17407

1889 دكتري

دكتري

نانو فناوري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

چهارده، 118ص.: مصور، جدول، نمودار

علي شفيعي، اسماعيل سليماني

عباس بهرامي، مرتضي مظفري، محمد ديناري

1401/01/16

كتابنامه

مهندسي مواد

مهندسي مواد

1401/01/17

2819448

نانوساختارهاي مس شامل نانوذره (NP)، نانو ميله (NR) و نانوسيم (NW) به روش سبز به كمك عصاره پوست درخت اكاليپتوس از واكنش مس(II) كلريد در اتيلن گليكول (EG) و دماي oC 186 تهيه شدند. گرافن اكسيد كاهش يافته (RGO) هم به كمك عصاره پوست درخت اكاليپتوس با گرافن اكسيد (GO) تهيه شد. روش¬هاي مشخصه يابي متداول نظير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM) و طيف پراش اشعه ايكس (XRD) و رامان جهت شناسايي اين نانوساختارها و RGO استفاده شدند. در ادامه، با اضافه كردن RGO به زمينه پلي¬استايرن (PS)، كامپوزيت پليمري RGO/PS تهيه شد. آزمايش كشش اين كامپوزيت پليمري نشان داد، با افزودن 10 درصد حجمي RGO به زمينه PS ، استحكام برشي كامپوزيت پليمري RGO/PS حدود 0/7 درصد نسبت به پليمر خالص افزايش يافت. خواص حرارتي كامپوزيت پليمري RGO/PS با ثبت آناليز حرارتي وزن سنجي (TGA) و گرماسنجي روبشي تفاضلي (DSC) نشان داد كه با الحاق يكنواخت RGO بر بستر پلي استايرن، پايداري حرارتي كامپوزيت پليمري تا دماي oC350 و دماي انتقال شيشه (Tg) تا دماي oC 112 افزايش يافت. با اضافه كردن نانوساختارهاي Cu به كامپوزيت پليمري RGO/PS ، نانوكامپوزيت پليمري رسانا تهيه شد. آستانه رسانايي براي نانوكامپوزيت پليمري¬ Cu/RGO/PS حاوي نانوسيم¬ ، نانوميله¬ و نانوذره Cu به ترتيب در 18 ، 26 و 28 درصد حجمي رخ ¬داد. همچنين، نتايج نشان دادند كه اين نانوكامپوزيت‌هاي پليمري، توانايي حفاظت از تداخل امواج الكترومغناطيس را دارند؛ به طوري كه حفاظت در نمونه نانوكامپوزيت پليمري حاوي 10 درصد حجمي RGO و 25 درصد حجمي نانوسيم Cu، برابر0/36 دسي بل (dB) در فركانس GHz 8 و dB 5/29 در فركانس GHz 12 بود. مكانيسم غالب در حفاظت در محدوده فركانس و درصدهاي پركننده مورد بررسي، از نوع انعكاسي است. به گونه¬اي كه براي نمونه نانوكامپوزيت پليمري، 2/76 درصد در فركانس GHz 12 و 4/70 درصد در فركانس GHz 8 مربوط به حفاظت انعكاسي است. از اين جهت، اين نانوكامپوزيت¬هاي پليمري رسانا مي¬توانند گزينه¬اي مناسب در نقش محافظ تداخل الكترومغناطيس عمل كنند. با اعمال ميدان الكتريكي مستقيم و متناوب به كامپوزيت‌هاي Cu NWs/PS و RGO/PS رسانايي الكتريكي هر دو كامپوزيت افزايش يافت كه نشان دهنده رفتار ضريب دمايي منفي (NTC) در هردوكامپوزيت است. به كمك مدلسازي رياضي و شبيه سازي پركننده ها زمان و زاويه چرخش پركننده ها در ميدان الكتريكي مستقيم و متناوب محاسبه شد؛ كه به دليل سطح كمتر نانوسيم‌هاي مس نسبت به RGO زاويه چرخش در Cu NWs بيشتر است.

Copper nanostructures including nanoparticles (NPs), nanofibers (NRs) and nanowires (NWs) were prepared by green method using eucalyptus bark extract from the reaction of copper (II) chloride in ethylene glycol (EG) at 186 oC. Reduced graphene oxide (RGO) was also prepared with graphene oxide (GO) extract of eucalyptus bark. Conventional characterization methods such as field effect scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD and Raman) were used to identify these nanostructures and RGO. Then, by adding RGO to polystyrene (PS), RGO / PS polymer composite was prepared. The tensile test of this polymer composite showed that by adding 10% by volume of RGO to PS field, the shear strength of RGO / PS polymer composite increased by about 0.7% compared to pure polymer. Thermal properties of RGO / PS polymer composite by recording weight loss thermal analysis (TGA and DSC) showed that by uniformly incorporating RGO on the polystyrene substrate, the thermal stability of the polymer composite up to 350 ° C and glass transition temperature (Tg) up to 112 ° C Increased. Conductive polymer nanocomposite was prepared by adding Cu nanostructures to RGO / PS polymer composite. The conductivity thresholds for Cu / RGO / PS polymer nanocomposites containing nanowires, nanorods, and Cu nanoparticles occurred at 18, 26, and 28% by volume, respectively. Also, the results showed that these polymer nanocomposites have the ability to protect against the interference of electromagnetic waves; So that the protection in the polymer nanocomposite sample containing 10% by volume of RGO and 25% by volume of Cu nanowire, was equal to 36.0 dB (dB) at 8 GHz and 29.5 dB at 12 GHz. The dominant mechanism in protection in the frequency range and percentages of the filler under study is reflective. For the same sample of polymer nanocomposites, 76.2% at 12 GHz and 70.4% at 8 GHz are related to reflective protection. Therefore, these conductive polymer nanocomposites can be suitable options in the role of protecting against electromagnetic interference. By applying direct and alternating electric field to Cu NWs / PS and RGO / PS composites, the electrical conductivity of both composites increased, which indicates the negative temperature coefficient behavior of NTC in both composites. Using mathematical modeling and simulation of fillers, time and angle the filler rotation was calculated in a direct and alternating electric field, which is higher in Cu NWs due to the lower surface area of copper nanowires than RGO.

علي شفيعي، اسماعيل سليماني

عباس بهرامي، مرتضي مظفري، محمد ديناري