Self-assembled whispering gallery mode, random and distributed feedback biolasers
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 648509
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Potential of microdroplet lasers for optofluidic biosensing applications
Mikrodamla lazerlerin olası opto-akışkan biyoalgılama uygulamaları
MEHDİ AAS
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER KİRAZ
- Biomimetic self-assembled peptide nanofibers for bone regeneration
Kemik doku rejenerasyonu için kendiliğinden toplanan biyomimetik peptit nanofiberler
SAMET KOCABEY
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Self-assembled peptide template directed synthesis of one-dimensional inorganic nanostructures and their applications
Kendiliğinden düzenlenen peptit kalıplar yardımıyla inorganik tek-boyutlu nanoyapıların sentezi ve uygulama alanları
HANDAN ACAR
Doktora
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- 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
2014
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Self-assembled peptide nanostructures as a versatile tool for fabrication of nanostructured materials
Kendiliğinden düzenlenen peptit nanoyapıların nanomalzeme üretiminde çok yönlü kullanılması
RUSLAN GARİFULLİN
Doktora
İngilizce
2015
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER