32
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Çok katmanlı ferromanyetik kobalt filmlerin yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, spintronik bellek ve devrelerinde bilgi taşıyıcısı olarak kullanılan ferromanyetik malzemelerin performansını belirleyen kritik parametrelerin farklı arayüzeyler ile kontrolü amaçlanmıştır. Bu kapsamda, farklı spin-yörünge etkileşimi özelliklerine sahip üst katmanlarla (Cu, CuIr ve Pt) üretilen Kobalt tabanlı ince filmlerin yapısal, statik ve dinamik manyetik özellikleri; sırasıyla X-ışını Kırınımı, Titreşimli Örnek Manyetometresi ve Ferromanyetik Rezonans teknikleri kullanılarak incelenmiştir. XRD analizleri, Co film kalınlığının artmasıyla birlikte kristal kalitesinin iyileştiğini ve yapının gerilimli yüzey merkezli kübik fazdan, bulk özelliklere yakın altıgen sıkı paket faza doğru evrildiğini göstermiştir. Statik manyetik ölçümler, filmlerin doygunluk manyetizasyonunun literatürle uyumlu olduğunu doğrulamakla birlikte; Co/Cu sisteminde manyetik ölü tabaka gözlenmezken, Co/CuIr arayüzeyinde atomik karışım kaynaklı yaklaşık 0.21 nm kalınlığında manyetik bir ölü tabaka tespit edilmiştir. FMR tekniği ile gerçekleştirilen dinamik analizlerde, manyetik sönümlemenin Gilbert sönümü ve İki Magnon Saçılımı mekanizmaları tarafından kontrol edildiği belirlenmiştir. Gilbert sönümleme parametresinin ters Co kalınlığı ile doğrusal artışı, sistemlerde spin-pompalaması mekanizmasının varlığını deneysel olarak kanıtlamıştır. İnce filmlerin kıyaslamasında; güçlü spin-yörünge etkileşimine sahip Pt üst katmanının ideal bir spin yutucu davranışı sergileyerek en yüksek sönümleme ve anizotropi değerlerini sağladığı, CuIr alaşımının safsızlık saçılması nedeniyle ara bir sönümleme performansı gösterdiği, zayıf spin-yörünge etkileşimine sahip Cu katmanının ise spin akımını sönümlemede en zayıf etkiyi yarattığı gözlemlenmiştir. Bu çalışma, arayüzey malzemesi seçimi ve kalınlık optimizasyonu ile manyetik özelliklerin hassas bir şekilde modifiye edilebileceğini ortaya koymaktadır.
3D kanser sferoid modelleri aracılığıyla mikroakışkanlar kullanılarak aprotinin tabanlı yeni bir nano-biyokonjugatın geliştirilmesi
Proteins are promising substances for introducing new drug carriers with efficient blood circulation due to low possibilities of clearance by macrophages. However, such natural biopolymers have highly sophisticated molecular structures, preventing them from being assembled into nano-platforms with manipulable payload release profiles. Here, we announce a novel anti-cancer nano-drug carrier moonlighting protein, Aprotinin, to be used as a newly identified carrier for cytotoxic drugs. The Aprotinin-Dox orubicin (Apr-Dox) nano-bioconjugate was prepared via a single-step microfluidics co-flow mixing technique; a feasible and simple way to synthesize a carrier-based drug design with a double-barreled approach that can release and actuate two therapeutic agents simultaneously i.e., Apr-Dox in 1:11 ratio (aprotinin an anti-metastatic carrier drug and chemotherapeutic drug DOX). With a significant stimuli-sensitive (i.e. pH) drug release ability, this nano-bioconjugate achieves superior bio-performances including high cellular uptake, efficient tumor penetration and accumulation into acidic tumor microenvironment, as well as inhibiting further tumor growth by halting the urokinase plasminogen activator (uPA) involved in metastasis and tumor progression. Distinctly, in healthy human umbilical vein endothelial (HUVEC) cells, drastically lower cellular uptake of nano-bioconjugate has been observed and validated compared to anticancer agent Dox. Our findings demonstrate an enhanced cellular internalization of nano-bioconjugates towards breast cancer, prostate cancer, and lung cancer both in vitro and in physiologically relevant biological 3D-spheroid models. Consequently, the designed nano-bioconjugate shows a high potential for targeted drug delivery via natural and biocompatible moonlighting protein, thus opening a new avenue for proving aprotinin in cancer therapy both as an anti-metastatic and drug-carrying agent.
Yeni 2D malzemelerin sentezinin gerçek zamanlı optik gözlemi ve temel özelliklerinin incelenmesi
Two-dimensional transition metal dichalcogenide (2D TMDC) with superb physical and chemical properties, used as the active material for various devices. The on-going primary focus is their reliable high-throughput synthesis using processes compatible with the current semiconductor technology. At present, among the common approaches, chemical vapor deposition (CVD) has been considered as the most promising method for preparing large-area high-quality 2D materials. However, the lack of in-situ information during the growth in conventional CVD systems, makes it impractical to realize high-temperature phenomena. In this thesis, we developed a novel CVD chamber that allows real time optical observation and control of the crystal growth. Using this new CVD method, which we call real time optical-CVD, RTO-CVD in short, we elaborated the involved mechanisms in salt-assisted synthesis of TMDCs and their vertical/lateral heterostructures. Through direct visualization of WSe2 monolayer growth, we identified that both vapour-solid-solid and vapour-liquid-solid growth routes are in an interplay. Then, we focused our attention to synthesize novel 2D materials such as V2O3 and K-MnO2 nanosheets. We succeeded synthesis route in favor of high-quality single-crystalline V2O3 nanoplates whose 2D characteristic allows us to study their peculiar electrical and physical properties such as metal-insulator transition (MIT) and supercritical state. The electrical properties of both as-grown and transferred V2O3 crystals were investigated with respect to the V2O3 phase-stability diagram. We observed emergence of a novel crystal structure upon electron beam heating in selected area electron diffraction (SAED) experiments and correlated it to the supercritical state by means of high-temperature Raman spectroscopy. Finally, we introduced large-area ultra-thin layered MnO2 crystals, spontaneously intercalated by potassium ions during the synthesis. The charge transport in 2D K-MnO2 devices was shown to be dominated by the in-plane ionic conductivity through the motion of hydrated K ions in the interlayer space. The K-MnO2 crystals exhibited reversible layered-to-spinel phase transition accompanied by an optical contrast change based on the electrical and optical modulation of the potassium and the interlayer water concentration. We used the electric-field driven ionic motion in K-MnO2 devices to demonstrate the memristive properties and elucidated the resistance-switching mechanisms via real-time analyses upon the measurements. K-MnO2 memristors were artificially able to emulate neuromorphic synapse-like behaviors, namely short and long-term potentiation/depression as well as ionic coupling effects.
