Grafen katkılı nanolif üretimi ve uygulamaları
Graphene doped nanofiber production and its applications
Yazar: ÇİĞDEM YENER
Danışman: DOÇ. DR. CUMHUR GÖKHAN ÜNLÜ ; DOÇ. DR. LEVENT PARALI
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyomalzemeler = Biomaterials ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Nanobiyoteknoloji = Nanobiotechnology ; Piezoelektrik malzemeler = Piezoelectric materials ; Polimer malzemeler = Polymer materials

Özet:
Son yıllarda nanomalzemelere olan ilgi oldukça artmış ve bu tür 
malzemelerin kullanılmasıyla üstün özelliklere sahip yapıların elde edilmesi 
amaçlanmıştır. Grafen sağladığı avantajlı özellikleri sayesinde nanomalzemelerin 
başında gelmektedir. Nanolif uygulamaları ise hem üretim yöntemi hem de 
kullanım kolaylığı ile pek çok uygulama alanlarında tercih edilmektedir. Bu tür 
malzemelerin kullanılması günümüzde pek çok alanda olmakla birlikte özellikle 
biyomedikal uygulamalarda mevcut birçok problemin üstesinden gelmeye yardımcı 
olmuştur. Günümüzde kablosuz sensörler, implante edilebilir ya da giyilebilir 
elektronik cihazlardaki hızlı gelişmelerle birlikte uzun ömürlü güç kaynaklarına 
ihtiyaç artmaktadır. Bu tez çalışmasında, vücut hareketlerini kullanarak mekanik 
enerjiyi elektrik enerjisine çeviren kendiliğinden enerji eldesi sağlayan 
piezoelektrik nanojeneratör (PENG) tasarlanmıştır. PENG yapısında piezoelektrik 
polimer olarak PVDF (Poliviniliden Diflorür) polimeri kullanılmış ve bu polimere 
Baryum titanat (BaTiO3) nanoparçacığı ve farklı oranlarda indirgenmiş grafen oksit 
(rGO) katkılanarak katkısız ve katkılı nanokompozit nanolifler elde edilmiştir. 
BaTiO3 ve rGO katkısı PENG'in piezoelektrik ve dielektrik özelliklerini 
geliştirmektedir. Elde edilen nanokompozit liflerin yapısal karakterizasyon ve 
elektriksel karakterizasyon ölçümleri yapılarak katkı oranları karşılaştırılmıştır. 
Ayrıca iletken elektrot olarak PANI-rGO-PVA nanolif elektrodu üretimi 
gerçekleştirilmiştir. Böylece biyomedikal alanda giyilebilir elektronik cihazlara 
harici güç kaynağına ihtiyaç duymadan sürekli enerji sağlamayı amaçlayan bir
çalışma olarak esnek PENG tasarımı için gerekli olan malzemelerin üretim 
parametreleri ve özellikleri araştırılmıştır.

Abstract:
In recent years, interest in nanomaterials has increased considerably and it 
is aimed to obtain structures with superior properties by using such materials. 
Graphene is one of the leading nanomaterials thanks to its advantageous properties. 
Nanofiber applications are preferred in many application areas due to both their 
production method and ease of use. The use of such materials has helped to 
overcome many existing problems in many fields today, especially in biomedical 
applications. Nowadays, with the rapid developments in wireless sensors, and 
implantable or wearable electronic devices, the need for long-lasting power supplies 
is increasing. In this thesis study, a piezoelectric nanogenerator (PENG) that 
provides spontaneous energy generation by converting mechanical energy into 
electrical energy using body movements was designed. PVDF (Polyvinylidene 
Difluoride) polymer was used as the piezoelectric polymer in the PENG structure, 
and pure and doped nanocomposite nanofibers were obtained by adding Barium 
titanate (BaTiO3) nanoparticles and reduced graphene oxide (rGO) at different rates 
to this polymer. BaTiO3 and rGO additive improves the piezoelectric and dielectric 
properties of PENG. Structural characterization and electrical characterization 
measurements of the obtained nanocomposite fibers were made and their 
contribution rates were compared. Additionally, the PANI-rGO-PVA nanofiber 
electrode was produced as a conductive electrode. Thus, as a study aiming to 
provide continuous energy to wearable electronic devices in the biomedical field 
without the need for an external power source, the production parameters and 
properties of the materials required for flexible PENG design were investigated.