High performance multimaterial fibers and devices

Enerji ihtiyacı yakın geleceğimizin en önemli problemlerinde biri olarak görülüp, düşük enerji sarf eden ve kendi enerjisini kendi üreten esnek elektronik cihazlar dünyanın enerji ihtiyacını azaltabilir. Bu sorunun üstesinden gelmek için fonksiyonel ve enerji verimli malzemeler çözüm olarak sunulmaktadır. Seri üretimle uyumlu, kolay üretebilen, ucuz ve toksik olmayan, yüksek piezoelektrik sabite sahip malzemeler üretmek, hassas sensör ve kendi enerjisini üreten cihazlar tasarlamak amacıyla yüksek talep görmektedir. Bu tezde piezoelektrik polimer (PVDF-TrFE) tabanlı, protez el, kardiyak sensoru ve yapay (elektronik) deri gibi çeşitli sensor tipleri ve enerji üreten/depolayan cihazlar, esneyebilen elektronik için gelecek vaat eden cihaz yapıları gösterilmiştir. Yarı-iletken, metal, kompozit, piezoelektrik malzemeler ve polimerler fiber çekme yöntemiyle üretilebilip olup, ardışık boyut küçültme tekniği ile bu malzemelerin geometrileri, boyutları ve uzunlukları kontrol edilebilir ve bu teknik özgün, fiber içinde ve fiber-dizi cihazları nano boyutta tasarlamamızı sağlar. Bu tezde öncelikle, PVDF-TrFE fiber performansını arttırmak için yeni tasarımlar ortaya koyarak fiberlerin kristal yapısı artırıldı ve faz geçiş sistemi incelendi. Son olarak, esnek iletken elektronik bağlar ve elektrot uygulamaları için iletken kompozit malzeme üretildi. Sonuç olarak, özgün piezoelektrik ve kompozit fiberler ardışık boyut küçültme tekniği kullanılarak üretildi ve esnek elektronik uygulamaları için fiber cihazlar tasarlandı.