Giyilebilir cihazlar için dinamik gerinim aralığında çalışan grafen tabanlı esnek nanokompozit sensörlerin geliştirilmesi

Bu tez kapsamında aynı bölgede iki farklı gerinime cevap verebilen ya da dinamik aralık içerisinde çalışabilecek bir gerinim sensörünün geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla grafen ve termoplastik poliüretan temelli ve iki katmandan oluşan sensör yüzeylerine rezistif karakterde desen oluşturulmuş ve farklı rezistif nano dolgu malzemesi içeren mürekkeplerin dinamik gerilim altında detaylı elektriksel karakterizasyonları tamamlanmıştır. Bu iki katmanda kullanılan mürekkeplerin rezistif dolgu malzemesi/ termoplastik poliüretan oranlarını belirlemek amacıyla öncelikle tek katmanlı bir sensör fabrikasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu sensörlerin tepki süresinin ölçülmesi, ölçüm faktörü, lineer çalışma aralığı ve histeresiz analizleri yapılmıştır. Gerçekleştirilen analizler sonucunda tek katmanlı sensör tasarımında, yüksek ve düşük konsantrasyon değerlerinde sensörlerin verdiği tepkiler belirlenmiştir. Bu tepkilerden yola çıkılarak, aynı bölgede kullanılabilecek iki farklı değeri aynı anda ölçebilen iki katmanlı bir sensör tasarlanmıştır. Bu sensörde, yüzeyin birinde düşük, (%25 GNP/TPU oranına) diğeri yüzeyinde ise yüksek (%60 GNP/TPU ve %70 GNP/TPU oranlarına) grafen nanomalzeme konsantrasyonuna sahip matris kullanılmıştır ve sensörlerin verdiği tepkiler karakterize edilmiştir. Tez kapsamında aynı anda bir gerinime farklı çözünürlüklerde cevap verebilen, düşük gerinimlerde hassas çalışan bir sensör geliştirilmiştir. Üretilen bu sensörlerin %1-10 gerinime kadar, ölçüm faktörü değerleri 32.96 ile 41.54, %10-50 gerinimlere kadar ölçüm faktörü değerleri 7.85-4.95 arasındadır.