Geri Dön

Hybrid polymeric materials comprising clay nanotubes, photothermal agents and phase change materials for food, water, and energy applications

Gıda, su ve enerji uygulamaları için kil nanotüpleri, fototermal ajanları ve faz değiştirme malzemelerini içeren hibrit polimerik malzemeler

PDF İndir

  1. Tez No: 680371
  2. Yazar: CÜNEYT ERDİNÇ TAŞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİYE ÜNAL, DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 227

Özet

Bu tezde, polimerik maddeler, inorganik nanopartiküller ve faz değişim malzemelerin birleşiminden oluşan hibrit kompozit sistemler hazırlanarak, '' gıda güvenliği '', '' temiz suyun korunması '' ve '' enerji tasarrufu '' kavramlarına farklı temel çözümler sunulmuştur. Gıda ürünlerinin korunması için, pazarlama ve nakliye aşamalarında gıdaların, ambalaj malzemelerinin içerisinde raf ömürlerinin uzatılması üzerine iki ana yaklaşım ele alınmıştır. Sunulan çözümlerden biri, meyve ve sebzelerin depolanması için etilen tutucu davranışına sahip halloysite nanotüplerle aktif gıda ambalaj malzemeleri tasarlamaktır. Sunulan diğer çözüm ise, gıda ürünlerinin taşınması aşamasında sıcaklık dalgalanmalarına karşı termal tamponlama özelliğine sahip faz değişim malzemesi / halloysite sistemi içeren bir gıda ambalaj malzemesi tasarlamaktır. Halloysit nanotüplerin merkezde olduğu tüm çalışmalar, partikül kalitesinin nanotüp performansı üzerindeki etkisini düşünmemize yol açmıştır. Homojen boyut dağılımına ve aglomerasyonsuz kaliteye sahip halloysite nanotüplerin lümen yükleme kapasitesi, yüzey fonksiyonlanması ve takviye dolgu maddesi olarak nanokompozit film malzemelerine katkısını araştırmak amacıyla; halloysite nanotüp yüzeylerinin polidopamin tabakası ile kaplanmasını, ultrasonikasyon ile su ortamına dağıtılmasını ve santrifüj ile boyut derecelendirilmesini içeren yeni bir üç aşamalı nanopartikül ayırma yöntemi geliştirilmiştir. Polidopamin yüzey kaplaması üzerine yapılan detaylı çalışma, polidopamin tabakasının ışığı termal enerjiye dönüştürme kabiliyetinden yararlanarak yeni bir malzeme tasarımı fikrine neden olmuştur. Bu açıdan, su bazlı poli (üretan-üre), emülsiyon formunda sentezlenmiş ve polidopamin ile su bazlı poli (üretan-üre) partiküllerinin yüzeyleri kaplanmıştır. Elde edilen poli (dopamin) - (üretan-üre) dispersiyonları ile, ışıktan ısıl enerjiye dönüşüm özelliğine sahip ve ikincil partikül ilavesi içermeyen döküm filmler hazırlamışı ve fototermal performansları sistematik olarak incelenmiştir. Poli (dopamin) - (üretan-üre) dökme filmden elde edilen ümit verici sonuçlar, güneşten termal enerjiye dönüşüm, termal enerji depolama ve uygulanan ortam üzerinde termal tamponlama özelliği dahil olmak üzere çok işlevli bir özelliğe sahip kaplama polimer filmi üretmemizi sağlamıştır. Bu hedefin ilk aşaması olarak, şekle dayanıklı gizli ısı depolama kavramı, zeolitik şekil stabilizatörü ile faz değişim malzemeleri olarak laurik asit ve polietilen glikol kullanılarak incelenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen bilgiler, fototermal kabiliyete sahip yeni poli (dopamin) - (üretan-üre) polimer matrisi ve faz değişim malzemesi olarak PEG4000 kullanılarak şekil-kararlı faz değişim filmi hazırlamak için kullanılmıştır. Bu çalışmada, PEG4000, ikincil destek malzemesine kapsüllenmeden poli (dopamin) - (üretan-üre) su dispersiyonunda çözündürülerek, farklı oranlarda polimer matrisine doğrudan entegre edilmiş ve bu sayede, basit bir yöntemle form-kararlı faz değişim kaplama filmi elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, different fundamental solutions have been offered on the concept of ''save food'', ''save water'', and ''save energy'' by preparing hybrid composite systems comprising the combination of polymeric substances, inorganic nanoparticles, and phase change materials. For the protection of food products, two main approaches were addressed to prolonging the shelf life of foods in the marketing and transportation stages while inside of packaging materials. One offered solution was to design active food packaging materials with halloysite nanotubes having the ethylene scavenging behavior for the storage of fruits and vegetables. The other offered solution was to design a food packaging material with the phase change material/halloysite hybrid system having thermal buffering property against temperature fluctuations during the transportation stage of food products. All studies in which halloysite nanotubes were at the center have led us to consider the effect of particle quality on nanotube performance. In order to investigate the contribution of halloysite nanotubes having homogeneous size distribution and agglomeration-free quality on lumen loading capacity, surface functionalization, and as reinforcing filler into nanocomposite film materials; a new three-step nanoparticle separation method was developed involving being coated of halloysite nanotube surfaces with a polydopamine layer, dispersed with ultrasonication into the water medium and graded with centrifugation. The detailed study on polydopamine surface coating caused a new material design idea by utilizing the light to thermal energy conversion capability of the polydopamine layer. From this viewpoint, waterborne poly(urethane-urea) was synthesized at emulsion form and coated to surfaces of waterborne poly(urethane-urea) particles with polydopamine. Cast films, which had light to thermal energy conversion ability without containing any other secondary particle incorporation, were prepared by obtained poly(dopamine)-(urethane-urea) dispersions, and photothermal performances were examined systematically. Obtained promising results taken from poly(dopamine)-(urethane-urea) cast film induced us to produce a coating polymer film which had a multifunctional property including solar to thermal energy conversion, thermal energy storage, and thermal buffering property over the applied environment. As the first stage of this target, the shape-stable latent heat storage concept was examined by using zeolitic shape stabilizer and lauric acid and polyethylene glycol as phase change materials. Following, the acquired knowledge from this study was used to prepared form-stable phase change film by using novel poly(dopamine)-(urethane-urea) polymer matrix having intrinsically the photothermal capability and PEG4000 as phase change material. In this study, PEG4000 was directly integrated into the polymer matrix at different ratios by dissolving in poly(dopamine)-(urethane-urea) water dispersion without having encapsulated into secondary supporting material, which resulted in obtaining a form-stable phase change coating film with a one-pot simple method.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    899640