Akıllı malzemeler entegre edilen mikroakışkan çiplerde biyomoleküllerin ve nadir kanser hücrelerinin yakalanması ve salınması
Prevalent clinical conditions are impacting notably on our daily lives and the global economy. Healthcare system is hence garnering more interest in developing innovative material-based technologies along with accurate surface chemistry and signal generation reactions to measure biomarkers for disease diagnosis. In particular, biomedical studies focus to diagnose complex cases such as cancer. For instance, there are some critical stages in cancer development and metastasis. Moreover, impractical, invasive methods, and the restricted repertoire of targeted therapies are driving factors for researchers to find out new monitoring techniques that anticipate the future journey of cancer cells. On the other hand, the analysis of bodily fluids containing circulating tumor cells (CTCs) and biomarkers allows more insight into detecting/monitoring cancer as early as possible, and it would provide more information than that of any single-site biopsies. Yet, implementing the current technologies focusing on CTC detection and isolation in the clinics have notable challenges, i.e., expensive reagents/assays, complex operation, lengthy processes, bio-compatibility, and the need for specialized personnel. In this thesis, we have designed a microfluidic chip to hurdle these existing challenges, and for this regard, we tuned the surface area of the chip by integrating bio-mimetic smart materials (different shapes of silica particles-coated with poly(N -isopropylacrylamide). Initially, we tested our strategy with model proteins for both capture and release aspects. The smart materials were then modified with anti-EpCAM antibodies to capture human breast cancer cells (MCF-7) as a cancer model. Once the cells were captured in the chip, they were released by simply altering the 3-dimensional structure of smart materials above to lower critical solution temperature. Herein, we have anticipated that the developed platform would resolve cost, bio-compatibility, applicability, complexity, and assay duration-related challenges of current technologies in this realm.
Anti-grafiti uygulamalarda su tutmaz-kir tutmaz yüzeyler ve kaplamalar
Graffiti is the arising phenomenon which affects cultural heritage whole around the world from the begininng of the second half of 20th century. There has been many efforts to avoid graffiti application onto these heritage by using law and scientific methods. During the those times, many removing procedure were applied to get rid of graffiti from the heritage. Graffiti should not be confused with street art. Graffiti was defined as illegal way to affect public properties. From the beginning of the 21th century, due to increased amount to remove graffiti from heritage and protect them from these attacks, especially by the EU, many projects have been conducted which lead new products are now on the market. By this time, some implications have also been developed to proctedt these heritage by coatings. One of these implications are creating superhydrophobic surfaces onto masonry heritage and makes easier to remove graffiti without any effects onto stone surface and avoid penetration of the dye into these structures. For this purpose, four different substrate and eight different dispersion were prepared by using wettability phenomenon which are about lowering surface free energy and creating rough surfaces. Goniometer was used to provide contact angle results to characterize coating with specimen as hydrophobic- superhydrophobic or none of these. Results demonstrate that coatings which were prepared by sol-gel method was able to create hydrophobic surfaces and they made the surface ease to clean due to letting the drops easily slide away.
Preparation and Characterization of ZnO Nanowires on ITO-glass and ITO-PET substrates
The study of nanotechnology involves both understanding the materials as well as controlling the processing conditions of these materials at the nanoscale. In the class of nanostructures, semiconducting nanowires are of high interest because of their extraordinary properties and promising applications. The uniqueness mainly arises from the surface-to-volume ratio being higher than that of most nanostructures. Of all semiconducting materials, zinc oxide exhibits a large excitation binding energy and wide bandgap, making it highly desirable to be used for transistors, photodetectors, and multipurpose piezoelectric nanogenerators. Vertically aligned zinc oxide nanowires can be synthesized using a variety of techniques, the hydrothermal growth method being one of the easiest and most affordable and low operating synthesis techniques. In this thesis, vertically aligned zinc oxide nanowires are synthesized onto indium tin oxide coated PET and glass substrates via the hydrothermal growth technique. The growth conditions were optimized with parameters such as growth temperature, annealing temperature, and solution concentration not changing. Other experimental parameters such as seeding layers and growth durations varied throughout. The morphology and microstructures of the zinc oxide nanowires synthesized are investigated with the use of X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Furthermore, the transmission percentages are examined with the use of ultraviolet and visible light spectrometer as well as the surface roughness is measured with the use of atomic force microscopy. Electrical conductivity measurements were taken to assess the quality of the substrates and their possible use in applications. Between the growth conditions and parameters and the growth of the zinc oxide nanowires, this thesis presented a strong correlation in terms of the different results achieved.
Valorization of demolition concrete for post-combustion carbon capture
In this thesis, the potential use of demolition concrete was examined as a post-combustion carbon capture material. This study's main objective was to use demolished concrete, which is typically regarded as waste and has an adverse effect on the environment, to adsorb carbon dioxide. This research intends to contribute to the reduction of these emissions by creating sustainable techniques of carbon capture in light of the rising levels of carbon dioxide emissions and their detrimental effects on the environment. Concrete is a cementitious substance with a high calcium and silicate content, making it a great substance for carbon capture. Two leaching techniques, acidic and alkaline, were used to the concrete samples to extract the resultant materials, which were then utilized to investigate the potential of destroyed concrete for carbon capture. The materials were subsequently employed for carbon capture studies at the KTH Royal Institute of Technology in Sweden utilizing thermogravimetric analysis (TGA). The trials' findings illustrate how successful demolition concrete is at absorbing carbon dioxide, with the acidic leached material performing best. Additionally, the material's cation release was assessed, and it was determined to be safe for the aquatic environment. These findings have important ramifications for the creation of ecologically responsible and sustainable carbon capture and storage methods.
Hardness and fracture toughness behaviors of CAD-CAM dental ceramics
The purpose of this research is to study the effect of machining on the CAD/CAM dental materials and to evaluate surface roughness, hardness and fracture toughness for a 4different types of dental materials (Vita Enamic, GC Cerasmart, Celtra Duo and IPS e.max ZirCAD). These dental materials also called as CAD/CAM Dental Ceramics. In dental ceramics, actually there are glass-ceramics, composite materials, oxide based ceramics. All these CAD/CAM dental ceramic materials need cutting and polishing steps during the preparation for individual patient. Cutting and polishing are mechanical processes and usually result with a surface with various surface roughness depends on the equipment and polishing powders used. Surface roughness is an important material characteristic which influence the optical properties and mechanical behaviors of the materials. In the present study; surface roughness's of the dental ceramics were evaluated according to the mesh numbers of the polishing papers (600-1200-2500 mesh). The effect of the surface roughness's on the mechanical properties namely hardness (HV) and fracture toughness (Kıc) were studied by applying Vicker's Indentation technique in all the samplesafter various polishing steps. Hardness and fracture toughness values were evaluated and compared for all the dental materials. As expected that, ZrO2 based ceramic was the hardest and toughest and these values were lover with increasing polymer content in dental materials
Development of Up-Conversion nanoparticle-based portable screening test for in situ diagnosis of infectious diseases
This dissertation is concerned with the development and validation of nanotechnological sensor components and platforms for the diagnosis of A-group beta-hemolytic streptococcus using the lateral flow strip (LFA) method. Streptococcus is a common bacterium found in the human flora, especially in the throat and nose, and is prevalent in rural locations where accurate detection may be challenging. LFA is a rapid, simple, and cost-effective biosensor used for the analysis of various samples at the point of care, making it one of the most common biosensors currently available. The main goal of this thesis is to develop an upconversion nanoparticle-based lateral flow assay (UCNP-LFA) for the rapid detection of A-group beta-hemolytic streptococcus. Surface modification of probes with various polymers and conjugating them with disease-specific antibodies (varying concentration), designing the sensor in which disease-specific antibody traps are imprinted onto a membrane are all necessary steps in the development of Lateral Flow Strip units that is performed in this thesis. In addition, optimization of various buffers that allow flow of disease specific antibody-nanoparticle conjugate through the Nitrocellulose Membrane, and optimization of other strip components such as various types of Nitrocellulose Membrane (with varying pore size), conjugation and sample pads, antibodies dispensing speed were investigated. The developed UCNP-LFA samples were characterized by HR-TEM, SEM, XRD, FTIR, DLS, Zeta potential, Uv-Vis spectroscopy, Fluorescent microscope and PL spectroscopy. The UCNP-LFA tests were evaluated for sensitivity, specificity, accuracy, and achieved a value of 73% , 75%, 74% according to the results, respectively.
