Functional thin film coatings of porphyrins and phthalocyanines by layer-by-layer assembly
Porfirin ve fitalosiyaninlerin tabaka tabaka kaplama metodu ile fonksiyonel ince filmlerinin hazırlanması
- Tez No: 563510
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK CEBECİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Tabaka tabaka kaplama (LbL) yöntemi fonksiyonel ince film kaplamaları için çok yönlü ve çevre dostu bir biriktirme yöntemidir. Nanoparçacıkların, polielektrolitlerin ve makro halkalı bileşiklerin sulu çözeltileri LbL yöntemi için bilinen en iyi molekül adayları arasındadır. Ancak nanometre ölçeğinde kontrollü film özelliklerine sahip olabilmek için pH, konsantrasyon, biriktirme yapısı ve malzeme dağılımı tam olarak ayarlanmalıdır. LbL mekanizmasıyla hazırlanan çok tabakalı kaplamalar korozyondan koruma ve fotodinamik terapi gibi çok çeşitli uygulama alanlarında istisnai gelişmeler gösterebilir. Fitalosiyanin ve porfirinler π-konjuge ve delokalize elektron yapıları nedeniyle çok sayıda alanda tercih edilen makro halkalı moleküllerdir. Güneş pilleri, fotodinamik terapi, sıvı kristaller fitalosiyaninlerin fonksiyonel uygulama alanlarından yalnızca bazılarıdır. Pratik amaçlar nedeniyle hidrofobik özellikleri tercih edilse de hidrofilik fonksiyonel grupların eklenmesiyle tabaka tabaka kaplama yöntemi için ideal adaylardır. Bu doktora çalışmasında, çeşitli metallenmiş fitalosiyanin yapıları ve türevleri kullanılarak homojen ve düzenli ince film oluşumu tabaka tabaka kaplama yöntemiyle (LbL) potansiyel korozyon karşıtı ve fotodinamik terapi uygulamaları için çalışılmıştır. Nikel (II) fitalosiyanin tetrasülfonik asit tetrasodyum tuzu için pH ve konsantrasyonun çok tabakalı film özellikleri üzerindeki etkisi; nikel (II) fitalosiyanin tetrasülfonik asit tetrasodyum tuzu ve bakır fitalosiyanin-3,4‵,4‶,4‷-tetrasülfonik asit tetrasodyum tuzunun zıt yüklü polielektrolitlerle korozyona karşı koruması birbirini izleyen çift tabakalı ve dört tabakalı kaplamaları; enkapsüle edilmiş çinko (II) fitalosiyanin nanokürelerinin yüzey dağılımı ve son olarak 5,10,15,20-(tetra-4-karboksifenil)porfirin ve çinko(II) fitalosiyanin tetrasülfonik asit yapılarının sıralı adsorpsiyonu LbL mekanizması ile cam, silikon yonga levha ve çelik yüzeyler üzerinde incelenmiştir. Dinamik ışık saçılımı (DLS) zeta potansiyel tayini için kullanılmıştır. Çok tabakalı filmlerin korozyon karşıtı özellikleri için elektrokimyasal ölçümler potensiyostat ile sağlanmıştır. Enkapsüle edilmiş nanokürelerin yüzey dağılımı ve topografisi sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomic kuvvet mikroskobisi (AFM) ile analiz edilmiştir. Biriktirilen filmlerin kalınlıkları yüzey profilometresi ve spektroskopik elipsometre ile değerlendirilmiştir. Buna ek olarak, adsorbe edilen malzeme miktarı kuvarz kristal mikroterazi dedektörü (QCM-D) ile tayin edilmiştir. Hazırlanan kaplamaların renkli görünümlerinden faydalanarak çok tabakalı filmlerin büyümesi mor ötesi-görünür ışık spektroskobisi (UV-Vis) ile gözlemlenmiştir. Genel olarak polielektrolitlerin ve fitalosiyanin türevi yapıların sıralı adsorpsiyonu başarılı bir şekilde kontrol edilebilmektedir. Elde edilen çok tabakalı ince filmler korozyondan koruma ve fotodinamik terapi alanları için gelecek vadeden adaylardır.
