Please use this identifier to cite or link to this item: https://ir.swu.ac.th/jspui/handle/123456789/24795
Title: อุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กไฮบริดไทรโบอิเล็กทริก-เพียโซอิเล็กทริกบนพื้นฐานวัสดุคอมโพสิตระหว่างพอลิเมอร์ธรรมชาติและแกมมา-ไกลซีน
Other Titles: Triboelectric-Piezoelectric Hybrid Nanogenerator Based on Natural Polymer/Gamma-Glycine Composites
Advisor : ฐิติรัตน์ จรุญสุข
Authors: สิรินยา อุกาสี
จิรณิชา นิลทับ
ปริตตา จูฑาภักติ
Keywords: แกมมา-ไกลซีน
วัสดุเพียโซอิเล็กทริก
แบคทีเรียเซลลูโลส
ไคโตซาน
วัสดุคอมโพสิต
อุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กไทรโบอิเล็กทริกทางธรรมชาติ
Triboelectric nanogenerators (TENGs)
Gamma-glycine
Bio- piezoelectric material
Bacteria cellulose
Chitosan
Composite
Issue Date: 2564
Publisher: ภาควิชาวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
Abstract(TH): ในปัจจุบันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาและสวมใส่ได้เข้ามามีบทบาทต่อการใช้ชีวิตของมนุษย์โดยเฉพาะการใช้งานสําหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ ซึ่งจําเป็นต้องมีแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าภายนอกที่มีประสิทธิภาพและสามารถใช้งานสัมผัสกับร่างกายมนุษย์ได้ ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยจึงพัฒนาอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าขนาดเล็กไทรโบอิเล็กทริก (Triboelectric nanogenerators: TENGs) ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานเชิงกลจากการสัมผัสของวัสดุเหนี่ยวนําให้เกิดกระแสไฟฟ้าโดยใช้วัสดุพอลิเมอร์ทางธรรมชาติ ได้แก่ แบคทีเรียเซลลูโลส (BC) และไคโตซาน (CS) เป็นชั้นสัมผัสหลักและทําการเพิ่มประสิทธิภาพค่าการส่งออกทางไฟฟ้าโดยการทําเป็นฟิลม์คอมโพสิตกับวัสดุเพียโซอิเล็กทริกทางธรรมชาติจากกรดอะมิโนชนิด แกมมา-ไกลซีน (g-gly) ในอัตราส:วนที่แตกต:างกัน เพื่อศึกษาปริมาณ g-gly ที่ส่งผลต่อลักษณะทางกายภาพ ลักษณะทางสัณฐานวิทยา และค่าการส่งออกทางฟ้า ผลปรากฏว่า ฟิลม์คอมโพสิตยังคงมีความโปร่งแสงและความยืดหยุ่น แม้ปริมาณ g-gly เพิ่มมากขึ้น เมื่อตรวจสอบสัณฐานวิทยาของฟิลม์คอมโพสิต พบว่าอนุภาค g-gly เกิดการแทรกกระจายตัวอยู่ในเมทริกตามปริมาณ g-gly ที่เพิ่มมากขึ้น เมื่อทดสอบค่าการส่งออกทางไฟฟ้า พบว่า g-gly สามารถเพิ่มค่าการส่งออกทางไฟฟ้าให้กับพอลิเมอร์ธรรมชาติได้ โดยในเมทริกซ- BC ที่ g-gly 5 wt% มีค่าความต่างศักย์ (Voc) กระแสไฟฟ้า (Isc) และกําลังไฟฟ้าขาออก ~46 V ~19.3 nA และ~725.22 μW ตามลําดับ ส่วนในเมทริกซ- CS ที่ g-gly 50 wt% มีค่าความต่างงศักย์ (Voc) กระแสไฟฟ้า (Isc) และกําลังไฟฟ้าขาออกสูงถึง ~78.81 V ~64 nA และ~705.96 μW ตามลําดับ อีกทั้งฟิลม์คอมโพสิตทั้งสองชนิดยังสามารถชาร์จคาปาซิเตอร์ได้เต็มที่สองความจุคือ 0.22 μF และ 0.33 μF งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นว่าปริมาณ g-gly ที่เหมาะสมเป็นปัจจัยสําคัญในการเตรียมฟิลม์คอมโพสิตที่มีคุณภาพและให้สมบัติทางไฟฟ้าที่ดี ซึ่งผู้วิจัยคาดหวังว่าการศึกษาครั้งนี้ จะเป็นแนวทางใหม่ในการปรับปรุงอุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงาน ที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม จากวัสดุธรรมชาติเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูง
Abstract: Nowadays, portable and wearable electronic devices are now an important role in the daily lives of people nowadays. Especially, in the field of biomedical devices. These devices required a highly efficient external power source and have to be able operated in contact with the human body. Therefore, in this work, the authors pay attention to develop triboelectric nanogenerators (TENGs) that can harvest the mechanical energy and converting it into electricity by contacting of two materials and induced the electricity for serving as the electrical supply. Using bacterial cellulose (BC) and chitosan (CS) natural polymer as the main faction materials, then improving output efficiency of the composite films with bio-piezoelectric material from gamma-glycine ( g-gly) amino acid in different ratios to study the amount of g-gly that affects physical appearance, morphology, and the electrical output. The results showed the composite films remain its translucency and flexibility despite the increased of g-gly content. When examining the morphology of the composite films, it was found that the g- gly particles dispersed in the matrix increased by the amount of g-gly. Then, the electrical output is investigated. It was found that g-gly was able to increase the electrical output value of natural polymer. In the BC matrix, with 5 wt% g-gly added, the output voltage (Voc), current (Isc) and power can went up to ~46 V and ~19.3 nA and ~725.22 mW respectively. In the CS matrix, 50 wt% added, can provide output voltage (Voc), current (Isc) and power of ~78.81 V ~64 nA and ~705.96 μW, respectively. Furthermore, both types of composite films can charge capacitors at two different capacities of 0.22 μF and 0.33 μF. This research indicates that appropriate g-gly content is an important factor in the preparation of quality composite films and good electrical output. with this work. The authors expect that this study will provide a novel way to enhance the biocompatible, green and eco- friendly energy harvesting devices from natural materials to achieve high performance.
URI: https://ir.swu.ac.th/jspui/handle/123456789/24795
Appears in Collections:Mat-Senior Projects

Files in This Item:
File SizeFormat 
Mat-Sirinya-U.pdf
  Restricted Access
44.12 MBPDFView/Open Request a copy


Items in SWU repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.