18
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Hızlı ölçüm için kablosuz taşınabilir spektrofotometre cihazı tasarımı ve geliştirilmesi
Sağlık alanında tanı ve tedavi süreçlerini daha etkin hale getirmek amacıyla tüm dünyada yapılan çalışmalar hız kesmeden devam etmekte ve umut verici sonuçlar elde edilmektedir. Günümüzde diyabet ve böbrek yetmezliği gibi kronik hastalıklar, ileri teknolojiler ve yenilikçi tedavi yöntemleri sayesinde daha etkili bir şekilde yönetilebilmekte ve tedavi süreçlerinde önemli iyileşmeler sağlanmaktadır. Özellikle diyabet kaynaklı böbrek yetmezliği vakalarında erken tanı, böbrek fonksiyonlarının korunmasında hayati bir rol oynamaktadır. Biyobelirteçler sayesinde böbrek fonksiyon kaybının izlenmesi daha hassas bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Bunun yanı sıra genetik tanı yöntemlerinin gelişimi ile böbrek yetmezliği riskinin önceden tespit edilmesine olanak tanınmış ve genetik tedavi uygulamaları tedavi protokollerine dahil edilmiştir. Ancak, tüm bu gelişmelere rağmen diyabet ve böbrek yetmezliği tanısında ve tedavisinde hala bazı sınırlamalar mevcuttur. Klinik uygulamalara entegre edilen biyobelirteç sayısı sınırlıdır ve mevcut tanı kitlerinde validasyon ve standartizasyon sorunları devam etmektedir. Ayrıca, bu testlerin yüksek maliyetleri ve hastaların bu testlere erişimindeki zorluklar da önemli bir problem oluşturmaktadır. Testlerin çoğu özel merkezlerde yapılmakta olup, deneyimli personel gerektirmektedir. Glukoz ve kreatinin gibi analitlerin kandaki seviyelerindeki değişiklikler, bu hastalıkların ilerleyişi ve kontrolü açısından kritik öneme sahiptir. Bu doğrultuda geliştirilen hasta başı test teknolojileri son yıllarda ilerleme kaydetmiş olsa da özellikle diyabet ve böbrek yetmezliği için geliştirilen test panelleri hala kısıtlıdır ve analitik doğruluk sorunları devam etmektedir. Hasta başı test teknolojileri uygulamalarında optoelektronik teknolojisinden yararlanılması, diyabet ve böbrek yetmezliği hastalıklarının teşhisi ve yönetiminde önemli avantajlar sağlayabilir. Tez konusunun amacı, kanda ölçülen diyabet ve böbrek yetmezliği tanısı için gerekli metabolit düzeylerin, ileri optoelektronik sistem tasarlanarak analizini gerçekleştirmektir. Bu tez kapsamında, diyabet ve böbrek yetmezliği hastalıklarını teşhis ve izlemek amacıyla kablosuz hızlı ölçüm için taşınabilir spektrofotometre cihazı tasarımı ve geliştirilecektir. Geliştirilecek spektrofotometre cihazı ile, düşük miktarda kan kullanılarak glukoz, kreatinin, üre, sodyum, klor, potasyum metabolitlerinin hassas bir şekilde ölçümünün sağlanması hedeflenmektedir. Nihai hedefimiz, ileri optoelektronik sistem ile spektrofotometre teknolojisini, invaziv tanı cihazı olarak geliştirmek ve biyosensör sonuçlarını anlık olarak ileten bir yazılım sistemi ile entegre etmektir. Projenin yöntemi, ileri optoelektronik sistem kullanılarak, spektrofotometre teknolojisinin invaziv tanı cihazı olarak geliştirilmesini ve biyosensör sonuçlarını anlık olarak ileten bir yazılım sistemi ile entegre edilmesini içermektedir. Geliştirilen sistem ile, farklı dalga boylarındaki LED ışık