توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر صورت گرفت؛

اجرای پروژه‌ای در راستای تولید منسوجات الکترونیکی هوشمند

۰۱ اردیبهشت ۱۴۰۰ | ۱۰:۱۶ کد : ۶۱۲۵۱ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۳۷۶
محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در راستای ساخت ابرخازن‌های منعطف درصدد تولید منسوجات هوشمند الکتریکی برآمدند.
اجرای پروژه‌ای در راستای تولید منسوجات الکترونیکی هوشمند

به گزارش اداره کل روابط عمومی وزارت علوم به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مرجان بارک‌زهی، فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ساخت و مشخصه یابی ابرخازن منعطف بر پایه پارچه پلی استر با استفاده از گرافن و پلی پیرول» عنوان کرد: با توجه به توسعه ابزارهای تجدیدپذیر ذخیره انرژی در سالهای اخیر، ابزارهای الکترونی منعطف با قابلیت اتصال به پوشاک به موضوعی مهم تبدیل شده‌اند.
وی افزود: منسوجات با خواصی مانند انعطاف‌پذیری، داشتن فضای فراوان برای بارگذاری مواد فعال، سبکی وزن، قیمت کم، ایمنی، قابلیت تنفس‌پذیری، استحکام مکانیکی از کاندیدای مناسب به منظور استفاده در بستر الکترودهای ابرخازنی منعطف به شمار می روند.
بارک‌زهی خاطر نشان کرد: در این پروژه، ابرخازن منعطفی بر پایه پارچه توسط پوشش‌دهی بهینه گرافن و پلی پیرول و با استفاده از الکترولیت ژلی با اندازه سطح cm-۲ ۱×۱ ساخته شده است؛ این ابزار ظرفیت سطحی به بزرگی mF cm-۲ ۲۳۰ در اختیار می‌گذارد که در میان ابزارهای انعطاف‌پذیر بر پایه منسوجات مقدار قابل توجهی است.
وی ادامه داد: چنین ابرخازنی به راحتی از طریق روش های ساده مثل دوختن قابل اتصال به پوشاک خواهد بود و از آنجا که از بستر منسوج بر پایه پلی‌استر بهره می‌برد، بسیاری از ویژگی‌های اساسی پوشاک از قبیل سبکی، انعطاف‌پذیری، نفوذپذیری مناسب هوا، استحکام مکانیکی و ثبات شستشویی را دارا است.
بارک‌زهی گفت: در این طرح، پارچه پلی‌استری با اکسید گرافن احیا شده و پلی پیرول پوشش دهی شده و پس از بررسی‌های میکروسکوپی و ساختاری، رسانش الکتریکی و تاثیر شستشو بر رسانش آن ارزیابی شده است.
فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان اینکه در این طرح ابزار ابرخازن با استفاده از الکترولیت ژلی پلی‌وینیل الکل/اسیدسولفوریک و جداکننده سلولزی ساخته شده و توسط آزمون‌های الکتروشیمیایی در سیستم دوالکترودی و سه الکترودی تحت شرایط عادی و خمش مورد بررسی قرار گرفته است، عنوان کرد: بیشترین مقدار ظرفیت سطحی در آزمون ولتامتری چرخه‌ای mF cm-۲ ۲۳۰ در mV s-۱ ۱ است که پس از ۶۰۰۰ دوره ولتامتری چرخه‌ای ۷۶ درصد آن حفظ شده است؛ هم‌چنین این ابزار، چگالی انرژی μW h cm-۲ ۱۱ و چگالی توان mW cm-۲ ۰۳/۰ در اختیار می‌گذارد.
وی با بیان اینکه نتیجه این پروژه در البسه ورزشی، پزشکی، سرگرمی و ابزارهای الکترونیکی پوشیدنی قابل پیاده‌سازی است، گفت: با توجه به اینکه توسعه ابزارهای منعطف ذخیره ساز انرژی در فاز تحقیقاتی در حال انجام است، نخست لازم است که ابزارهایی بر پایه مواد ارزان، ایمن و دوستدار محیط زیست، با پایداری مناسب و با توان و انرژی مطلوب برای مصارف کاربردی ساخته شوند و سپس تجاری سازی آنها دنبال شود.
بارک‌زهی در رابطه با چالش تجاری‌سازی ابرخازن‌های منعطف افزود: مهم‌ترین چالش پیشرو در حال حاضر افزایش توان و انرژی در عین حفظ پایداری این ابزارها است.
وی افزود: فاز آزمایشگاهی و ساخت ابرخازن طی هشت ماه در آزمایشگاه الکتروشیمی دانشگاه اسلو به انجام رسیده است.
همچنین نتایج حاصل از این پایان نامه که با همکاری مرکز علم مواد و نانوتکنولوژی (SMN) دانشگاه اسلو (نروژ) به انجام رسیده، در ۲ مقاله ISI در ژورنال Electrochimica Acta و یک مقاله علمی پژوهشی در ژورنال Journal of Textiles and Polymers به چاپ رسیده است.
گفتنی است دکتر مجید منتظر، دکتر فرهاد شریف از اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، راهنمای این طرح پژوهشی بوده‌اند. هم چنین پروفسور ترولس نوربی و دکتر آتاناسیوس چاتزیتاکیس از دانشگاه اسلو در اجرای این طرح پژوهشی مشارکت داشته‌اند.
ل.س ۴۲/ ل.م ۵۴

کلید واژه ها: صنعتی امیرکبیر