بررسی اثر شبکه پلیمری بر تشکیل ساختارهای نانومتری در کامپوزیتهای پلیمری - فلزی تبادلگر یون

کامپوزیت های پلیمری-فلزی تبادلگر یون، دسته ای از پلیمر های الکتریک فعال هستند که می توانند با مصرف انرژی بسیار کم، کرنش های بسیار مناسبی را ایجاد کنند و لذا از زمان پیدایششان، در 15 سال پیش، مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. لکن علی رغم تعداد تحقیقات فراوان صورت گرفته بر روی آن ها، اثر ماتریس پلیمری بر عملکرد آن ها و توسعه ماتریس های جدید برای کاربرد در آن ها، کمتر مورد توجه قرار گرفته و بیشتر تحقیقات بر پایه پلیمرهای تجاری موجود صورت گرفته است. در این کار پژوهشی برای اولین بار به بررسی کارایی ساختار شبکه پلیمری برپایه پلی یورتان به منظور استفاده در این کامپوزیت ها پرداختیم. پلی یورتان با قابلیت بالای خود در تنظیم خواص مکانیکی و فیزیکی به مدد تغییر نوع و نسبت اجزای تشکیل دهنده آن، به خوبی ساختارهای مطلوب برای انتقال یون، که اساس کنشگری کامپوزیت های پلیمری-فلزی تبادلگر یون می باشد را تشکیل داد. بحث کلیدی در ایجاد ساختار مطلوب در شبکه پلیمری کامپوزیت پلیمری-فلزی تبادلگر یون، توانایی ایجاد کانال های نانومتری برای انتقال انتخابی یون ها می باشد که به طور اعم از طریق ایجاد جدایی فازی کنترل شده در مقیاس نانو قابل دستیابی است. ما با ایجاد تفاوت در ماهیت آبدوستی اجزای تشکیل دهنده پلی یورتان، از طریق افزایش آبگریزی زنجیر اصلی پلیمر، مبادرت به تشکیل این کانال های نانو در داخل شبکه پلیمری نمودیم که اثر خود را در افزایش نرخ جذب آّب نمونه ها علی رغم آبگریزتر شدن آن ها و افزایش چند ده برابری در هدایت یونی غشاهای پلی یورتانی نشان داد. در انتها نیز غشاهای تبادلگر یون برپایه پلی یورتان، با ایجاد یک روکش فلزی از جنس نقره از طریق واکنش-های اکسایش-کاهش بر روی سطح نمونه ها، تبدیل به کامپوزیت های الکتریک فعال پلیمری شدند. رفتار کُنشگری این نمونه های پلی یورتانی مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داده شد که آن ها علی رغم مقدار و سرعت کمتر جابجایی تحت شرایط یکسان، توانایی ایجاد کنشگری های کنترل شده تری را نسبت به همتایان تجاری خود دارند.