Grafit tozunun damla buharlaşması ile desen hale getirilmesi
Pattern formation by drop evaporation of graphite powder
Yazar: SEVGİ ÇAVUŞOĞLU
Danışman: PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Buharlaşma doğadaki temel olaylardan biri olup günlük yaşantımızın birçok alanında karşımıza çıkmaktadır. Bir damla bir yüzey üzerinde buharlaştığında damlada çözülmüş moleküller ya da dağılmış halde bulunan partiküller buharlaşma sonrasında yüzeyde kalır. Buharlaşma sonucu yüzeyde oluşan leke veya halka oluşumu dinamik bir proses olup damlaya dağılmış bulunan katılar temas hattına doğru taşınırlar. Son yıllarda bir yüzey üzerinde, çözünen bir maddenin damla buharlaşması sonucunda kalıntı oluşturması DNA/RNA mikrodizileri, mikrolensler, ink-jet yazıcı metodu ile üretilmiş elektronik cihazlar gibi uygulamalarda sıkça kullanılan bir teknik haline gelmiştir.Bu çalışmada buharlaşma sonucu oluşan kalıntıların morfolojileri ve büyüklükleri üzerinde kontrol sağlanması amaçlanmıştır. Bu amaç çerçevesinde farklı serbest yüzey enerjisi değerlerine sahip yüzeyler üzerinde farklı grafit ve sodyum dodesil sülfat (SDS) konsantrasyonuna sahip dispersiyonlardan mikro pipet yardımıyla oluşturulan 2 µl' lik damlalar buharlaştırılmıştır ve buharlaşma sonucu oluşan kalıntılar incelenmiştir. Tüm buharlaşma denemeleri kapalı bir hücrede, higrostat çözeltisi kullanılarak sabit bağıl nem altında gerçekleştirilmiştir.Elde edilen veriler neticesinde buharlaşma sonucu oluşan kalıntıların geometrik çap kontrolünde; kullanılan yüzeylerin serbest yüzey enerjisinin, grafit konsantrasyonunun ve SDS konsantrasyonunun aktif rol oynadığı gözlemlenmiştir. Oluşan kalıntıların büyüklüklerinin (ortalama çap değerleri) artan serbest yüzey enerji değerleri ve temas açısı karmaşası değerleri ile doğrusal olarak arttığı saptanmıştır.

Abstract:
Evaporation is one of the simple events in nature and can be observed in many areas of our daily life. When a droplet evaporated on a substrate, the dissolved molecules or the dispersed particles in the drop remain on the substrate after evaporation. The formation of stains or rings which appeared on the surface after evaporation is a dynamic process and the particles dispersed in the drop are moved to the contact line during evaporation. Stain and ring formation on a substrate after evaporation of droplet has become a commonly used technique in recent years, for the formation of DNA/RNA microarrays, micro-lenses and electronic devices which are produced by ink-jet printing method.The aim of this study is to control the size and morphology of the stains after the complete drop evaporation. Within this framework; droplets with 2 ml volume formed by a micropipette from the dispersions having different graphite and sodium dodecyl sulfate (SDS) concentration on the surfaces with different surface free energy values, were evaporated and the stains which formed after the drop evaporation were examined. All tests were conducted under constant relative humidity using hygrostat solutions in a closed chamber.It was found experimentally that the control of geometrical diameter of the stains after evaporation is possible depending on the surface free energy of the substrates, the graphite concentration and SDS concentration factors. A linear relationship was found between the stain diameter and surface free energy and contact angle hysteresis of the substrates.