Bazı metal ve boya iyonları katkılı hidrojellerin dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the dielectric properties of some metal and dye ions-doped hydrogels
Yazar: MUHİTTİN ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. ORHAN YALÇIN
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, radikalik katılım polimerizasyon tekniği ile opto-elektronik cihazlarda akıllı sentetik devreler için rodamin-B, safranin, kristal mor, malaşit yeşil oksalat ve metal iyonları (Ag+1, Mn+2, Ni+2, Co+2, Cr+3) yüklü hidrojeller sentezlendi. Farklı boya ve metal iyonları katkılı hidrojellerin morfolojik karakterizasyonları taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskobu kullanılarak yapıldı. Boya ve metal iyonları katkılı hidrojellerin dielektrik özellikleri geniş bir frekans aralığında ve oda sıcaklığında empedans spektroskopisi ile detaylıca incelendi. Ayrıca elektrik modül tabanlı Cole-Cole diyagramları ve bunların Smith-Chart' a uyarlanmış halleri, Brown hareketi, iyonik iletim, viskoelastik davranışlar, konsantrasyona bağlı dalgalanma özelliği ve toplam polarizasyon etkiler farklı boya ve metal iyonları katkılı hidrojellerde gözlendi. Gözlenen devre ve viskoelastik sistemdeki Brownian hareketinin boya iyonları ve hidrojeller arasındaki etkileşimlerden, boya molekülleri ve oksijen grupları arasındaki Coulomb etkileşiminden ve kompozit hidrojel kanallarındaki iyon göçünden kaynaklandığı belirlendi. Boya ve metal iyonları katkılı hidrojellerin potansiyel uygulamaları opto-elektronik, biyosensörler, mikrobiyal yakıt hücreleri, süper kapasitörler, ilaç dağıtım, doku rejenerasyonu ve hibrid tip organlar olarak sunuldu.

Abstract:
In this thesis, rhodamine-B, safranin, crystal violet, malachite green oxalate and metal ions (Ag+, Co2+, Cr3+, Mn2+, Ni2+) loaded hydrogels were synthesized for smart synthetic circuit in opto-electronic devices by using the radical participation polymerization technique. The morphological characterization of different dye-and metal ions-doped hydrogels were performed by using scanning electron microscopy and optical microscopy. Dielectric properties of dye-and metal ions-doped hydrogels were investigated in an extended frequency range by impedance spectroscopy at room temperature in detail. In addition, the electric modulus based Cole-Cole diagrams and their adopted to Smith-Chart, the Brownian motion, the ionic conduction, the viscoelastic behavior, the fluctuation feature of the concentrations and the total polarization effects were investigated for different dye and metal ions doped hydrogels. The observed circuit and Brownian motion in viscoelastic system were determined to originate from the interaction between dye ions and hydrogels, coulomb interaction between dye molecules and oxygen groups and the ion-migration in the composite hydrogels channels. The potential applications of dye and metal ions doped hydrogels were presented include the topics such as opto-electronics, biosensors, microbial fuel cells, super capacitors, drug delivery, tissue regeneration and hybrid-type organs.