Self-assembly microfabrication of multilayered helical nanomembrane and itsapplication as microswimming robots
Kendiliğinden oluşma yöntemiyle çok katmanlı sarmal nano-membran üretimi ve mikroyüzücü robot olarak kullanımı
- Tez No: 680400
- Danışmanlar: Prof. Dr. SERHAT YEŞİLYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroyüzücü robotlar hedef dokuya ilaç teslimi ve mikroşiruji gibi çeşitli biyomedikal uygulamalar için ümit vaat eden yapılardır. Bu tez üç ana alana odaklanmıştır: (i) mikro ölçekte, kristalize olmayan, çok katmanlı manyetik ve sarmal yapıda nano-membranlar elde etmek için kendiliğinden şekil alma temelli bir mikro-üretim yönteminin geliştirilmesi, (ii) bu yapıların modelleme ve simülasyonu ve (iii) bu yapıların manyetik ve akustik tahrikle yüzdürülmesi. İnce bir nikel tabakası, aralarında iç gerinim farkı bulunan iki silisyum nitrür nano-tabakanın arasına yerleştirilmiştir. Yapının yuvarlanma yönünün tayini için iki farklı üretim yöntemi önerilmiştir. Bunların ilki, genişlik ve uzunluk oranıyla kalınlığın beraberce değiştirilmesi, ikincisi ise üç-katmanlı yapının üst katmanında rendelenmiş bir yüzey profili elde edilmesidir. 2-boyutlu bir şeritin 3-boyutlu sarmal bir yapıya dönüşümü, deneylerde gözlenen sarmalanma sürecinin hareket eden sınır şartlarıyla temsil edilmesiyle COMSOL V5.6 programında modellenmiştir. Simülasyon sonuçları deney sonuçlarıyla kıyaslanmış ve bütün vakalarda yüzde ondan az bir hata payı gözlemlenmiştir. Üretilen mikro-robotların duvar yakınında yüzme performansı izopropil alkol ile doldurulmuş kübik bir rezervuarda ve döner manyetik alan altında karakterize edilmiştir. Rezervuarın yanına yerleştirilen bir piezoleketrik dönüştürücü yardımıyla titreşimin etkileri de çalışılmıştır. Titreşim olmaksızın elde edilen en yüksek hız olan 125 µm/s, 1 kHz titreşim frekansı altında 250 µm/s'ye çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
Microswimming robots are promising agents in biomedical disciplines due to their various potential functionality such as targeted drug delivery and microsurgery. This dissertation is dedicated to three main areas: (i) development of a self-assembly micro-fabrication technique to generate micro-scale, non-crystalline, multilayer, magnetic and helical nanomembranes; (ii) modeling and simulation; and (iii) magneto-acoustic propulsion. A thin film of nickel is sandwiched between two silicon nitride nanolayers with internal strain mismatch. Two methods of fabrication are proposed to determine the direction of rolling. The first one is changing the width-to-length aspect ratio and thickness, and the second one is topological modifications by grating the top layer of the tri-layer composite. The process of rolling from a 2D ribbon to a 3D shape is modeled by COMSOL V5.6. by moving boundary conditions inspired by the real rolling process. The results are compared and validated by experimental data with an error of less than ten percent for all cases. Near-wall swimming of the fabricated microrobots is characterized inside a cuboid reservoir filled with isopropyl alcohol by means of a rotating magnetic field. The effects of vibration are studied by using a piezo transducer next to the reservoir. The results show a maximum swimming velocity of 125 μm/s, which is improved to 250 μm/s under 1 kHz vibration frequency
Benzer Tezler
- Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces
Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı
BANU TAKTAK KARACA
Doktora
İngilizce
2015
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA
- Intrinsic stress-induced self-assembly of multilayer thin films for fabrication of three-dimensional micro devices
Üç boyutlu mikro aygıtların üretimi için çok katmanlı ince filmlerin iç gerilme kaynaklı kendiliğinden montajı
RAYAN BAJWA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. MURAT KAYA YAPICI
- Preparation of multilayer capsules for enzymatic reactions
Enzimatik tepklimeler için çok-katmanlı kapsüllerin hazırlanması
CEMRE ALEMDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İREM EREL GÖKTEPE
- Design and fabrication of electrostatically actuated nanotweezers by guided self-assembly
Elektrostatik hareket prensibi ile çalışan nano cımbızların tasarımı ve yönlendirilmiş kendinden birleşme metodu ile üretimi
ÖZLEM ŞARDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ERDEM ALACA
- Peptitlerin kendiliğinden düzenlenmesi ile biyo-esinlenilmiş nanoyapıların rasyonel tasarımı
Rational design of bio-inspired nanostructures from self-assembly of peptides
AYSEL ALIYEVA
