Mxene temelli nanokompozit fiber ve filmlerin üretimi ve elektromanyetik girişim kalkanlama performansları
Production of mxene based nanocomposite fibers and films and their electromagnetic interference shielding performance
- Tez No: 1013866
- Danışmanlar: PROF. DR. HANDAN KAMIŞ, DOÇ. DR. VOLKAN ESKİZEYBEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ti3C2Tx MXene tabakalar, kontrol edilebilir fiziksel, kimyasal ve elektriksel özellikleri sayesinde enerji depolama, su arıtımı ve giyilebilir teknolojiler gibi birçok konuda yenilikçi çözümler sunan çok fonksiyonlu bir malzemedir. MXene'nin sahip olduğu bu üstün özelliklerden faydalanabilmek için öncelikle makro boyutta mühendislik malzemelerinin üretilmesi ve uygulamalara adapte edilmesi zorunludur. MXene'nin makro boyuta getirdiği malzeme çözümlerinin önündeki en büyük engel MXene tabakalarının topaklanması ve yeniden istiflenmesidir. MXene tabakaların yığın problemini motivasyon olarak kullanarak, nano boyuttan makro boyuta kadar kontrol edilebilen bir çözüm sunmak ve farklı morfolojilerde yüksek performanslı ve kararlı mühendislik malzemeleri geliştirmek amaçlanmaktadır. Bu çalışmanın özgün değeri, MXene tabaka yığın probleminin benzer iletken polimerlerden yapısal ve performans olarak üstün özelliklere sahip poli(1,5diaminoantrakinon) (PDAAQ) zincirlerinin MXene tabakaları arasında büyütülmesi ile çözülmesidir. Çalışmada MXene tabakalarının yığın problemini çözmek için tabaka boyutunun sınıflandırılması gerçekleştirilmiştir. Tabaka boyutu sınıflandırılması santrifüjleme prosesi ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca farklı mühendislik uygulamaları için bir boyutlu (1B) fiber ve iki boyutlu (2B) film MXene/PDAAQ kompozitleri basit ve büyütülebilir yöntemler ile üretilmiş, üretilen 2B mühendislik malzemelerinin elektromanyetik girişim (EMI) kalkanlama performansları araştırılmıştır. Bu sayede, makro boyuttaki 1B fiber ve 2B film MXene yapılarının uygulama performansları nano ve mikro boyuttaki fiziksel ve kimyasal özelliklerin kontrolü ile ayarlanmıştır. Bu tez kapsamında ilk olarak MXene ve MXene/PDAAQ sentezi optimum koşullarda gerçekleştirilmiş olup, MXene tabakalarının boyutsal sınıflandırması yapılarak, santrifüj parametrelerinin etkileri ortaya koyulmuştur. Saf MXene ve MXene/PDAAQ nanokompozit fiber ve filmlerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen MXene ve nanokompozit fiber ve filmlerin fiziksel ve kimyasal karakterizasyonları malzemelerin yapısal bütünlüğünü, iletkenlik performansını ve EMI kalkanlama uygulamasındaki potansiyelini değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. MXene/PDAAQ filmlerin EMI kalkanlamadaki performans ve verimlerine nano ve mikro boyutta gerçekleştirilen çözümlerin etkisi araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Ti3C2Tx MXene layers are multifunctional materials that offer innovative solutions in a wide range of applications, including energy storage, water treatment, and wearable technologies, thanks to their tunable physical, chemical, and electrical properties. To utilize these superior properties of MXene, it is essential to first produce macro-scale engineering materials and adapt them to specific applications. The biggest obstacle to the macro-scale material solutions that MXene brings is the agglomeration and restacking of MXene layers. Using the stacking problem of MXene layers as motivation, we aim to provide a solution that can be controlled from the nanoscale to the macroscale and to develop high-performance and stable engineering materials with different morphologies (1D and 2D). The unique value of this study lies insolving the MXene layer stacking problem by growing poly(1,5-diaminoanthraquinone) (PDAAQ) chains, which possess superior structural and performance properties compared to similar conducting polymers, between MXene layers. In this study, layer size classification was performed to solve the stacking problem of MXene layers. Layer size classification was achieved using a centrifugation process. Furthermore, one-dimensional (1D) fiber and two-dimensional (2D) film MXene/PDAAQ composites were produced using simple and scalable methods for different application needs (flexibility, large surface area, etc.), and the electromagnetic interference (EMI) shielding performance of the produced 2D engineering materials was investigated. Thus, the application performances of the macro-scale 1D fiber and 2D film MXene structures were tuned by controlling the physical and chemical properties at the nano and micro scales. In this thesis, synthesis and dimensional classification, production of fibers and films, characterization tests, and EMI shielding performance studies were conducted. First, the synthesis of MXene and MXene/PDAAQ was carried out under optimum conditions, and the dimensional classification of the MXene layers was performed to reveal the effects of centrifugation parameters. The production of pure MXene and MXene/PDAAQ nanocomposite fibers and films was completed. Physical and chemical characterizations of the produced macro-scale MXene and nanocomposite fibers and films were carried out to evaluate the structural integrity, conductivity performance, and potential for EMI shielding applications. The effects of nano- and micro-scale solutions on the performance and efficiency of MXene/PDAAQ films in electromagnetic interference shielding applications were investigated.
Benzer Tezler
- Çift fonksiyonlu nanokompozit materyaller üzerinde organik kirleticilerin fotokatalitik ve adsorpsiyon temelli giderimi
Photocatalytic and adsorption based removal of organic pollutants on bifunctional nanocomposite materials
ÜMİT BAYRAM
Doktora
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN YILMAZ
- 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
- Mxene kristalleri tabanlı iki boyutlu malzemelerin fiziksel özelliklerinin yoğunluk fonksiyoneli teorisiyle (DFT) incelenmesi
Density functional theory (DFT) investigation of the physical properties of Mxene crystals based two dimensional materials
ERDEM BALCI
- High-throughput computational screening of mxene for co2 capture from syngas and the effect of interlayer distance on ideal gas separation
Sentez gazından co2 yakalanması için mxene'lerin adsorpsiyon performanslarının yüksek verimli hesaplamalı yöntem ile taranması ve ara katman mesafesinin ideal gaz ayrımı üzerindeki etkisi
ŞİRİN MASSOUMILARİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SADİYE VELİOĞLU
- Klorpirifos tayini için yeni nesil moleküler baskılı QCM sensörlerin hazırlanması
Preparation of novel molecular imprinted QCM sensors for the determination of chlorpyrifos
SELCEN KADİRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiKimyasal, Biyolojik, Radyolojik Nükleer Tehditleri Yönetimi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. MEHMET LÜTFİ YOLA