در این تحقیق از نانوورقه‌های گرافن برای تهیه منسوجات پنبه‌ای رسانای الکتریکی استفاده شده است. اثر عوامل مختلف از قبیل نوع ماده احیاءکننده و غلظت آن، دما و زمان واکنش و همچنین تعداد دفعات پوشش روی میزان رسانایی بررسی شده است.
محمد شاطری خلیل آباد، دانشجوی مقطع دکتری رشته شیمی نساجی و علوم الیاف دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، در رابطه با این تحقیقات گفت: «هدف از این تحقیق، بررسی امکانپذیری استفاده از نانوورقه‌های گرافن برای ایجاد پوشش‌های رسانا روی سطح منسوجات است. اثر عوامل مختلف روی میزان رسانایی پارچه نیز بررسی شده است. همچنین اثر پوشش گرافن روی تغییر رنگ، خواص مکانیکی و میزان عبور نور پارچه ها، مورد‌شناسایی قرار گرفته است.»
وی با اشاره به مراحل کار تحقیقاتی ادامه داد: «در ابتدا با استفاده از پرمنگنات پتاسیم، سولفوریک اسید و آب اکسیژنه و طبق روش هامرز، پودر گرافیت تحت آمایش اکسیداسیون شیمیایی قرار گرفته و تبدیل به گرافیت اکسید شد. گرافیت اکسید به‌دست آمده از طریق سانتریفیوژ جداسازی، چندین مرتبه شستشو و در نهایت در آب معلق شد. سپس با استفاده از حمام فراصوت، ورقه‌های گرافیت اکسید تهیه شده، تبدیل به گرافن اکسید چندلایه شده که دارای گروه‌های عاملی اکسیژندار از قبیل هیدروکسی، اپوکسی و کربوکسیلیک است و از آن برای پوشش‌دهی نمونه پارچه‌ها استفاده گردید. در مرحله بعد، محلول کلوئیدی گرافن اکسید از طریق روش‌هایی نظیر غوطه‌وری و یا پد-بچ روی سطح پارچه رسوبگذاری شد.»
وی افزود: «برای تبدیل گرافن اکسید نارسانا به گرافن رسانا، نمونه پارچه‌های حاوی گرافن اکسید در حمام احیاء قرار گرفته که موجب زدودن عاملیت‌های اکسیژندار از سطح گرافن اکسید و تبدیل آن به گرافن شد. اثر عوامل موثر، از قبیل نوع و غلظت احیاءکننده، دما و زمان واکنش احیاء و همچنین تعداد دفعات پوشش روی رسانایی بررسی شد. نانوورقه‌های گرافیت اکسید سنتز شده از طریق میکروسکوپ الکترونی عبوری‌شناسایی شدند. از طیف‌سنجی فرابنفش- مرئی برای‌شناسایی میزان تغییر در رنگ پارچه‌ها و میکروسکوپ الکترونی پویشی برای نحوه پخش نانوورقه‌های گرافن روی سطح الیاف پنبه استفاده شد. میزان رسانایی نمونه پارچه‌ها از طریق روش استاندارد الکترودهای موازی بررسی شد. خواص مکانیکی (استحکام و ازدیاد طول تا حد پارگی) پارچه‌ها با استفاده از دستگاه استحکام‌سنج و پایداری پوشش ایجاد شده از طریق آزمایش ثبات سایشی بررسی شد.»
نتایج نشان دهنده اثر قابل توجه نوع ماده احیاءکننده روی میزان رسانایی پارچه پوشیده شده به‌وسیله‌ی گرافن و همچنین قابلیت تنظیم رسانایی پارچه با تغییر غلظت محلول گرافن اکسید و تعداد دفعات پوشش است. بررسی میکروسکوپی نمونه‌ها نشان دهنده پوشش پارچه به‌وسیله‌ی لایه‌ای بسیار نازک از گرافن بوده که تأثیر ناچیزی روی مورفولوژی سطحی پارچه دارد. لایه گرافنی پوشیده شده دارای دوام شستشویی و مکانیکی بسیار بالا بوده و در عین حال اثر ناچیزی روی کاهش خواص مکانیکی پارچه دارد.
گرافن را می‌توان جایگزین مواد رسانای دیگر از قبیل پلیمرهای رسانا، ایندیم قلع اکسید، نانوپوشش‌های طلا و نانولوله‌های کربنی کرد که دارای مشکلاتی از قبیل عدم پوشش یکنواخت، شکنندگی زیاد، قیمت بالا، عدم جذب خوب و همچنین پایداری کم هستند. همچنین پارچه‌های به‌دست آمده قابلیت کاربرد در تهیه انواع ادوات الکترونیکی قابل انعطاف از قبیل انواع حسگرها، خازن‌ها، الکترودها، سلول‌های خورشیدی و غیره را دارند.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست محمد شاطری خلیل آباد، دانشجوی مقطع دکتری رشته شیمی نساجی و علوم الیاف و دکتر محمد اسماعیل یزدانشناس، عضو هیئت علمی دانشکده نساجی از دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد صورت گرفته است، در مجله Carbohydrate Polymers (جلد 96، شماره 1، 1 جولای سال 2013) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن کامل مقاله را در صفحات 190 الی 195 همین شماره مشاهده نمایند.
منبع: ستا د ویژه توسعه فناوری نانو
