ORIGINAL_ARTICLE
نانوکامپوزیتهای پلیمری خودترمیم
مواد خودترمیم با قابلیت ترمیم و تعمیر تخریبها و آسیبهای ایجادشده از راه سازوکارهای عمدتا الهامگرفته از طبیعت، میتوانند با ضریب اطمینان زیاد در شرایط کاربردی استفاده شوند. رویکردهای ایجاد پدیده خودترمیمی در مواد، شامل ترمیم بدون دخالت یا با دخالت محرک خارجی است که بهترتیب ترمیم خودزا یا طبیعی و ترمیم خودفرمان یا مصنوعی نامیده میشوند. از مهمترین سازوکارهای خودترمیمی در کامپوزیتهای با ماتریس پلیمری میتوان به رهایش عامل ترمیم، اتصالات عرضی برگشتپذیر، الکتروهیدرودینامیک، رسانندگی، اثر حافظه شکلی، مهاجرت نانوذرات و همرسوبی اشاره کرد. با توجه به نوظهوربودن تهیه و بهکارگیری مواد خودترمیم، بهکارگیری نانوذرات در کامپوزیتهای ماتریس پلیمری میتواند فرصت مغتنمی را با هدف ایجاد قابلیت خودترمیمی و بهبود خواص ایجاد کند. در مقاله حاضر، مطالعات و مدلسازیهای نظری انجامگرفته در راستای درک کامل رفتار نانوکامپوزیتهای خودترمیم ارزیابی میشود. سپس، انواع کامپوزیتهای ماتریس پلیمری مانند هیدروژلها و کامپوزیتهای دارای نانومواد کربنی بهعنوان مهمترین نانوکامپوزیتهای با قابلیت خودترمیمی معرفی و مطالعات انجامیافته در این راستا بررسی میشود. از مهمترین نانوذرات استفادهشده در کامپوزیتهای پلیمری خودترمیم میتوان به نانولولههای کربنی، گرافن اکسید، خاک رس اصلاحشده، نانولولههای هالوسیت، طلا و نقره اشاره کرد.
http://basparesh.ippi.ac.ir/article_1580_db65899bb22107bcdf96a6981460c8a7.pdf
2019-02-20
4
19
10.22063/basparesh.2018.2219.1432
مواد خودترمیم
ترمیم خودزا
ترمیم خودفرمان
نانوکامپوزیت پلیمر پایه
سازوکار
حسن
عبدوس
h.abdoos@semnan.ac.ir
1
گروه نانومواد، دانشکده نانوفناوری، پردیس علوم و فناوری نوین، دانشگاه سمنان
LEAD_AUTHOR
احمد
سیدی
a_seyyedi@semnan.ac.ir
2
گروه نانومواد، دانشکده نانوفناوری، پردیس علوم و فناوری نوین، دانشگاه سمنان
AUTHOR
1.Abdoos H. and Amirjan M., Self-healing: Fundamentals, Design Strategies, and Applications (Persian, Translated from English), Semnan University, Semnan, 2017.
1
2. Billiet S., Hillewaere X.K.D., Teixeira R.F.A., and Du Prez F.E., Chemistry of Crosslinking Processes for Self-Healing Polymers, Macromol. Rapid Commun., 34, 290–309, 2013.
2
3. Bekas D.G., Tsirka K., Baltzis D., and Paipetis A.S., Self-healing Materials: A Review of Advances in Materials, Evaluation, Characterization and Monitoring Techniques, Composites Part B, 87, 92-119, 2016.
3
4.Wei Z., Yang J.H., Zhou J., Xu F., Zrínyi M., Dussault P.H., Osada Y., and Chen Y.M., Self-healing Gels Based on Constitutional Dynamic Chemistry and Their Potential Applications, Chem. Soc. Rev., 43, 8114–8131, 2014.
4
5. Koetteritzsch J., Schubert U.S., and Hager M.D., Triggered and Self-healing Systems Using Nanostructured Materials, Nanotechnol. Rev., 2, 699–723, 2013.
5
6.Mphahlele K., Ray S.S., and Kolesnikov A., Self-healing Polymeric Composite Material Design, Failure Analysis and Future Outlook: A review, Polymer, 9, 535-557, 2017.
6
7.Balazs A.C., Emrick T., and Russell T.P., Nanoparticle Polymer Composites: Where Two Small Worlds Meet, Science, 314, 1107–1110, 2006.
7
8.Liu X., Sheng X., Lee J.K., and Kessler M.R., Synthesis and Characterization of Melamine-urea-formaldehyde MicrocapsulesContaining ENB-based Self-healing Agents, Macromol. Mater. Eng., 294, 389–395, 2009.
8
9.Trask R.S., Williams G.J., and Bond I.P., Bioinspired Self-healing of Advanced Composite Structures Using Hollow Glass Fibers, J.R. Soc. Interface, 4, 363-371, 2007.
9
10. Das R., Melchior C., and Karumbaiah K.M., Self-healing composites for aerospace applications, in Advanced Composite
10
Materials for Aerospace Engineering, Woodhead, 333-364, 2016.
11
11.Arunbabu D., Noh S.M., Nam J.H., and Oh J.K., Thermoreversible Self-healing Networks Based on a Tunable Polymethacrylate Crossslinker Having Pendant Maleimide Groups, Macromol. Chem. Phys., 217, 2191-2198, 2016.
12
12.Plaisted T.A., Amirkhizi A.V., Arbelaez D., Nemat-Nasser S.C., and Nemat-Nasser S., Self-healing Structural Composites with Electromagnetic Functionality, International Committee on Composite Materials (14th ICCM Conference), San Diego, CA, 372-382, 1-2 October, 2003.
13
13.Shchukin D.G. and Mohwald H., Self-repairing Coatings Containing Active Nanoreservoirs, Small, 3, 926-943, 2007.
14
14.lee J.Y., Buxton G.A., and Balazs A.C., Using Nanoparticles to Create Self-healing Composites, J. Chem. Phys., 121, 5531–5540, 2004.
15
15.Balazs A.C., Modeling Self-healing Materials, Mater. Today, 10, 18–23, 2007.
16
16. Xu G.K., Lu W., Feng X.Q., and Yu S.W., Self-assembly of Organic–Inorganic Nanocomposite with Nacre-like HierarchicalStructures, Soft Matter, 7, 4828–4832, 2011.
17
17.Haraguchi K., Uyama K., and Tanimoto H., Self-healing in Nanocomposite Hydrogels, Macromol. J., 32, 1253–1258, 2011.
18
18.Martin J.E., Patil A.J., Butler M.F., and Mann S., Guest-Molecule-Directed Assembly of Mesostructured Nanocomposite Polymer/Organoclay Hydrogels, Adv. Funct. Mater., 21, 674–681, 2011.
19
19.Okamoto T., Patil A.J., Nissinen T., and Mann S., Self-Assembly of Colloidal Nanocomposite Hydrogels Using 1D Cellulose Nanocrystals and 2D Exfoliated Organoclay Layers, Gels, 3, 11-19, 2017.
20
20. Park C.W., South A.B., Hu X., Verdes C., Kim J.D., and Lyon L.A., Gold Nanoparticles Reinforce Self-healing Microgel Multilayers, Colloid Polym. Sci., 289, 583–590, 2011.
21
21.Liu J., Song G., He C., and Wang H., Self-healing in Tough Graphene Oxide Composite Hydrogels, Macromol. Rapid Commun., 34, 1002–1007, 2013.
22
22.Li W., Liu M., Chen H., Xu J., Gao Y., and Li H., Phenylboronate- diol Crosslinked Polymer/SWCNT Hybrid Gels with Reversible Sol-gel Transition, Polym. Adv. Technol., 25, 233–239, 2014.
23
23.Rehman H.U., Chen Y., Guo Y., Du Q., Zhou J., Guo Y., and Liu H., Stretchable, Strong and Self-healing Hydrogel by Oxidized CNT-polymer Composite, Composites Part A, 90, 250-260, 2016.
