The acoustic and optical manipulation of active matter
Aktif maddenin akustik ve optik manipülasyonu
- Tez No: 966291
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ALİ YÜCESOY, PROF. DR. MEHMET BURÇİN ÜNLÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Bioengineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tez, aktif maddenin akustik ve optik manipülasyonunu hem temel fiziksel prensipler hem de biyomedikal uygulamalar açısından ele almaktadır. Sürü halindeki koyunlar, balık sürüleri, bakteri kolonileri ve özel ortamlarda yer alan Janus parçacık- ları gibi aktif madde sistemleri, doğaları gereği termodinamik dengede olmayan yapılar olup, çevresel enerjiyi kendi hareketlerini yönlendirmek için otonom biçimde kullanırlar. Çalışma, mikroskobik sistemlerde Brownian ve aktif hareketin kuramsal temelleriyle başlayarak, deneysel olarak nanosaniye darbeli lazer kullanımıyla yapılan manipülasy- onlara ilerlemektedir. Bu lazer sistemi, parçacıkların kontrolünde olduğu kadar, fare plasenta dokularının fotoakustik görüntülemesi yoluyla, damarsal yapıların kontrast ajan kullanmaksızın görselleştirilmesini ve sirkadiyen ritim bozulmasına bağlı morfolo- jik değişimlerin ortaya konmasını da sağlamaktadır. Deneysel çalışmanın temel odağı, lazer enerjisi ve ışın nokta boyutunun Janus parçacıklarının dinamikleri üzerindeki etkilerinin sistematik olarak analiz edilmesidir. Ek olarak yapılan simülasyon çalış- maları, akustik ve optik tuzaklama mekanizmalarını detaylı biçimde incelemektedir. Bu çalışma, temassız parçacık manipülasyonuna dair bilgimizi ilerletmekte ve gelecek- teki invazif olmayan tanı ve ilaç taşıma teknolojileri için sağlam bir temel sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis explores the acoustic and optical manipulation of active matter, emphasizing both fundamental principles and biomedical applications. Active matter systems, such as flocks of sheep, schools of fish, bacterial colonies, and Janus particles in engineered media, naturally operate out of equilibrium, converting environmental energy into autonomous motion. The study begins with a theoretical foundation of Brownian and active motion in microscopic systems and progresses to experimental manipulation using a nanosecond pulsed laser. This laser system contributes to particle control and biomedical imaging through photoacoustic visualization of mouse placental tissues, enabling label-free detection of vascular structures and revealing morphological changes associated with circadian rhythm disruption. A primary experimental focus is the precise control of Janus particles, where the effects of laser energy and beam spot size on particle dynamics are systematically analyzed. Complementary simulations further examine acoustic and optical trapping mechanisms. This work advances our understanding of contactless particle manipulation and lays the groundwork for future non-invasive diagnostic and drug delivery technologies.
Benzer Tezler
- Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter
Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi
MERVE GÜLLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
- Nanoimprinted high-frequency surface acoustic wave devices: Generation, characterization and acousto-electric transport
Başlık çevirisi yok
SERKAN BÜYÜKKÖSE
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of TwentePROF. DR. WILFRED G. VAN DER WIEL
- Hierarchically slaved multipulsing mode-lock dynamics
Hiyerarşik olarak çoklu darbe mod-kilit dinamiği
ALADIN CHOURA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY
- Mikroakışkan sistemlerde piezoelektrik fononik kristal kullanarak mikroparçacık örüntüleme
Microparticle patterning in microfluidic systems via piezoelectric phononic crystals
NURSELİ SEDA GENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FURKAN KURUOĞLU