|
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر، روشی را برای ارزیابی کمی خواص نانولایه‌های
تولیدی از نانوالیاف الکتروریس شده معرفی کردند.
محبوبه ملکی پژوهشگری است که توانسته خواص ساختمانی نانولایه‌ها، شامل توزیع آرایش‌یافتگی،
توزیع قطر، دانسیته لایه، شکل و اندازه تخلخل‌های سطحی، اتصالات الیاف و یکنواختی
نانولایه را به منظور ارزیابی و کنترل لایه تولید شده، با استفاده از تصاویر SEM و
روش پردازش تصویر تعیین نماید.
از آنجا که نانولایه‌های لیفی، پتانسیل کاربردی زیادی در پزشکی، فیلتراسیون،
کامپوزیت‌ها، پوشاک نظامی، منسوجات هوشمند، عایق‌بندی، مواد لباس‌های محافظ، بافت‌های
بدن و … دارند، تعیین خواص مکانیکی، فیزیکی و کنترل آنها بسیار مهم است. بنابراین
اندازه‌گیری و ارزش‌گذاری کمی و کیفی آنها می‌تواند میزان انطباق این خصوصیات را با
مصرف نهایی تعیین کرده و از طرفی یک مقیاس مناسب برای ارزیابی و بهینه کردن خواص
نانولایه‌های تولید شده در صنعت باشد.
خانم ملکی، ابتدا خصوصیات ساختمانی لایه‌های بی‌بافت نازک را بررسی و سپس با روش
پردازش تصویر و ارائه الگوریتم‌ها در زبان MatLab، خواص ساختمانی نانولایه‌ها را
تعیین و شناسایی نموده است.
در ابتدا به منظور ارزیابی الگوریتم‌های ارائه شده، نانولایه‌ها شبیهسازی و صحت
الگوریتم تعیین گردیده است و سپس برای آماده‌سازی تصاویر SEM، عملیات پیش‌پردازش را
انجام داده است. در پایان، با اعمال الگوریتم روی تصاویر SEM، به بحث و نتیجه‌گیری
پرداخته است.
مهندس ملکی در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو چنین اظهار داشت:
«روش‌های پردازش تصویری می‌توانند برای تعیین و کمی‌سازی خواص ساختمانی از تصاویر
SEM نانولایه‌ها به کار روند. ارزیابی معقول از این الگوریتم‌ها، به نمونه‌هایی با
خواص ساختمانی شناخته شده احتیاج دارد. به همین منظور، از یک طرح شبیهسازی تصاویر
استفاده شده است تا روش‌های مختلف تعیین خواص ساختمانی با این تصاویر شبیهسازی شده
ارزیابی و دقت و درستی عمل آنها تعیین گردد».
دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ادامه افزود: «از خواص ساختمانی تاثیرگذار
روی خواص محصول می‌توان به تراکم لایه، آرایش‌یافتگی لیف، قطر لیف، میزان و شکل
تخلخل و یکنواختی لایه اشاره کرد. روش ردیابی مستقیم، مناسب‌ترین روش برای بدست
آوردن یک تابع توزیع آرایش‌یافتگی دقیق است. در اندازه‌گیری قطر از روش تبدیل
فاصله، استفاده شده است. رفتار وابسته به تخلخل‌ها در یک لایه، رابطه مستقیمی با
هندسه و شکل این تخلخل‌ها دارد. در لایه‌های واقعی اغلب این شکل‌ها ساده نیستند. در
نتیجه باید از توصیف‌گرهای هندسی برای کمی‌سازی تخلخل‌ها استفاده کرد. یک راه معمول
برای بررسی آنها، مقایسه شکل این تخلخل‌ها با اشکال ساده‌ای مثل دایره، بیضی،
مستطیل و … است.
در این پژوهش، شاخص‌های متفاوتی برای تعیین شکل تخلخل‌ها ارائه شده است. در روش
ارائه شده برای یکنواختی لایه در روش آماری، محدوده تغییر یکنواختی کوچک است و عدد
یکنواختی وابسته به وضوح تصویر است. این روش برای بررسی یکنواختی لایه‌هایی که در
آنها یکنواختی نقاط (و نه خطوط) مهم هستند، مناسب است».
وی در پایان تاکید کرد: «اگر برای تعیین یکنواختی از روش فرکتال و تعیین شیب نمودار
لگاریتمی (درجه آزادی- خی) استفاده شود علاوه بر همبستگی بالا، نتیجه نیز مشابه
نتایج بصری خواهد گردید».
نتایج این پژوهش که با راهنمایی دکتر مسعود لطیفی و دکتر محمد امانی تهران انجام
شده در مجله International Journal of Nanotechnology (جلد ۶، صفحات ۱۱۵۴-۱۱۳۱،
سال۲۰۰۹) منتشر شده است.
|
