Azot katkılı grafen/hidrojel kompozitlerin mekanik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and electrical properties of nitrogen-doped graphene/hydrogel composite
- Tez No: 1015545
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK BİNGÖL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Kimya, Biyoteknoloji, Polymer Science and Technology, Chemistry, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, yüksek performanslı ileri teknoloji uygulamalarına yönelik azot katkılı grafen (NG) sentezlenmiş ve bu nanomalzemenin poli(2-hidroksietil metakrilat) (pHEMA) tabanlı hidrojelin mekanik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri sistematik olarak incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, grafit ve melamin öncülleri kullanılarak mekanik bilyeli öğütme yöntemiyle 5–60 saat aralığında değişen sürelerde NG sentezlenmiştir. FESEM, AFM, Raman ve XPS analizleri artan öğütme süresiyle birlikte karbon kafesindeki kusur yoğunluğunun kontrollü biçimde arttığını, grafenin yaklaşık 5 6 katmanlı bir yapıda elde edildiğini ve azot atomlarının piridinik, pirolik ve grafitik konfigürasyonlarda yapıya başarıyla entegre edildiğini ortaya konmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında, 60 saatlik öğütme süresiyle elde edilen NG tozları, serbest radikal polimerizasyonu yöntemi kullanılarak farklı çapraz bağlayıcı miktarına sahip pHEMA hidrojel matrislerine 0–8 mg/mL konsantrasyon aralığında dahil edilmiştir. Elde edilen hibrit hidrojellerin yapısal karakterizasyonu FT-IR ve Raman spektroskopileri ile gerçekleştirilmiştir. Elektriksel ölçümler, NG miktarındaki artışa bağlı olarak direnç değerlerinde belirgin bir düşüş meydana geldiğini ve bu durumun hidrojel matrisi içerisinde etkin bir iletken ağ oluştuğunu göstermiştir. Dinamik Mekanik Analiz (DMA) sonuçları ise, grafen takviyesinin hidrojel matrisini yumuşatarak esneklik ve sönümleme (tan δ) kapasitesini artırdığını ortaya koymuştur. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen iletken ve esnek NG katkılı pHEMA hibrit hidrojellerinin, biyosensörler, enerji depolama sistemleri ve yumuşak doku mühendisliği gibi ileri biyomedikal ve elektronik uygulamalar için yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, nitrogen-doped graphene (NG) was synthesized for high-performance advanced technological applications, and the effects of this nanomaterial on the mechanical and electrical properties of poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (pHEMA)-based hydrogel were systematically investigated. In the first stage of the study, NG was synthesized using graphite and melamine precursors via the mechanical ball milling method for varying durations ranging from 5 to 60 hours. Characterization analyses performed by FESEM, AFM, Raman, and XPS revealed that increasing milling time led to a controlled increase in defect density within the carbon lattice, the obtained graphene into an approximately 5–6 layered structure, and the successful incorporation of nitrogen atoms into the graphene framework in pyridinic, pyrrolic, and graphitic configurations. In the second stage, NG powders obtained after 60 hours of milling were incorporated into pHEMA hydrogel matrices with different crosslinker densities at concentrations ranging from 0 to 8 mg/mL using the free radical polymerization method. Structural characterization of the resulting hybrid hydrogels was carried out using FT-IR and Raman spectroscopy. Electrical measurements demonstrated a significant decrease in electrical resistance with increasing NG content indicating the formation of an effective conductive network within the hydrogel matrix. Dynamic Mechanical Analysis (DMA) results further revealed that graphene reinforcement softened the hydrogel matrix, leading to enhanced flexibility and increased damping capacity (tan δ). The obtained results demonstrate that the synthesized conductive and flexible NG/pHEMA hybrid hydrogels possess significant potential for advanced biomedical and electronic applications, including biosensors, energy storage systems, and soft tissue engineering.
Benzer Tezler
- Computational investigation of electronic and optical properties of metal nano-clusters supported on n-doped bilayer graphene structures
Azot katkılı çift katmanlı grafen ile desteklenmiş metal nanokümelerinin elektronik ve optik özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi
ÖZLEM ÜNLÜ
Doktora
İngilizce
2019
KimyaBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET MORKAN
- Grafen-heteroatom temelli katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve hidrojen üretiminde kullanımı
Graphene-heteroatom based catalysts and their application for hydrogen production
DUYGU AKYÜZ
Doktora
Türkçe
2019
EnerjiMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATIF KOCA
PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA
- Fabrication of amino acid functionalized CNT/polyamide thin film nanocomposite desalination membranes
Amino asit ile fonksiyonelleştirilmiş KNT/poliamid ince film nanokompozit desalinasyon membranı üretimi
AYSA GÜVENSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Azot katkılı indirgenmiş grafen oksit/bakır/polidopamin içeren çok bileşenli manyetik nanokompozitlerin sentezi ve fotokatalitik etkinliğinin incelenmesi
Synthesis and investigation of photocatalytic activity of multicomponent magnetic nanocomposites containing nitrogen-doped reduced graphene oxide/copper/polydopamine
ASLIHAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY YILDIZ
- Decoration of graphene sheets by metal oxide particle: Synthesis, characterization, and application in hydrogen storage
Grafen levhaların metal oksit parçacısından dekorasyonu: Hidrojen depolama sentezi, karakterizasyonu ve uygulaması
ZAHRA GOHARI BAJESTANI