ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การศึกษาทางเคมีเชิงฟิสิกส์สำหรับโครงสร้าง และสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เป็นของแข็ง

หน่วยงาน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การศึกษาทางเคมีเชิงฟิสิกส์สำหรับโครงสร้าง และสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เป็นของแข็ง
นักวิจัย : วิสิษฐ์ แววสูงเนิน , Visit Vao-soongnern
คำค้น : Engineering and technology , Materials engineering , Polyelectrolytes , Polymers , ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ , สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย , โพลิเมอร์อิเล็กโตรไลท์
หน่วยงาน : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2546
อ้างอิง : http://www.nstda.or.th/thairesearch/node/4072
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

พอลิเมอร์อีเลคโตรไลท์เป็นวัสดุไอออนนิคของแข็งชนิดใหม่ที่ได้รับความสนใจ เป็นอย่างมาก ในช่วงเวลาไม่กี่ปีที่ผ่านมาในการพัฒนาเพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์ที่ เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างเป็นแบตเตอรีแห้งชนิดแข็งที่สามารถอัดประจุใหม่ ได้สำหรับเครื่องใช้อิเลคทรอนิกส์ขนาดเล็กหรือเป็นแหล่งพลังงานของรถยนต์ ไฟฟ้าในอนาคต โดยเหตุที่มีศักยภาพในการนำวัสดุชนิดนี้ไปใช้ในเชิงประยุกต์ ความก้าวหน้าในงานวิจัยสำหรับระบบนี้จึงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วทั้งในลักษณะ ของการสังเคราะห์หาพอลิเมอร์ชนิดใหม่ การหาสารเจือหรือเกลือที่เหมาะสม การวิเคราะห์หาโครงสร้าง การอธิบายการแพร่ของไอออนในระบบ รวมทั้งในเชิงทฤษฎีเพื่อให้เกิดความเข้าใจต่อสภาพการนำไฟฟ้าของวัสดุพอลิ เมอร์อิเลคโตรไลท์ โครงสร้างและกลไกการแพร่ของไอออนในระบบพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์มีความแตกต่าง อย่างมากเมื่อเทียบกับวัสดุอิเลคโตรไลท์ที่ทำมาจากสารประกอบอนินทรีย์แบบ อื่น ดังนั้น โครงงานวิจัยเรื่องนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในการศึกษาเพื่อหาหลักทั่วไป และปัจจัยทางเคมีเชิงฟิสิกส์ที่มีผลต่อการนำไฟฟ้าของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโต รไลท์ จากการศึกษาเบื้องต้นจากรายงานการวิจัยล่าสุดในปัจจุบัน พบว่าความสามารถในการนำไฟฟ้าของวัสดุจะอยู่บนพื้นฐานที่ว่าการแพร่ของไอออน ในพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์จะมีความสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลพอลิ เมอร์ในระดับการเปลี่ยนโครงบิดของสายโซ่ที่อยู่ใกล้ ๆกับไอออน ระบบที่สนใจในเบื้องต้นนี้คือวัสดุผสมระหว่างพอลีเอทิลลีนออกไซด์ (Polyethyleneoxide, PEO) และเกลืออนินทรีย์เนื่องจากความง่ายในการเตรียมตัวอย่างและมีข้อมูลจากงาน วิจัยในระบบที่ใกล้เคียงกันเป็นจำนวนมาก การศึกษาจะแบ่ง 3 ส่วนหลัก ได้แก่ (1) การเตรียมตัวอย่างโดยกรรมวิธีทางเคมี (2) การทดลองเพื่อวิเคราะห์โครงสร้างและการนำไฟฟ้าของวัสดุ (3) การศึกษาในเชิงทฤษฎีโดยใช้เทอร์โมไดนามิกส์เชิงสถิติในการทำความเข้าใจค่า การนำไฟฟ้าของวัสดุที่ได้จากการทดลอง โดยมีเป้าหมายเพื่อให้สามารถเข้าใจหลักพื้นฐานในแง่มุมทางเคมีเชิงฟิสิกส์ สำหรับการพัฒนาวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ให้มีสภาพการนำไฟฟ้าและสมบัติอื่น ๆ ที่เหมาะสมต่อการประยุกต์ใช้ในอนาคต ทิศทางการวิจัยนั้นจะแบ่งออกเป็น 2 แนวทางหลัก ได้แก่ (1) การเติมสารเจือจำพวก plasticizer ที่เป็นโมเลกุลที่มีมวลน้อย ๆ เพื่อเพิ่มปริมาตรช่องว่าง (free volume) ของวัสดุ และ (2) การผสมกับพอลิเมอร์บางชนิด (blend) เพื่อลดร้อยละการเป็นผลึกของระบบ (percent of crystallinity) ทั้งนี้ ผู้วิจัยได้ตั้งสมมติฐานว่าการเพิ่มขึ้นของปริมาตรช่องว่างของวัสดุและการลด ลงร้อยละความเป็นผลึกของระบบจะมีส่วนในการช่วยให้ไอออนเคลื่อนท่ได้ดีขึ้น และการนำไฟฟ้าได้สูงขึ้น สารเจือทั้งในส่วนที่เป็นพอลิเมอร์และ plasticizer จะมุ่งเน้นสารที่มีโครงสร้างโมเลกุลที่คล้ายคลึงกับ PEO กล่าวคือมีหมู่ --(CH2)-- คั่นด้วย --O-- เพื่อเป็นการลดตัวแปรต้นของระบบที่จะศึกษาและช่วยให้การวิเคราะห์ผลการทดลอง ทั้งในมุมมองทางเคมีเชิงฟิสิกส์และการวิเคราะห์โดยทฤษฎีได้สะดวกขึ้น สำหรับการตรวจสอบโครงสร้างของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เตรียมขึ้นจะ กระทำโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์เชิงความร้อน (DSC, TGA) อินฟราเรดสเปกโตรสโคปี (FTIR) เอกซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน (XD) และกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอน (SEM) เป็นต้น Polymer electrolytes are the newest area of solid ionics to receive wide attention for applications in electrochemical devices especially the future development to be used as rechargeable batteries for some small electronic devices or electric car. The potential utility of polymer electrolytes has stimulated the synthesis of new polymer electrolytes, the search for suitable plasticizers or salts for the mixture, physical studies of their structure and charge transport, and theoretical modeling of the charge transport processes. The structures and charge transport mechanisms for polymer electrolytes differ greatly from those of inorganic solid electrolytes, therefore the purpose of this work is to describe the general nature and physico-chemical factors that effect on the ionic conductivity of polymer solid electrolytes. Most of the research on new polymer electrolytes has been guided by the principal that ion transport is strongly dependent on local motion of the polymer (segmental motion) in the vicinity of the ion. In this proposal, we are interested in the complex between poly(ethylene oxide), PEO and inorganic salts because the ease of sample preparation and large amount of the related studies in the similar system in scientific literatures. The studies are divided into three main parts, namely, (1) the sample preparation by chemical method (2) the experiment to characterize the structure and the conductivity of materials (3) the theoretical study by means of statistical thermodynamics for an understanding of ionic conductivity of polymer solid electrolyte. Our goal here is to be able to understand the general principle, on the basis of the physical chemistry, of the polymer solid electrolyte. This knowledge is important for the future development of new materials to meet the required conductivity and other properties. Two main directions of this research activity are proposed: (1) the addition of selected small molecular plasticizers to increase the free volume of materials (2) the blending with other polymeric materials to decrease the percent of crystallinity of the new mixture. This is based on our hypothesis that both the increase in the free volume and the decrease in the percent of crystallinity of the system will facilitate ion diffusion and induce better conductivity. The additives, both polymers and plasticizers, in these studies are the ones of which structures are similar to PEO I.e. they should contain--CH2-- groups and divided by --O-- linkage. This will reduce the experimental variables and ease the interpretation of the results by means of either physical chemistry or theory. The characterization of polymer solid electrolyte will be performed by thermal analysis technique (DSC, TGA), infrared spectroscopy (FTIR), X-Ray diffraction (XD) and electron microscope (SEM).

บรรณานุกรม :
วิสิษฐ์ แววสูงเนิน , Visit Vao-soongnern . (2546). การศึกษาทางเคมีเชิงฟิสิกส์สำหรับโครงสร้าง และสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เป็นของแข็ง.
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.
วิสิษฐ์ แววสูงเนิน , Visit Vao-soongnern . 2546. "การศึกษาทางเคมีเชิงฟิสิกส์สำหรับโครงสร้าง และสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เป็นของแข็ง".
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.
วิสิษฐ์ แววสูงเนิน , Visit Vao-soongnern . "การศึกษาทางเคมีเชิงฟิสิกส์สำหรับโครงสร้าง และสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เป็นของแข็ง."
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ, 2546. Print.
วิสิษฐ์ แววสูงเนิน , Visit Vao-soongnern . การศึกษาทางเคมีเชิงฟิสิกส์สำหรับโครงสร้าง และสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์อิเลคโตรไลท์ที่เป็นของแข็ง. ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ; 2546.