مروری بر خواص و تهیه پلیمرهای سلولی پیزوالکتریک

پیزوالکتریسیته قابلیتی است که طی آن مواد ویژه ای می توانند انرژی مکانیکی را به الکتریکی و برعکس تبدیل کنند. افرون بر سرامیک ها (مانند PZT) و پلیمرهای قطبی (PVDF و کوپلیمرهای آن)، در دو دهه اخیر پلیمرهای سلولی غیرقطبی نیز به دلیل داشتن قیمت مناسب، سبکی، انعطاف پذیری و ضریب پیزوالکتریک (d33)، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این پلیمرها برای کاربردهای مختلف همچون در جاذب های انرژی، حسگرها و در زمیته علوم پزشکی به کار گرفته می شوند. پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی اتیلن نفتالات (PEN)، پلی اتیلن (PE) و پلی الفین های حلقوی (COP) و مواد گرمانرم، ضریب پیزوالکتریک زیادی نشان می دهند. با قرارگیری این فیلم های سلولی در میدان الکتریکی قوی (تخلیه هاله یا میان دو الکترود) و در مجاورت گاز یون کننده، گاز به وسیله میدان الکتریکی یون می شود، درون سلول ها باقی می ماند و گشتاور دوقطبی نشان می دهد. به دلیل رفتار شبه پیزوالکتریک این مواد، آن ها را پیزوالکترت و به خواصی که نشان می دهند، فروالکتریسیته می گویند. عامل های مهمی همچون ساختار سلول ها (شکل شناسی، اندازه و چگالی)، نوع گاز یون کننده و مدول یانگ بر ضریب پیزوالکتریک اثر مستقیم می گذارند. افزون بر این، عمل اوری های پس فراورشی همچون فرایندهای شیمیایی و کشش نیز خواص پیزوالکتریک را بهبود می دهند. پلی پروپیلن یکی از پلیمرهای سلولی پرکاربرد در زمینه پیزوالکتریک هاست که به دلیل داشتن ویژگی هایی مانند قیمت مناسب، مقاومت خستگی و حبس شارژ خوب در سلول ها زمینه مطالعه را برای سایر پلیمرها فراهم کرده است. در این مقاله، پیشرفت های اخیر در زمینه بهبود ضریب پیزوالکتریک و فرایند کار بحث شده است. اثر عامل های مختلف همچون استحکام شکست الکتریکی گازهای مختلف، مدول یانگ، دمای کارکرد پلیمر و افزودنی ها بر پیزوالکتریسیته در پلیمرهای سلولی بررسی و مرور شده است.

کلیدواژه ها:

پیزوالکتریسیته ، پلیمرهای سلولی ، فروالکترت ، پلی پروپیلن ، ضریب پیزوالکتریک