Stabilization of Langmuir and Langmuir Blodgett cetyltrimethylammonium bromide monolayers by gluing with polystyrene sulfonate
Langmuir ve Langmuir Blodgett setiltrimetilamonyumbromür tekli katmanlarının polistiren sülfonat ile stabilizasyonu
- Tez No: 383027
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI, PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Organik ince filmler, biosensörler, seçici geçirgen bariyerler, moleküler elektronikler, optik cihazlar ve kaplamalar gibi geniş uygulama alanlarına sahiptirler. Bu filmlerin özellikleri, onların içerik, yapı ve bir örnekliklerine bağlı olarak değişiklik gösterir. Elde edilen bu filmlerin kararlılıkları, filmleri oluştururken ve özellikle transfer ederken, büyük önem taşır. Bu amaçla Langmuir, hem bu filmlerin üretiminde, hem de teklikatmanların katı bir destek üzerine transferinde benzersiz bir metod niteliğindedir. Bu çalışmada, altfaz sıcaklığı, pH, sıkıştırma hızı ve transfer hızı gibi parametrelerin optimizasyon çalışmaları, Langmuir sisteminin standart materyalleri olan stearik asit (SA) ve oktadekan-1-tiol (ODT) ile gerçekleştirilmiştir. Derişim ve altfaz sıcaklığı, altın nanoçubukların teklikatman yapısında hazırlanması ve organize edilmesinde kullanılan setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) için de optimize edilmiştir. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda, suda çözünen materyallerin de, Langmuir teklikatmanları oluşturabildiği ancak bunun için, suda çözünen ve çözünmeyen amfifiller arasında bir etkileşimin gerekliliği vurgulanmaktadır. Bizim çalışmamızda, CTAB bir kompleks oluşturulmaksızın tek başına kullanılmış ve kararlı teklikatmanlar elde edilebilmiştir. Polimerler, özellikle de suda çözünür olanlar, LB filmlerinin yapışkanlığını arttıran yapıştırıcılar olarak kullanılmaktadır.“Yapıştırma”olarak bilinen bu yöntemde, LB dizilimi, suda çözünür polimerlerle, kovalent bağlar kurmadan iyonik ve hidrofobik birleşmelerle çapraz bağlanır. Yapıştırma tekniğinin, CTAB teklikatmalarının kararlılığına olan etkisi incelenmiştir. Poli(4-stirensülfonat) (PSS) yapıştırıcı madde olarak kullanılmıştır. Altfaza eklenen polimer, yüzey aktif madde ve polielektrolitin kendisi arasında etkileşime neden olur ve teklikatmanın stabilizasyonunu arttırır. PSS`in, elde edilen teklikatmanların kararlılığına olan etkisini karşılaştırmak için, histerezis (tekrarlı sıkıştırma-açma) hareketlerinden yararlanılmış ve yapıştırma yöntemi ile daha kararlı CTAB teklikatmanları elde edilebildiği görülmüştür. Daha da önemlisi, Langmuir Blodgett tekniği ile yapışmış çoklukatmanlar hazırlanabileceği sonucuna varılmıştır. Altın nanoçubuklar çekirdek ortamında büyütme (seed mediated growth) yaklaşımı ile sentezlenmiştir. Çubukların en-boy oranı, yaklaşık olarak 2.5'tur. Altın nanoçubukların karakterizasyonu, UV spekrometrisi ile gerçekleştirilmiştir. Nanoçubukların ayırt edici özelliği olan iki plazmon absorbsiyonu, 520 ve 675 nm'lerde gözlemlenmiştir. Altın nanoçubukların morfolojileri taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) karakterize edilmiştir. Negatif yüklü PSS ile yapıştırılmış, CTAB teklikatmanlarının katı yüzeye transfer edilmesinin ardından, teklikatmanlar, artı yüklü altın nanoçubukların katı yüzey üzerinde diziliminde kullanılmışlardır. Son olarak, elde edilen yapıların, parlak krezil mavisi (BCB) boyasının örnek bileşiğinden faydalanarak, Yüzeyde Güçlendirilmiş Raman Spektroskopisinde (SERS) performansı araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Organic thin films have wide range application areas such as biosensors, permeation selective barriers, molecular electronics, optical devices and coatings. The properties of such films can be tuned by their composition, structure and uniformity. Stability of obtained films has also an important factor in the fabrication and the transfer of the films. For this aim, Langmuir is an elegant technique for both the production and deposition of monolayers onto a solid support. Herein, some optimization studies such as subphase temperature, pH, compression rate and transfer rate were performed with stearic acid (SA) and octadecane-1-thiol (ODT) which are the standard materials of Langmuir system. Concentration and subphase temperature were also optimized for cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) which was used to prepare and organize the gold nanorods (GNRs) in a monolayer structure. Lately, it was reported that some water soluble materials can also form Langmuir monolayers but to produce a Langmuir compatible complex, an interaction with these water soluble materials with a water insoluble material is needed. However, CTAB was used by itself without any complex forming reagent and stable monolayers were obtained. Polymers, particularly water soluble ones, are used as a glue to improve the cohesiveness of LB films. This process is known as“gluing”where LB assemblies were cross-linked noncovalently through ionic and hydrophobic association with a water-soluble polymers. The effect of gluing on stability of CTAB monolayers was investigated. Poly(4- styrenesulfonate) (PSS) was used as a gluing agent. The addition of polymers into subphase led to an interaction between surfactant and polyelectrolyte and an increase in monolayer stability. In order to compare the effect of PSS on stability of the obtained monolayers, hysteresis loops (repeatedly compression-expansion cycles) were performed in the presence and absence of PSS in the subphase and it was concluded that more stabilized CTAB monolayers can be obtained by gluing. Moreover, glued CTAB multilayers can be prepared by Langmuir Blodgett technique. GNRs were synthesized by seed mediated growth approach. The aspect ratio of the rods were approximately 2.5. The characterization of GNRs was performed by UV spectrometry. Two characteristic rod plasmon absorptions were observed at 520 and 675 nm. The morphology of the GNRs was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM). After the deposition of negatively charged PSS glued CTAB monolayers, they were used for assembling the cationic gold nanorods on the surface of the substrate. Finally, the performance of the obtained structures as Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) substrates were investigated utilizing brilliant cresyl blue (BCB) dye as a model compound.
Benzer Tezler
- Process development for metal soaps
Metal sabunları için proses geliştirilmesi
MEHMET GÖNEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BALKÖSE
PROF. DR. SEMRA ÜLKÜ
- Bitki özütü kullanılarak sentezlenmiş nanoparçacıkların sulardan ağır metal gideriminde kullanımı
The usage of nanoparticles synthesised using plant extract for the removal of heavy metal from water
NUR EDA EVLİYAOĞULLARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEZEN KÜÇÜKÇONGAR
- Aktif karbon adsorbsiyonu ile kağıt endüstrisi atıksuyundan renk ve kol giderimi
Color and cod removal from pulp and paper ındustry wastewaters using activated carbon adsorbtion
DENİZ ERSOY
- Hierarchically porous high surface area polymers with interconnected pores for fast and selective albumin adsorption
Hızlı ve seçici albümin adsorpsiyonu için hiyerarşik ve birbirine bağlı gözenek yapısına sahip olan yüksek yüzey alanlı polimerler
MERVE SÜSLÜKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM YAVUZ