24
24.Xiao X., Xie T., and Cheng Y.T., Self-healable Graphene Polymer Composites, J. Mater. Chem., 20, 3508–3514, 2010.
25
25.Wang C., Liu N., Allen R., Tok J.B.H., Wu Y., Zhang F., Chen Y., and Bao Z., A Rapid and Efficient Self-healing Thermo-reversible Elastomer Crosslinked with Graphene Oxide, Adv. Mater., 25, 5785-5790, 2013.
26
26.Li G. and John M.A., Self-healing Smart Syntactic Foam under Multiple Impacts, Compos. Sci. Technol., 68, 3337–3343, 2008.
27
27. Sinha R.S., Pelot D.D., Zhou Z.P., Rahman A., Wu X.F., and Yarin A.L., Encapsulation of Self-healing Materials by Coelectrospinning, Emulsion Electrospinning, Solution Blowing and Intercalation, J. Mater. Chem., 22, 9138–9146, 2012.
28
28.Diniz M.J.D., Cysne B.A.P., Costa M.C.B., and De M.G.N., Encapsulation of Solvent into Halloysite Nanotubes to Promote Self-healing Ability in Polymers, Adv. Compos. Mater., 23, 507–519, 2014.
29
29. Vimalanandan A., Lv L.P., Tran T.H., Landfester K., Crespy D., and Rohwerder M., Redox-responsive Self-healing for Corrosion Protection, Adv. Mater., 25, 6980–6984, 2013.
30
30.Girard J., Brunetto P.S., Braissant O., Rajacic Z., Khanna N., Landmann R., Daniels A.U., and Fromm K.M., Development of a Polystyrene Sulfonate/Silver Nanocomposite with Self-healing Properties for Biomaterial Applications, C.R. Chim., 16, 550–556, 2013.
31
ORIGINAL_ARTICLE
راهکارهای افزایش بازده سلولهای خورشیدی پلیمری برپایه پلی(3-هگزیلتیوفن) و فنیل-C-بوتیریک اسید متیل استر
در دهههای اخیر از میان سامانههای فوتوولتایی پایه پلیمری، سلولهای خورشیدی پلی(3-هگزیلتیوفن) (P3HT) فضاویژه و فنیل-C-بوتیریک اسید متیل استر (PCBM) توجه زیادی را جلب کردهاند. این نوع سلولهای خورشیدی اگرچه دارای مزیتهایی نظیر وزن کم، قیمت اندک و انعطافپذیری هستند، اما بازده تبدیل آنها در مقایسه با سایر انواع سلولهای فوتوولتایی بهنسبت کم است. بنابراین، پژوهشگران شاخههای مختلف درصدد برآمدهاند تا با راهکارهای مختلف بازده تبدیل توان را بهواسطه دستکاری شکلشناسی لایه فعال، بهبود بخشند. شکلشناسی لایه فعال، نقش اساسی و بسیار تعیینکننده در عملکرد سلولهای خورشیدی پلیمری دارد. بهگونهای که شکلشناسی متشکل از جدایش فازی اجزای خالص الکتروندهنده (P3HT) و الکترونگیرنده (PCBM) که بهشکل نواحی متصل به هم در کنار یکدیگر قرار دارند، شکلشناسی بهینه محسوب میشود. سلولهای خورشیدی برای داشتن عملکرد مناسب نیازمند مسیرهایی از شبکههای متصل به هم اجزای الکتروندهنده و الکترونگیرنده هستند که از راه تبلور و جدایش فاز نانومقیاس در لایه فعال ایجاد میشوند. در این مقاله، به مرور اجمالی روشهای افزایش بازده تبدیل سلولهای خورشیدی P3HT:PCBM نظیر روشهای تهیه و تابکاری لایه فعال، استفاده از افزودنیهای مختلف پلیمری و غیرپلیمری، بهرهگیری از روشهای خاص از قبیل تهیه نانوالیاف و نانوکرههای هسته-پوسته و الگوی آندی و همچنین کنترل بلورینگی و جهتگیری زنجیرهای الکتروندهنده پرداخته میشود.
http://basparesh.ippi.ac.ir/article_1578_659eab7fd3f0b9fdbf4bac0ff0c8ded5.pdf
2019-02-20
20
31
10.22063/basparesh.2018.2153.1419
سلول خورشیدی
پلی(3-هگزیلتیوفن)
فنیل-C-بوتیریک اسید متیل استر
بازده تبدیل توان
شکلشناسی
سمیرا
آقبلاغی
s.agbolaghi@azaruniv.ac.ir
1
گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان
LEAD_AUTHOR
1.Huang D.M., Mauger S.A., Friedrich S., George S.J., Dumitriu- LaGrange D., Yoon S., and Moulé A.J., The Consequences
1
of Interface Mixing on Organic Photovoltaic Device Characteristics, Adv. Funct. Mater., 21, 1657-1665, 2011.
2
2. Nelson J., The Physics of Solar Cells, London: Imperial College, Vol. 57, 2003.
3
3. Pivrikas A., Neugebauer H., and Sariciftci N.S., Influence of Processing Additives to Nano-Morphology and Efficiency of Bulk-Heterojunction Solar Cells: A Comparative Review, Sol. Energy, 85, 1226-1237, 2011.
4
4. Wu J.L., Chen F.C., Hsiao Y.S., Chien F.C., Chen P., Kuo C.H., Huang M.H., and Hsu C.S., Surface Plasmonic Effects of Metallic Nanoparticles on the Performance of Polymer Bulk Heterojunction Solar Cells, ACS Nano, 5, 959-967, 2011.
5
5. Guo X., Cui C.H., Zhang M.J., Huo L.J., Huang Y., Hou J.H., and Li Y.F., High Efficiency Polymer Solar Cells Based on Poly(3-hexylthiophene)/Indene-C70 Bisadduct with Solvent Additive, Energy Environ. Sci., 5, 7943-7949, 2012.
6
6. Vanlaeke P., Vanhoyland G., Aernouts T., Cheyns D., Deibel C., Manca J., Heremans P., and Poortmans J., Polythiophene Based Bulk Heterojunction Solar Cells: Morphology and its Implications, Thin Solid Films, 511, 358-361, 2006.
7
7.Li G., Shrotriya V., Huang J., Yao Y., Moriarty T., Emery K., and Yang Y., High-Efficiency Solution Processable Polymer Photovoltaic Cells by Self-Organization of Polymer Blends, Nat. Mater., 4, 864-868, 2005.
8
8. Hoth C.N., Schilinsky P., Choulis S.A., and Brabec C.J., PrintingHighly Efficient Organic Solar Cells, Nano Lett., 8, 2806-2813, 2008.
9
9. Oh J.Y., Shin M., Lee T.I., Jang W.S., Lee Y.J., Kim C.S., Kang J.W., Myoung J.M., Baik H.K., and Jeong U., Highly Bendable Large-Area Printed Bulk Heterojunction Film Prepared by the Self-Seeded Growth of Poly(3-hexylthiophene) Nanofibrils, Macromolecules, 46, 3534-3543, 2013.
10
10. Ma W., Kim J.Y., Lee K., and Heeger A.J., Effect of the Molecular Weight of Poly(3-hexylthiophene) on the Morphology and Performance of Polymer Bulk Heterojunction Solar Cells, Macromol. Rapid Commun., 28, 1776-1780, 2007.
11
11. Kim H.S., Na J.Y., Kim S., and Park Y.D., Effect of the Cooling Rate on the Thermal Properties of a Polythiophene Thin Film, J. Phys. Chem. C, 119, 8388-8393, 2015.
12
12. Li G., Shrotriya V., Yao Y., and Yang Y., Investigation of Annealing Effects and Film Thickness Dependence of Polymer Solar Cells Based on Poly(3-hexylthiophene), J. Appl. Phys., 98, 043704, 2005.
13
13. Liao H.C., Tsao C.S., Huang Y.C., Jao M.H., Tien K.Y., Chuang C.M., Chen C.Y., Su C.J., Jeng U.S., Chend Y.F., and Su W.F., Insights into Solvent Vapor Annealing on the Performance of Bulk Heterojunction Solar Cells by a Quantitative Nanomorphology Study, RSC Adv., 4, 6246-6253, 2014.
14
14. Huang Y.C., Chia H.C., Chuang C.M., Tsao C.S., Chen C.Y., and Su W.F., Facile Hot Solvent Vapor Annealing for High Performance Polymer Solar Cell Using Spray Process, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 114, 24-30, 2013.
15
15. Miller A.J., Hatton R.A., and Silva S.R.P., Interpenetrating Multiwall Carbon Nanotube Electrodes for Organic Solar Cells, Appl. Phys. Lett., 89, 133117, 2006.
16
16. Sun Z., Xiao K., Keum J.K., Yu X., Hong K., Browning J., Ivanov I.N., Chen J., Alonzo J., Li D., Sumpter B.G., Payzant E.A., Rouleau C.M., and Geohegan D.B., PS-b-P3HT Copolymers as P3HT/PCBM Interfacial Compatibilizers for High Efficiency Photovoltaics, Adv. Mater., 23, 5529-5535, 2011.
17
17. Peet J., Soci C., Coffin R.C., Nguyen T.Q., Mikhailovsky A., Moses D., and Bazan G.C., Method for Increasing the Photoconductive Response in Conjugated Polymer/Fullerene Composites, Appl. Phys. Lett., 89, 252105, 2006.
18
18. Chen H.Y., Yang H., Yang G., Sista S., Zadoyan R., Li G., and Yang Y., Fast-Grown Interpenetrating Network in Poly(3-hexylthiophene): Methanofullerenes Solar Cells Processed with Additive, J. Phys. Chem. C, 113, 7946-7953, 2009.
19
19. Yao Y., Hou J., Xu Z., Li G., and Yang Y., Effects of Solvent Mixtures on the Nanoscale Phase Separation in Polymer Solar Cells, Adv. Funct. Mater., 18, 1783-1789, 2008.
20
20. Wu J.S., Lin C.T., Wang C.L., Cheng Y.J., and Hsu C.S., New Angular-Shaped and Isomerically Pure Anthradithiophene with Lateral Aliphatic Side Chains for Conjugated Polymers: Synthesis, Characterization, and Implications for Solution-Prossessed Organic Field-Effect Transistors and Photovoltaics, Chem. Mater., 24, 2391-2399, 2012.
21
21.Wu C.G., Chiang C.H., and Han H.C., Manipulating the Horizontal Morphology and Vertical Distribution of the Active Layer in BHJ-PSC with a Multi-Functional Solid Organic Additive, J. Mater. Chem. A, 2, 5295-5303, 2014.
22
22. Malik S. and Nanti A.K., Crystallization Mechanism of Regioregular Poly(3-alkyl thiophene), J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys., 40, 2073-2085, 2002.
23
23. Kim J.S., Park Y., Lee D.Y., Lee J.H., Park J.H., Kim J.K., and Cho K., Poly(3-hexylthiophene) Nanorods with Aligned Chain Orientation for Organic Photovoltaics, Adv. Funct. Mater., 20, 540-545, 2010.
24
24. Kim M., Jo S.B., Park J.H., and Cho K., Flexible Lateral Organic Solar Cells with Core–Shell Structured Organic Nanofibers, Nano Energy, 18, 97-108, 2015.
25
25. Kamkar D.A., Wang M., Wudl F., and Nguyen T.Q., Single Nanowire OPV Properties of a Fullerene-Capped P3HT Dyad Investigated Using Conductive and Photoconductive AFM, ACS Nano, 6, 1149-1157, 2012.
26
26. Crossland E.J., Tremel K., Fischer F., Rahimi K., Reiter G., Steiner U., and Ludwigs S., Anisotropic Charge Transport in Spherulitic Poly(3-hexylthiophene) Films, Adv. Mater., 24, 839-844, 2012.
27
27. DeLongchamp D.M., Kline R.J., Fischer D.A., Richter L.J., and Toney M.F., Molecular Characterization of Organic Electronic Films, Adv. Mater., 23, 319-337, 2011.
28
28. Zhao G., He Y., and Li Y., 6.5% Efficiency of Polymer Solar Cells Based on Poly(3-hexylthiophene) and Indene-C60
29
Bisadduct by Device Optimization, Adv. Mater., 22, 4355-4358, 2010.
30
29. Ma J., Hashimoto K., Koganezawa T., and Tajima K., End-on Orientation of Semiconducting Polymers in Thin Films Induced by Surface Segregation of Fluoroalkyl Chains, J. Am. Chem. Soc., 135, 9644-9647, 2013.
31
30.Balderrama V.S., Estrada M., Viterisi A., Formentin P., Pallarés J., Ferré-Borrull J., Palomares E., and Marsal L.F., Correlation between P3HT Inter-Chain Structure and Jsc of P3HT: PC[70] BM Blends for Solar Cells, Microelectron. Reliab., 53, 560-564, 2013.
32
ORIGINAL_ARTICLE
مروری بر انواع نانوکامپوزیتهای برپایه پلیمرهای کوئوردینانسی نانومتخلخل
طراحی موادی با ساختار غیراکسیدی و تخلخل ریز در حد نانومتر، از این جهت جالب توجه هستند که بهطور کلی به شبکههای فضایی چهاروجهی زئولیتها محدود نمیشوند. فضای داخلی این دسته از جامدات نانومتخلخل میتواند قطبیت، موقعیت فضایی، عملکرد و واکنشپذیری متفاوتی نسبت به زئولیتهای آلومینیم سیلیکات داشته باشد. پلیمرهای کوئوردینانسی نانومتخلخل یا همان چارچوبهای فلزی-آلی (MOFs)، از جدیدترین خانوادههای مواد نانومتخلخل بلوری هستند که امروزه، توجه بسیاری را به خود جلب کردهاند. چارچوب این مواد شامل یونهای فلزی و اتصالدهندههای آلی دو، سه یا چنددندانه هستند. MOFها دارای ویژگیهای منحصر بهفردی از قبیل چگالی کم، مساحت سطح ویژه زیاد و تنظیمپذیر، تخلخل و حجم حفره زیاد، پایداری گرمایی مناسب و سنتز آسان هستند که به کاربرد گسترده آنها در ذخیرهسازی و جداسازی گازها، بهعنوان حاملهای انتقال دارو، حسگرها و غیره منجر شده است. هر کامپوزیت مبتنی بر MOF ماده جدیدی است که خواص عملکردی ویژهای را نشان میدهد. ویژگیهای جدید درخور توجه و ماهیت چندمنظوره کامپوزیتهای در حال ظهور MOF، ضرورت کاربردهای نوآورانه صنعتی را در محدوده گستردهای از زمینههای مهم فناوری برمیانگیزد. در سالهای اخیر، پژوهش و استفاده از انواع نانوکامپوزیتهای بر پایه ترکیبات MOF بهدلیل کاربردهای فراوان این دسته از مواد در ذخیرهسازی و جداسازی گازها، بهعنوان کاتالیزگرهای ناهمگن، غشا، حسگر و بسیاری از کاربردهای دیگر توسعه یافته است.
http://basparesh.ippi.ac.ir/article_1591_9a6d1c820dd412091a2c7427b5eee13b.pdf
2019-02-20
32
41
10.22063/basparesh.2018.2205.1427
پلیمر کوئوردینانسی
چارچوب فلز-آلی (MOF)
نانوکامپوزیت
ماده نانومتخلخل
نانوذرات
شکوفه
گرانمایه
shokoofeh.granmayeh@gmail.com
1
گروه شیمی، دانشگاه الزهرا، ونک، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
شقایق
مستعلی
mastali.sh@gmail.com
2
گروه شیمی، دانشگاه الزهرا، ونک، تهران، ایران
AUTHOR
1. Wang M., Ye C., Bao S., Zhang Y., Yu Y., and Xu M., Carbon Nanotubes Implanted Manganese-Based MOFs for Simultaneous Detection of Biomolecules in Body Fluids, Analyst, 141, 1279–1285, 2016.