Metal-organik kafes/grafen oksit türevli gözenekli karbonların platin bazlı oksijen indirgenme reaksiyonu elektrokatalizörlerinde kullanımı
Fossil fuel-based energy economy is bound to change at some point within the 21st century as fossil fuels are inherently limited sources. Energy conversion and storage devices such as batteries, fuel cells, solar cells and supercapacitors need to advance in terms of efficiency for the fruition of a renewable energy ecosystem. Hierarchically porous materials are utilized as catalyst supports in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) and batteries to increase mass transfer and active site density in the catalyst. Metal-organic frameworks (MOFs) are tailorable crystalline solids where organic linker units are connected to metal centers. They may form molecular gates, channels and pores within the framework in angstrom to nanometer scale. Porous carbons derived from metal-organic frameworks are promising catalyst supports owing to their high surface area and 3-D network structure. In this thesis, a porous carbon has been produced from pyrolysis of a hybrid material based on Zn based MOF called zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) and graphene oxide (GO). As observed by physical and chemical characterization, ZIF-8 were coordinated to GO during the synthesis conditions of ZIF-8 and formed a hybrid structure in contrast with simple mixing. Evolution of macro/mesoporosity have been observed when the hybrid was exposed to pyrolyzing temperatures owing to the exfoliating effect of GO on ZIF-8. Pt nanoparticle (Pt NP) deposition on this porous carbon has resulted in catalyst Cat-1, which has been tested via voltammetric experiments against two reference materials; Pt decorated on pyrolyzed ZIF-8 (Cat-0) and Pt decorated on reduced GO (Pt/rGO). Cat-1 exhibits increased mass and specific activity against Pt/rGO at 0.8 V for oxygen reduction reaction (ORR). The nature of increased activity is proposed to be increased mass transport properties of Cat-1 sample that originates from its hierarchical porosity.
Yüksek çevrim performanslı lityum iyon bataryalarının katot elektroları için dizayn edilmiş nafyon yüzey iyileştirmeli nca katot malzemeleri
Lithium-ion batteries, due to their high energy density and portable dimensions, play a very important role in today's technology. Although scientific research has provided many different areas for high-performance anode materials, cathode electrodes with their lower capacities and higher costs have always been less researched. With the advancement of battery technology, the research community has recently been carrying out various studies both on the yield and the performance of the cathode materials for lithium-ion batteries. One of the three-layer cathode electrode family is nickel, cobalt, and aluminum oxide (NCA) used in the positive electrode of electric cars and portable electronic equipment. The NCA cathode material provides higher capacities, energy and power efficiency, and is widely used in lithium-ion batteries. Besides these specifications, they are found among the most promising positive electrode because of two reasons, lower synthesis costs and promising electrochemical properties. The theoretical capacity of NCA cathode is 279.05 mAh /g. While these cathodes have the advantage of being produced via different synthesis methods, they can cause a decrease in capacity with time and degradation of the battery structure during cyclic tests due to micro and nanoscale cracks in the structures alongside reactions occurring over time. To overcome the main problem of NCA cathode, as established earlier, I focused on the Nafion-coated NCA electrode. It is expected that Nafion coated NCA cathode material may improve ionic and electronic conductivity by covering the surface and prevent the side reactions and thus stabilize the capacity under cycles, which may lead to an increment in the life span of NCA cathode. NCA cathode active material was synthesized by a modified co-precipitation method at 750°C in an air atmosphere. The obtained NCA powder was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and inductively coupled plasma-mass spectrometry. To understand the surface and structure of the electrode, the pristine and nafion-coated electrodes were also structurally characterized with X-ray diffraction, scanning electron microscopy, inductively coupled plasma mass spectrometry as well as battery tests that were carried out on both electrodes to understand their cell characteristics. The results were comparatively interpreted for nafion supported NCA cathode electrode and pristine NCA cathode.
Eklemeli imalat yöntemiyle kullanılabilecek kompleks formdaki manyetik yapıların elde edilmesi için özgün metod geliştirilmesi
Hard magnetic materials do play a critical role in numerous industrial areas relates with magnetic tapes, hard drive units, speaker drivers, biomedical measurement devices, electric motors, hybrid cars, wind turbines. Since these areas include large scale manufacturing, size and cost of the magnetic material have a direct effect on it. Magnetic energy intensity and availability of magnetic material are the main characteristics that concern size and cost-effectiveness. Today, neodymium iron boron (NdFeB), aluminum nickel cobalt (Alnico), and ferrite are mostly used as magnetic materials. NdFeB is the most significant one among them because of its magnetic energy density. Nowadays, the world is experiencing a rare-earth material crisis. Moreover, because of its fragile nature, it is tough to make custom shaped / CNC milled NdFeB magnets, especially for prototyping. These are the main reasons that industry is in search of new, rare-earth free magnetic materials. A metastable iron nitride phase, Fe16N2 shows promising magnetic properties in literature and become prominent as a possible alternative to NdFeB. In this study, we aimed to propose a solution to aforementioned problems by finding a way to synthesize Fe16N2 particles by using ball-milled iron micro/nanoparticles and trying to utilize it with additive manufacturing method. Furthermore, we expected to increase anisotropy, and the magnetic energy density of printed material by manipulating it with a pulse magnetizer circuit. Considering the time consumption of the configuration and optimization of the oven system, we tried to prepare 3d printing system, pulse magnetizer system simultaneously. Therefore Fe16N2 was not used in these systems, instead, we used ball milled NdFeB and iron flakes to show proof of concept. Prepared Fe16N2 particles are characterized by using XRD and SEM analysis.
Ekran teknolojileri için alkali içermeyen borosilikat cam ve cam-seramiklerin üretimi ve karakterizasyonu
The rapid and continuous increasing in the development of display technologies and expansion of use these technologies in our daily social and business life have made these technology focus of attention. Glass materials that directly affects the performance of this systems with its properties are shown as the significant component in the display technology system. Within scope of this thesis, a composition was obtained at certain intervals from 32 patents with 912 compositions included glass substrates properties for display technologies by using data mining. Glass-ceramic materials were produced by adding of 1-2-3 wt. percent LiF as nucleating agent to obtained the glass composition. Adding of LiF (Lithium Fluoride) to alkali-free borosilicate glass substrate in order to produce glass-ceramic materials in the determined compositons will be first study in this field. In this sense, it is thought that it will contribute to the literature study in the field of producing glass-ceramics from glass substrate materials by using LiF as nucleating agent. Physical (thermal expansion coefficient, Tg and softening temperture), chemical (crystal structure of glass-ceramics), optical (transmittance), microstructure (optical microscope, SEM) properties of parent glass composition without additive of LiF and doped 1-2-3 wt. percent LiF glass compositions was performed. Finally, the changes in the specified properties in the between glass and glass-ceramics materials were investigated.
