Karbon nanotüp esaslı yapıların mürekkep püskürtme yöntemi ile esnek altlıklar üzerine yazdırılması
Printing carbon nanotube based structures on flexible pads by ink spray
Yazar: SÜMEYYE SARIKAYA
Danışman: DOÇ. DR. AYTEKİN UZUNOĞLU
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Bisfenol A = Bisphenol A ; Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Elektrotlar = Electrodes ; Karbon nanotüp = Carbon nanotube ; Mürekkep = Ink ; Püskürtme yöntemi = Spraying method

Özet:
Son yıllarda; birçok alanda kullanılan yenilikçi, yüksek performanslı, esnek ve bükülebilir elektrotların geliştirilmesi için yapılan çalışmalar önem kazanmıştır. Literatür taramalarında; yüksek performanslı, aktif ve yenilikçi esnek elektrotların geliştirilmesi için kullanılan yöntemler içerisinde en ucuz ve kolay olan mürekkep püskürtme yöntemidir.
Bal peteği dizilişine sahip birkaç grafinin üst üste konulup katlanmasıyla hegzegonal yapıya sahip karbon nanotüpler elde edilir. Karbon nanotüpler kimyasal stabilite, yüksek iletkenlik, yüksek sıcaklık direnci, geniş yüzey alanı, nanoboyutları, kimyasal ve fiziksel kararlılık göstermelerinden dolayı esnek elektrotların geliştirilmesinde kullanılan en önemli malzeme türleri arasında yer almaktadır. Ayrıca yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar göstermiştir ki karbon nanotüplerin kullanılmasıyla hızlı sonuç veren, daha yüksek hassasiyete ve daha düşük tayin limitine sahip elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi mümkündür.
Bu çalışmada; günlük hayatta yoğun bir şekilde karşılaştığımız insan sağlığını olumsuz etkileyen organik bileşen olan bisfenol A (BPA) tespiti için ucuz, tek kullanımlık, kolay hazırlanabilir, yüksek hassasiyete ve seçiciliğe sahip esnek elektrokimyasal bisfenol A (BPA) sensörleri geliştirilmiştir. Elektro  katalitik özellik gösteren, modifiye edilmiş çok katmanlı karbon nanotüp (MWCNT) yapıları sentezlenmiştir. Modifiye işleminde ilk olarak bilyeli değirmen kullanılarak çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT), azot (N) atomları ile katkılanmış ve elektrokimyasal aktivitesi artırılmıştır. Modifiye edilmiş çok duvarlı karbon nanotüp su içerisinde dağıtılıp mürekkep sıvısı hazırlanmış ve mürekkep karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Fiziksel ve kimyasal modifikasyona tabi tutulmuş çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) yapılarının yüzeylerinde ek olarak sülfonatlama işlemi ile –SO3H grupları oluşturularak kararlılıklarının artırılması sağlanmıştır. Azot atomu katkılanmış karbon nanotüp esaslı mürekkep karışımları hazırlanıp polietilen tereftalat (PET) esnek altlıklar üzerine ucuz ve kolay bir yöntem olan mürekkep püskürtme yöntemi ile yazdırılıp elektrokimyasal bisfenol A (BPA) tayininde sensör olarak kullanılmıştır.

Abstract:
In recent years; studies for the development of innovative, high performance, flexible and bendable electrodes used in many fields have gained importance. In literature review; among the methods used for the development of high performance, active and innovative flexible electrodes, it is the cheapest and easiest inkjet method.
Carbon nanotubes with a hexagonal structure are obtained by stacking and folding several graphenes with a honeycomb arrangement. Carbon nanotubes are among the most important material types used in the development of flexible electrodes due to their chemical stability, high conductivity, high temperature resistance, large surface area, nanosize, chemical and physical stability. In addition, the results obtained from the studies have shown that it is possible to develop electrochemical sensors with faster results, higher sensitivity and lower detection limit by using carbon nanotubes.
In this study; inexpensive, disposable, easily prepared, flexible electrochemical bispenol A (BPA) sensors with high sensitivity and selectivity have been developed for the detection of bisphenol A (BPA), an organic component that negatively affects human health, which we encounter intensively in daily life. Modified multilayer carbon nanotube (MWCNT) structures with electrocatalytic properties were synthesized. In the modification process, first of all, multi walled carbon nanotube (MWCNT) was doped with nitrogen (N) atoms using a ball mill and its electrochemical activity was increased. Modified multi walled carbon nanotube was dispersed in water, ink liquid was prepared and ink characterizations were performed. The stability of the multi walled carbon nanotube (MWCNT) structures, which have been subjected to physical and chemical modifications, has been increased by forming –SO3H groups by additional sulfonation process on their surfaces. Carbon nanotube based ink mixtures doped with nitrogen atoms were prepared and printed on polyethylene terephthalate (PET) flexible substrates by inkjet method, which is an inexpensive and easy method, and used as a sensor for the determination of electrochemical bisphenol A (BPA).