1
2. Rowsell J.L.C. and Yaghi O.M., Metal-Organic Frameworks: A New Class of Porous Materials, Microporous. Mesoporous. Mater., 73, 3–14, 2004.
2
3. Hajjar R., Volkringer C., Loiseau T., Guillou N., Margiolaki I., Guillou N., Fink G., Férey G., Morais C., and Taulelle F., 71Ga Slow-CTMAS NMR and Crystal Structures of MOF-Type Gallium Carboxylates with Infinite Edge-Sharing Octahedra
3
Chains (MIL-120 and MIL-124), Chem. Mater., 23, 39–47, 2011.
4
4. Zhu Q. and Xu Q., Metal-Organic Framework Composites, Chem. Soc. Rev., 43, 5468–5512, 2014.
5
5.Xia W., Mahmood A., Zou R., and Xu Q., Metal-Organic Frameworks and Their Derived Nanostructures for Electrochemical Energy Storage and Conversion, Energy Environ. Sci., 8, 1837-1866, 2015.
6
6.Banerjee A., Singh U., Srinivasan M., Ogale S., and Aravindan V., Synthesis of CuO Nanostructures from Cu-based Metal
7
Organic Framework (MOF-199) for Application as Anode for Li-ion Batteries, Nano Energy, 2, 1158–1163, 2013.
8
7. Kaneti Y., Tang J., Salunkhe R., Jiang X., Yu A., Wu K., and Yamauchi Y., Nanoarchitectured Design of Porous Materials and Nanocomposites from Metal-Organic Frameworks, Adv. Mater., 29, 1-40, 2017.
9
8. Dhakshinamoorthy A. and Garcia H., Catalysis by Metal Nanoparticles Embedded on Metal–Organic Frameworks, Chem. Soc. Rev., 41, 5262-5284, 2012.
10
9. Chen L., Luque R., and Li Y., Encapsulation of Metal Nanostructures into Metal–Organic Frameworks, Dalton Trans., 47, 3663-3668, 2018.
11
10.Luz I., Xamena F., and Corma A., Bridging Homogeneous and Heterogeneous Catalysis with MOFs : ‘‘Click” Reactions with Cu-MOF Catalysts, J. Catal., 276, 134–140, 2010.
12
11.Schmid G., Large Clusters and Colloids. Metals in the Embryonic State, Chem. Rev., 92, 1709-1727, 1992.
13
12.Cui Y., Yue Y., Qian G., and Chen B., Luminescent Functional Metal-Organic Frameworks, Chem. Rev., 112, 1126–1162, 2012.
14
13.Tran U., Le K., and Phan N., Expanding Applications of Metal- Organic Frameworks: Zeolite Imidazolate Framework ZIF-8 as an Efficient Heterogeneous Catalyst for the Knoevenagel Reaction, ACS Catal., 1, 120–127, 2011.
15
14.Jiang D., Mallat T., Krumeich F., and Baiker A., Copper-Based Metal-Organic Framework for the Facile Ring-Opening of Epoxides, J. Catal., 257, 390–395, 2008.
16
15.Zlotea C., Campesi R., Cuevas F., Leroy E., Dibandjo Ph., Volkringer C., Loiseau T., Fe´rey G., and Latroche M., Pd Nanoparticles Embedded into a Metal-Organic Framework: Synthesis, Structural Characteristics, and Hydrogen Sorption Properties, J. Am. Chem. Soc., 132, 2991–2997, 2010.
17
16.Yang Y., Dong H., Wang Y., Wang Y., Liu N., Wang D., and Zhang X, A Facile Synthesis for Porous CuO/Cu2O Composites Derived from MOFs and their Superior Catalytic Performance for CO Oxidation, Inorg. Chem. Commun., 86, 74–77, 2017.
18
17.Wang W., Li Y., Zhang R., He D., Liu H., and Liao S., Metal- Organic Framework as a Host for Synthesis of Nanoscale Co3O4 as an Active Catalyst for CO Oxidation, Catal. Commun., 12, 875–879, 2011.
19
18.Lu G., Li S., Guo Z., Farha O., Hauser B., Qi X., Wang Y., Wang X., Han S., Liu X., DuChene J., Zhang H., Zhang Q., Chen X., Ma J., Loo S.C.J., Wei W., Yang Y., Hupp J., and Huo F., Imparting Functionality to a Metal–Organic Framework
20
Material by Controlled Nanoparticle Encapsulation, Nat. Chem., 4, 310–316, 2012.
21
19.Müller M., Hermes S., Kähler K., Van Den Berg M., Muhler M., and Fischer R., Loading of MOF-5 with Cu and ZnO Nanoparticles by Gas-Phase Infiltration with Organometallic Precursors: Properties of Cu/ZnO@MOF-5 as Catalyst for Methanol Synthesis, Chem. Mater., 20, 4576-4587, 2008.
22
20.Bagheri A., Taghizadeh M., Behbahani M., Asgharinezhad A., Salarian M., Dehghani A., Ebrahimzadeh H., and Amini M., Synthesis and Characterization of Magnetic Metal-Organic Framework (MOF) as a Novel Sorbent , and its Optimization by Experimental Design Methodology for Determination of Palladium in Environmental Samples, Talanta, 99, 132–139, 2012.
23
21.Hoffmann F., Cornelius M., Morell J., and Fröba M., Silica-Based Mesoporous Organic–Inorganic Hybrid Materials, Angew. Chem. Int. Ed., 45, 3216–3251, 2006.
24
22.Liu Y., Eubank J., Cairns A., Eckert J., Kravtsov V., Luebke R., and Eddaoudi M., Assembly of Metal–Organic Frameworks (MOFs) Based on Indium-Trimer Building Blocks : A Porous MOF with SOC Topology and High Hydrogen Storage, Angew. Chem. Int. Ed., 119, 3342-3347, 2007.
25
23.Karimi Z. and Morsali A., Modulated Formation of Metal-Organic Frameworks by Oriented Growth Over Mesoporous Silica, J. Mater. Chem. A, 1, 3047-3054, 2013.
26
24.Lin W., Rieter W., and Taylor K., Modular Synthesis of Functional Nanoscale Coordination Polymers, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 650–658, 2009.
27
25.Taylor K., Rieter W., and Lin W., Manganese-Based Nanoscale Metal-Organic Frameworks for Magnetic Resonance Imaging, J. Am. Chem. Soc., 130, 14358–14359, 2008.
28
26.Imaz I., Hernando J., Ruiz-molina D., and Maspoch D., Metal– Organic Spheres as Functional Systems for Guest Encapsulation, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 2325–2329, 2009.
29
27.Shen J., Zhu Y., Yang X., and Li C., Graphene Quantum Dots: Emergent Nanolights for Bioimaging, Sensors, Catalysis and Photovoltaic Devices, Chem. Commun., 48, 3686–3699, 2012.
30
28.Biswal B., Shinde D., Pillai V., and Banerjee R., Stabilization of Graphene Quantum Dots (GQDs) by Encapsulation Inside Zeolitic Imidazolate Framework Nanocrystals for Photoluminescence Tuning, Nanoscale, 5, 10556–10561, 2013.
31
29.Férey G., Mellot-Draznieks C., Serre C., Millange F., Dutour J., Surblé S., and Margiolaki I., A Chromium Terephthalate-Based Solid with Unusually Large Pore Volumes and Surface Area, Science, 309, 2040–2042, 2005.
