•    کاربردها:

اگر چه هنوز کاربرد EAPs در مراحل اولیه و آزمایشگاهی است، اما کاربردهای آنها شامل ساخت قسمتهایی که توانایی تقلید کردن از نمو نه های طبیعی آنها در حشرات، حیوانات و حتی انسان را دارند. برای مثال ماهیچه های مصنوعی انسان، میله های هدایت کنندة جراحی، دست های ماشینی کوچک، جاروب کننده های گردوغبار، بازوهای روباتیک کوتاه، جعبه های کوچک، میکروروبات ها، وسایل جراحی و روبات های جراحی که بر روی دیگر وسایل کوچک سوار می شوند، از   نمونههای کاربرد این پلیمرها میباشند.

منابع: 1. Azom.com 2. شیمی پلیمر نیکلسون( ترجمه دکتر وحید حدادی اصل و ...)

ساختن یک بهشت از جنس پلیمر

چگونه می توان رابطه انسان را با طبیعت خوب کرد؟

این پرسشی بود که مدتها ذهن تی اسمیت، یک دانشمند و گیاه شناس انگلیسی را به خود مشغول کرده بود. وسرانجام پاسخ پرسشش را یافت.

پاسخ این بود:ساخت باغی جدید و بسیار عجیب که نظر همه مردم جهان را به خود جلب کند.کار ساخت این باغ اکتبر 1998 شروع شد و پس از 3 سال در مارس 2001 پروژه ساخت به اتمام رسید. نام این مجموعه دیدنی را که در 270 مایلی غرب لندن واقع شده است« بهشت عدن» گذاشتند.

این مجموعه با مساحتی بیش از 2000 هکتار؛ صد هزار گیاه شامل 5000 نوع مختلف از مناطق آب و هوایی گوناگون را در خود جای داده است.

فرم قطعاتی که این سازه با آنها ساخته شده است نوعی استیل لعابدار با لوله های گالوانیزه است . پوشش روی گلخانه که درون قابهای شش ضلعی با قطر 9متر قرار گرفته اند از جنس نوعی پلیمر به نام ETFE است که خواص جالبی دارد. این ماده می تواند روز گرما را بگیرد و در شب آن را پس بدهد. همچنین شفاف و قابل باز یافت است و حداقل 30 سال عمر می کند. هیچگونه گرد و غباری را هم جذب نمی کند و با وجود اینکه یک درصد شیشه وزن دارد بسیار محکم است به طوریکه اگر یک تیم فوتبال روی آن برود می تواند وزنشان را تحمل کند.

این پلیمر همچنین اشعه ماورا بنفشUV را که برای رشد گیاهان لازم است از خود عبور می دهد و نور آفتاب، خواص آن را تغییر نمی دهد. روی این فویلها لانه زنبور وچشم حشرات شبیه سازی شده است

هدف از ساخت این گلخانه نه تنها تحقیقات بلکه بازدید عموم و آموزش کودکان و والدین آنها برای رفتار صحیح با دوست قدیمی بشر، طبیعت و گیاهان است.

پیل سوختی با الکترولیت پلیمری(PEFC)

پیل‌های سوختی وسایل الکتروشیمیایی هستند که انرژی شیمیایی را مستقیماً به الکتریسیته و گرما تبدیل می‌کنند. در پیل سوختی پلیمری، از یک غشا پلیمری نازک به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. غشا پلیمری دارای رسانایی یونی است. الکترولیت جامد نسبت به الکترولیت‌های مایع دارای دانسیتة انرژی بالاتری است، همچنین میزان خوردگی در این نوع الکترولیت کمتر است. این نوع پیل سوختی در محدوده دمایی که آب بصورت مایع است کار می‌کند (زیر 100درجة سانتیگراد).

مهمترین مشکل پیل‌های سوختی قیمت بالای آنها می‌باشد. پیل‌های سوختی مزایایی دارند که کم و بیش برای همة انواع آن صادق است. این مزایا عبارتند از:

ü   بازدهی بالا: پیل‌های سوختی نسبت به موتورهای احتراق دارای بازدهی بالاتری می‌باشند.

ü   سادگی سیستم: ساختار پیل سوختی بسیار ساده است.

ü   آلایندگی کم: تنها ماده حاصل از و اکنش پیل، آب است.

ü آلودگی صوتی کم: پیل‌های سوختی بسیار آرام کار می‌کنند که برای سیستم‌های قابل حمل از اهمیت زیادی برخوردار است.

ü   طول عمر بسیار بالا.

ü   عدم وجود قطعات و قسمتهای متحرک در سیستم.

استفاده از پیل‌های سوختی در سیستم‌های ترکیب‌کننده نیرو و گرما (در اندازه‌های کوچک و بزرگ) میسر است. همچنین از آنها می‌توان در وسایط نقلیه، کامپیوترهای قابل حمل، گوشی‌های تلفن همراه و … استفاده کرد.

