تهيه و شناسايي نانوكامپوزيت هايي از پلي استايرن/ گرافن اكسيد كاهش يافته/ نانو ساختارهاي مس براي جلوگيري از تداخل امواج الكترومغناطيس

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

دكتري

نانوساختارهاي مس شامل نانوذره (NP)، نانو ميله (NR) و نانوسيم (NW) به روش سبز به كمك عصاره پوست درخت اكاليپتوس از واكنش مس(II) كلريد در اتيلن گليكول (EG) و دماي oC 186 تهيه شدند. گرافن اكسيد كاهش يافته (RGO) هم به كمك عصاره پوست درخت اكاليپتوس با گرافن اكسيد (GO) تهيه شد. روش¬هاي مشخصه يابي متداول نظير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM) و طيف پراش اشعه ايكس (XRD) و رامان جهت شناسايي اين نانوساختارها و RGO استفاده شدند. در ادامه، با اضافه كردن RGO به زمينه پلي¬استايرن (PS)، كامپوزيت پليمري RGO/PS تهيه شد. آزمايش كشش اين كامپوزيت پليمري نشان داد، با افزودن 10 درصد حجمي RGO به زمينه PS ، استحكام برشي كامپوزيت پليمري RGO/PS حدود 0/7 درصد نسبت به پليمر خالص افزايش يافت. خواص حرارتي كامپوزيت پليمري RGO/PS با ثبت آناليز حرارتي وزن سنجي (TGA) و گرماسنجي روبشي تفاضلي (DSC) نشان داد كه با الحاق يكنواخت RGO بر بستر پلي استايرن، پايداري حرارتي كامپوزيت پليمري تا دماي oC350 و دماي انتقال شيشه (Tg) تا دماي oC 112 افزايش يافت. با اضافه كردن نانوساختارهاي Cu به كامپوزيت پليمري RGO/PS ، نانوكامپوزيت پليمري رسانا تهيه شد. آستانه رسانايي براي نانوكامپوزيت پليمري¬ Cu/RGO/PS حاوي نانوسيم¬ ، نانوميله¬ و نانوذره Cu به ترتيب در 18 ، 26 و 28 درصد حجمي رخ ¬داد. همچنين، نتايج نشان دادند كه اين نانوكامپوزيت‌هاي پليمري، توانايي حفاظت از تداخل امواج الكترومغناطيس را دارند؛ به طوري كه حفاظت در نمونه نانوكامپوزيت پليمري حاوي 10 درصد حجمي RGO و 25 درصد حجمي نانوسيم Cu، برابر0/36 دسي بل (dB) در فركانس GHz 8 و dB 5/29 در فركانس GHz 12 بود. مكانيسم غالب در حفاظت در محدوده فركانس و درصدهاي پركننده مورد بررسي، از نوع انعكاسي است. به گونه¬اي كه براي نمونه نانوكامپوزيت پليمري، 2/76 درصد در فركانس GHz 12 و 4/70 درصد در فركانس GHz 8 مربوط به حفاظت انعكاسي است. از اين جهت، اين نانوكامپوزيت¬هاي پليمري رسانا مي¬توانند گزينه¬اي مناسب در نقش محافظ تداخل الكترومغناطيس عمل كنند. با اعمال ميدان الكتريكي مستقيم و متناوب به كامپوزيت‌هاي Cu NWs/PS و RGO/PS رسانايي الكتريكي هر دو كامپوزيت افزايش يافت كه نشان دهنده رفتار ضريب دمايي منفي (NTC) در هردوكامپوزيت است. به كمك مدلسازي رياضي و شبيه سازي پركننده ها زمان و زاويه چرخش پركننده ها در ميدان الكتريكي مستقيم و متناوب محاسبه شد؛ كه به دليل سطح كمتر نانوسيم‌هاي مس نسبت به RGO زاويه چرخش در Cu NWs بيشتر است.

210939

نانو فناوري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

عباس بهرامي، مرتضي مظفري، محمد ديناري

علي شفيعي، اسماعيل سليماني