Geri Dön

Çevre değişimlerine duyarlı polimerlerin fiber optik kimyasal sensör yapımında kullanılması

Stimuli sensitive polymers for use in fiber optic chemical sensors

  1. Tez No: 105672
  2. Yazar: OKAN OKTAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. PERİHAN ÇAĞLAR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Fiber optic sensor, polymer swelling, stimuli sensitive polymers, poly(NIPAM), PVIBE, PVA, immobilized reagent, optical membrane, pH sensor
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 111

Özet

ÇEVRE DEĞİŞMELERİNE DUYARLI POLİMERLERİN FİBER OPTİK KİMYASAL SENSÖR YAPIMINDA KULLANILMASI Okan Oktar Hacettepe Üniversitesi, Kimya Bölümü, Analitik Kimya Anabilim Dalı ÖZ Bu çalışmada, fiber optik kimyasal sensörlerde kullanılmak üzere yeni polimerik maddeler araştırılmıştır. Çalışma üç ayrı kısım halinde yürütülmüştür. Çalışmanın ilk bölümünde, poli(vinil izobütil eter), PVIBE, jeller hava ve vakumda gama radyasyonu ile ışınlanarak hazırlanmış ve yüzde jel dönüşümleri hesaplanmıştır. PVIBE/Etil asetat (EA) sisteminin geçiş sıcaklığı incelendiğinde bulanıklaşma yukarı kritik çözünme sıcaklığında (YKÇS) gözlenmiş ve PVIBE jetlerin şişme davranışları 15, 5, -6 °C da tayin edilmiştir. 20 Mrad ışınlanmış PVIBE jellerin yüzde şişme miktarları, farklı hacim oranlarındaki EA/Su karışımında 15 ve 5°C da hesaplanmıştır. PVIBE jellerin şişme yüzdesinin, karışımdaki su oranındaki artış ile azaldığı bulunmuştur. Ancak, ışınlama sonrası düzgün şekilli jeller elde edilememesi ve fiber ucuna yerleştirilen jelin çok kolay ayrılması gibi bazı kısıtlamalar nedeniyle PVIBE jeller optik ölçümlerde kullanılamamıştır. Buna karşılık PVIBE jellerin organik çözücülerdeki suyun tayin edilmesi gibi diğer uygulamalarda kullanılabileceği gösterilmiştir. İkinci bölümde, poli(N-izopropil akrilamid), poli(NIPAM), mikroküreler dispersiyon polimerizasyonu ile sentezlendi. Poli(NIPAM) mikroküreler, poli(vinil alkol), PVA, poli(akrilamid), poli(AAm), ve poli(hidroksietilmetakrilat), poli(HEMA), hidrojel membranlar içinde dağıtılarak sıcaklığa duyarlı membranlar hazırlanarak sıcaklık kontrollü reflektans ve absorbans ölçümleri yapılmıştır. Membran içindeki mikrokürelerin 33±0.5°C aralığında sıcaklığın bir fonksiyonu olarak şişme ve büzülme göstermesi mikrokürelerin kırılma indisini ve membranın bulanıklığını değiştirmektedir. Faz geçiş sıcaklığı dış şartlara ve poli(NIPAM) yapısına bağlıdır. Poli(NIPAM-co-AAc) kopolimer mikrokürelerin hem pH a (pH 2-6 arasında) hem de Pb2+ ve Cu*+ gibi bazı metal iyonlarına duyarlı olduğu gösterilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise pH a duyarlı optik membran geliştirilmiştir. pH indikatör boyaları olarak Kongo kırmızısı ve Nötral kırmızı kullanılarak bu boyalar IVPVA hidrojel membranlara immobilize edilmiştir. Uygulanan immobilizasyon işlemi literatürde yer alan diğer yöntemlere göre daha basittir. Optik membranların cevap süreleri membran kalınlığına bağlı olarak 10-35 sn arasında bulunmuştur. Boya immobilize edilmiş membranların doğrusal çalışma aralığı Kongo kırmızısı içi pH 3-5 ve Nötral kırmızı için pH 6.5-8 arasındadır. Membranlar damıtık suda tutularak 30 gün boyunca ölçümler tekrarlanmış ve tekrarlanabilir sonuçlar elde edilmiştir (Kongo kırmızısı ve Nötral kırmızı immobilize edilmiş membranların Bağıl Standart Sapması sırasıyla, %1.41 ve %4.00 olarak bulunmuştur) Anahtar Kelimeler Fiber optik sensör, polimer şişmesi, poli(NIPAM), PVIBE, PVA, uyarıcıya duyarlı polimer, immobilize reaktif, optik membran, pH sensörü

