کامپوزیت های فلز- بسپار یونی (IPMC) به عنوان حس گر یا عملگر با نام «حس گر- عملگر نرم» یا «ماهیچه مصنوعی» نیز شناخته می شوند. در سال های اخیر در زمینه ساخت، مدل سازی و گسترش کاربردهای این مواد شاهد پیشرفت های شایانی بوده ایم. همچنین اخیرا سیستم های میکروالکترومکانیکی در زمینه عملگرها و حس گرهای هوشمند کاربرد گسترده یی یافته است. در تحقیق حاضر با توجه به روش های ساخت در مقیاس میکرومتری ایده هایی برای طراحی و ساخت میکروگریپر با استفاده از کامپوزیت های فلز- بسپار یونی ارایه خواهد شد. ابزار مورد نظر کاربردهای بالقوه متعددی در سیستم های میکرورباتیکی و به خصوص برای کار در محیط های زیست شناختی خواهد داشت. همچنین اثرات غالب در مقیاس کاری این ابزار بررسی شده و مدل فرایند گیرایش اجسام بر مبنای رفتار الکترومکانیکی گریپر استخراج خواهد شد.

نوار های کامپوزیت فلز پلیمر یونی (آی پی ام سی) عملگرهای بسیار نازکی به شکل یک کامپوزیت ساندویچی با یک پلیمر الکترواکتیو در وسط و دو الکترود فلزی در طرفین آن هستند. در این مقاله، تحلیل چندمقیاسی الکتروشیمی مکانیکیِ پاسخ زمانی عملگری یک نوار کامپوزیت آی پی ام سی انجام می گیرد. ابتدا پاسخ الکتروشیمیایی حرکت اولیه آی پی ام سی ناشی از نیروی الکترواستاتیکی، نیروی ویسکوز حرکتِ توده یونی در حلال زمینه پلیمر و نیروی نفوذ ناشی از پتانسیل غلظت توسط یک مدل هیدرولیکی استخراج می شود. روش های حل در حوزه مکان شامل تحلیل عددی اجزای محدود بر اساس فرمول بندی گلرکین، و در حوزه زمان، شامل روش انتگرال گیری اویلر می باشد. سپس، معادله انتقال حلال نوشته شده، و نرخ کرنش ویژه، و نرخ تغییرات لنگر خمشی عملگر آی پی ام سی بدست می آید. با استخراج میزان آبپوشی در لایه مرزی کاتد و آند، پاسخ جابجایی انتهای تیر تعیین می شود. نتایج حاصل از مدل با مطالعات پیشینِ دردسترس مورد مقایسه و اعتبار سنجی قرار می گیرد. نتایج، تناسب بین پاسخ عملگر آی پی ام سی و تحریک الکتریکی را بطور معقول نشان می دهد، و تایید می کند که مدل ارائه شده پیش بینی پاسخ سریع نوار آی پی ام سی را فراهم می کند.

کامپوزیت های پلیمر یونی - فلزی(IPMC) از جمله مواد هوشمندی هستند که اخیرا در صنعت مکاترونیک کاربردهای گسترده ای یافته اند. این کامپوزیت ها، کامپوزیت های لایه ای فلزی پلیمری بوده که ساخت آنها از تکنولوژی پیچیده ای برخوردار است. این کامپوزیت ها نسل جدیدی از مواد هوشمند هستند که در محرک ها استفاده می شوند. هدف از تحقیق حاضر ساخت یک کامپوزیت پلیمر یونی- فلزی با استفاده از لایه نشانی و بررسی تاثیر متغیرهای مختلف بر خواص و ساختار آن است. بدین منظور پس از تهیه ورق پلیمر پلی وینیل دن فلورید متخلخل پوششی از طلا با اندازه ذرات نانومتری و ضخامتی میکرونی بر روی ورق نازک آن به روش کندوپاش ایجاد گردید. در ادامه به کمک روش الکتروپلیتینگ با استفاده محلول پروپیلن کربنات، پیرول و نمک تری فلوئورومتان سولفونیمید لیتیوم، در شرایط کاملا کنترل شده پلی پیرول برروی طلا نشانده شد. جهت بررسی کیفیت پوشش از بررسی های میکروسکوپ الکترونی و آنالیز طیف سنجی مادون قرمز استفاده گردید. پارامترهای موثر بر لایه نشانی پلی پیرول نظیر دمای کاری و مدت زمان لایه نشانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در غلظت محلول الکترولیت پیرول و نمک 0.1 مولار و دمای 25- درجه سانتی گراد با افزایش مدت زمان لایه نشانی، ضخامت پوشش پلی پیرول بیشتر شده و کیفیت سطحی آن بهتر گردیده است.

