Integration of liquid crystals into microfluidic sensors
Sıvı kristallerin mikroakışkan sensörlere entegrasyonu
- Tez No: 892324
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMRE BÜKÜŞOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sıvı Kristaller, Yumuşak Arayüzler, Mikroakışkanlar, Arayüzey Yönelimi, Kesme, Liquid Crystals, Soft Interfaces, Microfluidics, Anchoring, Shear
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Sıvı kristaller (LC'ler), anizotropi ve benzersiz optik özelliklere sahip olup sıvı maddenin yağlı hali olarak tanımlanır. Çok işlevli tepki verme özellikleriyle bilinen LC arayüzleri, koloidal dizilim, algılama ve tanı, optik ve fotonik, salım ve malzeme sentezi gibi temel ve uygulamalı araştırma alanlarında kullanılır. Başarılı ve umut verici uygulamalar olmasına rağmen kullanılan LC sistemleri durağandır; sürekli ve otomatik yüksek verimli uygulamalar için uyum sağlama konusunda sınırlıdır. Bu çalışmada, sulu fazlarla temas halindeyken stabil bir LC akışının sürdürüldüğü bir mikroakışkan kanal platformu tasarladık. LC ve sulu fazların tercihli ıslanması, kimyasal olarak heterojen mikrokanal arayüzlerinde sağlanarak muhafaza edildi ve bu yollar stabil LC-su yumuşak arayüzünü tanımladı. Böyle bir sistem için, LC-su arayüzlerinin belirli bir basınca kadar stabil kaldığını gösterdik. Düşük ve yüksek akış hızları, LC yönelimini etkiledi. Akış konfigürasyonları, mikrokanal tasarımlarımızda aynı yönde (co-current) ve ters yönde (counter-current) çalıştırıldı. Her iki yığın fazdan kaynaklanan kesme kuvvetinin, yumuşak arayüzeye yakın LC konfigürasyonu üzerinde doğrudan bir etkisi olduğunu ve LC mezogenlerinin geriliminin bu kesme etkisiyle duyarlı arayüzeyde modüle edildiğini gözlemledik. Hem homojen hem de heterojen arayüz absorbanları için LC-su arayüzünün tepkisini gösterdik. Bu tezde sunulan sonuçlar, yumuşak arayüz LC akış mikrokanal platformlarının umut verici olduğunu, sürekli ve otonom yüksek verimli analizlerin temel ihtiyaçlarını karşılayarak üretim, işletim ve ölçümde kolaylık sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Liquid crystals (LCs) are the oily state of liquid matter that possess anisotropy and unique optical properties. The LC interfaces, which are known for their multifunctional responsiveness, are applied in fundamental and applied research areas such as colloidal assembly, sensing and diagnostics, optics and photonics, release, and material synthesis. Besides successful and promising applications, the employed stagnant LC systems possess limitations in adaptations for continuous and automated high-throughput applications. We designed a microfluidic channel platform in which a stable LC flow was maintained while in contact with aqueous phases. The preferential wetting of the LC and aqueous phases was maintained at chemically heterogeneous microchannel interfaces, and these pathways defined the stable LC-water soft interface. For such a system, we demonstrated that the LC-water interfaces were stable up to a certain pressure across the interfaces. The low and high flow velocities affected the LC alignment. The flow configurations were operated as co-current and counter-current in our microchannel designs. We observed that the shear induced from both bulk phases had a direct impact on the LC director configurations near the aqueous interface, and the strain of the LC mesogens was modulated by this shear effect at this responsive interface. We demonstrated the response of the LC-aqueous interface for both homogeneous and heterogeneous interfacial adsorbates. The results presented in this thesis show that the soft-interface LC flow microchannel platforms are promising and meet the fundamental needs of continuous and autonomous, high-throughput analysis by offering convenience in fabrication, operation, and quantification.
Benzer Tezler
- Membrane protein-based in vitro methods
Zar protein-tabanlı in vitro metotlar
FATİH İNCİ
Doktora
İngilizce
2013
Biyokimyaİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
- 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
- Development of polymeric gas sensors
Polimerik gaz sensörlerin geliştirilmesi
ÖZGE BATIR
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE BÜKÜŞOĞLU
DOÇ. DR. ERHAN BAT
- Improvement of video and optic performances of 3D televisions
3 boyutlu televizyonların video ve optik performanslarının iyileştirilmesi
KEREM DİRİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALDUN SARNEL