غشاهاي نانوكامپوزيتي مبادله كننده پروتون برپايه نفيون ونانوذرات Fe2TiO5 براي استفاده درپيل هاي سوختي غشاي مبادله كننده پروتون

طرح اختراعي حاضر، طراحي روش و دستيابي به نقطه بهينه در لايه نشاني لايه انتقال دهنده حفره پلي (3 و 4- اتيلن دي اكسي تيوفن): پلي استايرن سولفونات (PEDOT:PSS) برروي اينديوم قلع اكسايد (ITO) در سلول هاي خورشيدي پليمري مي باشد. در اين روش اثر حلال بر كاهش مقاومت لايه پليمري نشانده شده بر روي آند در ساخت سلول خورشيدي پليمري، اثر حرارت دهي بعد از حذف PSS به جهت افزايش رسانش و همچنين سرعت هاي مختلف لايه نشاني مورد بررسي قرار گرفت. تكنيك دستيابي به نقطه بهينه، لايه نشاني چرخشي در سرعت هاي 2500، 3500 و 4500 دور بر دقيقه و فرآيند دمادهي (Annealning) در دماهاي مختلف 80، 100 و 120 درجه سانتيگراد مي باشد. با استفاده از مقاومت سنج و بررسي مورفولوژي سطحي با استفاده از روش ميكروسكوپ روبشي الكتروني SEM، نقطه بهينه لايه نشاني استخراج شد كه معادل سرعت 3500 دور بر دقيقه و شرايط حرارت دهي 120 درجه سانتيگراد مي باشد. كاربرد اصلي طرح اختراعي حاضر در ساخت سلول خورشيدي پليمري مي باشد كه بهينه سازي تك تك لايه ها، درنهايت مي تواند به افزايش بازده تبديل انرژي منجر گردد.

عنوان طرح اختراعي حاضر، طراحي و ساخت نسل جديد سلول خورشيدي پليمري با استفاده از رنگدانه آلي پايه آميني مي باشد. اين طرح روشي نوين در طراحي و ساخت سلول هاي خورشيدي پليمري را ارائه مي دهد كه بر مبناي آن بهبود عملكرد تبديل انرژي در يك سلول خورشيدي پليمري مشاهده مي گردد. زمينه فني اختراع مربوطه به حوزه هاي مختلف از جمله شيمي، فيزيك، مهندسي مواد، مباحث مرتبط با انرژي و محيط زيست مربوط مي شود. سلول خورشيدي دستگاهي ست كه قابليت تبديل نور خورشيد به جريان الكتريسيته را دارا مي باشد. انواع مختلفي از سلول هاي خورشيدي طي سالهاي اخير توسعه داده شده اند كه از ميان آنها مي توان به سلول هاي حساس شده به رنگدانه، سلول هاي سيليكوني و لايه نازك، سلول هاي حساس شده به نقاط كوانتومي، سلول هاي خورشيدي پليمري و ... اشاره نمود. سلول خورشيدي پليمري به دليل مزاياي فراوان آن مانند سبك وزن بودن، قابليت ساخت به صورت انعطاف پذير، توليد آسان، فرآيند پذيري در حالت محلول و موارد مشابه ديگر، بسيار مورد توجه مي باشد. اين سلول ها از چينش لايه هاي مختلف برروي هم توليد مي گردند. لايه هاي مختلف آنها شامل آند، لايه انتقال دهنده حفره، لايه فعال، لايه انتقال دهنده الكترون و كاتد هستند. لايه هاي انتقال دهنده حفره و لايه انتقال دهنده الكترون با توجه به طراحي درنظرگرفته شده براي هر سلول خورشيدي پليمري خاص، مي توانند طي فرآيند ساخت حذف گردند. لايه فعال بخش جاذب نور بوده كه توليد اكسايتون (جفت الكترون-حفره) را برعهده دارد. جدايش بار الكتريكي در فصل مشترك لايه فعال رخ مي دهد. الكترون ها به سمت كاتد و حفرات به سمت آند مي روند. از اينرو طراحي و تغيير در لايه فعال منجر به تغيير در عملكرد سلول خورشيدي مي گردد. در طرح اختراعي حاضر، ساخت لايه فعال جديد براي سلول خورشيدي پليمري صورت گرفته است. يعني علاوه بر تركيب الكترون دهنده تيوفني و تركيب الكترون پذيرنده فولرني، از رنگدانه آلي پايه آميني به عنوان تركيب