Geri Dön

Kuvvete duyarlı nanotüp/polimer bazlı elektroeğrilmiş esnek nanoliflerin sentezi ve elektromekanik performansının incelenmesi

Synthesis of force sensitive carbon nanotube/polymer based electrospun flexible nanofibers and investigation of electromechanical performance

PDF İndir

  1. Tez No: 709993
  2. Yazar: ŞULE PINAR CİNFER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR, DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULKADİR ŞANLI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Esnek basınç/gerinim sensörleri son yıllarda geniş kullanım alanları sebebiyle birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Özellikle giyilebilir sensör ve E-deri olarak kullanımları ile dikkat çeken sensörler insan sağlığının izlenmesi konusunda önem kazanmıştır. Esnek basınç/gerinim sensörleri çalışma mekanizması açısından üç ana başlıkta incelenebilmektedir: piezoelektrik, kapasitif, piezorezistif. Bu mekanizmaların arasından piezorezistif sensörler üretim ve uygulama kolaylığı sebebiyle daha fazla tercih edilmektedir. Piezorezistif sensörler yapı olarak; esnek bir baz yapı ve iletken katkı maddelerinden oluşmaktadır. Sensör üzerine yüklenen basınç veya gerilme ile iletken yapının kendi arasındaki bağlantı noktaları ve dağılımı değişerek direnç değişimine sebep olur. Çalışma mekanizması, basınca veya gerilime bağlı olarak görülen bu direnç değişiminin sinyallere çevrilmesi ile tamamlanmaktadır. Taban malzeme olarak elastomer malzemeler, iletken katkı malzemeler olarak ise karbon nanotüp (KNT), grafen gibi karbon bazlı metal nano iletkenler yoğun olarak kullanılmaktadır. Sensör üretimi için en yaygın kullanılan yöntem; polimer çözeltisinin film haline getirildikten sonra karbon bazlı iletken çözelti içerisinde kaplanmasıdır. Karbon bazlı iletkenlerin çözelti içerisinde dağıtılması problem olmaktadır. Bu problemin çözmek için yüzey aktif ajanlar kullanılmaktadır. Homojen bir karbon bazlı çözelti üretmek için çoğunlukla anyonik yüzey aktif ajan olan sodyum dodesil sülfat (SDS) kullanılmakta olup çalışmalarda KNT/SDS oranı değişiklik göstermektedir. Sunulan tez çalışmasında KNT/SDS oranının homojen bir sensör için optimize edilmesi ve KNT/SDS oranının sabit tutularak konsantrasyonun sensör performansına etkisinin gözlemlenmesi amaçlanmıştır. Termoplastik poliüretan (TPU) çözeltisi elektroeğirme ile film haline getirilmiş ve belirlenmiş KNT/Yüzey Aktif Ajan (YAA) çözeltileri içerisine daldırılarak kaplanmıştır. Aynı deney prosesleri anyonik ve katyonik yüzey ajanları arasındaki farkı belirlemek amacıyla katyonik bir yüzey aktif ajan olan setrimonyum bromür (CTAB) ile de gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmalarından elde edilen sonuçlar incelendiğinde pürüzsüz fiber üretiminin gerçekleştiği ve KNT'lerin başarılı bir şekilde fiberlerin üzerine kaplandığı belirlenmiştir. Filmlerin tümünde KNT konsantrasyonun artışına bağlı olarak direncin düştüğü görülmüştür. Çekmeye bağlı olarak direnç değişimleri incelendiğinde performansı en yüksek sensörün 5,84 GF ile TPU/50KNT/500SDS kodlu film olduğu belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Flexible pressure/strain sensors have emerged in many areas in recent years due to their wide usage areas. The sensors, which attract attention with their use as wearable sensors and E-skin, have gained importance in monitoring human health. Flexible pressure/strain sensors can be examined under three main headings in terms of their working mechanism; piezoelectric, capacitive, piezoresistive. Among these mechanisms, piezoresistive sensors are more preferred due to their ease of production and application. Piezoresistive sensors consist of a flexible base structure and conductive additives. With the pressure or tension loaded on the sensor, the connection points and distribution of the conductive structure change, causing a change in resistance. The working mechanism is completed by converting this resistance change due to pressure or voltage into signals. Elastomer materials are used as the base material, and carbon-based metal nanoconductors such as carbon nanotube (CNT) and graphene are used extensively as conductive additive materials. The most common method for sensor fabrication is coating the polymer solution in a carbon-based conductive solution after filming. The dispersion of carbon-based conductors in solution is a problem. Surface active agents are used to overcome this problem. Sodium dodecylsulfate (SDS), an anionic surfactant, is mostly used to produce a homogeneous carbon-based solution, and the CNT/SDS ratio varies in studies. In the presented thesis, it is aimed to optimize the CNT/SDS ratio for a homogeneous sensor and to keep the CNT/SDS ratio constant and to observe the effect of concentration on sensor performance. Thermoplastic polyurethane (TPU) solution was formed into films by electrospinning and coated by immersion in optimized CNT/surfactant solutions. The same test processes were also carried out with cetrimonium bromide (CTAB), a cationic surfactant, to determine the difference between anionic and cationic surface agents. When the results obtained from the characterization studies were examined, it was determined that smooth fiber production took place and CNTs were successfully coated on the fibers. In all of the films, it was observed that the resistance decreased depending on the increase in CNT concentration. When the resistance changes due to strain were examined, it was determined that the sensor with the highest performance was the TPU/50KNT/500SDS coded film with 5.84 GF.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    441848

    Yüksek mukavemetli polimer kompozit hazırlanması

    Preparation of high strength polymer composite

    DUYGU ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURSEL DİLSİZ

  2. Tez No

    529467

    Vinil grubu içeren bazı polimer/modifiye tek duvarlı karbon nanotüp nanokompozitlerinin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of some polymer including vinyl group/modified single walled carbon nanotube nanocomposites

    ERSİN YANMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaBalıkesir Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET DOĞAN

  3. Tez No

    725977

    Structural, optical and mechanical properties of polyacrylamide hydrogels doped with multiwalled carbon nanotubes

    Çok duvarlı karbon nanotüp katkılı poliakrilamit hidrojellerin yapısal optik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    MERT CAN ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEMET AKTAŞ

  4. Tez No

    468077

    Effect of L-arginine conjugated carbon nanotube (CNT) reinforced sulfonated polyether ether ketone (speek) nanofilms on cell proliferation

    L-arjinin bağlı karbon nanotüp (KNT) takviyeli sülfonatlanmış poli eter eter keton nanofilmlerin hücre çoğalmasına etkisi

    HATİCE KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    BiyomühendislikBoğaziçi Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DUYGU EGE

  5. Tez No

    416924

    Karbon nanotüp esaslı yüksek performanslı liflerin üretim yöntemleri, mekanik ve yapısal özellikleri ve uygulama alanları

    Production methods, mechanical and structural properties and application areas of carbon nanotube based high performance fibers

    ÜLKÜ KÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KARACAN

Geri Dön