اخیرا مطالعات زیادی نشان دادند که تمرینات درمانی به صورت صحیح و یا دیگر تکنیک­های توانبخشی می­توانند در بهبود این بیماران موثر باشد. از فواید ورزش درمانی برای بیماران مبتلا به MS می­توان بهبود وضعیت جسمانی بیماران، انجام بهتر فعالیت­های روزانه و سلامت روحی و روانی آنان اشاره کرد (۷۶). از طرفی، درک تاثیر فعالیت بدنی بر سیستم حرکتی از دیر باز مورد توجه متخصصین بوده است (۱۷۴). به نظر می­رسد فعالیت بدنی و از جمله تمرین هوازی بر توسعه این سیستم موثر باشد. علاوه براین، تأثیر درمانی ورزش­های هوازی و تمرینات مقاومتی بر طیف گسترده­ای از پارامتر­های عملکردی مانند ویژگی­های انقباضی عضله و عملکرد حرکتی در بیماران MS در چند دهه اخیر کشف شده و مورد توجه محققان ورزشی قرار گرفته است. تا به امروز روشن است که ورزش­های هوازی منظم با شدت متوسط سبب تشدید MS نمی­شوند و باعث بهبود عملکرد سرعت و مسافت راه رفتن افراد مبتلا می­ شود (۵۹،۶۵و۱۵۹). برنامه ورزشی تجویز شده برای افراد مبتلا به MS باید بر اساس درجه ناتوانی افراد باشد؛ به طور مثال، افرادی که از سطح ناتوانایی پایینی برخوردارند می­توانند خود فعالیت­های بدنی را انجام دهند و افرادی که دارای MS شدیدتری هستند و احتمالا مشکلات راه رفتن را داشته باشند به کمک اشخاص دیگری به فعالیت می­پردازند. فعالیت بدنی با اشکال گوناگونی می ­تواند فرد مبتلا به MS را حمایت و به آن­ها کمک ­کند (۶۵، ۱۱۹،۱۵۹و۱۹۷). در بیماری MS حفظ عملکرد حرکتی و جلوگیری از عواقب بیماری هدف اصلی درمان است؛ چراکه، برای اغلب بیماران مبتلا به MS افزایش استقلال در مدت زمان طولانی و کاهش نیاز به حمایت دیگران جهت افزایش کیفیت زندگیشان از اهمیت بسیاری برخوردار است.