Grafitik karbon nitrür bazlı metaloksit fotokatalizörlerin yeşil sentezi ve sulu çözeltilerden antibiyotik giderilmesinde kullanılması
Su kaynaklarındaki ilaç kirliliğine bağlı olarak artan çevresel sorunlar, yaratıcı ve sürdürülebilir çözüm yaklaşımlarına ihtiyaç duymaktadır. Bu çalışmada, model antibiyotik olan tetrasiklinin (TS) bozunması için, kedi söğüdü (Salix Aegyptiaca) özütü kullanılarak ZnO/g-C3N4, NiO/g-C3N4, NiO nanopartikülleri yeşil sentez yöntemiyle üretilmiştir. Bu yöntem, çevre dostu ve düşük maliyetli bir yaklaşım sunmakla kalmayıp, sentezlenen nanopartiküllerin fotokatalitik bozunmadaki potansiyel uygulamaları açısından da önem taşımaktadır. Fotokatalizörlerin yapısal doğrulaması ve karakterizasyonu FTIR, XRD, SEM-EDS, TEM, XPS, Zeta potansiyel ve UV-DRS analizleriyle yapılmıştır. Deneysel tasarım, Design Expert v8 yazılımı kullanılarak optimize edilmiştir. TS'in ZnO/g-C3N4 ile fotodegradasyonu, pH (4-10), adsorban dozu (0,2-0,8 mg/mL), başlangıç TS konsantrasyonu (10-60 mg/L) ve katalizör tipi (özüt ve distile su ile sentezlenen) parametreleri altında incelenmiştir. En yüksek bozunma verimliliği, özüt kullanılarak sentezlenen katalizörle %70,21 olarak elde edilmiştir. Distile su ile sentezlenen katalizör ise %72,30'luk bir bozunma sağlamıştır. Ayrıca, NiO nanopartiküllerinin de fotokatalitik bozunmadaki etkisi araştırılmıştır. NiO, tetrasiklinin bozunmasında fotokatalizör olarak kullanılabilecek bir yarı iletken olarak sınıflandırılmıştır. Adsorpsiyon deneylerinde, NiO nanopartiküllerinin yüksek adsorpsiyon kapasitesi (93,46 mg/g) ve iyi bir adsorpsiyon hızı (0,0033 g/mg.dk) gösterdiği belirlenmiştir. Son olarak, antibiyotik direnciyle mücadelede, fotokatalitik bozunma yöntemlerinin, su kaynaklarındaki antibiyotik kontaminasyonunu gidermede potansiyel bir çözüm sunduğu vurgulanmaktadır. NiO/g-C3N4 için 60 dakika içinde görünür ışık altında %27,94'lik optimum parçalanma verimi elde edilmiştir. Bu optimal duruma, 0,8 mg/mL adsorban dozu, pH 4'deki çözelti ve 59,62 mg/L başlangıç tetrasiklin konsantrasyonu ile ulaşılmıştır. ZnO/g-C3N4 (özüt ve su ile sentezlenen) ve NiO nanoparçacıklarının yeniden kullanılabilirliği üç ardışık fotokatalitik döngüde test edilmiş ve bozunma verimliliğinde yalnızca hafif bir azalma gözlemlenmiştir. ZnO/g-C3N4 için yapılan enerji ve maliyet analizi, toplam enerji tüketiminin 0,693 kWh ve birim hacim başına maliyetin 1,162 USD/L olduğunu ortaya koymuştur. Bu bulgular, geliştirilen fotokatalizörlerin çevresel ve ekonomik açıdan uygulanabilirliğini göstermektedir.
Nanopartikül katkılı yağlayıcıların farklı metallerin adhesif aşınma özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada Al2024, AISI304 ve ST37 çelik numuneleri üzerinde, 5W30 ve 10W40 yağlayıcılarına TiC ve TiN nanopartikülleri eklenerek tribolojik performans değerlendirilmiştir. Al2024'te 5W30 yağı ve %5 TiC katkısıyla en düşük sürtünme katsayısı (0.60) elde edilirken, TiN katkısında %3 oranı optimum sonuç vermiştir. AISI304te 5W30 + %3 TiN katkısıyla sürtünme katsayısı düşmüş (0.74), ancak TiC katkısı sürtünmeyi artırmıştır. ST37 çelikte ise yağlayıcılar saf kullanıldığında sürtünme azalmış, TiC katkısı olumsuz etki gösterirken %3 TiN katkısı ile en iyi iyileşme sağlanmıştır. Ayrıca yüzey morfolojisi ve kimyasal bileşimler SEM, EDS, Optik Mikroskop ve FTIR yöntemleriyle incelenmiştir. Sonuçlar, nanopartikül katkılarının etkisinin malzeme türü, yağ tipi ve katkı oranına bağlı olduğunu, doğru kombinasyonlarla tribolojik performansın artırılabileceğini göstermektedir.
Poliindol/poli[2-(dimetilamino) etil metakrilat-ko-metil metakrilat] iletken kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada; birinci aşamada, hidrofilik monomer 2-dimetilamino etilmetakrilat (DMAEMA) ve hidrofobik monomer metil metakrilattan (MMA) serbest radikal polimerizasyonu kullanılarak amfifilik poli(DMAEMA-ko-MMA) kopolimeri hazırlandı. İkinci aşamada, poli(DMAEMA-ko-MMA) kopolimerinde in situ oksidatif polimerizasyon yöntemi kullanılarak demir(III) klorür (FeCl3) varlığında indol iletken monomer kullanılarak farklı konsantrasyonlarda beş seri PIN/DMAEMA-ko-MMA kompoziti hazırlandı. Polimer kompozitlerin (PC'ler) yapıları FTIR, TGA, SEM, AFM karakterizasyon teknikleri kullanılarak aydınlatıldı. PC'ler, test tüpü yöntemi (TM) ile Streptococcus mutans kullanılarak test edilen bakteriyel biyofilm yapışması konusunda önemli performans sergiledi. Bu çalışmada, PC1'in 0,006 mg/ml konsantrasyonu Streptococcus mutans'ın biyofilm oluşumunu %83,199 oranında azaltmıştır. CP'lerdeki poli(indol) konsantrasyonu ve miktarı arttıkça % antibiyofilm etkisi de artmaktadır. Hazırlanan PIN/(DMAEMA-ko-MMA) kompozitlerinin Escherichia coli ve Staphylococcus aureus'a karşı antibakteriyel aktivitesi değerlendirildi ve sonuçlar kompozitin antibakteriyel aktiviteye sahip olduğunu gösterdi. Bunun yanısıra, kompozitlerin antioksidan çalışmaları da yapıldı. Sonuçlar PIN(90%)/(DMAEMA-ko-MMA) kompozitinin biyoaktivitesinin arttığını gösterdi. Ayrıca antioksidan çalışmalarının bulguları, PIN'in diğer tüm numuneler arasında en yüksek canlılık değerini sergilediğini gösterdi. Kompozit ince filmlerin dielektrik özellikleri; dielektrik kayıp ve tanjant değerleri baz alınarak frekansa bağlı olarak değerlendirme yapılmıştır.
Langmuir-Blodgett yöntemi ile üretilen organik ince filmlerinin karakterizasyonu ve gaz sensör özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada Langmuir- Blodgett (LB) ince film kaplama tekniğinin esasları, bu yöntemin kullanım alanları, avantajları konu edinilmiştir. Bunun yanı sıra, 2-[(2R)-2-hidroksi-3-indolin-1-il-propil]isoindolin-1,3-dion (SB-54)maddesi LB ince film sensör elementi seçilmiştir. SB-54 LB ince filmleri farklı tabakalarda kuartz cam ve altın kaplı cam yüzeylere başaralı bir şekilde üretilmiştir. Aynı zamanda, bütün SB-54 LB filmler UV-görünür bölge spektrofotometresi ve Yüzey Plazmon Rezonans ölçüm sistemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Altın kaplı cam yüzey üzerine kaplanan SB-54 LB ince filmler YPR sistemi kullanılarak altı farklı zararlı organik buhara maruz bırakılmıştır ve tüm sonuçlar kaydedilmiştir. SB-54 LB ince filmlerin benzen, toluen, ksilen, kloroform, diklorometan ve karbon tetraklorür organik bileşiklere karşı tepkileri tartışılmıştır.
