Electrospun polymer nanofibers for electromechanical transduction investigated by scanning probe microscopy

Calavalle, Francesco (2017) Electrospun polymer nanofibers for electromechanical transduction investigated by scanning probe microscopy. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Fisica [LM-DM270]
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Abstract

Negli ultimi anni, il copolimero ferroelettrico P(VDF-TrFE), ha suscitato un grande interesse nella ricerca scientifica per le potenziali applicazioni elettroniche come ad esempio l’energy harvesting per la produzione di dispositivi indossabili e autoalimentabili, sensori biocompatibili e memorie non volatili. Molti sforzi si sono concentrati nello sviluppo di procedure di fabbricazione che possano migliorare le performance elettromeccaniche di questi materiali. Una delle soluzioni proposte è un processo chiamato elettrofilatura, una tecnica efficiente e a basso costo che sarebbe in grado di realizzare nanofibre polimeriche già polarizzate e pronte per l’integrazione nei dispositivi. Dalle analisi microscopiche svolte in questa tesi, utilizzando tecniche di microscopia a scansione di sonda, è stato scoperto che in realtà l’elettrofilatura non provoca polarizzazione nelle fibre, bensì induce un processo di iniezione di cariche all’interno del materiale che, se testato a livello macroscopico, mostra un’apparente risposta ferroelettrica dovuta però alle cariche intrappolate, come in un elettrete. Nonostante ciò, dopo la dissipazione delle cariche spaziali, ho potuto dimostrare, grazie al’implementazione della Switching Spectroscopy PFM ad alto potenziale, che le nanofibre elettrofilate possono essere polarizzate e mostrano proprietà piezoelettriche simili a quelle del film sottile. Quindi, inducendo la completa polarizzazione del network dopo la deposizione, è auspicabile un miglioramento delle proprietà elettromeccaniche dei dispositivi basati su nano-fibre elettrofilate.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Calavalle, Francesco
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
Curriculum C: Fisica della materia
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
PFM,PVDF-TrFE,PVDF-TrFE nanofibers,electrospinning,electrospun nanofibers,Piezoresponse Force Microscopy,Switching Spectrospcopy,Energy Harvesting,Ferroeletric material,Piezoelectric material
Data di discussione della Tesi
31 Marzo 2017
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