32
30.Sun C., Liu S., Liang D., Shao K., Su Z., and Ren Y., Highly Stable Crystalline Catalysts Based on a Microporous Metal-Organic Framework and Polyoxometalates, J. Am. Chem. Soc., 131, 1883–1888, 2009.
33
31. Ma F., Liu S., Sun C., Liang D., Ren G., Wei F., Chen Y., and Su Z., A Sodalite-Type Porous Metal-Organic Framework with Polyoxometalate Templates: Adsorption and Decomposition of Dimethyl Methylphosphonate, J. Am. Chem. Soc., 133, 4178–4181, 2011.
34
32.Biemmi E., Scherb C., and Bein T., Oriented Growth of the Metal Organic Framework Cu3(BTC)2 (H2O)3.xH2O Tunable with Functionalized Self-Assembled Monolayers, J. Am. Chem. Soc., 129, 8054–8055, 2007.
35
33.Zhu Q., Li J., and Xu Q., Immobilizing Metal Nanoparticles to Metal-Organic Frameworks with Size and Location Control
36
for Optimizing Catalytic Performance, J. Am. Chem. Soc., 135, 10210–10213, 2013.
37
34.Han T., Li C., Guo X., Huang H., Liu D., and Zhong C., In-Situ Synthesis of SiO2@MOF Composites for High-Efficiency Removal of Aniline from Aqueous Solution, Appl. Surf. Sci., 390, 506–512, 2016.
38
35.Shekhah O.,Wang H., Zacher D., Fischer R., and Wöll C., Growth Mechanism of Metal-Organic Frameworks: Insights Into the Nucleation by Employing A Step-By-Step Route, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 5038–5041, 2009.
39
ORIGINAL_ARTICLE
پلیمرهای پاسخگو به کربن دیاکسید (CO2): 2- کاربردها
در سالهای اخیر، علاقه به سامانههای پاسخگو به CO2 توجه پژوهشی زیادی را بهخود جلب کردهاست. گاز بیخطر، ارزان، فراوان و غیرسمی CO2 قابلیت آن را دارد تا بهعنوان محرک سبز برای مواد پاسخگو به CO2 استفاده شود. در میان مواد پاسخگو به CO2 توسعه یافته، مواد بر پایه پلیمر از اهمیت خاصی برخوردارند. برای پاسخگویی پلیمرها به CO2، وجود بخشهای پاسخگو به این گاز در ساختار پلیمر لازم است. این بخشها میتوانند ناشی از عامل سطحفعال، مونومر و آغازگر باشند. این پلیمرها تغییرات برگشتپذیر در ساختارهای شیمیایی یا خواص فیزیکی در پاسخ به افزودن یا حذف CO2 نشان میدهند. افزون بر این، پلیمرهای یادشده برای بهکارگیری در گسترهای از زمینهها شامل رهایش کنترلشده دارو، جذب سلولهای برگشتپذیر، کاتالیزکردن، لاتکسهای تغییرپذیر و جداسازی آب-روغن بررسی شدهاند. پلیمرهای پاسخگو به CO2 بهشکل لاتکسها، حلالها، ژلها، عوامل سطحفعال و غشاهای نانوالیاف الکتروریسیشده استفاده میشوند. در این مقاله، جنبههای کاربردی مواد پاسخگو به CO2 با تاکید بر مواد پلیمری مرور میشود. ابتدا جنبههای عمومی پاسخگویی به CO2 شرح داده میشود. سپس، مثالهای فراوانی از کاربرد شیمی پاسخگویی به CO2 در تهیه پلیمرهای پاسخگو به CO2 ارائه میشود. هدف از این کار، برجستهکردن کاربردهایی است که برای استفاده در زمینههای تجاری نویدبخش هستند.
http://basparesh.ippi.ac.ir/article_1559_7d0b5c83a98cb167c6ad7f93aa3b90a5.pdf
2019-02-20
42
51
10.22063/basparesh.2018.2066.1392
پاسخگو به CO2
تغییرپذیر با CO2
محرک سبز
سطحفعال تغییرپذیر
لاتکس تغییرپذیر
سجاد
آور
s.avar@ippi.ac.ir
1
دانششکده علوم شیمی و نفت، گروه پلیمر و مواد، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
AUTHOR
عباس
رضایی شیرین آبادی
ab_rezaee@sbu.ac.ir
2
دانششکده علوم شیمی و نفت، گروه پلیمر و مواد، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
1.Zhang Q., Lei L., and Zhu S., Gas-Responsive Polymers, ACS Macro Lett., 6, 515–522, 2017.
1
2.Darabi A., Jessop P.G., and Cunningham M.F., CO2-Responsive
2
Polymeric Materials: Synthesis, Self-Assembly, and Functional Applications, Chem. Soc. Rev., 45, 4391–4436, 2016.
3
3.Cunningham M.F. and Jessop P.G., An Introduction to the Principles and Fundamentals of CO2-Switchable Polymers and Polymer Colloids, Eur. Polym. J., 76, 208–215, 2016.
4
4.Rezaee Shirin-abadi A., Jessop P.G., and Cunningham M.F., In Situ Use of Aqueous RAFT Prepared Poly(2-(diethylamino)( ethyl methacrylate)( as a Stabilizer for Preparation of CO2 Switchable Latexes, Macromol. React. Eng., 11, 1–9, 2016.
5
5.Han D., Tong X., Boissière O., and Zhao Y., General Strategy for Making CO2-Switchable Polymers, ACS Macro Lett., 1, 57–61, 2012.
6
6.Yu B., Fan W., and Zhao Y., Gelation of Triblock Copolymers in Aqueous Solution through CO2-Triggered Electrostatic Interaction, Macromol. Chem. Phys., 218, 1–10, 2017.
7
7.Khakzad F., Reza A., Salehi-mobarakeh H., Rezaee Shirin-abadi A., and Cunningham M.F., Redispersible PMMA Latex Nanoparticles Containing Spiropyran with Photo-, pH- and CO2-Responsivity, Polymer, 101, 274–283, 2016.
8
8.Lin S., Das A., and Theato P., CO2-Responsive Graft Copolymers:Synthesis and Characterization, Polym. Chem., 8, 1206–1216, 2017.
9
9.Liang C., Liu Q., and Xu Z., Surfactant-Free Switchable Emulsions Using CO2-Responsive Particles, ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, 6898–6904, 2014.
10
10.Guo J., Wang N., Wu J., Ye Q., Zhang Ch., Xing X.-H., and Yuan J., Hybrid Nanoparticles with CO2-Responsive Shells and Fluorescence-Labelled Magnetic Cores, J. Mater. Chem. B, 2, 437–442, 2014.
11
11.Liu H., Lin S., Feng Y., and Theato P., CO2-Responsive PolymerMaterials, Polym. Chem., 8, 12–23, 2017.
12
12.Su X., Nishizawa K., Bultz E., Sawamoto M., Ouchi M., and Jessop P.G., Living CO2-Switchable Latexes Prepared via Emulsion ATRP and AGET Miniemulsion ATRP, Macromolecules,49, 6251–6259 2016.
13
13.Zhang J., Xu D., Guo J., Sun Z., Qian W., and Zhang Y., CO2-Responsive Imidazolium-Type Poly (Ionic Liquid)( Gels, Macromol.Rapid Commun., 37, 1–6, 2016.
14
14.Han D., Boissiere O., Kumar S., Tong X., Tremblay L., and Zhao Y., Two-Way CO2-Switchable Triblock Copolymer Hydrogel,Macromolecules, 45, 7440–7445, 2012.
15
15.Jing X.W., Huang Z.Y., Lu H.S., and Wang B.G., CO2-SensitiveAmphiphilic Triblock Copolymer Self-Assembly Morphology Transition and Accelerating Drug Release from Polymeric Vesicle, Chin. J. Polym. Sci., 1, 1-7 2017.
16
16.Chalmers B.A., Magee C., Cheung D.L., Zetterlund P.B., and Aldabbagh F., CO2-Responsive Polyacrylamide Copolymer Vesicles with Acid-Sensitive Morpholine Moieties and Large Hydrophobic RAFT End-Group, Eur. Polym. J., 97, 129–137, 2017.
