پديد آورندگان :
عباسي پور، مينا دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات تهران - باشگاه پژوهشگران و نخبگان , خواجوي، رامين دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران جنوب - گروه مهندسي نساجي و پليمر، تهران , يوسفي، علي اكبر پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران - پژوهشكده فرايند - گروه پلاستيك، تهران , يزدانشناس، محمداسماعيل دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات - گروه مهندسي نساجي , رزاقيان، فرهاد دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران جنوب - گروه مهندسي برق، تهران
كليدواژه :
پلي(وينيليدن فلوئوريد) , پيزوالكتريك , فاز β , برداشتگر انرژي
چكيده فارسي :
امروزه تأمين انرژي الكتريكي از انرژي‌هاي تجديدپذير مانند انرژي مكانيكي، گرمايي و خورشيدي گسترش يافته است. مواد پيزوالكتريك از مناسب‌ترين گزينه‌ها براي تأمين انرژي الكتريكي از انرژي مكانيكي موجود در طبيعت مانند نيروي مكانيكي، ارتعاش و حركات بدن انسان است. كاربرد برداشت‌كننده‌هاي پيزوالكتريك به‌منظور تأمين انرژي الكتريكي در قطعات الكترونيكي خودشارژشونده يا حسگرهاي بي‌سيم با توان كم براي حذف باطري يا كابل است. در واقع، خاصيت پيزوالكتريك خاصيتي از موادي ويژه است كه قابليت تبديل انرژي مكانيكي به الكتريكي و برعكس را فراهم مي‌كند. خاصيت پيزوالكتريك ابتدا در سراميك‌ها كشف شد. اما به‌دليل نياز به مواد پيزوالكتريك با سطح بزرگ و انعطاف‌پذيري زياد در بسياري از كاربردها و نيز قيمت نسبتاً ارزان و فناوري توليد ساده پليمرها در مقايسه با سراميك‌ها، پليمرها به‌طور گسترده به‌كار گرفته شدند. پلي(وينيليدن فلوئوريد) (PVDF)، پليمري نيمه‌بلوري با خواص فروالكتريك و پيزوالكتريك است و پنج شكل بلوري دارد. فاز β، قطبي است و به‌دليل بيشترين ممان دوقطبي و قطبش دائمي خاصيت پيرو و پيزوالكتريك نشان مي‌دهد. در اين مقاله، ابتدا PVDF معرفي و سپس روش‌هاي مختلف براي تعيين و اندازه‌گيري فازهاي مختلف آن مرور شده است. در نهايت، روش‌هاي مختلف از جمله كشش مكانيكي، فشار زياد، سردكردن مذاب، استفاده از حلال‌هاي قطبي، قطبش زير كشش و ميدان الكتريكي قوي، آميخته‌سازي با پليمرها و الكتروريسي و اثر افزودن انواع مواد افزودني مانند نانولوله كربن، خاك‌رس، فلزات و نمك‌هاي فلزي و سراميك‌ها بر افزايش فاز قطبي β بحث و بررسي شده است.
چكيده لاتين :
Recently, the supply of electrical energy from sustainable and renewable energies such as mechanical, thermal and solar energy has been expanded. Piezoelectric materials are one of the best alternatives for supplying electrical energy from the mechanical energy available in nature such as mechanical force, vibration and human body movements. The applications for piezoelectric energy harvester include low power electronics or wireless sensing at relatively lower power levels (nW to mW) with an aim to reduce a reliance on batteries or electrical power through cables and realize fully autonomous and self-powered systems. In fact, the piezoelectric property is the property of a special material that enables the conversion of mechanical energy into electrical energy and vice versa. Piezoelectric property was discovered in ceramics for the first time. However, because of the need to piezoelectric materials with large surfaces and high flexibility in many applications, and the relatively low price and simple manufacturing technology of polymers in comparison with ceramics, polymers are used extensively. Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) is a semicrystalline polymer with ferroelectric and piezoelectric properties. It has five distinctive configurations. β-phase is a polar phase showing significant piezoelectricity and pyroelectricity due to the highest dipolar moment and spontaneous polarization. In this review, PVDF polymer is introduced and then the different strategies for identification and quantification of PVDF phases are summarized. Finally, various methods including stretching, high pressure, ultra-fast cooling, melt quenching, using polar solvents, poling, copolymerization, polymer blending, electrospinning and filler addition such as carbon nanotube, clay, metals and metal salts, ceramics and etc., have been discussed for β-phase enhancement.
