Kolesterik sıvı kristal-polimer kompozitlerinin tek iğneli elektro-eğirme sistemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of cholesteric liquid crystals-polymer composites by single needle electro-spinning
- Tez No: 884167
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞADAN ÖZDEN, DOÇ. DR. ATİLLA EREN MAMUK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Sıvı kristal malzemeler başta ekran teknolojileri olmak üzere biyosensörler, ısı sensörleri, akıllı cam teknolojileri gibi günümüzdeki yaygın birçok teknolojinin temel elemanlarıdır. Bu yapıların gücü hem katı kristal yapının düzenini hem de sıvıların akışkanlığını aynı sistem içerisinde taşımalarıdır. Bu yapıların sözü edilen geniş kullanım alanı ve önemi nedeniyle üzerine yapılan araştırma ve geliştirmeler hem sayıca artmakta hem de derinleşmektedir. Kolesterikler, sıvı kristallerin bir mezofazıdır ve nematik sıvı kristale kiral molekülün eklenmesi ile meydana gelir. Kiral moleküller nematik sıvı kristal tabakaların sarmal şekilde burulmasına neden olur. Böylelikle kolesterik sıvı kristalin bant genişliğine denk olan ışık seçici olarak yansır. Elektro-eğirme ise yüksek voltajlı bir elektrik alan kullanarak polimer çözeltilerinden veya eriyiklerinden mikro- ve nano-kalınlıklarda lif üretim yöntemidir. Bu yöntem temelde polimer çözeltilerinin elektrik alan etkisi altında ince lifler haline getirilmesi prensibine dayanır ve geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Bu tez çalışmasında, ilk kez olarak, kolesterik faz sergileyen Cholesteryl stearate ve Cholesteryl oleyl carbonate kolesterik sıvı kristalleri polyacrylonitrile polimeri ile karıştırılarak tek-iğneli elektro-eğirme yöntemi kullanılarak nanolifler üretilmiştir. Sıvı kristaller, lif yapısında çekirdek malzeme olurken polimer malzeme ise kılıf yapısındadır. Her iki sıvı kristal-polimer çifti de farklı uygulama voltajlarında eğirilmişlerdir. Eğirilen liflerin optiksel, yapısal, kalorimetrik ve FTIR analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları göstermiştir ki Cholesteryl stearate - polyacrylonitrile lifleri düşük voltajlarda homojen yapıda eğirilebilmişken, yüksek voltajlarda lif uzun erimi boyunca homojensizlikler görülmüştür. Cholesteryl oleyl carbonate – polyacrylonitrile liflerinin ise tüm uygulama voltajı için lif uzun erimi boyunca uzamış boncuk yapılar (homojensizlikler) bulunmaktadır. Yapılan kalorimetrik ve FTIR çalışmaları ise sıvı kristallerin lif yapısında bulunduğunu kanıtlamıştır. Yapılan optik analizlerde tüm lif yapılarında sıvı kristal moleküllerin lif uzun ekseni yönünde kendiliğinden dizildikleri tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Liquid crystals are the fundamental elements of many common technologies today, such as display, biosensors, heat sensors, smart glass technologies. The importance of these structures is that they have both the order of the solid crystal structure and the fluidity of liquids simultaneously. Due to the wide range of uses and importance of these structures, researches and developments on these structures are both increasing in number and deepening. Cholesterics are a mesophase of liquid crystals and are formed by the addition of a chiral molecule to a nematic liquid crystal. The chiral molecules cause helical twisting of the nematic liquid crystal layers. Thus, a light with wavelength equivalent to the bandwidth of the cholesteric liquid crystal is selectively reflected. Electro-spinning is a method of producing micro- and nano-thick fibers from polymer solutions or melts using a high-voltage electric field. This method is fundamentally based on the principle of forming polymer solutions into thin fibers under the influence of an electric field and has a wide range of applications. In this thesis, for the first time, cholesteric liquid crystals of Cholesteryl stearate and Cholesteryl oleyl carbonate, which exhibit cholesteric phase, were mixed with polyacrylonitrile polymer and nanofibers were produced using single-needle electro-spinning method. Liquid crystals are the core material in the fiber structure while the polymer material is the sheath structure. Both liquid crystal-polymer pairs were spun at different application voltages. Optical, structural, calorimetric and FTIR analysis of the spun fibers were performed. The results of the analysis showed that cholesteryl stearate - polyacrylonitrile fibers could be spun in a homogeneous structure at low voltages, while at high voltages, inhomogeneities were observed along the fiber long-range. Cholesteryl oleyl carbonate - polyacrylonitrile fibers had elongated bead structures (inhomogeneities) along the fiber length for all application voltages. Calorimetric and FTIR studies proved that liquid crystals were present in the fiber structure. Optical analysis revealed that in all fiber structures, liquid crystal molecules were spontaneously aligned in the direction of the fiber long axis.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of sensor microparticles templated from cholesteric liquid crystals
Kolesterik sıvı kristal şablonlu sensör mikro parçacıkların üretimi ve karakterizasyonu
DENİZ IŞINSU AVŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMRE BÜKÜŞOĞLU
- Synthesis of new mesogens and investigation of their liquid crystalline properties
Yeni mezojenlerin sentezi ve sıvı kristal özelliklerinin incelenmesi
BURAK KORKMAZ
Doktora
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL
- Synthesis and characterization of polyvinylpyrrolidonebased hydrogen bonded side chain liquid crystallinepolymers
Polipirolidon bazlı hidrojen bağlı yan zincir sıvı kristalpolimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
İMREN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL
- Synthesis and characterization of methacrylate based hydrogen bonded liquid crystal polymers
Yeni kalgon bazlı sıvı kristal polimerlerin sentezi ve incelenmesi
BURAK KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Toksik gazların tespiti için sıvı kristal esaslı sensör geliştirilmesi
Development of liquid crystal based sensors for the detection of toxic gases
BERFİN GÜRBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriManisa Celal Bayar ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE KEMİKLİOĞLU