تولید آزمایشگاهی نانوژنراتورهای انعطاف‌پذیر در کشور

پژوهشگران گروه پژوهشی ابزار دقیق پژوهشگاه نیرو به کمک محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به تولید نانوژنراتورهای انعطاف‌پذیر شدند. این ادوات نانومقیاس قادرند حرکات مکانیکی کوچک مانند ارتعاشات یا حرکات بدن را به انرژی الکتریکی قابل استفاده در وسایل الکترونیکی تبدیل کنند.

به گزارش آردی نیوز و به نقل از ایسنا، امروزه استفاده از تجهیزات الکترونیکی به بخش جدایی‌ناپذیر از زندگی جوامع امروزی تبدیل شده است. این تجهیزات نیاز به منبع انرژی دارند و باتری‌ها دارای ظرفیت محدودی برای روشن نگه‌داشتن این تجهیزات هستند. از این رو ادواتی با قابلیت تبدیل یک نوع انرژی به انرژی الکتریکی در حال محبوب شدن هستند.

دکتر پریسا فخری، محقق دوره پسادکتری پژوهشگاه نیرو، با اشاره به مواد پیزوالکتریک به‌عنوان موادی با قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، هدف از انجام این طرح را بهره‌گیری حداکثری از این نوع مواد عنوان کرد و افزود: در طرح حاضر از یک ساختار ترکیبی در جهت تولید یک نانوژنراتور انعطاف‌پذیر استفاده شده است که از کاربردهای آن می‌توان به تجهیزات الکترونیکی پوشیدنی، حسگرهای انعطاف‌پذیر در صنایع الکترونیک و حسگرهای علائم حیاتی قابل کاشت در بدن اشاره کرد.

وی ادامه داد: تولید این نانوژنراتور با یک روش مقرون‌به‌صرفه صورت گرفته است، ضمن اینکه در مقایسه با نمونه‌های مشابه از کارایی بالاتری در تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی برخوردار است.

این محقق تصریح کرد: در ساختار این نانوژنراتور از پلیمر انعطاف‌پذیر PVDF و نانومیله­‌های اکسیدروی استفاده شده است. حضور این دو ماده در کنار هم موجب افزایش خواص پیزوالکتریک و انعطاف‌پذیری می‌شود. ضمن اینکه استفاده از فناوری الکتروریسی موجب کاهش مراحل تولید و در نتیجه کاهش هزینه تمام‌شده این نانوساختار شده است.

فخری در رابطه با مزایای فراوان استفاده از فناوری الکتروریسی در تولید این نانوساختار گفت: استفاده در روش‌های معمول تولید ساختارهای پیزوالکتریک از یک‌سری پسا فرآیند موسوم به کشش و پلاریزه استفاده می‌شود که هزینه‌بر و طولانی است و همچنین محدودیت‌هایی در ساخت، الکترودگذاری و ابعاد این ادوات ایجاد می‌کند؛ درصورتی‌که استفاده از فناوری الکتروریسی ضمن کاهش زمان و هزینه فرآیند تولید و همچنین رفع محدودیت‌های پیشین، موجب گسترش کاربرد این نانوساختار نیز می‌شود.

این پژوهش در قالب طرح «حمایت از پژوهشگران پسادکتری» پژوهشگاه نیرو برای حمایت مالی و فنی از فعالیت‌­های پژوهشی مرتبط با صنعت برق انجام شده است و حاصل همکاری دکتر پریسا فخری محقق دوره پسادکتری، بابک امینی و ندایاوری از محققان پژوهشگاه نیرو، دکتر روح‌الله باقرزاده و دکتر مسعود لطیفی از اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر محمد کشفی عضو هیئت‌علمی دانشگاه آیت‌الله بروجردی است. نتایج این کار در مجله‌ RSC advances با ضریب تأثیر ۳٫۰۴۹ به چاپ رسیده است.