الكترون دهنده ثانويه استفاده مي گردد. اين تركيب افزايش توليد اكسايتون (جفت الكترون –حفره) و تغيير در سطح انرژي لايه فعال را به همراه دارد كه منجر به تغيير در ولتاژ مدارباز سلول خورشيدي مي گردد. بنابراين درمجموع عملكرد سلول خورشيدي پليمري را بهبود مي بخشد. تكنيك ساخت سلول خورشيدي با استفاده از دستگاه لايه نشان چرخشي بوده و براي ساخت الكترود كاتد آن از روش لايه نشاني تبخير فيزيكي استفاده مي شود. الكترود آند آن نيز شيشه پوشيده شده با اينديوم قلع اكسايد است. اين طراحي ساختار جديد مي تواند، بازده سلول خورشيدي پليمري را تا 3 برابر نمونه اوليه افزايش دهد. حلال بكار برده شده در اين طرح، حلال كلرو بنزن مي باشد كه تركيبات پليمري در اين حلال، قابل حل بوده و به راحتي لايه نشاني مي گردند. همچنين در ساخت سلول خورشيدي اختراعي، از جو نيتروژن استفاده نشده است و تمامي فرآيند ساخت در دماي اتاق و جو نرمال صورت پذيرفته است. اختراع حاضر مي تواند به صورت انبوه و به شكل صنعتي توليد گردد و براي توليد آن از دستگاه ها و تكنولوژي هاي معمول ساخت سلول خورشيدي پليمري مانند تكنولوژي پرينتينگ استفاده مي شود. سلول خورشيدي ساخته شده به اين روش مي تواند براي تامين انرژي الكتريكي منازل، كارخانجات، وسايل الكترونيكي سيار مانند تلفن همراه و لپ تاپ استفاده گردد. كاربرد پيشرفته اين سلول ها، در سفينه هاي فضايي بوده و همچنين مي توان نيروگاه هاي خورشيدي را برپايه اين سلول خورشيدي طراحي نمود.

خلاصه ي اختراع اين طرح اختراعي با عنوان " طراحي و ساخت الكترود كامپوزيتي برپايه نفيون/پلاتين به روش شيميايي فاقدالكترود" به منظور ارتقاي عملكرد پيلهاي سوختي پليمري ارائه گرديده است. در اين طرح اختراعي با استفاده از روش شيميايي فاقد الكترود (electroless) در ساخت لايه ي الكتروكاتاليست تلاش بر اين است كه مشكل اتصال بين نانوذرات پلاتين در ساختار الكترود پيلهاي سوختي برطرف گردد به گونه اي كه با حداقل ميزان پلاتين بيشترين بازده را توليد كند. طرح اختراعي حاضر با تغييراتي نه چندان پيچيده اما مهم و كليدي، روشي را ايجاد ميكند كه نه تنها ميزان مصرف كاتاليست پلاتين را كه سهم عظيمي در قيمت گران اين صنايع است را كاهش دهيم بلكه بازدهي بالاتر و چشم گيري را در فعاليت الكتروكاتاليستي پلاتين به ويژه در كاتد پيل سوختي غشاي مبادله كننده پروتون مشاهده كنيم. بدين منظور، از روش نوين شيميايي كاهش نمك پلاتين و pHهاي متغيير هنگام بارگيري ذرات پلاتين بر روي ساختا غشاي نفيون استفاده گرديد.بدين صورت كه پس از نفوذ ذرات كاتيونهاي پلاتين به داخل پليمر نفيون، به آرامي ذرات كاتيون را با يك كاهنده ي ملايم كاهش ميدهيم تا به نانوذرات پلاتين تبديل شوند. ابعاد اين ذرات پلاتين در حدود 6 نانومتر بر طبق مشاهدات ميكروسكوپ الكتروني اندازه گيري شده است. ساخت پيل سوختي غشاي مبادله كننده پروتون گام موثري در تامين انرژي الكتريسيته براي صنايعي همچون خودرو سازي، هوافضا، صنايع نفت و ديگر صنايعي كه احتياج به يك مولد الكتريسيته جاي گزين دارند محسوب ميشود. با استفاده از اين روش، لايه ي الكتروكاتاليستِ در ابعاد نانو، يكنواخت و با كارايي بيشتر ساخته شد. همچنين روش بيان شده در اين طرح اختراعي تكرارپذير، آسان و ارزان قيمت است.

زمينه ي اين اختراع مربوط به علوم شيمي، فيزيك، مهندسي مواد، الكترونيك، محيط زيست و انرژي هاي نو است كه با توجه به مسئله ي بحران انرژي امروزه مورد توجه بسياري مي باشد. رشد روز افزون مصرف انرژي كه عمدتا شامل سوخت هاي فسيلي است منجر به افزايش بي رويه ي توليد گازهاي گلخانه اي و گرمتر شدن كره ي زمين شده است كه پيامد هاي زيست محيطي مخربي به همراه دارد. توليد انرژي از طريق پديده ي فوتوولتايي در سلول هاي خورشيدي مي تواند تا حد قابل قبولي از وابستگي ما به سوخت هاي فسيلي بكاهد. اولين نسل از سلول هاي خورشيدي تحت عنوان سلول هاي خورشيدي سيليكوني از سيليكون كريستالي بسيار خالص در ساختار خود بهره مي بردند و با توجه به كمبود منابع سيليكون و نيز پرهزينه بودن مراحل آماده سازي و ساخت اين دستگاه ها تهيه ي آن ها به صرفه ي اقتصادي نيست. اگرچه امروزه اين دستگاه ها نسبت به ساير انواع از راندمان بالاتري در توليد الكتريسيته برخوردارند و راندمان تبديل انرژي در آن ها به 33% نيز رسيده است اما هزينه ي بالاي ساخت و توليد آن ها، عدم انعطاف پذيري و سنگين و شكننده بودن پنل هاي سيليكوني همواره از نقاط ضعف اين دستگاه ها به شمار رفته است. در سال هاي اخير صنعت فوتوولتايي با گسترش نانوتكنولوژي و توليد نانو ذرات، نانو ميله ها و نانو لوله ها و با جايگزين كردن انواع ديگري از سلول هاي خورشيدي مانند سلول هاي خورشيدي پليمري به منظور كاهش هزينه هاي مربوط به توليد اين دستگاه ها و نيز آسان تر شدن تكنولوژي ساخت آن ها پيشرفت قابل توجهي نشان داده است. اين دستگاه ها با هزينه ي توليد فوق العاده كم و امكان پوشش دهي در يك مساحت زياد آينده ي روشني را پيش چشم گشوده اند. سلول هاي خورشيدي پليمري به علت نيمه شفاف بودن، انعطاف پذيري و وزن فوق العاده كم گزينه ي بسيار مناسبي براي مصارف خانگي و شخصي هستند و مي توان از آنها در لباس ها و تلفن هاي همراه استفاده كرد. مواد آلي از نظر فراواني، ايمني زياد و نا محدود بودن منابع گزينه ي مناسبي جهت استفاده در سلول هاي خورشيدي آلي هستند. مواد نيمه رساناي آلي بسيار ارزان تر از مواد نيمه رساناي معدني مانند سيلسيوم بوده و ضريب جذب نوري بالايي دارند كه اين ويژگي باعث مي شود لايه ي نازكي از آن ها در حد نانومتر در ساختار سلول هاي خورشيدي استفاده شود. همان گونه كه گفته شد ويژگي جالب آنها انعطاف پذيري است و پنل هاي آن ها با تكنيك هاي ساده اي همچون Roll-to-Roll تهيه مي شوند. امكان استفاده از سوبستراهاي انعطاف پذير همچون مواد پلاستيكي و فرآيند هاي ساخت و توليد با سرعت بالا مي تواند باعث كاهش هزينه هاي مربوط به توليد اين دستگاه ها شود. نسل جديد سلول هاي خورشيدي پليمري شامل سلول هاي خورشيدي پليمري اتصال ناهمگن توده اي (BHJs) مي باشد كه در مقايسه با سلول هاي خورشيدي پليمري تك لايه و دو لايه از عملكرد و راندمان مناسب تري برخوردارند و در حال حاضر راندمان تبديل انرژي در آن ها به 8% رسيده است. سلول هاي خورشيدي پليمري هيبريدي نوع ويژه اي از سلول هاي خورشيدي پليمري BHJ بوده كه به دليل برخورداري از عملكرد مناسب تر در چند دهه ي اخير توجه جهاني را به خود جلب نموده است و موضوع اصلي اين كار تحقيقاتي مي باشد. لايه ي فعال اين نوع دستگاه ها شامل مواد پليمري به عنوان دهنده ي الكترون و نانو ذرات معدني (عمدتا شامل اكسيد هاي فلزي نيمه هادي) به عنوان پذيرنده ي الكترون است. در اين كار پژوهشي كه در راستاي طراحي و ساخت اولين سلول خورشيدي پليمري هيبريدي ايران در دانشگاه صنعتي اميركبير در قالب پايان نامه ي كارشناسي ارشد با كسب درجه ي ممتاز انجام پذيرفته است از پلي (3-هگزيل تيوفن) به عنوان تركيب پليمري دهنده ي الكترون و انتقال دهنده ي حفره و از نانو ذرات TiO2 و نانو كامپوزيت TiO2- نقره با درصد هاي وزني متفاوت نقره به عنوان پذيرنده ي الكترون استفاده شده است. از آن جايي كه TiO2 ارزان قيمت، غير سمي و داراي پايداري شيميايي و فوتو شيميايي مطلوب مي باشد و سطوح انرژي مناسبي براي پذيرش الكترون دارد از جمله تركيبات معدني مناسب براي بكارگيري در كنار پليمر هادي بعنوان پذيرنده ي الكترون است. نانوكامپوزيت نقره-TiO2 با در صدهاي وزني مختلف نقره طي روش سل- ژل تهيه گرديد و همراه با بخش پليمري به عنوان لايه ي فعال سلول خورشيدي پليمري به كار گرفته شد. از شيشه ي پوشيده شده با اينديوم تين اكسايد (ITO) به عنوان آند نيمه شفاف براي عبور هرچه بيشتر نور و از طلا به عنوان كاتدي با انتقالات الكتروني بالا استفاده شد. لايه نشاني ها با استفاده از روش پوشش دهي چرخشي انجام شد. به منظور عملكرد بهتر پليمر بخشي از فرآيند كار در جو نيتروژن انجام پذيرفت. نتايج به دست آمده از اندازه گيري هاي جريان- ولتاژ حاكي از بهبود و پيشرفت بسيار قابل توجه عملكرد سلول خورشيدي پليمري هيبريدي نسبت به سلول خورشيدي پليمري تك لايه است.

در اختراع حاضر، با تغيير تركيب الكتروليت موجود در ساختار آنها با استفاده از نمكهاي معدني ليتيم و تاثير اين پارامتر در قالب افزايش ميزان جابجايي، ميزان نيروي بدست آمده از اين مواد و ميزان تكرارپذيري عملكرد IPMNC actuators به عنوان فعال كننده نرم مشاهده گرديد. يكي از مشكلات مهم در عملكرد اين تكنولوژي طول عمر عملكرد آن ميباشد. استفاده از نمك ليتيم در نانوكامپوزيت پليمري علاوه بر پايداري بيشتر در عملكرد، ميزان حركت اين فعال كننده هاي پليمري را افزايش ميدهد. لازم بذكر است كه با توجه به قابليتها و كاربردهاي اين پليمرها، مي توان از آنها در ساخت طيف وسيعي از روباتها جهت مصارف صنعتي و يا پزشكي استفاده نمود، امري كه پيش نياز آن طراحي و ساخت پليمرهايي منطبق با نيازهاي مورد نظر است. اختراع حاضر در صدد است تا پاسخي به اين نياز علمي- كاربردي باشد. افزايش ميزان محتوي آب و از طرف ديگر، حضور كاتيون هاي ليتيم در ساختار نانوكامپوزيت-فلزي در فعال كننده هاي نرم، موجب افزايش سرعت، افزايش ميزان جابجايي و افزايش كارايي مي شوند.

