| Περίληψη: | Από τα μέσα του 20ου αιώνα κι έπειτα πραγματοποιήθηκε μια επανάσταση στον τομέα των υλικών, όταν άρχισαν να αναπτύσσονται τα πρώτα σύνθετα υλικά και να αντικαθιστούν σε εφαρμογές υψηλού επιπέδου τα παραδοσιακά υλικά που ήταν πλέον ανεπαρκή να καλύψουν τις απαιτήσεις των εφαρμογών. Πλέον στις αρχές του 21ου αιώνα παρατηρείται μια νέα ανάγκη για υλικά όχι απλά με καλύτερες ιδιότητες αλλά και με τη δυνατότητα να επιτελούν πολλαπλές λειτουργίες. Στο πλαίσιο αυτό λοιπόν γίνεται προσπάθεια να αναπτυχθούν προηγμένα υλικά με χρήση νανοσωματιδίων. Σε αυτή την προσπάθεια εντάσσεται και η παρούσα εργασία, μελετώντας την επίδραση που έχει η εισαγωγή γραφιτικών νανοεγκλεισμάτων στις θερμοηλεκτρικές ιδιότητες ινωδών συνθέτων υλικών. Στα πρώτα στάδια της εργασίας μελετώνται τα σύνθετα υλικά, οι ιδιότητές και τα χαρακτηριστικά τους. Στη συνέχεια δίνεται περισσότερο έμφαση στο γραφένιο και στα νανοεγκλείσματα που παράγονται από αυτό. Το γραφένιο αποτελεί μια πάρα πολύ καλή περίπτωση υλικού με μεγάλες προοπτικές και όπως διαπιστώθηκε από την αναζήτηση της βιβλιογραφίας η επιστημονική κοινότητα το έχει αντιληφθεί και εντείνει τις προσπάθειες για την ανάπτυξη και χρήση του στα σύνθετα υλικά. Στην κατεύθυνση αυτή κινήθηκε και η διπλωματική αυτή. Το γραφένιο και τα νανοσωματίδια που παράγονται από αυτό, μελετήθηκαν κι έπειτα παρασκευάστηκαν κάποια δοκίμια πάνω στα οποία έγιναν κάποιες μετρήσεις. Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν ένα σύστημα ρητίνης-σκληρυντή, ίνες άνθρακα, πολύστρωματικά γραφένια και πολυφλοιικοί νανοσωλήνες άνθρακα. Η ανάμειξη των υλικών πραγματοποιήθηκε με τη χρήση καλάνδρας. Με τη χρήση καλουπιών σιλικόνης παρασκευάστηκαν δύο ειδών δοκίμια, ένα με το υλικό αναφοράς (Νeat) και ένα υβριδικό υλικό όπου στο τροποποιημένο με περιείχε νανοεγκλείσματα (Doped) τα οποία πολυμερίστηκαν σε αυτόκλειστο φούρνο. Τα δοκίμια που προέκυψαν χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη, σε πρωταρχικό στάδιο, της θερμικής και ηλεκτρικής αγωγιμότητας των υβριδικών πολυμερών. Παρατηρήθηκε αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας κατά 10 τάξεις μεγέθους καθώς και αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας κατά 100%. Σε επόμενο στάδιο παρασκευάστηκαν φιλμ πολύ μικρού πάχους από το νανο-τροποποιημένο εποξικό σύστημα ρητίνης , ώστε να παρατηρηθεί και να προσδιοριστεί η θερμο-ηλεκτρική συμπεριφορά του υλικού. Στο φιλμ έγινε η απαιτούμενη προετοιμασία προκειμένου να είναι εφικτή η σύνδεσή του με πηγή τάσης 30V και με τη βοήθεια θερμοκάμερας καταγράφηκε θερμοκρασία επιφανείας έως 50°C σε θερμοκρασία δωματίου, και 35°C σε θερμοκρασία καταψύκτη (<-15°C) σε χρονικό διάστημα πέντε λεπτών από την ενεργοποίησή του. Τέλος, ενσωματώθηκε συνδυασμός νανοσωματιδίων άνθρακα σε ινώδη σύνθετα υλικά με σκοπό να μελετηθεί η διαφοροποίηση που επρόκειτο να επιφέρει η προσθήκη αυτή στην ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα του αρχικού υλικού . Η εισαγωγή των πολύστρωματικών γραφενίων και πολυφλοιικών νανοσωλήνων άνθρακα επέφεραν αύξηση στις ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες της πολύστρωτης με την ηλεκτρική αγωγιμότητα να καταγράφει άνοδο κατά 130% και την θερμική 33%.
|
|---|