kaynakları ve farklı derecelerde mercekler kullanılarak, fosfatlı tampon çözeltileri (PBS) içerisindeki analitlerin optik spektrum ölçümleri gerçekleştirilecektir. Gerçekleştirilen ölçümler neticesinde her bir analite ait optik soğurma spektrumları elde edilecektir. Optik soğurma spektrum analizleri kullanılarak referans çalışma çözeltileri üzerinde doğruluk ve kesinlik testleri gerçekleştirilecektir. Metabolitlerin referans çözeltilerindeki ölçüm doğruluğu belirlendikten sonra, yapay kan örneklerinde validasyon çalışmaları yapılarak optimize edilecektir. Bu tez çalışmasının yaygın etkisinin, uluslararası literatürde yerini alarak ve bilimsel yayında başarı göstermesi beklenmektedir. İleri optoelektronik sistem geliştirecek olan bu tez çalışması, yeni yapılacak olan çalışmalara da ışık tutacaktır. Geliştirilecek spektrofotometre cihazı ile, metabolitleri hızlı ve doğruluğu yüksek bir şekilde tespit etmesinin sağlanması hasta başı test teknolojilerinde önemli bir adım olacaktır. Cihazın taşınabilirliği, hastaların evde veya iş yerinde takip edilmesini sağlayarak, hastaneye başvuru sıklığını ve hastanede yatış sürelerini azaltacaktır. Bu sayede, hastaların takibini daha güvenli hale getirerek, özellikle yaşlı, çocuk ve eve bağımlı hasta gruplarında tedavi izlenimi kolaylaşacaktır.
Rheum ribes bitkisinin metal organik kafeslerle zenginleştirilmiş ekstraktlarının in vitro etkilerinin incelenmesi
Rheum ribes L. bitkisinin kök, gövde ve çiçek kısımlarından elde edilen ekstraktların antioksidan özelliklerinin belirlenmesi ve ZIF-8 (Zeolitic Imidazolate Framework8) tabanlı metal-organik kafes yapılarında kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bitki ekstraktlarının antioksidan aktiviteleri DPPH, ABTS, FRAP ve TAS yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları, tüm ekstraktların antioksidan aktivite gösterdiğini ve en yüksek aktivitenin kök ekstraktında bulunduğunu ortaya koymuştur.Çalışma kapsamında ZIF-8 yapıları sentezlenmiş ve kristal yapıları X-ışını kırınımı (XRD) analizi ile karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen yapıların karakteristik ZIF-8 kristal fazına sahip olduğunu göstermiştir. Daha sonra bitki ekstraktları ZIF-8 yapılarına yüklenerek ekstrakt yüklü formülasyonlar hazırlanmış ve enkapsülasyon ile salım özellikleri incelenmiştir. Bulgular, sistem performansının sentez ve yükleme koşullarından etkilendiğini göstermiştir. Biyouyumluluğun değerlendirilmesi amacıyla HaCaT ve L929 hücre hatlarında MTT analizi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, Rheum ribes ekstraktlarının incelenen konsantrasyon aralığında yüksek hücre canlılığı sağladığını ve belirgin sitotoksik etki oluşturmadığını göstermiştir. Buna karşılık ZIF-8 ve ekstrakt yüklü formülasyonlarda konsantrasyon artışına bağlı olarak sitotoksik etkinin arttığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, Rheum ribes L. ekstraktlarının doğal antioksidan kaynak olarak önemli bir potansiyele sahip olduğu, ZIF-8 tabanlı taşıyıcı sistemlerin ise biyomedikal uygulamalarda kullanılabilmesi için daha ileri optimizasyon çalışmalarına ihtiyaç duyduğu belirlenmiştir.
ZnO nano parçacık katkılı iletken polimerlerin X-ışını algılanmasında ve detektör geliştirilmesinde kullanılması
Bu çalışmada, X-ışını tespiti için organik yarı iletkenler ele alınarak poli(3-heksiltiofen) (P3HT) matrisi içine dahil edilen ZnO nanopartiküllerinin (ZnO NP'ler) potansiyeli incelenmiştir. Yüksek hareketlilik, geniş bant aralığı ve termal kararlılıkları nedeniyle seçilen ZnO NP'ler, sol-jel yöntemiyle sentezlenmiş ve farklı oranlarda (1:0.25, 1:0.5, 1:0.75) P3HT'ye entegre edilerek kompozit katmanlar oluşturulmuştur. Inter-dijital elektrot (IDT) tabanlı IDT/P3HT:ZnO dirençli cihazlar ve diyot tabanlı ITO/ZnO/P3HT/Grafit konfigürasyonlarına sahip cihazlar olmak üzere, iki farklı cihaz mimarisi üretilmiştir. Cihaz yapılarında ZnO NP konsantrasyonunun X-ışını tespit performansı üzerindeki etkisi sistematik bir şekilde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, artan ZnO NP içeriğinin elektron taşınımını artırdığını ve cihazların X-ışınına duyarlılığını iyileştirdiğini göstermiştir. P3HT oranı (1:0.75) olan ITO/ZnO/P3HT/Grafit cihazı, en yüksek duyarlılığı (0.79 μGy/s) ve en hızlı yanıt sürelerini sergileyerek IDT tabanlı cihazlardan daha iyi performans göstermiştir. Organik yarıiletken cihaz geliştirilmesi konusunda yapılan bu çalışma, ZnO NP ile katkılanmış organik yarı iletkenlerin uygun maliyetli, yüksek hassasiyet ve yüksek performanslı X-ışını dedektörleri için umut verici malzeme adayları olduğunu göstermektedir.
İmpedimetrik DNA analizi için yeni cam fiber karbon elektrotların hazırlanması ve uygulaması
Bu tez çalışmasında, yüksek sıcaklık tüp fırınında inert ortamda, ısıl işlemle cam fiber üzerine kömür katranı esaslı karon malzeme kaplanarak iletkenliği yüksek karbon elektrot elde edilmiştir. Karbon malzeme, kimyasal oksidasyonla asit uçları olan yapıya dönüştürüldükten sonra karbodiimitle muamele edilmiş ve 4–aminotiyofenol ile amitleştirilmiştir. Elde edilen malzemenin tiyol uçlarına altın nanoparçacık (AuNP) bağlanarak elektrot tamamlanmıştır. Hazırlanan malzemelerin karakterizasyonu elektrokimyasal (doğrusal voltametri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi), spektroskopi (X-ışınları foroelektron spektroskopisi ve infrared spektroskopisi) ve mikroskopi (taramalı elektron mikroskopisi ve geçirimli elektron mikroskopisi) teknikleriyle karakterize edilmiştir. AuNP ihtiva eden elektrota, Hiv-1 DNA sekansına (T-DNA) uygun bir tiyol grubu ihtiva eden yakalayıcı DNA oligonükleotidi (C-DNA) bağlanmıştır. Elde edilen sensorün; T-DNA ile en uygun hibritleşme sıcaklığı ve süresi hesaplanmıştır. Optimum şartlarda sensörün, 0,1 pM – 10 nM konsantrasyon aralığındaki hedef analit (T-DNA)'le hibridizasyonu sonucunda redoks prob yardımıyla impedimetrik kalibrasyon çalışmaları yapılmıştır. Kalibrasyon eğrisi çizilerek, regrasyon eşitliği Rct = 0,7878[logC] + 11,8581 (R2: 0,9966) ve alt tayin sınırı (LOD) 0,013 pM (S/N:3) olarak hesaplanmıştır. Yedi günlük kararlılık deneyi sonucunda sensörün geri kazanımı % 96,7 ile % 101,4 değerleri arasında hesaplanarak, elektrotun kararlı olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen yöntemin hassasiyeti ve doğruluğu gün içi ve yedi ardışık günler arası incelenmiş olup doğruluğu ve kesinliği yüksek bulunmuştur. Girişim deneylerinde iki farklı sekans kullanılarak Rct değişimlerinin <1% ve >-1.5% aralığında olduğu, herhangi bir girişimin olmadığı sonucu elde edilmiştir.
