Geri Dön

Self-assembled whispering gallery mode, random and distributed feedback biolasers

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 648509
  2. Yazar: ITIR BAKIŞ DOĞRU YÜKSEL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

1960 yılında Theodore Maiman tarafından ilk kez gösterilmesinden bu yana, lazerler hayatımızda oldukça önemli etkiler yaratmışlardır. Lazer ışığı uzay ve zamanda uyumludur, yönlüdür ve spektrumu ayarlanabilir. Bu benzersiz ışıma özellikleriyle lazerler, barkod okuyucular, blu-ray oynatıcılar, yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve fiber optik iletişim gibi çok çeşitli uygulamalarda kullanılırlar. Dahası, biyomedikal görüntüleme, tanı ve ameliyatlarda lazer kullanımı artmaktadır. Genel olarak, lazerler yapay veya inorganik malzemelerden yapılır ancak bu malzemeler lazerlerin hücre ve dokulara temas etmek için uygun değildir. Bir çözüm olarak, bu araştırmada, proteinler ve biyopolimerler kullanılarak biyomalzeme lazerler (biolazerler) ürettik. Biyomalzeme lazerleri üretebilmek için kahve lekesi etkisinden esinlenerek kendiliğinden oluşan ve bilinen yapılardan farklı kavite şekilleri geliştirdik. İlk olarak, ipek fibrin protein ve sentetik biyopolimerler kullanarak fısıldayan galeri modu biyolazerleri gösterdik. Üretim başladıktan sonra hiçbir aygıt, bileşen ya da insan etkisi ile yapılanmaya müdahalede bulunmadık. İlk kısımda 2B kahve lekesini 3B içi delik kürecik yapılara çevirdik ve bunları lazer olarak kullandık. Sonrasında ise kahve lekesi etkisini bastırarak esnek, fiziksel olarak geçici ve çeşitli yüzeylere aktarılabilen disk lazerler ürettik. İkinci bölümde ise, kendiliğinden oluşan çatlaklar kullanarak mekansal olarak konumlandırılmış geri beslemeye dayalı rastgele lazerlerin kullanımını açıklanmıştır. Yüksek nitelik etmenine sahip yönlü rastgele lazerler silika nanoparçacıklar, floresan proteinler, ipek fibrin ve sentetik biyopolimerler kullanılarak sunulmuştur. Son olarak, tek enine manyetik alan kipli tamamen protein lazerler ışımanın kavite tasarımına göre ayarlandığı geribildirim kaviteler kullanılarak bildirilmiştir. Sonuçlarımız biyouyumlu ve biyobozunur lazerler üretmenin yenilikçi bir yolunu ortaya koymaktadır. Bu araştırma canlı organizmalara implant edilebilecek biyolazerler geliştirmek için zemin hazırlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Ever since their first demonstration by Theodore Maiman in 1960, lasers have enormous influence in our life. Laser light is coherent in space and time, directional and its spectrum is tunable. With their unique emission properties, lasers have a broad range of applications including barcode readers, blu-ray players, high-resolution imaging, and fiber-optic communication. Moreover, their use is emerging in biomedical imaging, diagnosis, and surgery. Commonly, lasers are fabricated using artificial or inorganic materials, however, these lasers are not proper to interface with living systems such as cells and tissues. As a solution, in this research, we fabricated biomaterial-based lasers (biolasers) made of biocompatible materials of proteins and biopolymers. Motivating from the coffee-stain effect, we developed unconventional cavities for biolasers using self-assembly methods. First, we demonstrated whispering gallery mode biolasers using silk fibroin protein and synthetic biopolymers. No tools, components, and/or human intervention are needed after the construction process is initiated. In the first section, we showed the transition of 2D coffee stain into 3D hollow spheroid structure and utilized them spheroid lasers. Next, we used the suppression of the coffee stain effect to fabricate disk lasers that are flexible, physically transient, and can be directly integrated on a variety of substrates. Second, we explained the use of self-assembled spatially localized feedback random lasers utilizing cracks. Directional random lasers with high Q-factors were presented using a wide variety of materials including fluorescent proteins, silk fibroin, silica nanoparticles, and synthetic biopolymers. Finally, we stated single transverse mode all protein lasers utilizing distributed feedback cavities and the emission was adjusted according to the cavity design. Our findings introduce an innovative way of fabricating biocompatible and biodegradable lasers. This research generates the foundation of the advances of biolasers that are implantable to living systems.

Benzer Tezler

  1. Potential of microdroplet lasers for optofluidic biosensing applications

    Mikrodamla lazerlerin olası opto-akışkan biyoalgılama uygulamaları

    MEHDİ AAS

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyofizikKoç Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER KİRAZ

  2. Self-assembled peptide nanostructure delivery systems for oligonucleotide therapy

    Kendiliğinden bir araya gelen peptit nanoyapı taşıma sistemi ile oligonükleotit tedavisi

    ZAHİDE DİDEM MUMCUOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY

  3. Logic synthesis and power-delay-area modeling of nano-crossbar arrays

    Nano-dizinlerin güç-gecikme-alan başarım modellemesi ve mantık sentezi

    MUHAMMED CEYLAN MORGÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ALTUN

  4. Self-assembled peptide based biomaterials for drug delivery and regenerative medicine

    Moleküler kontrollü bir araya gelme yöntemiyle oluşturulan peptit bazlı biyomalzemelerin ilaç taşınımı ve rejeneratif tıp alanlarında uygulamaları

    GÖKSU ÇİNAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Biyokimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER

  5. Structural and electronic properties of organic layers on Au(111)

    Organik katmanların Au(111) üzerinde yapısal ve elektronik özellikleri

    ÖZLEM KAP

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANAN VARLIKLI

    DOÇ. DR. CEM ÇELEBİ