Bazı yeni organik-inorganik polimer hibritlerin yapısal karakterizasyonu ve optik özellikleri
Structural characterization and optical properties of some new organic inorganic polymer hybrids
Yazar: ÖZLEM ALTUNORDU KALAYCI
Danışman: PROF. DR. BAKİ HAZER ; PROF. DR. TURGAY ATALAY
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Organik?inorganik hibrit malzemeler farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip bileşenlerden meydana gelmektedir. Özellikle boyutları 1-100 nm arasında değişen hibrit yapılar nanokompozit olarak adlandırılmakta ve bulk malzemeden çok farklı özellikler sergilemektedirler. İnorganik nanoparçacıklar ile organik polimer yapıdan oluşan nanokompozitler (hibrit); nanoparçacıkların polimer içerisindeki dağılım durumu her bir bileşenden bağımsız, bulk veya çözelti halindeki hibrit yapının kendine özgü mekanik, elektrik, optik ve termal özellikler sergilemesine sebep olmaktadır. Hibrit yapının optik özelliklerinin incelenmesinde, nanoparçacıkların ışık ile etkileşimi, bulk malzemeden farklı özellik göstermektedir. Özellikle bir dielektrik ortam içinde bulunan parçacıklar boyut, yapı parçacık cinsi ve çevreleyen ortama göre karakteristik tepkiler vermektedir. Metal nanoparçacık içeren hibrit yapılar, ışık ile etkileştiklerinde; parçacık boyutundan bağımsız sadece yapıya bağlı olarak, iletkenlik elektronlarının titreşimi sebebiyle yüzey plasmon rezonansı gösterirken, yarıiletken nanoparçacıklarda ise parçacık büyüklüğüne ve yapısına bağlı tepkiler gözlenmektedir.Bu tezde, boyutları 2-100 nm arasında değişen metal veya yarıiletken nanoparçacıkların tarak tipi amfifilik polipropilen-g-polietilen glikol graft kopolimeri içerisine yerleştirilmesiyle oluşturulan hibrit yapının Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), geçirimli elektron mikroskopisi (TEM), ve X ışını kırınım (XRD) analizleri ile yapı ve boyut karakterizasyonları ve UV-Görünür Bölge, Floresans Spektrumları ile ışık etkileşimleri incelenmiştir. Metal nanoparçacık içeren hibrit yapının yüzey plazmon rezonansı, yarıiletken nanoparçacık içeren hibrit yapının boyut değişimine bağlı optik özellikleri ve altın nanoparçacık içeren farklı polimer zinciri boylarında optik özellikler araştırılmıştır.

Abstract:
Organic-inorganic hybrid materials consist of the components with different physical and chemical characteristics. Particularly the hybrid structures varying in 1-100 nm size range are called ?nanocomposites? and have characteristics quite different from those of bulk materials. Nanocomposites (hybrid) consisting of inorganic nanoparticles and organic polymer result in exhibition of unique mechanical, electronic, optical and thermal characteristics by the bulk or solution-form hybrid structure independent from each component. Analysis of the optical characteristics of the hybrid structure shows that interaction between nanoparticles and light result in characteristics that are different from those of bulk materials. Particles, particularly present in a dielectric medium, show characteristic reactions depending on the factors such as size, structure, particle type and the surrounding medium. When interact with light, the hybrid structures (consisted of metal nanoparticles) show surface plasmon resonance behaviour dueto collective release of free electrons (depended only on structure and independent from particle size) while the semi-conductor nanoparticles are observed to show reactions dependent on particle size and structure.This thesis study uses Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and X-Ray Power Diffraction (XRD) analysis to analyze the structure and size characterizations of the hybrid structure formed via placement of metal or semi-conductor nanoparticles (changing in 2-100 m size range) in the comb-type amphiphilic polypropylene-g-polyethylene glycol graft copolymer and uses UV-Visible Spectrum and Fluorescence Spectrum to analyze light interactions. Surface plasmon resonance of the hybrid structure consisting of metal nanoparticles; optical characteristics of the hybrid structure consisting of semiconductor nanoparticles, which are dependent on the size changes and; optical characteristics on the different polymer chain lengths composed of gold nanoparticles have been analyzed in this scope.