Synthesis and design of graphene-based nanostructure as an electromagnetic wave absorbing material
Elekromanyetik dalga soğurucu bir malzeme olarak grafen tabanlı nanoyapı sentezi ve tasarımı
- Tez No: 815082
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FETHULLAH GÜNEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Elektronik bilgi teknolojisinin gelişmesi, elektromanyetik (EM) dalgaların neden olduğu bazı sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu nedenle elektromanyetik soğurucu malzemeler son zamanlarda elektronik, gizlilik teknolojisi, uydu ve haberleşme sistemleri gibi uygulama alanları için dikkat çekmektedir. Bu malzemeler, elektromanyetik radyasyonla etkileşime neden olan manyetik ve dielektrik özellikler sağlamaktadır. EM dalga soğurucu malzemeler, yüksek verimlilik için ince film kalınlığı, hafiflik, geniş bant genişliği ve güçlü soğurma özelliklerine sahip olmalıdır. Geleneksel EM dalga soğurucu malzemeler söz konusu talepleri karşılamakta yetersiz kaldığından dolayı grafen türevleri ve karbon nanotüpler (CNT) gibi karbon bazlı nanoyapılar güçlü alternatif malzemeler haline gelmiştir. Bunlar arasında grafen türevleri, yüksek termal iletkenlik, yüksek mukavemet, esneklik ve hafiflik gibi üstün özelliklerinden dolayı EM dalga absorpsiyonu için gerekli özellikleri sağlayabilecek potansiyele sahiptir. Ancak bu noktada grafen, yüksek elektriksel iletkenliğinden kaynaklanan ortam ile empedans uyumsuzluğu nedeniyle tek başına etkili mikrodalga soğurma özelliği gösterme konusunda yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, grafen ve türevleri, yapının ortam ile empedans uyumunu artırarak verimli absorpsiyon özellikleri elde etmek için ZnO, MnO2 ve NiO gibi bazı destekleyici nanoyapılarla birlikte kullanılır. Özellikle grafen bazlı köpüklerin yüksek yüzey/hacim oranı ve birbirine bağlı üç boyutlu ağ yapısı, geniş bant absorpsiyonu ve güçlü desorpsiyon gibi uyarlanabilir özellikleri ile geniş bir çalışma alanı sağlar. Bu tez çalışmasında grafen köpük/MnO2 nanotel hibrit yapısı bir EM dalga soğurucu malzeme olarak incelenmiştir. Bu bağlamda, grafen köpükler, nikel köpük altlık üzerinde kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle sentezlenmiştir. MnO2 nanoteller daha sonra CVD tabanlı grafen köpük altlıklar üzerinde farklı parametre koşulları göz önünde bulundurularak hidrotermal yöntemle sentezlenmiştir. Bu koşullar, istatistiksel tabanlı Deney Tasarımı yaklaşımı yürütülerek hidrotermal yöntemin üç farklı parametresinin (sıcaklık, zaman ve çözelti konsantrasyonu) bir kombinasyonu olarak belirlenmiştir. Elde edilen numuneler Taramalı Elektron Mikroskopu, Raman Spektroskopisi, X-Ray Kırınımı ve Vektörel Ağ Çözümleyici ile karakterize edilmiştir. İlgili malzemeler bir araya getirilip, süreç-yapı-performans ilişkisi incelenerek katma değeri yüksek potansiyel bir malzemeden etkin bir EM dalga soğurma özelliği elde edilmesi amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The progress of electronic information technology brings along some problems caused by electromagnetic (EM) waves. For this reason, electromagnetic absorber materials have drawn attention recently for application areas such as electronic, defense stealth technology, and satellite communication systems. These materials provide magnetic and dielectric properties which induce interaction with incident electromagnetic radiation. For high performance, EM wave absorber materials should have characteristics of thin-film thickness, lightweight, broad bandwidth, and strong absorptivity. Since the traditional EM wave absorber materials are not to be able to meet the demand, carbon-based nanostructures, such as graphene derivatives and carbon nanotubes (CNT), have become strong alternative materials. Among them, graphene derivatives are capable of providing the required properties for EM wave absorption because of their superior properties, such as high thermal conductivity, tensile strength, flexibility, low thermal expansion coefficient, and lightweight. However, at that point, graphene may not be enough for the efficient microwave absorption feature alone due to the impedance mismatching with the medium stemming from its high electrical conductivity. Thus, graphene and derivatives are mainly used with some supportive nanostructures such as ZnO, MnO2, and NiO in order to achieve efficient absorption characteristics by increasing impedance matching of the structure with the medium. Especially high surface/volume ratio and interconnected 3D network structure of graphene-based foams provide a wide working area with adaptable properties such as broadband absorption and strong desorption. In this thesis study, graphene foam/MnO2 nanowire (GF/MnO2 NW) hybrid structure was investigated as an EM wave absorbing material. In this regard, GFs were synthesized via the chemical vapor deposition (CVD) method on a nickel foam substrate. MnO2 nanowires were followingly synthesized on the CVD-based GF substrates by hydrothermal method considering different parameter conditions. These conditions were specified as a combination of three different parameters of the hydrothermal method (temperature, time, and solution concentration) by performing a statistical-based Design of Experiment (DoE) approach. Obtained samples were characterized through Scanning Electronic Microscopy (SEM), Raman Spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), and Vector Network Analyzer (VNA). By combining the relevant materials, it was aimed to achieve an effective EM wave absorption feature from a potentially high added value material by examining the process-structure-performance relationship.
Benzer Tezler
- Metil-sübstitüe metoksi konduritollerin sentezi
Synthesis of methyl-substituted methoxy conduritols
DİLEK KAPLAN
- Çinko katkılı antibakteriyel özellikte hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of zinc-doped antibacterial hydroxyapatite
SÜLEYMAN ÇINAR ÇAĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖNDER ALBAYRAK
- Klon ve normal sığır embriyo plasentalarında insülin benzeri büyüme faktör-ı (IGF-I), vasküler endotelyal büyüme faktör (VEGF) ve nöronal hücre adhezyon molekül (NCAM) ekspresyonun immunositokimyasal ve moleküler tekniklerle incelenmesi
Evaluation of expression of insulin-like growth factor-i (IGF-I), vascular endothelial growth factor (VEGF) and neuronal cell adhesion molecule (NCAM) by immunocytochemical and molecular techniques in cloned and normal bovine placentas
FATİH KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKKI DALÇIK
PROF. DR. SEZEN ARAT
- Hint yağından azelaik asid sentezi ve bu asid'in dioktil- ve dinonil- esterlerinin lipaz ile invitro otrtamda etkileşimi
Synthesis of azelaic acid from castor oil and in vitro interaction of dioctyl and dinonyl esthers of this acid with lipase
GÜLEN TÜRKER
- From diplomatic gift - exchange to the Turkish market: Clocks
Diplomatik hediyeleşmeden Osmanlı pazarına saatler
GÖZDE ÖNDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Sanat TarihiKoç ÜniversitesiArkeoloji ve Sanat Tarihi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNSEL RENDA