جلوگیری از کاهش سرعت و استقامت راه رفتن به عنوان رکن اصلی در بیماران مبتلا به MS است که تمرینات هوازی می ­تواند از این مشکل پیشگیری کند؛ چرا که، محدودیت راه رفتن در این بیماران بر توانایی شرکت در فعالیت­های خانوادگی، اجتماعی و شغلی تأثیرگذار می­باشد. همچنین، از نظر روح و روان نیز مشکلات در راه رفتن نیز افراد مبتلا به MS را تحت تاثیر قرار می­دهد و اغلب بخاطر این مشکل دچار افسردگی خواهند شد. مشکل تعادلی یکی دیگر از مشکلات MS است. به خاطر توزیع متغیر دمیلینه شدن در سراسر سیستم عصبی مرکزی، افراد مبتلا به MS ممکن است اختلالات تعادلی، هماهنگی و عدم کنترل وضعیتی داشته باشند. یکی از علل عدم تعادل و کنترل وضعیتی در افراد مبتلا به MS ممکن است بدلیل ضعف عضلانی باشد. همچنین، کنترل وضعیت ضعیف ممکن است بدلیل ضایعاتی باشند که با پردازش مرکزی که کنترل وضعیت را تنظیم می­ کنند در تداخل­ باشد. فعایت بدنی مخصوصا تمرینات هوازی به بهبود تعادل در بیماران مبتلا به MS می­ شود که به گفته محققان احتمالا دلیل اثر بخشی این نوع تمرینات این است که تمرین هوازی منتخب گیرنده­های پروپریوسپتیو را فعال نموده و کنترل اجراء و تعادل را بهبود می­بخشد (۵۶و۱۷۲).
مطالعات انجام شده، گزارش کرده ­اند که تمرینات هوازی در افراد مبتلا به MS به افزایش اعتماد به نفس و بهبود خودکارآمدی، افزایش سرعت و استقامت راه رفتن و بهبود تعادل در افراد مبتلا می­ شود. از طرفی، مطالعات انجام شده، نشان داده­اند که تمرینات هوازی به بهبود سینماتیک راه رفتن و بهبود عملکرد سیستم ایمنی بدن به همراه کاهش خستگی و افزایش کیفیت زندگی افراد منجر می­ شود. همچنین، پژوهش­های ثابت کردند که فعالیت بدنی مخصوصا تمرینات هوازی به کاهش بیماری­های ثانویه از جمله بیماری شریان کرونری در افراد مبتلا به MS شده است. علاوه براین، تمرینات هوازی به افزایش استقامت قلبی- تنفسی و در نهایت افزایش حداکثر اکسیژن مصرفی در افراد می­ شود (۶۵، ۱۱۹، ۱۴۹،۱۶۰، ۱۷۲و۱۹۷).
به طور کلی تمرین هوازی، به عنوان روش ورزشی موثر، برای توسعه آمادگی قلبی- تنفسی است. اهداف اولیه تمرین هوازی، بهبود سیستم قلبی- عروقی، قلبی- تنفسی و استقامت عضلانی است؛ در حالی که، دیگر مزایای مرتبط با سلامتی مشتق شده از تمرین هوازی شامل افزایش تراکم استخوانی، کاهش فشارخون، افزایش سیستم عصبی- حرکتی و عضلانی- اسکلتی، کاهش درصد چربی بدن و بیماری­های ثانویه مانند بیماری شریان کرونری در افراد مبتلا به MS شود. ضعف عضلانی در افراد مسن با کاهش سرعت راه رفتن، استقامت راه رفتن، افزایش خطر ابتلا به معلولیت و سقوط افراد ناتوان در ارتباط است. تمرین هوازی همچنین، به حفظ میزان متابولیسم پایه، استقلال و به جلوگیری از سقوط در افراد مبتلا کمک می­ کند.
۲-۴-۳- فعالیت بدنی و شاخص هزینه فیزیولوژیکی در بیماران مبتلا به MS
اعتقاد بر این است که تمرینات هوازی، حساسیت به انسولین، مصرف انرژی روزانه و کیفیت زندگی را افزایش می­دهد. مک گریگور شاخص هز ینه فیزیولوژیک^[۸۵]( PCI) را برای اندازه ­گیری هزینه انرژی مصرفی در هنگام راه رفتن پیشنهاد کرد و آن را این گونه تعریف کرد: تفاوت ضربان قلب در حین راه رفتن و استراحت تقسیم بر سرعت متوسط راه رفتن (۱۱۱). از جمله مزایای قابل ذکر بر ای استفاده از این شاخص در مراکز علمی و درمانی می­توان به آسان بودن و عدم­نیاز به تجهیزات پیچیده اشاره نمود. بعلاوه با ادغام تغییرات ضربان قلب با فعالیت بدنی (سرعت متوسط راه رفتن) یک شاخص قابل استناد جهت مطالعه انرژی فیزیولوژیکی مصرفی فعالیت فرد مورد مطالعه، تأمین می­ شود (۳۶و۳۷).
با توجه به این که مبتلایان به MS حتی با سطح پایین بیماری، معمولاً یک زندگی کم­تحرک را پیش می­گیرند می­توان انتظار داشت که سطح پایین آمادگی قلبی - عروقی و اسکلتی عضلانی به بالا رفتن هزینه انرژی مصرفی در زمان فعالیت و راه رفتن و همچنین باعث کاهش حداکثر اکسیژن مصرفی این بیماران منجر می­ شود (۳۶و۱۹۳).
تا به امروز هیچ درمان قطعی برای MS وجود نداشته است و شواهد کمی وجود دارد که راه حل­های دارویی بتوانند به ضعف عضلانی و مشکلات راه رفتن که به طور معمول توسط این افراد تجربه شده ­اند، کمک کند. با وجود این، تحقیقات نشان دادند که فعالیت بدنی از جمله تمرین هوازی باعث افزیش حداکثر اکسیژن مصرفی و کاهش مصرف انرژی افراد مبتلا به MS و جلوگیری از عواقب این بیماری می­ شود. همچنین، پژوهشگران نشان داده­­اند که یک ارتباط مستقیم و اولیه بین قدرت عضلانی و عملکرد بسیاری از فعالیت­های روزمره مثل پیاده­روی در افراد مبتلا به MSوجود دارد (۱۲۴).
۲-۴-۴- فعالیت بدنی و درصد چربی بدن در بیماران مبتلا به MS
بیماران مبتلا به MS معمولا یک زندگی کم­تحرکی را انتخاب می­ کنند که همین امر به افزایش میزان درصد چربی بدن در افراد مبتلا منجر می­ شود و باعث افزایش هورمون لپتین در خون آن­ها می­ شود که رابطه مستقیمی با افزایش بیماری شریان کرونری در این افراد می­باشد (۱۶۱). افزایش درصد چربی بدن در اثر کم­تحرکی افراد مبتلا به MS کمپلیانس عروق را کاهش می دهد و این کار را با ایجاد خشکی و سختی عروق در درازمدت و افزایش مقاومت در برابر جریان خون اعمال می کند لپتین که توسط ژن چاقی تولید می شود هورمونی پروتئینی است که به طور عمده از بافت چربی ترشح می شود و در تنظیم وزن بدن نقش کلیدی دارد. برخی محققان، لپتین را سازوکاری هشداردهنده در تنظیم محتوای چربی بدن ذکر کرده ­اند افراد چاق با مقاومت لپتین و افزایش لپتین در خون مشخص می­شوند این هورمون با همکاری انسولین، بر عملکرد عروق و سیستم عصبی سمپاتیک اثر می­ گذارد افزایش لپتین با سوء عملکرد دیوارۀ عروق همراه است (۷۲). به تازگی دریافته­اند که بافت چربی پروتئین­هایی با فعالیت حیاتی، به نام آدیپوسایتوکاین­ها، را ترشح می­ کند که ممکن است متابولیسم گلوکز، لیپید و عملکرد عروق را تنظیم کند که استثنائاً از سلول­های چربی تولید می­ شود. این پروتئین ویژگی ضد دیابتیک، ضد آترواسکلروز و ضد التهابی دارد. تمرینات ورزشی اثر برجسته­ای در جلوگیری و درمان چاقی و درصد چربی بدن دارد (۴۱).
منطقی است فرض شود این اثرات ممکن است ازطریق تنظیم هورمون­های مشتق از بافت چربی میانجی­گری شود. به موازات کاهش فعالیت بدنی، تغییر رژیم غذایی، افزایش فشار روانی و داشتن اضافه وزن و شیوع چاقی، افزایش چشمگیری در میزان مرگ و میر و عوارض ناشی از بیماری قلبی عروقی دیده شده است. همچنین، بافت چربی سیتوکین­های مختلف از قبیل TNFرا ترشح می­ کند و ممکن است به افزایش مقادیر CRPدر چاقی کمک نماید. سیتوکین­ها توسط انواعی از سلول­ها مثل سلول­های ایمنی، سلول­های آندوتلیال، سلول­های چربی و عضلات ترشح می­شوند. نشان داده شده است مقادیر پلاسمایی TNF-αدر افراد چاق زیاد می­باشد و پیش آگهی خطر بروز بیماری قلبی عروقی می­باشد. نتایج پژوهشی نشان می­دهد انجام فعالیت بدنی به طور مستقیم با کاهش تولید سیتوکین­ها در بافت چربی و به طور غیر مستقیم با افزایش حساسیت انسولینی، بهبود عملکرد آندوتلیال و کاهش توده چربی می ­تواند سازوکاری برای کاهش التهاب باشد (۱۶۲و۱۸۲). مطالعات انجام شده، نشان دادند که تمرینات بدنی مخصوصا تمرینات هوازی به کاهش معنی­داری در هورمون لپتین و کاهش سیتوکین­های موجود در بافت چربی در افراد مبتلا به MS منجر می­ شود؛ در نتیجه، میزان درصد چربی بدن افراد مبتلا کاهش می­یابد که این امر به افزایش توان هوازی، توانایی حرکتی و تعادل افراد منجر می­ شود (۱۰۴و۱۸۲).

