|
عنوان
|
بهینه سازی و مدلسازی فرآیند تولید نانوژنراتور های مبتنی بر الیاف الکتروسانتریفیوژیسی شده پلیمر پلی وینیلدن فلوراید PVDF با استفاده از روش سطح پاسخ(RSM) و طراحی مکعب مرکزی (CCD)
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
پیزوالکتریک، پلی وینیلیدن فلوراید، الکتروسانتریفیوژریسی، نانوژنراتور، فاز کریستالی
|
|
چکیده
|
اخیرا نانوژنراتورها برای تامین انرژی دستگاه‌های در مقیاس میکرو و نانو مطرح شده‌اند که می‌توانند درحجم گسترده ای از کاربردها مانند تولید انرژی سیستم های مستقل مانند حسگرها، موارد پزشکی، الکتروشیمیایی، دستگاه های قابل جابجایی، سیستم‌های امنیتی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. پلیمرهای الکترواکتیو مانند PVDFو کوپلیمرهای آن به‌طور گسترده برای برداشت انرژی محیط در محیط‌هایی که به انعطاف‌پذیری بالایی نیاز دارند، استفاده شده‌اند. در این پژوهش از روش الکتروسانتریفیوژریسی برای سنتز الیاف پلیمرهای PVDF که از نرم افزارDESIGN EXPERT طراحی آزمایش با 30 آزمایش و چهار پارامتر غلظت محلول، ولتاژ اعمالی، سرعت چرخش نازل ها و زمان الکتروریسی استفاده شده است که جهت جلوگیری از بروز درصد خطای بالا در نقطه مرکزی شش دفعه تکرار شده است و از نانوالیاف تولید شده با دستگاه الکتروسانتریفیوژریسی در ابعاد3.5×3.5 سانتی متر در تولید نانوژنراتورها استفاده شدند. بعلاوه در هر آزمایش سه نمونه نانوژنراتور تولید شدند که نتایج باهمدیگر مقایسه شده و از معتبر بودن نتایج اطمینان حاصل شده است. نقطه بهینه معرفی شده توسط نرم افزار جهت انجام روش های اصلاح نانوژنراتور انجام شد و در این نقطه از تست های FESEM و FTIR-ATR جهت بررسی مورفولوژی الیاف در نقطه بهینه و ارزیابی درصد فاز بتا کریستالی استفاده شده است که با توجه به نتایج اولیه مقدار فاز کریستالی β برای الیاف در نقطه بهینه ماکزیمم میزان در بین نمونه ها بود. افزایش غلطت محلول باعث کاهش دانسیته توان و افزایش مدت زمان الکتروریسی الگوی نزولی - صعودی دانسیته توان را موجب می‌شود همچنین افزایش ولتاژ میدان الکتریکی و سرعت چرخش نازل ها باعث افزایش بازدهی نانوژنراتورها خواهند شد. نتایج حاصله نشان داده‌اند که افزایش همترازی الیاف باعث ایجاد الیاف با ساختارکریستالی β می‌شود و نانوژنراتور حاصل در پاسخ به تحریکات مکانیکی پاسخ های الکتریکی بیشتری را تولید می‌کند.
|
|
پژوهشگران
|
مهرداد خامفروش (استاد راهنما)، دیاکو قانعیفر (دانشجو)
|