Vanadyum Pentaoksit Fotoanot malzemesinin Nanokristal TiO2 tabanlı güneş pillerinin fotovoltaik özelliklerine etkisi
Bu tez çalışmasında, boya duyarlı güneş pillerinde kullanılmak amacıyla üretilen ve ticari V2O5 tozların hücre verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir.V2O5 tabanlı fotoanot elektrotlar üretilmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Fotoanot elektrotların, sıyırma yöntemiyle pasta uygulamasında yaklaşık 15 µm kalınlığında filmler elde edilmiştir. Sol jel yöntemiyle ince film kaplanan numunelerde ise döndürerek kaplama (1200 devir/dk.) metodu kullanılarak birkaç mikron kalınlıkta filmler üretilmiştir. İnce filmlerin kristal yapı analizleri X-Işını Kırınımı Difraksiyonu (XRD) tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Bu analizler sonucunda istenilen fazların yapıda oluştuğu tespit edilmiştir. Üretilen ve ticari V2O5 tozlara tane boyut analizi yapılmıştır. Üretilen V2O5 tozun, ticari V2O5 toz boyutu olan 95,3 µm'den 43 µm'ye indirilebildiği görülmüştür. Filmlerin optik geçirgenlik özelliği ise UV-Vis Spektrofotometre ile belirlenmiştir. Üretilen ince filmlerin yasak enerji aralıkları (Eg), soğurma spektrumundan hesap edilmiştir. FTO cam üzerine kaplanan filmlerin Eg değerleri indirekt geçiş için TiO2 pasta kaplı numune de 3,34 eV iken, V2O5 içeren farklı numuneler için (2-3,05 eV) aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Filmlerin yüzey morfolojisi ve mikroyapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntülenmiştir. Optik ölçümleri tamamlanan filmler boya duyarlı güneş piline dönüştürülerek, oluşan pilin fotovoltaik özellikleri (açık devre voltajı (Voc), kısa devre akımı (Isc), dolum faktörü (FF) ve verimlilik (% η) ) ölçülerek belirlenmiştir. Yapılan ölçümlerden elde edilen verilere göre, vanadyum pentaoksit tabanlı numunelerin verimliliklerinin katkı maddesi oranına göre değiştiği (% verimlilik 0,04 – 1,25 arasında) saptanmıştır. Bununla birlikte TiO2 pasta kaplanan fotoanotlarda,V2O5 tabanlı numunelerle aynı deneysel yöntemler kullanılmış olup, %5,6 verimlilik değeri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Boya duyarlı güneş pilleri, Fotoanot, Fotovoltaik verimlilik, Vanadyum pentaoksit, Sol-jel ve pasta kaplama.
Boya duyarlı güneş pilleri için yeni nesil nanomalzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Bu tez çalışmasında, fonksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (Pt NPs @ f-ÇDKNT) ile desteklenmiş Pt nanomateryallerinin gelişimini ve boya duyarlı güneş pili (DSSC) yapımında karşı elektrot (CE) olarak kullanımı denenmiştir. Pt NPs @ f-ÇDKNT nanokompozitler, mikrodalga yöntemi kullanılarak kolayca ve verimli bir şekilde hazırlanmıştır. Veriler, sentez yönteminin, fonksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüpler üzerindeki Pt NP'lerin homojen bir dağılımını sağlamak için çok etkili olduğunu açıkca göstermiştir. Pt NPs @ f- ÇDKNT, XRD, TEM, HR-TEM, Raman ve XPS gibi çeşitli teknikler ile karakterize edilmiştir. Ayrıca Pt NPs @ f-ÇDKNT elektro-katalitik performansı döngüsel voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ölçümleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Boya Duyarlı Güneş Pili (DSSC) , Elektrokimyasal Aktiviteler, Karbon Nanotüp Platin Nanopartiküller.
