توصيفگر ها :
نخ نانوليفي , PEDOT:PSS , مكسين , حسگر كرنش , حسگر گاز , مولد ترموالكتريك
چكيده فارسي :
منسوجات هوشمند چندمنظوره توانايي دارند محركهاي خارجي گوناگون مانند تغيير شكل، تغييرات دما و حضور گازها را شناسايي كرده و آنها را به سيگنالهاي الكتريكي تبديل كنند ، قابليتي كه امكان درك و پايش محركهايي همچون لامسه، گرما، سرما و گازها را فراهم ميسازد. نخهاي نانوليفي در مقايسه با نخهاي معمولي، به دليل دارا بودن سطح ويژه و تخلخل بالا، از مزاياي بيشتري برخوردارند. از اين رو هدف از اين پژوهش توليد و مشخصه يابي نخ دوخت نانوليفي رسانا به منظور كاربرد در پوشاك هوشمند چند منظوره است. در اين پژوهش نخ نانوليفي پلي يورتان به روش الكتروريسي دو نازل هم محور توليد شد. سپس توسط پليمر رسانا PEDOT:PSS و نانوصفحات مكسين به روش غوطه وري پوشش داده شد. پس از پوشش دهي مواد مورد نظر بر روي نمونهها، خصوصيات مورفولوژي سطح، ويژگيهاي ساختاري، فيزيكي و همچنين عملكرد آن به عنوان حسگر گاز، حسگر كرنش و مولد ترموالكتريك مورد تحليل و سنجش قرار گرفت. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه نمونه حسگر توليدي براي محدوده كرنش 40 تا 60 درصد داراي ضريب حساسيت 26/15 است. همچنين حسگر توليدي تا 1000 سيكل از خود تكرار پذيري خوبي نشان داد. از حسگر توليدي براي تشخيص حركات اعضاي بدن انسان نيز استفاده گرديد كه به خوبي سرعت و ميزان جابجايي اعضاي بدن را تشخيص داد. همچنين براي بررسي عملكرد حسگر گاز، نمونه در معرض غلظت هاي 5 تا ppm 100 گاز آمونياك قرار گرفت و نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت گاز، تغييرات مقاومت الكتريكي حسگر افزايش مي يابد. همچنين حسگر از تكرارپذيري و گزينش پذيري خوبي برخوردار بود. در نهايت با بررسي خواص ترموالكتريك نمونه هاي توليدي، نتايج نشان داد كه نخ هاي نانوليفي توليدي داراي خواص ترموالكتريكي مطلوبي مي باشد و با اعمال اختلاف دما به نمونه مي توان ولتاژ الكتريكي توليد كرد.
چكيده انگليسي :
Multifunctional smart textiles have the ability to detect various external stimuli such as deformation, temperature changes, and the presence of gases, and convert them into electrical signals—a capability that enables the perception and monitoring of stimuli such as touch, heat, cold, and gases. Compared to conventional yarns, nanofiber yarns offer greater advantages due to their high specific surface area and porosity. Therefore, the aim of this study is to produce and characterize conductive nanofiber sewing yarn for application in multifunctional smart clothing. In this research, polyurethane nanofiber yarn was fabricated using a coaxial dual-nozzle electrospinning method and subsequently coated with the conductive polymer PEDOT:PSS and MXene nanosheets via dip-coating. After coating the target materials onto the samples, their surface morphology, structural and physical properties, as well as their performance as a gas sensor, strain sensor, and thermoelectric generator were analyzed and evaluated. The results of this study showed that the fabricated sensor exhibited a gauge factor of 26.15 within the strain range of 40–60%. Furthermore, the sensor demonstrated good repeatability up to 1000 cycles. The fabricated sensor was also employed to detect human body movements, successfully recognizing both the speed and movements of body parts. For evaluating the gas-sensing performance, the samples were exposed to ammonia concentrations ranging from 5 to 100 ppm, and the results revealed that with increasing gas concentration, the electrical resistance variation of the sensor increased accordingly. The sensor also displayed good repeatability and selectivity. Finally, investigation of the thermoelectric properties of the fabricated sample indicated that the produced nanofiber yarns possessed favorable thermoelectric characteristics, and electrical voltage could be generated by applying a temperature difference to the sample. Keywords: Nanofiber yarn, PEDOT:PSS, MXene, Strain sensor, Gas sensor, Thermoelectric generator.