Langmuir-Blodgett yöntemi ile üretilen organik ince filmlerinin karakterizasyonu ve gaz sensör özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada Langmuir- Blodgett (LB) ince film kaplama tekniğinin esasları, bu yöntemin kullanım alanları, avantajları konu edinilmiştir. Bunun yanı sıra, 2-[(2R)-2-hidroksi-3-indolin-1-il-propil]isoindolin-1,3-dion (SB-54)maddesi LB ince film sensör elementi seçilmiştir. SB-54 LB ince filmleri farklı tabakalarda kuartz cam ve altın kaplı cam yüzeylere başaralı bir şekilde üretilmiştir. Aynı zamanda, bütün SB-54 LB filmler UV-görünür bölge spektrofotometresi ve Yüzey Plazmon Rezonans ölçüm sistemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Altın kaplı cam yüzey üzerine kaplanan SB-54 LB ince filmler YPR sistemi kullanılarak altı farklı zararlı organik buhara maruz bırakılmıştır ve tüm sonuçlar kaydedilmiştir. SB-54 LB ince filmlerin benzen, toluen, ksilen, kloroform, diklorometan ve karbon tetraklorür organik bileşiklere karşı tepkileri tartışılmıştır.
Aktif karbon katkılı nanoliflerin adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Pek çok alanda olduğu gibi çevresel uygulamalarda da nanolifler artan bir ilgi görmektedir. Boyutlarından kaynaklanan benzersiz özellikleri sayesinde zaman içinde filtreleme, ayırma, sensör uygulamaları ve adsorpsiyon gibi alanlar için vazgeçilmez ürünlerin tasarlanmasını ve oluşturulmasını sağlarlar. Bu alanların en önemlilerinden biri olan adsorpsiyon, adsorbatların sıvı/gaz ortamında katı bir adsorban üzerine birikmesi olarak tanımlanmaktadır. Adsorban, sıvı/gaz ortamında çözünmüş bileşikleri adsorbe eden katı bir malzemedir. Adsorbanların atıksu arıtımı açısından önemi, adsorbanların kirletici uzaklaştırma etkinliği ile ilgilidir. Performansları yüzey alanına, morfolojiye ve kimyasal yapıya bağlıdır. Bu özellikler nanoliflerde ve aktif karbonda bir araya geldiğinden, bu çalışmada sulu ortamdan metilen mavisi uzaklaştırmak için aktif karbon katkılı nanoliflerden faydalanılmıştır. Bu amaçla önce insan saçından sülfirik asitli kimyasal aktivasyon ve karbonizasyon işlemleri ile aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Aktif karbon karakterize edilmiş ve mikrogözenekli yapıya sahip, 561 m2/g BET yüzey alanı olan, %6,5 kül miktarı içeren aktif karbon elde edilmiştir. Sentezlenen bu aktif karbon ipek fibroini elektrolif çekim çözeltisi içerisine %1, %5 ve %10 oranlarında eklenmiştir. %10 aktif karbon katkısı ile lif çekimi yapılamamış olup, %1 ve %5 aktif karbon katkılı çözeltiler ile düzgün nanolifler üretilebilmiştir. Nanolif çapları ve yüzey alanları sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri üzerinden ve BET yüzey alan ölçüm cihazı ile belirlenmiştir. Aktif karbon içermeyen, %1 ve %5 oranında aktif karbon içeren nanoliflerin ortalama çapları sırasıyla 263±68 nm, 276± 69 nm ve 283±75 nm olarak hesaplanmıştır. BET yüzey alanları aynı sıra ile 35,43 m2/g, 42,38 m2/g ve 43,58 m2/g olarak bulunmuştur. Verilere göre nanolifli yüzeylerin adsorpsiyon işlemi için iyi özelliklere sahip oldukları bulunmuştur. İki farklı pH (pH 5 ve pH 12), iki farklı sıcaklık (30 ve 50 ℃), üç farklı süre (2, 6, 10 dk) ve üç farklı adsorban miktarı (5, 10, 15 mg) değiştirilerek gerçekleştirilen batch adsorpsiyon testinde ultrasonik banyo desteğinden faydalanılmıştır. Test sonuçlarına göre, nanolifli yüzeylerden en iyi performansı %5 oranında aktif karbon içeren nanolif sergilemektedir. Değişen parametrelere göre %23,7 ile %88,9 oranında metilen mavisi uzaklaştırma kabiliyetine sahip olan bu nanolifli yüzey en yüksek metilen mavisi uzaklaştırma oranına 15 mg adsorban, pH 12 ve 50 ℃ sıcaklıkta 10 dk süren işlem ile ulaşıldığı gözlenmiştir. Elde edilen tüm sonuçlara göre, sentezlenen aktif karbon katkılı nanolifli yüzeyler tekstil atık sularından metilen mavisi uzaklaştırma potansiyeline sahiptir.
Aktif karbon katkılı nanoliflerin adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Pek çok alanda olduğu gibi çevresel uygulamalarda da nanolifler artan bir ilgi görmektedir. Boyutlarından kaynaklanan benzersiz özellikleri sayesinde zaman içinde filtreleme, ayırma, sensör uygulamaları ve adsorpsiyon gibi alanlar için vazgeçilmez ürünlerin tasarlanmasını ve oluşturulmasını sağlarlar. Bu alanların en önemlilerinden biri olan adsorpsiyon, adsorbatların sıvı/gaz ortamında katı bir adsorban üzerine birikmesi olarak tanımlanmaktadır. Adsorban, sıvı/gaz ortamında çözünmüş bileşikleri adsorbe eden katı bir malzemedir. Adsorbanların atıksu arıtımı açısından önemi, adsorbanların kirletici uzaklaştırma etkinliği ile ilgilidir. Performansları yüzey alanına, morfolojiye ve kimyasal yapıya bağlıdır. Bu özellikler nanoliflerde ve aktif karbonda bir araya geldiğinden, bu çalışmada sulu ortamdan metilen mavisi uzaklaştırmak için aktif karbon katkılı nanoliflerden faydalanılmıştır. Bu amaçla önce insan saçından sülfirik asitli kimyasal aktivasyon ve karbonizasyon işlemleri ile aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Aktif karbon karakterize edilmiş ve mikrogözenekli yapıya sahip, 561 m2/g BET yüzey alanı olan, %6,5 kül miktarı içeren aktif karbon elde edilmiştir. Sentezlenen bu aktif karbon ipek fibroini elektrolif çekim çözeltisi içerisine %1, %5 ve %10 oranlarında eklenmiştir. %10 aktif karbon katkısı ile lif çekimi yapılamamış olup, %1 ve %5 aktif karbon katkılı çözeltiler ile düzgün nanolifler üretilebilmiştir. Nanolif çapları ve yüzey alanları sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri üzerinden ve BET yüzey alan ölçüm cihazı ile belirlenmiştir. Aktif karbon içermeyen, %1 ve %5 oranında aktif karbon içeren nanoliflerin ortalama çapları sırasıyla 263±68 nm, 276± 69 nm ve 283±75 nm olarak hesaplanmıştır. BET yüzey alanları aynı sıra ile 35,43 m2/g, 42,38 m2/g ve 43,58 m2/g olarak bulunmuştur. Verilere göre nanolifli yüzeylerin adsorpsiyon işlemi için iyi özelliklere sahip oldukları bulunmuştur. İki farklı pH (pH 5 ve pH 12), iki farklı sıcaklık (30 ve 50 ℃), üç farklı süre (2, 6, 10 dk) ve üç farklı adsorban miktarı (5, 10, 15 mg) değiştirilerek gerçekleştirilen batch adsorpsiyon testinde ultrasonik banyo desteğinden faydalanılmıştır. Test sonuçlarına göre, nanolifli yüzeylerden en iyi performansı %5 oranında aktif karbon içeren nanolif sergilemektedir. Değişen parametrelere göre %23,7 ile %88,9 oranında metilen mavisi uzaklaştırma kabiliyetine sahip olan bu nanolifli yüzey en yüksek metilen mavisi uzaklaştırma oranına 15 mg adsorban, pH 12 ve 50 ℃ sıcaklıkta 10 dk süren işlem ile ulaşıldığı gözlenmiştir. Elde edilen tüm sonuçlara göre, sentezlenen aktif karbon katkılı nanolifli yüzeyler tekstil atık sularından metilen mavisi uzaklaştırma potansiyeline sahiptir.
