İletken kompozit ve nanoelyafların sentezi, karakterizasyonu ve kapasitif uygulamaları

İletken nanofiber kompozitleri, ilginç elektriksel, elektromanyetik kalkanlama (EMI), termal, enerji depolama gibi özelliklerinden dolayı yaygın olarak incelenen malzemelerdir ve sentetik metallerin yeni bir sınıfı olarak, teknolojide, enerji depolama, elektrokataliz, organik elektrokimya, biyoelektrokimya, fotoelektrokimya, yarı iletkenler, çeşitli sensörler, çeşitli görüntü sistemleri, mikrodalga görüntüleme teknikleri, korozyon önlenmesi, antistatik kaplamalar, antistatik ambalaj ve paketleme malzemeleri yapılması, yapay kas ve sunî sinir gibi akıllı moleküler elektronik oluşturulması gibi çok geniş bir uygulama alanı bulmuşlardır. Son yıllarda taşınabilir yük depolama sistemelerinde kullanılmak üzere süperkapasitör olarak da adlandırılan elektrokimyasal kapasitörler konusunda karbon ya da iletken polimerlere (İP) dayalı çok sayıda malzeme incelenmiştir. Bu polimerler arasında Polianilin (PANi), polipirol (PPy), politiyofen (PTh) ve polietilendiyoksitiyofen(PEDOT) en yaygın incelenenlerdir. Elektroçekim, nanoboyutta, yüksek yüzey alanına sahip nanofiberler elde etmek amacıyla son yıllarda yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemin uygulanabilmesi için polimerin fiber haline getirilme aşamasında mekanik özelliğinin uygun olması gerekmektedir. İletken nanofiber kompozitleri ise, fiber haline getirilebilen poliakrilonitril (PAN), poliamid (PA), poliüretan (PU) gibi yalıtkan polimerlerin, İP, metal oksit ve karbon katkılar ile iletkenlik kazandırılması ile hazırlanabilirler. Diğer yandan, pirit (FeS2) fotoaktif özellikleri dolayısıyla incelenen bir mineraldir. Ayrıca sülfirik asit üretiminde endüstriyel atık olarak da karşımıza çıkmaktadır ve bu atıkların kontrollü koşullar altında dikkatli bir şekilde giderilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. PEDOT polimeri ile yapılan çalışmalarda bu polimerin kapasitif özelliğinin iyi olduğu rapor edilmiştir. Bu çalışmada pirit atıklarının katma değeri olan bir ürüne dönüştürülerek değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Karşılaştırma yapabilmek için, hem belli boyutta toz haline getirilmiş doğal pirit ve atık pirit olmak üzere iki farklı pirit kullanılmıştır. Bu amaçla, önce mikroemülsiyon yöntemiyle P(AN-co-VAc)/FeS2 kompozitleri elde edilmiştir. P(AN-co-VAc)/FeS2 kompozitlerinin iletkenliklerini artırmak amacıyla kimyasal oxidative polymerizasyon yöntemiyle PEDOT ile kaplanmış ve P(AN-co-VAc)/FeS2/PEDOT kompositleri elde edilmiştir. Daha sonra elektroçekim yöntemiyle P(AN-co-VAc)/FeS2 ve P(AN-co-VAc)/FeS2/PEDOT kompozitlerinden nanofiberler elde edilmiştir. Böylelikle yüzey alanı çok artırılmış P(AN-co-VAc)/FeS2 nanolifleri daha sonra kimyasal ve elektrokimyasal yöntemle PEDOT ile kaplanarak iletkenliklerinin ve yük depolama özelliklerinin artırılması hedeflenmiştir. Böylece uygulama alanlarındaki özelliklerinin geliştirileceği umulmaktadır. Sentezlenen kompozitler ve nanofiberler, ATR-FTIR, SEM, DSC ve voltametri (CV), elektrokimyasal empedans (EIS) yöntemleri ile karakterize edilemiştir. Böylece çalışmada hem doğal kaynaklar kullanılarak hem de atıklar değerlendirilmiştir, iletken ve yük depolama özelliklerine sahip yeni malzemeler elde edilmiştir.