۲-۵- اقدامات احتیاطی در حین تمرینات
افراد مبتلا به MS باید در طی انجام فعالیت­های ورزشی به نکات ایمنی و نیز اصولی که امکان تشدید بیماری را فراهم می­سازد توجه داشته باشند. فرد مبتلا به MS اگرچه می ­تواند مانند سایر افراد سالم به تدریج شدت ورزش و مدت تمرین را افزایش دهد؛ اما، باید از افراط در ورزش بپرهیزد. چراکه، هنگام انجام تمرین ممکن دچار دوبینی و تاری دید شوند و یا اینکه بخاطر افزایش دمای مرکزی بدن دچار خستگی و بی­حالی کنند که باید در کل زمان انجام تمرین مخصوصا راه رفتن روی تردمیل تنها نباشند.
۲-۵-۱- شروع آهسته تمرینات
در حین این عمل بیمار نیز می ­تواند در مورد تمرینات قضاوت کند که کدام تمرین برای آن­ها راحت­تر است. نباید تمرینات را تا حد زیاد و سریع آغاز کنند. تمرینات جدید را به آهستگی شروع کنند و به بدن اجازه دهند با تمرینات خو بگیرد (۴۳).
۲-۵-۲- گرم کردن و سرد کردن
بسیاری از افراد مبتلا به MS به گرما حساس هستند. برای جلوگیری از آسیب و هرگونه مشکل در عضله همیشه قبل از انجام تمرینات با شدت بیشتر بدن را با حرکات کششی نرم گرم کنید. اگر بیمار تمرین هوازی انجام می­دهد، ابتدا تمرین را به آرامی شروع کند تا ضربان قلب تدریجا و ملایم بالا رود. برای اجتناب از سفتی و خشکی عضلات بعد از تمرین نیز با تمرینات کششی بدن را سرد کنید (۱۸۲). تمرینات استقامتی با افزایش دمای مرکزی همراه است؛ بنابراین، هنگام ورزش باید همیشه به افزایش دمای مرکزی توجه کرد و آن را برای کارایی مطلوب­تر در ورزش به حداقل رساند.
۲-۵-۳- تطبیق با علایم بیماری MS
علایم تجربه شده توسط بیمار ممکن است بر اثر تمریناتی باشد که انتخاب کرده است؛ اما، باید توجه داشت که داشتن بیماری MS مانع انجام تمرینات نمی­ شود. برای مثال ممکن است فرد بیمار دچار مشکلات بینایی باشد، در این صورت می­توان تمریناتی را به کار ببرد که بینایی در آن مهم نباشد. سفتی عضلات و یا احساس درد می ­تواند حرکات و تماس­ها را ناخوشایند کند؛ ولی، به­وسیله کار کردن با فیزیوتراپ ممکن است آرامش و راحتی را در حین فعالیت کسب کند (۴۳).
۲-۵-۴- حساسیت به گرما
بسیاری از افراد مبتلا به MS به گرما حساسند (۹۶). بیماری یا عفونت، هوای گرم و ورزش می ­تواند دمای بدن را بالا ببرد و باعث به ­وجود آمدن علایم موقت این بیماری مانند خستگی، ضعف و مشکلات بینایی شوند (۹۶).
۲-۵-۴-۱- از شنا کردن در استخرهای با آب بسیار گرم خودداری کنید. سعی کنید دمای آب زیر ۲۹ درجه سانتی ­گراد باشد (۵۲).
۲-۵-۴-۲- جلسات تمرین را به تعدادی جلسه کوتاه­تر تقسیم کنید. این تقسیمات منظم کوتاه­تر موجب سرد ماندن بدن می­ شود (۴۳).
۲-۵-۴-۳- مایعات خنک بنوشید، لباس­های خنک بپوشید و دوش آب سرد ممکن است به جلوگیری از افزایش دمای بدن کمک کند و اجازه دهد جلسه تمرینی طولانی­تر شود (۹۶).
۲-۵-۴-۴- برخی از محققان به این نتیجه رسیده ­اند که دوش آب سرد ممکن به آن­ها در ریکاوری کمک کند (۹۶).
۲-۵-۴-۵- جایی که در آن تمرین می­کنید می­بایست دارای سیستم تهویه باشد و دمای آنجا ۲۵ درجه سانتی ­گراد باشد (۴۳).
۲-۶- انواع تمرینات مناسب برای افراد مبتلا به MS
باید به این نکته توجه کرد که یک تمرین را نمی­ توان به عنوان تمرین اختصاصی افراد مبتلا به MS در نظر بگیریم. این بیماری افراد را با روش­های متفاوتی درگیر می­ کند؛ بنابراین، آن­چه مناسب است از فردی به فرد دیگر تغییر می­ کند. انواع تمریناتی که ممکن است به حفظ بدن با روش­های متفاوت در این افراد کمک کند در زیر آورده شده است. حفظ فعالیت عضلانی ، قدرت و آمادگی هوازی برای افراد MS همانند افراد بدون این بیماری مهم است. در سال­های اخیر، انتشارات علمی توانبخشی و مطالعات ورزشی مزایای فعالیت جسمانی منظم را نشان داده­اند. شواهد قوی وجود داردکه توصیه به فعالیت بدنی باعث بهبود عملکرد عضلانی، آمادگی هوازی و تحرک افراد مبتلا به MS می­ شود. علاوه­براین، نشان داده شده است که فعالیت فیزیکی کیفیت زندگی افراد مبتلا به MS را بهبود می­بخشد (۱۱۹و۱۷۷).
شواهدی وجود دارد که ورزش، بدون در نظر گرفتن اینکه آیا شبیه به ورزش برای افراد سالم است یا تعدیل شده برای حفظ عملکرد، سود زیادی برای افراد مبتلا به MS دارد و بنابراین به طور گسترده­ای توصیه می­ شود (شیوع و بروز) اجتناب از فعالیت بدنی تنها منجر به کاهش آمادگی هوازی، کاهش انرژی ، کاهش انگیزه و انعطاف پذیری می­ شود که به نوبه خود منجر به کاهش قدرت عضلانی می­ شود. افزایش وزن ناشی از عدم فعالیت ممکن است اثر سوء بر تحرک داشته باشد و منجر به افزایش وابستگی فرد شود. اگرچه ورزش از فرایند دمیلینه­شدن جلوگیری نمی­کند و یا آن­ را معکوس نمی­کند و یا در دوره نورولوژیکی MS تغییری ایجاد نمی­کند، اما می ­تواند از چندین راه مانند، تأثیر مثبت در روحیه، احساس خوب بودن،کنترل وزن، کاهش اشتها، افزایش پشتکار، کاهش خستگی و بهبود در وضعیت خواب این بیماران را حمایت کند. افزایش فعالیت فیزیکی برای افراد مبتلا به MS که در حال حاضر به عنوان جمعیت بزرگ فعال نمی­باشند (۴۴، ۴۶و۱۰۴) نیز به احتمال زیاد خطر ابتلا به بیماری­های قلبی عروقی و افسردگی را کاهش می­دهد. زنان مبتلا به MS خطر بالاتر ابتلا به پوکی استخوان را دارند، که به نوبه خود خطر شکستگی را افزایش می­دهد. فعالیت بدنی مخصوصا تمرینات هوازی به کاهش این خطر کمک زیادی به این دسته از بیماران می­ کند (۹۹و۱۰۴)
۲-۶-۱- تمرینات هوازی مانند دوچرخه­سواری، دویدن و قایق­رانی بسیاری از گروه ­های عضلانی را درگیر می­ کند و موجب فعالیت قلب و ریه­ها می­ شود. تمریناتی که تنها بازوها و یا پاها را به کار می­گیرد نیز مفید است (۱۹۳). این تمرینات به تمرینات قلبی- عروقی معروف است. کلید تمرینات هوازی، حفظ سطح متعادل از فعالیت برای مدت زمان طولانی معقول می­باشد (در صورت امکان کمتر از ۲۰ دقیقه نباشد) و به خاطر داشته باشیم که تمرین در هر سطحی بهتر از بی­تمرینی می­باشد (۴۳).
۲-۶-۲- تمرینات مقاومتی که شامل بلند و حرکت دادن وزنه­های کوچک باشد؛ اما، در بیشتر موارد از وزن خود بدن برای این منظور استفاده می­ شود. اگر فرد دارای رعشه^[۸۶] و یا اسپاسم^[۸۷] باشد تمرین کشیدن باند الاستیکی شاید آسان­تر از استفاده از وزنه باشد (۴۳).
۲-۶-۳- تمرینات کششی^[۸۸] به حفظ انعطاف و آرامش عضله کمک می­ کند. کشش قبل از تمرینات قدرتی و هوازی از اهمیت زیادی برخوردار است (۱۹۳).
۲-۶-۴- تمرینات دامنه حرکتی^[۸۹] اغلب در ترکیب با کشش­ها به­کار می­رود. این تمرینات شامل تحرک مفصل در تمام دامنه حرکتی قابل امکان می­باشد. به طور مثال، حرکت بازوها، پاها، مچ­دست و پا در یک مسیر دایره­ای نمونه ­ای از این تمرینات می­باشد (۴۳).
۲-۶-۵- کشش غیرفعال^[۹۰] ممکن است در مواردی که افراد به دلیل بیماری کنترل گروهی از عضلات را ندارند و یا دچار محدودیت هستند، به­کار رود. کشش پسیو به این صورت است که یار کمکی و یا فیزیوتوراپیست با گرفتن دست و یا پاها در اندام فرد کشش ایجاد می­ کنند و اندام را در دامنه مفصلی به حرکت در می­آورند (۴۳).
۲-۶-۶- تمرینات پاسچر^[۹۱] به فرد کمک می­ کند تا بتواند پا، زانو، لگن، شانه­ها و سر را در یک راستا قرار دهد تا بتواند به این وسیله باعث کاهش استرین عضلات و استخوان­ها شود. این تمرینات شامل تقویت عضلات اطراف پشت، قفسیه سینه و ناحیه شکمی می­باشد که برای به دست آوردن حفاظت و کمک به ایجاد تعادل و حالت بدن در هنگام نشستن و برخاستن است (۴۳).
۲-۶-۷- تمرینات در آب که یک محیط ویژه برای بسیاری از تمرینات می­باشد. آب، بدن را حمایت می­ کند و خطر سقوط را کاهش می­دهد. همچنین فشار وارده بر عضلات و مفاصل را کاهش می­دهد. تمرینات هوازی، قدرتی و کششی می­توانند در استخر اجرا شوند. برای برخی از افراد حساس به گرما اجرای تمرینات در استخر آب سرد مناسب است (۹۶و۱۳۴).
۲-۷- اثر تمرین بر عوارض MS
۲-۷-۱- بیماریهای ثانویه (بیماری شریان کرونری)
نشان داده شده که ظرفیت هوازی در افراد مبتلا به MS کاهش یافته و دیگر پارامتر­های قلبی عروقی مثل ضربان قلب استراحت و فشار خون دیاستولیک در افراد مبتلا به MS بالا رفته است (۱۷۹). با توجه به این­که در مبتلایان به MS حتی با سطح پایین بیماری معمولا یک زندگی کم­تحرک را پیش می­گیرند (۱۷۹)، نهایتا این کم­تحرکی باعث افزایش بیماری­های ثانویه مثل بیماری شریان کرونری در این افراد می­ شود (۱۱۹و۱۷۶)؛ چراکه، بیماری شریان کرونری در اثر افزایش تری­گلیسریدها، کلسترول و LDL خون حاصل از بی­فعالیتی افزایش می­یابد (۱۰۴). پس، می­توان انتظار داشت که سطح پایین آمادگی قلبی- عروقی به کاهش کیفیت زندگی و کاهش توان هوازی و در نهایت افزایش خستگی و بد خوابی در افراد مبتلا به MS منجر شود (۱۰۲،۱۵۲و۱۵۶). محققان گزارش کرده ­اند که تمرینات هوازی موجب کاهش بیماری شریان کرونری در افراد مبتلا به MS می­ شود (۹۹و۱۰۴).
۲-۷-۲- مشکلات تعادل و راه رفتن: افراد مبتلا به MS دارای مشکلات تعادلی می­باشند که عوامل مختلفی در ایجاد آن دخیل است. تغییر در حواس، مشکلات بینایی و تخریب مغز و یا طناب نخاعی موجب از بین بردن تعادل در این افراد می­ شود (۸۹و۱۶۴). این عدم تعادل موجب مشکلات در راه رفتن، کاهش قدرت پاها و سفتی و اسپاسم عضلات می­ شود. برنامه ­های دقیق تمرینی فیزیوتراپ­ها می ­تواند به افراد در بهبود تعادل و توانایی راه رفتن کمک کند (۸۹و۹۲). این برنامه­ ها با تاکید بر تمرینات هوازی و قدرتی می­باشد. اکثر تحقیقات نشان داده است که اثرات مثبت برنامه تمرینی مخصوصا تمرینات هوازی به سرعت راه رفتن و استقامت راه رفتن بعد از توقف آن از بین می­رود (۵۲). برخی از محققان گزارش کرده ­اند که تمریناتی که بر تعادل و کنترل تنفس تمرکز دارد به راه رفتن و تعادل کمک می­ کند (۳۵و۹۲).
۲-۷-۳- سفتی و اسپاسم عضلات: سفتی و اسپاسم عضلات حداقل ۲۰% از افراد مبتلا به MS را درگیر می­ کند و این در حالی است که تاثیراتش از فردی به فرد دیگر متفاوت است (۱۲۱). فیزیوتراپی، شامل تمرینات کششی و دامنه حرکتی کلید درمان این­گونه از علایم می­باشد. تمرینات هوازی نیز می ­تواند اسپاسم و سفتی عضلات را بهبود بخشیده و این سفتی را کاهش دهد (۹۲).
۲-۷-۴- مشکلات دفعی: افراد مبتلا به MS ممکن است دچار مسکلات دفع ادرار باشند. برخی از این افراد به طور مکرر به توالت می­روند. تقویت عضلات حمایتی مثانه شاید به افراد در دقایق آمدن بر این مشکل کمک کند (۶۱). مشکلات دفع روده­ای معمولا کم­تر است؛ اما، می ­تواند استرس ­زا باشد (۶۱). حفظ فعالیت فیزیکی مخصوصا تمرینات هوازی ممکن است به برخی از افراد در کنترل دفع روده­ای کمک کند. در یکی از تحقیقات نشان داده شده است که عملکرد دفع روده­ای افراد مبتلا به MS در پی ۱۵ هفته تمرینات هوازی بهبود یافته است (۱۵۶).
۲-۷-۵- اضطراب و افسردگی: MS می ­تواند علاوه بر بدن بر احساسات بیمار مبتلا اثر گذار باشد. اگر بر اثر بیماری فرد دچار افسردگی و اضطراب و بی­­حوصلگی شود، تمرین ممکن است موثر واقع شود. نشان داده شده است که تمرینات هوازی منظم در جهت رفع افسردگی خفیف تا متوسط موثر واقع شده است (۹۲و۱۲۱).
۲-۷-۶- کاهش قدرت عضلات و توانایی بدن: اگر عضلات در طولانی مدت به کار گرفته نشود، قدرتشان را از دست داده و دردناک می­شوند. این عامل موجب بدتر شدن تحرک و ضعف حرکتی می­ شود. این عارضه همیشه قابل جلوگیری نبوده و یکی از عوارض بیماری MS می­باشد؛ اما، با انجام یک برنامه تمرینی مناسب مخصوصا تمرینات هوازی ممکن است جلو بدتر شدن این عارضه را گرفت (۱۲۷).
۲-۷-۷- افزایش و کاهش وزن: تغییرات ناخواسته وزن یکی دیگر از اثرات بیماری MS می­باشد. تمرین هوازی می ­تواند به افراد مبتلا در کنترل وزن بدنشان کمک کند (۴۳).

