بررسی عوامل موثر در ایجاد انرژی الکتریکی در نخ هیبرید سیمی

منسوجات هوشمند کالاهایی هستند که می توانند محرک های مکانیکی، حرارتی، شیمیایی، مغناطیسی و یا سایر شرایط محیطی را حس کرده و تحت رفتار پیش بینی شده و کنترل شده ای رفتار نمایند. ساخت و تولید این منسوجات در سال های اخیر با نرخی سریع و رو به رشد و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و تجاری توسعه یافته است. یکی از زمینه های نوین در توسعه ی منسوجات هوشمند مبحث برداشت انرژی به مفهوم جمع آوری انرژی الکتریکی از محیط اطراف و با استفاده از روش های تبدیل انرژی مستقیم می باشد. به این معنا که چنین تجهیزاتی از منابع تامین انرژی متداول مانند سوخت و یا باتری استفاده نکرده و خود انرژی مورد نیازشان را تامین می کنند. در این پروژه روشی جدید برای برداشت انرژی از محیط در حوزه ی محصولات نساجی ارائه گردیده است در تحقیق پیش رو روشی برای ساخت یک نخ هیبرید سیمی ارائه شده است که از طریق خاصیت القای الکترومغناطیس قادر به تولید جریان الکتریسیته با استفاده از استعداد و خاصیت الاستیک نخ های پلی یورتان و به ویژه لایکرا می باشد. ابتدا نخ لایکرا طی یک فرآیند پوشش دهی با پودر فلز مغناطیس کبالت پوشش داده شده و سپس جهت افزایش دادن همسویی میدان مغناطیسی ذرات فلز فرومغناطیس، نخ پوشش داده شده در میدان مغناطیسی خارجی یک سیملوله حامل جریان قرار گرفت. در مرحله ی آخر با استفاده از سیستم ریسندگی دوک تو خالی، نخ سیمی مسی با 1000 و 2000 تاب در متر دور نخ مغناطیس مغزی تابانده شد. همچنین با انجام محاسبات نظری و بررسی روابط فیزیکی حاکم بر مسئله عوامل موثر در ایجاد جریان القایی در نخ سیمی مسی شناسایی شدند. این عوامل عبارتند از فرکانس رفتار الاستیک نخ لایکرا، تعداد تاب در متر نخ سیمی و قدرت مغناطیسی پوشش پودر فلز کبالت صورت گرفته بر روی نخ لایکرا. با توجه به معادلات فیزیکی نقش هر یک از این عوامل در میزان جریان الکتریکی القایی در نخ سیمی رویه مورد بررسی قرار گرفت. با انجام آزمایش ها مشخص شد که تغییر هر یک از عوامل فوق تاثیر مستقیمی در تغییرات جریان القایی ایجاد شده در نخ هیبرید سیمی دارند.آزمایش ها نشان دادند که جریان بیشینه ای معادل 98 پیکو آمپر از رفتار الاستیک نخ چند جزئی سیمی قابل برداشت می باشد. در این تحقیق یک نوع نخ چند جزئی سیمی توسعه یافت و جریان الکتریکی القایی ناشی از رفتار مشابه سیملوله و آهنربای نخ چند جزئی جمع آوری شد. از این نخ سیمی مغناطیسی می توان برای برداشت انرژی در انواع منسوجات هوشمند برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی استفاده نمود.