BD-g-C3N4 destekli Pd(0) (Pd@BD-g-C3N4) nanoparçaciklarin hazirlanmasi ve suzuki-miyaura C-C eşleşme reaksiyonlarindaki fotokatalitik etkinliklerinin incelenmesi
Paladyum katalizörleri kullanılarak yapılan C-C çapraz eşleşme reaksiyonları, aromatik halka, alkin ve alken gibi çeşitli fonksiyonel grupların doymamış bileşiklere katılma reaksiyonunda çok fazla tercih edilmektedir. Bu reaksiyonlarda karbon-karbon bağ oluşumu, Grignard ve organoboron bileşikleri gibi organometalik bileşikler ile aril/vinil halojenürlerin tepkimeleri ile gerçekleştirilebilir. C-C bağının oluşturulması için en önemli yaklaşımlardan biri Paladyum katalizli Suzuki-Miyaura Eşleşme Reaksiyonlarıdır (SMR). Reaktiflerin düşük toksisitesi, ılıman reaksiyon koşulları gibi birçok avantajları sebebiyle farmasötik ara ürünlerin, doğal ürünlerin, fonksiyonel materyallerin ve biyomoleküllerin sentezinde Suzuki-Miyaura eşleşme reksiyonları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu eşleşme işleminin ancak uygun katalizör eşliğinde katalitik reaksiyonlarla gerçekleştiği görülmektedir. Bu reaksiyonlarda genellikle Pd içeren koordinasyon bileşikleri kullanılmakla beraber son dönemlerde Pd nanoparçacıklarını içeren kolloidal ve destekli yapılar da katalizör olarak kullanılmaktadır. C-C eşleşme reaksiyonları için kullanılan katalitik sistemlere bakıldığında nano boyutlu malzemelerden yapılan sistemlerin meydana getirdiği yüksek yüzey alanları ve yüzey etkin atom sayıları ile çok daha iyi katalitik performanslar sağladığı ortaya konulmuştur. Bununla birlikte C-C eşleşme reaksiyonlarında klasik kataliz yöntemine alternatif olarak düşük maliyetli ve ılıman koşullarda ve gün ışığında gerçekleştirilen fotokatalitik yöntemler yer almaya başlamıştır. Bu çalışmada kütlece farklı yüzdelerde (%0,1, %0.5, %1, %2, %3) palladyum, benzen yüklenmiş gafitik karbon nitrür (BD-g-C3N4) destek malzemesine ıslak emdirme-indirgeme yöntemiyle dekore edilerek Pd@BD-g-C3N4 katalizörleri hazırlandı. Katalizörlerin elektronik ve morfolojik özellikleri ICP-MS, Toz X-ışınları kırınımı (P-XRD), Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM), Taramalı Elektron mikroskopisi (SEM), Enerji Dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDX), X-ışınları Fotoelektron spektroskopisi (XPS), BET, UV-NIR ve FTIR gibi ileri düzey analitik yöntemlerle tanımlandı. Hazırlanan Pd@BD-g-C3N4 katalizörlerin Suzuki-Miyaura C-C Eşleşme Reaksiyonlarında katalitik ve fotokatalitik etkinliği incelendi. Katalitik dönüşüm oranları gaz kromotagrafisi (GC) yöntemiyle hesaplandı. Hazırlanan Pd@BD-g-C3N4 katalizörünün yaklaşık olarak parçacık boyutu dortalama= 6.24 ± 0,5 nm olarak tespit edilmiştir. %2 Pd yüklenmiş Pd@BD-g-C3N4-35 katalizörü Suzuki-Miyaura C-C eşleşme tepkimelerinde, suyun çözücü olarak kullanıldığı koşullarda (100 oC) ve açık havada yüksek dönüşüm (>%97) göstermiştir. Ayrıca, %2-Pd@BD-g-C3N4 nano katalizörünün dayanıklılığının yüksek olması ile Suzuki-Miyaura C-C eşleşme tepkimelerinde tekrar kullanılabiliğini (<5 çevrim sayısı) ve yeşil bir heterojen katalizör olarak çalıştığını ortaya koymaktadır. Pd@BD-g-C3N4'ün farklı yüzdeleri ile yapılan fotokatalitik incelemeler sonunda en yüksek dönüşüm %2-Pd@BD-g-C3N4 katalizöründe gün ışığında oda koşullarında 4 saatte %51 olarak ölçülmüştür
