توسعه مواد پیزوالکتریک برای بهبود تولید انرژی الکتریکی از انرژی مکانیکی

پلیمرهای پیزوالکتریک از قابلیت تبدیل مقادیر بسیار کوچک انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و بالعکس برخوردار هستند. فرآیندپذیری، راحتی، انعطاف پذیری بالا و وزن کم از جمله مزیت های پلیمرهای پیزوالکتریک برای کاربرد در نقش حسگرهای نانومتری هستند. با بهره گیری از نانوتکنولوژی و تولید ساختارهای یک بعدی از قبیل نانوالیاف، الکتروریسی، نانومیله ها، آرایه های یک بعدی یا میکروستون ها می توان شدت خاصیت پیزوالکتریک را با سازوکار ایجاد قید هندسی برای رشد بلورهای قطبی ارتقا داد. پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) از جمله در دسترس ترین پلیمرهای پیزوالکتریک شناخته شده است. استفاده از فرآیند الکتروریسی به عنوان روشی ارزان، کاربردی و تک مرحله ای با سازوکار اعمال میدان الکتریکی قوی و کشش بسیار شدید جت پلیمری می تواند منجر به تهیه نانوالیاف با مورفولوژی ایده آل و خواص پیزوالکتریک قابل توجه شود. نتایج نشان داد با تعیین شرایط بهینه الکتروریسی، نانوالیاف یکنواخت با مورفولوژی ایده آل به قطر ۱۴±۱۲۰ نانومتر تهیه شد. فرآیند الکتروریسی با موفقیت خواص پیزوالکتریک را در نانوالیاف تولیدی القا کرده است به ترتیبی که ولتاژ متوسط نانوالیاف با غلظت ۲۰wt به ۱۱۰۱۰ میلی ولت رسید، حال آنکه افزایش غلظت محلول الکتروریسی به ۲۲wt منجر به افزایش قطر نانوالیاف به ۲۲ نانومتر و کاهش ولتاژ پیزوالکتریک به ۸۵۵ میلی ولت شد.

کلیدواژه ها:

نانوالیاف ، پیزوالکتریک ، الکتروریسی ، پلی وینیلیدین فلوراید ، حسگر ، ولتاژ الکتریکی