مقاله ساخت پيزوالكتريك فلزي با استفاده از فناوري نانو

تعداد صفحات: 8

کیفیت محصول: عالی

نوع فایل: ورد ،

دسته بندی:

قیمت: 2000 تومان

تعداد نمایش: 7 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: ۲۴ آبان ۱۳۹۵

به روز رسانی در: ۲۴ آبان ۱۳۹۵

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

2000 تومان – خرید

مقاله ساخت پيزوالكتريك فلزي با استفاده از فناوري نانو

پيزوسراميکها دستهايي از مواد سراميکي هستند که با اعمال ولتاژ، تغيير طول ميدهند. در خبر زير که برگرفته از خبرنامه نانوتکنولوژي، شماره ۳۷ است به تحولي در عرصه پيزوالکتريکها پرداخته شده است:

محققين آلماني و اتريشي موفق به ساخت فلزي نانوحفره‌اي شده‌اند که رفتاري همانند سراميک از خود نشان مي‌دهد. اين فلز، مشابه يک پيزوسراميک با اعمال ولتاژ خارجي، حدود ۰٫۱۵ درصد افزايش طول مي‌يابد.

ويب مولر، يکي از اين محققين ابراز داشت: “با تزريق يا تخليه الکترونها، باندهاي اتمي سطح ماده منبسط يا منقبض مي‌شوند و از آنجا که سطح اين ماده بسيار زياد است، اين کار منجر به انبساط ماکروسکوپي ماده مي‌گردد. به طوريکه نتيجه آن در برخي از نمونه‌ها با چشم غيرمسلح نيز قابل مشاهده است.”

اين گروه تحقيقاتي، نوعي پلاتين نانوحفره‌اي را با استفاده از پلاتين سياه با اندازه‌ دانه‌هاي ۶ نانومتر ساختند. آنها ولتاژ خارجي را در حضور يک الکتروليت آبي مانند اسيد سولفوريک، اسيد کلريدريک يا محلول هيدورکسيد پتاسيم اعمال نمودند. محلول هيدورکسيدپتاسيم، بيشترين کشش را در نمونه‌ها ايجاد نمود.

به گفته اين محققين، پيزوسراميکها بهطور گسترده بهعنوان مواد راه‌انداز در چاپگرهاي جوهرافشان و در نازلهاي تزريق سوخت در اتومبيل‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. مزيت اين ماده جديد اين است که با اعمال ولتاژ کمتر، به اندازه پيزوسراميکها کش مي‌آيد. قابليت عمليات اين ماده جديد در ولتاژ پايين (حدود يک ولت، در مقايسه با صدها يا هزاران ولت براي پيزوسراميکها) و نيز امکان استفاده از آن در محيط آبي، امکان کاربرد آن در ادوات ميکروسيالاتي همچون شيرهاي عملياتي را فراهم مي‌آورد.

حتي اين محققين احتمال مي‌دهند که بتوان از اين ماده جهت کاربرد در تماس مستقيم با سيالات زيستي در سيستمهاي زنده نيز استفاده نمود.

طبق نظر اين محققين، اثر اعمال ولتاژ بر روي اين ماده با سراميکهاي معمولي، پليمرها و نانولوله‌ها از چند جهت متفاوت  است: اول اينکه اين پديده يک اثر سطحي است در حاليکه در ديگر موارد، ولتاژ اعمال شده به حجم مواد اعمال مي‌شود. دوم اينکه کشش اين ماده در تمامي جهات يکسان است و اين اثر موجب تغيير حجم مي‌شود.

مولر بيان داشت: “تغيير حجم در نمونه‌هاي ما (بيش از ۴۵ درصد) بسيار بيشتر از سراميکها است. زيرا جهت کشش در سراميکها بسته به جهتهاي کريستالوگرافي، تغيير مي‌کند و اين امر موجب مي‌شود تغيير حجم کلي در آنها به حدود صفر برسد.”

اما توليد فلزاتي که رفتارشان همانند سراميکها باشد تازه شروع شده است و بنا به ادعاي اين محققين، اين روش مي‌تواند دريچه‌اي به دسته جديدي از مواد با خواص اپتيکي و مغناطيسي قابل تنظيم بگشايد.

مولر در تشريح اين پديده چنين بيان مي‌دارد:” اتمهايي با عدد اتمي بالا، تعداد الکترونهاي بسيار زيادي دارند و همين امر موجب تنوع خواص در آنها مي‌شود. تاکنون اين خواص کمابيش ثابت در نظر گرفته مي‌شد. با اين کار جديد مي‌توان بهسادگي با افزودن يا حذف الکترونبه اتمها (با اعمال ولتاژ) موقعيت آنها را در جدول تناوبي به چپ يا راست منتقل نمود.”

سراميكهاي پيزوالكتريك وكاربردهاي آن

پيزوالكتريكها گروهي از سراميكهاي پيشرفته هستند كه كاربردهاي وسيعي در صنايع الكترونيك، صنايع مصرفي، پزشكي و صنايع نظامي دارند. كاربرد سنسورهاي پيزوالكتريكي در صنايع مختلف از جمله صنايع غذايي، دارويي، لوازم برقي و خودرو در حال پيشرفت است. در زير گزارشي از كاربرد، مقياس بازار و مسائل فني اين مواد نقل شده و سپس تحليلي راجع به وضعيت اين تكنولوژي در كشور ارائه شده است:

گزارش فني اقتصادي (مأخذ: خبرنامة انجمن سراميك ايران، شمارة ۷ ، صفحات ۱۲و۱۳)

پيزوالكتريسيته توسط پيروژاك كوري در سال ۱۸۹۲ كشف گرديد و از واژه يوناني Piezin به معني “فشار” مشتق ميشود. اعمال فشار به برخي كريستالها مانند كوارتز يا برخي سراميكها الكتريسيته توليد ميكند. فشار يا تنش مكانيكي وارد شده به برخي كريستالها باعث جابه­جايي دو قطبيهاي ايجاد شده و پديد آمدن ميدان الكتريكي ميشود. آرايش يونهاي مثبت و منفي، تعيينكننده ايجاد يا عدم ايجاد اثر پيزوالكتريسيته است. به همين دليل اثر پيزوالكتريسيته يا ايجاد جريان الكتريسيته القايي توسط وارد كردن فشار، در مواد كريستالي ا?نيزوتروپ رخ مي­دهد؛ يعني در آن دسته از كريستالهايي كه مركز تقارن ندارند. زيرا در كريستالهاي متقارن هيچ تركيبي از تنشهاي يكنواخت نميتواند سبب جدا شدن بارهاي الكتريكي شود.

 

مقاله ساخت پيزوالكتريك فلزي با استفاده از فناوري نانو

پاسخ دهید