Bazı nano sistemlerin elektron paramanyetik rezonans çizgi şekli analizine dayalı nanopartikül boyut dağılımının hesaplanması
Bu tez çalışmasında, bor karbür (B₄C) nanopartiküllerinin iki farklı boyutta (25 µm ve 150 µm) gama ışınları ile ışınlanmasının ardından elde edilen Elektron Paramanyetik Rezonans (EPR) spektrumları incelenmiştir. Işınlama işlemi sonrasında toz formundaki örneklerden elde edilen EPR verileri analiz edilmiş ve spektrumlar simülasyon yoluyla değerlendirilerek oluşan serbest radikallerin tespiti amaçlanmıştır. Her iki boyuttaki bor karbür örneklerinde gözlemlenen serbest radikallerin spektroskopik yarılma (g) değerleri, sırasıyla 25 µm için g = 2.0021 ve 150 µm için g = 2.0023 olarak hesaplanmıştır. Aşırı ince etkileşim sabitleri (hyperfine splitting constants), 25 µm boyutundaki örnek için a₁α = 1.82 mT, a₂α = 2.08 mT, a₃α = 0.82 mT; 150 µm boyutundaki örnek için ise a₁α = 1.84 mT, a₂α = 2.13 mT, a₃α = 0.80 mT olarak belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, nanopartikül boyutlarının EPR spektroskopisi ile karakterize edilmesinde çizgi şekli ve rezonans sinyal şiddetinin tek başına önemli bir parametre olabileceğini ortaya koymaktadır.
The effect of reactive sintering on the densification of boron carbide zirconium diboride composite
In this thesis, different additives (Zirconia, Zirconium Silicate, Carbon) are used to produce Boron Carbide/Zirconium Diboride (B4C/ZrB2) composite by Spark Plasma Sintering (SPS). Effects of different additives and sintering parameters (sintering temperature, sintering time, pressure, heating rate, etc.) on the densification of the composite is observed. Firstly, B4C/ZrB2 composite is produced by using B4C and ZrB2 powders via non-reactive sintering then different additives (ZrO2-ZrSiO4), as zirconium (Zr) source, are used to produce the same composite by reactive sintering, and effects of reactive sintering is observed. The relative density of the sample produced by B4C and ZrB2 powders at 2150 °C by 15.7 MPa pressure is %99.4734. When reactive sintering (samples produced by B4C and ZrO2 powders) is considered, the highest relative density (%97.2111) is achieved by sintering 15 minuteS at 2000 °C via 31.4 MPa pressure. The samples in which ZrSiO4 is the zirconium source, the highest relative density (%96.0524) is achieved by sintering 15 minutes at 2107 °C by 15.7 MPa pressure. Archimedes Method is used for relative density calculations, Scanning Electron Microscope (SEM) is used for microstructure observation and X-ray Diffraction analysis is used to observe phases that exist in produced parts. The positive effect of reactive sintering on the densification at lower temperatures is observed besides the importance of the contribution of the control on the phases and gases produced during reactive sintering is observed.
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.
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.