در این پژوهش، اثر دو نوع الاستومر روی خواص مکانیمی پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن پر شده با الیاف سلولوزی بررسی شد. اصلاح کننده مقاوم به ضربه مورد استفاده اتیلن وینیل استات و اتیلن پروپیلن دی ان مونومر همچنین، الیاف سلولوزی شامل آلفاسلولوز و الیاف باز یافتی کاغذ باطله بود. الاستومر (اصلاح کننده) در سه مقدار 5،7.5  و 10 درصد وزنی با کامپوزیت مخلوط شد و مقدار پر کننده به ترتیب برای پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن 30و 35 درصد وزنی بود. نتایج نشان می دهد که با افزودن الاستومر استحکام ضربه ای شکافدار، کرنش خمشی و ازدیاد طول تا پارگی افزایش اما استحکام کششی، استحکام خمشی و مدول کشسانی کاهش می یابند. همچنین پر کننده ها بدون الاستومرها باعث بهبود استحکام کششی و خمشی شده، مدول کشسانی را افزایش می دهند اما سبب کاهش استحکام ضربه ای شکافدار و ازدیاد طول تا پارگی و کرنش خمشی می شوند. در واقع با افزودن 10 درصد الاستومر به کامپوزیت بیشترین استحکام ضربه ای بدست آمد در حالی که برای مقاوتهای دیگر و مدول دیگر و مدول کشسانی بیشترین مقادیر مربوط به نمونه هایی با صفر درصد الاستومر (به جز پلیمرهای خالص) بود.

موادی که خاصیت الکترومکانیکی دارند، در صورتی که تحت اعمال ولتاژ قرار گیرند، دچار تغییر شکل می شوند؛ این مواد امروزه کاربردهای متنوعی دارند به همین علت توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. در مقاله انجام شده یک غشا از جنس کامپوزیت یونی – پلیمری-فلزی با هسته ی پلیمری از جنس نافیون که یک پلیمر الکترواکتیو می باشد و الکترود از جنس پلاتین که یک فلز نجیب است، ساخته شده و تحت اعمال ولتاژهای ثابت 2، 3/3 و 5 ولت قرار می گیرد. مقادیر جابجایی به صورت تجربی محاسبه شده و در تحلیل المان محدود قرار داده شدند تا مدول یانگ محاسبه شود. هدف این مقاله بدست آوردن مدول یانگ ماده ساخته شده با استفاده از معلومات ولتاژ و جابجایی و جایگذاری در تحلیل المان محدود می باشد. با بررسی های صورت گرفته، مدول یانگ ماده ی مذکور برابر با 109×57/0 پاسکال می باشد که عددی با دقت بالا است و می توان از آن در کاربردهای مختلف مواد کامپوزیت یونی-پلیمری-فلزی استفاده کرد.

در این مقاله تحلیل تجربی و عددی مخزن فلز- کامپوزیت تحت بار دینامیکی بررسی می شود. برای این منظور یک نمونه از مخزن چند تکه استوانه ای جهت اندازه گیری فشار در نظر گرفته شده است جهت اندازه گیری فشار از سنسورهای پیزوالکتریک 1000 بار مدل کیستلر استفاده شده که برای نصب آنها سوراخ هایی بر روی سطح بیرونی پوسته ایجاد شده است. برای تنظیم کردن سطح سنسورها در لایه داخلی استوانه از قطعات تقویتی استفاده شده که پس از نصب و تنظیم سنسورها آزمایش با بار ضربه ای ناشی از احتراق سوخت انجام شده است. نتایج حاصل از آزمایش توسط دیتالاگرهای سنسورها ثبت شده و بصورت نمودارهای فشار بر حسب زمان بدست آمده است. هدف از این پژوهش رسیدن به وزن و مقاومت بهینه مخزن با روش سعی و خطا و با استفاده از تحلیل عددی در برابر بار دینامیکی ناشی از احتراق سوخت می باشد لذا جهت تحلیل عددی یک نمونه از مخزن چند تکه استوانه ای در نرم افزار المان محدود آباکوس مدلسازی شده و مورد تحلیل قرار می گیرد. بار اعمالی به مدل از نتایج استخراج شده در آزمایشهای تجربی بوده که بصورت یک بار فشاری متغیر و دینامیکی با مخزن فلزی و مخزن فلز - کامپوزیت همزمان مورد تحلیل قرار می گیرد نتایج بدست آمده از تحلیل مورد بحث و بررسی قرار گرفته و در نهایت مشخصات هندسی و مادی بخش فلزی و بخش کامپوزیتی مخزن برای حالت بهینه پیشنهاد می گردد.

کامپوزیت های پلی آنیلین/چارچوب فلز-آلی کبالت (PANI/x%Co-MOF) به روش سنتز هیدروترمال چارچوب فلز-آلی کبالت(II) در حضور پلی آنیلین تهیه شده از پلیمریزاسیون شیمیایی به دست آمدند. کامپوزیت های حاصل با استفاده از تکنیک های پراش اشعه ی ایکس پودری (PXRD)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز نقشه ای EDSعنصر کبالت بررسی شدند. الگوی پراش اشعه ایکس این ترکیبات حفظ ساختار بلوری چارچوب فلز-آلی در کنار بستر پلیمری را تایید می کند. نتایج آنالیز نقشه-ای EDS پراکندگی یکنواخت عنصر کبالت در بستر پلیمر را نشان می دهد. خواص الکتروشیمیایی ترکیبات تهیه شده با استفاده از روش-های ولتامتری چرخه ای و شارژ/ دشارژ گالوانوستاتیک در سیستم سه الکترودی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد کامپوزیت PANI/50%Co-MOF دارای بیشترین ظرفیت ویژه، F g-1 144، در دانسیته ی جریان A g-1 1 درون الکترولیت KNO3 است. کامپوزیت-های تهیه شده به دلیل اثر سینرژیک پلی آنیلین و چارچوب فلز-آلی کبالت ظرفیت بیشتری نسبت به مواد اولیه ی خود نشان داده اند.