با افزایش تقاضا برای قطعات الکترونیکی کوچک اما با ظرفیت ذخیرهسازی بالا، پژوهشگران به سمت استفاده از نانوکامپوزیتهای هوشمند رفتهاند. مطالعه جدید نشان میدهد با پیوند زدن زنجیرههای پلیمری به صفحات گرافن، میتوان عملکرد خازنها و سایر اجزای منفعل الکترونیکی را بهینه کرد.
به گزارش سیناپرس، طبق گقته مرکز ارتباطات و اطلاعرسانی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانشبنیان ریاستجمهوری، «مهندسی رفتار بینسطحی نانوکامپوزیتهای پلیمر-گرافن با پیوندزنی زنجیرهای پلیمری بر سطح صفحات گرافن به منظور بهبود بازدهی دیالکتریک کامپوزیتها» که رساله دکتری لیلا نویین است در حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شد.
نویین با مدرک دکتری تخصصی مهندسی پلیمر – صنایع پلیمر از دانشگاه تربیت مدرس درباره این طرح که با راهنمایی مهدی رزاقی کاشانی انجام شده است، توضیح داد: در سالهای اخیر، توجه روزافزون و بیسابقه بر لزوم گسترش قطعات الکترونیکی با ابعاد بسیار کم که از توانایی ذخیرهسازی انرژی بالایی برخوردار باشند به سرعت رو به افزایش است. عناصر و قطعات الکترونیکی از اجزای فعال و منفعل تشکیل میشوند. در این بین گسترش فناوریهای مرتبط با اجزاء منفعل مانند مقاومتها، القاگرها و خازنها توجه پژوهشگران را به خود جلب کردهاند.
وی افزود: در بین اجزاء منفعل، خازنها به دلیل گستره کاربردی وسیعی که دارند توجه زیادی را جلب کردهاند. نانوکامپوزیتهای پلیمری دیالکتریک بهعنوان ماده عایق دیالکتریک در خازنها مورد استفاده قرار میگیرند.
این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: اخیراً تحقیقات برای افزایش خواص دیالکتریک به کمک ذراترسانا متمرکز شدهاند. در نانوکامپوزیتهای پلیمری پر شده با نانوذرات رسانا ثابت دیالکتریک بالایی در نزدیکی آستانه تداخل ذرات به دست میآید.
وی تصریح کرد: تقاضای انرژی در جهان بهطور گسترده در حال افزایش است و منجر به مصرف بیرویه منابع انرژی تجدیدناپذیر که دیر یا زود به پایان خواهند رسید، شده است. بنابراین جایگزینی منابع انرژی تجدیدناپذیر با منابع انرژی تجدیدپذیر از جمله سیستمهای ذخیرهسازی انرژیهای الکتریکی مانند خازنها با استقبال فراوان مواجه شده است.
نویین اضافه کرد: همچنین رشد چشمگیر فناوری، لزوم استفاده از قطعات الکترونیکی با ابعاد بسیار کم و با توان ذخیرهسازی انرژی بالاتر را افزایش داده است. تلاشهای بسیاری در جهت افزایش بازدهی دیالکتریک و ذخیرهسازی انرژی در کامپوزیتهای پلیمری در جریان است. از طرفی موج وسیعی از علاقه پژوهشگران به استفاده از گرافن بهدلیل ویژگیهای منحصربهفرد این ماده پدیدار شده است.
وی در ادامه تأکید کرد: در تهیه این مواد آنچنان که به افزایش هر چه بیشتر ثابت دیالکتریک توجه شده است، اهمیت اتلاف در این سامانهها آنچنان مورد توجه قرار نگرفته است. لذا ضرورت دارد تا بهمنظور افزایش بازدهی این قطعات الکترونیکی در ذخیرهسازی انرژی، میزان اتلاف انرژی در این سامانهها تا حد امکان کاهش یابد. لذا اهمیت اجرای این طرح تولید دانش ساخت خازنهای نانوکامپوزیتی با بازدهی بالا است.
به نقل از ایرنا، وی با اشاره به تهیه کامپوزیت در این طرح گفت: کامپوزیتهای پلیمری دیالکتریک که با بهرهگیری از نانوساختارها در این طرح پژوهشی تهیه شدند؛ در حوزههای مختلفی همچون صنایع برق و الکترونیک بهمنظور ذخیرهسازی انرژی با ظرفیت بالاتر از خازنهای تجاری موجود در قطعات و مدارهای الکترونیکی، وسایل نقلیه الکتریکی، کاربردهای هوافضا و صنایع نظامی قابل استفاده خواهند بود. با موفقیت در کسب دانش فنی مرتبط با افزایش توان ذخیرهسازی انرژی نسبت به موارد موجود، میتوان از آنها در تولید خودروهای هیبریدی که هدف از تولید آن کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از آلودگی محیط زیست است بهره گرفت.
نویین در پایان خاطرنشان کرد: مواد با ثابت دیالکتریک بالا نهتنها در خازنها بلکه در سایر موارد همچون نمایشگرها و برخی از تجهیزات الکتریکی جایگاه ویژهای دارند.