Mikrodalga frekans aralığında enerji hasadı için metamalzeme geliştirilmesi
Metamalzemeler (MTM) doğada mevcut olmayan eşsiz elektromanyetik (EM) özellikler sergileyen malzemelerdir. Bu eşsiz özellikler MTM'leri pek çok uygulama alanı için vazgeçilmez kılmaktadır. Enerji hasadı uygulamaları bu alanlardan biridir. Bu çalışmada enerji hasadı uygulamaları için metamalzeme tasarımı, simülasyonu ve deneysel üretim-ölçüm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışma aralığı olarak 2,5-5,0 GHz frekans aralığı seçilmiş olup, bu aralıkta enerji hasadı için iki farklı MTM tasarlanmıştır. Tasarımlardan biri ile sadece sonlu integrasyon tekniğine dayalı simülasyon programı sayesinde nümerik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre tasarımın mükemmel sinyal emici olduğu ortaya konmuştur. Diğer MTM tasarımı ile nümerik çalışmaların yanı sıra deneysel olarak MTM'nin üretimi yapılmış ve network analizörü ile ölçümü gerçekleştirilmiştir. Son olarak nümerik çalışmalardan elde edilen sonuçlar ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmanın tüm sonuçları, tasarlanan her iki MTM yapısının enerji hasadı uygulamalarında kullanılabilme potansiyelleri olduğunu ortaya koymaktadır.
Mikrodalga frekans aralığında enerji hasadı için metamalzeme geliştirilmesi
Metamalzemeler (MTM) doğada mevcut olmayan eşsiz elektromanyetik (EM) özellikler sergileyen malzemelerdir. Bu eşsiz özellikler MTM'leri pek çok uygulama alanı için vazgeçilmez kılmaktadır. Enerji hasadı uygulamaları bu alanlardan biridir. Bu çalışmada enerji hasadı uygulamaları için metamalzeme tasarımı, simülasyonu ve deneysel üretim-ölçüm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışma aralığı olarak 2,5-5,0 GHz frekans aralığı seçilmiş olup, bu aralıkta enerji hasadı için iki farklı MTM tasarlanmıştır. Tasarımlardan biri ile sadece sonlu integrasyon tekniğine dayalı simülasyon programı sayesinde nümerik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre tasarımın mükemmel sinyal emici olduğu ortaya konmuştur. Diğer MTM tasarımı ile nümerik çalışmaların yanı sıra deneysel olarak MTM'nin üretimi yapılmış ve network analizörü ile ölçümü gerçekleştirilmiştir. Son olarak nümerik çalışmalardan elde edilen sonuçlar ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmanın tüm sonuçları, tasarlanan her iki MTM yapısının enerji hasadı uygulamalarında kullanılabilme potansiyelleri olduğunu ortaya koymaktadır.
Biyokompozit üretiminde bitkisel tabaklanmış deri atıklarının kullanım potansiyelinin araştırılması
Polimer matrisli kompozitler sahip oldukları hafiflik, kolay işlenebilme ve iyi korozyon direnci gibi avantajları sebebiyle birçok endüstriyel uygulamada tercih edilmektedir ve birçok polimer esaslı malzemenin üretiminde yaygın olarak petrol ve doğalgaz gibi fosil kaynaklardan sentezlenen "geleneksel" petrokimyasal polimerler kullanılmaktadır. Ne var ki bu tür polimerlerin sentezlenmesi ve oldukça yoğun bir biçimde kullanımı ciddi bir çevresel yüke sebep olmaktadır. Fosil kaynaklara bağımlı olan geleneksel polimerlerin kullanımı, azalan petrol rezervlerinin etkisiyle sürdürülebilirliğin sağlanması noktasında endişeleri de artırmaktadır. Endüstriyel üretimde bir diğer önemli konu, döngüsel ekonomi kapsamında atıkların bertaraf edilmesi veya depolanması yerine ikincil hammaddeler olarak yeniden kullanılması ve katma değer sağlanmasıdır. Bu amaçlar doğrultusunda tez çalışması kapsamında sürdürülebilir ve çevre dostu yeni bir biyokompozitin üretimi araştırılmıştır. Biyokompozitlerin takviye fazında bitkisel tabaklanmış deri tıraş atıkları, matris fazında ise şeker kamışı gibi yenilenebilir bir kaynaktan elde edilen yüksek yoğunluklu biyopolietilen (BiyoPE) kullanılmıştır. Literatür incelendiğinde BiyoPE'nin çeşitli takviye malzemeleri ile biyokompozit üretiminde değerlendirildiği fakat deri atığı takviyeli herhangi bir biyokompozit çalışmasının bulunmadığı görülmüştür. Bu açıdan bakıldığında tez çalışması; bir yandan endüstriyel bir atığın yeniden kullanımına diğer yandan biyopolimer kullanılarak çevre dostu yeni bir biyokompozitin üretimine odaklanmıştır. Bu çalışmada kullanılan matris ve takviye malzemeleri, herhangi bir uyumlaştırıcı veya bağlayıcı kimyasal madde ilave edilmeden, termo-kinetik karıştırıcı vasıtasıyla çeşitli oranlarda karıştırılmıştır ve ardından ısıtma üniteli hidrolik pres kullanılarak biyokompozit üretiminde değerlendirilmiştir. Üretilen biyokompozit örneklerinin mekanik, termal ve morfolojik özellikleri yapılan testler ile belirlenmiş ve literatürdeki benzer çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Biyokompozitlerin termal analizlerinden elde edilen sonuçlar, deri atığı takviyesinin saf BiyoPE'nin bozunma sıcaklığını öteleyerek termal kararlılığını artırdığını ve 200°C'lere kadar kabul edilebilir kütle kayıpları sergileyerek kompozit üretimi için elverişli olduklarını göstermiştir. Mekanik testlerden elde edilen veriler ise, kompozitlerin çekme dayanımı ve kopma uzaması değerlerinin saf polimere göre düştüğünü fakat elastisite modülünün yükseldiğini ve bazı konsantrasyonlarda darbe dayanımının arttığını göstermiştir.
Biyokompozit üretiminde bitkisel tabaklanmış deri atıklarının kullanım potansiyelinin araştırılması
Polimer matrisli kompozitler sahip oldukları hafiflik, kolay işlenebilme ve iyi korozyon direnci gibi avantajları sebebiyle birçok endüstriyel uygulamada tercih edilmektedir ve birçok polimer esaslı malzemenin üretiminde yaygın olarak petrol ve doğalgaz gibi fosil kaynaklardan sentezlenen "geleneksel" petrokimyasal polimerler kullanılmaktadır. Ne var ki bu tür polimerlerin sentezlenmesi ve oldukça yoğun bir biçimde kullanımı ciddi bir çevresel yüke sebep olmaktadır. Fosil kaynaklara bağımlı olan geleneksel polimerlerin kullanımı, azalan petrol rezervlerinin etkisiyle sürdürülebilirliğin sağlanması noktasında endişeleri de artırmaktadır. Endüstriyel üretimde bir diğer önemli konu, döngüsel ekonomi kapsamında atıkların bertaraf edilmesi veya depolanması yerine ikincil hammaddeler olarak yeniden kullanılması ve katma değer sağlanmasıdır. Bu amaçlar doğrultusunda tez çalışması kapsamında sürdürülebilir ve çevre dostu yeni bir biyokompozitin üretimi araştırılmıştır. Biyokompozitlerin takviye fazında bitkisel tabaklanmış deri tıraş atıkları, matris fazında ise şeker kamışı gibi yenilenebilir bir kaynaktan elde edilen yüksek yoğunluklu biyopolietilen (BiyoPE) kullanılmıştır. Literatür incelendiğinde BiyoPE'nin çeşitli takviye malzemeleri ile biyokompozit üretiminde değerlendirildiği fakat deri atığı takviyeli herhangi bir biyokompozit çalışmasının bulunmadığı görülmüştür. Bu açıdan bakıldığında tez çalışması; bir yandan endüstriyel bir atığın yeniden kullanımına diğer yandan biyopolimer kullanılarak çevre dostu yeni bir biyokompozitin üretimine odaklanmıştır. Bu çalışmada kullanılan matris ve takviye malzemeleri, herhangi bir uyumlaştırıcı veya bağlayıcı kimyasal madde ilave edilmeden, termo-kinetik karıştırıcı vasıtasıyla çeşitli oranlarda karıştırılmıştır ve ardından ısıtma üniteli hidrolik pres kullanılarak biyokompozit üretiminde değerlendirilmiştir. Üretilen biyokompozit örneklerinin mekanik, termal ve morfolojik özellikleri yapılan testler ile belirlenmiş ve literatürdeki benzer çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Biyokompozitlerin termal analizlerinden elde edilen sonuçlar, deri atığı takviyesinin saf BiyoPE'nin bozunma sıcaklığını öteleyerek termal kararlılığını artırdığını ve 200°C'lere kadar kabul edilebilir kütle kayıpları sergileyerek kompozit üretimi için elverişli olduklarını göstermiştir. Mekanik testlerden elde edilen veriler ise, kompozitlerin çekme dayanımı ve kopma uzaması değerlerinin saf polimere göre düştüğünü fakat elastisite modülünün yükseldiğini ve bazı konsantrasyonlarda darbe dayanımının arttığını göstermiştir.
Β-hidroksi amin tabanlı kaliks[4]aren Langmuir-Blodgett incefilmlerin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılıközellikleri
Bu tez çalışmasında β-hidroksi amin tabanlı kaliks[4]aren (NHDACx) maddesi kullanılarak, Langmuir-Blodgett (LB) ince film tekniği ile tek ve çok katlı ince filmler üretilmiştir. Katı alttaş olarak kuartz cam, kuartz kristal ve altın kaplı cam yüzeyleri seçilmiş ve su yüzeyinde bulunan NHDACx molekülleri katı yüzey üzerine transfer edilmiştir. NHDACx LB ince filmleri Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisi, Kuartz Kristal Mikrobalans(KKM) ve Yüzey Plazmon Rezonans (SPR) teknikleri ile karakterize edilmiştir. NHDACx LB ince filmleri altın kaplı cam yüzey üzerine kaplandıktan sonra üç farklı zararlı organik buhara (diklorometan, aseton ve benzen) maruz bırakılmıştır. Sonuçlar NHDACx LB ince film maddesinin oda sıcaklığında sensör maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Aynı zamanda, NHDACx LB ince film sensörünün diklorometan buharına olan tepkisinin diğer zararlı organik buharlara karşı olan tepkisinden daha çok olduğu görülmüştür.
Β-hidroksi amin tabanlı kaliks[4]aren Langmuir-Blodgett incefilmlerin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılıközellikleri
Bu tez çalışmasında β-hidroksi amin tabanlı kaliks[4]aren (NHDACx) maddesi kullanılarak, Langmuir-Blodgett (LB) ince film tekniği ile tek ve çok katlı ince filmler üretilmiştir. Katı alttaş olarak kuartz cam, kuartz kristal ve altın kaplı cam yüzeyleri seçilmiş ve su yüzeyinde bulunan NHDACx molekülleri katı yüzey üzerine transfer edilmiştir. NHDACx LB ince filmleri Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisi, Kuartz Kristal Mikrobalans(KKM) ve Yüzey Plazmon Rezonans (SPR) teknikleri ile karakterize edilmiştir. NHDACx LB ince filmleri altın kaplı cam yüzey üzerine kaplandıktan sonra üç farklı zararlı organik buhara (diklorometan, aseton ve benzen) maruz bırakılmıştır. Sonuçlar NHDACx LB ince film maddesinin oda sıcaklığında sensör maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Aynı zamanda, NHDACx LB ince film sensörünün diklorometan buharına olan tepkisinin diğer zararlı organik buharlara karşı olan tepkisinden daha çok olduğu görülmüştür.
Poli(stiren)/poli(akrilonitril)/poliindol üçlü kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada çeşitli miktarlarda Poli(Stiren) (PSt), Poli(Akrilonitril) (PAN) ve Poli(İndol) (PIN) içeren polistiren/poliakrilonitril/poliindol (PSt/PAN/PIN) üçlü kompozitler oksidan olarak FeCl3 kullanılarak kimyasal polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Üçlü kompozitlerin oluşumu, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile desteklenmiştir. Yapılan morfolojik çalışmalar tüm kompozitlerin pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğunu göstermektedir. Termogravimetrik analizler (TGA) kompozitlere PIN eklenmesinin kompozitlerin termal kararlılığını arttırdığını göstermiştir. X-Rey Difraksiyonu (XRD) analizi ile PIN ve üçlü kompozitlerin amorf yapıya sahip olduğu görülmüştür. PIN ve PSt/PAN/PIN üçlü kompozitlerin elektrik iletkenlikleri dört nokta tekniği kullanılarak ölçülmüştür. PIN'a ait iletkenlik 5,0×10-3 S cm-1, ağırlıkça % 9, 27, 45, 63 ve 81 PIN içeren kompozitlerin iletkenlikleri ise sırası ile 3,5×10–4, 7,4×10–4, 1,3×10–3, 2,2×10–3 ve 2,8×10–3 S cm–1 olarak ölçülmüştür.
