Fluorescent aerogel films for TNT sensing
TNT tespiti için floresan aerojel ince filmlerin hazırlanması
- Tez No: 246735
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR, YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Silika aerojeller yüksek boşluk oranı, yüksek yüzey alanı ve çok düşük kırılma indislerinden dolayı eşsiz katı malzemelerdir. Bu özelliklerinden dolayı ısı ve ses yalıtımı, katalizörler, sensörler için destek malzemeleri ve optik yapılar gibi pek çok uygulama alanında kullanılabilecekleri düşünülmektedir. Ancak düşük mekanik özellikleri ve yüksek maliyetlerinden dolayı uygulamaları sınırlı kalmaktadır. Atmosferik koşullarda kurutma tekniği, düşük maliyetli aerojellerin üretilmesi için umut veren bir tekniktir. Bu sayede aerogellerin günlük hayatta kullanım alanlarının artacağı düşünülmektedir. Bu method jel yüzeyinin hidrofobik gruplarla modifiye edilerek kurutma işlemi sırasında oluşan ve jelin çökmesine sebep olan yüzey geriliminin azaltılması prensibine dayanmaktadır.Bu çalışmada ilk olarak atmosferik koşullarda kurutulmuş floresan aerojel ince filmlerin üretim aşamaları başarıyla tamamlanmıştır. Hazırlanan filmlerin morfolojileri, optik özellikleri ve yüzey özellikleri detaylı şekilde karakterize edilmiştir. Metiltrimetoksisilan (MTMS), jele hidrofobik özellik kazandırmak için kullanılmıştır. TCPPH2 floresan molekül olarak kullanılmıştır. Jelleşme gerçekleştikten sonra jel homojenize edilmiş ve cam substratlar üzerine kaplanmıştır. Hazırlanan filmlerin yüksek boşluklu (60.3-77.1%), floresan ve görünür ışıkta transparan (82-89%) oldukları tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise hazırlanan filmlerin algılama özellikleri yaygın bir patlayıcı olan TNT için denemiştir. Hazırlanan bütün filmler için TNT varlığında floresan şiddeti düşmesi gözlemlenmiştir. Filmlerin floresan şiddetlerinde azalmanın kalınlığa duyarlı olduğu gözlemlenmiştir. En ince film için floresan şiddetindeki azalma 10 saniyede %8.6 olarak bulunmuşken en kalın film için bu değer %2.1 olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Silica aerogels are unique materials with extraordinary properties such as, high porosity, large surface area and low refractive indices. Due to these properties, they can be applied to a wide range of areas including, insulation, catalyst support, sensors and dielectric materials. However, until know because of their poor mechanical properties and costly production a few applications of aerogels were realized. Ambient pressure drying method is a promising way to produce low cost aerogels and thus expanding the realized application areas of aerogels. This method is based on lowering the surface tension on the gel network, in order to minimize the collapse of the gel during drying. For this purpose gel surface can be modified to make it hydrophobic.In the first part of this work, ambient pressure production of fluorescent aerogel thin films are described. The produced fluorescent films were characterized to identify their morphological, optical and surface properties. The gel was produced by using methlyltrimethoxysilane (MTMS) to produce hydrophobic gel. A porphyrin derivative (TCPPH2) was simply mixed with the sol before gelation for the fluorescence property. After gelation and aging the produced gels are homogenized and spin coated on glass substrates. The produced films were found to be highly porous (60.3-77.1%), fluorescent and transparent in visible region (82-89%). In the second part, sensing performances of the films were examined by using the common explosive trinitrotoluene (TNT). All films show fluorescence quenching based sensing against TNT exposure. The quenching efficiency of the films is highly thickness dependent. For the thinnest film (120 nm) the quenching efficiency was found to be 8.6% in 10 seconds and for the thickest film (1100 nm) film 2.1% in 10 seconds.
Benzer Tezler
- İyon seçici sol-jel film sentezi ve optik sensör olarak kullanmı
Ion selective sol-gel film synthesis and usage as optical sensor
MERVE UMUTLU
- Synthesis and sensor appplication of reusable fluorescent uranyl-imprinted polymer gels
Yeniden kullanılabilir uranil-imprint floresan polimer jellerin sentezi ve sensör olarak kullanılması
ELİF GÖKÇE ATÇAKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN GÜNEY
- Plazmonik ve opto-akışkan platformların teorik, hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
Theoretical, computational and experimental studies on plasmonic and optofluidic platforms
YAĞIZ MOROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Evaluating the LCA of two buildings with close embodied energy which have different functions
Farklı işlevlere sahip olan iki binanın üç tür duvar kullanarak yaşam döngüsünün değerlendirilmesi
POOYA PAKMEHR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ERKAN KARAGÜLER
- Fluorescent signalling by novel chemosensors
Yeni moleküler algılayıcılar ile floresan sinyalleme
GÜLAY DİLEK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN UMUT AKKAYA