17
17.Yan Q., Zhou R., Fu C., Zhang H., Yin Y., and Yuan J., CO2-Responsive Polymers Vesicles that Breathe, Angew. Chem., 123, 5025–5029, 2011.
18
18.Jing X.W., Huang Z.Y., Lu H.S., and Wang B.G., CO2-Sensitive Amphiphilic Triblock Copolymer Self-Assembly Morphology Transition and Accelerating Drug Release from Polymeric Vesicle, Chin. J. Polym. Sci., 36, 18-24, 2018.
19
19.Lin S. and Theato P., CO2-Responsive Polymers, Macromol. Rapid Commun., 13, 1118-1133, 2013.
20
20.Yue M., Imai K., Yamashita C., Miura Y., and Hoshino Y., Effects of Hydrophobic Modifications and Phase Transitions of Polyvinylamine Hydrogel Films on Reversible CO2 Capture Behavior: Comparison between Copolymer Films and Blend Films for Temperature-Responsive CO2 Absorption, Macromol. Chem. Phys., 218, 1–7, 2017.
21
21. Chu Z., Dreiss C.A., and Feng Y., Smart Wormlike Micelles, Chem. Soc. Rev., 42, 7174-7203, 2013.
22
22.Wang J., Huang Z., Zheng C., and Lu H., CO2/N2-Switchable Viscoelastic Fluids Based on a Pseudogemini Surfactant System, J. Dispersion Sci. Technol., 38, 1705–1710, 2017.
23
23.Akther N., Sodiq A., Giwa A., Daer S., Arafat H.A., and Hasan S.W., Recent Advancements in Forward Osmosis Desalination: A review, Chem. Eng. J., 281, 502–522, 2015.
24
24.Cai Y., Shen W., Wang R., William B., Krantz B., and Hu X., CO2 Switchable Dual Responsive Polymers as Draw Solutes for Forward Osmosis Desalination, Chem. Commun., 49, 8377-8379, 2013.
25
25. Großeheilmann J. and Kragl U., Simple and Effective Catalyst Separation by Novel CO2-induced Switchable Organocatalysts, Chem Sus Chem, 10, 2685–2691, 2017.
26
26.Hegh D.Y., Mackay S.M., and Tan E.W., CO2-Triggered from Switchable Surfactant Impregnated Liposomes, RSC Adv., 4, 31771-31774, 2014.
27
27. Madill E.A.W., Garcia-valdez O., and Cunningham M.F., CO2-Responsive Graft Modified Chitosan for Heavy Metal (Nickel)( Recovery, Polymers, 9, 1–13, 2017.
28
28.Garcia-Valdez O., Brescacin T., Arredondo J., Bouchard J., Jessop P.G., and Champagne P., Grafting CO2-Responsive Polymers from Cellulose Nanocrystals via Nitroxide-Mediated Polymerisation, Polym. Chem., 8, 4124–4131, 2017.
29
29.Zhang Q., Wang Z., Lei L., Tang J., Wang J., and Zhu S., CO2-Switchable Membranes Prepared by Immobilization of CO2-Breathing Microgels, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 44146–44151, 2017.
30
30.Dong L., Fan W., Zhang H., Chen M., and Zhao Y., CO2-Responsive Polymer Membranes with Gas-Tunable Pore Size, Chem. Commun., 53, 9574–9577, 2017.
31
ORIGINAL_ARTICLE
پوششهای کامپوزیتی-نانوکامپوزیتی ضدآب بر پایه سیمان-پلیمر امولسیونی: معرفی، ویژگی و کاربردها
در سالهای اخیر استفاده از پلیمرهای بر پایه آکریلیک، بهدلیل داشتن خواص ویژه و اثرگذار، مورد توجه بسیاری از صنایع بهویژه ساختمانی و ضدآبسازی قرار گرفتهاند. این پلیمرها در ترکیب با سازههای سیمانی بهصورت کامپوزیتی یا نانوکامپوزیتی میتوانند بسیاری از نقصهای موجود در سازههای سیمانی و بتنی را بهبود بخشند. در این مطالعه، انواع کامپوزیتها و نانوکامپوزیتهای سیمان-آکریلیک و ویژگیهای آنها معرفی و سازوکار پیوند سیمان آبدارشده با ذرات لاتکس آکریلیک ارائه میشود. نتایج نشان داده است، استفاده از لاتکس آکریلیک در ملات سیمانی موجب اصلاح ساختار منافذ درون سیمان و کاهش مصرف آب میشود. خواص مکانیکی مانند استحکام خمشی و چقرمگی بهبود شایان توجهی مییابد، ولی اثر مطلوبی بر استحکام فشاری سیمان ندارد. افزون بر این، مقاومتهای خوردگی و هوازدگی نیز ارتقا مییابند. پلیآکریلیکها بهسبب جذب اندک تابش فرابنفش نور خورشید از مقاومت خوبی در برابر تغییر رنگ و تخریب ساختاری برخوردار هستند. در نتیجه این افزایش مقاومت، افزایش دوام کامپوزیتهای سیمان-آکریلیک بهوجود میآید. افزودن نانوذرات سیلیکا به کامپوزیتهای سیمان-پلیآکریلیک موجب تسریع آبدارشدن سیمان و کاهش مقدار حفرهها در ساختار میشود. با وجود این، بهدلیل ماهیت آبدوستی و مساحت سطح زیاد نانوذرات، روانیافتگی ملات سیمانی کاهش مییابد.
http://basparesh.ippi.ac.ir/article_1575_31f566d2cebc13befebcf0cc767bb90a.pdf
2019-02-20
52
64
10.22063/basparesh.2018.2195.1426
پوشش ضدآب
لاتکس آکریلیک
سیمان
قابلیت نفوذپذیری
آبدارشدن
محمد
شاهین
shahin@stu.yazd.ac.ir
1
گروه پژوهشی نانوتکنولوژی/ معاونت پژوهشی جهاد دانشگاهی فارس/ شیراز/ ایران
AUTHOR
مصطفی
جعفری
m.jafari@acecr.ac.ir
2
گروه پژوهشی نانوتکنولوژی/ معاونت پژوهشی جهاد دانشگاهی فارس/ شیراز/ ایران
LEAD_AUTHOR
محمد حسین
نوری شمسی
noorishamsi@shirazu.ac.ir
3
گروه پژوهشی نانوتکنولوژی/ معاونت پژوهشی جهاد دانشگاهی فارس/ شیراز/ ایران
AUTHOR
1. Ohama Y., Handbook of Polymer-Modified Concrete and Mortars: Properties and Process Technology, William Andrew,
1
New Jersey, 1st ed., 1-183, 1995.
2
2. Aggarwal L.K., Thapliyal P.C., and Karade S.R., Properties of Polymer-Modifified Mortars Using Epoxy and Acrylic Emulsions, Constr. Build. Mater., 21, 379–383, 2007.
3
3.Kardon J.B., Polymer-Modifified Concrete, J. Mater. Civ. Eng., 9, 85–92, 1997.
4
4.Tukimat N.N.A., Sarbini N.N., Ibrahim I.S., Ma C.K., and Mutusamy K., Fresh and Hardened State of Polymer Modifified Concrete and Mortars–A Review, International Symposium on Civil and Environmental Engineering Conference, Wuhan, 225-235, 20-21 December 2016.
5
5.Nair P.S. and Gettu R., Commercially Available Waterproofing Agents in India: A Review, Indian Concr. J., 90, 36–53, 2016.
6
6.Yu S., Zhou Y., Zhang T., and He M., Preparation and Characterization of Acrylate Copolymers Modifified by Fluorine and
7
Silicon for Application in Release Films, Polym. Plast. Technol. Eng., 53, 531–538, 2014.
