Elektromanyetik girişim koruma ve rezonatör uygulamaları için karbon nanotüp/poli(anilin-ko-akrilonitril) kompozitlerinin geliştirilmesi
Development of carbon nanotube/poly(aniline-co-acrylonitrile) composites for electromagnetic interference protection and resonator applications
Yazar: MERVE ERDEN
Danışman: PROF. DR. HÜSNÜ DENİZ BAŞDEMİR
Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Savunma Teknolojileri (Disiplinlerarası) Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Elektromanyetik ekranlama = Electromagnetic shielding ; Elektromanyetik girişim = Electromagnetic interference ; Elektromanyetik kirlilik = Electromagnetic pollution ; İletken kopolimerler = Conducting copolymers

Özet:
Organik elektronikler, silikon, germanyum ve galyum arsenit gibi geleneksel elektronik malzemelerle karşılaştırıldığında esneklik, bulunabilirlik, toksisite, uygulanabilirlik ve maliyet açısından birçok avantaj sağlayan ve yeni yeni gelişim gösteren bir malzeme sınıfıdır. Çeşitli organik elektronik malzemeler arasında, karbon nanotüplerin (KNT'lerin) polianilin (PANI) ile kompozitleri, PANI'nin KNT'lerin etrafına sarılmasıyla ortaya çıkan π- π istiflenmesinin bir sonucu olarak mükemmel yük taşıma özelliklerinden dolayı özellikle ilgi görmektedir. Son zamanlarda PANI yerine anilin bazlı bir kopolimerin KNT'lerin etrafına sarılabileceği ve böylece yük taşıma özelliklerinin geliştirilebileceği bunun da termoelektrik (TE) uygulamalar için umut vadeden bir gelişme olduğu raporlanmıştı. Her ne kadar anilin bazlı kopolimerlerle KNT'lerin kompozitleri elektriksel ve manyetik özellikler açısından ilginç sonuçlar verebilecek olsa da bu konudaki araştırmalar sadece birkaç başarılı raporla hala sınırlı kalmıştır. Bu nedenle, mevcut çalışma çok duvarlı karbon nanotüp (MWNT)/poli(anilin-ko-akrilonitril) kompozitlerinin hazırlanmasını ve söz konusu kompozit malzemelerin elektromanyetik kalkanlama performanslarını incelemeyi amaçlamaktadır. Kompozitler, çeşitli MWNT yüklemelerinde, oda sıcaklığında yerinde ters emülsiyon kopolimerizasyonu yöntemiyle hazırlanmış ve daha sonra ölçümlere geçilmeden önce m-kresol ortamında kamforsülfonik asit ile yeniden katkılanmıştır. Numuneler FT-IR, XRD, SEM ve VSM analizleri ile karakterize edilmiştir.  Kompozitlerin permeabilite ve permitivite değerleri vektör ağ analizörü kullanılarak X-bandında elde edilen saçılma parametreleri üzerinden Nicolson-Ross-Weir yöntemi ile belirlenmiş, elektriksel iletkenlikleri 4 nokta prob yöntemi ile saptanmıştır. Son olarak elektromanyetik kalkanlama performansları yine saçılma parametreleri kullanılarak tespit edilmiştir.

Abstract:
Organic electronics is a newly developing class of materials that offer many advantages in terms of flexibility, availability, durability, applicability and cost compared to traditional electronic technologies such as silicon, germanium and gallium arsenide. Among various organic electronic materials, composites of carbon nanotubes (CNTs) with polyaniline (PANI) have attracted attention due to their excellent charge transport processes as a result of the π-π stacking of PANI resulting from the separation of CNTs. Recently, it was reported that CNTs could be produced with an aniline-based copolymer instead of PANI, thus improving charge transport, which is a promising development for thermoelectric (TE) applications. Although interesting results can be obtained in terms of geometric and magnetic properties of CNTs with aniline-based copolymers, this technology still exists with only a few successful reports in research. Therefore, the present study aims to prepare multi-walled carbon nanotube (MWNT)/poly(aniline-co-acrylonitrile) composites and to investigate the electromagnetic shielding performances of the composite materials. The composites were prepared by the emulsion copolymerization method placed in the chamber at various MWNT loadings and then re-doped with camphorsulfonic acid in m-cresol medium before proceeding to the measurements. The samples can be linked by FT-IR, XRD, SEM and VSM analyses. The vectors of the permittivity and permittivity values of the composites were determined by the Nicolson-Ross-Weir method over the scattering permit obtained in the X-band using the network analyzer, and their electrical conductivities were operated by the 4-point probe method. Finally, the electromagnetic shielding performance was determined by the scattering permit again.