شما نمی‌توانید موارد درون زباله‌دان را ویرایش کنید. مورد را به بیرون از زباله‌دان منتقل و سپس آن را ویرایش کنید.

سنسورهای PIR برای تشخیص حرکت از یک مفهوم اختلاف بین حضور و عدم حضور استفاده می‌کنند که سبب می‌شود بین حضور یک انسان با امواج RFI و EMF منتشره از منابع دیگر تفکیک قائل شود. برای حصول به این نتیجه صفحه سفید رنگ مقابل سنسور دارای الگویی است که تحت زاویای خاصی امواج مادون قرمز از فرد مقابل دستگاه به سنسور نمی‌رسد اما تحت زوایای دیگر این نور مستقیماً به سنسور می‌رسد. مانند حالتیکه که یک ورقه کاغذ که در آن سوراخ‌هایی با فواصل معینی تعبیه شده است مقابل چشم خود قرار داده و در این حالت اگر فردی از مقابل ورقه کاغذی عبور کند در بعضی از محل‌ها یا زوایا دیده نمی شود اما در برخی دیگر از زوایا دیده می­ شود.زوایایی که در آن‌ها فرد دیده نمی شود زون مرده و زوایای دیگر را زون یا محدوده آشکار سازی نامیده می­ شود (شکل ۲-۳).به عبارت دیگر وقتی فرد در یک زون مرده قرار می‌گیرد نور تابشی از بدن او به سنسور نمی‌رسد ولی وقتی در مقابل یک زون قرار می‌گیرد گرمای تابشی بدن او توسط لنز محسوس می‌باشد.

زون‌ها دارای انواع گوناگونی از ساده تا پیچیده جهت کاربردهای با حساسیت بالا می‌باشند.
زون تک واحدی
زون دوقلو
زون دو لبه
زون چهار لبه
انواع یک و دو امروزه غیر متداول بوده و ممکن است در ارزان‌ترین نوع سنسورها جهت مناطقی که از درجه امنیتی بسیار پایینی برخوردارند مناسب باشد زیرا برای ایجاد آلارم فرد می‌بایست حداقل از مقابل یک زون مرده و دو زون معمولی در زمان معینی عبور نماید. در زون نوع دو وجهی هر زون فعال به دو بخش به صورت عمودی تقسیم می‌شود. که یکی بخش یا لبه مثبت و دیگری بخش یا لبه منفی نامیده می‌شود. برای تحریک کافی است فرد در زمان معینی در یک زون از لبه مثبت به لبه منفی برود و یا بر عکس؛ این وضعیت منجر به بالا رفتن حساسیت سنسور می‌شود.
این سنسورها اگرچه دارای قابلیت های زیادی برای شناسایی ورود و خروج افراد به محیطهای مورد نظر را دارند ولی بیشتر برای سیستم های امنیتی و روشنایی مناسب می­باشند. لازمه یک سیستم هوشمند تبرید دانستن دمای اشیا و محیط است که این سنسور این قابلیت را ندارد. مشکل دیگر این سنسور خطا در پیدا کردن زاویه فرد است. در واقع بدلیل تعداد کم زون های کاربردی آن فقط محدوده کمی از محیط تحت پوشش قرار گرفته و در صورت ثابت قرار گرفتن افراد در زون های مرده هیچ بازخوردی به سیستم تبرید نمی رسد.
۲-۲-۴ استفاده از سنسور دماسنج مادون قرمزIR (Infra Red)
سنسور دماسنج مادون قرمز دماسنجی است که دما را به وسیله پرتو های ساطع شده از جسم براساس اصولی مشابه با سنسور PIR اندازه گیری میکند. با توجه به کاربرد این دماسنج ها،گاهی به آن ها دماسنج لیزری و گاهی دماسنج غیر تماسی گفته می­ شود. این دماسنج برای اندازه گیری دما از فاصله دور مورد استفاده قرار میگیرد و بیشترین کاربردهای تجاری آن بصورت تفنگی و برای اندازه گیری دمای سطوح، کوره ها و … می­باشد.
مزایای استفاده از این دماسنج ها به عنوان یک دماسنج غیر تماسی به شرح زیر می­باشد:
عملکرد آن سریع است.
امکان اندازه گیری دمای اهداف متحرک وجود دارد. (مناسب برای هوشمند سازی سیستم های تبرید)
امکان اندازه گیری دمای مناطق خطرناک و دور از دسترس (مانند قطعات ولتاژ بالاا) وجود دارد.
امکان اندازه گیری دماهای بالا وجود دارد. (مانند دمای کوره ها)
هیچ اتلاف انرژی بواسطه اندازه گیری در قطعاتی که انرژی گرمایی کمی دارند اتفاق نمی افتد.
هیچ تماس مکانیکی با شی اندازه گیری شونده وجود ندارد.
علی رغم مزایای ذکر شده بالا موارد زیر را می­توان از محدودیت های این سنسور نام برد:
هدف از نظر اپتیکی می بایستی برای سنسور قابل وضوح باشد. گرد و غبار و دود دقت این سنسور را کاهش می­دهد.
فقط دمای سطح اشیا قابل اندازه گیری است.
همانطور که قبلا گفته شد هر جسمی که دمایش بالای صفر مطلق باشد بر اساس دمایی که دارد از خود اشعه مادون قرمز ساطع می­ کند. علت این پدیده نیز حرکت مکانیکی مولکولهاست. شدت حرکت مولکولها بسته به دما و انرژی جسم دارد. از آنجا که حرکت مولکولی بیانگر جابجایی بارهاست؛ پرتو الکترومغناطیس (ذرات فوتون) ساطع می­ شود. این فوتون ها با سرعت نور حرکت کرده و جابجا می­شوند و رفتار آنها از قواعد اپتیکی پیروی می­ کند. طیف این پرتوها از ۰٫۷ تا ۱۰۰۰ میکر.متر طول موج تغییر می­ کند و به همین دلیل به چشم دیده نمی شوند. این محدوده طول موج همان محدوده مادون قرمز در طیف نور که از ۰٫۷ تا ۱۴ میکرومتر برای اندازه گیری دمای بدن انسان مناسب است. شکل (۲-۵) طیف طول موج مورد اندازه گیری در سنسورهای دماسنج مادون قرمز را نشان می­دهد.

شکل (۲-۶) میزان تشعشع یک جسم را در دماهای متفاوت نشان می­دهد. همانطور که در شکل مشخص است اجسام در دماهای بالا به میزان کمی پرتوهای مریی ساطع می­ کنند که قابل رویت است. در این نمودار هرچه تفاوت میزان تشعشع به میزان اختلاف دما بیشتر باشد دماسنج مادون قرمز دقیق تر کار می­ کند.

در دماهای پایین، یک دماسنج مادون قرمزی که در طول موج ۲ میکرومتر کار می­ کند در دماهای زیر ۶۰۰ درجه سانتیگراد متوقف می­ شود و چیزی تقریبا نمی بیند چرا که انرژی ساطع شده کمی به آن می­رسد. نکته قابل توجه دیگری که درباره این سنسورها وجود دارد این است که مجموع پرتوهایی که از جسم هدف به سنسور می­رسد مجموع پرتوهای بازتابیده شده، انتقالی و ساطع شده از خود جسم است. بنابراین این سنسور دماهای متفاوتی از بدن انسان در محیط های سرد و گرم نشان می­دهد. شکل (۲-۷) پرتوهای رسیده به یک سنسور را نشان می­دهد.

