Göbek-kabuk yapısına sahip metal/polimer nanofiberlerin sürekli ve düzenli üretilmesine yönelik sistem geliştirilmesi
Development of a system for producing continuous and aligned core-shell metal/polymer nanofibers
Yazar: AHMET KUDAY KARAASLAN
Danışman: PROF. DR. ÜNER ÇOLAK ; YRD. DOÇ. DR. BORA MAVİŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Hizalama = Alignment

Özet:
Nanoyapılar arasında yüksek yüzey/hacim, yüzey/kütle, uzunluk/çap oranlarıyla öne çıkan nanolifler geniş uygulama alanlarıyla günümüzün gözde çalışma konularından biridir. Nanofiber, nanokablo ve nanotüplerin, düşük maliyetlerle üretilebildiği elektrostatik eğirme sistemleri, farklı tasarımlara sahip çeşitli alt bileşenlerin değişik biçimlerde birleştirilmesi ve sistem parametrelerinin ayarlanmasıyla esnek ve çok yönlü üretim olanağı sağlar. Nitekim bu yöntemle biçimsel ve bileşimsel kontrolün arttırılmasına yönelik daha fazla araştırma ve geliştirmeye gereksinim duyulmaktadır.Nanofiberlerin sürekli olarak uzun boylarda ve düzenli olarak eşeksenli morfolojide nanokablo halinde üretilmesi bazı özel uygulamalarda arzulanan yüksek performans ve işlevselliği vaat etmektedir. Nanokabloların üretim esnasında hizalı biçimde sargı haline getirilmesiyle nanobobin üretmek mümkündür. Nanobobinlerle nano ölçekte çalışan elektromanyetik kuantum aygıtlar üretilebilir hale gelmektedir.Eşeksenli elektroeğirme sistemi geliştirilerek metal/polimer nanokablolarla nanobobin üretilen bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bunun gerçekleştirilebilir olduğunu gösteren bu çalışma kapsamında, göbek-kabuk yapıdaki metal/polimer nanofiberlerin eşeksenli elektroeğirme yöntemiyle sürekli ve düzenli üretilmesi hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda literatürde mevcut olan farklı elektrostatik eğirme sistemleri araştırılmış, eşeksenli elektrostatik eğirme sisteminin toplaç, eğirteç ve elektrot gibi bileşenleri için özel tasarımlar geliştirilerek hizalanmış nanokablo üretimi yapılmıştır. Sistem bileşenleri ve parametreleri değiştirilerek üretime etkisi incelenmiştir. Hazırlanan örneklerin detaylı analizi taramalı ve geçirimli elektron mikroskopisi ve grafiksel analiz yazılımı kullanılarak yapılmıştır. İnceleme sonuçları değerlendirilerek sistem geliştirilmesi ve optimizasyonu sağlanmıştır.

Abstract:
Nanofibers are prominent with their very high surface/volume, surface/mass and lenght/diameter ratios among the nanostructures world. Electrospinning allows flexible, versatile and low-cost manufacturing of nanofibers, nanocables and nanotubes with its adjustable system parameters and customizable combination of various sub-components with different designs. Nevertheless, this method requires more research and development to improve morphological and compositional control.Production of nanofibers continuously long with uniform coaxial morphology promises the desired high performance and functionality for specific applications. Alignment of nanocables as coils during manufacturing makes it possible to produce nanocoils. Electromagnetic quantum devices working at nano scales become producible via nanocoils.Any study showing that nanocoils can be produced from metal/polymer nanocables by modified coaxial electrospinning, has not been found in literature. In this study, continuous and aligned core-shell structured metal/polymer nanofibers were aimed to be produced by coaxial electrospinning which proves that aforementioned is realizable. Towards this goal, different electrospining systems in the literature were researched, some parts like electrode, collector and spinneret of a coaxial electrospinning system were modified to produce aligned nanocables. Effects of changing the system components and parameters to the production were investigated. Electron microscopy and a graphical analysis software were used together for the detailed analysis of the samples. Results were evaluated for the optimization and development of the system.