Fluorescent aerogel films for TNT sensing

Silika aerojeller yüksek boşluk oranı, yüksek yüzey alanı ve çok düşük kırılma indislerinden dolayı eşsiz katı malzemelerdir. Bu özelliklerinden dolayı ısı ve ses yalıtımı, katalizörler, sensörler için destek malzemeleri ve optik yapılar gibi pek çok uygulama alanında kullanılabilecekleri düşünülmektedir. Ancak düşük mekanik özellikleri ve yüksek maliyetlerinden dolayı uygulamaları sınırlı kalmaktadır. Atmosferik koşullarda kurutma tekniği, düşük maliyetli aerojellerin üretilmesi için umut veren bir tekniktir. Bu sayede aerogellerin günlük hayatta kullanım alanlarının artacağı düşünülmektedir. Bu method jel yüzeyinin hidrofobik gruplarla modifiye edilerek kurutma işlemi sırasında oluşan ve jelin çökmesine sebep olan yüzey geriliminin azaltılması prensibine dayanmaktadır.Bu çalışmada ilk olarak atmosferik koşullarda kurutulmuş floresan aerojel ince filmlerin üretim aşamaları başarıyla tamamlanmıştır. Hazırlanan filmlerin morfolojileri, optik özellikleri ve yüzey özellikleri detaylı şekilde karakterize edilmiştir. Metiltrimetoksisilan (MTMS), jele hidrofobik özellik kazandırmak için kullanılmıştır. TCPPH2 floresan molekül olarak kullanılmıştır. Jelleşme gerçekleştikten sonra jel homojenize edilmiş ve cam substratlar üzerine kaplanmıştır. Hazırlanan filmlerin yüksek boşluklu (60.3-77.1%), floresan ve görünür ışıkta transparan (82-89%) oldukları tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise hazırlanan filmlerin algılama özellikleri yaygın bir patlayıcı olan TNT için denemiştir. Hazırlanan bütün filmler için TNT varlığında floresan şiddeti düşmesi gözlemlenmiştir. Filmlerin floresan şiddetlerinde azalmanın kalınlığa duyarlı olduğu gözlemlenmiştir. En ince film için floresan şiddetindeki azalma 10 saniyede %8.6 olarak bulunmuşken en kalın film için bu değer %2.1 olarak bulunmuştur.