استفاده از مواد جایگزین و کار آمدتر موضوعی است که بسیاری از محققان در بررسی آن می کوشند . در حالت کلی استفاده از ابعاد مناسب ، استفاده از ماده مناسب و یک پیکر بندی صحیح برای پیل از جمله مـواردی است که در این قسمت قابل بررسی است.

پژوهشهای بســیاری در زمـینه یافتن ابعاد مناسب برای کانالهای تعبیه شده در صفحات الکتـرود موجود اسـت که به روش های مختلفی همچون تحلیلی ، تجربی ، شبیه سازی که در قالب دینامیک سیالات مورد مطالـعه قرار میگرد و ترکیب تحلیلی و تجربی به تحقیق پرداخته و هر کدام ابعادی مناسب پیشنهاد می کنند که بیــشترین راندمان در قدرت خروجی را دارا می باشند.
۱-۴ پژوهشهای انجام شده در مورد بهینه سازی پارامترهای فرآیندی پیل سوختی پلیمری
سلیمان^[۱] و همکارش ]۱[ در سال ۲۰۰۷ از روش تاگوچی که در سال ۱۹۸۰ توسط خود تاگوچی معرفی شد ، برای بهینه سازی پارامترهای فرآیندی استفاده کردند . استفاده از این روش تعداد آزمایشـات مورد نیاز را به طرز چشـم گیری کاهش داده و این سبب کاهش هزینه ها وکوتاهتر شدن زمان آزمایش می گردد . در روش تاگـوچی دو دسته پارامـتر موجود است ، پارامترهای قابل کنترل و پارامترهای غـیر قـابـل کنترل کـه اصطلاحا به آنان پارامترهای نویز گفته میشود . آن دسته از پارامترهایی که کنترل آنان بسیار سخت و هزینه بر است نیز جزو پارامترهای غیر قابل کنترل یا نویز به حساب می آید. سلیمان و همکارش ]۱[ در این آزمایشات پارامـترهای دمای کارکرد پیـل ، دمای رطوبت ، فشار کارکرد پیـل سوختی و نسـبت مصـرف سوخت در کاتد به آند را پارامترهای قابل کنترل در نظر گرفت و مقادیری را بعنوان مقادیر بهینه ارائه نمود و ادعا کرد که پیل سوختی در صورت عملکرد این مقادیر بیشترین راندمان خروجی را دارند.
بتی^[۲] و همکارانش ]۳[ وابستگی فشار و دما را در سطح مشترک کاتالیست و غشا مورد بررسی قرار دادند. کاپادونیا^[۳] و همکارانش ]۴[ وابستگی غشای نفیون ۱۱۷ را بعنوان تابعی از دما و مرطوبیت بررسی کردند. سرید‌هار^[۴] و همکارانش ]۵[ اثر رطوبت بر چگونگی عملکرد پیل سوختی پلیمری را تحقیق کردند و برای تحقیقات خود از یک سری آزمایشات مربوطه بهره گرفتند.
ونگ^[۵] و همکارانش ]۶[ اثرات پارامترهای عملکردی همچون دما و … را بر راندمان پیل‌های سوختی تحقیق کردند و بصورت عملی و آزمایشگاهی تأثیر این پارامترها را در حالت‌های مختلف نشان دادند. ونگ از هیدروژن خالص برای سوخت در طرف آند و از هوای معمولی در طرف کاتد استفاده کرد.
هیون^[۶] و همکارانش ]۷[ با توجه به آزمایشات عملی به تحقیق در مورد اثرات مرطوبیت بیرونی بر عملکرد پیل سوختی پرداختند.
هوانگ^[۷] و همکارانش ]۸[ به بررسی میزان تغییرات راندمان خروجی در ازای تغییرات پارامترهای عملکردی پرداختند و نتیجه آزمایشات خویش را ارائه کردند.
فرنگ^[۸] و همکارانش ]۹[ علاوه بر انجام آزمایشات عملی یک مدل تحلیلی ارائه کردند و با توجه به مدل تحلیل و آزمایشات عملی به بررسی میزان اثرات پارامترهای عملکردی و همچنین مشخصات جریان در کانال جریان گازی و لایه پخش‌کننده گاز پرداختند.
سانتارلی^[۹] و همکارانش ]۱۰[ بر روی میزان مرطوبیت پیل سوختی در حالت اشباع و بدون مرطوبیت و همچنین میزان فشارهای واکنشگرها بصورت آزمایشگاهی تحقیق کرده و در نهایت نتایج خود را بعنوان مقادیر مناسب برای پارامترهای پیل سوختی درنظر گرفته و نتایج خویش را ارائه نمودند.
تیسیالنی^[۱۰] و همکارانش ]۱۱[ یک سری آزمایشات در جهت افزایش راندمان پیل سوختی انجام دادند و در مقادیری خاص تاثیر این پارامترها را بر عملکرد پیل سوختی مورد مطالعه قرار دادند.
وهدامه^[۱۱] و همکارانش ]۱۲[ با بهره گرفتن از یک سری آزمایشات تجربی به مطالعه اثرات فشار گاز و نرخ جریان گازی در یک پیل سوختی w500 پرداختند.
لی^[۱۲] و همکارانش ]۱۳[ با ارائه یک مدل همدما و پایدار از پیل سوختی پلیمری به بررسی واکنش‌های پیل و شرایط بهینه عملکردی پارامترها پرداختند.
جردان^[۱۳] و همکارانش ]۱۴[ اثر پارامترهای لایه پخش گازی را بر عملکرد پیل سوختی مورد مطالعه قرار دادند. موتو پالی^[۱۴] و همکارانش ]۱۵[ اثرات نفوذ آب بر غشایی از جنس نفیون ۱۱۵ را مورد مطالعه قرار دادند. چندین تحقیق ]۱۸-۱۶[ با بهره گرفتن از مدل‌های شبیه‌سازی شده از پیل سوختی پلیمری، به بررسی عملکرد سمت کاتد و عملکرد کاتالیست بعنوان تسریع بخش واکنش‌ها و همچنین مدیریت آب و حرارت در پیل سوختی پرداختند.
۱-۵ بهینه سازی پارامترهای فرآیندی پیل سوختی پلیمری
از بین پارامترهای فرآیندی که پیش از این به آن پرداخته شد، چندین پارامتر از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند و در میزان راندمان خروجی و چگونگی عملکرد پیل سوختی مؤثرند که می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
دمای کارکردی پیل سوختی
فشار سمت آند
فشار سمت کاتد
بیش از %۹۰ پژوهشهای انجام شده در این زمینه فقط بصورت عملی و آزمایشگاهی بوده است. انجام آزمایشات متعدد برای یافتن مقادیر بهینه برای پارامترهای فوق بسیار مفید است ولی به دلیل هزینه بسیار بالا و همچنین زمان بر بودن آزمایشات، پژوهشگران به ناچار در تعداد مقادیر مشخص از پارامتر ها تست ها را انجام داده و بر اساس مقایسه نتایج ، مقادیری را به عنوان مقادیر بهینه گزارش می کنند. گرچه مقادیر آزمایش شده صحت بالاتری نسبت به مقادیر تحلیلی و … دارند ولی به این دلیل که تمامی دامنه مقادیر یا به عبارت دیگر تمامی فضای جستجو جهت ایجاد بالاترین راندمان مورد آزمایش قرار نگرفته نمی توان به قطعیت بر اساس تعداد آزمایش محدود مقادیر بهینه را ارائه کرد. سلیمان و همکارش ]۱[ تا حدی این مشکل را حل کردند و از روش تاگوچی برای بهینه سازی پارامترهای فرآیندی بهره گرفتند که در واقع ترکیبی از روش های آزمایشگاهی و روش های بهینه سازی بود و در مقایسه با پژوهشهای پیشین که همگی صرفا بر اساس تعدادی آزمایش محدود به بهینه سازی پارامتر های عملکردی می پرداختند، مزیت عمده ای داشت و قدرت جستجوی آن بسیار بالاتر از روش های صرفا آزمایشگاهی بود ولی باز هم روش ترکیبی فوق به دلیل ضعف روش تاگوچی در جستجوی تمام فضای طراحی خیلی کامل به نظر نمی آمد. اما در پژوهش حاضر در ابتکاری جالب از یک الگوریتم بهینه سازی بنام الگوریتم ژنتیک که تقریبا همه فضای جستجو را در جهت تعیین مقادیر بهینه مورد بررسی قرار می دهد، استفاده شده است. روش‌های متفاوتی برای بهینه‌سازی موجود است که الگوریتم ژنتیک را می‌توان در زمره بهترین‌ها قرار داد. در فصل سوم به تفصیل الگوریتم ژنتیک و چگونگی کاربرد آن در تحقیق حاضر و همچنین مقادیر به کار گرفته شده برای عملگرهای اصلی ژنتیک تشریح شده است. برای بررسی تمامی فضای جستجو ، تعداد حالات ممکن قابل بررسی با توجه به تعداد سه پارامتر، بسیار زیاد است به طوریکه انجام تمامی حالات ممکن با آزمایشات عملی اصلا ممکن نیست لذا از یک نرم افزار مدلسازی که بر اساس حل تحلیلی پیل سوختی عمل می کند به این منظور استفاده شد. مشکل عمده استفاده از مدلسازی با حل تحلیلی به جای آزمایشات، میزان دقت پاسخ ایجادی از حل تحلیلی در مقایسه با انجام آزمایشات است. برای سنجش میزان صحت پاسخ مدلسازی تحلیلی از نتایج یک سری آزمایشات عملی در جهت اعتبار سازی حل صورت گرفته استفاده شد. پس از مقایسه نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از حل تحلیلی، مقایسه ها نشان داد حل تحلیلی صورت گرفته دقت قابل قبولی داشته و برای بکارگیری در جهت سنجش مقادیر پارامترهای عملکردی پیل سوختی مناسب است. قابل ذکر است مقادیری از پارامترها به عنوان مقادیر بهینه در نظر گرفته می شود که در حل تحلیلی صورت گرفته مقدار ماکزیموم توان بیشتری داشته باشد. توضیح روش به کار گرفته شده از این نرم افزار و همچنین مقایسه نتایج آزمایشات و حل تحلیلی در فصل چهارم آورده شده است.
فصل دوم:
نگرشی بر پیلهای سوختی
۲-۱ تاریخچه مختصری از پیل‌های سوختی
تاریخچه توسعه پیل سوختی در شکل (۲-۱) نشان داده شده است.
 
شکل (۲-۱) روند توسعه پیل سوختی] ۲[
یک دانشمند انگلیسى به نام ویلیام گرو^[۱۵] در سال ۱۸۳۹(قرن ۱۹)، با ترکیب اکسیژن، هیدروژن و آب توانست جریان الکتریسیته تولید کند. فرایند یادشده در تولید جریان الکتریسیته بر عکس فرایند الکترولیز است که در آن براى شکستن آب به اجزاى سازنده آن، از جریان الکتریسیته استفاده مى شود. در سال ۱۹۳۷ دانشمندی دیگری از انگلستان بنام فرانسیس بیکن^[۱۶] بر روی یک پیل سوختی کاربردی فعالیت کرد و توانست یک پیل سوختی kw4 را تا قبل از سال ۱۹۵۰ بسازد. اولین کاربرد پیل سوختی قبل از سال ۱۹۶۰ میلادی در صنعت هوا- فضای ایالات متحده بود، در جایی‌که اولین پیل سوختی پلیمری در سفینه جمینی^[۱۷] وظیفه ایجاد جریان الکتریسیته را داشت.
پرت^[۱۸] و ویتنی^[۱۹] از پیل سوختی بیکن در سفینه جمینی الگوبرداری کرده و پیل سوختی دیگری را برای استفاده از سفینه آپولو^[۲۰] ساختند که این پیل سوختی وظیفه ایجاد جریان برق برای ارتباطات، هدایت و پشتیبانی سفینه را به عهده داشت. شکل (۲-۲) پیل سوختی به کار گرفته شده در سفینه آپولو را نشان می‌دهد.

شکل (۲-۲) پیل‌های سوختی در آپولو ] ۲ [
در اواسط دهه ۶۰ شرکت جنرال موتور هم به تحقیق در این زمینه پرداخت و درصدد توسعه این فن‌آوری برآمد. روند تکمیلی پیل سوختی تا سال ۱۹۹۰ در صنعت هواپیمایی آمریکا طی شد و در این مدت ایالات متحده در بکارگیری پیل‌های سوختی بعلت مزایای بالای آنان مبادرت ورزید.
در سال ۱۹۹۳ شرکت بالارد پاور سیستم^[۲۱] اولین خودرویی که با پیل سوختی پلیمری کار می‌کرد را تولید کرد. این خودرو در شکل (۲-۳) قابل مشاهده است.

شکل (۲-۳) خودرویی با سوخت هیدروژنی ]۲[
با ساخت اولین خودروی پیل سوختی، این فن‌آوری علاوه بر عرصه هوایی، به کاربردهای زمینی در ایالات متحده کشیده شد و کمپانی‌های خودروسازی در آمریکا به این فن‌آوری علاقه‌مند شدند و تحقیقات گسترده در این زمینه شدت گرفت.
امروز شرکت هاى ماشین سازى فراوانى در جهان، هزینه هاى هنگفت خود را صرف توسعه پیل سوختى ها مى کنند. شرکت فورد و شرکت بالارد پاور سیستمز که یک شرکت کانادایى و از پیشگامان استفاده از فناورى پیل سوختى است، حدود ۷۵۰ میلیون دلار در اجراى یک پروژه مشترک جهت توسعه تجارى وسایل نقلیه، سرمایه گذارى کرده اند و برنامه بعدى آنها سرمایه گذارى ۲/۱ میلیارد دلارى در زمینه ساخت خودروهایى با کاربرى پیل سوختى ها است. شرکت هاى تویوتا و جنرال موتور نیز درصدد رقابت در این زمینه هستند اما شاید اعمال استانداردهاى سخت نسبت به موتورهاى درون سوز، علت اصلى این همه رقابت و تلاش براى به کارگیرى فناورى پیل سوختى باشد. به گفته محققان، فناورى پیل سوختى در دهه گذشته از یک صنعت کوچک به یک صنعت بزرگ و رو به رشد تبدیل شده است. از دلایل این رشد ناگهانی، استفاده گسترده صنعت خودروسازى در ساخت موتورهاى هیبریدی (دوگانه سوز) است. شرکت هاى ماشین سازى میزان فروش خود را در گرو قیمت سوخت خودروها مى دانند و از این رو رویکرد آنها به سرمایه گذارى در این بخش، بیش از گذشته است.
در سال‌های گذشته این صنعت در آمریکا و ژاپن به شدت در حال افزایش است. شکل (۲-۴) میزان علاقه‌مندی و اهمیت پیل سوختی را در بین انجمن‌های مهندسی و دانشمندان نشان می‌دهد.

