دستیابی به الکترود‌های منعطف برای جایگزینی فلزات

به گزارش خبرنگار حوزه آموزش عالی و دانشگاه گروه علمی فرهنگی هنری خبرگزاری صدا و سیما؛ خانم زهره معرف دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تولید الکترود منعطف مبدل پیزوالکتریک PVDF/ZnO بر پایه ترکیبات نانوکربنی» گفت: جایگزین ساختن الکترود‌های فلزی به ویژه فویل‌های آلومینومی مورد استفاده در نانوژنراتور‌های پیزوالکتریک، با الکترود‌های منعطف، قابل پوشش و ایمن کربنی به منظور ساخت سازه‌ای برای برداشت انرژی محیطی و تولید انرژی الکتریکی با قابلیت کاربرد در منسوجات و پوشاک از اهمیت زیادی برخوردار است که در این راستا طرح تولید الکترود‌های منعطف کاربردی تعریف شد.
وی ادامه داد: این تحقیق گام نخست تولید و تجاری‌سازی نانومبدل‌های پیزوالکتریک پوشیدنی به حساب می‌آید.
خانم معرف با اشاره به نتایج این طرح گفت: در گام‌های بعدی، به کمک فرآیند‌های تکمیلی می‌توان از این نانوژنراتور‌های پوشیدنی برای کاربرد‌های پزشکی، نظامی، ورزشی و حتی مُد استفاده کرد.
وی افزود: ایده اولیه این تحقیق به جهت نیاز به تولید الکترود‌های منعطف و قابل پوشش در ساخت برداشت‌کننده‌های انرژی منعطف و پوشیدنی بویژه نانوژنراتور‌های پیزوالکتریک مطرح شد که پس از مطالعات اولیه و بررسی تحقیقات انجام شده در این زمینه، مواد نانوکربنی در ترکیب با پلیمر پیزوالکتریک با ویژگی‌های مورد انتظار، برای این پژوهش انتخاب شدند.
خانم معرف با بیان اینکه طی این طرح، بهترین سازه از لحاظ رسانایی الکتریکی، انعطاف‌پذیری و استحکام تعیین شد، افزود: هدف اصلی این تحقیق دستیابی به الکترود‌های منعطف با رسانایی قابل قبول جهت جایگزینی فلزات است.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: چالش اصلی این طرح، رسانایی کمتر ترکیبات نانوکربنی در مقایسه با فلزات است؛ بنابراین دستیابی به درصد مناسب ترکیبات نانوکربنی که بتواند رسانایی الکتریکی مورد نظر را فراهم کرده و قابلیت کاربرد در البسه و پوشاک را داشته باشد یکی از مشکلات این طرح به شمار می‌رود.
وی با اشاره به کاربرد این طرح افزود: نتیجه این تحقیق در صنایع مختلف مانند نظامی، پزشکی، ورزشی و ... کاربرد دارد. به عنوان مثال می‌توان با استفاده از این سازه‌ها در پوشاک نظامی، انرژی الکتریکی مورد نیاز سرباز را فراهم کرد.
وی با تأکید بر اینکه با توجه به کاربرد‌های آتی نانوژنراتور، انجام فرآیند‌های تکمیلی روی محصول لازم است تا بتوان به مراحل نیمه صنعتی یا حتی صنعتی دست یافت، خاطر نشان کرد: این طرح در ساخت نانوژنراتور‌های پیزوالکتریک منعطف و پوشیدنی با قابلیت تبدیل کنش‌های مکانیکی به انرژی الکتریکی کاربرد دارد.
شماتیک و تصاویر نانومبدل‌های متشکل از یک لایه پیزوالکتریک و الکترود‌های کربنی.
الف) الکترود‌های حاوی گرافن‌اکسید کاهیده
ب) الکترود‌های حاوی نانولوله‌های کربنی
گفتنی است خانم دکتر ناهید همتی نژاد و آقایان دکتر مجید منتظر و دکتر روح اله باقرزاده استادان راهنمای این طرح بودند.