بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این مطالعه بررسی رسانایی نانو الیاف با استفاده از روش الکترواسپینیگ است. نانو الیاف پلی آکریل نیتریل هیچ گونه رسانایی ذاتی ندارد، لذا برای این منظور از نانو ذرات آلوموکسان عامل دار که دارای خواص منحصر به فردی میباشد بهره برده شده است. آلوموکسان ها ترکیباتی نسبتا پایدار با خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه می باشند که ساختار و شیمی سطح آنها به دلخواه قابل تغییر میباشد. در این مطالعه نانو الیافی مورد هدف تولید قرار می گیرد که از خواص منحصر به فرد نانو ساختارهای فلز آلوموکسان در جهت تقویت خواص مکانیکی در رسانایی الکتریکی آنها استفاده شده باشد. بر اساس بررسی های اولیه تاکنون از نانو ساختارهای فلز آلوموکسان جهت تهیه الیاف رسانا استفاده نشده است. این نانو الیاف رسانا بر پایه فلزآلوموکسان فلزات واسطه با توجه به هزینه تولید کم و صرفه اقتصادی که خواهند داشت میتوانند در صنایع پزشکی ، سنتز های آلی و دارویی، کاتالیزور و کاتالیست ها و غیره مورد استفاده قرار بگیرند.
کلمات کلیدی: نانوالیاف، الکترواسپینیگ، نانو ذرات آلوموکسان
.1 مقدمه
در قرن نوزدهم میلادی برای اولین بار که پلیمرها وارد بازار شدند به عنوان مواد عایق شناخته میشدند که در صنعت پلاستیک و لولههای آب و فاصلاب کاربردهای فراوانی داشتند. در مورد نانو الیاف هم وضع به همین صورت است و به عنوان یکی از مهمترین محصولات فناوری نانو در بسیاری از حوزهها کاربرد دارد. اما اولین تحقیقات در مورد نانو پلیمرهای رسانا به دهه هفتاد میلادی بر میگردد، در سال 1977 شیراکاوا و همکارانش قصد سنتز پودر سیاه پلی اسیتلن به روش زیگلر ناتا را داشتند ولی لایهای نقرهای رنگ شبیه فلز بدست آمد.[1] در ادامه با بکار بردن هالوژنهایی مانند ید مشاهده شد که هدایت الکتریکی ترکیب تا 109 برابر افزایش مییابد - جدول. - 1 این کشف مهم منجر به افزایش تحقیقات در زمیته پلیمرهای رسانا شد و باعث شده که در سی سال گذشته کاربردهای فراوانی در زمینههای مختلف تکنولوژی پیدا کند. به پاس فعالیتهای سه دانشمند معروف، شیراکاوا، مک دیارمید و هگر در زمینه پلیمرهای هادی در سال 2000 میلادی جایزه نوبل در شیمی به آنها اهدا شد.[2] نانو پلیمرهای رسانا از جمله آنیلین دارای خواص جالب هدایت الکتریکی، اپتیکی و الکترواکتیویته می باشند. از جمله کاربردهای فراوان این نانو پلیمرها و کامپوزیتهای آن می توان به صنایع الکترونیک، سنسورها، حفاظت کنندههای الکترودی، جذب و انتقال عناصر سنگین و جذب رنگینههای آلی از محلولها را اشاره کرد.>3@ یکی از اهداف سنتی تحقیقات بر روی ترکیبات معدنی تولید مواد مفید و جدیدی است که دارای خواص آلی برای کاربردهای مختلف باشند. کربوکسیلات-آلوموکسانها Carboxylate-alumoxane - شکل - 1 خانوادهای از ترکیبات آلی- معدنی هستند که از واکنش بین ساختار معدنی بوهمیت AlOOH و کربوکسیلیک اسیدهای آلی بدست می آیند .[4]
گروه تحقیقاتی Barron از دانشگاه Rice تگزاس به طور گسترده ای بر روی سنتز و کاربرد این ترکیبات تحقیقات مختلفی انجام داده اند. این گروه انواع مختلفی از نانوساختارهای کربوکسیلات-آلوموکسان را سنتز و شناسایی نموده اند .[5] و کاربرد های متنوعی برای این ترکیبات معرفی نموده اند .[4] کاربردهایی از قبیل: سنتز ترکیبات-Gd Alumoxane و استفاده به عنوان عامل وضوح ساز درتصویر برداری [6] MRI، تولید پوشش های ضد لغزش و ضد آتش مورد استفاده در عرشه ناوهای هواپیمابر[7]، ارتقاء کارایی باتری های لیتیمی[8]، تولید نانوکامپوزیت های زیست سازگار به عنوان داربست بافت استخوانی[9]، تولید نانوکامپوزیت های پلیمری [10] و غیره. جهت تولید کربوکسیلات آلوموکسان نیاز به ترکیب نانوساختار بوهمیت AlOOH می باشد که یکی از فازهای نیمه پایدار اکسید آلومینیوم میباشد.
در واقع بوهمیت ساختاری اکسیدی-هیدروکسی دارد با گروه های عاملی OH در سطح خود که قابلیت عامل دار شدن با ترکیبات آلی را دارا می باشد. الیاف موادی هستند که دارای نسبت طول به قطر بالایی بوده و دارای کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف هستند. با پیشرفت فناوری و ظهور فناوری نانو، تولید الیاف در مقیاس نانومتری - نانوالیاف - مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و صنعتگران در حوزه های مختلف قرار گرفته است. این الیاف سطح تماس بسیار زیادی فراهم میکنند که موجب بهبود خواص آن ها نسبت به الیاف معمول می شود. یکی از بهترین روشها برای تولید نانوالیاف الکتروریسی میباشد، الکتروریسی فرآیندی جهت تولید انواع نانوالیاف و میکروالیاف از محلولهای مواد پلیمری، سرامیکی و یا محلولهای کامپوزیتی متشکل از پلیمر- نانوذرات و همچنین مذابهای مواد مذکور می باشد . این ایده را اولین بار زلنی - zeleny - مطرح ، سپس در سال 1934 فرماهالز آن را ثبت و در سال 1991 دکتر رنکر - Reneker - آن را بازسازی کرد. در روش الکتروریسی هم از مذاب و هم از محلول پلیمری میتوان استفاده کرد. الکتروریسی را ریسندگی الکترواستاتیکی و