اختراع حاضر با عنوان ساخت و سنتز كامپوزيت پلي (3و4- اتيلن دي اكسي تيوفن) پلي استايرن سولفونات : گرافن اكسايد به عنوان لايه تقويت كننده انتقال حفره در سلول هاي خورشيدي پليمري در زمينه انرژي هاي نو، شيمي و مهندسي مواد مي باشد. همگام با افزايش جمعيت جهان و مصرف انرژي در كشورهاي در حال توسعه، نياز به انرژي در حال افزايش است. انرژي خورشيد يكي از منابع تامين انرژي رايگان، پاك و عاري از اثرات مخرب زيست محيطي است . توليد انرژي از طريق پديده ي فوتو ولتايي در سلول هاي خورشيدي مي تواند از ميزان وابستگي ما به سوخت هاي فسيلي در توليد الكتريسيته بكاهد. سلول هاي خورشيدي پليمري با استفاده از تركيبات نيمه هادي آلي در ساختار خود به هدف كاهش هزينه هاي توليد سلول هاي خورشيدي و آسان تر شدن تكنولوژي ساخت آن ها روي كار آمدند.اختراع نامبرده قابليت كاربرد به عنوان لايه ي انتقال دهنده ي حفره در سلول خورشيدي پليمري را دارد. لايه ي انتقال حفره كه بر روي آند قرار دارد وظيفه ي انتقال حفره به سمت الكترود آند و جلوگيري از عبور الكترون را دارد . اين لايه سبب بهبود فاكتور انباشتگي (FF) و جلوگيري از اتصال كوتاه در سلول خورشيدي مي شود. دراين طرح اختراعي با طراحي لايه ي انتقال حفره ي مناسب براي سلول خورشيدي پليمري با هدف افزايش رسانايي الكتريكي ، مورفولوژي يكنواخت راندمان مناسبي درآن ها ايجاد شده است . براي اين منظور نانو ذرات گرافن اكسايد را با تركيب پايه ي پليمري (پلي 3و4 اتيلن دي اكسي تيوفن پلي استايرن سولفونات) = (PEDOT :PSS) كامپوزيت نموده و درصد بهينه ي ميزان گرافن اكسايد افزوده شده به PEDOT:PSS را مشخص نموده ايم . نتايج حاصل از اندازه گيري جذب به وسيله ي طيف مرئي – فرابنفش به خوبي افزايش هدايت الكتريكي به وسيله ي افزودن نانو ذرات گرافن اكسايد به تركيب پايه ي پليمري PEDOT:PSS را نشان مي دهد.

طرح اختراعي حاضر با عنوان طراحي و ساخت باتري يون ليتيم با استفاده از الكتروليت پليمر-ژل (GPE) در زمينه علوم مختلف از جمله شيمي و مهندسي مواد مي باشد. در مسير اين اختراع، براي دستيابي به فرمولاسيون مناسب براي باتري هاي يون ليتيم، تلاش هاي بسياري صورت گرفته است. امروزه انرژي يكي از مهمترين مباحث موجود در مجامع علمي داخلي و بين المللي مي باشد. اين موضوع ما را بر آن داشت تا با عزمي راسخ در زمينه دستيابي به روشي نوين در ساخت باتري هاي ليتيمي گام برداريم. تا هم در اين زمينه پيشگام بوده و هم اين دانش فني را به ساير كشورها صادر نماييم. آسان ترين روش براي تهيه الكتروليت هاي پليمري روش قالب گيري است، كه در آن فيلم الكتروليت از طريق تبخير حلال از محلول قالب گيري شده حاوي پليمر و نمك ليتيم بدست مي¬آيد. اين روش ساده و ارزان بطور گسترده براي تهيه الكتروليت هاي پليمري استفاده مي¬گردد. در اين روش نمي توان از كربنات هاي خطي مانند اتيلن كربنات و دي متل كربنات به دليل فرايند كند تبخير در آنها استفاده كرد. اين روش براي حلال¬هاي آلي با نقطه جوش بالا داراي محدوديت مي¬باشد. براي حل اين مشكل از دمادهي استفاده مي¬شود. دمادهي روشي است كه براي تهيه فيلم ژله اي از طريق انحلال مستقيم پليمر ها در الكتروليت مايع در پي قالب گيري و سرد كردن در دماي اتاق صورت مي¬پذيرد. الكتروليت پليمري ژلي در اين روش از الكتروليت¬هاي آلي و پليمرها و بدون نياز به پيش حلال و افزودني ساخته