Fabrication of polymer nanofiber / poly (3,4 ethylene dioxythiophene) / metal particle hybrid composite for volatile organic compound sensing applications
Uçucu organik bileşik algılama uygulamaları için polimer nanofiber / poli (3,4 etilen dioksitiyofen) / metal parçacık hibrit kompozit üretimi
- Tez No: 631087
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizikokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 49
Özet
Bu çalışma, insan nefesindeki uçucu organik bileşiklerin saptanması için bir biyoelektronik arayüz olarak polimer nanofiber / poli (3,4 etilen dioksitiofen) / metal parçacık hibrid kompozit üretmeyi amaçlamaktadır. Sensör platformu iki katmandan oluşur: polimerik nanofiber yapı ve iletken katman. Elektroeğirme metodu ile polimerik nanofiberler oluşturmak için poliüretan (PU), polikaprolakton (PCL) ve poli L-laktit-ko-p-kaprolakton (PLLCL) seçilmiştir. Elektroeğirme yöntemi için polimer çözeltileri şu şekilde hazırlanmıştır: PU (wt 25%) + DCM-DMF, PCL (wt 20%) + DCM-DMF ve PLLCL (wt 10%) + DCM-DMF. PU, PCL ve PLLCL polimer çözeltileri, elektrospun fiberler üretmek için sırasıyla 25 kV, 29kV ve 25 kV elektrik potansiyeline maruz bırakılır. Poli (3,4-etilendioksitiofen) (PEDOT) ve çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT'ler), PU, PCL ve PLLCL polimer nanofiberleri üzerinde iletken katmanlar üretmek için kullanılır. Üretilen sensör platformları, zaman içindeki elektrik akımı değişimini kaydeden elektrokimyasal istasyon tarafından test edilir. Algılama mekanizmasının, VOC'lerin iletken PEDOT ve CNT katmanına adsorpsiyonu olduğu varsayılır, böylece PEDOT ve CNT ağı üzerindeki elektron akımını bloke eder ve direnç değişikliğine neden olur. Daha açık bir şekilde; sensördeki polimer yapısının şişmesi, PEDOT ve CNT ağında üst katman ve mikro boyutlu çatlaklara zarar vererek elektron akışına karşı direnci arttırır ve akımı azaltır. Organik uçucu bileşikler (aseton, toluen, etanol, izopen vb.) ppm ila ppb aralığında tespit edilir ve tekrarlanabilir ve güvenilir tepkiler kaydedilir.
Özet (Çeviri)
This study aims to produce polymer nanofiber / poly (3, 4 ethylene dioxythiophene) / metal particle hybrid composite as a bioelectronic interface for the detection of volatile organic compounds in human breath. The sensor platform consists of two layers: polymeric nanofiber structure and conductive layer. Polyurethane (PU), polycaprolactone (PCL) and poly L-lactide-co-ɛ-caprolactone (PLLCL) were selected to form polymeric nanofibers with electrospinning. For electrospinning process, solutions of polyurethane (PU) (25wt%) in DMF, polycaprolactone (PCL) (20wt%) in DCM (4) -DMF (1) and poly L-lactide-co-ɛ-caprolactone (PLLCL) (10wt%) in DCM (9) -DMF (1) are prepared. PU, PCL and PLLCL polymer solutions are subjected to 25 kV, 29kV and 25 kV electrical potential, respectively, to produce electrospinning fibers. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) are used to produce conductive layers on PU, PCL and PLLCL polymer nanofibers. The produced sensor platforms are tested by the electrochemical station, which records the electrical current change over time. The sensing mechanism is assumed to be the adsorption of VOCs to the conductive PEDOT and CNT layer, thus blocking the electron current on the PEDOT and CNT network and causing resistance change. More clearly; swelling of the polymer structure in the sensor causes destruction in the upper layer and micro-dimensional cracks in the PEDOT and CNT network, increasing resistance to electron flow and decreasing current. Organic volatile compounds (acetone, toluene, ethanol, isopene etc.) are detected from ppm to ppb range and reproducible and reliable responses are recorded.
Benzer Tezler
- İletken nanoliflerin çeşitli yöntemlerle üretilmesi ve amperometrik biyosensörlerin biyosensörlerin geliştirilmesi
Manufacturing of conductive nanofibers by various methods and development of amperometric biosensors
MERİH ZEYNEP ÇETİN
- Production of TiO2-poly (alkylenedioxythiophene) nanostructures for dssc application
Boya uyarımlı güneş pili uygulamarı için TiO2poli (alkilendioksitiyofen) nano yapılarının üretimi
TİMUÇİN BALKAN
Doktora
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ
- Composite nanofiber patches for topical drug delivery systems
Kompozit nanoliflerin topikal ilaç salım sistemlerinde kullanımı
ZARİFE BARBAK
Doktora
İngilizce
2021
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
- Fabrication and characterization of polymeric nanofibers and nanotubes for controlled release of Rose Bengal
Polimerik nanoliflerin ve nanotüplerin kontrollü Rose Bengal salımı için üretilmesi ve karakterizasyonu
SEZİN SAYIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖZDE İNCE
- Ferrosen içeren polimer sentezi, nanofiber eldesi ve karakterizasyonu
Synthesis of ferrocene containing polymer, characterization and fabrication of nanofiber
SELİN GÜMRÜKÇÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