Kuvvete duyarlı nanotüp/polimer bazlı elektroeğrilmiş esnek nanoliflerin sentezi ve elektromekanik performansının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ŞULE PINAR CİNFER
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Afife Binnaz Hazar
Eş Danışman: Abdülkadir Şanlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Esnek basınç/gerinim sensörleri son yıllarda geniş kullanım alanları sebebiyle birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Özellikle giyilebilir sensör ve E-deri olarak kullanımları ile dikkat çeken sensörler insan sağlığının izlenmesi konusunda önem kazanmıştır. Esnek basınç/gerinim sensörleri çalışma mekanizması açısından üç ana başlıkta incelenebilmektedir: piezoelektrik, kapasitif, piezorezistif. Bu mekanizmaların arasından piezorezistif sensörler üretim ve uygulama kolaylığı sebebiyle daha fazla tercih edilmektedir. Piezorezistif sensörler yapı olarak; esnek bir baz yapı ve iletken katkı maddelerinden oluşmaktadır. Sensör üzerine yüklenen basınç veya gerilme ile iletken yapının kendi arasındaki bağlantı noktaları ve dağılımı değişerek direnç değişimine sebep olur. Çalışma mekanizması, basınca veya gerilime bağlı olarak görülen bu direnç değişiminin sinyallere çevrilmesi ile tamamlanmaktadır. Taban malzeme olarak elastomer malzemeler, iletken katkı malzemeler olarak ise karbon nanotüp (KNT), grafen gibi karbon bazlı metal nano iletkenler yoğun olarak kullanılmaktadır. Sensör üretimi için en yaygın kullanılan yöntem; polimer çözeltisinin film haline getirildikten sonra karbon bazlı iletken çözelti içerisinde kaplanmasıdır. Karbon bazlı iletkenlerin çözelti içerisinde dağıtılması problem olmaktadır. Bu problemin çözmek için yüzey aktif ajanlar kullanılmaktadır. Homojen bir karbon bazlı çözelti üretmek için çoğunlukla anyonik yüzey aktif ajan olan sodyum dodesil sülfat (SDS) kullanılmakta olup çalışmalarda KNT/SDS oranı değişiklik göstermektedir. Sunulan tez çalışmasında KNT/SDS oranının homojen bir sensör için optimize edilmesi ve KNT/SDS oranının sabit tutularak konsantrasyonun sensör performansına etkisinin gözlemlenmesi amaçlanmıştır. Termoplastik poliüretan (TPU) çözeltisi elektroeğirme ile film haline getirilmiş ve belirlenmiş KNT/Yüzey Aktif Ajan (YAA) çözeltileri içerisine daldırılarak kaplanmıştır. Aynı deney prosesleri anyonik ve katyonik yüzey ajanları arasındaki farkı belirlemek amacıyla katyonik bir yüzey aktif ajan olan setrimonyum bromür (CTAB) ile de gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmalarından elde edilen sonuçlar incelendiğinde pürüzsüz fiber üretiminin gerçekleştiği ve KNT'lerin başarılı bir şekilde fiberlerin üzerine kaplandığı belirlenmiştir. Filmlerin tümünde KNT konsantrasyonun artışına bağlı olarak direncin düştüğü görülmüştür. Çekmeye bağlı olarak direnç değişimleri incelendiğinde performansı en yüksek sensörün 5,84 GF ile TPU/50KNT/500SDS kodlu film olduğu belirlenmiştir.