اسم الباحث:

المهندسة نسرين وليد الاطرش

اسم المشرف:

الدكتورة المهندسة غزل طهماز –     الدكتور المهندس زياد سفور

العنوان:

إنتاج أقمشة تقنية ناقلة للتيار الكهربائي وتطبيقها في

منتجات نسيجية ذكية

العنوان باللغة الإنكليزية:

Producing Electrical Conductive Technical Fabrics and Applying Them to Smart Textile Products

العام:2025

القسم:هندسة الغزل والنسيج

الملخص:

حظيت المنسوجات الذكية الإلكترونية باهتمام كبير من المجتمع العلمي والهندسي بفضل خصائصها المميزة مثل انخفاض صلابة الانحناء، وقابلية التمدد، وخفة الوزن، وتطورت بشكل هائل في مجال الإلكترونيات المرنة، ومواكبتها لتطور التكنولوجيا وإنترنت الأشياء، مما جعل مجال تطبيقها واسعاً مثل أجهزة الاستشعار بمختلف أنواعها (حرارة، إجهاد، انحناء…)، ودروع التداخل الكهرومغناطيسي، لوحات إلكترونية مرنة وغيرها الكثير.

تم في هذه الأطروحة معالجة أربعة أصناف مختلفة من الأقمشة بتقنية التغطية بالسكين، وتبين أن القماش الممزوج (قطن65%/بوليستر35%)  أعطى أفضل النتائج من ناحية الناقلية الكهربائية وتغلغل الحبر ضمنه، لذلك تمت معالجة القماش الممزوج (قطن65%/بوليستر35%)  بتقنيتين مختلفتين من المعالجات النهائية، وإجراء اختبارات للعينات المعالجة (ناقلية كهربائية، ونسبة تغلغل الحبر الناقل، ونسبة التحميل، وانتقالات إلكترونية، وصور SEM، وقوة التمزق والصلابة)، ودراسة تأثير متغيرات التشغيل لكل تقنية للحصول على أفضل قيم ناقلية كهربائية للأقمشة المعالجة، وتوظيف هذه الأقمشة في منتجات نسيجية ذكية، وقد تم تقسيم مراحل العمل إلى الخطوات الآتية:

• اعتماد المواد الناقلة المستخدمة وهي (غرافيت، أكسيد الكوبالت، وأكسيد النحاس). تم تحضير أكسيد الكوبالت بثلاث طرق مختلفة (Sol-gel ، الترسيب مشترك، التصنيع الأخضر)، وتحضير أكسيد النحاس بطريقة Sol-gel ، ثم إجراء اختبارات التوصيف الكيميائي (FTIR,EDX,XRD)، والمورفولوجي(SEM) واختبار الناقلية الكهربائية للأكاسيد.
• إجراء معالجة للقماش بتقنية التغطية بالسكين (Knife coating) وذلك من خلال تحضير ثلاثة أنواع من الحبر، كل حبر يحوي مادة ناقلة مختلفة (غرافيت ،وأكسيد الكوبالت، وأكسيد النحاس)، وتطبيق كل منها على حدى بعدد طبقات مختلف على الأقمشة (6,5,4,3,2) أي (15)عينة معالجة، وتبين أنه مع زيادة عدد الطبقات تزداد قيمة الناقلية الكهربائية للعينات المعالجة ، وتبين أن العينات المعالجة بحبر الغرافيت ناقليتها كانت أعلى ووصلت إلى  (0.021 S/cm) ، وعند إجراء اختبار تقادم الناقلية الكهربائية للعينة ذات الست طبقات من الغرافيت تبين أنه مع مرور الوقت لم تتغير ناقليتها، ولم تؤثر هذه المعالجة في قوة تمزق العينات المعالجة جميعها، بل حسنت من قيمتها.
• إجراء معالجة للقماش بتقنية التغطية بالترذيذ (الرش)، وذلك بحبر حاوٍ على الغرافيت مع دراسة متغيرات التشغيل الأفضل من حيث المسافة بين رأس البخ والقماش والضغط المطبق، و من خلال هذه المعالجة تم الوصول إلى قيم ناقلية كهربائية أعلى من تقنية المعالجة بالتغطية بالسكين
  (0.2 S/cm) وذلك عند ضغط (4 bar) ، ومسافة (15 cm)، وعدد طبقات (6)، ولكن أثرت هذه التقنية في سطح القماش نتيجة الضرر الذي أحدثه الضغط العالي عند إجراء المعالجة، كما أن معامل الصلابة لهذه العينة ازداد بسبب وزن المتر المربع العالي.
• تم تشكيل منتجات نسيجية ذكية بنجاح من العينة المعالجة ذات الناقلية الأفضل (العينة المعالجة بتقنية التغطية بالسكين ذات الست طبقات من الغرافيت)، إذ تم تشكيل مستشعر انحناء، ومستشعر إجهاد، ولوحة مفاتيح مرنة من القماش المعالج.

الكلمات المفتاحية: تغطية، غرافيت، قماش تقني، ناقلية كهربائية، نسيج ذكي.

تحميل البحث