Poli(stiren)/poli(akrilonitril)/poliindol üçlü kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada çeşitli miktarlarda Poli(Stiren) (PSt), Poli(Akrilonitril) (PAN) ve Poli(İndol) (PIN) içeren polistiren/poliakrilonitril/poliindol (PSt/PAN/PIN) üçlü kompozitler oksidan olarak FeCl3 kullanılarak kimyasal polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Üçlü kompozitlerin oluşumu, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile desteklenmiştir. Yapılan morfolojik çalışmalar tüm kompozitlerin pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğunu göstermektedir. Termogravimetrik analizler (TGA) kompozitlere PIN eklenmesinin kompozitlerin termal kararlılığını arttırdığını göstermiştir. X-Rey Difraksiyonu (XRD) analizi ile PIN ve üçlü kompozitlerin amorf yapıya sahip olduğu görülmüştür. PIN ve PSt/PAN/PIN üçlü kompozitlerin elektrik iletkenlikleri dört nokta tekniği kullanılarak ölçülmüştür. PIN'a ait iletkenlik 5,0×10-3 S cm-1, ağırlıkça % 9, 27, 45, 63 ve 81 PIN içeren kompozitlerin iletkenlikleri ise sırası ile 3,5×10–4, 7,4×10–4, 1,3×10–3, 2,2×10–3 ve 2,8×10–3 S cm–1 olarak ölçülmüştür.
Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Al2024 ve Al6061 matrisli, grafen – karbon nanotüp ve titanyum dioksik takviyeli kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Yapılan çalışmada, Al2024 ve Al6061 matrisli alüminyum tozları içerisine Grafen, Karbon Nanotüp (CNT) ve Titanyum dioksit (TiO2) partikülleri ağırlıkça %3 – 5 – 7 oranında takviye edilerek toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Ağırlıkça hesaplanan takviye ve matris tozları üç boyutlu karıştırıcıda karıştırılarak, 3.170 x 1.270 x 0.625 cm ölçülerinde kalıba aktarılmış ve kalıba 540 MPa kuvvetle presleme işlemi uygulanmıştır. Ürünün istenilen mukavemeti kazanması için 600 – 610 oC aralığında sinterleme işlemi yapılmıştır. Mukavemet kazanan kompozit malzemenin mekanik özelliklerini incelemek için testler yapılmıştır. Bu testler de basma, sertlik, eğilme ve ısıl iletkenlik değerlerine bakılmıştır. Mikro yapısını incelemek Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak yapı içerisinde genel olarak homojen bir dağılım gözlemlenmiştir. Yapı içerindeki boşluklara bakmak için porozite testi yapılmış, bu test incelendiğinde yapı inçindeki boşluk genel yapının mekaniksel dayanımına olumsuz etki etmemiştir. Üretilen numuneler mekanik özellikler açısından incelendiğinde, takviye malzemelerinin artmasıyla genel olarak sertlik ve çekme dayanımlarında artış olduğu gözlemlenmiştir. Mekanik özelliklerinde, matris elemanları açısından kıyaslama yapıldığında oluşan malzemelerde Al6061 kompozitleri, Al2024 kompozitlerine göre üstün mekanik özellik değerlerine sahip görülmüştür.
Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Al2024 ve Al6061 matrisli, grafen – karbon nanotüp ve titanyum dioksik takviyeli kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Yapılan çalışmada, Al2024 ve Al6061 matrisli alüminyum tozları içerisine Grafen, Karbon Nanotüp (CNT) ve Titanyum dioksit (TiO2) partikülleri ağırlıkça %3 – 5 – 7 oranında takviye edilerek toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Ağırlıkça hesaplanan takviye ve matris tozları üç boyutlu karıştırıcıda karıştırılarak, 3.170 x 1.270 x 0.625 cm ölçülerinde kalıba aktarılmış ve kalıba 540 MPa kuvvetle presleme işlemi uygulanmıştır. Ürünün istenilen mukavemeti kazanması için 600 – 610 oC aralığında sinterleme işlemi yapılmıştır. Mukavemet kazanan kompozit malzemenin mekanik özelliklerini incelemek için testler yapılmıştır. Bu testler de basma, sertlik, eğilme ve ısıl iletkenlik değerlerine bakılmıştır. Mikro yapısını incelemek Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak yapı içerisinde genel olarak homojen bir dağılım gözlemlenmiştir. Yapı içerindeki boşluklara bakmak için porozite testi yapılmış, bu test incelendiğinde yapı inçindeki boşluk genel yapının mekaniksel dayanımına olumsuz etki etmemiştir. Üretilen numuneler mekanik özellikler açısından incelendiğinde, takviye malzemelerinin artmasıyla genel olarak sertlik ve çekme dayanımlarında artış olduğu gözlemlenmiştir. Mekanik özelliklerinde, matris elemanları açısından kıyaslama yapıldığında oluşan malzemelerde Al6061 kompozitleri, Al2024 kompozitlerine göre üstün mekanik özellik değerlerine sahip görülmüştür.
Kaliks(4)aren Langmuir-Blodgett ince filmlerin üretimi ve gaz sensör özelliklerinin kuartz kristal mikrobalans tekniği ile incelenmesi
Bu çalışmada 25,27-(dipropilmorfolinasetamido)-26,28-dihidroksi kaliks[4]aren maddesi LB ince film üretimi ve kimyasal gaz sensör uygulamaları için seçilmiştir. Kaliks[4]aren LB ince filmleri UV-Görünür Bölge ve Kuartz Kristal Mikrobalans (KKM) ölçüm sistemleri ile karakterize edilmiştir. Kuartz kristal yüzey üzerine depozit edilen kaliks[4]aren LB ince filmlerine ait kütle miktarı, tek bir tabaka için 2028,80 ng (7,65 ng mm−2) olarak tahmin edilmiştir. Aynı zamanda, bu LB filmlerin oda sıcaklığında geliştirilen organic buhar algılayıcı cihaz olarak duyarlılık özellikleri de incelenmiştir. Kaliksaren LB filmlerin zararlı uçucu organik bileşiklere karşı hassasiyet performansı KKM sistemi kullanılarak araştırılmıştır. Kaliksaren LB ince filmler diğer organik buharlara kıyasla diklorometan buharına daha fazla duyarlılık göstermiştir.
Kaliks(4)aren Langmuir-Blodgett ince filmlerin üretimi ve gaz sensör özelliklerinin kuartz kristal mikrobalans tekniği ile incelenmesi
Bu çalışmada 25,27-(dipropilmorfolinasetamido)-26,28-dihidroksi kaliks[4]aren maddesi LB ince film üretimi ve kimyasal gaz sensör uygulamaları için seçilmiştir. Kaliks[4]aren LB ince filmleri UV-Görünür Bölge ve Kuartz Kristal Mikrobalans (KKM) ölçüm sistemleri ile karakterize edilmiştir. Kuartz kristal yüzey üzerine depozit edilen kaliks[4]aren LB ince filmlerine ait kütle miktarı, tek bir tabaka için 2028,80 ng (7,65 ng mm−2) olarak tahmin edilmiştir. Aynı zamanda, bu LB filmlerin oda sıcaklığında geliştirilen organic buhar algılayıcı cihaz olarak duyarlılık özellikleri de incelenmiştir. Kaliksaren LB filmlerin zararlı uçucu organik bileşiklere karşı hassasiyet performansı KKM sistemi kullanılarak araştırılmıştır. Kaliksaren LB ince filmler diğer organik buharlara kıyasla diklorometan buharına daha fazla duyarlılık göstermiştir.