Ahtapottan esinlenilerek biyomimetik yapıştırıcıların üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of octopus-inspired biomimetic adhesives
- Tez No: 713927
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EBRU DEVRİM ŞAM PARMAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Bu tez çalışmasında, ahtapottan esinlenilen minyatürize boyutlarda vantuz benzeri yapılardan oluşan elastomer esaslı ve ıslak ortamda tekrarlı olarak yapışabilen yapıştırıcıların CNC işleme tekniği kullanılarak pratik bir şekilde üretilmesi hedeflenmiştir. CNC işleme tekniğiyle delik desenli kalıp üretimi gerçekleştirilmiş olup, üretilen kalıp kullanılarak kısmi doldurma tekniğiyle PDMS ve dental esaslı elastomerlerden oluşan vantuz benzeri yapılara sahip yapıştırıcılar elde edilmiştir. Üretilen yapıştırıcıların morfolojik ve kesit görüntüleri stereo mikroskop kullanılarak incelenmiştir. Üretilen yapıştırıcıların yapışma testleri mekanik test cihazında gerçekleştirilmiştir. Yapışma testleri sert ve deforme edilebilir altlıkların yüzeyinde kuru ve farklı türdeki ıslak ortamlarda uygulanmıştır. Üretilen yapıştırıcıların ıslak ortam yapışma testleri sistematik bir şekilde değişen önyük hızlarında, basma sürelerinde, geri çekme hızlarında ve önyüklerde gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yapıştırıcıların yapıştırıldıkları yüzeyle arasında oluşan temas alanı görüntüleri optik mikroskop ile elde edilmiştir. Ahtapottan ilham alınarak üretilen PDMS ve dental elastomer esaslı yapıştırıcılar yaklaşık 7 x 7 cm büyüklüğündedir. Dört farklı geometride yapı üretilmiş olup, bu yapıların isimleri sırasıyla PDMS dış tipi içbükey (PD), PDMS iç tipi içbükey (Pİ), dental perfore tipi içbükey (DP) ve dental iç tipi içbükey (Dİ)' dir. Su altı ortamda en yüksek yapışma mukavemeti hem sert yüzey üzerinde (~ 14 kPa) hem de deforme edilebilir yüzey üzerinde (~ 8.5 kPa) Dİ tipi yapılardan oluşan yapıştırıcı tarafından sergilenmiştir. Islak ortamda gerçekleştirilen sistematik yapışma testleri sonucunda, üretilen yapıştırıcıların yapışma kuvvetlerinin artan geri çekme hızlarıyla doğru orantılı olarak arttığı tespit edilmiştir. Bu sonuç, üretilen yapıştırıcıların yapışma kuvvetlerinin değiştirilebilir olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, üretilen yapıştırıcılar düz nesnelerin sualtında bir yerden başka bir yere taşınması için yumuşak robotik tutucu olarak kullanılabilirler. 100 çevrime kadar gerçekleştirilen yapışma testleri sonucunda, üretilen yapıştırıcıların yapışma kuvvetlerinde kayda değer bir azalma olmaksızın performanslarını korudukları gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis work, the aim was to produce an adhesive that exhibits reversible adhesion in underwater consisting of miniaturized octopus-inspired elastomer based sucker like structures by CNC machining. Hole-patterned mold was produced with CNC machining technique. The adhesives consisting of sucker like structures consisting of PDMS and dental-based elastomers were obtained by partial-filling technique using the hole-patterned mold. Morphological and cross-sectional images of the adhesives were examined using a stereo microscope. Adhesion tests of the adhesives were carried out with a mechanical test device. Adhesion tests were performed on the surface of hard and deformable substrates in dry and different types of wet environments. In adhesion tests, the adhesives were systematically performed with different preload velocities, preloads, pressing times and retraction velocities to substrates in wet conditions. The images of the contact area between the adhesives and and the surface were obtained with an optical microscope. The octopus-inspired PDMS and dental elastomer based adhesives are approximately 7 x 7 cm in size. Structures in four different geometries were produced, and the names of these structures are PDMS outer type concave (PD), PDMS inner type concave (Pİ), dental perforated concave (DP) and dental inner type concave (Dİ). The highest adhesion strength in underwater conditions was exhibited by the adhesive consisting of Dİ-type structures both on the hard surface (~14 kPa) and on the deformable surface (~8.5 kPa). The findings revealed that the adhesion strength of the adhesives increased when the preload increased and also the adhesion strength is independent of the preload velocity and pressing time in wet conditions. Moreover, the adhesion strength further increased with increasing retraction velocities, which indicates that the adhesion strength can be switched by altering the velocities for the adhesives. Therefore, the adhesives can be used as soft robotic grippers to transport flat objects in wet conditions from one place to another. The adhesives maintained averaged adhesion strength without any notable reduction in adhesion capability even after more than 100 cycles of attachment and detachment.
Benzer Tezler
- Numerical and experimental investigation of bioinspired soft robotic actuator that creates vacuum
Tasarımında doğadan esinlenilmiş ve vakum kuvveti yaratabilen yumuşak robotik aktüatörün nümerik ve deneysel incelenmesi
UMUT SERDAR ÇİVİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP PARLAR
- 2009-2019 yılları arasında Antalya Büyükşehir Belediyesi'nin gerçekleştirmiş olduğu inovatif projelerin halkın üzerindeki etkisi
The effect of the innovative projects of Antalya Metropolitan Municipality on the public between 2009-2019
OKAN ATİLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EkonomiSüleyman Demirel Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTAN BECEREN
- Bireysel yetiştiricilik tekniğinin porsiyonluk ahtapot (Octopus vulgaris, Cuvier 1797) yetiştiriciliğine etkisi
Effects of individual rearing method on fattening of common octopus (Octopus vulgaris, Cuvier 1797)
SELİM SEREZLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Su ÜrünleriEge ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL ŞEN
- İzmir Orta Körfezi ahtapot (Octopus vulgaris Cuvier. 1797) populasyonunun doğal ve yapay yaşam alanları üzerine bir araştırma
A studies on natural and artificial habitats of octopus (Octopus vulgaris Cuvier, 1797) populations in middle of İzmir bay
ALİ ULAŞ
Doktora
Türkçe
2000
Su ÜrünleriEge ÜniversitesiSu Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SUMRU ÜNSAL
- İskenderun Körfezi'nden avlanan ahtapotlarda bisfenol A düzeylerinin belirlenmesi
Determination of bisphenol A levels in octopuses caught from Iskenderun Bay
HATİCE KÜBRA MAZLUM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Eczacılık ve FarmakolojiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiFarmakoloji ve Toksikoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDİNÇ TÜRK