کسب دکترای رشته مهندسی پلیمر-گرایش علوم و فناوری چاپ توسط پژوهشگر پژوهشگاه رنگ

۲۴ بهمن ۱۴۰۰ | ۱۴:۵۱ اخبـــار پژوهشگاه
تعداد بازدید:۴۶۰

محقق پژوهشگاه رنگ موفق به ایجاد رسانایی الکتریکی روی پارچه پنبه ای به روش جوهرافشان با سنتز در جای نانو ذرات نقره گردید. این دفاع موفقیت آمیز را تبریک عرض نموده و برای محقق نامبرده در مراحل پیش روی زندگی، آرزوی موفقیت و سربلندی می‌نمائیم.
به گزارش روابط عمومی پژوهشگاه رنگ، دکتر علی گودرزی مجری طرح "ایجاد رسانایی الکتریکی روی پارچه پنبه ای به روش جوهرافشان با سنتز در جای نانو ذرات نقره" در ارتباط با این طرح گفت:
     در این پروژه لایه رسانای الکتریکی بر روی پارچه پنبه ای ایجاد گردید. جهت ایجاد لایه مذکور، در ابتدا از فرآیند احیا شیمیایی و با استفاده از چاپگر جوهرافشان رومیزی انجام پذیرفت. تشکیل و بهبود میزان رسانایی الکتریکی لایه چاپ شده بر روی پارچه پنبه ای در پنچ مرحله اصلی صورت پذیرفت. در مرحله اول جوهر بر پایه نیترات نقره فرمول بندی گردید و از شش کمک حلال مختلف برای جوهرهای مختلف استفاده شد. گرانروی، pH و کشش سطحی جوهرهای فرمول بندی شده بررسی و مناسب ارزیابی گردید. جهت تشکیل نانو ذرات نقره و احیا جوهر بر پایه نیترات نقره، در بخش های مختلف، دو عامل احیا سدیم برو هیدرات و آسکوربیک اسید مورد استفاده قرار گرفت. رسانایی جوهر چاپ شده توسط مقاومت سنج اندازه گیری و خواص گرمایی جوهر نیز بررسی شد. حضور و مورفولوژی نانو ذرات نقره تشکیل شده بر روی الیاف پنبه توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای افزایش میزان رسانایی الکتریکی لایه چاپ شده، در مرحله دوم، آماده‌سازی پارچه پنبه‌ای با پلی کربوکسیلیک اسیدهای زیست تخریب پذیر انجام پذیرفت. از شش پلی کربوکسیلیک اسید با تعداد گروه-های عاملی مختلف استفاده شد و فرآیند شبکه‌ای کردن پارچه پنبه‌ای توسط آنها با آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز ارزیابی گردید. پس از آمایش پارچه‌های آماده‌سازی شده با آسکوربیک اسید و چاپ جوهر بر پایه نیترات نقره، میزان مقاومت الکتریکی لایه چاپ شده و تاثیر تعداد گروه¬های عاملی بر روی آن بررسی شد. علاوه بر این تاثیر آماده‌سازی و تعداد گروه¬های کربوکسیلیکی بر روی خواص فیزیکی پارچه پنبه‌ای ارزیابی شد. در مرحله سوم از رزین استایرن بوتادین لاتکس کربوکسیله که همانند پلی کربوکسیلیک اسیدها گروه‌های عاملی کربوکسیلیکی دارند، جهت آماده‌سازی پارچه پنبه¬ای در غلطت‌های مختلف استفاده گردید. با آماده‌سازی پارچه پنبه‌ای با این رزین و سپس آمایش با آسکوربیک اسید، چاپ جوهر بر پایه نیترات نقره انجام گرفت و غلظت بهینه این رزین انتخاب گردید. تاثیر آماده‌سازی با این رزین بر روی خواص فیزیکی و مقاومت گرمایی آن اندازه‌گیری شد. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز، حضور این رزین بر روی پارچه پنبه‌ای را نشان دادند. در مرحله چهارم برای بهینه و تک مرحله‌ای کردن فرآیند چاپ و همچنین افزایش میزان رسانایی، جوهر بر پایه کمپلکس نقره تهیه شد. خواص فیزیکی جوهر مانند گرانروی و کشش سطحی بررسی و جهت چاپ با چاپگر جوهرافشان مناسب بود. خواص گرمایی، طیف سنجی مرئی / فرابنفش و آنالیز مادون قرمز جوهر تهیه شده انجام پذیرفت و تشکیل کمپلکس نقره تایید شد. با چاپ این جوهر بر روی پارچه آماده‌سازی شده با رزین استایرن بوتادین لاتکس کربوکسیله در یک، پنج و ده لایه، رسانایی الکتریکی آنها توسط دو روش مقاومت سنج چهار نقطه‌ای و نمودار جریان/ ولتاژ بررسی شد. مورفولوژی نانو ذرات چاپ شده بر روی نمونه‌های آماده سازی شده توسط میکروسکوپ الکترونی گسل میدانی بررسی شده و از آنالیز طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جهت بررسی کمی نانو ذرات بر روی سطح کمک گرفته شد. در مرحله پنجم برای بالابردن میزان رسانایی، از آماده¬سازی پارچه پنبه‌ای بر پایه پلی وینیل کلراید استفاده گردید. برای آماده‌سازی پارچه پنبه‌ای بر پایه پلی وینیل کلراید، از سه حلالِ دی‌متیل فرمامید، تتراهیدروفوران و سیکلوهگزانون استفاده شد. خواص بصری و گرمایی پارچه‌های آماده‌سازی شده توسط آنالیز اسپکتروفتومتری و آنالیز توزین حرارتی مورد بررسی قرار گرفت و خواص فیزیکی پارچه پنبه‌ای پس از آماده‌سازی اندازه‌گیری گردید. با چاپ جوهر بر روی پارچه آماده‌سازی شده با پلی وینیل کلراید، رسانایی الکتریکی نمونه‌ها با دو روش مقاومت سنج چهار نقطه‌ای و نمودار ولتاژ / آمپر اندازه گیری و مناسب ارزیابی شد. مورفولوژی نانو ذرات چاپ شده بر روی نمونه‌های آماده سازی شده توسط میکروسکوپ الکترونی گسل میدانی بررسی شده و از آنالیز طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس جهت بررسی کمی نانو ذرات بر روی سطح کمک گرفته شد. در خصوص نمونه‌های آماده‌سازی شده با پلی وینیل کلراید، حلال‌های به کار برده شده به دلیل ایجاد رفتار متفاوت رئولوژیکی نسبت به یکدیگر، روی رسانایی الکتریکی تاثیر می گذارند. مطالعه ساختار کریستالی و اندازه نانو ذرات نقره توسط آنالیز پراش اشعه ایکس و همچنین میکروسکوپ الکترونی عبوری صورت پذیرفت. تست ضد میکروبی پارچه‌های چاپ شده، خاصیت ضدمیکروبی طرح چاپ شده را نیز تایید کرد. ثبات سایشی و چسبندگی طرح‌های چاپ شده بررسی و مناسب ارزیابی گردید. مقاومت الکتریکی لایه‌های چاپ شده پس از 500 دوره خمش اندازه گیری شد. جهت بررسی و امکان سنجی لایه چاپ شده در کابردهای گرمایی مانند حسگرهای حرارتی، آزمون گرمایش ژول انجام شد که نتایج آن رضایت بخش بود. به طور کلی پارچه پنبه‌ای، دارای طرحِ چاپ شده‌ی رسانا، با کاربرد چند منظوره تهیه گردید.
کلمات کلیدی: سنتز درجا، پارچه پنبه‌ای، چاپگر جوهرافشان، کمپلکس نقره، پلی وینیل کلراید.
در پایان گفتنی است استاد راهنمای طرح مذکور خانم دکتر آتشه سلیمانی گرگانی از اعضای هیات علمی پژوهشگاه رنگ و استاد راهنمای دوم آقای دکتر Ozan Avinc از اعضای هیات علمی دانشگاه Pamukkale ترکیه بودند.