Karbon dolgulu esnek iletken polimer kompozitlerin direnç-gerinim hassasiyetinin ve elektromanyetik dalga kalkanlama özelliklerinin incelenmesi

Gerinim algılama uygulamaları için iletken polimer kompozitlerin (CPC'ler) kullanımı son zamanlarda büyük ilgi uyandırmıştır. Esnek gerinime duyarlı CPC'ler, son yıllarda özellikle giyilebilir elektronikler, sağlık ekipmanları ve elektronik kaplamalar olmak üzere çeşitli alanlarda önemli bir rol oynamaktadır. Bu uygulamalarda çok çeşitli malzemeler kullanılmaktadır; ancak termoplastik poliüretan (TPU), elastomer benzeri davranışı, uygun esnekliği, işlenme kolaylığı, kimyasal stabilitesi ve çeşitli iletken malzemelerle kombinasyon kolaylığı nedeniyle öne çıkmaktadır. Termoplastik poliüretanların (TPU) bu özellikleri, esnek uzamaya duyarlı CPC'ler için daha iyi gerilebilirlik, daha yüksek hassasiyet ve daha geniş bir algılama aralığı sağlamaktadır. Karbon esaslı dolgu maddeleri, iyi mekanik ve iletkenlik özelliklerinden dolayı elastik gerilime duyarlı CPC'lerde yer bulmaktadır. Elektromanyetik kalkanlama özelliğine sahip polimer kompozitler de başta TPU olmak üzere farklı esnek polimerlerden hazırlanan ve gelişen teknoloji ile ilgi çeken konulardan biri haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, karbon esaslı iletken dolgu maddeleri kullanılarak TPU matrisli iletken kompozitler hazırlanmıştır. Hazırlanan bu kompozitlerde kullanılan farklı geometriye sahip dolgu maddelerinin, kompozitin mekanik, morfolojik, iletkenlik, gerinim duyarlılık ve elektromanyetik dalga kalkanlama özellikleri üzerindeki etkisini gözlemlemek amaçlanmıştır. Bu iletken kompozitlerde dolgu maddesi olarak karbon fiber ve grafit kullanılmıştır. Farklı geometri ve boyutlardaki karbon esaslı iletken dolgular kullanılarak, bu dolguların gerinim sensör hassasiyetine ve elektromanyetik kalkanlama özelliklerine etkisi tartışılmıştır. Çalışmada hazırlanan kompozitlerin morfolojik özelliklerinin tayini taramalı elektron mikroskobu (SEM) aracılığıyla geçekleştirilirken, ayrıca örneklerin artan dolgu oranıyla mekanik özellikleri ve sertlik sonuçları değerlendirilmiştir. Hazırlanan iletken kompozitlerin dolgu oranı ile iletkenlikleri arasındaki ilişki ve direnç-gerinim davranışları incelenmiştir. Son olarak bu kompozitlerin elektromanyetik özellikleri ve elektromanyetik dalga kalkanlama etkinlikleri değerlendirilmiştir. Bu tez çalışması sonucunda, farklı geometri ve boyutlardaki karbon esaslı dolguların gerinim sensör hassasiyeti ve elektromanyetik kalkanlama etkinliği üzerindeki etkisi tartışılmış olup, hem sensör hassasiyeti hem de elektromanyetik kalkanlama etkinliği optimum düzeyde olan TPU matrisli iletken polimer kompozitler belirlenmiştir.