Development of functional multilayer coatings for gas sensing and smart window applications
Gaz algılama ve akıllı pencere uygulamaları için fonksiyonel çok katmanlı kaplamaların geliştirilmesi
- Tez No: 761341
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERIC MENG MENG TAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Fonksiyonel kaplamalar uçaklardan optoelektronik cihazlara, enerji tasarrufu sağlayan uygulamalardan sensörlere kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Bu tez, iki fonksiyonel çok katmanlı kaplama tasarlamaya ve geliştirmeye odaklanmaktadır. Birincisi, etanol buharının konsantrasyonunu tespit etmek ve belirlemek için kızılötesi gaz algılama düzeneğinde özel yapım lityum tantalit piroelektrik dedektörü ile birleştirdiğimiz bir bant geçiren filtrenin geliştirilmesidir. 7 katman alternatif germanyum ve alüminyum oksit malzemeden oluşan yapılandırılmış bant geçiren filtre, 3250 ± 232 nm'lik bir merkez dalga boyuna ve %84,5'lik bir tepe geçirgenliğine sahiptir. Bu dalga boyu aralığı, etanol moleküllerinin karakteristik absorpsiyon modu ile örtüşür. Ölçüm düzeneğinde etanol buharının varlığında, piroelektrik dedektör bir voltaj sinyali değişikliğine neden olur ve böylece piroelektrik etkiyi gösterir. Ölçüm sistemi, bira ve şarap gibi alkollü içecekler dahil olmak üzere çeşitli alkol konsantrasyonlarını (hacimce %6 - %100) elektronik olarak algılayabilir ve ölçebilir. İkinci çalışma, geniş bant kızılötesi ışığı (2000-25000nm) yansıtırken görünür ışığı modüle eden bir akıllı pencere geliştirmeye odaklanıyor. Akıllı pencere, şeffaf bir ısıtıcı ve pleksi arasına ısıya duyarlı bir katman oluşturularak yapıldı. Sıcak bir günde, ısıya duyarlı katman (Poli(N-izopropilakrilamid)), düşük kritik çözelti sıcaklığında (32.5 °C) şeffaf halden opak hale geçebilir. Bu nedenle, ısının iç mekana girmesini engeller. Geceleri, sıcaklık düştükçe, ince alüminyum oksit ve gümüş katmanlarından yapılmış şeffaf ısıtıcıyı etkinleştirerek pencerenin opaklığı isteğe bağlı olarak etkinleştirilebilir. Bu nedenle, kullanıcılara gizlilik koruması sağlar. Pencere ayrıca, soğuk günlerde kullanım için uygun olan kızılötesinde geniş bir spektrumu yansıtabilir. Akıllı pencerenin bu çoklu işlevleri, küresel olarak yüksek elektrik tüketimine katkıda bulunan alan ısıtma ve soğutma sorunlarına olası çözümler sunar.
Özet (Çeviri)
Functional coatings are used in many areas, from aircraft to optoelectronic devices, energy-saving applications, and sensors. This thesis focuses on designing and developing two functional multilayer coatings. Firstly is the development of a bandpass filter which we combine with a custom-made lithium tantalate pyroelectric detector in an infrared gas detection setup to detect and determine the concentration of ethanol vapor. The constructed bandpass filter that consists of 7-layers of alternating germanium and aluminum oxide materials has a center wavelength of 3250 ± 232 nm and a peak transmittance of 84.5%. This wavelength range overlaps with the characteristic absorption mode of ethanol molecules. In the presence of ethanol vapor in the measuring setup, the pyroelectric detector induces a voltage signal change, thus demonstrating the pyroelectric effect. The measurement system can electronically detect and quantify various concentrations of alcohol (6% - 100% by volume), including alcoholic beverages like beer and wine. The second study focuses on developing a smart window that modulates visible light while reflecting broadband infrared light (2000 – 25000nm). The window is made by placing a thermoresponsive layer between a transparent heater and plexiglass. On a hot day, the thermoresponsive layer (Poly(N-isopropylacrylamide)) can change from the transparent state to the opaque state at its lower critical solution temperature (32.5 °C). Hence, blocking the heat from entering the indoor space. At night, as the temperature drops, the window's opacity can be activated on-demand by activating the transparent heater made from thin layers of aluminum oxide and silver. Therefore, providing users with privacy protection. The window can also reflect a broad spectrum in the infrared, which is well suited for use during cold days. These multiple functionalities of the smart window provide possible solutions to the problems of space heating and cooling that contribute to the high electricity consumption globally.
Benzer Tezler
- Ark PVD yöntemiyle tin kaplanmış kesici takımların karakterizasyonu ve performanslarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
M.CENK TÜRKÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. E. SABRİ KAYALI
- Katodik Ark Pvd yöntemi ile üretilmiş tiaın ve tin kaplamalarının korozyon özellikleri
Başlık çevirisi yok
LEVENT CANDEMİR
- Kimyasal korozyon direncine sahip çok katmanlı filmlerinhazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of multilayered films withchemical corrosion resistance
ALEYNA NUR BAŞEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Hofmeister serisi tuzların elektrostatik etkileşimli lbl filmlerin kararlılıklarına etkisinin QCM-D tekniği ile incelenmesi
Investigation the effect of hofmeister series salts on the stability of electrostatically interacted lbl films by QCM-D technique
SEVGİ KEMEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Preparation of transparent conductive electrodes via layer by layer deposition of functional nanomaterials
Fonksiyonel nanomalzemelerin katman katman kaplanması ile saydam iletken elektrotların hazırlanması
FARUK OYTUN
Doktora
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DOÇ. DR. FEVZİHAN BAŞARIR