شکل (۲-۴) انتشارات ثبت شده سالانه در جامعه جهانی ] ۲ [
۲-۲ انواع پیلهای سوختی :
پیل‎های سوختی براساس نوع الکترولیت استفاده شده در آن‎ها به پنج نوع اصلی طبقه بندی می‎شوند] ۲ [.
پیل سوختی قلیایی (AFC)
پیل سوختی الکترولیت پلیمری با غشاء مبادله کننده پروتون (PEMFC)
پیل سوختی اسید فسفریک (PAFC)
پیل سوختی کربنات مذاب (MCFC)
پیل سوختی اکسید جامد (SOFC)
۲-۲-۱ پیل‌های سوختی آلکالینی
در پیل‌های سوختی آلکالینی برای شرایط کاری دما بالا از هیدروکسید پتاسیم غلیظ و در دماهای پائین از هیدروکسید پتاسیم رقیق بعنوان الکترولیت استفاده می‌شود. علاوه بر هیدروکسید پتاسیم می‌توان از نیکل، نقره، اکسیدهای فلزی و فلزات خنثی نیز استفاده نمود. پیل‌های سوختی آلکالینی از دهه ۱۹۶۰ در برنامه‌های فضایی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
۲-۲-۲ پیلهای سوختی پلیمری
در این نوع از پیلهای سوختی از الکترولیتهای پلیمری استفاده می شود که از پلیمرهای دارای قابلیت عبوردهی پروتون می باشند . دمای کاری آنان بین ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی گراد بوده و کانــــدیدای جدی برای جانشینی سوختهای فسیلی در خودروها به شمار می آیند . این نوع پیلهای ســـوختی دارای دو نوع متانولی و هیدروژنی هستند که در واقع نوع سوخت استفاده شده در آند متفاوت است.
۲-۲-۳ پیل‌های سوختی اسید فسفریکی
پیل‌های سوختی اسید فسفریکی از اسید فسفریک خیلی غلیظ بعنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. اسید درون محفظه‌ای از جنس سیلیکون قرار گرفته و از پلاتینیوم بعنوان کاتالیست در آند و کاتد استفاده می‌شود. معمولاً دمای کاری آنها بین °c150 تا °c220 می‌باشد. امروزه از آن‌ها بعنوان ایستگاه‌های ثابت تولید الکتریسیته بصورت نیمه تجاری استفاده می‌شود.
۲-۲-۴ پیل‌های سوختی کربنات مذاب

هماتوکریت (Hct)

بر حسب درصد

هموگلوبین (Hb)

‌گرم بر دسی‌لیتر (g/dL)

۳-۶- آنالیزهای آماری
آزمایش در قالب یک طرح کاملا تصادفی (^[۱۳۴]CRD) با شش تیمار و سه تکرار برای هر تیمار، شامل ۱۸ واحد آزمایشی اجرا شد. با در نظر گرفتن هر تانک به عنوان یک واحد آزمایشی، داده‌های آماری به صورت میانگین ± خطای استاندارد گزارش گردیدند. جهت انجام محاسبات آماری از نرم افزار SPSS نسخه ۱۹ استفاده گردید. ابتدا نرمال بودن داده‌ها با بهره گرفتن از آزمون کولموگرونوف- اسمیرنوف بررسی گردید. پس از اطمینان از نرمال بودن داده‌ها و یکنواختی واریانس‌ها، از آزمون تجزیه واریانس یکطرفه (One-Way ANOVA)^[135] و آزمون Duncan در سطح احتمال ۵ درصد، جهت بررسی وجود یا عدم وجود اختلاف معنی‌دار بین تیمارها استفاده شد.

فصل چهارم
نتایج و بحث
۴-۱- ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی آب
از عوامل محیطی که می توانند بر پاسخ ماهی به محیط پیرامون اثر بگذارند می توان به درجه حرارت، رژیم تغذیه ای، شوری و میزان نور اشاره کرد. عدم تعادل شیمیایی در آب سبب آسیب مستقیم به ماهی از طریق توقف عملکرد فیزیولوژیک مثل تنظیم یونی، عملکرد آبششی و کلیه و تخریب پوشش موکوسی ماهی می شود [۶]. درجه حرارت آب یک عامل زیست محیطی است که بزرگترین اثر را بر رشد، سلامتی و بقای ماهی دارد و بر بازده تغذیه و جذب مواد غذایی و فرآیندهای فیزیولوژیکی موثر است [۱۰]. در این تحقیق میانگین دمای آب محیط پرورش برابر با ۹۰/۳ ±۲۹/۲۰ درجه سانتیگراد بود. اکسیژن محلول به همراه درجه حرارت، سوخت و ساز ماهی را تنظیم می کند و کوچک ترین تغییر در میزان سوخت و ساز یک مجموعه آبزیان، می تواند تغییرات سریعی در غلظت اکسیژن محلول به وجود آورد [۹]. میانگین غلظت اکسیژن در تحقیق حاضر برابر با ۱۵/۰ ± ۶۸/۸ میلی‌گرم در لیتر بود. آمونیاک، تولید نهایی و اصلی متابولیسم نیتروژن در ماهیان استخوانی است که با دما و pH آب رابطه مستقیم دارد [۶]. میانگین آمونیوم آب محیط پرورش در تحقیق حاضر برابر با ۱۵/۰ ±۴۴/۰ میلی‌گرم در لیتر برآورد گردید.
محدوده نتایج حاصل از اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب شامل دما، ‌اکسیژن محلول، سختی آب و آمونیاک در جدول شماره ۴-۱ آورده شده است.
جدول ۴-۱ مقادیر پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب در طول دوره آزمایش(میانگین ± خطای استاندارد)

پارامترها دامنه تغییرات

بیشینه

کمینه

(میانگین ± خطای استاندارد)

دما (^۰C)

۲/۲۴

۴/۱۶

۹۰/۳ ±۲۹/۲۰

اکسیژن محلول (ppm)

۸۴/۸

۵۳/۸

۱۵/۰ ±۶۸/۸

pH

۹۴/۷

۵/۷

۲۲/۰ ±۷۲/۷