Floresans özellik gösteren florofor katkılı polimer malzemelerin mekanik, termomekanik ve mekanokromik özelliklerinin incelenmesi

Akıllı malzemeler; gerilim, gerinim, sıcaklık, nem, pH, elektrik veya manyetik alanlar gibi harici uyaranlarla bir veya daha fazla özelliği kontrollü bir şekilde değiştirilebilen malzemelerdir. Bu nedenle bu malzemelere uyaranlara duyarlı malzemeler de denebilir. Akıllı malzemelerin geliştirilmesi ve büyük ölçekli uygulanmasının, malzeme biliminin geliştirilmesinde büyük bir rol oynayacağına inanılmaktadır. Sadece belirlenen özel koşullara tepki verebilen malzemeler geliştirebilmek için moleküler düzeyde gerçekleşen hareketlerin kontrolü oldukça önemlidir. Akıllı malzemelerin özelliklerini kontrol edebilmek için kullanılan basit ve önemli bir etki de mekanik etkidir. Akıllı malzemeler, gerilme, eğilme, basma, öğütme gibi dış mekanik uyaranlara bir tepki gösterirler ve bu özellik Mekanokromizm olarak bilinir. Mekanokromizm; tribokromizm ya da presleme olarak da bilinen mekanik öğütme, ezme veya sürtünmenin sebep olduğu renk değişimi olgusunu ve ayrıca maddenin katı haldeki renginin (piezokromizm), ısıtma ya da yeniden kristalleşme aşamalarında değişmesini ve orijinal rengine geri döndürülmesini tanımlayan kapsamlı bir terimdir. Mekanoflorokromik terimi ise uygulanan dış mekanik etki altında bir malzemenin emisyon dalga boyunun değişmesi özelliğine verilen addır. Akıllı malzemelerin sınıfı olan mekanoflorokromik malzemeler, floresans düğmeler, mekanosensörler, güvenlik amaçlı kullanılan kağıtlar, optoelektronik aygıtlar ve veri depolama sistemleri gibi birçok yerde kullanılabilmektedirler. Mekanoflorokromik davranış, bir mekanik etki altında molekülde meydana gelen fiziksel ya da kimyasal değişimin bir sonucudur. Bu değişimler molekülde bağ kopması ve yeni bağların oluşması şeklinde gözlemlenebildiği gibi, molekül içi bağ konfigürasyonlarının ya da kristal paketlenme özelliğinin farklılaşmasına bağlı olarak moleküller arası kuvvetlerin farklılaşması şeklinde de gözlemlenebilir. Bu tez çalışması içerisinde, incelenecek olan florofor moleküllerinin bir mekanik etki altında agregasyon (kümelenme) göstermelerine bağlı olarak, moleküller arası etkileşimlerinin artacağı, dolayısıyla buna bağlı olarak da eksimer kompleks oluşturma potansiyellerinin de artacağı düşünülmektedir. Bu davranışları sergileyen küçük moleküler bileşikler ve polimerler literatürlerde sıkça çalışıldığı görülmektedir. Bütün bu çalışmalar incelendiğinde, ana amacın ise üretilen bu malzemelerde mekanik bir etki altında kromik davranışın hassasiyetini arttırmak olduğu gözlemlenmektedir. Bu tez kapsamında, epoksi reçine, Polimetil Metakrilat (PMMA) ve Polipropilen (PP) gibi farklı termoset ve termoplastiklerin mekanokromik özellik göstereceği düşünülen Metil Oranj (MO), Fenolftaleyn (FF), Timol Mavisi (TM), FOH, NOH gibi indikatörler ve farklı oksokrom ve kromofor gruplar içeren florofor moleküllerin ilavesi ile hacimli ya da film numunelerinin çekme kuvveti etkisiyle oluşan kromik davranışları incelenmiştir. Bu kromik davranışların incelenmesinin yanı sıra, hazırlanan numunelerde meydana gelen mekanik ve termomekanik davranışlar da incelenmiştir. Bu tezin amacı, termoset ya da termoplastik özellikteki farklı polimerlerle indikatör veya florofor moleküllerinin uygun yöntemlerle homojen bir şekilde karıştırılmasıyla elde edilen hacimli ve film numunelerinin çekme kuvveti etkisi altındaki mekanokromik özelliklerinin, mekanik- termomekanik davranışlarının incelenmesidir. İlk hedef, farklı kütlece yüzde derişimlerde florofor molekülü katkılı polimer numunelerinin çekme testi için kullanılmasına uygun ve homojen bir yapıda üretilmesidir. Ardından, üretilen numuneler, farklı kuvvet değerleri altında deformeye uğratılarak, uygulanan tüm kuvvet değerleri için ayrı ayrı emisyon ve absorpsiyon dalga boyları ölçülmüştür. Aynı zamanda da dinamik mekanik analiz (DMA) tekniği ile termomekanik özellikleri incelenmiştir.