مي¬شود. در اين وضعيت نمي¬توان از حلال¬هاي با نقطه جوش پايين استفاده نمود. اين متد معمولا براي پليمرهايي نظير پلي آكريلونيتريل و PMMA و حلال¬هايي نظير اتيلن كربنات، دي متيل كربنات، پروپيلن كربنات و دي متيل استاميد به كار مي¬رود. در كار حاضر هم از همين روش براي تهيه غشاهاي پليمري استفاده شده است. براي تهيه¬ي الكتروليت پليمري ژلي در يك غلظت ثابت از نمك ليتيم (75/0 مولار نمك ليتيم پركلرات در دي متيل استاميد) به مقدار 5 درصد وزني پليمر (بيان شده بر حسب وزن الكتروليت مايع) به محلول الكتروليت اضافه گرديد و براي مدت 6 ساعت براي انحلال كامل پليمر در الكتروليت مايع هم زده شد. در مرحله¬ي بعد محلول همگن بدست آمده در داخل پتري ديش ريخته شد و قالب گيري انجام شد. سپس براي تشكيل ژل به مدت 12 ساعت در دماي 80 درجه سانتيگراد قرار گرفت و يك فيلم پايدار با ضخامت بين 330 ميكرومتر بدست آمد.

روباتهاي معمول با استفاده از چرخها، موتورها، چرخ دنده ها و اتصالات چند پارچه در ساختار خود مي توانند در زمين، هوا يا زير آب قابليت حركت داشته باشند. ساختار و عملكرد بهترين انواع از اين روباتها علي رغم داشتن حركت، داراي محدوديتهاي گوناگوني از قبيل گستره محدود حركات خمشي، ميزان انعطاف پذيري كم قطعات و بازوهاي حركتي، وزن بالا، توليد صداي بيشترو.. مي باشند. از اين رو توسعه روباتهاي زيست تقليد پذير امري بسيار مهم در رفع اين موانع مي باشد. براي ايجاد رفتار زيست تقليدي در روباتها، يك فعال كننده و محرك شبه زيستي بسيار قوي با عملكرد بالا نياز است. پليمرهاي الكتروفعال به دليل خواص منحصريفردشان، يكي از مناسبترين مواد براي كاربرد در زمينه روباتها و ماهيچه هاي مصنوعي هستند. از ميان اين پليمرها،كامپوزيتهاي پليمر يون- فلزي به دليل نياز به ولتاژكم براي تحريك، بيشتر مورد توجه مي باشند.اين محركها در واكنش به يك تحريك الكتريكي كوچك (5-1 ولت) دستخوش خميدگي و جابجاييهاي بزرگ مي شوند. كامپوزيتهاي پليمر يون- فلزي از يك غشاء مبادله كننده يون از فبيل نفيون، فلميون تشكيل مي شوند كه به صورت ساندويچي بين دو رسانا همچون طلا، پلاتين قرار گرفته است. از محدوديتهاي مهم كاربرد اين محرك، هزينه بالاي توليد و طراحي آنهاست. در اختراع حاضر با جايگزيني الكترودهاي پلي پيرول و كربن ولكان بجاي الكترودهاي فلزي، بطور چشمگيري از ميزان هزينه هاي طراحي و ساخت اين محركها، با عملكرد بسيارمطلوب در حدفلز كاسته شده است. بهره گيري از روش اسپري جوهر نانو كربن ولكان و سنتز الكتروشيميايي پلي پيرول بر روي نفيون بعنوان الكترود بر سطح IPMNC، موجب يكنواختي مورفولوژي الكترود و افزايش رسانايي الكتريكي شده كه بهبود آنها متعاقبا موجب افزايش ميزان جذب آب و جابجايي توليدي در پاسخ به اعمال ميدان الكتريكي كوچك گرديده است. اولين كاربرد متداول اين پليمرها در زمينه ي پزشكي مي باشد كه از بين آنها ميتوان ساخت دريچه هاي مصنوعي قلب، عضلات تحتاني قلب، عضلات مثانه و عضلات مصنوعي انسان را اشاره نمود. از ديگر كاربردهاي چشمگير اين پليمرها در زمينه ساخت ماهيچه هاي مصنوعي براي روباتهاي نرم مي باشد كه اين روباتها به وسيله ماهيچه هاي سنتزي توانايي تقليد حركات بيولوژيكي همچون شناكردن، پروازكردن و.... را پيدا مي كنند. امروزه مطالعات فراواني براي كاربرد اين مواد در سيستمهاي ميكروالكترونيك و نانوالكترونيك در حال انجام است.

