Development of liquid crystal based nanoparticle sensors
Sıvı kristal bazlı nanoparçacık sensörlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 919677
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMRE BÜKÜŞOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Sıvı kristaller, hem sıvıların akış özelliklerini ve kristal katıların uzun mesafeli yönsel düzenlerini sergileyen duyarlı malzemelerdir. Sıvı kristallerin oryantasyonu, enerji seviyelerinin kolaylıkla kontrol edilebilmesi sayesinde son derece hassas duyarlılık gösterirler. Bu tez çalışmasında, nanomalzemelere karşı tepki almak amacıyla sıvı kristal kullanılmıştır. Sınırlı sistemler içerisine hapsedilmiş sıvı kristalin konfigürasyonunun tespit edilmesi üzerine yöntem geliştirilerek nanopartiküllerin arasındaki etkileşimlerin ve kendiliğinden oluşturdukları yapıların incelenmesi amaçlanmıştır. Sıvı kristal damlacıkları sınırlama olarak kullanarak, altın nanopartikülleriyle sıvı kristal-su arayüzünde nanopartikül ve sıvı kristal arasındaki etkileşimler analiz edilmiştir. Ardından, daire, kare, üçgen, dikdörtgen ve yıldız şekillerinde mikrokuyularda sıvı kristal konfigürasyonlarını belirlemek için bir yöntem geliştirdik. Son olarak, yumuşak litografi kullanarak sıvı kristal-su arayüzünü analiz etmek için stabil, üç boyutlu ve suya çözünmeyen bir platform hazırlanmıştır. Mikrokuyulardaki sıvı kristal konfigürasyonları polarize optik mikroskop altında incelenerek arayüzdeki eğilme ve defekt oluşumu gözlemlenmiştir. Sodyum dodesil sülfat (SDS) molekülleri, yüzey aktif madde adsorpsiyonuna bağlı olarak arayüzdeki eğilmedeki değişiklikleri gösteren bir model analizörü olarak kullanılmıştır. Arayüz bağlanmasına bağlı olarak, nokta defektleri ve disklinkasyon hatları gibi defekt yapıları içeren metastabil (kararsız) konfigürasyonlar oluşmuştur. Ayrıca, silan ve boya molekülleri ile işlevsel hale getirilmiş silika nanopartiküllerinin adsorpsiyonuna karşı sıvı kristalin tepkisi incelenmiştir ve nanopartikül yüzeyindeki boya moleküllerinin konsantrasyonunun (ppb seviyesinde) sıvı kristal-su arayüzündeki eğilme değişiklikleri ile tespit edilebileceği bulunmuştur. Bu bulgular, sensör uygulamaları için bir potansiyel sunduğunu ve molekül veya kolloidlerin tespiti için stabil bir platform geliştirildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Liquid crystal (LC) exhibits both the flow properties of liquids and long-range orientational ordering of crystalline solids. Since the ordering of LCs can be controlled by the fine scale of energetics, they have remarkable sensitivity. In this study, we used LC to be able to get response to nanomaterials. Firstly, we aimed to examine the interparticle interactions and self-assemblies of nanoparticles by using the confined systems. We used LC droplet as a confined medium and analyzed the interparticle and LC-nanoparticle interactions at LC-aqueous interface by using gold nanoparticles. Then, we developed a method to determine LC configuration within the microwells with shape of circle, square, triangle, rectangle and star. Lastly, we prepared stable, three-dimensional and water insoluble platform for analyzing LC-aqueous interface by using soft-lithography. The LC configuration within microwells was examined under polarized optical microscope, revealing interfacial tilting and defect formation. Sodium dodecyl sulfate (SDS) molecules were used as a model analyte, demonstrating that change in interfacial tilting due to surfactant adsorption. Depending on the interfacial anchoring, metastable configurations having defect structures which were point defects and disclination lines were formed. Also, the response of LC to the adsorption of silica nanoparticles functionalized with silane and dye molecules were studied and found that concentration of dye molecules on the nanoparticle surface, in the range of ppb, could be detected via changes in the tilting at the LC-aqueous interface. These findings suggest a potential for sensor applications, a stable platform was developed for detecting various analytes like molecules or colloids.
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
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA AKSOY ESİNOĞLU
PROF. DR. ALPHAN SENNAROĞLU
- Yeni kiral çubuksu sıvı kristallerin grafen oksit katkılıkompozitleri
New graphene oxide doped composites of chiral rod-like liquid crystals
ŞEVVAL ÖZTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE OCAK GÜMRÜKÇÜ
- Fenantren-imidazol türevi demiroksit nanoparçacıkların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of phenantrene-imidazole derived ironoxide nanoparticles
UĞUR TAŞDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLIHAN YILMAZ OBALI
- Seryum oksit esaslı hibrit materyalin peroksidaz aktivitesinin belirlenmesi
Determination of peroxidase activity of cerium oxide based hybrid material
NAIBA JABIYEVA
- Deniz ürünlerindeki bazı eser türlerin magnetik derin ötektik çözücüler ile mikroekstraksiyonu ve tayini için yeşil bir yöntem geliştirilmesi
Development of a green method for the microextraction and determination of some trace species in seafood using magnetic deep eutectic solvents
EMİNE BENGİSU SARAÇLAR