Grafen, BN, MoS2, TiS3 sentezi, karakterizasyonu ve suda çözünebilir grafen/boyar madde kompozitlerinin fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi

Grafen, tek atom kalınlığındaki karbon nanomateryallerden biri olarak, üstün optik ve elektriksel özelliklerinden dolayı araştırmacılarda büyük ilgi uyandırmaktadır. Grafenin keşfinden sonra, bor nitrür (BN), titanyum trisülfür (TiS3), molibden disülfit (MoS2), tungsten disülfür (WS2) vb. sıra dışı elektronik özelliklere sahip iki boyutlu yeni tür materyaller de keşfedilmiştir. Boyar maddeler medikal ve teknolojik uygulamalarda sıklıkla kullanılan optik malzemeler olup bu materyaller ile boyar maddeler kullanılarak elde edilen nanokompozitlerin optiksel ve morfolojik karakterizasyonu, optik sensörler, optoelektonik cihazlar gibi potansiyel uygulama alanları için büyük öneme sahiptir. Ksanten türevleri, geniş absorpsiyon ve floresans spektrumları, ışığa karşı dayanıklılıkları, in vivo çalışmalarda düşük toksisiteleri ve suda nispeten yüksek çözünürlük gibi birkaç karakteristik özelliklerinden dolayı nanokompozit eldesinde kullanılabilecek en iyi boyar maddeler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, ilk olarak mikromekaniksel yöntemle grafen, BN, MoS2 ve TiS3 sentezlendi ve boyut analizleri optik mikroskop, Raman ve AFM spektroskopisiyle gerçekleştirildi. Analizler sonucunda tek, iki ve çok tabakalı grafen, BN, MoS2 ile yaklaşık 1nm kalınlığında TiS3 sentezlendiği belirlendi. İkinci olarak, modifiye edilmiş Hummers yöntemiyle sentezlenen grafenden indirgenmiş grafen oksit (rGO) eldesi gerçekleştirildi. rGO ve ksanten türevi boyar maddeler (Rodamin 101, Floresin ve Eosin Y) ile sulu ortamda yeni kompozitler sentezlendi. Bu kompozitlerin morfolojik ve optiksel özellikleri; X-ışını kırınımı (XRD), Raman spektroskopisi, Fourier dönüşümü kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR), UV-görünür spektroskopisi ve durgun-hal floresans spektroskopisi ile aydınlatıldı. Elde edilen kompozitlerin optik ve morfolojik özelliklerine rGO ve boyar madde konsantrasyonlarının etkisi incelendi. Kompozitlerin absorpsiyon spektrumlarında rGO miktarına bağlı olarak çeşitli değişiklikler (batokromik ve hipsokromik kayma, hipoktomik etki gibi) gözlendi. Ayrıca, kompozitlerde rGO miktarı arttırıldığında boyar maddelerin floresans şiddetlerinin etkili bir şekilde sönümlendiği belirlendi.