Novel materials design for flexible sensor applications
Esnek sensör uygulamalarına yönelik yenilikçi malzeme tasarımı
- Tez No: 1007493
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖZDE İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Polymer Science and Technology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Giyilebilir elektronik cihazlardaki gelişmelerle birlikte, sağlık izleme uygulamaları için esnek sensörlere olan talep artmıştır. Bu tez, iletken tekstil elektrotların ve iyonik hidrojel dielektrik katmanların birlikte kullanıldığı esnek ve nefes alabilir bir kapasitif basınç sensörü tasarımını incelemektedir. Pamuk ve polyester kumaşlar elektrot altlıkları olarak kullanılmış ve bu kumaşlar, buhar fazı polimerizasyonu ile uygulanan polipirol kaplamalar sayesinde iletken hale getirilmiş; minimum ≈0.7 kΩ/sq yüzey direnci değerine sahip, homojen ve mekanik olarak dayanıklı iletken katmanlar elde edilmiştir. PDMS gibi geleneksel elastomerik dielektriklerin sınırlamalarını aşmak amacıyla, aljinat, jelatin ve konjak glukomannan gibi doğal polimerlere dayalı iyonik hidrojellerin yanı sıra sentetik bir polimer olan polivinil alkol bazlı hidrojeller karşılaştırmalı değerlendirme için kontrol grubu olarak kullanılmıştır. İyonik olarak fonksiyonelleştirilmiş ağ yapıları sayesinde bu hidrojeller, uygulanan bir elektrik alan altında elektriksel çift tabaka oluşumu ve iyon taşınımı yoluyla gelişmiş dielektrik davranış sergilemekte; bu durum, 10 N'a kadar uygulanan yükler altında yaklaşık 0–16 kPa'lık çalışma basınç aralığında daha yüksek kapasitans ve basınç hassasiyeti ile sonuçlanmaktadır. Elektrokimyasal ve mekanik performanslarının yanı sıra, doğal polimer bazlı iyonik hidrojeller sentetik polimerlere kıyasla daha sürdürülebilir bir alternatif sunmaktadır. Sonuç olarak, iletken tekstillerin iyonik hidrojel tabanlı dielektriklerle birleştirilmesinin, nefes alabilir, çevre dostu ve yüksek performanslı giyilebilir kapasitif basınç sensörlerinin geliştirilmesi için uygulanabilir bir yaklaşım olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The demand for flexible sensors has increased with advances in wearable electronic devices, particularly for healthcare monitoring applications. This thesis investigates a flexible and breathable capacitive pressure sensor architecture based on conductive textile electrodes and ionic hydrogel dielectric layers. Cotton and polyester fabrics were used as electrode substrates and rendered conductive via polypyrrole coatings applied by vapor phase polymerization, yielding homogeneous and mechanically robust layers with minimum sheet resistance value of ≈0.7 kΩ/sq. To overcome the limitations of conventional elastomeric dielectrics such as PDMS, ionic hydrogels based on natural polymers, including alginate, gelatin, and konjac glucomannan, as well as polyvinyl alcohol, were explored as dielectric layers, with PVA-based hydrogels serving as a control group. Owing to their three-dimensional ionically functionalized networks, these hydrogels exhibit enhanced dielectric behavior through electric double layer formation and ion transport, resulting in increased capacitance and pressure sensitivity under applied loads up to 10 N, corresponding to an operating pressure range of approximately 0-16 kPa. In addition to their favorable electrochemical and mechanical performance, natural polymer-based ionic hydrogels offer a more sustainable alternative to synthetic materials. Overall, this work demonstrates that combining conductive textiles with ionic hydrogel dielectrics is a promising approach for developing breathable, environmentally friendly, and high-performance wearable pressure sensors.
Benzer Tezler
- Üç boyutlu mxene temelli esnek elektrotların mürekkep püskürtmeli yazdırma yöntemiyle elde edilmesi ve elektrokimyasal uygulamaları
The graduate school of natural andapplied science of selcuk universitythe degree of doctor of philosophyin nanotechnology and advanced materi̇als
HAVVA NUR GÜRBÜZ
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA MALTAŞ ÇAĞIL
DOÇ. DR. AYTEKİN UZUNOĞLU
- Synthesis of graphene aerogel and its applications
Grafen aerojel sentezlenmesi ve uygulamaları
ECEM ÇELİK
- Towards hyperautomation in architecture: A system for truss manipulation with relative robots
Mimarlikta hiperotomasyona doğru: Bağıl robotlarla kafes manipülasyonu için bir sistem
BURAK DELİKANLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL
- Synthesis of thienothiophene based materials and investigation of their electronic and optoelectronic properties
Tiyenotiyofen bazlı malzemelerin sentezi ve elektronik ve optoelektronik özelliklerinin araştırılması
ESRA ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
- Yay tahrikli bir darbe deney cihazının tasarımı, geliştirilmesi ve verimliliğinin araştırılması
Spring-actuated impact test device: Design, development, and efficiency assessment
MESUT KÜÇÜK
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SARI