در اين طرح ابداعي غشاي كامپوزيتي بر پايه لايه گزينشگر PEBAX1657 ساخته شد. در كارهاي صورت گرفته، يك لايه گزينشگر بر روي ساپورت تهيه ميشود، كه به دليل نفوذ محلول پليمري به درون تخلخل هاي لايه پايه تراوايي و گزينشگري كاهش مي يابد، لذا اصلاحاتي در جهت كاهش نفوذ محلول پليمري به درون تخلخل ها انجام شده كه بيشتر اين تحقيقات بر روي ساخت لايه پايه و كاهش شعاع تخلخل هاي آن متمركز ميباشند. در طرح حاضر براي جلوگيري از اين نفوذ از يك لايه مياني پليمري ديگر ستفاده ميشود. از آنجايي كه لايه انتخاب شده تراوايي زيادي در برابر گازها دارد، استفاده از آن به عنوان يك لايه نه تنها باعث كاهش تراوايي نميشود، بلكه با جلوگيري از نفوذ لايه گزينشگر به لايه پايه و تشكيل لايه يكنواخت بر سطح لايه مياني تراوايي و گزينشگري را افزايش ميدهد. لايه نشاني ها از طريق يك شيوه جديد سطح شيبدار براي لايه نشاني محلول PDMS روي PAN و دستگاه اسپين كتر براي كت نمودن محلول PEBAX روي لايه ميانيPDMS صورت ميگيرد. استفاده از روش اسپين كتر باعث تشكيل لايه يكنواخت تر شده و غشاهاي تكرار پذير با گزينشگري بيشتري را حاصل ميكند. غشاي ساخته شده گزينشگري بالايي براي گاز CO2 داشته و به طور موثري در جداسازي اين گاز مورد استفاده قرار ميگيرد كه به شدت در كاهش آلودگي هوا نقش داشته و از مهمترين اهداف اختراع ميباشد. در اين كار از ديگر اهداف مهم افزايش تراوايي غشا بدون كاهش در گزينشگري آن مي باشد كه با توجه به حضور لايه گزينشگر بر روي يك ساپورت اين امر قابل دستيابي بود، به طوركلي زمان هاي جداسازي براي غشاهايي كه از يك لايه گزينشگر كت شده بر روي ساپورت تهيه شده اند به دليل كاهش ضخامت لايه گزينشگر نسبت به غشاهاي خالص بسيار كوتاه تر بوده و اين غشاها تراوايي بسيار بالايي دارند. استفاده از اين لايه مياني كه نوآوري كار انجام شده ميباشد تراوايي غشاي كامپوزيتي را نزديك به دو برابر افزايش داده بدون اينكه باعث كاهش گزينشگري شود. به علاوه از آنجايي كه غشاي حاصل به صورت كامپوزيتي و بر روي يك لايه ساپورت ساخته شده مقاومت مكانيكي بسيار بالايي در برابر فشارهاي بالاي اعمال شده نسبت به غشاهاي خالص دارد و از طرف ديگر تراوايي بالاي اين غشاها، نياز به اعمال فشارهاي خيلي بالا نداشته و كاهش هزينه هاي مربوطه را به دنبال خواهد داشت. پليمر PEBAX يكي از پليمرهاي بسيار مناسب براي جداسازي گازهاي قطبي و از جمله CO2 از گازهاي غير قطبي بوده و از نظر كارايي و قيمت بسيار مقرون به صرفه مي باشد. به طور كلي از آنجايي كه روش ساخت تكرار پذير بوده و مواد مورد استفاده از نظر قيمت به صرفه ي اقتصادي ميباشند. غشاي حاصل ميتواند در مدول هاي غشايي مورد استفاده قرار گرفته و قابليت صنعتي شدن دارد.