بررسی رفتار دی الکتریکی نانوپرزهای ایجاد شده در سطح پلیمر توسط پلاسما

چگونگی بهینه سازیِ ذخیره و مصرف انرژی موضوعی است که امروزه توجه گسترده جهانی را به خود جلب کرده است. توسعه خازن ها با قابلیت ذخیره سازی بالای انرژی یکی از جنبه های قابل توجه بهره برداری منابع جدید انرژی است. مواد دی الکتریک پلیمری با ثابت دی الکتریک بالا، نقش موثری را در توسعه این خازن ها، ایفا می کنند. از سال 1960 میلادی شیمیدان ها تحقیقات گسترده ای در زمینه خاصیت دی الکتریکی پلیمرها انجام داده اند. امروزه پلیمر ها در صنعت الکترونیک در سنسورها، خازن های آلی ، ترانزیستورها، سلول های خورشیدی، حافظه ها، باتری های لیتیومی کاربرد گسترده ای دارند. اکثر پلیمرها، دی الکتریک های معمولی هستند که می توان با استفاده از یک میدان الکتریکی قطبیده شوند. تا کنون روش های مختلفی به منظور افزایش ثابت دی الکتریک مواد پلیمری به کار گرفته شده است. این روش ها را می توان به سه دسته کلی کامپوزیت های تصادفی، کامپوزیت های ساختار یافته تحت میدان و سنتز پلیمرهای جدید دسته بندی کرد. در این پژوهش رفتار دمایی و فرکانسی ثابت دی الکتریک فوتوپلیمرهای نورلاند65 حاصل از فرآیند بسپارش تحت غلاف پلاسماهای آرگون (برای مدت زمان های مختلف)، هلیوم و نیتروژن بررسی شده است. همچنین اثرات هر کدام از این محیط ها درنحوه ی بسپارش و جهت گیری ممان دوقطبی ها (ایجاد نانوپرزهای سطحی) و در نتیجه تغییرات ثابت دی الکتریک مورد بررسی قرار گرفته، که نتایج، افزایش موثر ثابت دی الکتریک پلیمرهای حاصل از این روش را نشان می دهد. به صورتی که در دمای اتاق ثابت دی الکتریک پلیمر در فرکانس 5/0 کیلوهرتز، حدودا از 6 به 600 ارتقاء یافته و در دماهای بالاتر این عدد به 12000 نیز می رسد. همچنین برای بهبود خاصیت دی الکتریکی پلیمرهای حاصل از عنصر ید نیز استفاده شده است. این روش نوین را می توان مشابه با روش کامپوزیت های ساختار یافته تحت میدان دانست. مزیت های این روش ارتقاء موثر ثابت دی الکتریک، استحکام زیاد در میدان های بزرگ و عدم رسانندگی، انعطاف پذیری دی الکتریک و فرآیندپذیری آسان و سریع (با زمان بسیار کم تر) نسبت به سایر روش های مرسوم است. لازم به ذکر است که مطالعه خاصیت دی الکتریکی، از روش اندازه گیری ظرفیت خازنی توسط دستگاه lcrمتر(instek819) انجام شده است. همچنین آنالیزهای سطحی afm تاییدی بر فرضیه شکل گیری نانوپرزها بر روی سطح پلیمرهای حاصل از این روش می باشد.