10
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Investigation of structural, magnetic and magnetocaloric properties of ho and fe substituted cocr2o4 spinel nanoparticles
In this study, structural, magnetic and magnetocaloric properties of Co(Cr1-xFex)2O4 (0.0≤x≤1.0) spinel multiferroic compounds produced by sol-gel method were investigated. Structural, morphological and elemental properties of all synthesized compounds were investigated by measuring X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy-Dispersive X-Ray Spectrometry (EDS). It is determined that Co(Cr1-xFex)2O4 (0.0≤x≤1.0) spinel materials have cubic crystal structure and the lattice parameter increases with increasing Fe content. In addition, it is observed from the SEM images that the particle size increases with Fe content. From the elemental analysis results, it has been determined that the atomic percent ratios of the synthesized compounds are close to the desired values. It is observed that the magnetization values both temperature and magnetic field dependence increase with increasing of Fe content in the main structure. It is determined that the magnetic transition temperature increases with increasing Fe content in the main structure. Magnetic entropy change of the samples is determined from isothermal magnetization measurements taken in the magnetic transition temperature region. Furthermore, various concentrations of Ho3+ ions were substituted by Cr3+ and Fe3+ ions in CoCrFeO4. The structural, magnetic and magnetocaloric properties of the synthesized Ho-substituted CoCrFeO4 compounds were investigated using the measurement methods mentioned above. No significant change in magnetic transition temperature is observed by Ho3+ ions in CoCrFeO4 compound. However, it is observed that the magnetization value decreases with increasing amount of Ho.
Gerçek zamanlı impedimetrik mikroakışkan damlacık ölçümü: IDM
Droplet-based microfluidic systems require a precise control on droplet physical properties, hence measuring the morphological properties of droplets is critical to obtain high sensitivity analysis. The ability to perform such measurements in real-time is another demand which has not been addressed yet. In this study, coplanar electrodes were used, and configured in differential measurement mode for impedimetric measurement of size and velocity. To obtain the size of the droplets, detailed 3D finite element simulations of the system were performed. The interaction of the non-uniform electric field and the droplet was investigated. The electrode geometry optimization steps were described and design guideline rules were laid out. Size of the electrodes was optimized based on the simulations for droplet lengths ranging from 300 to 1500 µm. A user-friendly software was developed for real-time observation of droplet length and velocity together with in-situ statistical analysis results. A detailed comparison between impedimetric and optical measurement tools is given. Finally, to illustrate the benefit of having real-time analysis, iDM was used for experimental studies. First study case is the response time of the syringe pump and pressure pump driven droplet generation devices. This analysis allows one to evaluate the 'warm-up' time for a droplet generator system after which droplets reach the desired stead-state size required by the assay of interest. Second, an evaluation chip was designed to investigate effective factors and their interplay with droplet length variation. A comprehensive design of experiment (DoE) method is utilized. Analyzing the obtained results, revealed effect of each factor and their interactions. Exploiting results of this study contributes to monodisperse microfluidic droplet generation. Monodisperse polymeric particles of polyethylene glycol were synthesized to demonstrate the potentials of monodisperse droplet generation in biochemical synthesis/analysis.
Azabodıpy ve indirgenmiş grafen oksit tabanlı yeni bir nanoteranostik: tasarım ve sentez
Kanser, hücrelerin kontrolsüz çoğalmasıyla oluşan ve klinik görünümü, tedavisi ve yaklaşımı birbirinden farklı olan bir hastalık grubudur. Kanser tedavi yöntemleri; cerrahi, kemoterapi ve radyoterapidir. Son yıllarda geliştirilmiş tedavi yaklaşımları olan fotodinamik terapi ve fototermal terapi oldukça dikkat çekmektedir. Fotodinamik terapi kanserli veya kötü huylu olmayan bazı hastalıkların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tedavi yöntemi, hastalıklı hücreleri seçici ve etkili bir şekilde yok eden bir fotoduyarlaştırıcı ve ona uygun bir ışık kaynağının, tercihen yakın kızıl ötesi bölgede (650-800 nm), kullanılması ile gerçekleştirilir. Son yıllarda geliştirilmiş bir çok fotoduyarlaştırıcı olmasına rağmen, klinik uygulamalar için onaylanmış terapi ajanı sayısı oldukça azdır. Fototermal Terapi (FTT), soğurulan yakın kızıl ötesi (NIR) ışığın ısı enerjisine dönüşmesi esasına dayanan bir tedavi yöntemidir. FTT son dönemde oldukça ilgi çekmektedir. Bu tezde indirgenmiş grafen oksitle kombine edilmiş AzaBODIPY temelli yeni bir nanoteranostik ajanın, AzaBODIPY@NrGO, sentezi ve karakterizasyonu yapılmıştır. Bu yeni malzemenin fotodinamik terapi ve fototermal terapi yapabileceği in vitro deneylerle gösterilmiş olup kanser tedavisinde umut vaat ettiği ortaya konmuştur.
GeSe bileşiğinin iki ve üç boyutlu kristal yapılarının kararlılıklarının ab-initio yöntemle incelenmesi
Bu tez çalışmasında, GeSe bileşiğinin α, β ve γ fazlarının iki ve üç boyutlu kristal yapılarının yapısal, elektronik, mekanik, termodinamik ve termoelektrik özellikleri yoğunluk fonksiyoneli teorisine dayanan ab initio metoduyla incelendi. Değiş-tokuş korelasyon enerjisinin hesabında genelleştirilmiş grandyent yaklaşımı ve Grimme methodu kullanıldı. GeSe bileşiğinin elektronik bant yapıları, elastik sabitleri, polikristal özellikleri hesaplandı ve yorumlandı. Ayrıca, fonon dağınımı ve fonon durum yoğunlukları, termodinamik ve termoelektrik özellikler detaylı incelendi. Hesaplanan örgü parametreleri kuramsal ve deneysel çalışmalar ile uyum içindedir. GeSe bileşiğinin α, β ve γ fazları mekaniksel ve dinamik yönden kararlılık göstermektedir.
PEM yakıt hücresi diziliminde grafit akış kanallı gaz difüzyon tabakasının malzeme özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışma, PEM yakıt hücresi için farklı tasarımlara sahip grafit akış plakalarının malzeme özelliklerini sunmaktadır. Bu çalışmanın amacı, PEM yakıt hücreleri için gerekli elektriksel iletkenliği sağladığını göstermektir. Yakıt hücrelerinin performansları, yakıt hücresini oluşturan bileşenlerin malzeme özelliklerinden etkilenmektedir. Akış plakaları PEM yakıt hücresinde önemli bileşenlerden biridir. Reaksiyona girecek gazlar akış plakaları üzerinden gaz difüzyon tabakası aracılığıyla katalizör tabakaya iletilmektedir. Ayrıca hücrede üretilen elektriğin iletilmesinde de önemli bir role sahiptirler. Bu çalışmada, farklı akış alanı tasarımına sahip 4 grafit plakanın malzeme özellikleri SEM, EDS, TGA analizleri ile ve elektriksel iletkenliği dört nokta ölçüm tekniği ile ortaya konmuştur. Plakaların SEM görüntüleri grafitin katmanlı yapısını ortaya koyarken, EDS analizi sonucunda karbon dışında herhangi bir elemente rastlanmamıştır. Plakaların TGA analizi sonucunda PEM yakıt hücresinin termal kararlılık açısından son derece kararlı olduğu ve nem kaybı (% 0.40-% 4.40) dışında herhangi bir kütle değişimi olmadığı gözlenmiştir. Hücrenin elektriksel iletkenliği, farklı ölçümler neticesinde 678.17 [S cm-1] ve 847.71 [S cm-1] olarak elde edilmiştir. Böylece, bu çalışma ileride PEM yakıt hücresi akış kanalları ile ilgili yapılacak çalışmalara bir model oluşturmuştur.
Altın nanopartiküllerle modifiye edilmiş biyokömür üzerinde elektrokatalitik hidrojen gazı üretimi
Bu çalışmada suyun elektrolizi ile hidrojen elde etmek amacıyla katalitik aktivitesi yüksek, düşük maliyetli ve yüksek verimli bir elektrot materyalinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla camsı karbon elektrot (CKE) yüzeyi, portakal kabuğunun pirolizi ile elde edilen biyokömür ile kaplanmış, elde edilen yüzey, hidrojen oluşumunda yüksek katalitik aktiviteye sahip olduğu bilinen Au nanopartiküller ile modifiye edilmiştir. Geliştirilen yeni elektrokatalizörün hidrojen oluşumundaki performansı, dönüşümlü voltametri (CV), Tafel polarizasyon eğrileri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) teknikleri ile test edilmiş, kararlılığı için kronoamperometrik (CA) ölçümler alınmıştır. Sonuç olarak, suyun elektroliziyle hidrojen eldesinde yüksek aktivite gösteren, uzun süre kararlı davranan ve ekonomik yeni bir elektrot malzemesi geliştirilmiştir.
Elektrokatalitik hidrojen üretiminde g-C3N4/NiFe2O4/Ni nanokompozit yapısının aktifliğinin incelenmesi
Alternatif bir enerji kaynağı olarak sudan hidrojen üretimi temiz bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Suyun elektrolizi ile hidrojen üretimi yoğun olarak çalışılan bir araştırma konusudur. Literatürde bu konuda birçok çalışma olmasına rağmen; aktif, kararlı ve ekonomik elektrokatalizörlerin geliştirilmesi için yoğun araştırmalar devam etmektedir. Bu çalışmada, hidrojen üretimi ile ilgili önceki çalışmalar göz önünde bulundurularak, suyun elektrolizinden hidrojen elde etmek için elektroliz sisteminde gerekli olan aşırı potansiyeli azaltarak hidrojen oluşumunda katalitik aktivitesi yüksek, ekonomik ve kararlı yeni bir elektrokatalizör geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle, uygun maliyetli ve katalitik bir aktif malzeme olarak grafit karbon nitrür (g-C 3 N 4 )/nikel ferrit (NiFe 2 O 4 )/Ni nanokompozit yapısı ile modifiye edilmiş kalem grafit elektrot geliştirilmiştir. Böylece yüzey alanı yüksek, sentezlenmesi kolay ve yüzeyinde çok sayıda fonksiyonel grup bulunan bir elektrot hazırlanması sağlanmıştır. İlk olarak, g-C 3 N 4 /NiFe 2 O 4 kompozit yapısının katalitik aktivitesi, döngüsel voltametri (CV), Tafel polarizasyon eğrileri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) gibi çeşitli elektrokimyasal yöntemlerle hidrojen oluşum reaksiyonu için incelenmiştir. Daha sonra Ni nanoparçacıkları ile modifiye edilen yüzey, aynı elektrokimyasal yöntemlerle test edilmiş, hazırlanan elektrokatalizörün performansı değerlendirilmiştir. Ayrıca kronoamperometri yöntemiyle stabilite çalışmaları gerçekleştirilmiş ve tüm yüzeylerin yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı X-Ray spektroskopisi tekniği ile incelenmiştir.
Skuarin İçeren Hidrojeller ve Antikanser Özelliklerinin In Vitro İncelenmesi
Kanser, anormal hücrelerin hızla bölünerek diğer doku ve organlara yayılıp onları istila etmesiyle ortaya çıkan geniş bir hastalık grubudur. Kanser, en ölümcül hastalıklar arasındadır. Günümüzde kanser ile mücadelede cerrahi müdahale, kemoterapi ve radyoterapi en çok kullanılan yöntemlerdir. Ancak, bu tedavi yöntemleri tek başına her zaman yeterli olamamakta hatta ağır yan etkileri söz konusu olabilmektedir. Bu nedenle yenilikçi terapi yöntemleri ve bu yöntemler için elverişli yeni nesil malzemelerin geliştirilmesi için yoğun bir çaba harcanmaktadır. Yenilikçi terapi yöntemleri arasında fotodinamik terapi (FDT), hastaların ışığa maruz bırakılarak tedavi edilmesi esasına dayanan bir yöntemdir. Tedavi süresinin kısa olması, maliyetinin düşük olması, yüksek oranda seçicilik göstermesi, düşük toksisitesi, noninvaziv olması ve düşük yan etki göstermesi gibi sebeplerden ötürü araştırmacıların ilgi odağı haline gelmiştir. Tez çalışması kapsamında fotodinamik terapi ajanı olabilecek suda çözünür skuarin boyası tasarlanıp sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve biyomedikal görüntüleme ile fotodinamik terapi (FDT) uygulamaları in vitro çalışmalarla test edilmiştir. Skuarinin 1'e özgü yüksek soğurma, emisyon, kuantum verimi, parlaklık gibi özellikleri çalışmanın diğer aşamalarında olumlu etki bırakmıştır. Skuarinin ile poliakrilamit (PAAm) ve poli(N-izopropilakrilamit) (PNIPAAm) tabanlı fotodinamik hidrojeller elde edilmiştir. Hidrojellerin sentez, karakterizasyon ve fotodinamik terapi (FDT) uygulamaları in vitro çalışmalarla incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fotodinamik Terapi, Hidrojel, Fotoduyarlaştırıcı, Skuarin
YbFe2As2 nano kristali üzerine mekanik ve titreşimsel kararlılık analizi
Bu tez çalışmasında, YbFe2As2 nano kristalinin muhtemel temel durumlarının belirlenmesi amacıyla kuantum kimyası temelli VASP paket programı ile hesaplamalar yapıldı. Yüksek sıcaklık tek kristal deneysel ve kuramsal çalışmalarında monoklinik fazda olduğu raporlanan bu bileşik için 1-2-2 sitokiyometride birçok yapı incelendi. İncelemelerde Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT) temelli standart Genelleştirilmiş Gradyent yaklaşımı (GGA) esas alındı. Değiş-tokuş korelasyon katkısını ise Perdew-Burke-Enzerhof (PBE) parametrizasyonu kullanılarak hesaba katıldı. Yapılan hesaplamalar sonucu 7 farklı fazda kristallerin mekanik ve titreşimsel olarak kararlı olabileceği belirlendi. Zor-Zorlanma yöntemi ve Yoğunluk Fonksiyonel Pertürbasyon teorisi ile belirlenen ikinci dereceden elastik sabitleri (Cij) ve fonon dağınımları incelenerek bu kararlılıklar belirlendi. Bileşiğin bu tespit edilen fazlarda mekanik modülleri (Bulk modülü, Shear modülü, Young modülü, Poisson oranı, Debye sıcaklığı ve Ortam ses hızları) ve Vickers sertlik parametreleri hesaplanıp yorumlandı. Ek olarak, oda sıcaklığı ısı kapasiteleri ve temel titreşim modları elde edildi. Ulaşılan bulgular mevcut deneysel ve teorik verilerle karşılaştırıldı.
İki durumlu piezoelektrik malzemelerden enerji hasadı
Bu çalışma da iki durumlu piezoelektrik malzemelerden enerji hasadı incelenmiştir. Çalışmada STONEHENGE yazılımı kullanılarak sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiş, parametre taramaları yapılmış ve Python tabanlı optimizasyon algoritması ile sistem performansı değerlendirilmiştir. Analizlerde başlangıçta uyarım frekansı Ω = 0.8 ve uyarım genliği f = 0.147 değerleri kullanılmış, optimizasyon sonucunda ise en uygun değerlerin Ω = 1.181129 ve f = 0.4734 olduğu belirlenmiştir. Bu parametreler ile maksimum güç çıkışı 69.052 mW olarak elde edilmiş, doğrusal olmayan bağlanım katsayısının (β) enerji verimini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Ayrıca, OGY yöntemi ile sistem kaotik rejimden çıkarılarak kararlı periyodik rejime geçirilmiş ve enerji üretiminin öngörülebilirliği artırılmıştır. Sonuç olarak iki durumlu piezoelektrik sistemlerin enerji hasadı uygulamaları için yüksek potansiyel sunduğu ortaya konulmuştur.