Nanoelmas ve karbon nanotüp parçacıklarının foto-graftlama tekniğiyle modifikasyonu ve kompozitlerinin hazırlanması
Photo-graft modification of nanodiamond and carbon nanotube particles and preparation of their composites
Yazar: ASLI BEYLER ÇİĞİL
Danışman: PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Son yıllarda, malzeme biliminde, polimerlerin ve nano boyutlu maddelerin bir araya getirilmesini amaçlayan organik-inorganik hibrit malzemelerin geliştirilmesi konusunda çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Hibrit malzemelerde karbon nanoparçacıklar çok talep görmektedir ve karbon nanoparçacıkların yüzey modifikasyonu ve uygulamaları güncel konular arasındadır. Nanoparçacıkların yüzey modifikasyonunu gerçekleştirmek için geliştirilmiş tekniklerden biri UV ışığı altında graft polimerizasyonudur. 
Bu tez çalışmasında, nanoparçacıkların yüzey modifikasyonu için foto-graft yöntemi kullanılması amaçlanmıştır. Bunun için karbon nanotüp ve nanoelmas parçacıklarına foto-graft yöntemiyle hidroksil fonksiyonel grubu kazandırılmıştır. Daha sonra bu parçacıklar çeşitli ajanlarla uygun şartlarda akrillenmiştir. Hazırlanan modifiye nanoparçacıklar ATR-FTIR ve SEM ile karakterize edilmiştir. Akrillenen nanoparçacıklar akrilat esaslı monomerlerle fotoreaktörde sertleştirilerek hibrit filmler elde edilmiştir. Elde edilen hibrit filmlerin termal, optik ve morfolojik özellikleri incelenmiştir.
Çalışmanın ikinci kısmında ise hazırlanan akrilat fonksiyoneliteli karbon nanotüp parçacıklı hibrit filmlerden iki formülasyon nem sensörleri elde etmek üzere hazırlanmıştır. Hibrit polimerlerin nem algılama özellikleri altın elektrotlar (IDE) kullanılarak incelenmiştir. IDE'lere polimerler serigrafi yöntemiyle uygulanmıştır. Hazırlanan ince film sensörlerinin nem algılama özellikleri LCR metre ile incelenmiştir. Bu hibrit film sensörlerinin empedans, reaktans ve direnç gibi elektriksel özellikleri çeşitli bağıl nemler altında, 100-1 kHz frekans aralığında ve 0,2 V voltaj altında ölçülmüştür. Bu ince filmlerin bağıl nem-empedans değişimleri, cevap ve geri dönüş zamanları, histeri ve tekrarlanabilirlik/geri dönüşümlülük gibi nem algılama özellikleri ve çeşitli çözücü buharlarına karşı cevapları incelenmiştir.

Abstract:
In recent years, numerous studies have been conducted in material science, on the development of organic-inorganic hybrid materials which aim to combine polymers and nanoscale materials. For the hybrid materials, carbon nanoparticles are highly demanded and the surface modification and applications of carbon nanoparticles are among the current topics. One of the techniques developed for the surface modification of nanoparticles is the graft polymerization technique under UV light.
In this thesis study, it was aimed to use the photo-grafting method for the surface modification of nanoparticles. Hydroxyl functional groups were generated on the carbon nanotube and nanodiamond particles by the photo-graft method. Then, these partciles were acrylated by using various agents in apropriate conditions. These modified nanoparticles were characterized by ATR-FTIR spectroscopy and SEM analysis. 
Acrylated nanoparticles were incorporated into acrylic based resins and these resins were cured in a photoreactor to obtain hybrid films. The thermal, optical and morphological properties of the hybrid films were invesitgated.
In the second part of the study, two of the acrylate functional carbon nanotube containing hybrid formulations were designed to prepare humidity sensors. Humidity sensing properties of the hybrid polymers were investigated by using gols electrodes (IDE). Polymers were applied on the IDEs by serigraphy. The humidity sensing charateristics of the thin films were evaluated by LCR meter. The electrical properties of these hybrid film sensors such as impedance, reactance and resistance are measured under various relative humidity, in the frequency range of 100-1 kHz and under a voltage of 0,2 V.
Humidity sensing properties of these thin films such as relative humidity-impedance changes, response and recovery times, hysteresis and reproducibility/recycling and responses to various solvent vapors were examined.