ربات کشاورز: محققان کشور در مقیاس آزمایشگاهی موفق به تولید چسب های ترمیم شونده بعنوان جایگزینی برای لحیم کاری با فناوری نانو شدند.
به گزارش ربات کشاورز به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، پژوهشگر دانشگاه تهران با همکاری محققانی از پژوهشگاه نیرو و پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران در مطالعات آزمایشگاهی خود موفق به تولید نانوچسب هایی پلیمری با دو خصوصیت رسانایی و خودترمیم شوندگی شدند. این نانوچسب ها می توانند جایگزین مناسبی برای عملیات لحیم کاری باشند.
در سال های اخیر، فناوری چسب رسانای الکتریسیته بعنوان یکی از گزینه های جایگزین روش سنتی لحیم کاری در تولید مدارهای الکتریکی، اتصال قطعات سلول های خورشیدی و بسته بندی های الکترونیکی مورد توجه صاحبان صنایع در حوزه برق و الکترونیک قرار گرفته است. از طرف دیگر قابلیت های گسترده ی فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه تهران، پژوهشگاه نیرو و پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران را به فکر استفاده از این فناوری جهت بهینه کردن عملکرد این چسب ها انداخته است.
دکتر فرزانه هاشمی نصر دانش آموخته مقطع دکتری دانشگاه تهران به کارگیری فلز سمی سرب را یکی از معایب اصلی استفاده از فرایند لحیم کاری در اتصال قطعات در مدارهای الکترونیکی عنوان نمود و اضافه کرد: در طرح حاضر از یک سو از نانوصفحات گرافن به منظور بهبود خواص رسانایی چسب های رسانای الکتریکی استفاده شده است و از طرف دیگر با بهره گیری از نانوکپسول های حاوی مواد ترمیم کننده، خاصیت خودترمیم شوندگی به چسب القا شده است.
وی اضافه کرد: اعمال اصلاح ساختاری و همین طور استفاده از فناوری نانو در ساخت چسب رسانا علاوه بر بهبود کارایی چسب، افزایش طول عمر و مقاومت در مقابل شوک حرارتی را به دنبال داشته است.
این محقق ضمن مقایسه نانوچسب تولیدشده با چسب های رایج در بازار، درباب سازوکار خودترمیم شوندگی این نانوچسب اظهار داشت: اغلب چسب های موجود در بازار بر پایه اپوکسی هستند و معایبی از قبیل قیمت بالا و طول عمر کم دارند. در طرح حاضر از پلیمر پلی یورتان بعنوان پایه چسب استفاده شده است که معایب اپوکسی را ندارد. به علاوه استفاده از نانوکپسول های پلیمری حاوی دی ایزوسیانات در ساختار نانوچسب سبب میگردد که در اثر احداث ترک، نانوکپسول ها بشکنند و دی ایزوسیانات موجود در آنها آزاد شود و واکنش با رطوبت هوا سبب ترمیم ترک به وجود آمده شود.
به گفته هاشمی نصر، در این تحقیق در ابتدا گرافن عامل دار شد و در ادامه نانوکپسول های پلیمری از جنس PMMA حاوی دی ایزوسیانات سنتز شده اند. سپس نانوذرات گرافن عامل دار و نانوکپسول های مملو از دی ایزوسیانات درون زمینه ی پلی یورتان پراکنده شده اند. در اختتام و سپس انجام آزمون های مشخصه یابی و هدایت الکتریکی، قابلیت نانوچسب تولیدی در اتصال قطعات آلومینیومی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی اظهار داشت: با افزایش درصد پرکننده گرافنی از ۳ تا ۱۰ درصد وزنی، مقاومت تنشی از MPa ۱.۷۵۵ به MPa ۱.۹۳۱ و هدایت الکتریکی ازS/m ۲.۲ × ۱۰-۹ به S/m ۴.۱ افزایش یافته است.
این مقاله حاصل پژوهش دوره پسادکتری دکتر فرزانه هاشمی نصر دانش آموخته مقطع دکتری دانشگاه تهران، دکتر مهدی باریکانی پژوهشگر پسادکتری پژوهشگاه نیرو و عضو هیأت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران و مهندس مهدی صالحی محقق پژوهشگاه نیرو است.
نتایج این کار در مجله RSC Advances با ضریب تأثیر ۲.۹۳۶ (جلد ۸، شماره ۵۴، سال ۲۰۱۸، صفحه ۳۱۰۹۴ الی ۳۱۱۰۵) انتشار یافته است.