Polimer bazlı gerinim sensörlerinin biyomedikal için geliştirilmesi
Development of polymer-based strain sensors for biomedical
- Tez No: 780942
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ŞENGÖR, PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Metalurji Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Metallurgical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara 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: 112
Özet
Biyomedikal için geliştirilen polimer bazlı gerinim sensörleri küçük fiziksel hareketleri ve mekanik deformasyonu tespit etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, insan vücudunun fizyolojik belirtilerini yakalamak için arzu edilen, rahat giyilen, çok hassas ve hızlı tepki veren sensörler üretmek bir zorluk olmaya devam etmektedir. Bu tez çalışması, yüksek maliyetli, uzun süreli dayanımlarının kötü olması, kullan at çözümler için elverişli olmamaları, şekil hafızalarının zayıf olması gibi olumsuz özelliklerinden dolayı karbon bazlı malzemeler, polimer için alternatif çözümler sunmaktadır. Düşük maliyetli termoplastik poliüretan bazlı bir gerinim sensörü üretilmiştir ve iletkenliği sağlamak için grafit, karbon siyahı ve 10 ml dimetilformamid ve tetrahidrofuran kullanılmıştır. İçerisine nişasta ve bizmut nitrat eklenmesi, TPU/G/CB sensörlerinin üretimi ile nanokompozitler alanına yeni bir yaklaşım getirmektedir. Hazırlanan TPU/G/CB kompozitlerinin karakterizasyonu yapılarak farklı oranlarda eklenen bizmut nitrat ve nişastanın etkileri incelenmiştir. Karbon bazlı malzemeler oksijenle veya başka bir reaktifler ile tepkimeye girmesi gibi handikaplarının yanında perkolasyon eşiği görülmektedir. İyi bir elektrik iletkenliği performansı sağlarken mekanik dayanımı olumsuz etkisinin de gözetilmesi gerekmektedir. Bizmut nitrat içeriği ile mekanik dayanımdaki olumsuz etkinin önüne geçerek hem mekanik dayanım performansını hem de tekrar edilebilirliğini de arttırması sağlanmıştır. Yine aynı şekilde nişasta içeriği ile karbon siyahı ve grafit kullanımında yüksek perkolasyon eşiğinin olumsuz özelliğinin önüne geçilmiştir. Sonuç olarak, gerinim sensörü üretiminde bileşim malzemelerinin kullanılması ile umut verici sonuçlar ve biyomedikal alanı için de umut verici bir uygulama gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Polymer-based strain sensors developed for biomedicine are widely used to detect small physical movements and mechanical deformation. Furthermore, it remains a challenge to produce desirable, comfortable-wearing, highly sensitive, and responsive sensors to capture physiological signs of the human body. This thesis study offers alternative solutions for carbon-based materials and polymers due to their negative features such as high cost, poor long-term strength, not being suitable for disposable solutions, and poor shape memory. A low-cost thermoplastic polyurethane-based strain sensor was fabricated and graphite, carbon black, and 10 ml of dimethylformamide and tetrahydrofuran were used to provide conductivity. The addition of starch and bismuth nitrate brings a new approach to the field of nanocomposites with the production of TPU/G/CB sensors. The effects of bismuth nitrate and starch added at different rates were investigated by characterizing the prepared TPU/G/CB composites. The percolation threshold is seen next to the handicaps, such as the reaction of carbon-based materials with oxygen or other reagents. While providing a good electrical conductivity performance, the negative effect of mechanical strength should also be considered. With its bismuth nitrate content, it has been ensured to increase both mechanical strength performance and repeatability by preventing the negative effect on mechanical strength. Likewise, the negative feature of the high percolation threshold is prevented by the use of carbon black and graphite with its starch content. As a result, promising results and a promising application for the biomedical field have been shown with the use of composition materials in the production of strain sensors.
Benzer Tezler
- Fabrıcatıon of 3D prınted flexıble polyurethane nanocomposıte
3b baskili esnek poliüretan nanokompozit imalati
ALİCAN MERT
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Young's modulus characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips for viscosity measurements
Viskozite ölçümleri için tasarlanmış polidimetilsiloksan (PDMS) mikroakışkan çiplerinin young modülü karakterizasyonu
CEYDA KÖKSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
DOÇ. ONUR FERHANOĞLU
- Taılorıng mıcrostructure and morphology ın prınted carbon nanomaterıals for straın sensıng
Gerinim algılama için baskılı karbon nanomalzemelerde mikrostruktur ve morfolojinin özelleştirilmesi
ADEL ALRAİ
Doktora
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA CEBECİ
DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Experimental study on static and dynamic behavior of woven carbon fabric laminates using in-house piezoelectric sensors, acoustic emission, digital image correlation and scanning electron microscopy
Dokuma karbon kumaş laminatların statik ve dinamik davranışlarının deneysel olarak şahsi üretim piezoelektrik sensör, akustik emisyon, dijital görüntü korelasyonu ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmesi
HAFIZ QASIM ALI
- Designing and manufacturing superamphiphobic flexible sensors
Süperamfifobik esnek sensör tasarlanması ve üretilmesi
FATMA SAİME ERDÖNMEZ
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU