تولید نانوچسب‌های خودترمیم شونده برای جایگزین لحیم‌کاری
به گزارش روز یکشنبه از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در سال‌های اخیر، فناوری چسب رسانای الکتریسیته به‌عنوان یکی از گزینه‌های جایگزین روش سنتی لحیم‌کاری در تولید مدارهای الکتریکی، اتصال قطعات سلول‌های خورشیدی و بسته‌بندی‌های الکترونیکی مورد توجه صاحبان صنایع در حوزه‌ی برق و الکترونیک قرار گرفته است.
از سوی دیگر قابلیت‌های گسترده‌ی 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 چسب‌ها انداخته است.
دکتر فرزانه هاشمی نصر دانش‌آموخته مقطع دکتری دانشگاه تهران به‌کارگیری فلز سمی سرب را یکی از معایب اصلی استفاده از فرایند لحیم‌کاری در اتصال قطعات در مدارهای الکترونیکی عنوان کرد و افزود:«در طرح حاضر از یک سو از نانوصفحات گرافن به‌منظور بهبود خواص رسانایی چسب‌های رسانای الکتریکی استفاده شده‌است و از سوی دیگر با بهره‌گیری از نانوکپسول‌های حاوی مواد ترمیم‌کننده، خاصیت خودترمیم‌شوندگی به چسب القا شده‌است.»
وی در ادامه افزود:« اعمال اصلاح ساختاری و همچنین استفاده از فناوری نانو در ساخت چسب رسانا علاوه بر بهبود کارایی چسب، افزایش طول عمر و مقاومت در برابر شوک حرارتی را در پی داشته است.»
این محقق ضمن مقایسه نانوچسب تولیدشده با چسب‌های رایج در بازار، در خصوص سازوکار خودترمیم شوندگی این نانوچسب گفت:« اغلب چسب‌های موجود در بازار بر پایه‌ی اپوکسی هستند و معایبی از قبیل قیمت بالا و طول عمر کم دارند. در طرح حاضر از پلیمر پلی‌یورتان به‌عنوان پایه‌ی چسب استفاده شده‌است که معایب اپوکسی را ندارد. به‌علاوه استفاده از نانوکپسول‌های پلیمری حاوی دی ایزوسیانات در ساختار نانوچسب سبب می‌شود که در اثر ایجاد ترک، نانوکپسول‌ها بشکنند و دی ایزوسیانات موجود در آن‌ها آزاد شود و واکنش با رطوبت هوا سبب ترمیم ترک ایجاد شده شود.»
به گفته‌ی هاشمی نصر، در این تحقیق در ابتدا گرافن عامل‌دار شد و در ادامه نانوکپسول‌های پلیمری از جنس PMMA حاوی دی ایزوسیانات سنتز شده‌اند. سپس نانوذرات گرافن عامل‌دار و نانوکپسول‌های مملو از دی ایزوسیانات درون زمینه‌ی پلی‌یورتان پراکنده شده‌اند. در انتها و پس از انجام آزمون‌های مشخصه‌یابی و هدایت الکتریکی، قابلیت نانوچسب تولیدی در اتصال قطعات آلومینیومی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
با افزایش درصد پرکننده‌ی گرافنی از 3 تا 10 درصد وزنی، مقاومت تنشی از MPa 1.755 به MPa 1.931 و هدایت الکتریکی ازS m 2.2 × 10-9 به S m 4.1 افزایش یافته است.
این مقاله حاصل پژوهش دوره‌ی پسادکتری دکتر فرزانه هاشمی نصر دانش‌آموخته مقطع دکتری دانشگاه تهران، دکتر مهدی باریکانی پژوهشگر پسادکتری پژوهشگاه نیرو و عضو هیات علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران و مهندس مهدی صالحی محقق پژوهشگاه نیرو است. نتایج این کار در مجله RSC Advances با ضریب تاثیر 2.936(جلد 8، شماره 54، سال 2018، صفحه 31094 الی 31105) منتشر شده‌ست.
