مرضیه رنجبر محمدی

مواد پیزوالکتریک به دلیل قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و بالعکس، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند و کاربرد آن ها در حسگرها و برداشت انرژی بسیار ارزشمند است. در این تحقیق، لایه های پیزوالکتریک بر پایه پلی لاکتیک اسید (PLA) و PLA ترکیب شده با نانوذرات اکسید روی (PLA/ZnO) ساخته شدند. به منظور بررسی اثر غلظت نانوذرات بر خواص نهایی لایه تهیه شده، از غلظت های مختلف اکسید روی (5، 10، 15، 20 و 40 درصد وزنی) در ساختار PLA استفاده شد. پاسخ پیزوالکتریک لایه ها با استفاده از تست الکترومکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بارگذاری نانوذرات اکسیدروی به طور قابل توجهی عملکرد پیزوالکتریک لایه های PLA را افزایش می دهد. بالاترین عملکرد پیزوالکتریک در لایه های کامپوزیت PLA/ZnO با 20 درصد وزنی مشاهده شد. مورفولوژی لایه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، توزیع یکنواخت نانوذرات اکسید روی در ماتریس PLA را نشان داد. برای PLA خالص، قله های مشخصه مربوط به ساختار بلوری α مشاهده شد که نشان دهنده ماهیت نیمه بلوری آن است. گسترش قله ها به وجود مناطق بی شکل در ماده نسبت داده شد. ترکیب نانوذرات ZnO در PLA منجر به ظهور پیک های اضافی مربوط به ساختار بلور ZnO شد. وجود نانوذرات ZnO در لایه های PLA منجر به بهبود خواص پیزوالکتریک شد و این فیلم های پیزوالکتریک را گزینه جذابی برای دستگاه های مختلف حسگر و برداشت انرژی کرد. این مطالعه نتایج ارزشمندی را در مورد توسعه مواد پیزوالکتریک سازگار با محیط زیست و پایدار با پتانسیل قابل توجهی برای پیشرفت های فناوری آینده ارائه می دهد.