محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در دانشکده نساجی به واسطه اجرای یک پروژه، موفق به تولید برداشت کننده منعطف انرژی الکتریکی با قابلیت شارژ تجهیزات و ارزیابی آنها شدند که دانشکدههای مختلف نیز میتوانند از آن بهره ببرند.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمد سجاد سرایانی بافقی دانشجوی مقطع دکتری دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تحلیل عملی و نظری عملکرد برداشت انرژی الکتریکی از لایه های الیافی پلیوینیلیدینفلوراید» گفت: در دهههای اخیر تغییرات چشمگیری در بسیاری از شاخههای علم و صنعت رخ دادهاست که تأثیر فراوانی بر زندگی انسانها گذاشته است و این گسترش سریع فناوری منجر به نزدیک شدن شاخه های مختلف علم بهیکدیگر شدهاست.
وی افزود: سازه های لیفی هوشمند از جمله دستاوردهای فناوری امروزی است که در زمینه های مختلفی کاربرد دارد.
سرایانی اضافه کرد: یکی از مهمترین موادی که جهت تولید این سازه های هوشمند استفاده می شود، پیزوالکتریکها - موادی با قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی و مکانیکی بهیکدیگر - هستند.
به گفته وی، تاکنون مطالعههای گوناگونی درخصوص سامانه های پیزوالکتریک و کاربردهای آنها در حوزه های مختلف صورت گرفته است که اغلب به بهینه سازی ماده پیزوالکتریک یا پیکربندی سامانه پرداخته شدهاست. در این میان برخی از پژوهشها نیز با تمرکز بر حسگرها و مبدل های منعطف پیزوالکتریک انجام شده است.
وی با بیان اینکه با وجود آنکه هدف نهایی این مطالعهها و سرانجام آنها ارائه یک محصول است، تا کنون تحقیق مشخصی در خصوص رفتار این سامانهها در حین استفاده و با گذر زمان صورت نگرفته است و جای خالی این مسئلهی بسیار مهم همچنان احساس میشود، گفت: به همین دلیل هدف اصلی در این مطالعه بررسی عملکرد سامانه در زمان استفاده است تا تعیین شود که سامانه های منعطف پلیمری پیزوالکتریک، تا چه زمان بدون افت خصوصیت قابل بهرهگیری هستند و ویژگی آنها در طول استفاده، دچار چه تغییرهایی میشوند.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: به بیان دیگر طول عمر مفید این مواد هوشمند به خصوص در کاربردهای مبدل و حسگر منعطف چه مقدار است. همچنین در این تحقیق یک مدل ریاضی بر اساس رابطه اساسی پیزوالکتریکها ارائه شد که امکان پیشبینی، تحلیل و بهینه سازی عملکرد سامانه های الیافی تولید شده از پلیمرهای پیزوالکتریک را فراهم می سازد.
سرایانی ادامه داد: در این تحقیق در اولین گام یک دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک به نام PiezoTester، برای اولین بار در ایران، طراحی و ساخته شد. این دستگاه نه تنها در این پروژه مورد استفاده قرار گرفت، بلکه به پیشبرد پروژههای متعددی در سایر دانشکدههای دانشگاه امیرکبیر کمک شایانی کرد. اکنون تیم های تحقیقاتی متعددی برای ارزیابی نمونههای تولیدی در پروژههایشان از این دستگاه در دانشگاه صنعتی امیرکبیر، استفاده میکنند.
وی گفت: در ادامه پروژه، خواص مکانیکی و الکتریکی سامانههای پیزوالکتریک الیافی مورد ارزیابی قرار گرفت و تغییرات آنها در حین استفاده در فرکانسها و سیکل های مختلف استفاده مورد بررسی قرار گرفت که نتایج جالب و چشمگیری داشت.
وی با اشاره به نتایج گفت: نتیجه ها نشان داد که در سیکلهای متمادی نه تنها خواص افت نمی کنند بلکه بهبود مییابد.
در آخرین گام پروژه، مدل ریاضی ارائه شد که برای اولین بار ارتباطی بین ویژگیهای ساختاری لایهی الیاف، خاصیت مکانیکی الیاف و خاصیت پیزوالکتریک مواد با یکدیگر برقرار کرد. مدل ارائه شده علاوه بر کمک به تحلیل رفتار سامانه الیافی پیزوالکتریک، تاثیر چشمگیری در طراحی و بهینهسازی فرآیند تولید سامانه و تجاریسازی آنها در هر سطح از حساسیت مطلوب خواهد کرد و سبب صرفه جویی در زمان و مواد اولیه خواهد شد.
وی گفت: برای انجام این پروژه، پس از تولید سامانه های پیزوالکتریک الیافی بر اساس مطالعههای پیشین، بسترها در فرکانس، سیکل و بازه های زمانی مختلف تحت بارگذاری قرار گرفتند و خاصیت پیزوالکتریک و مکانیکی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت.
در وهله اول، خروجی این تحقیق در فناوری منسوجات هوشمند و ساخت حسگرها و مبدلهای منعطف قابل استفاده می باشد. همچنین خروجی این تحقیق در مهندسی پزشکی در شاخه های مهندس بافت و کاشت سلول و طراحی ابزار الکترونیکی کاشته شده در بدن نیز قابل استفاده است.
نشانی مطلب در وبگاه دانشگاه صنعتی امیرکبیر: http://aut.ac.ir/find-1.257.6584.fa.html برگشت به اصل مطلب