पाइलोइलेक्ट्रिक वस्त्रों के लिए नायलॉन पसंद की सामग्री लगती है, क्योंकि नायलॉन पर आधारित कपड़ा उद्योग बहुत परिपक्व रहा है, और नायलॉन में एक सुविधाजनक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल चरण भी है। यदि आप इसे टैप करते हैं, तो आपको एक सही चार्ज संचय मिलेगा। पर्यावरण संचलन से दबाव संवेदन और कटाई ऊर्जा।
हालांकि, इसे एक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल संरचना देते हुए एक फाइबर में नायलॉन बनाने के लिए सरल नहीं है। जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलिमर रिसर्च के शोधकर्ता और ब्रिटेन में बाथ विश्वविद्यालय में एक प्रोफेसर कमल असदी ने समझाया: जीजी उद्धरण; यह आधी सदी के लिए लगभग एक चुनौती है। जीजी उद्धरण; हाल ही में" उन्नत कार्यात्मक सामग्री" रिपोर्ट में, उन्होंने और उनके सहयोगियों ने बताया कि उन्होंने समस्या को कैसे हल किया।
नायलॉन का पीजोइलेक्ट्रिक चरण न केवल इलेक्ट्रॉनिक वस्त्रों के लिए आकर्षक है, बल्कि विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए भी आकर्षक है, विशेष रूप से उच्च भंगुरता के साथ पारंपरिक पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के लिए। हालांकि, दशकों से, एक मजबूत पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया के साथ क्रिस्टलीय नायलॉन का उत्पादन करने का एकमात्र तरीका यह है कि इसे पिघलाया जाए, इसे जल्दी से ठंडा किया जाए, और फिर इसे δ जीजी # 39; चरण में घनीभूत करने के लिए फैला दिया जाए। परिणामस्वरूप संरचना आमतौर पर दसियों माइक्रोन मोटी होती है, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या इलेक्ट्रॉनिक कपड़ा अनुप्रयोगों के लिए बहुत मोटी होती है।
जीजी उद्धरण का अस्तित्व; पीजोइलेक्ट्रिक व्यवहार जीजी उद्धरण; नायलॉन पॉलीमर श्रृंखला में दोहराई जाने वाली इकाइयों पर और उनके बीच और समीपवर्ती श्रृंखलाओं पर एमाइड समूहों के बीच परस्पर क्रिया समूहों पर अमाइड समूहों से उपजा है। जब ये स्वतंत्र रूप से अपने द्विध्रुवों को विद्युत क्षेत्र के साथ संरेखित करते हैं, तो सामग्री में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का लाभ उठाना संभव होता है, जिसे पहली बार 1980 के दशक में देखा गया था। हालांकि, नायलॉन के अधिकांश क्रिस्टलीय चरणों में क्या होता है, ये एमाइड अन्य बहुलक श्रृंखलाओं पर एमाइड्स के साथ मजबूत हाइड्रोजन बांड बनाते हैं, उनके पदों को लॉक करते हैं और उन्हें पुन: क्षय और संरेखित करने से रोकते हैं। इसलिए, हमारे सामने जो चुनौती है, वह एक ऐसे चरण का निर्माण करने का एक रास्ता खोजना है जो एमाइड को पिघलने, ठंडा करने और खींचने के दौरान पैदा होने वाले आकारिकी को प्रतिबंधित किए बिना स्वतंत्र रूप से पुन: पेश करने की अनुमति देता है।
जब दुनिया के अधिकांश शोध समूहों ने 1990 के दशक में पीज़ोइलेक्ट्रिक फिल्मों या तंतुओं के उत्पादन के प्रयास छोड़ दिए थे, तब असदी का समूह जीजी के उद्धरण के लिए आया था; टेक्सटाइल इंजीनियर जीजी के उत्कृष्ट छात्र; सलीम अनवर, जिसने असदी को इस मुद्दे पर ध्यान देने के लिए प्रेरित किया। । शोधकर्ताओं ने पहले मजबूत पीजोइलेक्ट्रिक गुणों के साथ एक चरण में नायलॉन उत्पादन के लिए बुनियादी कारकों पर विचार किया। पिघलने, ठंडा करने और खींचने की विधि तेजी से ठंडा करने वाले नायलॉन पर निर्भर करती है, इसलिए असदी और अनवर और उनके सहयोगियों ने एक विलायक में नायलॉन को भंग करके और फिर जल्दी से विलायक को निकालने के द्वारा एक ही प्रभाव प्राप्त करने का अध्ययन किया। हालांकि, सॉल्वैंट्स एमाइड के बीच हाइड्रोजन बॉन्ड पर हमला करके नायलॉन को भंग कर देते हैं और अपनी स्थिति में हाइड्रोजन बॉन्ड बनाते हैं, इसलिए विलायक से छुटकारा पाना लगभग असंभव है।
