ساخت الیاف منسوجات هوشمند با همکاری محقق ایرانی

محققان یک تیم تحقیقات بین‌المللی به همراه محقق ایرانی دانشگاه ولونگونگ استرالیا موفق به ساخت الیافی از جنس اکسید گرافن شدند.

 این الیاف علاوه بر داشتن استحکام و هدایت الکتریکی بالا می‌توانند ظرفیت ذخیره‌سازی بالایی نیز داشته باشند. منسوجات هوشمند به الیاف الکترونیکی سبک، مستحکم و انعطاف‌پذیر نیاز دارند تا بعنوان الکترود در این منسوجات استفاده شود. همچنین این الیاف باید قادر به ذخیره‌سازی انرژی باشند تا بتوان از آنها بعنوان باتری یا خازن استفاده کرد.

پیش از این محققان مختلفی در سراسر جهان با استفاده از گرافن و نانولوله‌های کربنی موفق به ساخت الیافی شده بودند که بتواند برای این منسوجات استفاده شود، اما این الیاف با شرایط ایده‌آل موردنظر تولیدکنندگان منسوجات فاصله دارد. برای مثال بهترین ظرفیتی که تاکنون برای این الیاف گزارش شده، ۲۶۵ فاراده بر گرم است که با مقدار مورد نظر محققان یعنی ۵۵۰ فاراده بر گرم هنوز فاصله زیادی دارد.

اخیرا گوردن والاس و همکارانش از دانشگاه ولونگونگ استرالیا الیافی از جنس اکسید گرافن تولید کرده‌اند که دارای ظرفیت ۴۱۰ فاراده برگرم است.

سید حامد ابوطالبی از محققان این پروژه می‌گوید: ساختاری که ما تولید کردیم، اولین الیاف اکسید گرافنی است، زیرا تمام خازن‌های مبتنی بر گرافن که پیش از این ساخته شده بود، محدود به استفاده از ورق‌های گرافنی بود. چنین الیافی هر چند مزایای خاص خود را دارد، اما برای تولید منسوجات هوشمند گزینه مناسبی نیست.

این گروه تحقیقاتی از یک روش ریسندگی تر (wet-spinning) جدید برای تولید این الیاف استفاده کردند که می‌توان با آن، الیاف با طول نامحدود و تخلخل بالا تولید کرد؛ این الیاف کاملا مستحکم و انعطاف‌پذیر هستند. همچنین این الیاف می‌توانند به عنوان واحدهای سازنده ابرخازن در منسوجات هوشمند استفاده شوند. مدول یانگ در این الیاف ۲۹ گیگاپاسکال است و هدایت الکتریکی ۲۵۰۰ S/m دارند، مساحت سطحی آن در حدود ۲۶۰۰ مترمربع بر گرم است.

ابوطالبی می‌گوید: این الیاف برای ساخت منسوجات قابل پوشیدن بسیار مناسب است. روشی که ما برای ساخت این الیاف ارائه کردیم، بسیار ساده بوده و می‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد.

نتایج این تحقیق در مقاله ACS Nano به چاپ رسیده است.