CuO nanoparçacık yeşil sentezi ve PVA matrisli kompozit film üretimi

Son yıllarda çeşitli nanoparçacıkların sentezi için bitki kök, gövde, yaprak ve saplarının sulu ekstraktlarında bulunan ikincil metabolitlerin kullanımı yeni bir çevre dostu teknoloji olarak dikkat çekmektedir. Bakır (II) oksit (CuO) nanoparçacıklar, kristal boyutun azalmasıyla birlikte mikro boyuttaki özelliklerinden üstün özellikler sergilemelerinden dolayı, güneş enerjisi sistemleri, yarı iletkenler, katalizörler ve gaz sensörleri gibi birçok endüstriyel alanda kullanım alanı bulmaktadır. Bu çalışmada, CuO nanoparçacıklarının sentezi için indirgeyici olarak enginar sapı (Cynara Scolymus L.) sulu ekstraktı kullanılarak toksik olmayan, çevre dostu ve düşük maliyetli bir yeşil sentez yöntemi geliştirilmiştir. Sentezlenen nanoparçacıklar, UV-Görünür bölge (UV-Vis) spektroskopisi, Fourier dönüşümlü infrared (FTIR) spektroskopisi, X-ışınları kırınım (XRD) yöntemi ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile karakterize edilerek, geliştirilen yöntem sonucunda küresel CuO nanoparçacıkların (˂25 nm) sentezlendiği doğrulanmıştır. Çalışma kapsamında, polivinil alkol (PVA) matrisine farklı oranlarda polietilen glikol (PEG), gliserin ve akasya sakızı polimerleri ile sentezlenen CuO nanoparçacıklar eklenerek farklı kompozit ve nanokompozit filmler hazırlanmıştır. Eklenen katkıların kompozit ve nanokompozit filmlerin kimyasal yapısı, morfolojik özellikleri, termal bozunma davranışları, mekanik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri; sırasıyla FTIR spektroskopisi, SEM, termogravimetrik analiz (TGA), çekme testi ve dielektrik sabiti ölçümleri ile incelenmiştir. FTIR analizi sonucunda PVA zincirleri ile PEG molekülleri yapısında yer alan hidroksil grupları arasında yeni hidrojen bağları oluştuğu belirlenmiştir. TGA ve dielektrik sabiti ölçümlerinden elde edilen veriler, çalışma sonucunda saf PVA filme kıyasla 600oC'deki kalıntı yüzdesinin %81 ve dielektrik sabitinin %30 arttırıldığını göstermiştir. Çekme testi sonucunda, saf PVA filmin çekme mukavemetinin (38,85 MPa), %20 PEG ve %3 CuO nanoparçacık katkısı ile %503 artırarak 234,34 MPa'a yükseldiği belirlenmiştir. Anahtar sözcükler: Yeşil sentez, Bakır oksit nanoparçacık, Polivinil alkol, Polietilen glikol, Nanokompozit film.