Mikrojellerde katı-sıvı faz geçiş dinamiklerin video mikroskop yöntemiyle incelenmesi
Investigation of solid-liquid phase transition dynamics in microgels by video microscopy method
Yazar: GİZEM BÜŞRA KELLER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ KAYA
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Camsı yapılar = Glass forming ; Faz geçişleri = Phase transitions ; Mikroküreler = Microspheres ; Mikroskopi = Microscopy ; Mikroyapı = Microstructure

Özet:
Mikrojel koloit parçacıklar, atomik veya moleküler sistemler için
kristalizasyon ve camsı yapı oluşumu gibi fiziksel işlemleri incelemek için
ideal bir deneysel model oluştururlar. Mikrojeller, çapraz bağlanmış
polimerlerden oluşan su depolayabilen veya salabilen hidrojel
kürelerdir. Bu çalışmada PNIPAM (Poli(N-izopropilakrilamid)) moleküllü mikrojel 
koloit parçacıklar kullanılarak koloit kristal oluşturulmuştur. Bu kristalin esneklik özelliği farklı sıcaklık
değerlerinde ölçüm yapılarak incelenmiştir. Mikrojel parçacıklarının
şişme ve büzülme dinamikleri kimyasal olarak farklı mekanizmalarla
gerçekleşmektedir. Bu fark koloit kristallerinin elastik özelliklerini
ve kristal tipleri arasındaki erime faz geçişini etkileyebilmektedir.
Her sıcaklık değerinde mikrojel parçacıklarının konum ve titreşimlerinin
değişimi video mikroskop yöntemi kullanılarak kristalin esneklik
analizi yapılmıştır. Farklı sıcaklıklardaki kristalin esnekliği,
parçacıkların ortalama titreşim miktarının parçacıklar arasındaki ortalama
mesafeye oranlanmasıyla elde edilen Lindemann parametresi ile bulunmuştur. Aynı zamanda kristal 
düzeninden çift korelasyon fonksiyonu elde edilmiş ve bu dağılımın sıcaklık ile nasıl etkilendiği hesaplanmıştır. Her  iki yöntemde de koloit kristalin sıcaklık artması ile esnekliğinin azalarak sıvı faza yaklaştığı bulunmuştur.

Abstract:
Microgel collidal particles are used as an ideal model for studying formation of crystal
and glassy states of atomic or molecular materials. Microgels are
hydrogel globules which are composed from crosslinked polymers that have
high water absorbance and release capacities. In this thesis, NIPAM(
Poly(Nisopropylacrylamide)) colloidal particles have been used 
to produce colloidal crystal. The elastic properties of this crystal have been 
investigated under different temperature values. The expansion and contraction 
dynamics of microgels particles proceed under different chemical mechanisms. This 
difference can affect the elasticity of colloid crystals and formation of different
crystal types. At different temperature values, calculating the
locations of colloidal particle and their change in time have been used
to measure elasticity of colloid crystal via video microscopy method.
The Lindemann parameter which is found by the ratio of vibration of
colloidal particle to its neighboring distance is calculated at each
temperature value. At the same time pair correlation function and the
change of it at different temperatures have been calculated. It is 
shown that the elasticity of the crystal is decreasing as it approaches 
towards liquid phase at both methods.