پديد آورنده :
مرادي، فاطمه
عنوان :
طراحي و ساخت نانوژنراتور تريبوالكتريك تك الكترود بر پايه فيلم پليمري پلي دي متيل سيلوكسان و نانوذرات اكسيد گرافن با ايجاد ميكروبافت سطحي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 109ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فتح الله كرم زاده، مهشيد خرازيها
توصيفگر ها :
نانوژنراتور , تريبو الكتريك , اكسيدگرافن , پلي¬دي¬متيل¬سيلوكسان
استاد داور :
محمدحسين عنايتي، محمدحسن عباسي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/10/22
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/22
چكيده فارسي :
1 چكيده بحرانهاي انرژي و زيست محيطي در ساليان اخير حركت به سمت انرژيهاي پاك تجديد پذير و پايدار در مقياس و كاربردهاي گوناگون را به امري اجتنابناپذير تبديل كرده است در حال حاضر باتريها متداولترين تجهيز براي تامين انرژي موردنياز اين نوع سيستمها هستند عمر محدود لزوم دسترسي جهت تعويض ابعاد بزرگ و وزن باال در مقايسه با كل سيستم و صدمات زيستمحيطي ناشي از دفع آنها از مشكالت بزرگ باتريها به شمار ميروند در مقياس كوچك سيستمهايي پايدار كموزن و بدون نياز به تعمير و نگهداري توان موردنياز سيستمهاي نانوالكترومكانيكي تجهيزات پزشكي قابل كاشت در بدن تجهيزات الكترونيكي همراه نانورباتها وغيره را تامين كردند هدف از گزارش حاضر ساخت و توسعه نانوژنراتور تريبوالكتريك تك الكترود به منظور تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي است بدين منظور با در نظر گرفتن پارامترها و عوامل مؤثر در توان خروجي سيستم انتخاب موادي چون اليه پليديمتيلسيلوكسان اصالح شده با اكسيدگرافن به عنوان اليه تريبوالكتريك و اكسيد قلع آالييده شده با فلورين به عنوان الكترود پيشنهاد ميشود به منظور بهبود خواصي از جمله افزايش چگالي بار سطحي فرايندهاي اصالح سازي شامل پوششدهي با انواع گوناگون نانومواد از جمله اكسيدگرافن و ايجاد الگو بر روي سطح آن انجام شد در اين راستا ابتدا سطح پليديمتيل سيلوكسان توسط قالبهاي آندايز شده آلياژتيتانيوم الگودار شده سپس اكسيدگرافن محلول در اتانول با غلظتهاي مختلف 1 0 2 0 4 0 5 0درصد وزني روي سطح الگوها به روش غوطهوري قرارگرفت پس از آن پارامترهاي مؤثر بر خروجي نانوژنراتور مانند تركيب شيميايي ضخامت و ابعاد اليههاي تريبوالكتريك بهينهسازي شد و خواص مكانيكي و فيزيكي آن ارزيابيشد نتايج نشان داد كه ولتاژ 026 ولت چگالي جريان 1 2 ميليآمپر بر مترمربع و چگالي توان 9 2 وات بر مترمربع توليد گرديد سپس به منظور بهبود خواص مكانيكي و الكتريكي و به دام انداختن الكترونها جهت افزايش چگالي باردر زيراليه پليديمتيلسيلوكسان نانوذرات اكسيدگرافن به صورت كامپوزيتي مورد استفاده قرار گرفت در اين راستا اكسيدگرافن در درصدهاي وزني مختلف 0 20 0 50 0 5 0و 5 1 به پليديمتيلسيلوكسان افزودهشد و خواص سطحي مكانيكي و فيزيكي زيراليههاي ساخته شده ارزيابي شد پس از آن عوامل مؤثر بر نانوژنراتور مانند فركانس ضربه به نانوژنراتور نيروي اعمالي تركيب شيميايي مورفولوژي زيراليههاي اصطكاكي ثابتديالكتريك و ابعاد بهينهسازي شد نتايج نشانداد كه استفاده از زير اليه پليمري در حالت كامپوزيت با اكسيدگرافن ضمن بهبود خواص مكانيكي سبب ارتقاي چگالي جريان به ميزان 75 درصد شد در اين شرايط خروجي نانوژنراتور به ولتاژ خروجي6 419ولت چگالي جريان 3 3 ميليآمپر بر مترمربع و چگالي توان4 7 وات بر مترمربع رسيد سپس به منظور اطمينان از توليد توان توسط نانوژنراتور فوق از انرژي توليدي به منظور روشن كردن 001 ديود نوري و راهاندازي يك ساعت مچي بدون استفاده از باتري استفادهشد كلمات كليدي نانوژنراتور تريبو الكتريك اكسيدگرافن پليديمتيلسيلوكسان
چكيده انگليسي :
110 Fatemeh Moradi Fatemeh moradi@ma iut ac ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan84156 83111 IranAbstractIn recent years the usage of graphene oxide GO super capacitors with high energy densitiesin storage devices have attracted a tremendous attention The transfer of graphene ontoflexible polydimethylsiloxane PDMS substrates has been achieved by a simple etching free method This transfer is due to the very low surface energy of PDMS A TENG is usedto convert mechanical energy into electricity by a conjunction of triboelectri cation andelectrostatic induction In this research PDMS surface was patterned using a nanoporousanodic titanium oxid template After that GO despersion was coated on PDMS patternedsurface in different concentrations 0 1 0 2 0 4 and 0 5 wt The maximum power densityof this device can reach up to 2 9 W m2 voltage of 620 V and current density of 2 1 mA m 2are observed In order to enhance the triboelectric performance of a single frictiontriboelectric nanogenerator S TENG the polymer composites consisting of variousconcentrations of GO nanosheets 0 0 02 0 05 0 5 1 and 1 5 wt were fabricated Themaximum power density of this device can reach up to 7 4 W m 2 voltage of 914 6 V andcurrent density of 3 3 mA m 2 are observed It was concluded that the performance of thecomposite sample is better than the coated one Because of the two dimensionalnanostructure and excellent surface properties the GO based TENG shows a sensitive forcedetection and an antimicrobial activity This device which has a simple structure wasfabricated in a low cost method and a simple manufacturing process The generated electricenergy could supply the power required for 100 commercial blue light emitting diodes LEDs without any energy storage process This higher performance is due to the formationof nanopores and strengthened negative charges on PDMS from the fibrous structure andoxygen functional groups of GO respectively Performance of the devices are alsosystematically investigated under various motion types and pressure forces on palm tappingthe device The developed TENG in this research shows a great promise for applications insystems such as wearable electronic devices self powered touch panels artificial skins andsmart wireless sensor networks Keywords Triboelectric Nanogenerator Graphene Oxide Porous Structure Polydimethylsiloxane
استاد راهنما :
فتح الله كرم زاده، مهشيد خرازيها
استاد داور :
محمدحسين عنايتي، محمدحسن عباسي
