White-emitting conjugated polymer nanoparticles:Tuning emission via förster resonance energy transfer in nanostructures assembled through click reactions
Beyaz ışıma yapan konjuge polimer nanoparçacıkları: Çıtçıt tepkimeleriyle oluşturulan nanoyapıların ışımalarının förster rezonans enerji transferi ile ayarlanması
- Tez No: 360906
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- 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: 106
Özet
Bu çalışmada, suda dağılan, ışıma dalgaboyu ayarlanabilen konjuge polimer nanoparçacıklarının, beyaz ışıyan organik diyot ve hücre görüntüleme uygulamalarına yönelik tasarım, sentez ve karakterizasyonunu sunmaktayız. Azit ve alkin grupları taşıyan mavi, yeşil ve kırmızı ışıyan polimerler kullanılarak 1,3-dipolar siklo katılma (çıtçıt reaksiyonu) ile dayanıklı, şekli korunan, beyaz ışıyan nanoparçacıklar elde edilmiştir. Işıma özellikleri polimerler arası yakın etkileşimle sağlanan yüksek verimli Förster Rezonans Enerji Transferi (FRET) yoluyla hem polimer konsantrasyonu hem nanoyapı tasarımı değiştirilerek ayarlanabilmektedir. Bu amaçla, dört farklı nanoyapı tasarlandı ve incelendi. İlk yöntemde, verici ve alıcı nanoparçacıklar ayrı ayrı hazırlandı ve fiziksel olarak karıştırıldı. İkinci yöntem hem verici hem alıcı içeren homojen bir THF çözeltisi oluşturulup, akabinde bu çözeltiden nanoparçacık oluşturmayı içeriyor. Üçüncü ve dördüncü yöntemde ise ardarda oluşturulan nanoparçacıklar tasarlandı. Öncekinde, verici nanoparçacık çekirdeği, dış kabuk olarak alıcı polimer çözeltisiyle kaplandı. Sonrakinde ise tersi şekilde alıcı nanoparçacık çekirdeği verici dış kabuk ile çevrelenmiştir. Bu çalışmada kullanılan polimerler, mavi ışıyan alıcı olarak kullanılan poli[(9,9-bis{3-azidopropil}fulorenil-2,7-diyil)-co-benzen] (PFBN3) , ve absorbansı vericinin ışımasıyla güçlü bir şekilde örtüşen, yeşil ışıma yapan poli[(9,9-bis(3-(prop-2 iniloksi)propil)fulorenil-2,7-diyil)-co-(1,4-benzo-{2,1,3}-tiyadiyazol)] (PFBT-Pgy) polimerleridir. Dahası, kırmızı ışıma yapan, poli[(2-azidoetil)-2-(5-(tiyofen-2-il)tiyofen-2-il)tiyofen (PTN3) ve poli[(4-(2-(prop-2-iniloksi)etil)tiyofen-2-il)-co-(1.4-benzo{1,2,5}tiyadiyazol)] (PBTTH-Pgy) polimerleri de ayrıca çoklu-kabuklu nanoparçacık içine dahil edilerek beyaz ışıma yapan çift öğeli nanoparçacıklar tasarlanmıştır. Morfolojik ve foto-fiziksel özellikler sırasıyla Dinamik Işık Saçılımı (DLS) ölçümleri, Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskopu (TEM), ve de UV-vis, Durağan-Hal Flüoresans, Zaman-Çözünümlü Flüoresans Spektroskopi yöntemleriyle incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this work, we present the design, synthesis and characterization of water-dispersible conjugated polymer nanoparticles with tunable emission wavelengths for their potential applications in the areas of white organic light emitting diodes and cellular imaging. Blue, green and red emitting polymers carrying azide or alkyne groups are utilized and assembled together through 1,3-dipolar cycloaddition (click reaction) to obtain stable, shape-persistent white-emitting nanoparticles. The emission properties can both be tuned by varying polymer concentration and nanostructure design as a result of intimate interactions between the polymers within the nanostructure, which facilitate a highly efficient Förster Resonance Energy Transfer (FRET). For this purpose, four different nanostructured architectures were designed and investigated. In the first method, NPs of donor and acceptor are prepared separately and then mixed physically at certain ratios. The second method involves the formation of homogenous solution of both donor and acceptor polymers in THF followed by formation of NPs from the resulting solution. And in the third and fourth methods, sequentially formed NPs were designed. In the former, donor NPs were core and coated with solution of the acceptor polymer as the outer shell, while the latter is quite the reverse where acceptor NPs form the core surrounded by the donor as the outer shell. Polymers used in this study are namely, poly[(9,9-bis{3-azidopropyl}fluorenyl-2,7-diyl)-co-benzene] (PFBN3) which is a blue emitter that serves as a donor, while poly[(9,9-bis(3-(prop-2 ynyloxy)propyl)fluorenyl-2,7-diyl)-co-(1,4-benzo-{2,1,3}-thiadiazole)] (PFBT-Pgy) is a green emitting polymer whose absorbance strongly overlaps with the emission of the donor serves as the acceptor. Moreover, red emitting polymers such as poly[(2-azidoethyl)-2-(5-(thiophen-2-yl)thiophen-2-yl)thiophene (PTN3 ) and Poly[(4-(2-(prop-2-ynyloxy)ethyl)thiophen-2-yl)-co-(1.4-benzo{1,2,5}thiadiazole)] (PBTTH-Pgy) were incorporated into multi-shell nanoparticle design to form white emitting tandem nanoparticles. The morphology and photophysical properties were investigated by DLS, SEM, TEM and UV-VIS, Steady-State Fluorescence, Time-resolved Fluorescence Spectroscopy respectively.
Benzer Tezler
- Color science and technology of novel nanophosphors for high-efficiency high-quality leds
Nanofosforların yüksek verimlilik yüksek kalite led uygulamaları için renk bilimi ve teknolojisi
TALHA ERDEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Novel light-emitting devices of semiconductor quantum dots and conjugated polymer nanoparticles
Yarı iletken kuantum noktacıkları ve konjüge polimer nanoparçacıkların yenilikçi ışık yayan aygıtları
TALHA ERDEM
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Stimuli-responsive conjugated polymer nanoparticles as simple theranostic platforms
Basit teranostik platformlar olarak uyaranlara hassas konjuge polimer nanoparçacıklar
ALP ÖZGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Conjugated polymer nanoparticles for biomedical applications including bioimaging and drug delivery
Konjuge polimer nanoparçacıkların ilaç taşınımı ve biyolojik görüntüleme içeren biyomedikal uygulamaları
ÖZLEM ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Bölümü
DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Innovative hybrid composite nanomaterials
Yenilikçi hibrit kompozit nanomalzemeler
ZELİHA SORAN ERDEM
Doktora
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR