Dye lasing and planar extensional flow induced dissolution in hydrodynamically trapped microdroplets
Düzlemsel genişlemeli akış içinde hidrodinamik tuzaklanmış mikrodamlaların ışıması ve çözülmesi
- Tez No: 397264
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPER KİRAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Optoelektronik ve Fotonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Karışmayayan iki fazın birbiri içinde çözülmesi yemek ve ilaç sanayisi için önemli bir problemdir. Çözülme prosesini etkileyen temel faktörler difüzyon katsayısı, çözünürlük, özkütle ve viskositedir. Bu tez hidrodinamik tuzaklanıp hareket ettirilen mikdrodamlaların ışımasını raporlar. Bunun yanında kullanılan hidrodinamik tuzaklama yöntemini mikrodamlaların çözülmesini incelemek için yeni bir metot olarak sunar. Tezin ilk kısmında, hidrodinamik tuzakla hareket ettirilen boyanmış mikrodamların, uygun dalga boyundaki bir lazer ışığıyla uyarılınca, farklı modlarda lazer ışığı ürettiğini gösteriyoruz. Bunun yanında tuzakladığımız mikroküreyi aynı konumda art arda uyarınca, ışıma modlarının kısa dalga boylarına kaydığını gözlemledik. Bu kayma tuzaklanan mikrodamlanın zaman içerisinde çözülüp yarı çapının azaldığına işaret etmektedir. İkinci kısım bu çözülmeyi farklı malzemeler için gözlemlemek ve modellemeye çalışmaktır. Mikrofluidik çip içerisinde tuzaklanan sıvı damlaları, genişlemeli akışa maruz kalırlar ve bu akış damlaların çözülmesini hızlandırır. İçinde akış bulunmayan sıvı içerisine bırakılan gaz kürelerinin çözülmesi Epstein ve Plesset tarafından modellenmiştir. Bizim durumuzda ise konveksiyon etkisini Epstein-Plesset denklemine dahil eden yeni bir modele ihtiyaç vardır. Zhang modeli dediğimiz bu model literatürden bulunup, mevcut sisteme uygulanmıştır. Kullanılan sıvılar n-octanol, n-decanol, undecanol ve benzyl benozate'dır. Bu kimyasalları seçmemizin en önemli nedeni çözülmeyi etkileyen, difüzyon katsayısı, çözünürlük, viskosite ve özkütle gibi değerlerinin, literatürde ölçülmüş olmasından ya da hesaplanış olmasından ileri gelmektedir. Yaptılan ölçümlerin bir bölümü kullanılan modele uyum göstermektedir. Bununla birlikte yapılan deneyler, kullanılan yüzey aktif madde konsantrasyonunun çözülmeye olan etkisini ortaya çıkartmıştır.
Özet (Çeviri)
Dissolution of one phase into an immiscible phase is of great importance to food and drug industry. Dissolution process is mainly affected by diffusion coefficient, solubility, density and viscosity of the dissolving material in the immiscible phase. This thesis reports dye lasing in hydrodynamically manipulated microdroplets and proposes the hydrodynamic trap as a new method to observe dissolution of microdroplets. In the first part of this thesis, utilizing previously available hydrodynamic trapping method, we trap and manipulate the position of a dye doped liquid microdroplets in a microfluidic chip. By manipulating the position of the trapped droplets along the outlet channels of the microfluidic chip, we show lasing can be achieved for different positions of the droplet. When a trapped microdroplet is excited at a fixed position, lasing modes in the consecutive spectra of the droplet show a blue shift for all modes. The shift in modes is an indicator of the dissolution. Therefore, the next part focuses on dissolution of liquid microdroplets. Within a microfluidic chip, a trapped liquid microdroplet is exposed to planar extensional flow which increases the rate of the mass transfer out of the microdroplet. The static dissolution, that is diffusion, of droplets is modelled by Epstein and Plesset. However, the hydrodynamic trap induces flow around a trapped particle, therefore besides diffusion, the effect of convection should also be considered. The change in particle's radius as a function of time in the presence flow is numerically investigated by Zhang et al. To fit the experimental data we use the model provided by Zhang. The liquids used in the microdroplet dissolution experiments were n-octanol, n-decanol, undecanol and benzyl benzoate. Benzyl Benzoate and n-octanol showed good agreement with the Zhang model. In addition, experiments revealed that concentration of surfactant is an important parameter affecting dissolution rate which requires further investigation.
Benzer Tezler
- Kanal D ve Samanyolu'ndaki ana haber bültenlerinde yer alan Ergenekon haberlerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparative analysing of the news about Ergenekon stated on the main news bulletion Channel D and Samanyolu
TUĞBA AKSAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
GazetecilikAtatürk ÜniversitesiGazetecilik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN TEMİZTÜRK
- Ultrahigh resolution optical spectroscopy of liquid microdroplets using tapered optical fiber waveguides
Süperhidrofobik yüzey üzerinde duran sıvı mikrodamlaların inceltilmiş optik fiber ile ultrayüksek çözünürlükte optik spekstroskopisi
YASİN KARADAĞ
Doktora
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER KİRAZ
- Investigation of photodetectors usinggraphene field effect transistors incombination with functional dyematerials
Fonksiyonel boya malzemeleri ve grafin alan etkitransistörleri kullanan fotodedektörlerin araştırılması
OZAN YAKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN BALCI
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
- Potential of microdroplet lasers for optofluidic biosensing applications
Mikrodamla lazerlerin olası opto-akışkan biyoalgılama uygulamaları
MEHDİ AAS
- Boya laserler
Dye lasers
TÜLAY ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SELAMİ KILIÇKAYA