اثر نسبت منظری و خلوص نانولوله های کربن چنددیواره بر شکل شناسی سطح و خواص الکتریکی نانوالیاف کامپوزیتی

الکتروریسی محلول های پلیمری دارای نانوذرات، نوعی قابلیت تولید نانوالیاف کامپوزیتی نوین برای کاربردهای کارآمد است. در پژوهش حاضر، آثار نسبت منظری و خلوص نانولوله های کربن چنددیواره (MWCNTs) بر خواص ساختاری و الکتریکی نانوالیاف کامپوزیتی تولید شده با روش الکتروریسی بررسی شده اند. ابتدا، نانولوله های کربن مصرفی با استفاده از میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و طیف سنجی رامان مطالعه شدند. سپس، پراکنش برای تهیه محلول های نانوکامپوزیتی دارای MWCNTs به روش فیزیکی و با استفاده از ماده سطح فعال غیریونی انجام شد. در انتها، محلول های کامپوزیتی تهیه شده به سرنگ شیشه ای متصل به منبع تغذیه جریان DC اضافه شدند و فرایند الکتروریسی با استفاده از ولتاژ kV 15 بین سوزن و جمع کننده انجام شد. نتایج حاکی از وابستگی خلوص و بلورینگی نانولوله های کربن به شدت پیک G و نسبت پیک های G/D است. خواص ساختاری نانوالیاف کامپوزیتی نشانگر وابستگی شدید آن به ابعاد نانولوله های کربن است، به طوری که در نسبت های منظری بیشتر، خواص ساختاری نانوالیاف بهبود می یابد. تحلیل ساختاری نانوالیاف کامپوزیتی نشانگر تغییر ساختار نانوالیاف با افزایش قطر MWCNTs است. ساختارهای بسیار صاف از نانوالیاف کامپوزیتی دارای %1 وزنی نانولوله کربن حاکی از کیفیت پراکنش بسیار مناسب نانولوله های کربن روی ساختار نانوالیاف تولید شده است. نانوالیاف کامپوزیتی با مقدار خلوص و نسبت منظری ییشتر، خواص الکتریکی مطلوب تری دارند. همچنین، مقدار رسانندگی الکتریکی نانوالیاف کامپوزیتی را می توان از مقادیر S/cm 10-8 (عایق) تا 3-10 S/cm (رسانا) با انتخاب نانولوله کربن با نسبت منظری و مقدار خلوص متفاوت تنظیم کرد. بنابراین، استفاده از نانولوله های کربن با نسبت منظری و خلوص بیشتر در ساختار نانوالیاف کامپوزیتی روش بسیار مناسبی برای توسعه ویژگی های ساختاری و عملکرد الکتریکی نانوالیاف الکتروریسی شده به شمارمی آید.

Keywords:

الکتروریسی , نانولوله های کربن , خلوص , نسبت منظری , رسانندگی الکتریکی