بررسی خواص الکترواکتیو باندل موازی نانوالیاف دو جزئی پلی اکریلونیتریل/ پلی-آنیلین حاوی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم

پلیمرهای فعال الکتریکی برخلاف سایر پلیمرها که عمدتا عایق می باشند، نسبت به جریان الکتریکی یا ولتاژ واکنش نشان داده و دچار تغییر شکل یا ابعاد می گردند. از میان این پلیمرها، پلیمرهای رسانا امروزه کاربرد وسیعی یافته و در ساخت فعال کننده ها و حسگرها، باتری ها، سلول های خورشیدی، خازن ها و به طور ویژه در ساخت ماهیچه ی مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده ی مستقیم از پلیمرهای فعال الکتریکی به دلیل خواص مکانیکی ضعیف آن ها دارای محدودیت هایی می باشد، لذا از این پلیمرها غالبا به صورت کامپوزیت با سایر پلیمرها و به شکل نانوالیاف استفاده می گردد. نانوالیاف به دلیل نسبت سطح به حجم بالایی که دارند و نیز خواص مکانیکی مطلوب و انعطاف پذیری مناسب، فرصت بهره برداری هر چه بیشتر از خواص مطلوب تمامی پلیمرهای مورد استفاده را فراهم می نمایند. پلی آنیلین یکی از پرکاربردترین و مفیدترین پلیمرهای رسانا می باشد که به دلایلی از جمله: سنتز آسان، قیمت مناسب، خواص فعال الکتریکی مطلوب و ... بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین در این پروژه خواص فعال الکتریکی لایه هایی از نانوالیاف موازی دوجزئی هم محور پلی اکریلونیتریل- تیتانیوم دی اکسید/ پلی اکریلونیتریل- پلی آنیلین به عنوان یک فعال کننده مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور ابتدا پلیمر رسانای پلی آنیلین تولید شد. نتایج آزمایشات، دستیابی به پلیمر پلی آنیلین با رسانایی در محدوده ی نیمه رساناها و نزدیک به فلزات را نشان می دهد. سپس با استفاده از نازل الکتروریسی دوجزئی هم محور، لایه های موازی از نانوالیاف هسته/ پوسته ی پلی اکریلونیتریل/ مخلوط پلی اکریلونیتریل و پلی آنیلین حاوی %15-0 نانوذرات تیتانیوم دی اکسید در هسته، با میانگین قطری 350-199 نانومتر تولید شدند. در ادامه پس از بررسی های تصویری، مورفولوژی، خواص مکانیکی و الکتروشیمیایی نانوالیاف نیز مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نانوالیاف بیانگر آن است که افزایش درصد نانوذرات تیتانیوم دی اکسید موجب افزایش قطر نانوالیاف می گردد. هم چنین نتایج آزمایشات ولتامتری نشان می دهد که حضور نانوذرات تیتانیوم دی اکسید در نانوالیاف موجب افزایش جریان اکسایش/ کاهش الکتروشیمیایی آن ها می گردد. به علاوه از نتایج آزمایشات ولتامتری چرخه ای نانوالیاف دوجزئی دارای پوسته ی پلی آنیلین مشخص گردید که وجود این پلیمر موجب بروز پیک اکسایش/ کاهش در نمودار ولتامتری مربوطه و نیز افزایش چشمگیر جریان اکسایش/ کاهش الکتروشیمیایی نانوالیاف و هم چنین بهبود خواص مکانیکی آن ها می شود. تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نانوالیاف، ساختار هسته- پوسته ی آن ها را تأیید می کند، به طوری که در تصویر مربوطه مشاهده می شود که سهم هسته ی نانوالیاف حدود 53 نانومتر است که پوسته ای با قطری برابر با هسته پیرامون آن قرار گرفته است. نتایج حاصل بیانگر قابلیت استفاده از لایه های نانوالیافی هسته/ پوسته ی پلی اکریلونیتریل- نانوذرات تیتانیوم دی اکسید/ پلی اکریلونیتریل- پلی آنیلین به عنوان یک فعال کننده ی الکتریکی (ماهیچه ی مصنوعی) می باشد.