تولید پارچه های مبدل انرژی مکانیکی به الکتریکی با استفاده از نخ های نانوساختار

تولید نخ دارای خواص پیزوالکتریک به عنوان یک ساختار پایه مهندسی جهت استفاده در فرآیند تولید پارچه و سایر ساختارهای منعطف الیافی به لحاظ قابلیت‌های بالای آن در تولید پارچه‌های با خواص فیزیکی و مکانیکی مختلف از درجه اهمیت بالایی برخوردار است.در صورتی که بتوان نخ با خواص مطلوب، هم به لحاظ خواص فیزیکی و مکانیکی (جهت تامین شرایط لازم جهت بافت آن در داخل پارچه با طرح و الگوی مورد نظر) هم به لحاظ دارا بودن خواص تبدیل مناسب انرژی مکانیکی به الکتریکی (خواص پیزوالکتریسیته مطلوب) تولید کرد می‌تواند گام بلندی در خصوص تولید تامین‌کننده خودشارژشونده‌ای از انرژی الکتریکی برداشته شود.
البته این قابلیت درموارد کاربرد بسیار زیادی شامل تولید انرژی مورد نیاز قطعات میکروالکترونیک، قابل حمل و انعطاف پذیر جهت تامین انرژی مورد نیاز برای مصارفی همچون منسوجات الکترونیکی، منسوجات هوشمند، البسه فضانوردان و یا وسایل الکترونیکی قابل حمل مانند جی پی اس ها، سنسورهای پارچه‌ای پایش وضعیت فیزیولوژیک بدن مورد نظر است.
بنابراین اگر بتوان با استفاده از فناوری نانو، ساختارنخ تولید شده را درمقیاس نانومتر کنترل کرد می توان به راندمان بالاتری از تولید انرژی الکتریکی به همراه خواص فیزیکی ومکانیکی بالاتری دست یافت بنابراین درطرحی با عنوان ‘ تولید نخ نانوساختارجهت تولید پارچه مبدل انرژی مکانیکی به الکتریکی’ توسط محققان دانشگاه امیر کبیر و با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی این موضوع مورد بررسی قرار گرفته شده است.
در این طرح با توجه به سوابق مثبت تولید ساختارهای نانوالیافی با خواص ویژه، منحصر به فرد و مشابه در فاز مطالعاتی صورت گرفته، تولید نخ از این الیاف با استفاده از روش الکتروریسی تک نازله مد نظر قرار گرفته است.
البته برای این منظور شرایط بهینه جهت تولید ساختارهای مختلف از طریق بهینه کردن پارامترهایی همچون ظرافت نانوالیاف، نحوه آرایش نانوالیاف در لایه تولیدی، هندسه سازه، درصد نانوذرات قرار گرفته در نانوالیاف و نمره نخ مورد بررسی قرار گرفت.
همچنین ارزیابی‌های اولیه صورت گرفته در خصوص کنترل میزان ظرافت نانوالیاف نیز انجام شد که نتایج حاصله نشان دهنده قابلیت بسیار بالای ساختار تولید شده نسبت به سازه‌های متداول استفاده شده در موارد کاربرد حسگری و عملگری است.
بنابراین با توجه به سوابق مطالعاتی مثبت استفاده از سازه‌های نانوالیافی، روشی نوین جهت تولید سازه مهندسی شده‌ای متشکل از الیاف درمقیاس نانومتر ارائه شد که می‌تواند برای کاربردهایی نظیر منبع تغذیه الکتریکی برای وسایل الکترونیکی قابل پوشش مورد استفاده باشد.
بخش‌های مطالعات اولیه و تولید نمونه‌های آزمایشگاهی از ساختارهای مورد نظر در طی 2 سال گذشته انجام شده و نتایج بسیار قابل‌توجهی نیز حاصل شده است، هدف از اجرای این طرح، تکمیل فرآیند مهندسی کنترل ساختارهای کامپوزیتی نخ مورد نظر جهت تولید یک پارچه به خواص پیزوالکتریسیته مناسب و بررسی تاثیر ساختار کامپوزیتی تولید شده روی میزان راندمان برداشت انرژی از ساختارهای مورد نظر است.

منبع:ایرنا