دانشگاه صنعتی امیرکبیر- اکتشافات، اختراعات و دستاوردها
موفقیت محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در تولید برداشت کننده منعطف انرژی الکتریکی با قابلیت شارژ تجهیزات و ارزیابی آنها

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: 1399/10/21 | 
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 دانشکده های 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 شاخه‏ های 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، پیزوالکتریک‏ ها - موادی با قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی و مکانیکی به‌یکدیگر - هستند.
به گفته وی، تاکنون مطالعه‏ های 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 پژوهش‏ ها نیز با تمرکز بر حسگرها و مبدل‏ های منعطف پیزوالکتریک انجام شده ‏است.
وی با بیان اینکه با وجود آنکه هدف نهایی این مطالعه ‏ها و سرانجام آنها ارائه یک محصول است، تا کنون تحقیق مشخصی در خصوص رفتار این سامانه‏ ها 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 پیزوالکتریک ‏ها 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 پروژه ‏های متعددی در سایر دانشکده‏ های دانشگاه امیرکبیر کمک شایانی کرد. اکنون تیم‏ های تحقیقاتی متعددی برای ارزیابی نمونه‏ های تولیدی در پروژه‏ هایشان از این دستگاه در دانشگاه صنعتی امیرکبیر، استفاده می‏کنند.
وی گفت: در ادامه پروژه، خواص مکانیکی و الکتریکی سامانه‏ های پیزوالکتریک الیافی مورد ارزیابی قرار گرفت و تغییرات آن‏ها در حین استفاده در فرکانس ‏ها 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 سیکل‏ های متمادی نه تنها خواص افت نمی‏ کنند بلکه بهبود می‏ یابد.
در آخرین گام پروژه، مدل ریاضی ارائه شد که برای اولین بار ارتباطی بین ویژگی‏ های 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 مطالعه‏ های 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.php?item=1.336.6586.fa
برگشت به اصل مطلب