Preparation and characterization of polymer composites containing gold nanoparticles
Altın nanoparçacığı içeren polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 287380
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİK SÜZER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu çalışmada altın nanoparçacıklarının polimer filmleri içerisinde ışık yardımıylasentezlenmesi ve çeşitli teknikler kullanılarak altın nanoparçacığı-polimer kompositlerininkarakterizasyonu gösterilmektedir. Altın nanoparçacıklarının çözelti fazında sentezini vesonradan polimer filmlerine bu?tu?nleştirilmesini gösteren başka çalışmalarda mevcuttur. Fakatbu uygulamalara nazaran altın nanoparçacıklarının polimer filmleri içerisinde sentezlenmesi,polimer-nanoparçacık kompositlerinin u?retimi açısından daha basit ve avantajlıdır.Altın nanoparçacıklarının polimer filmleri içinde sentezlenmesinin bir avantajı, bu tekniğinışıkla desenleme uygulamalarına imkan sağlamasıdır. Bu yöntemle UV ışığını istenenbölgelerde kesen maskeler kullanılarak, polimer içinde altın nanoparçacığı içeren veiçermeyen bölgelerden oluşan desenler oluşturulabilir. Bu şekilde oluşturulan desenlifilmlerin taramalı elektron mikroskobu ile incelenmesi sırasında, maskelenmiş ve radyasyonamaruz bırakılmış bölgeler arasında mikroskopta koyu gözu?ken bölgeler tespit edilmiştir. Bukoyu bölgeler ?İyondan arındırılmış bölgeler? olarak adlandırılmış olup oluşumları sırasındaaltın iyonlarının radyasyona maruz bırakılmış bölgelere doğru hareket ettiği du?şu?nu?lmektedir.İyonların bu bölgeleri oluştururken katı bir polimer filmi içerisinde 10 ?m gibi uzun birmesafe kat etmesi ilgi çekicidir. Bu bölgelerin varlığı ile alakalı destekleyici kanıtlarRhodamine 6G moleku?lu?nu? kullanan floresans çalışmalarından ve x-ışını fotoelektronspektroskopisinden (XPS) elde edilmiştir. İyondan arındırılmış bölgelerde yapılanincelemelerden yola çıkılarak, altın iyonlarının poli(metil metakrilat) (PMMA) filmleriiçerisindeki hareket kabiliyetlerine ait difu?zyon katsayısı hesaplanabilir. Bunun yanı sıraiyondan arındırılmış bölgelerin varlığı, daha dayanıklı, ışıkla temas sonucu kusma yapmayandesen oluşumunda çok önemlidir.Altın nanoparçacığı-polimer kompositlerinin karakterizasyonu bağlamında, yu?k çözu?mlemeliXPS tekniği ile altın nanoparçacığı içeren ve içermeyen PMMA filmleri, dışarıdan voltajuygulanarak incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda altın nanoparçacığı içeren PMMAfilmlerinin iletkenliklerinin arttığı gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, yu?k çözu?mlemeli XPStekniği ayrıca polimer yu?zeylerinin yu?k toplama özelliğinin incelenmesi için kullanılmıştır.Bu özellik yalıtkan malzemelerin temasla elektriklenmesi olayının aydınlatılması için bu?yu?könem taşımaktadır. Bu çalışmalarda PMMA yu?zeyinin eksi yu?kleri toplamaya çok yatkınolduğu gösterilmiş ayrıca yu?zeyde hiçbir etki olmaksızın yerel eksi yu?klerinde bulunduğugözlemlenmiştir. Ayrıca yu?zey yu?klu? olduğu durumlarda PMMA?nın karbonil ve metoksigruplarının polimerin iskeletinden daha farklı davrandığı göru?lmu?ştu?r. Bu durum özellikleyu?k toplama noktalarının kimyasal özelliklerinin tayini için önem arz etmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, light-assisted synthesis of gold nanoparticles in polymer films is demonstratedand characterization of gold nanoparticle-polymer composites using various techniques isshown. There are various methods introduced for the synthesis of gold nanoparticles insolution and their integration to the polymer films afterwards. However, synthesizing goldnanoparticles directly inside the polymer matrix is more advantageous for the production ofpolymer-nanoparticle composites.An advantage of synthesizing gold nanoparticles within polymer films is the opportunity ofphoto-patterning. Films having patterns made of regions with and without gold nanoparticlescan be produced, using masks designed to cut off the radiation at desired places. Suchpatterned films were investigated with scanning electron microscope (SEM) and dark regionsbetween irradiated regions and masked regions were observed. These dark regions are shownto be ?ion depleted regions?, where gold ions diffuse through irradiated regions during theirradiation. These regions of about 10 ? m width, suggests a very large distance for gold ionsto diffuse through a rigid matrix like Poly(methyl methacrylate)(PMMA), which is veryinteresting. Supporting evidence for the existence of these regions was obtained fromfluorescence studies with Rhodamine 6G molecule and x-ray electron spectroscopy (XPS).The observations made through the formation of ion depleted regions can be used to estimatethe diffusion constant of gold ions inside the PMMA matrix. Also the presence of iondepleted regions indicate the stability of photo-patterns created on the polymer film againstsmearing during light exposure after the production, by setting an upper limit to the criticalfeature size.During the characterization of gold nanoparticle-polymer composites, the electrical propertiesof PMMA with and without gold nanoparticles were investigated using charge resolved XPS,while applying external bias to the films with and without gold nanoparticles to probe thecharging properties of the films. An enhancement of conductivity of PMMA films containinggold nanoparticles was observed using this technique. Additionally charge resolved XPStechnique was also used to determine the charge storage characteristics of the polymersurfaces, which is important for the identification of charging mechanisms during contact andother electrification processes. It was shown that the PMMA surface is very susceptible tonegative charging and even native negative charges on the PMMA surface can be observedprior to any treatment. Also when the surface is charged carbon and oxygen atoms of thecarbonyl and methoxy groups of PMMA were observed to behave differently from thebackbone of the polymer, which shows the chemical specificity of the charge accumulatingspots on the surface.
Benzer Tezler
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Elektronik baskı uygulamalarına yönelik alaşım ve metalik nano partiküllerin üretimi
Alloy and metallic nanoparticle production for printed electronics
ŞERZAT SAFALTIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Preparation and characterization of polymer composites containing boron compounds
Bor bileşikleri içeren polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
ELİF TOPÇUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Preparation and characterization of conductive polymer composites, and their assessment for electromagnetic interference shielding materials and capacitors
İletken polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu, ve bunların elektromanyetik parazit kalkanları ve kapasitörler için değerlendirilmesi
ÖZCAN KÖYSÜREN
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Isı ve elektrikle tetiklenebilen şekil hafızalı SEBs-G-MA/ PCL/ grafen polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of thermally and electrically triggered shape memory SEBs-G-MA/ PCL/ graphene polymer composites
SALİH ASKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE TEKAY