Kişisel elektronikler için mof türevi biyouyumlu elektrotların tasarımı
Design of mof-derived biocompatible electrodes for personal electronics
- Tez No: 995377
- Danışmanlar: PROF. DR. SİNEM ORTABOY SEZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Enerji, Chemistry, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fiziksel Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Esnek, düşük maliyetli ve yüksek performanslı enerji depolama sistemlerinin geliştirilmesi, katlanabilir telefonlar ve giyilebilir elektronikler gibi taşınabilir cihazların enerji gereksinimlerini karşılamak açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, kişisel elektroniklerde kullanılmak üzere biyouyumlu metal-organik kafes (MOF) türevi elektrotların tasarımı ve elektrokimyasal performanslarının incelenmesi amaçlanmıştır. Tez kapsamında, biyouyumlu amino asit katkısıyla modifiye edilen bimetalik MOF'lar, geniş yüzey alanı ve yüksek gözeneklilik özelliklerinden yararlanılarak esnek karbon kumaş yüzeyi üzerine hidrotermal yöntemle sentezlenmiştir. Elektrotların yapısal özellikleri SEM, TEM, XRD, XPS ve BET analizleriyle; elektrokimyasal özellikleri ise CV, GCD ve EIS yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, MnNiMOF-LT@CC elektrodunun en yüksek elektrokimyasal performansı sergilediğini göstermiştir. Bu elektrot için en yüksek enerji yoğunluğu 1,73 W saat m⁻² (5 mV s⁻¹), güç yoğunluğu ise 624,66 W m⁻² (2 V s⁻¹) olarak bulunmuştur. 10000 CV çevrimi sonunda MnNiMOF-LT@CC elektrodu çevrim veriminde %32 artış göstermiştir. Ayrıca, MnNiMOF-LT@CC//Grafit süperkapasitör prototipi, 10000 çevrim sonunda başlangıç performansına göre %1 iyileşme sergileyerek olağanüstü çevrim kararlılığı göstermiştir. MnNiMOF ve MnNiMOF–LT'nin sitotoksisitesi, MRC-5 hücrelerinde CVDK-8 testi ile değerlendirilmiştir. Biyouyumluluk testleri sonucunda, MnNiMOF'un %74,90, MnNiMOF–LT'nin ise %83,67 oranında hücre canlılığı gösterdiği bulunmuştur. Bu sonuçlar, sentezlenen biyouyumlu MOF-türevli elektrotların, biyolojik ortamda kararlı bir şekilde çalışabilen enerji depolama sistemleri için umut verici adaylar olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The development of flexible, low-cost, and high-performance energy storage systems is crucial to meet the growing energy demands of portable devices such as foldable phones and wearable electronics. In this thesis, biocompatible metal–organic framework (MOF)-derived electrodes were designed and evaluated for potential use in personal electronic applications. Within the scope of this thesis, bimetallic MOFs modified with biocompatible amino acids were synthesized on a flexible carbon cloth substrate via the hydrothermal method, taking advantage of their large surface area and high porosity. The structural properties of the electrodes were characterized using SEM, TEM, XRD, XPS, and BET analyses, while electrochemical performance was evaluated through CV, GCD, and EIS. The MnNiMOF-LT@CC electrode exhibited the best electrochemical behavior, achieving energy densities of 1.73 Wh m⁻² (at 5 mV s⁻¹), power densities of 624.66 W m⁻² ( at 2 V s⁻¹). After 10000 CV cycles, the MnNiMOF-LT@CC electrode exhibited a 32% improvement in cycle efficiency, confirming excellent durability. The MnNiMOF-LT@CC//Graphite supercapacitor prototype maintained its initial performance with a 1% enhancement after 10000 cycles, indicating remarkable long-cycle stability. The cytotoxicity of MnNiMOF and MnNiMOF–LT was evaluated on MRC-5 cells using the CVDK-8 assay. Biocompatibility tests revealed that MnNiMOF and MnNiMOF–LT exhibited 74.90% and 83.67% cell viability, respectively. These results indicate that the synthesized biocompatible MOF-derived electrodes are promising candidates for energy storage systems capable of stable operation in biological environments. These results demonstrate that the synthesized biocompatible MOF-derived electrodes are promising candidates for energy storage systems capable of stable operation in biological environments.
Benzer Tezler
- Thermoelectric properties of laser-induced graphene based nanocomposites
Lazer indüklenmiş grafen tabanlı nanokompozitlerin termoelektrik özellikleri
CEM KINCAL
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Design and implementation of a digital signal processor system using field programmable gate arrays
Dışarıdan programlanabilen kapı dizileri kullanarak sayısal sinyal işlemci sistemi tasarımı ve gerçekleştirilmesi
GÖKHAN GÜLTOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT AŞKAR
- A Software simulator for uPO7810 single chip microcomputer
Başlık çevirisi yok
Y.LEVENT KONAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MURAT AKŞAR
- Development of self-healing, stretchable and wearable thermoelectric generators
Kendi kendini onarabilen, esnek ve giyilebilir termoelektrik jeneratörlerin geliştirilmesi
FATMANUR KOCAMAN KABİL
Doktora
İngilizce
2025
Mühendislik BilimleriGebze Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. AHMET YAVUZ ORAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAN AYDEMİR
- Biyobenzer ve hibrit kalıplar kullanarak piezodirençli sensör üretimi
Piezoresistive sensor production using biomimetic and hybrid patterns
ESRA ŞEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikSüleyman Demirel ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KALELİ