در این پژوهش خواص کامپوزیت‎ رزین اپوکسی و نانولوله‎های کربنی خام (کامپوزیت cnt) و نانولوله‎های اصلاح شده با مایعات یونی (کامپوزیت cnt/ils) مورد مقایسه قرار گرفته‎اند. برای انجام آزمایشات ابتدا نانولوله‎های کربنی و مایع یونی به صورت یک ترکیب باکی‎ژل در آمده و سپس با رزین اپوکسی مخلوط ‎شد. نتایج حاصل از آزمون‎های رسانایی الکتریکی، ضریب دی‎الکتریک و استحکام کششی کامپوزیت‎های cnt حاکی از آن است که نانولوله‎های کربنی تا کسر جرمی 1% به خوبی در کامپوزیت پراکنده شده و پس از آن شروع به کلوخه شدن می کنند. همچنین بر اساس این آزمایشات می توان گفت که خواص الکتریکی، مکانیکی و دی الکتریک کامپوزیت‎های cnt بر حسب درصد مایع یونی به سه ناحیه تقسیم بندی می شوند. به عبارت دیگر افزایش کسر جرمی مایع یونی تا 10 برابر مقدار نانولوله کربنی، موجب کاهش رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک و همچنین افزایش استحکام کششی کامپوزیت‎ می‎شود. با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گرفته شده این بهبود را می توان به بهبود پراکندگی نانولوله‎های کربنی و افزایش فاصله بین آن‎ها در حضور مایع یونی نسبت داد. مقادیر بیشتر مایع یونی تا 50 برابر نانولوله کربنی، رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک کامپوزیت را افزایش داده و استحکام کششی آن را کاهش می‎دهد. افزایش رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک، به تشکیل قطرات مایع یونی در کامپوزیت و درنتیجه نزدیک شدن نانولوله‎ها به یکدیگر نسبت داده شده است. در مقابل کاهش استحکام کششی نیز می‎تواند به دلیل ایجاد حفره‎های میکرونی نسبت داد که وجود آنها به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی در کامپوزیت مشهود بود. همچنین باید در نظر داشت که در این حالت به دلیل حضور قطرات مایع یونی، پخت کامل کامپوزیت مقدور نمی باشد. علاوه بر این، نتایج بدست آمده از آزمون وزن‎سنجی‎گرمایی نشان دهنده کاهش پایداری حرارتی کامپوزیت می باشد. در حالتی که مایع یونی بیشتر از 50 برابر نانولوله کربنی باشد، رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک مجددا کاهش می‎یابند. این روند نزولی می تواند به دلیل حل شدن نانولوله‎ها در مایع یونی با بزرگ شدن قطرات آن و در نتیجه افزایش فاصله بین نانولوله‎ها باشد. مطالعه دیگر انجام شده مربوط به تاثیر چهار نوع مایع یونی گلیسلین، اتالین، رلین و اگزالین می‎باشدکه بر اساس آن مایع یونی گلیسلین علی‎رغم رسانایی الکتریکی کمتر نسبت به اتالین، بیشترین بهبود را در رسانایی الکتریکی و ضریب دی‎الکتریک کامپوزیت‎های cnt/ils ایجاد کرده است. با توجه به تصاویر میکروسکوپ نوری این نتیجه به پراکندگی خوب قطرات گلیسلین در کامپوزیت نسبت داده شده است. در حالی که اتالین در کسر‎های جرمی پایین‎تری نسبت به گلیسلین تشکیل فاز پیوسته داده و نانولوله‎ها را در خود حل می‎کند.

هدف این پایان‎نامه بررسی تأثیر نانوذرات نقره بر خواص فیلم نانولوله کربنی تهیه شده به روش ته نشینی الکتروفورتیکی در مقایسه با فیلم نانولوله کربنی اکسید شده می باشد. بدین منظور، ابتدا شواهدی مبنی بر حضور نانوذرات نقره بر روی دیواره نانولوله کربنی از طریق آنالیزهای کمی مانند تیتراسیون و گرما وزن سنجی و آنالیزهای کیفی مانند طیف پراش پرتو ایکس و طیف سنج مادون قرمز حاصل شد. اندازه این نانوذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری 5 نانومتر محاسبه شد که همخوانی قابل قبولی با نتیجه بدست آمده از طیف پراش پرتو ایکس دارد. سپس پایداری سوسپانسیون با آنالیزهای پراکندگی، زتا پتانسیل، ثابت دی الکتریک و تحرک پذیری برای نانولوله اکسید شده و آرایش یافته مورد ارزیابی قرار گرفت. این آزمایشات نشان دادند اگرچه که در حالت کلی سوسپانسیون نانولوله اکسید شده پایدارتر از سوسپانسیون نانولوله آرایش یافته است اما سوسپانسیون نانولوله آرایش یافته با نانوذرات نقره نیز در مدت زمان فرآیند ته نشینی الکتروفورتیکی پایدار باقی می ماند. در مرحله بعد، تأثیر سه ولتاژ 40، 50 و 60 ولت بر رسانایی سوسپانسیون، جرم فیلم، میزان استحکام آن و رسانایی فیلم بررسی شد. بر طبق نتایج حاصل شده، از سوسپانسیون نانولوله آرایش یافته جریان الکتریکی بیشتری عبور کرد که احتمالاً به علت حضور نانوذرات نقره می باشد. همچنین با گذشت زمان رسانایی سوسپانسیون نانولوله آرایش یافته افزایش یافت. در مقابل رسانایی سوسپانسیون نانولوله اکسید شده ابتدا کاهش و سپس افزایش یافت. تجمع یکباره نانولوله ها در اطراف الکترود موجب بوجود آمدن پتانسیل غلظت می شود. ایجاد پتانسیل غلظتی در سوسپانسیون سبب افت اولیه جریان می شود که با ته نشین شدن مقداری از نانولوله ها بر روی الکترود پتانسیل غلظتی کم شده و جریان افزایش می یابد. بیشتر بودن وزن نانولوله های آرایش یافته باعث می شود که به یکباره در اطراف الکترود تجمع نکنند و احتمال ایجاد پتانسیل غلظتی را به حداقل می رساند. بیشترین استحکام، یکنواختی و ماکزیمم مقدار ته نشینی برای فیلم نانولوله آرایش یافته در ولتاژ 50 ولت بدست آمد. کافی بودن نیرو در این ولتاژ باعث می شود نانولوله ها با ساختاری منظم بر روی الکترود قرار بگیرند. از طرفی عدم کافی بودن نیرو و آشفته شدن سوسپانسیون به ترتیب در ولتاژ کم و زیاد باعث عدم یکنواختی و استحکام فیلم می شود. همچنین در ولتاژ پایین تر مقدار جرم فیلم نانولوله آرایش یافته در مقایسه نانولوله اکسید شده کمتر بدست آمد. این نتیجه را می توان به عدم تحرک پذیری نانولوله ها به علت سنگینی آن ها در ارتباط دانست. ماکزیمم رسانایی فیلم های نانولوله کربنی در حالت خشک و مرطوب مربوط به فیلم نانولوله 50 ولت است. وجود ساختار منظم فیلم نانولوله ها در 50 ولت و عدم وجود مقاومت هایی در بین نانولوله ها را می توان دلیلی بر این نتیجه دانست.