    A sustainable approach for thermoplastic composites withtailorable characteristics by thermokinetic hybridization of waste cellulose and vermiculite

    Atık selüloz ve vermı̇külı̇tı̇n termokı̇netı̇k hı̇brı̇dizasyonu ı̇leözelleştı̇rı̇lebı̇lı̇r nı̇telı̇klere sahı̇p termoplastı̇k kompozı̇tlerı̇çı̇n sürdürülebı̇lı̇r yaklaşım

    GİZEM SEMRA ARITÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    KimyaSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU

  2. Tez No

    496428

    Investigation and enhancement of the mechnanical properties of the fabric reinforced hybrid composites

    Kumaş takviyeli hibrit kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi ve iyileştirilmesi

    HANDE SEZGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER BERK BERKALP

  3. Tez No

    266033

    Novel design-based complex nanostructures in hybrid core-shell architectures for high-efficiency light generation

    Yüksek verimli ışık üretimi için melez çekirdek-kabuk mimarili yenilikçi dizayn temelli kompleks nanoyapılar

    İLKEM ÖZGE ÖZEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  4. Tez No

    759181

    Molecular level design of engineered coatings for antimicrobial and antibiofilm surfaces

    Antimikrobiyal ve antibiyofilm özellikli kaplamaların moleküler seviyede tasarımı

    BUKET ALKAN TAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    KimyaSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİYE ÜNAL

  5. Tez No

    849627

    Grafen oksit katkılı polimer nanokompozitlerin çeşitliözelliklerinin incelenmesi

    Investigating various properties of graphene oxide doped polymer nanocomposites

    OĞUZKAN ŞENTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MEHMET PALABIYIK

Geri Dön