Özet (Çeviri)

In this study, new polymeric materials have been investigated for use in fiber optic chemical sensors. The study was carried out in three different modules. In the first part of this study, gels of polyvinyl isobutyl ether), PVIBE, were prepared by gamma irradiation in air and in vacuum and for each case, the percentage gel conversions were calculated. The cloud point temperature (Top) of PVIBE/ethyl acetate (EA) system was found as upper critical solution temperature (UCST) and the swelling behaviors of PVIBE gels were determined in ethyl acetate at 15, 5, -5 °C. The percentage swelling of PVIBE gels irradiated at 20 Mrad were calculated in different EA/water volume ratios of the mixture at 15 and 5 °C. The percentage of swelling of PVIBE gels decreased with increasing water ratio. However, after irradiation, the forms of swollen PVIBE gels were quite irregular and not suitable for optical measurements. In addition, the gel could not be attached securely to the tip of the optical fiber and would be easily removed from the fiber during use. Yet, PVIBE gels can be used in several other applications, such as the determination of water in organic solvents. In the second part, poly(N-isopropylacrylamide), poly(NIPAM), microspheres were synthesized by aqueous dispersion polymerization and the temperature sensitive membranes were prepared by embedding the poly(NIPAM) microspheres in friree different hydrogels, namely, poly( vinyl alcohol), PVA), poly(acrylamide), poly(AAm), and poly(hydroxyethylmethacrylate), poly(HEMA). Reflectance and absorbance measurements at controlled temperatures were used in this study. Microspheres exhibit a swelling- shrinking behavior as a function of temperature, in range of 33±0.5°C, and which cause a change of the refractive index of microspheres and the turbidity VIphase transition temperature depends on the external conditions and poly(NIPAM) structure. It has been shown that the transition temperature of poly(NIPAM-co-AAc) copolymer microspheres was sensitive to pH (between pH 2-6) and to the presence of metal ions such as Cu2+ and Pb2+. In the last part of this study, pH sensitive optical membranes were developed. Congo Red and Neutral red were used as pH indicator dyes and were immobilized on PVA hydrogel membranes. Dye immobilization procedure was very simple in comparison to similar methods in the literature. The response time of the optomembranes was dependent on the membrane thickness, which was found to vary between 10-35 seconds for each membrane. The linear ranges of the dye- immobilized membranes were found to be between pH 3-5 for Congo red and pH 6.5-8 for Neutral red. The membranes were kept in distilled water and the measurements were repeated everyday for 30 days. Reproducible results were obtained [the relative standard deviation (RSD) of Congo red and Neutral red immobilized membranes were found to be 1.41% and 4.00%, respectively].

Benzer Tezler

  1. Hygro_responsive structure humidity responsive material system design

    Higro_tepkimeli strüktür neme duyarlı malzeme sistemi tasarımı

    GÜLCE KIRDAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU

  2. Sıcaklığa duyarlı manyetik polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının incelenmesi

    The synthesis and characterization of thermosensitive magnetic polymers and investigation of their applications

    GAMZE ÇETİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASİNE KAŞGÖZ

    DOÇ. DR. SERKAN EMİK

  3. Production of high performance and innovative materials based on polybenzoxazine

    Polibenzoksazin esaslı yüksek performanslı ve yenilikçi malzemelerin üretilmesi

    SEVİNÇ GÜLYÜZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN

  4. Hayvansal hücre/hücresel ürün üretimi için sıcaklık duyarlı mikrotaşıyıcıların sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of thermoresponsive microcarriers for the production of animal cells/cellular products

    HEDİYE ÖZGEN TİMUÇİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU

  5. Stimuli-responsive release of doxorubicin from layer-by-layer films of poly(2-isopropyl-2-oxazoline) and tannic acid

    Poli(2-isopropil-2-oksazolin) ve tanik asit katman katman filmlerinden doksorubisin'in çevre koşullarına duyarlı salınımı

    MELTEM HAKTANIYAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İREM EREL GÖKTEPE