues lëngjesh dhe vere, fibra dietike, emulsifikues;

· si një aditiv ushqimor tregon rezultate unike si një enterosorbent;

· në parfumeri dhe kozmetikë është pjesë e kremrave hidratues, kremrave, xhelit, spërkatjeve të flokëve, shampove;

· Gjatë pastrimit të ujit, ai shërben si një sorbent dhe flokulant.

Kitini është i patretshëm në ujë, tretësirat e acideve organike, alkalet, alkoolet dhe tretës të tjerë organikë. Është i tretshëm në tretësirat e koncentruara të acideve klorhidrik, sulfurik dhe formik, si dhe në disa tretësirë ​​të kripur kur nxehet, por kur tretet depolimerizohet dukshëm. Në një përzierje të dimetilacetamidit, N-metil-2-pirrolidonit dhe klorurit të litiumit, kitina shpërndahet pa shkatërruar strukturën e polimerit. Tretshmëria e ulët e bën të vështirë përpunimin dhe përdorimin e kitinës.

Gjithashtu veti të rëndësishme të rëndësishme të kitosanit janë higroskopia, vetitë e thithjes dhe aftësia e ënjtjes. Për shkak të faktit se molekula e kitozanit përmban shumë grupe hidroksil, amine dhe grupe të tjera fundore, higroskopia e saj është shumë e lartë (2-5 molekula për njësi monomeri, e cila ndodhet në rajonet amorfe të polimereve). Në këtë tregues, kitozani është i dyti vetëm pas glicerinës dhe superior ndaj polietilen glikolit dhe calleriolit (alkool me polimer të lartë nga dardha). Kitozani fryhet mirë dhe mban fort tretësin në strukturën e tij, si dhe substancat e tretura dhe pezulluar në të. Prandaj, në formë të tretur, kitozani ka veti absorbuese shumë më të mëdha sesa në formën e patretur.

Kitozani mund të biodegradohet nga kitinaza dhe lizozima. Kitinazat- Këto janë enzima që katalizojnë dekompozimin e kitinës. Prodhohet në trupin e kafshëve që përmbajnë kitinë. Lizozima prodhuar në trupin e kafshëve dhe njerëzve. Lizozima- një enzimë që shkatërron murin qelizor bakterial, duke rezultuar në shpërbërjen e tij. Krijon një barrierë antibakteriale në pikat e kontaktit me mjedisin e jashtëm. Përmbahet në pështymë, lot dhe mukozën e hundës. Produktet e kitozanit, të cilat dekompozohen plotësisht nën ndikimin e mikroorganizmave natyrorë, nuk e ndotin mjedisin.

Komponenti kryesor i guaskës së insekteve, krustaceve dhe artropodëve të tjerë

Shkronja e parë "x"

Shkronja e dytë "i"

Shkronja e tretë "t"

Shkronja e fundit e shkronjës është "n"

Përgjigja për pyetjen "Përbërësi kryesor i guaskës së insekteve, krustaceve dhe artropodëve të tjerë", 5 shkronja:
kitin

Pyetje alternative për fjalëkryq për fjalën kitin

Substanca organike që përbën mbulesën e jashtme të fortë të krustaceve, insekteve dhe artropodëve të tjerë dhe që gjendet në membranat e një numri kërpudhash dhe disa lloje algash jeshile

Mbulesa e jashtme e fortë e artropodëve

Materiali i guaskës së karavidheve

Lëndë organike që përbën mbulesën e jashtme të fortë të krustaceve dhe insekteve

"Trupi i blinduar" i krahëve të brumbullit

Përkufizimi i fjalës kitin në fjalorë

Fjalor Enciklopedik, 1998 Kuptimi i fjalës në fjalorin Fjalor Enciklopedik, 1998
një polisaharid i formuar nga mbetjet e amino-sheqerit të acetilglukozaminës. Përbërësi kryesor i ekzoskeletit (kutikulës) të insekteve, krustaceve dhe artropodëve të tjerë. Tek kërpudhat zëvendëson celulozën, me të cilën është e ngjashme në vetitë kimike dhe fizike dhe biologjike...

Wikipedia Kuptimi i fjalës në fjalorin e Wikipedia
Kitina është një përbërës natyral nga grupi i polisaharideve që përmbajnë azot. Emri kimik: poli-N-acetil-D-glukozë-2-aminë, një polimer i mbetjeve të N-acetilglukozaminës i lidhur me lidhje β-(1→4)-glikozidike. Përbërësi kryesor i ekzoskeletit (kutikula...

Fjalori i ri shpjegues i gjuhës ruse, T. F. Efremova. Kuptimi i fjalës në fjalor Fjalori i ri shpjegues i gjuhës ruse, T. F. Efremova.
m. Lëndë organike që përbën mbulesën e jashtme të fortë të krustaceve, insekteve dhe artropodëve të tjerë dhe që gjendet në membranat e një numri kërpudhash dhe disa lloje algash jeshile.

Enciklopedia e Madhe Sovjetike Kuptimi i fjalës në fjalorin Enciklopedia e Madhe Sovjetike
(Kitinë frëngjisht, nga greqishtja chiton ≈ veshje, lëkurë, guaskë), përbërje natyrale nga grupi i polisaharideve; komponenti kryesor i ekzoskeletit (kutikulës) të artropodëve dhe një sërë jovertebroresh të tjerë; është gjithashtu pjesë e murit qelizor të kërpudhave dhe baktereve.

Shembuj të përdorimit të fjalës kitin në letërsi.

Bisha shtrihej afër - pranga në një të trashë kitin, me kokë të madhe, me gjoks të shkurtër të trashë, më shumë si brirë, sy të përbërë.

Krizalidi i dytë u përplas në murin pengues të Vegës dhe gruas irlandeze, madje edhe nga ai kitin nuk kishte mbetur asnjë, gjithçka u kthye në hi të yndyrshëm.

Lëkura është kthyer në kitin, kutikula, në një fytyrë të nxirë, sytë blu dukeshin çuditërisht të shndritshëm dhe të mëdhenj.

Gjatë kalimit në ecjen drejt, evolucioni zhvilloi struktura mbështetëse në trup, dhe nga jashtë kishte një kombinim të lëkurës së larvave dhe të zbehtë. kitin.

Ajo shtrëngoi dorën e djathtë me të majtën, duke kaluar gishtat përgjatë rruazave kitin, të cilat ishin shenja e saj identifikuese: Raen, Sept Sul, Met-maren, Contrin.