نام پژوهشگر: سبحان شرف خانی
سبحان شرف خانی مهرداد کوکبی
عملگرهای پیزوالکتریک از جمله مهمترین دسته عملگرهای فعال الکتریکی هستند که در صورت دست یابی به بیشینه خواص پیزوالکتریک در آن ها، می توانند به عنوان گزینه هایی مناسب در رباتها و سامانه های هوشمند به کار روند. هدف این پژوهش در تکمیل تحقیقات قبلی گروه، دست یابی به عملگر پیزوالکتریک با حداکثر کارایی از طریق بیشینه سازی خاصیت پیزوالکتریک و کاهش مدول در المان عملگر است. در این راستا با بهره گیری از روش ریسندگی الکتریکی با سازوکار اعمال میدان الکتریکی بزرگ و کشش شدید فواره پلیمری و استفاده از جمع کننده چرخ گونه، عملگرهایی از نانوالیاف قطبی شده pvdf حاوی نانوذرات batio3با مرفولوژی یکنواخت، قطر حداقل و آرایش انتخابی، به روش طراحی آزمایش تولید شدند که توانایی تغییر شکل در محدوده 0 تا 18 میکرومتر را در پاسخ به ولتاژ اعمالی با دامنه 0 تا 470 ولت دارند. تحلیل نتایج آزمون xrd نشان داد که 5/58% بلورهای ساختار نانوالیاف آرایش یافته تولیدی فاز ? دارند که نماینده خواص پیزوالکتریک است. بر اساس آزمایش های انجام شده رابطه مستقیمی بین کسر بلورهای ? با پاسخ عملگر برقرار است، به طوری که افزودن 5/0% وزنی نانوذرات پیزوالکتریک batio3 به نانوالیاف pvdf، کسر بلورهای با فاز ? را 5/29% و پاسخ عملگر به میدان الکتریکی را تا 15% ارتقا می دهد. فرآیند قطبی سازی تکمیلی منجر به افزایش مقدار فاز ? تا 85% کل بلورهای نانوالیاف pvdf و تقویت پاسخ عملگرها در محدوده 43% تا 68% شد. در نهایت پس از تعبیه عملگرها در ماتریس pva مشاهده شد پاسخ عملگرها به میدان الکتریکی اعمالی از 4% تا 9% به دلیل تغییر صورت بندی راحت تر زنجیرهای نانوالیاف عملگر در ماتریس نرم pva افزایش می یابد.