طراحی و ساخت نانوکامپوزیت سوئیچ کننده حرارتی ساخته شده از گرافن متخلخل و پلیمرهای خطی و بررسی خواص هدایت الکتریکی آن
محورهای موضوعی : نانومواد
1 - دانشگاه تربیت مدرس
کلید واژه: نانوکامپوزیت, سوئیچ کننده حرارتی, گرافن متخلخل, پلیمر خطی.,
چکیده مقاله :
کاربرد گسترده نانوساختارهای کامپوزیتی مبتنی بر نانوصفحات گرافنی، بررسی و ارزیابی خواص فیزیکی و شیمیایی آن را به موضوعی مهم تبدیل کرده است. در این پژوهش نانوساختارهای کامپوزیتی لایه لایه فوق سبک بر پایه نانوساختارهای کربنی "گرافن متخلخل" و ساختارهای پلیمری خطی اشباع از گوانین طراحی و ساخته شد. این نانوساختارهای کامپوزیتی دارای سطح قابل دسترس بالا، هدایت الکتریکی مناسب و همچنین الگوی ساختاری سه بعدی و شبکه‌ای هستند. نانوساختارهای کامپوزیتی ساخته شده، اثر سوئیچ‌کنندگی حرارتی را نشان می‌دهند و هدایت الکتریکی آن‌ها در دماهای مختلف تغییر می‌کند پس از ساخت نانوسامانه‌های کامپوزیتی اثر سوئیچ‌کنندگی حرارتی آن‌ها با روش‌های الکتروشیمیایی شامل ولتامتری چرخه‌ای، آمپرومتری و طیف‌سنجی امپدانس بررسی شد. بررسی رفتار نانوکامپوزیت گرافن متخلخل/پلیمرخطی در دماهای مختلف نشان می‌دهد که مقاومت الکتریکی انتقال بار این نانوساختارها با تغییر دما از 20 به °C 60 از 9/4599 به 3/1062 اهم کاهش می‌یابد، که افزایش چهار برابری هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت را نشان می‌دهد. داده‌های حاصل از مطالعه ولتامتری چرخه‌ای و آمپرومتری توامان افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت را با افزایش دما تائید می‌کنند. این افزایش هدایت الکتریکی را می‌توان به انبساط ساختاری و افزایش میزان سطح به حجم نانوکامپوزیت در دماهای بالا نسبت داد.
[1] S. Gungordu, M. Edirisinghe, T.A. Tabish Advanced Health care Material, 12, 2023, 2201523.
[2] A. Ibrahim, A. Klopocinsk, K. Horvat, Z. Abdel Hamid, Polymers, 13, 2021,17.
[3] A. Tiwari, H.K. Patra, Wiley-Scrivener, 7, 2016, 945.
[4] M. Vatani, Y. Zare, N. Gharib, K.Y. Rhee, S.J. Park, Scientific Reports, 13, 2023, 5907.
[5] S. Garlof, M. Mecklenburg, D. Smazna, Y.K. Mishra, R. Adelung, K. Schulte, B. Fiedler, Carbon, 111, 2017,103.
[6] Y. Fadil, S.C. Thickett, V. Agarwal, P.B. Zetterlund, Progress in Polymer Science, 125, 2022, 101476.
[7] Z.J. Yang, Y. Cao, J. Li, Z.Q. Jian, Y.C. Zhang, and X. Y. Hu, Analtical Chim. Acta, 871, 2015, 35.
[8] Z.G. Liu, Y. J. Guo, C. Dong, Talanta, 137, 2015, 87.
[9] B.B. Zhan, C.B. Liu, H.P. Chen, H.X. Shi, L.H. Wang, P. Chen, W. Huang, X.C. Dong, Nanoscale, 6, 2014, 7424.
[10] Y.K. Mishra, S. Kaps, A. Schuchardt, I. Paulowicz, X. Jin, D. Gedamu, S. Freitag, M. Claus, S. Wille, A. Kovalev, S. N. Gorb, R. Adelung, Particle & Particle Systems Characterization, 30, 2013, 775.
[11] M. Mecklenburg, A. Schuchardt, Y.K. Mishra, S. Kaps, R. Adelung, A. Lotnyk, L. Kienle, K. Schulte, Advanced Materials, 24, 2012, 3486.
[12] O. Parlak, A.P.F. Turner, A. Tiwari, Advanced Materials, 26, 2014, 482.
[13] O. Parlak, M. Ashaduzzaman, S.B. Kollipara, A. Tiwari, A.P.F. Turne, ACS Applied Materials & Interfaces Journal, 7, 2015, 23837.
[14] S. Mishra, M. Ashaduzzaman, P. Mishra, H. Swart, A.F. Turner, A. Tiwari, Biosensors and bioelectronics, 89, 2016, 305.
[15] D. Konios, M.M. Stylianakis, E. Stratakis, E. Kymakis, Journal of Colloid Interface Sci., 430, 2014, 108.
[16] O. Parlak, A. Tiwari, A.P.F. Turner, A. Tiwari, Biosensors and Bioelectronics, 49, 2013, 53.
[17] T. Kwon, Chun, polymers, 12, 2020, 2415.
[18] J. Liu, W. Yang, L. Tao, D. Li, C. Boyer, T.H.P. Davis, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 48, 2010, 425.
[19] I. Danaee, M. Jafarian, A. Mirzapoor, F. Gobal, M.G. Mahjani, Electrochimica. Acta, 55, 2010, 2093.
[20] B. Unnikrishnan, S. Palanisamy, S.M. Chen, Biosensors and Bioelectronics, 39, 2013, 70.
[21] J. Nugent, K. Santhanam, A. Rubio, P. Ajayan, Nano Lett, 1, 2001, 719.
[22] A.J. Bard, L.R. Faulkner, Wiley, 2000.