در حال حاضر بزرگترین صنعت فعال در زمینة پیل سوختی پلیمری، صنعت

خودروسازی می‌باشد. با توجه به کاهش میزان آلودگی در استفاده از سوخت هیدروژن به جای سوخت‌های فسیلی، استفاده از این پیل در وسایط نقلیه، بخصوص وسایط نقلیة عمومی نظیر اتوبوس‌ها،‌ ترن‌ها و … ارجحیت یافته است. با استفاده از این تکنولوژی، آلاینده‌هایی نظیر اکسید نیتروژن و یا گوگرد وجود نخواهد داشت. در واقع تنها عامل آلوده‌کننده در این تکنولوژی، دی‌اکسیدکربن است که بصورت محصول جانبی در فرآیند تولید هیدروژن از سوخت‌های هیدروکربنی حاصل می‌شود. می‌توان از پیل سوختی پلیمری برای تامین الکتریسیته و گرما در آپارتمان‌ها وخانه‌های شخصی نیز استفاده کرد. گوشیهای تلفن همراه میتواند از سایر زمینه­های کاربرد این پیل باشد.

در پیل سوختی پلیمری از هیدروژن یا گاز غنی از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می‌شود. اکسیژن خالص یا هوا، وابسته به نوع کاربرد پیل، به عنوان اکسید کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. مولکول‌های هیدروژن در آند (قطب مثبت) به پروتون و الکترون تبدیل شده و پروتون‌ها از طریق الکترولیت به کاتد (قطب منفی) منتقل می‌شوند. این در حالی است که الکترون‌ها از طریق یک جریان خارجی به کاتد منتقل میشوند. در کاتد اکسیژن، پروتون و الکترون‌ها با هم ترکیب شده، آب و حرارت تولید می‌شود(شکل1). آند و کاتد هر دو دارای کاتالیست‌هایی (از جنس پلاتینیم) هستند که فرآیندهای الکتروشیمیایی را تسریع می‌کنند. واکنش‌های اصلی پیل بصورت زیر است:

انرژی الکتریکی و حرارتی از طریق واکنش‌ کاتد حاصل می‌شود. انرژی گیبس واکنش بصورت انرژی الکتریکی ظاهر می‌شود و آنتالپی واکنش بصورت حرارت آزاد می‌گردد. در عمل، مقداری از انرژی گیبس نیز به حرارت تبدیل می‌شود.

یک پیل سوختی واحد، ولتاژ محدودی تولید می‌کند (کمتر از یک ولت). بنابراین برای دستیابی به ولتاژ مورد نیاز برای کاربردهای عملی، چند پیل واحد را بصورت سری به هم متصل می‌کنند تا یک مجموعه پیل سوختی بدست آید. اجزا سازنده یک پیل سوختی پلیمری در شکل 2 نشان داده شده است.

یکی از اجزای مهم هر پیل سوختی، الکترولیت آن می باشد که در مجاورت الکترودها و دیگر اجزای پیل، مورد استفاده قرار می گیرد. الکترولیت مورد استفاده در PEFC، از جنس پلیمر می باشد که این پلیمر همراه با رطوبتی که در خلل و فرج پلیمر وجود دارد، وظیفه انتقال پروتون از آند به کاتد را بر عهده دارد، ولی باید از عبور مولکول‌های هیدروژن و اکسیژن ممانعت نماید. غشا الکترولیت همچنین به عنوان یک عایق بین صفحات دو قطبی عمل می‌کند.

غشا الکترولیت (غشا رسانای پروتون)، پلیمری است که زنجیر اصلی آن تفلون بوده و شامل گروههای اسیدسولفونیک می‌باشد. گروههای اسیدی بر روی زنجیر پلیمر ثابت هستند، ولی پروتون‌ها می‌توانند آزادانه در غشا حرکت کنند. معمولترین غشا مورد استفاده نیفیون است. این غشا‌ برای اینکه رسانای پروتون باشد، بایستی مرطوب بماند. این مسئله دمای عملیاتی پیل پلیمری را در زیر نقطة جوش آب محدود می‌کند. به این ‌ترتیب آب به عنوان یک مسئلة حیاتی در سیستم پیل پلیمری مطرح می‌شود. در حال حاضر تحقیقات زیادی برای ساخت غشاهایی که بتوانند در دمای بالای 100 درجة سانتیگراد رسانایی داشته باشند، انجام می‌گیرد. همچنین رسانایی یونی غشا نسبت به ناخالصی‌های موجود در آن حساس است. مثلاً اگر غشا در معرض ترکیبات فلزی قرار گیرد، یون‌های فلز داخل غشا نفوذ کرده و جایگزین پروتون‌ها می‌شوند. به این‌ترتیب رسانایی غشا کاهش می‌یابد .