MXene/metal nanokompozit sistemleri ve SERS uygulamaları
MXene/metal nanocomposite systems and SERS applications
Yazar: HAYRUNNİSA MAZLUMOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Altın nanopartiküller = Gold nanoparticle ; Karakterizasyon = Characterization ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy

Özet:
Amaç: Bu tez kapsamında Ti3AlC2 MAX fazından, 2D malzeme sınıfının yeni ve ilgi çekici bir üyesi Ti3C2Tx MXene sentezlenmiş ve SERS etkisi yüksek bir plazmonik metal olan AuNP ile kontrollü olarak çok tabakalı bir film üretilmiştir. Bir raportör molekül olarak kullanılan DTNB'nin farklı derişimleri ile SERS sinyallerindeki değişim incelenmiştir. Elde edilen veriler ışığında üretilen çok tabakalı yapı ile düşük derişimde tanıya olanak sağlayacak bir sistemin üretilmesi hedeflenmiştir. 
Yöntem: Tez kapsamında minimal yoğun katman delaminasyon (MILD) yöntemi ile MAX fazından delamine MXene üretilmiş ve bu sistem DTNB ile modifiye edilmiş AuNP ile kombinlenerek çok tabakalı LbL filmler üretilmiştir. Filtre kağıdı yüzeyinde oluşturulan LbL filmlerin kryostat yardımı ile dikine kesitleri alınmış ve bu kesitlerin SERS aktiviteleri saptanmıştır.   
Bulgular: SEM, TEM, XRD ve UV-vis verileri MAX fazından delamine MXene yapısının oluştuğunu göstermiştir. AuNP sistemi sitrat indirgeme yöntemi ile yaklaşık 21 nm boyutunda üretilmiş ve DTNB Raman raportör molekülü ile fonksiyonel hale getirilmiştir. Filtre kağıdı üzerinde ortalama 12,2 µm kalınlığında LbL filmler üretilmiş ve yapı içerisinde AuNP için homojen dağılım gözlenmiştir. SERS analizleri, DTNB için tanı alt sınırının 10-8 M olduğunu göstermiştir. 
Sonuç: Önerilen LbL Mxne/AuNP@DTNB sistemi ideal bir SERS platform olarak hassasiyet, esneklik, düşük fiyat ve uygulama kolaylığı bağlamında önemli fırsatlar sunmaktadır. Tez, bu sistemin sensör platformu olarak uygulanabilirliğini ispatlamış ve başta biyomedikal ve kimyasal olmak üzere farklı alanlarda kullanımının önünü açmıştır.

Abstract:
Purpose: Within the scope of this thesis, a new and interesting member of the 2D material class, Ti3C2Tx MXene, was synthesized from Ti3AlC2 MAX phase and a multilayered film was produced with AuNP as a plasmonic metal in a controlled manner. with high SERS effect. The change in SERS signals was investigated with different concentrations of DTNB, which was used as a reporter molecule. In the light of the data obtained, with the multi-layered structure produced, it is aimed to product a system that will allow diagnosis at low concentrations.
Method: Within the scope of the thesis, delaminated MXene was produced from the MAX phase by Minimally Intensive Layer Delamination (MILD) method and multilayered LbL films were produced by combining this system with DTNB modified AuNP. Vertical sections of the LbL films formed on the filter paper surface were taken with the help of a cryostat and the SERS activities of these sections were determined.
Findings: SEM, TEM, XRD and UV-vis data showed that delaminated MXene structure was formed from the MAX phase. The AuNP system was produced by the citrate-reduction method with a size of approximately 21 nm and functionalized with the DTNB as Raman reporter molecule. LbL films with an average thickness of 12.2 µm were produced on the filter paper and a homogeneous distribution of AuNP was observed in the structure. SERS analyses showed that the limit of detection for DTNB was 10-8 M. 
Results: The proposed LbL Mxne/AuNP@DTNB system offers significant opportunities as an ideal SERS platform in terms of sensitivity, flexibility, low price and ease of implementation. The thesis has proven the applicability of this system as a sensor platform and paved the way for its use in different fields, especially biomedical and chemical applications.