Pyronin bileşiklerinin film yapılarının oluşturulması ve fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi
A preparation of film structures of pyronine compounds and investigation of their photopysical properties
Yazar: KADEM MERAL
Danışman: PROF. DR. H. YILDIRIM ERBİL ; PROF. DR. YAVUZ ONGANER
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: İnce filmler = Thin films

Özet:
Pyronin B (PyB) ve Pyronin Y (PyY) bileşiklerinin film yapıları, faklı pyronin/polimer oranlarında çeşitli film teknikleriyle hazırlandı. Bu filmlerin fotofiziksel özellikleri absorpsiyon, durağan hal floresans ve zamana bağlı floresans spektroskopi teknikleriyle belirlendi. Hazırlanan döndürerek kaplama (SC) filmlerinin yüzey morfolojisi AFM (Atomik Kuvvet Mikroskobu) ile belirlendi. Pyronin/polimer filmlerinde, seyreltik pyronin konsantrasyonlarında monomerik filmler elde edilirken, yüksek konsantrasyonlarda hazırlanan filmlerde H-agregat yapının oluştuğu belirlendi. Bu filmlerde, monomerik pyronin molekülleri için hesaplanan floresans ömür değerlerinin, H-agregat yapının artmasıyla azaldığı anlaşılmıştır. Yapılan AFM çalışmasında PyB H-agregat yapısının genel olarak uzun fiberler şeklinde olduğu, buna karşın PyY'nin H-agregat yapısının ise küresel olarak büyüdüğü belirlendi. Ayrıca, suda çözünebilen PyB ve PyY bileşiklerinin stearik asitle (SA) birlikte Langmuir-Blodgett (LB) filmleri hazırlandı. Yapılan yüzey basıncı-alan (?-A) izoterm çalışmalarından saf pyronin bileşiklerinin hava-su ara yüzeyinde tek tabaka oluşturamadığı, ancak pyronin bileşikleri SA ile karıştırıldığında hava-su ara yüzeyinde sağlam ve kolaylıkla bir katı yüzeye transfer edilebilen LB filmlerinin oluştuğu belirlendi. ?-A izotermlerinden karışımda pyronin konsantrasyonunun artışıyla elde edilen limit alanın azaldığı belirlendi. Pyronin bileşiklerinin LB filmlerde, kloroform ve SA içeren kloroform ortamında fotofiziksel özellikleri absorpsiyon, floresans spektroskopi teknikleriyle incelendi. PyB ve PyY'nin tek tabaka LB filmlerinin yüzey morfolojisi AFM ile belirlendi. Bu LB film çalışmasının yanı sıra, pyronin bileşiklerinin saf su alt fazından SA LB film yüzeyine adsorpsiyonu ile LB film yapıları hazırlandı. Elde edilen spektroskopik verilerden, pyronin bileşiklerinin adsorpsiyon zamanına bağlı olarak SA film yüzeyinde ve SA molekülleri arasına yerleştiği belirlendi. Bunun yanı sıra, SA'in Y-tipi LB filmi ile modifiye edilen hidrofobik ve hidrofilik cam yüzeyine pyronin bileşiklerinin sulu çözeltilerinden, zamana bağlı adsorpsiyonu ile film yapıları oluşturuldu. Pyronin bileşiklerinin yüzeye adsorpsiyonu, absorpsiyon spektroskopi tekniğiyle incelendi.

Abstract:
Film structures of Pyronin B (PyB) and Pyronin Y (PyY) with different polymers at the different ratios were prepared by various film techniques. The photopyhsical properties of these films were analyzed by using absorption, steady-state fluorescence and time-resolved fluorescence spectroscopy techniques. Morphologies of Spin-Coating (SC) films of pyronin/polymer were determined by means of AFM (Atomic Force Microscopy). In these films, it was determined that the film obtained at higher concentrations of pyronin contained H-aggregate structure of pyronin while the film obtained at the dilute concentrations of pyronin was monomeric character. The results of fluorescence decay analysis of these films demonstrated that increasing H-aggregate structure of pyronin in the films decreased fluorescence lifetime of monomeric species. According to AFM images, H-aggregate structure of PyB was formed as fiber-like, but H-aggregates of PyY were in spherical shape. Moreover, mono and multilayer of water-soluble PyB and PyY mixed with stearic acid (SA) have been incorporated in Langmuir-Blodgett (LB) films. The pressure-area (?-A) isotherms pointed out that pure PyB and PyY are incapable of forming stable films at the air-water interface and collapse readily at low surface pressures. However, mixture of PyB or PyY with SA easily formed stable films at the air-water interface and they were easily transferred onto solid substrates. The average area per molecule of mixed films of PyB and PyY at the air-water interface was observed to decrease with increasing the concentration of PyB and PyY. The spectroscopic characteristics of PyB and PyY in chloroform, SA containing chloroform and LB films have also been investigated by using absorption and fluorescence spectroscopy techniques. The morphology of the LB film surfaces has been characterized by using AFM. In addition, LB film structures of pyronin compounds were prepared by the adsorption of pyronins from subphase to monolayer film of SA at air-water interface. From spectroscopic findings, it was understood that pyronin molecules were located within SA molecules at the LB films and adsorbed to the surface of the film. Also, the time-dependent adsorption of pyronin compounds onto both hydrophilic and hydrophobic glass substrates modified by Y-type LB film of SA was investigated by absorption spectroscopy technique.