Giyilebilir tekstillerde esnek piezoelektrik ve hibrit nanojeneratörler ile enerji hasatı için zno nanotel ve nanoduvar yapıların tasarımı ve üretimi

Giyilebilir teknolojilere olan talebin artışı, taşınabilir ve sürdürülebilir enerji kaynakları ihtiyacını da beraberinde getirmiştir. Bu bağlamda piezoelektrik ve triboelektrik nanojeneratörler, çevredeki mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme yetenekleri sayesinde öne çıkmaktadır. İnsan vücudu hareketlerinden enerji üretebilme potansiyelleri, bu cihazların giyilebilir elektroniklerde kendi ekosistemlerinde sürdürülebilir enerji kaynağı olarak kullanılabilmesini mümkün kılmaktadır. Ancak nanojeneratörlerin performansı modül tasarımı, aktif tabaka yapısı, elektrot-aktif tabaka arayüz etkileşimi gibi faktörlerden etkilenmektedir. Bu tez çalışmasında, nanojeneratör tasarımlarında aktif tabaka olarak kullanılan, hidrotermal yöntemle sentezlenen ZnO nanotel ve nanoduvar morfolojileri, sentez-yapı ilişkisi çerçevesinde sistematik olarak incelenmiştir. Özellikle, homojen büyüme, tekrarlanabilirlik ve yüksek elektriksel çıktı sağlayan ZnO nanoduvar yapıları, çalışmanın temel odak noktasını oluşturmuştur. %0,5-%2 at. aralığında farklı element katkılarının ZnO nanoduvar yapısı ve dolayısıyla piezoelektrik performans üzerindeki etkileri, yapı-özellik-performans ilişkisi doğrultusunda değerlendirilmiştir. Ayrıca, nanojeneratör tasarımlarında, modül mimarisi, elektrot-aktif tabaka arayüzü ve kontak tipinin (Schottky/Ohmik) elektriksel performans üzerindeki belirleyici rolü, üretilen farklı modül tasarımlarıyla ortaya konmuştur. Hibrit nanojeneratör tasarımlarında, triboelektrik etkinin katkısıyla düşük kuvvetler altında yüksek güç üretimi sağlanmış ve bir LCD ekran başarıyla çalıştırılmıştır. Geliştirilen modüller, aynı zamanda eldiven üzerine entegre edilmiş ve modüllerin el hareketleriyle enerji üretme yeteneği kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, sentez aşamasından uygulamaya kadar tüm süreçleri kapsayan bu çalışma, ZnO nanoduvar temelli esnek nanojeneratörlerin giyilebilir elektroniklerde kullanılabilirliğini göstermekte ve enerji hasadı alanında ticarileşmeye yönelik önemli bir potansiyel sunmaktadır.