एक दिन, जब अनवर ने एक प्रयोग के बाद साफ करने के लिए एसीटोन का इस्तेमाल किया, तो उन्होंने असदी को एक अजीब अवलोकन बताया कि उन्होंने नायलॉन फिल्म का निर्माण करने के लिए एक विलायक के रूप में ट्राइफ्लोरोएसेटिक एसिड (टीएफए) का उपयोग करने की कोशिश की थी। अतिप्रवाह नायलॉन समाधान पारदर्शी हो गया। टीम को संदेह था कि अचानक पारदर्शिता की प्रतिक्रिया का संकेत देना चाहिए, इसलिए उन्होंने एक समाधान बनाने के लिए ट्राइफ्लूरोएराएसिटिक एसिड और एसीटोन का इस्तेमाल किया और नायलॉन का उपयोग करने के लिए इसका उपयोग करने की कोशिश की। निश्चित रूप से पर्याप्त, अगले सप्ताह, शोधकर्ताओं ने वांछित परिणाम प्राप्त किए।
अनवर ने गलती से एसीटोन और टीएफए के बीच हाइड्रोजन बंधन की खोज की, जो वैज्ञानिक समुदाय में ज्ञात सबसे मजबूत हाइड्रोजन बांडों में से एक है। इसलिए, जब शोधकर्ताओं ने विलायक को वाष्पित करने के लिए एक उच्च-वैक्यूम सब्सट्रेट पर समाधान फैलाया, जैसा कि असदी ने कहा, जीजी उद्धरण; यह जीजी # 39 है, जैसे एसीटोन लगभग TFA अणुओं को हाथ से पकड़ रहा है, उन्हें नायलॉन से बाहर ला रहा है, एक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल चरण बनाना। जीजी उद्धरण;
शोधकर्ता पहले एक मजबूत पीजोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया के साथ एक नायलॉन फिल्म का निर्माण करने वाला था। लेकिन यह उत्पादक तंतुओं की समस्या को पूरी तरह से हल नहीं करता है, क्योंकि उच्च वैक्यूम के साथ उत्पादन विधि अभी भी असंगत है। इसलिए उन्होंने विलायक निष्कर्षण दर को नियंत्रित करने के अन्य तरीकों का अध्ययन किया। उन्होंने इलेक्ट्रोसपिनिंग द्वारा तंतुओं के उत्पादन पर ध्यान केंद्रित किया। इलेक्ट्रोसपिनिंग प्रक्रिया में, विद्युत क्षेत्र तंतुओं में बहुलक समाधान को एक व्यास के साथ आकर्षित करता है जो चौड़ाई में दसियों नैनोमीटर जितना छोटा होता है। फाइबर की उच्च सतह क्षेत्र अनुपात उच्च विलायक निष्कर्षण पैदा करता है। मूल्यांकन करें। फिर, कुंजी इसे बहुलक समाधान और इलेक्ट्रोसपिनिंग स्थितियों की चिपचिपाहट के साथ संतुलित करने के लिए है ताकि अन्य कारक कीमती G जीजी # 39; चरण में तंतुओं के गठन को रोक न सकें।
शोधकर्ताओं ने पाया है कि लगभग 200 नैनोमीटर चौड़े फाइबर में एक जीजी कोट होता है; मीठे स्पॉट जीजी कोटे; प्रतिस्पर्धी कारकों के बीच। 8 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ आवधिक यांत्रिक झटके के तहत उत्पन्न क्षमता के माप परिणाम बताते हैं कि 200-नैनोमीटर; जीजी # 39; चरण फाइबर 6 वी उत्पन्न करता है, जबकि संकरा फाइबर इन चौड़ाई के कारण 0.6 वी से कम उत्पन्न करता है। संकीर्णता से संबंधित कारक फाइबर द्वारा गठित चरण का कारण बनता है जिसमें कोई पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।
वास्तव में, 1000nm के आसपास एक विस्तृत फाइबर में, विलायक को कुशलतापूर्वक और जल्दी से निकालने के लिए फाइबर बहुत मोटी है। नायलॉन केवल all क्रिस्टलीय चरण बनाता है जिसमें केवल एक कमजोर पीजोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया होती है। मोटे तंतुओं में, is चरण की पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया खराब होती है, जिसे कुछ हद तक बड़े फाइबर मात्रा द्वारा मुआवजा दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 4V क्षमता होती है। हालांकि, 200nm G जीजी # 39; चरण फाइबर अभी भी अधिक संवेदनशील प्रतिक्रिया का लाभ है।
