طراحي و توسعه محرك‌هاي نانوليفي هوشمند مبتني بر پليمرهاي رسانا و نانوصفحات مكسين براي كاربردهاي پوشيدني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

توسعه محرك‌هاي نرم چندمنظوره با قابليت پاسخ‌دهي چندگانه به تحريك‌هاي محيطي، نقش مهمي در پيشرفت رباتيك نرم و سامانه‌هاي پوشيدني هوشمند ايفا مي‌كند. در اين پژوهش، طراحي و توسعه محرك‌هاي نانوليفي مبتني بر پليمرهاي رسانا و نانوصفحات مكسين با هدف دستيابي به پاسخ‌هاي الكتروشيميايي و رطوبتي مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، ابتدا دو بستر نانوليفي پلي‌يورتان با انعطاف‌پذيري بالا و پلي‌آميد 6 با قطر پايين و در نتيجه سطح مخصوص بيشتر از نانوالياف پلي‌يورتان، از طريق روش الكتروريسي تهيه شد. سپس، پلي‌پيرول به‌عنوان پليمر رساناي الكتروفعال به روش پليمريزاسيون شيميايي درجا و در زمان‌هاي مختلف بر روي اين بسترها پوشش دهي گرديد. همچنين با پوشش‌دهي نانوصفحات مكسين بر روي سطح نانوالياف، قابليت تحريك رطوبتي آن‌ها بررسي گرديد. درنهايت با پليمريزاسيون پيرول بر روي بستر پوشش‌داده‌شده با مكسين، محرك هيبريدي با قابليت پاسخ دوگانه توليد شد. مورفولوژي، آناليز عنصري، خواص الكتريكي، خواص كششي و عملكرد محرك‌هاي توليدي مورد بررسي قرار گرفت. آزمون‌هاي كشش تك‌محوره برتري انعطاف‌پذيري بستر پلي‌يورتان نسبت به پلي‌آميد 6 را تا بيش از ده برابر تاييد كرد. ارزيابي‌هاي اين پژوهش نشان داد كه محرك توليدي بر پايه پلي‌آميد6 عملكرد مطلوب‌تري از نظر تحريك الكتروشيميايي داشته و در نتيجه به عنوان ساختار منتخب تعيين گرديد. محرك نانوليفي پلي‌اميد6/پلي‌پيرول توليدي با زمان پليمريزاسيون 3 ساعت، با متوسط سرعت زاويه‌ايdegree/s 5/1≈ و جابجايي خمشي به بزرگي 869 درجه، بالاترين تحريك الكتروشيميايي را نشان داد. همچنين به‌منظور ايجاد پاسخ رطوبتي، نانوصفحات مكسين با غلظت مشخص به روش غوطه‌وري بر روي بستر پلي‌آميد 6 پوشش داده شد كه منجر به ايجاد تغيير شكل خمشي قابل توجه به ميزان 246 درجه در اثر تغييرات رطوبت نسبي گرديد. نتايج به وضوح برتري نقش ساختار با سطح مخصوص بالاتر زيرلايه نسبت به انعطلاف پذيري آن را در عملكرد نهايي محرك را نشان مي‌دهد. نتايج آزمون‌هاي محرك توليدي بيانگر رفتار خمشي وابسته به بار الكتريكي در تحريك الكتروشيميايي و پاسخ پايدار و تكرارپذير در سيكل‌هاي رطوبتي بود. از اين رو، نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه مهندسي ساختار نانوليفي و استفاده از پليمر رساناي پلي‌پيرول و نانوصفحات مكسين مي‌تواند مسير مؤثري براي توسعه محرك‌هاي سبك، انعطاف‌پذير و چندمنظوره با پتانسيل كاربرد در منسوجات هوشمند، تجهيزات پوشيدني و سامانه‌هاي رباتيك نرم فراهم سازد.

237570

پوشاك

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان