Layer-by-layer spin-assembly of carbon nanotube incorporated H-bonded multilayer films

Birçok inorganik malzeme elektrostatik-temelli katmer nanoteknolojisi kullanılarak organik çokkatmanlıların yapısına katılmıştır. Ancak, H-bağları, pi-pi istiflenmeleri ve hidrofobik etkiler gibi zayıf etkileşimler katmerli melez (organik-inorganik) yapılarda elektrostatik bağlar kadar yoğun kullanılmamıştır. Bu tez bozulmamış karbon nanotüpler (KNT) içeren katmerli nanokompozitlerin hazırlanması için yeni yönergeler sunmakta ve ortaya çıkan filmlerin çokkatmanlı büyümesine ve pH-kararlılığına etkiyen etmenleri araştırmaktadır. Yararlanılan esas fikir, PVPon'un H-bağı alıcısı ve TA'nın H-bağı vericisi olduğu H-bağlı çokkatmanlıların (hb-çokkatmanlı) yapılanma çözeltilerinde KNT'lerin kararlı hale getirilmesidir. KNT'ler öncelikle, TA'ların aromatik kısımları ile tek katmanlı KNT'lerin (TKKNT) pi-eşlenik yüzeyleri arasında kurulan pi-pi istiflenmelerinden yararlanılarak, sulu TA çözeltilerinde (TA-TKKNT elde edilmek üzere) dağıtılmıştır. Katyonların varlığında bozulmamış KNT'lerin topaklaşması sebebiyle, tamponlama tuzları yapılanma çözeltilerinde/dispersiyonlarında kullanılmamıştır. Aynı zamanda, olası biyolojik uygulamaları göz önüne alarak, yapışma katmanı olarak dallı polietilenimin (DPEI) kullanılmasından kaçılmıştır. Daldırmalı katmer yöntemine göre daha hızlı olması ve daha az çözelti/dispersiyon gerektirmesi sebebiyle, döndürmeli katmer yöntemi hb-çokkatmanlıların oluşturulmasında kullanılmıştır. Hem TKKNT'lerin mevcut olduğu, hem de olmadığı durumda; DPEI içermeyen çokkatmanlılar üstelimsi başlayan ve doğrusal devam eden bir büyüme davranışı sergilemiştir. Sonraki aşamada, KNT'siz PVPon/TA çokkatmanlılarının daldırmalı ve döndürmeli büyümesini çalışarak bu gözlem incelemeye tabi tutulmuştur. Daldırmalı katmer yöntemi kullanılan kontrol deneyleri; DPEI, pH ve iyonik kuvvetleri etkenlerinden bağımsız bir şekilde zigzag-benzeri üstel büyüme göstermiştir. Bu gözlemler, daldırma ile büyütülmüş (DPEI)(PVPon/TA)n örtülerinin zigzag-benzeri doğrusal büyüdüğünü gösteren önceki kayıtlardan farklılaşmaktadır. Döndürme ile büyütülen (PVPon/TA)n çokkatmanlılarının hem büyüme, hem de pH'ye bağlı bozunma süreçleri kaydadeğer bir şekilde süre bağlılığı göstermiştir. Döndürme ile kurulan çokkatmanlı örtülerde moleküllerin elverişsiz biçimlerde kinetik tuzağa yakalanması üzerinden kaydedilen farklar tartışılmıştır. Ardından, TKKNT'ler PVPon ile (PVPon-TKKNT elde edilmek üzere), yük-aktarımı etkileşimleri, hidrofobik etkiler ve zayıf H-bağlarının bir muhtemel bir bileşimi sayesinde işlevleştirilmiştir. Önceki uğraşının bir ileri adımı olarak, TKKNT ile yüklenmiş (PVPon-TKKNT/TA)n, (PVPon/TA-TKKNT)n ve (PVPon-TKKNT/TA-TKKNT)n hb-çokkatmanlı biçimleri hazırlanmış ve nitelendirilmiştir. Bu çalışmada, iki farklı kovalent olmayan işlevselleştirme tarzı ve katmer yöntemi kullanılarak, TKKNT'ler hb-çokkatmanlılara film kararlılığından taviz vermeden ve başarılı bir şekilde katılmıştır. Yapılanma sıvıları ile büyüyen örtüler arasındaki temas süreleri azaltıldığında, TKKNT yüklenmiş hb-çokkatmanlılar mükemmel derecede doğrusal büyüme göstermiştir. Bu durum, döndürmeli katmer yönteminin bir sonucu olarak birörnek kalınlığa, düşük yüzey pürüzlülüğüne ve azalmış kenetlenmeye sahip sınırları iyi belirli çiftkatmanlıların elde edildiğini düşündürmektedir. (PVPon-TKKNT/TA-TKKNT)n çokkatmanlısının yüksek pH-kararlılığı KNT-KNT etkileşimleri sayesinde gerçekleşen hidrofobik kararlılaşmaya bağlanmıştır. PVPon/TA biyomedikal uygulamalar açısından önemli bir katmer çiftidir ve TKKNT'ler gelecek vaadeden ilaç katkılarıdır. Bu tezde ortaya konan TKKNT yüklenmiş hb-çokkatmanlılar özgün biyomalzemeler olarak büyük bir uygulama potansiyeline sahiptir.