تولید برداشت كننده منعطف انرژی الكتریكی در دانشگاه امیركبیر
محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اجرای یک پروژه، موفق به تولید برداشت کننده منعطف انرژی الکتریکی با قابلیت شارژ تجهیزات و ارزیابی آنها شدند که در دانشکده های مختلف هم قابل بهره برداری است.
به گزارش روز یکشنبه دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمد سجاد سرایانی بافقی دانشجوی مقطع دکتری دانشکده مهندسی نساجی این دانشگاه و مجری طرح «تحلیل عملی و نظری عملکرد برداشت انرژی الکتریکی از لایه های الیافی پلی وینیلیدین فلوراید» اظهار داشت: در دهههای اخیر تغییرات قابل ملاحظه ای در خیلی از شاخه های علم و صنعت رخ داده است که تاثیر فراوانی بر زندگی انسان ها گذاشته است. این گسترش سریع فناوری به نزدیک شدن شاخه های مختلف علم به یکدیگر منجر شده است.
وی اضافه کرد: سازه های لیفی هوشمند همچون دستاوردهای فناوری امروزی است که در زمینه های مختلفی به کار می آید. یکی از مهمترین موادی که برای تولید این سازه های هوشمند استفاده می شود، پیزوالکتریک موادی با قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی و مکانیکی به یکدیگر است.
محقق دانشگاه امیرکبیر عنوان کرد: تابحال مطالعه های گوناگونی درمورد سامانه های پیزوالکتریک و کاربردهای آنها در حوزه های مختلف صورت گرفته است که اغلب به بهینه سازی ماده پیزوالکتریک یا پیکربندی سامانه پرداخته شده است. در این میان بعضی از پژوهش ها هم با تمرکز بر حسگرها و مبدل های منعطف پیزوالکتریک انجام شده است.
سرایانی افزود: با وجود آنکه هدف نهایی این مطالعه ها و سرانجام آنها عرضه یک محصول است، تا کنون تحقیق مشخصی در مورد رفتار این سامانه ها در حین استفاده و با گذر زمان صورت نگرفته است و جای خالی این مسئله بسیار مهم همچنان احساس میشود. بنابراین 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 است و خصوصیت آنها در طول استفاده، گرفتار چه تغییرهایی می شود.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: به بیان دیگر طول عمر مفید این مواد هوشمند به خصوص در کاربردهای مبدل و سنسور منعطف چه مقدار است. همینطور در این تحقیق یک مدل ریاضی بر مبنای رابطه اساسی پیزوالکتریک ها عرضه شد که امکان پیش بینی، تحلیل و بهینه سازی عملکرد سامانه های الیافی ساخته شده از پلیمرهای پیزوالکتریک را فراهم می سازد.
سرایانی افزود: در این تحقیق در نخستین گام یک دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک به نام PiezoTester، برای نخستین بار در ایران، طراحی و ساخته شد. این دستگاه نه تنها در این پروژه مورد استفاده قرار گرفت، بلکه به پیشبرد پروژه های گوناگونی در سایر دانشکده های دانشگاه امیرکبیر کمک قابل توجهی کرد. حالا تیم های تحقیقاتی گوناگونی برای ارزیابی نمونه های تولیدی در پروژه هایشان از این دستگاه در دانشگاه صنعتی امیرکبیر، استفاده می کنند.
وی اظهار داشت: در ادامه پروژه، خواص مکانیکی و الکتریکی سامانه های پیزوالکتریک الیافی ارزیابی شد و تغییرات آنها هنگام استفاده در فرکانس ها و سیکل های مختلف استفاده مورد بررسی قرار گرفت که نتایج جالب و قابل ملاحظه ای داشت.
این محقق درباره نتایج این پروژه عنوان کرد: نتایج نشان داد در سیکل های متمادی نه تنها خواص افت نمی کند بلکه بهبود می یابد. در آخرین گام پروژه، مدل ریاضی عرضه شد که برای نخستین بار ارتباطی بین خصوصیت های ساختاری لایه ی الیاف، خاصیت مکانیکی الیاف و خاصیت پیزوالکتریک مواد با یکدیگر برقرار کرد. مدل عرضه شده علاوه بر کمک به تحلیل رفتار سامانه الیافی پیزوالکتریک، تأثیر قابل ملاحظه ای در طراحی و بهینه سازی فرایند تولید سامانه و تجاری سازی آنها در هر سطح از حساسیت مطلوب خواهد نمود و سبب صرفه جویی در زمان و مواد اولیه خواهد شد.
وی اظهار داشت: برای انجام این پروژه، بعد از تولید سامانه های پیزوالکتریک الیافی بر مبنای 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 مبدل های منعطف قابل استفاده می باشد. همینطور خروجی این تحقیق در مهندسی پزشکی در شاخه های مهندس بافت و کاشت سلول و طراحی ابزار الکترونیکی کاشته شده در بدن هم قابل استفاده می باشد.
وی در مورد نتایج این کار اظهار داشت: ادامه این تحقیق را می توان در دو حوزه منسوج های هوشمند و مهندسی پزشکی ادامه داد. در حوزه مهندسی پزشکی ادامه مسیر به صورت انجام آزمایش های in vitro، in vivo و درنهایت آزمایش های حیوانی است. در بخش منسوج هوشمند در مرحله بعدی لازم است لایه و سامانه به منظور پیاده سازی برروی لباس بهینه شده و یک نمونه نیمه صنعتی از لباس طراحی شود.
این دانش آموخته دانشگاه امیرکبیر در مورد مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: تمرکز بر یکنواختی عملکرد و طول عمر سامانه ها و همینطور عرضه یک مدل ریاضی که امکان بهینه سازی و پیش بینی رفتار سامانه را فراهم می سازد، همچون مزایای رقابتی طرح به شمار می رود.
وی در مورد کاربردهای این پروژه اظهار داشت: نتایج این پروژه در حوزه های منسوجات هوشمند و همینطور مهندسی پزشکی قابل استفاده می باشد. علاوه بر این خروجی این تحقیق در ابزارهای میکروالکترونیک و گجت های پوشیدنی هم کاربرد دارد.
اساتید راهنمای این پروژه مسعود لطیفی، عبدالحسین صادقی و استاد مشاور آن روح اله باقرزاده اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بودند و بخشی از این پروژه با همکاری دانشگاه پیزای ایتالیا (UniPi) و مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) انجام شد.
منبع: دانشگاه فارسی
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب