Toksik gazların tespiti için sıvı kristal esaslı sensör geliştirilmesi
Development of liquid crystal based sensors for the detection of toxic gases
- Tez No: 708115
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMİNE KEMİKLİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Sıvı kristal, kristal bir katı ve izotropik bir sıvının ara maddesi olan bir malzeme fazıdır. Sıvı kristaller çubuk benzeri bir yapıya sahip moleküllerden oluşurlar. Sıvı kristaller termotropik ve liyotropik olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Sıcaklık, manyetik ve elektrik alan, çözücü gibi dış uyaranlardan kolayca etkilenirler. Sıvı kristallerin hızlı tepki vermeleri sensör teknolojilerinde kullanımlarına olanak sağlar. Özellikle kolesterik sıvı kristallerinde sarmal yapının bulunması daha hızlı optik çıktı oluşturmaktadır. Bu bağlamda sıvı kristal malzemelerin optik özelliklerinden yararlanılarak kontrolsüz salınımları gerçekleşen toksik uçucu gazların tespiti için kullanım potansiyeli taşımaktadır. Tez çalışmasının ilk yarısında, polivinil klorür (PVC) polimeri ve dimetiloktadesil[3-(trimetoksisilil)propil]amonyum klorür (DMOAP) yüzey birleştirme ajanıyla cam yüzey kaplama prosesleri yapılmıştır. Bu yüzeyler için termotropik kolesterik faz, mavi faz ve liyotropik kolesterik faz olmak üzere üç farklı sıvı kristal numunesi hazırlanmıştır. Sıvı kristal numuneleri 20 µm kalınlığa sahip ayrı ayrı hazırlanmış PVC ve DMOAP kaplanmış cam hücreler içerisine enjekte edilerek sıvı kristal numunelerinin karakteristik yapıları sıcaklığın bir fonksiyonu olarak polarize optik mikroskop (POM) altında incelenmiştir. Tezin ikinci yarısında, oluşturulan sıvı kristal numuneleri fenol, toluen ve 1,2 dikloropropan toksik uçucu organik çözgenlerin buharlarına dış ortamdan izole bir kutu içerisinde sıcaklığın ve zamanın fonksiyonu olarak maruz bırakılmıştır. İzole ortam SOLIDWORKS® 2020 programıyla tasarlanarak 3B yazıcı aracılığıyla çıktısı alnmıştır. Ortamdan izole kutu içerisine sıvı kristal numuneleri yerleştirilerek dalga boyu değişimleri spektrofotometre vasıtasıyla gözlemlenmiştir. Tezin son aşamasında elde edilen deneysel verilerin bulanık mantık yaklaşımı ile faktör analizi yapılarak sistemin girdi ve çıktıları arasındali ilişki belirlenmiştir. Her bir girdi ve çıktı için üyelik fonksiyonu tanımlanarak sistemin çıkarsama kuralları oluşturulmuştur. Geliştirilen bulanık çıkarsama Matlab ortamında yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Liquid crystal is an intermediate matter phase that between crystal solid and isotropic liquid phase. Liquid crystals are consisting of rod-shaped molecules. Liquid crystals are divided into two main groups as thermotropic, and lyotropic liquid crystals. They can be easily affected from external stimulants like heat, magnetic-electric field and solvents. Fast response rate of liquid crystals are enables them for using in sensor technologies. Especially in cholestric phase liquid crystals are known for fast optic output, because of their helical structures. In this context, it has the potential to be used for the detection of toxic volatile gases that are released uncontrolled by utilizing the optical properties of liquid crystal materials. In the fist half of this thesis work, glass coating processes has been done with polyvinyl chloride (PVC) polymer and dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOAP) coupling agent. For this surfaces, three different liquid crystal samples, thermotropic cholestric phase, blue phase and lyothropic cholesteric phase, has been prepared. Liquid crystal samples are injected in 20 µm thick glass cells that coated with PVC and DMOAP, which is prepared separately, and investigated under polarizing optical microscope (POM) for their structural characteristics, as a function of temperature. In the second half of this thesis work, prepared liquid crystals samples are exposed to phenol, toluene and 1,2 dichloropropane toxic volatile organic solvent vapors, isolated from outdoor environment with the isolated box, as the function of heat and time. In this process, wavelength changes in liquid crystals are observed through with a spectrophotometer. In the last stage of the thesis, the relationship between the inputs and outputs of the system was determined by factor analysis of the experimental data obtained with the fuzzy logic approach. The inference rules of the system were created by defining the membership function for each input and output. The developed fuzzy inference was made in Matlab program.
Benzer Tezler
- Implementation of novel carbon-based nanomaterials for high-performance gas sensors
Yüksek performanslı gaz sensörlerinde yenilikçi karbon bazlı nanomalzemelerin uygulanması
MOHAMAD ANAS HEJAZI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Synthesis, characterization of PVC-graft-calixarene molecules and investigation of interactions of saw transducers with volatile organic compounds
PVC- graft- kaliksaren moleküllerinin sentezi,karakterizasyonu ve uçucu organik bileşiklerle olan etkileşim parametrelerinin saw dönüştürücüler ile incelenmesi
ZEYNEP GENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. NİLGÜN KIZILCAN
DR. CİHAT TAŞALTIN
- Duman inhalasyon hasarı oluşturulmuş sıçanlarda stromal vasküler fraksiyonun inflamasyon üzerine etkileri
The effects of stromal vascular fraction on the inflammation of smoke inhalation injury created rats
EMRE ÖZENALP
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2018
Plastik ve Rekonstrüktif CerrahiErciyes ÜniversitesiPlastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA ÇORUH
- Mathematical modeling and simulation of microfluidic flow in gas sensors
Gaz sensörlerinde mikroakışın matematiksel modellenmesi ve simülasyonu
HALE YURTTUTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ULUDAĞ
PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ
- Nanomaterial modified electrode surface characterization and biosensor application for a terrorism agent detection
Terörizm ajan tespiti için nanomateriyel modifiye edilmiş elektrotların yüzey karakterizasyonu ve biyosensör uygulaması
MERYEM TUĞÇE ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİMET YILDIRIM TİRGİL