شماره مدرك :
20582
شماره راهنما :
17700
پديد آورنده :
خوش‌ نيت، بهار
عنوان :

توليد و ارزيابي خواص ترموالكتريك لايه‌هاي نانوليفي پلي‌اكريلونيتريل حاوي پلي (4،3-اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن) - پلي (استايرن‌ سولفونات) و نانولوله‌هاي‌ كربني‌ قابل كاربرد در پوشاك هوشمند

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
پوشاك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
نه، 23، 36ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
نانولوله‌ي كربني , پلي(4،3-اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن)-پلي(استايرن‌سولفونات) , ضريب سيبك , نانوالياف , پلي‌اكريلونيتريل
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/07/30
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
دانشكده :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/08/03
كد ايرانداك :
23175038
چكيده فارسي :
با توجه به رشد روزافزون جمعيت و افزايش نياز جهاني به انرژي، ارتقاي بازدهي سامانه‌هاي انرژي و كاهش آثار زيست‌محيطي ناشي از مصرف آن‌ها به يكي از چالش‌هاي اساسي عصر حاضر تبديل شده است. در اين راستا، بهره‌گيري از مواد و ماژول‌هاي ترموالكتريك به‌عنوان يك راهكار نوين، به دليل قابليت تبديل مستقيم گراديان دمايي به انرژي الكتريكي، اهميت ويژه‌اي يافته است. هدف از اين پژوهش، طراحي، توليد و ارزيابي خواص ترموالكتريك لايه‌هاي نانواليافي پلي‌اكريلونيتريل حاوي پلي (4،3-اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن)-پلي (استايرن‌سولفونات) و نانولوله‌ي كربني جهت كاربرد در پوشاك هوشمند است. در مرحله‌ي نخست، بستر نانوليفي از طريق الكتروريسي محلول پليمري پلي‌اكريلونيتريل تهيه شد. سپس پوشش‌دهي قطره‌اي با دو غلظت متفاوت 5/0 و 1 درصد وزني/حجمي محلول پلي (4،3-اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن)-پلي (استايرن‌سولفونات) و پوشش‌دهي غوطه‌وري با غلظت‌هاي 3 و 6 درصد وزني/حجمي نانولوله‌ي كربني در سيكل‌هاي متفاوت انجام گرفت. در مجموع، نوزده نمونه توليد و خواص الكتريكي آن‌ها شامل رسانايي الكتريكي و ضريب سيبك اندازه‌گيري شد. به كمك روش آماري روش‌ رويه پاسخ، نمونه‌ي بهينه مشخص شد كه داراي پوشش‌دهي يك درصد پلي(4،3-اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن)-پلي(استايرن‌سولفونات) و شش درصد نانولوله‌ي كربني در سه سيكل بود. اين نمونه ضريب سيبك 45/19 ميكروولت بر كلوين و رسانايي الكتريكي 76/804 زيمنس بر متر را نشان داد. در نهايت با استفاده از نمونه‌ي بهينه، ماژول‌هاي ترموالكتريك با تعداد پايه‌هاي دو، چهار، شش و هشت ساخته شدند. نتايج نشان داد كه افزايش تعداد پايه‌ها منجر به بهبود ويژگي‌هاي ترموالكتريك ماژول مي‌شود. به‌طور ويژه، ماژول هشت‌پايه ضريب سيبك 16/121 ميكروولت بر كلوين را ارائه داد. همچنين پايداري نمونه‌ي بهينه در بازه‌ي زماني 49 روز و همچنين در برابر 1000 سيكل خمش مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌هاي اين تحقيق نشان مي‌دهد كه لايه‌هاي نانواليافي اصلاح‌شده‌ي پلي‌اكريلونيتريل مي‌توانند به‌عنوان مواد ترموالكتريك انعطاف‌پذير و پايدار، گزينه‌اي اميدبخش براي تأمين انرژي در پوشاك هوشمند به شمار آيند.
چكيده انگليسي :
With the rapid growth of the global population an‎d the increasing deman‎d for energy, improving the efficiency of energy systems an‎d mitigating their environmental impacts have become critical challenges of the modern era. In this context, thermoelectric materials an‎d modules have attracted significant attention as an emerging strategy, owing to their ability to directly convert a temperature gradient into electrical energy an‎d thereby recover wasted thermal energy. The objective of this study was to design, fabricate, an‎d eva‎luate the thermoelectric properties of polyacrylonitrile (PAN) nanofiber mats incorporated with poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) an‎d carbon nanotubes (CNTs) for potential application in smart textiles. In the first step, PAN nanofibrous substrates were produced by electrospinning a polymer solution. Subsequently, dro‎p-casting of PEDOT:PSS at two different concentrations (0.5 an‎d 1 v/v%) an‎d dip-coating of CNTs at concentrations of 3 an‎d 6 wt% with varying deposition cycles were performed. In total, nineteen samples were prepared, an‎d their electrical properties, including electrical conductivity an‎d Seebeck coefficient, were measured. Using the statistical Response Surface Methodology (RSM), the optimal sample was identified, which consisted of 1 v/v% PEDOT:PSS an‎d 6 wt% CNT deposited over three cycles. This optimized sample exhibited a Seebeck coefficient of 19.45 μV K⁻¹ an‎d an electrical conductivity of 804.76 S m⁻¹. Based on the optimized sample, thermoelectric modules with two, four, six, an‎d eight legs were fabricated. The results demonstrated that increasing the number of legs enhanced the thermoelectric performance of the modules. In particular, the eight-leg module achieved a Seebeck coefficient of 121.16 μV K⁻¹. Moreover, the optimized sample showed good stability over a period of 49 days as well as after 1000 bending cycles. These findings indicate that PAN-based nanofibrous mats modified with PEDOT:PSS an‎d CNTs can serve as flexible an‎d durable thermoelectric materials, offering promising potential as energy-harvesting components in smart textile applications.
استاد راهنما :
افسانه ولي پوري
استاد مشاور :
وحيد عبادي
استاد داور :
داريوش سمناني , فاطمه حقيقت
لينک به اين مدرک :

بازگشت