پایدارسازی مواد با قابلیت تغییرفاز توسط ساختار نانولیفی

الکتروریسی یک تکنولوژی فراگیر و موثر جهت تولید نانوالیاف پلیمری ممتد با قطرهایی در محدوده چند نانومتر تا میکرومتر می باشد. فرایند الکتروریسی نیازمند راندن یک مایع پلیمری با ویسکوزیته مناسب از میان نازلی با قطر کم برای تشکیل یک نانولیف پلیمری نیمه جامد بصورت پیوسته می باشد. چگالی بالای ذخیره انرژی و خاصیت ذخیره انرژی در دمای ثابت (دمای تغییر فاز ماده ی تغییرفازدهنده) باعث شده است تا مواد تغییرفازدهنده به عنوان یک منبع جالب توجه برای ذخیره گرمایی در فرایندهای عملی مطرح گردند. ماده تغییرفازدهنده دارای ثبات ابعادی، نوعی ماده مرکب است که از ماده تغییرفازدهنده و ماده نگه دارنده تشکیل شده است. مزایای آن استفاده مستقیم بدون نیاز به حبس داخل کپسولی، ارزش اقتصادی و سهولت تهیه در ابعاد دلخواه می باشد. فرایندپذیری بسیاری از پلیمرها و مواد تغییرفازدهنده برای استفاده در روش های معمول ریسندگی ضعیف است. الکتروریسی روش جایگزین مناسبی برای رفع این نقیصه می باشد. به صورت تئوری مواد تغییرفازدهنده می توانند تقریباً با تمام پلیمرهای محلول که وزن مولکولی مناسبی داشته باشند الکتروریسی شوند. نانوالیاف حاصله که در واقع نوعی ماده تغییرفازدهنده دارای ثبات ابعادی (پایدار) می باشند، در زمینه های مختلفی نظیر بهداشتی، بیوتکنولوژی، دفاعی و نظامی، محیط زیست، ذخیره و تولید انرژی می توانند کاربرد داشته باشند. در این راستا نایلون66 بعنوان پلیمر لیفی و پلی اتیلن گلایکول6000 بعنوان ماده تغییرفازدهنده انتخاب شدند. پس از الکتروریسی نانوالیاف نایلون و بدست آوردن غلظت بهینه، نانوالیاف کامپوزیتی نایلون/ پلی اتیلن گلایکول با نسبت های اختلاط مختلف الکتروریسی شدند. مرفولوژی نانوالیاف حاصله با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (sem) بررسی شد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف الکتروریسی بر قطر و مرفولوژی نانوالیاف حاصله مورد مطالعه قرار گرفت. با افزودن پلی اتیلن گلایکول به محلول نایلون جهش محسوسی در میانگین قطر نانوالیاف کامپوزیتی حاصل بوجود می آید. دلیل این افزایش در قطر نانوالیاف می تواند تغییر خصوصیات محلول ریسندگی، از جمله افزایش ویسکوزیته در اثر افزودن ماده تغییر فاز دهنده باشد. نتایج نشان داد که در تمامی نمونه ها با افزایش ولتاژ، میانگین قطر نانوالیاف افزایش می یابد. لیکن نانوالیاف ما در مقایسه با تحقیقات مشابه بسیار ظریفتر بودند. افزایش نرخ تغدیه نیز تاثیر کمی در افزایش قطر نانوالیاف داشته است. رفتار حرارتی این نانوالیاف نیز توسط گرماسنج پویشی دیفرانسیلی (dsc) آزمایش شد. نتایج نشان داد که این نانوالیاف ظرفیت حرارتی خوبی داشته و می توانند انرژی را ذخیره کنند که این خواص در مقایسه با تحقیقات مشابه بسیار قابل قبول بوده است. خواص مکانیکی لایه های حاصل از نانوالیاف نیز بررسی شد و مشخص گردید با افزایش غلظت محلول نایلون شاهد کاهش تنش مخصوص در نانوالیاف حاصل از آن هستیم. همچنین در اثر ورود پلی اتیلن گلایکول به ساختار نانولیف، این ساختار کشسان تر شده است و در اثر افزایش قطر نانولیف، استحکام آن افزایش و مدول آن کاهش یافته است. البته این خواص بیشتر تابع نحوه آرایش و چیده شدن نانوالیاف بر روی هم می باشند. بمنظور افزایش ثبات در برابر شستشو نیز، پیوندهای عرضی در ساختار نانولیف ایجاد گردید تا از حل شدن پلی اتیلن گلایکول در آب و خروج آن از ساختار نانولیفی جلوگیری گردد.