An experimental and theoretical investigation of continuous microwave-fluidic manufacturing of polyurethane-metal nanocomposites
Poliüretan-metal nanokompozitlerin kesintisiz mikrodalga-akışkan imalatının deneysel ve kuramsal incelenmesi
- Tez No: 784679
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL BAYAZIT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel aktivite, Benzetim modeli, Malzeme akış sistemi, Metal nanopartiküller, Mikrodalga frekans, Nanokompozitler, Antibacterial activity, Simulation model, Material flow system, Metal nanoparticles, microwave frequence, Nanocomposites
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Termoplastik poliüretan-metal nanokompozitler, üstün mekanik ve antimikrobiyal özelliklerinden dolayı biyomedikal uygulamalarda önemli bir potansiyele sahiptir. Nanokompozitleri üretmek için kullanılan sentez yolu, nanopartiküllerin boyutunu, morfolojisini ve dağılımını derinden etkileyeceğinden aynı zamanda nanokompozitin özelliklerini de etkiler. Bu çalışmada, bir mikrodalga-akışkan (MWF) üretim sistemi kullanılarak küresel gümüş nanoparçacıklar (AgNP'lar) içeren poliüretan-gümüş nanokompozitler (TPU-Ag NK'ler) yaklaşık 40 °C'de herhangi bir indirgeyici olmadan sürekli olarak üretilir. AgNP'ları tekrarlanabilir şekilde PU matrisi içerisinde üretebilmek için mikrodalga gücü, metal tuz derişimi, polimer derişimi, ve akış hızı gibi deneysel değişkenlerin eniyilemesi üretilen kompozitlerin Mor Ötesi Görünür Bölge ve Dinamik Işık Saçılım Spektrometreleri ile karakterize edilmesiyle gerçekleştirilir. Eniyilemesi yapılmış NK'ler HRTEM-EDS, XRD, FTIR, and TGA/DTA ile karakterize edilir. Bu yöntemin geleneksel ısıtma yöntemiyle yapılan akış sentezi ve mikrodalga-yığın sentezden daha iyi olduğu gösterilir. Küçük NP'lar (~5 nm) içeren NK'ler, büyük NP (~218 nm) içerenlere göre E. coli, P. aeruginosa ve S. aureus'a karşı üstün antibakteriyel aktivite (>%97) sergiler. MWF sistemindeki elektrik alan profillerini ve sıcaklık dağılımını simüle etmek için COMSOL Multiphysics kullanılarak bir Sonlu Elemanlar Metodu modeli başarıyla oluşturulur. Mikrodalga gücü ve akış hızının akışkan ortamın sıcaklık profilleri üzerindeki etkisi araştırılır ve çıkış sıcaklığı tahmin edilir.
Özet (Çeviri)
Thermoplastic polyurethane–metal nanocomposites have considerable potential in biomedical applications due to their superior mechanical and antimicrobial properties. The synthetic route used to produce these nanocomposites has a profound effect on the size, morphology, and dispersion of the nanoparticles, which in turn affects the properties of the nanocomposite. Herein, a microwave-fluidic system is successfully employed for continuous, in-situ manufacturing of polyurethane-silver nanocomposites (TPU-Ag NCs) having spherical silver nanoparticles (AgNPs) without any reducing agent at ca. 40 °C. The main experimental parameters, including microwave power, metal salt concentration, polymer concentration, and flow rate, are optimized for reproducible synthesis of AgNPs in the PU matrix, characterized by UV-vis spectroscopy and DLS analysis. Optimized NCs are characterized via HRTEM-EDS, XRD, FTIR, and TGA/DTA. This method is established to be better than conventionally heated flow synthesis and microwave-batch synthesis. NCs bearing smaller NPs (ca. 5 nm) exhibit superior antibacterial activity (>97%) against E. coli, P. aeruginosa, and S. aureus than NCs with larger NPs (∼218 nm). An FEM model is successfully built on COMSOL Multiphysics to simulate electric field profiles and temperature distribution in the MWF system. The effect of MW power and flow rate on the temperature profiles of the fluid medium is investigated and outlet temperature is estimated.
Benzer Tezler
- Femtosaniye lazer ile işlenen yapıların katıhal lazerlerde uygulamaları ve üst çevrim pompalı Tm3+:KY3F10 lazerleri
Solid-state laser applications of femtosecond laser written structures and upconversion pumped Tm3+:KY3F10 lasers
YAĞIZ MOROVA
- Frekans seçici yüzeyler (FSY) ile duyarlılığı iyileştirilmiş mikroşerit yama antenli hibrit yakın alan glikoz tespit sensörü tasarımı
Design of a hybrid near-field glucose sensing sensor based on a microstrip patch antenna with sensitivity enhancement using frequency selective surfaces (FSS)
UMUT KÖSE
Doktora
Türkçe
2026
İstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- NiMn,NiMnP+ ve CrFe alaşım ince filmlerinde elektron spin rezonans (ESR) ve direnç ölçümleri
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
- Çatlaklı kaya kütlesi dayanımının sürekli yenilme durumunda üç eksenli deneylerle araştırılması
Investigation of the strength of the fractured rock mass by triaxial tests in case of continuous failure
HASAN MERT ÖZKARSLI