8
7.Lavelle J.A., Acrylic Latex-Modifified Portland Cement, Mater. J., 85, 41–48, 1988.
9
8.Erbil Y.H., Vinyl Acetate Emulsion Polymerization and Copolymerization with Acrylic Monomers, CRC, Florida, 1st ed., 1-183, 2000.
10
9.Hu L.M., Li Q.F., and Geng H.P., Properties of Polyacrylic Ester Emulsion Modifified with Octa(nitrophenyl) silsesquioxane (ONPS), Adv. Mater. Res., 11, 319–322, 2006.
11
10.Pei M., Wu Y., Kim W., Hyung W., and Soh Y., Effect of The Monomer Ratio on the Properties of Poly(methyl methacrylate butyl acrylate) Latex-Modifified Mortars, J. Appl. Polym. Sci., 93, 2403–2409, 2004.
12
11.Kan C.Y., Liu D.S., Kong X.Z., and Zhu X.L., Study on the Preparation and Properties of Styrene–Butyl Acrylate–Silicone Copolymer Latices, J. Appl. Polym. Sci., 82, 3194–3200, 2001.
13
12. Wang R., Li J., Zhang T., and Czarnecki L., Chemical Interaction Between Polymer and Cement in Polymer-Cement Concrete, Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci., 64, 785–792, 2016.
14
13.Wang M., Wang R., Zheng S., Farhan S., Yao H., and Jiang H., Research on the Chemical Mechanism in the Polyacrylate Latex Modifified Cement System, Cem. Concr. Res., 76, 62–69, 2015.
15
14.Ukrainczyk N. and Rogina A., Styrene–Butadiene Latex Modifified Calcium Aluminate Cement Mortar, Cem. Concr. Compos.,41, 16–23, 2013.
16
15.Tian Y., Jin X., Jin N., Zhao R., Li Z., and Ma H., Research on the Microstructure Formation of Polyacrylate Latex Modifified Mortars, Constr. Build. Mater., 47, 1381–1394, 2013.
17
16.Lu Z., Kong X., Zhang C., Xing F., Cai Y., Jiang L., Zhang Y., and Dong B., Effect of Surface Modifification of Colloidal Particles in Polymer Latexes on Cement Hydration, Constr. Build. Mater., 155, 1147–1157, 2017.
18
17.Baueregger S., Perello M., and Plank J., Influence of Anti-Caking Agent Kaolin on Film Formation of Ethylene–Vinylacetate and Carboxylated Styrene–Butadiene Latex Polymers, Cem. Concr. Res., 58, 112–120, 2014.
19
18.Baueregger S., Perello M., and Plank J., Impact of Carboxylated Styrene–Butadiene Copolymer on the Hydration Kinetics of OPC and OPC/CAC/AH: The Effect of Ca2+ Sequestration from Pore Solution, Cem. Concr. Res., 73, 184–189, 2015.
20
19.Saija L.M., Waterproofifing of Portland Cement Mortars with a Specially Designed Polyacrylic Latex, Cem. Concr. Res., 25, 503–509, 1995.
21
20.Wang R. and Wang P., Function of Styrene-Acrylic Ester Copolymer Latex in Cement Mortar, Mater. Struct., 43, 443–451, 2010.
22
21. Sun Z.P., Ye D.M., Fu L.F., Zheng B.C., Feng Z.J., and Chen M., Properties of Polyacrylic Ester Latex Modifified Cement Mortar, Adv. Mater. Res., 687, 166–174, 2013.
23
22. Assaad J.J., Development and Use of Polymer-Modifified Cement for Adhesive and Repair Applications, Constr. Build. Mater., 163, 139–148, 2018.
24
23.Wang R., Wang P.M. and Li X.G., Physical and Mechanical Properties of Styrene–Butadiene Rubber Emulsion Modifified Cement Mortars, Cem. Concr. Res., 35, 900–906, 2005.
25
24. Zhong S. and Chen Z., Properties of Latex Blends and its Modifified Cement Mortars, Cem. Concr. Res., 32, 1515–1524, 2002.
26
25.Xue X., Yang J., Zhang W., Jiang L., Qu J., Xu L., Zhang H., Song J., Zhang R., and Li Y., The Study of an Energy Effificient Cool White Roof Coating Based on Styrene Acrylate Copolymer and Cement for Waterproofifing Purpose-Part I: Optical Properties, Estimated Cooling Effect and Relevant Properties After Dirt and Accelerated Exposures, Constr. Build. Mater., 98, 176–184, 2015.
27
26. Collepardi M., Marcialis A., and Turriziani R., Penetration of Chloride Ions Into Cement Pastes and Concretes, J. Am. Ceram. Soc., 55, 534–535, 1972.
28
27.Nazari A. and Riahi S., The Role of SiO2 Nanoparticles and Ground Granulated Blast Furnace Slag Admixtures on Physical, Thermal snd Mechanical Properties of Self Compacting Concrete, Mater. Sci. Eng. A, 528, 2149–2157, 2011.
29
28.Horszczaruk E., Mijowska E., Cendrowski K., Mijowska S., and Sikora P., The Influence of Nanosilica with Different Morphology on the Mechanical Properties of Cement Mortars, Cem. Wapno Bet., 79, 24–32, 2013.
30
29.Czarnecki L. and Łukowski P., Polymer-Cement Concretes, Cem. Wapno Bet., 5, 243–258, 2010.
31
30.Sikora P., Łukowski P., Cendrowski K., Horszczaruk E., and Mijowska E., The Effect of Nanosilica on the Mechanical Properties of Polymer-Cement Composites (PCC), Procedia Eng., 108, 139–145, 2015.
32
ORIGINAL_ARTICLE
سلولهای خورشیدی پلیمری: اجزای سازنده، تولید، کاربردها و بازار
نیاز بشر به انرژی اجتنابناپذیر است که بهطور روزافزون بیشتر میشود. دلیل این نیاز تغییرات فناوری و توسعه جوامع مختلف انسانی در سراسر جهان است. منابع انرژی زمین محدود است، در حالی که انرژی خورشیدی بهوفور در سطح زمین یافت میشود. پلیمرهای بهکاررفته در سلولهای خورشیدی آلی اغلب از ساختارهای آروماتیک ناجورحلقه حاوی اتمهای غیرکربنی مانند اکسیژن، نیتروژن و گوگرد تشکیل شدهاند. این ساختارها شبکه رزونانسی تشکیل میدهند که باعث نزدیکی بالاترین اوربیتالهای مولکولی اشغالشده (HOMO) به پایینترین اوربیتالهای مولکولی اشغالنشده (LUMO) و در نتیجه کوچکشدن گافهای انرژی میشود. بهطور کلی، پلیمرها بهعنوان دهنده و سایر مولکولها بهعنوان گیرنده الکترون استفاده میشوند تا الکترونها را به سمت آند هدایت کنند. فعالیت در زمینه فناوریهای مختلف برای جمعآوری و ذخیره انرژی خورشیدی در حال انجام است و برخی فناوریها رشد خوبی داشتهاند. سلولهای خورشیدی پلیمری یکی از این شاخههای فناوری است که بهدلیل انرژیبری کم طی تولید و فرایند سریع تولید غلتکبهغلتک از مزایای متعددی برخوردار است. از سوی دیگر، بهدلیل انعطافپذیری و سبکی، سلولهای خورشیدی پلیمری کاربردهای گسترده و در حال توسعهای یافتهاند. از اینرو، در آینده نزدیک با افزایش بازده و طول عمر، این سلولها رشد سریعی داشته و در حوزههایی مانند مواد فوتوولتایی یکپارچه ساختمانی نقش غالب خواهند داشت.
http://basparesh.ippi.ac.ir/article_1583_765c1f7b63abc64d7404b4fcfa97e57f.pdf
2019-02-20
65
78
10.22063/basparesh.2018.2027.1381
انرژی خورشیدی
سلول خورشیدی پلیمری
پلیمر رسانا
بازار
مواد فوتوولتایی یکپارچه ساختمانی
علی اکبر
یوسفی
a.yousefi@ippi.ac.ir
1
پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران
LEAD_AUTHOR
علیرضا
محبی
amohebbiojak@gmail.com
2
پسادکترا- پژوهشگاه پلیمر
AUTHOR
سمیرا
فلاحدوست مقدم
samira_fm@ymail.com
3
پژوهشگر، پژوهشگاه پلیمر
AUTHOR
1.Sodagar H., http://www.hossein-sodagar.com (available in 15 Februrary 2018).
1
2.http://www.helpsavetheclimate.com/solar.html (available in 15 Februrary 2018).
2
3.https://www.eia.gov/energyexplained/images/charts/world-solar-large.gif (available in 15 Februrary 2018).
3
4.Azadi P., Nezam Sarmadi A., Mahmoudzadeh A., and Shirvani T., https://iranian-studies.stanford.edu/sites/default/files/publications/the_outlook_for_natural_gas_electricity_and_renewable_
4
energy_in_iran_2.pdf (available in 15 Februrary 2018).
5
5.Abbaszadeh P., Maleki A., Alipour M., and Kanani Maman Y., Iran’s Oil Developments Senarios by 2025, Energy Policy, 56, 612–622, 2013.
6
6.http://www.iea.org/stats/WebGraphs/IRAN2.pdf (available in 15 Februrary 2018).
7
7.Shams M.H., Khavari F., Mohammadi M., and Nouri J., A Review of Technology of Electricity Production from Solar Energy and Comparision of the World Largest Solar Power Plants, J. Dev. Indust. Tech. (Persian), 21, 1-22, 2013.
8
8.Thomas C.A., Donor-Acceptor Methods for Band Gap Reduction In Conjugated Polymers: The Role of Electron Rich Donor Heterocycles, University of Florida, Ph.D dissertation, 2002.
9
9.Polymer Photovoltaics A Practical Approach (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers), Krebs F.C. (Ed.), SPIE, Bellingham, USA, 2007.
10
10.Fraas L. and Partain L., Solar Cells and Their Applications, John Wiley and Sons, USA, 2nd ed., 45-46, 2010.
11
11.Gregg B.A., Excitonic Solar Cells, J. Phys. Chem. B, 107, 4688-4698, 2003.
12
12.Allon H.I. and Peidong Y., Semiconductor Nanowires for Energy Conversion, Chem. Rev., 110, 527–546, 2010.
13
13.Ito T., Fukushima H., and Yamaguchi M., Efficiency Potential of Thin Film Polycrystalline Silicon Solar Cells by Silane-Gas-Free Process using Aluminum-induced-crystallization, Sol. Energ. Mat. Sol. Cells, 83, 91–99, 2004.
14
14.Lee J., Lakshminarayan N., Dhungel S.K., Kim K., and Yi J., Optimization of Fabrication Process of High-efficiency and Low-cost Crystalline Silicon Solar Cell for Industrial Applications, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 93, 256-261, 2009.
15
15.Ihn S-Gh, Shin K.S., JinJin M., Bulliard X., Yun S.Y., Choi Y.S., Kim Y., Park J.H., Sim M., Kim M., Cho K., Kim T., Choi D., Choi J.Y., Choi W., and Kim S., ITO-Free Inverted Polymer Solar Cells using a GZO Cathode Modified by ZnO, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 95, 1610–1614, 2011.
16
16.Kohlstädt M., Grein M., Reinecke P., Kroyer T., Zimmermann B., and Urfel U., Inverted ITO- and PEDOT: PSS-Free Polymer Solar Cells with High Power Conversion Efficiency, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 117, 98–102, 2013.
17
17.Gao C., Wu H., Que W., and Wei W., The Performance of New Polymer Solar Cells Based on Thiophene and Thienyl-quinoxaline with the Post Treatments, Mater. Lett., 122, 74–77, 2014.
18
18.Cai W., Gong X., and Yong Cao Y., Polymer Solar Cells: Recent Development and Possible Routes for Improvement in the Performance, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 94, 114–127, 2010.
19
19.Ebrahim S., Abdel-Fattah T.M., Soliman M., and Hafez M., Novel Organic Solar Cell Based on Polyaniline-Carbon Nanotubes Composite, ECS transactions, 220th ECS Meeting, Boston, MA, October 9-14, 41, 135-140, 2011.
20
20.Facchetti A., Polymer-Donor-Polymer Acceptor (All-polymer) Solar Cells, Mater. Today, 16, 123–132, 2013.
21
21. Kietzke T., Recent Advances in Organic Solar Cells Advances in Opto-electronics, 2007, 15 pages, 2007, doi: 10.1155/2007/40285
22
22.Brabec C.J., Sariciftci N.S., and Hummelen J.C., Plastic Solar Cells, Adv. Funct. Mater., 11, 15-26, 2001.
23
23.Semiconducting Polymers; Chemistry, Physics and Engineering, Hadziioannou G. and vanHutten P.F. (Eds.), Wiley-VCH, Germany, 88-91, 1999.
24
24.Liao K.S., Yambem S.D., Haldar A., Alley N.J., and Curran S.A., Designs and Architectures for the Next Generation of Organic Solar Cells, Energies, 3, 1212-1250, 2010.
25
25.Gunes S., Neugebauer H., and Sariciftci N.S., Conjougated Polymer-Based Organic Solar Cells, Chem. Rev., 107, 1324-1338, 2007.
26
26.Mazaheri M. and Landarani A., http://edu.nano.ir/paper/68 (available in 15 Februrary 2018).
27
27.European Photovoltaic Industry Association (EPIA), Solar Generation 6: Solar Photovoltaic Energy Empowering the World, EPIA, Brussels http://www.greenpeace.org/international/ Global/international/publications/climate/2011/Final%20SolarGeneration%20VI%20full%20report%20lr.pdf (available in 15 Februrary 2018).
28
28.Huang Y.C., Cha H.C., Chen C.Y., and Tsao C.S, Morphological Control and Performance Improvement of Organic Photovoltaic Layer of Roll-to-Roll Coated Polymer Solar Cells, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 150, 10–18, 2016.
29
29.Krebs F.C., Gevorgyan S.A., and Alstrup J., A Roll-to-Roll Process to Flexible Polymer Solar Cells: Model Studies, Manufacture and Operational Stability Studies, J. Mater. Chem., 19, 5442–5451, 2009.
30
30.Søndergaard R.R., Hösel M., and Krebs F.C., Large-Area Processing of Organic Photovoltaics, in Organic Solar Cells: Fundamentals, Devices, and Upscaling, Rand B.P. and Richter H (Eds.), CRC, Taylor and Francis, USA, 639-660, 2014.
31
31.Kazemifard S., Naji L, Afshar Taromi F., and Fakharan Z., Polymer Solar Cells and Their Performance Mechanism and Characterization (Persian), Polymerization, 6, 44-54, 2015.
32
32. Mahmoudi S., Naji L., and Kazemifard S., An Introduction to Poly(3,4-thiophene)ethylenedioxy-Polystyrene Sulfonate as a Hole Transporting Layer in Polymer Solar Cells (Presian), Polymerization, 7, 13-25, 2017.
33
33.Aruvian’s Research, Analyzing Organic Photovoltaics, 2016, http://www.discoveryinvesting.com/blog/2014/7/15/case-study-of-a-growth-driver-silver-in-solar, (available in 15 Februrary 2018).
34
34.http://www.greenchipstocks.com/report/investing-in-solar-forecasts-trends-leaders/717, (available in 15 Februrary 2018).
35
35.Sondergaard R., Hosel M., Angmo D., Larsen-Olsen T.T., and Krebs F.C., Roll-to-Roll Fabriccation of Polymer Solar Cells, Mater. Today, 15, 36-49, 2012.
36
36.Global Building Integrated Photovoltaic: 2014-2022, Aim Market Insight, November 2016.
37