Fabrication of thin layer polymer-based biointerphase for biosensing application
Biyosensör uygulamaları için polimerik ince katmanlı biyoarayüz üretimi
- Tez No: 447137
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma verilen nefesten uçucu organik bileşikleri algılamaya yönelik biyoelektronik arayüz olarak polimer-karbon nanotüp kompozitleri üretmeyi amaçlamaktadır. Sensor platform iki katmandan oluşmaktadır; i) polimerik zarlar ve ii) iletken katman. Polimerik zarları elektroeğirme metodu ile elde etmek için polivinilidin florür (PVDF), polistiren (PS) ve polimetil metakrilat (PMMA) seçilmiştir. PVDF, PS ve PMMA polimer zarlarının üst yüzeyindeki iletken katman çoklu katmanlı karbon nanotüp (MWCNT) ile sağlanmıştır. Solüsyon içerisinde iyi dağılan karbon nanotüpler birkaç saflaştırma ve filtreleme basamaklarıyla elde edilmiştir ve tüm çalışma için solüsyonun iletkenliği 120 μS/cm değerine ayarlanmıştır. Bu solüsyon daha sonra PVDF, PS ve PMMA zarlarının impregnasyonunda kullanılmıştır. PVDF-MWCNT, PS-MWCNT ve PMMA-MWCNT sensör platformları elektriksel direnç değişimini kaydeden bir elektrokimyasal istasyon ile test edilmiştir. Polimerik zar ve karbon nanotüpten elde edilmiş bütün sensör platformlarının uygulanan aseton ve toluen buharına cevap veren yapıda olduğu gözlemlenmiştir. Algılama mekanizmasının uçucu organik bileşiklerin iletken karbon nanotüp katmanı üzerine adsorpsiyonundan kaynaklandığı varsayılmaktadır böylelikle karbon nanotüp ağındaki elektron akışı engellenir ve direnç değişimi meydana gelir. Çözücü buharı – polimerik zar etkileşimi sebebiyle, PVDF-MWCNT algılayıcı platformunun hassaslığı diğer iki adayın hassaslığına göre oldukça fazladır. Bu katkı sensör platformunun karakteristiğini değiştirerek eser miktardaki uçucu organik bileşiklere hassas hale getirir. ppm ve ppb aralığındaki aseton ve toluen belirlenebilir ve tekrarlanabilir ve güvenilir cevaplar kaydedilir. Sonuç olarak, diyabet ve akciğer kanserinin biyobelirteci olan aseton ve toluen üretilen bu sensörler ile birbirlerinden ayrılabilir.
Özet (Çeviri)
This study aims to fabricate polymer-carbon nanotube composite as a bioelectronic interface for sensing volatile organic compounds (VOCs) in exhaled breath. Sensor platform is made of two layers i) polymeric membranes and ii) conducting layer. Poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polystyrene (PS), and poly(methyl methacrylate) (PMMA) are selected as model polymers that are processed by electrospinning to utilize polymeric membranes. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) are used to fabricate conducting layer on top of PVDF, PS, PMMA polymer membranes. Aqueous solution of well-dispersed MWCNTs are obtained by several purification and filtration steps and conductivity of working MWCNT solution is adjusted about 120 μS/cm for whole study. This solution is further used to impregnate PVDF, PS, PMMA membrane. The PVDF-MWCNT, PS-MWCNT and PMMA-MWCNT sensor platforms are tested by electrochemical station that recording electrical resistivity change by time. All sensors platforms, made of three polymeric membranes-MWCNT, are found to be a responsive upon applying the toluene and acetone vapor. The sensing mechanism is hypothesized as the adsorption of VOCs onto the conducting CNT layer blocking electron stream on CNT network and causing resistivity change. The sensitivity of PVDF-MWCNT sensing platform is exceedingly higher with respect to other two candidates due to solvent vapor- polymeric membrane interactions. This contribution changes sensor platform characteristics and make them quite sensitive to trace amount of VOCs. Acetone and toluene are detected from ppm to ppb range and reproducible responses are recorded. As a result, acetone and toluene, biomarkers of diabetes and lung cancer, can be differentiated with produced sensor.
Benzer Tezler
- A novel approach for fabrication of free-standing conductive network: PEDOT:PSS based bendable chemo and photoresistor
Bağımsız iletken ağ üretimi için yeni bir yaklaşım: PEDOT:PSS tabanlı bükülebilir kemo ve foto direnç
MUSTAFA UMUT MUTLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
PROF. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR
- Fabrication of thin crystalline silicon solar cells with advanced light trapping
Geliştirilmiş ışık kapanlama ile ince kristal silisyum güneş gözelerinin geliştirilmesi
WISNU HADIBRATA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. SELÇUK YERCİ
PROF. RAŞİT TURAN
- Fabrication and characterization of P3HT-WO3 hybrid thin films and device applications
P3HT-WO3 hibrit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
FATMA BEYZA YEDİKARDEŞ ER
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM
PROF. DR. MUSTAFA ALTUN
- Growth and characterization of boron nitride thin films and nanostructures using atomic layer deposition
Bor nitrür ince filmlerin ve nanoyapıların atomik katman biriktirme yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
ALİ HAİDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Seramik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Assist. Prof. Dr. NECMİ BIYIKLI
- Atomic layer deposition of III-nitrides and metal oxides; their application in area selective ALD
III-nitratların ve metal oksitlerin atomik katman kaplamısı; bunların alan seçici ALD`deki uygulamaları
ALI HAIDER
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Assist. Prof. AYKUTLU DANA
DR. NECMİ BIYIKLI