مروري بر خواص و تهيه پليمرهاي سلولي پيزوالكتريك

پيزوالكتريسيته قابليتي است كه طي آن مواد ويژه‌اي مي‌توانند انرژي‌ مكانيكي را به الكتريكي و برعكس تبديل كنند. افرون بر سراميك‌ها (مانند PZT) و پليمرهاي قطبي (PVDF و كوپليمرهاي آن)، در دو دهه‌ اخير پليمرهاي سلولي غيرقطبي نيز به‌دليل داشتن قيمت مناسب، سبكي، انعطاف‌پذيري و ضريب پيزوالكتريك (d33)، بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. اين پليمرها براي كاربردهاي مختلف همچون در جاذب‌هاي انرژي، حسگرها و در زميته‌ علوم پزشكي به‌كار گرفته مي‌شوند. پلي‌پروپيلن (PP)، پلي‌اتيلن ترفتالات (PET)، پلي‌اتيلن نفتالات (PEN)، پلي‌اتيلن (PE) و پلي‌الفين‌هاي حلقوي (COP) و مواد گرمانرم، ضريب پيزوالكتريك زيادي نشان مي‌دهند. با قرارگيري اين فيلم‌هاي سلولي در ميدان الكتريكي قوي (تخليه هاله يا ميان دو الكترود) و در مجاورت گاز يون‌كننده، گاز به‌وسيله ميدان الكتريكي يون مي‌شود، درون سلول‌ها باقي مي‌ماند و گشتاور دوقطبي نشان مي‌دهد. به‌دليل رفتار شبه‌پيزوالكتريك اين مواد، آن‌ها را پيزوالكترت و به خواصي كه نشان مي‌دهند، فروالكتريسيته مي‌گويند. عامل‌هاي مهمي همچون ساختار سلول‌ها (شكل‌شناسي، اندازه و چگالي)، نوع گاز يون‌‌كننده و مدول يانگ بر ضريب پيزوالكتريك اثر مستقيم مي‌گذارند. افزون بر اين، عمل‌اوري‌هاي پس‌فراورشي همچون فرايندهاي شيميايي و كشش نيز خواص پيزوالكتريك را بهبود مي‌دهند. پلي‌پروپيلن يكي از پليمرهاي سلولي پركاربرد در زمينه پيزوالكتريك‌هاست كه به‌دليل داشتن ويژگي‌هايي مانند قيمت مناسب، مقاومت خستگي و حبس شارژ خوب در سلول‌ها زمينه مطالعه را براي ساير پليمرها فراهم كرده است. در اين مقاله، پيشرفت‌هاي اخير در زمينه بهبود ضريب پيزوالكتريك و فرايند كار بحث شده است. اثر عامل‌هاي مختلف همچون استحكام شكست الكتريكي گازهاي مختلف، مدول يانگ، دماي كاركرد پليمر و افزودني‌ها بر پيزوالكتريسيته در پليمرهاي سلولي بررسي و مرور شده است.