Özet (Çeviri)
Layer-by-layer self-assembly is a versatile and environmental-friendly deposition mechanism for functional thin film coatings. Aqueous dispersions of nanoparticles, polyelectrolytes and macrocyclic compounds are well-known molecular candidates for LbL deposition. Nevertheless, in order to have controlled film properties in nanometer scale pH, concentration, deposition architecture and material distribution need to be precisely adjusted. Prepared multilayer coatings by LbL mechanism can demonstrate exceptional improvements in various application fields such as corrosion-protection and photodynamic therapy. Phthalocyanines and porphyrins are highly favored macrocyclic molecules in numerous areas due to their π-conjugated, delocalized electronic structures. Solar cells, photodynamic therapy, liquid crystals are only some of the functional utilization areas of phthalocyanines. Although their hydrophobic feature is desired for practical purposes, attachment of hydrophilic functional groups make them great candidates for LbL deposition. In this doctoral study, various metallated phthalocyanine types and their derivatives have been used for homogeneous and uniform thin film formation via layer-by-layer (LbL) coating method for potential anti-corrosive and photodynamic therapy purposes. Influence of pH and concentration for nickel(II)phthalocyanine tetrasulfonic acid tetrasodium salt on multilayer film properties; protection of alternating bilayer and tetralayer coatings of oppositely charged polyelectrolytes with nickel(II)phthalocyanine tetrasulfonic acid tetrasodium salt and copper phthalocyanine- 3,4‵,4‶,4‷-tetrasulfonic acid tetrasodium salt against corrosion; surface distribution of encapsulated zinc(II) phthalocyanine nanospheres and finally sequential adsorption of 5,10,15,20-(tetra-4-carboxyphenyl)porphyrin and zinc(II) phthalocyanine tetrasulfonic acid are examined on glass, silicon wafer and stainless-steel substrates by LbL mechanism. Dynamic light scattering (DLS) is applied for zeta potential determination. Electrochemical measurements are performed by potentiostat for anti-corrosion properties of multilayer films. Surface distribution of encapsulated nanospheres and topography are analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) respectively. Thickness of deposited coatings are evaluated by surface profiler and spectroscopic ellipsometry. In addition, quartz-crystal microbalance detector (QCM-D) is utilized for adsorption amount detection. Due to the colorful appearances of prepared coatings, multilayer film growth is monitored by ultra-violet visible spectroscopy (UV-Vis). Overall, sequential adsorption of polyelectrolytes and different phthalocyanine-derivatives are successfully controlled. Obtained multilayer thin films are promising candidates for corrosion protection and photodynamic therapy.
Benzer Tezler
- Boya duyarlı güneş pilleri için ftalosiyanin boyaların geliştirilmesi
Development of phthalocyanine dyes for dye sensitive solar cells
YİĞİT CAN DEMİRCİ
- Meyve dokularında niteliksel ölçüm yapabilen elle tutulabilir spektroskopik donanım tasarımı ve gerçeklemesi
Design and implementation of a hand-held devi̇ce to spectroscopically assess fruit quality
ALİ SARIKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA İNCİ ÇİLESİZ
- Nb ve Ta eklenmiş CrYN esaslı fonksiyonel ince film kaplamaların geliştirilmesi: Yapısal-mekanik ve elektrokimyasal özelliklerin araştırılması
Development of Nb and Ta added CrYN based functional thin film coatings: İnvestigation of structural-mechanical and electrochemical properties
BANU YAYLALI
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
- A study on the optical and mechanical properties of optical thin films
Optik ince filmlerin mekanik ve optik özellikleri üzerine bir çalışma
ALP EREN SİNAN ÖZHAN
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGİN KAFTANOĞLU
- Çözelti yanma senteziyle üretilen vanadyum oksitlerin ince film kaplanması ve optik ve elektrokimyasal karakterizasyonu
Thin film coating of vanadium oxides produced by solution combustion synthesis its optical and electrochemical characterization
ESMA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