Farklı tip surfaktanlar kullanılarak karbon nanotüp çözeltilerinden damla buharlaştırması yöntemi ile kontrollü desen oluşumu
Controlled stain formation by drop evaporation by carbon nanotube formation using different types of surfactants
Yazar: GÜNSU KÖMÜRCÜOĞLU
Danışman: PROF. DR. H. YILDIRIM ERBİL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Son yıllarda sıvı damla buharlaşmasından kalan kalıntıların uygulamaları büyük önem kazanmıştır. Püskürtmeli yazıcılar, tarımsal ilaçlama gibi endüstriyel birçok işlemde kalıntı bırakan damla buharlaştırma yöntemi kullanılmaktadır. Bir damla içinde bulunan katılar, buharlaşma esnasında genellikle damla/katı temas hattına doğru taşınırlar. Sıvının tümü buharlaştıktan sonra yüzeyde halka şeklinde bir katı kalır ve katı maddenin neredeyse tamamı bu kalıntıda bulunur. Damla buharlaşması sonucunda elde edilen karbon nanotüp kalıntıları elektronik bileşenlerde ve karbon nanotüp kaplamaları gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu çalışmada amaç buharlaşma sonucu oluşan karbon nanotüp kalıntıların geometrisi ve çapı üzerine kontrol sağlamaktır. Farklı yüzey enerjisine sahip katılar üzerinde farklı miktarda karbon nanotüp ve farklı derişimlere sahip yüzey aktif madde (SDS, CTAB ve NaDDBS) çözeltilerini içeren 1 ve 5 µL hacmindeki damlalarla çalışılmıştır. Kapalı bir hücrede buharlaşmaya bırakılan bu damlaların bıraktığı kalıntıların boyutları ve şekli incelenmiştir.Buharlaşma sonucu oluşan kalıntıların geometrisinde ve çap kontrolünde kullanılan yüzey aktif madde derişimi ve tipi büyük önem taşımaktadır. Ağırlıkça sabit %0.5 derişiminde kullanılan SDS, CTAB ve NaDDBS yüzey aktif maddelerinden oluşturulan ve sabit miktarda MWCNT içeren damlaların buharlaşması ile elde edilen kalıntıların, düşük yüzey enerjiye sahip yüzeylerde içi dolu ve düzgün olduğu; ancak yüzey enerjisi yüksek yüzeyler üzerinde ise, bu kalıntıların halka verme eğiliminde olduğu gözlemlenmiştir. CTAB yüzey aktifi ile oluşturulan çözelti damlası kalıntılarının geometri ve çap kontrolü SDS ve NaDDBS ile oluşturulan çözelti damlalarının kalıntılarına göre daha iyidir. Bunun sebebi CTAB içeren çözelti damlalarının daha az yayılmasıdır.

Abstract:
In recent years the application of the stains which were obtain by the liquid drop evaporation is gaining more importance in technology. The stains obtained bydrop evaporation are used in applications such as inkjet printing and agricultural biocide spraying. The solids in the drops are generally transported to solid/drop line of contact during the drop evaporation. The ring-shaped solid stains form on the surface after evaporation of the whole drop and the stains contain almost whole solid mass. Stains of carbon nanotube which are formed as a result of drop evaporation, are used in various field such as electronic components and carbon nanotubescoatings. The aim of this study is the control on the geometry and diameter of carbon nanotubes as a result of drop evaporation. We used 1 and 5 µL volume drops containing solutions of different surfactants (SDS, CTAB and NaDDBS) with different concentrations where carbon nanotubes are dispersed. The size and shape of the stains left by these drops had been examined after the drops were evaporated in closed cell.The concentration and type of surfactant which are used in stain formation are important on the control of stain geometry and diameter. The stains which are formed by using constant quantity of MWCNT and constant (%0.5 by wt.)concentration of surfactants (SDS, CTAB and NaDDBS), are tended to be full-filled and uniform on the surfaces with low surface energy however, they are ring-shaped on the surfaces with high surface energy. The control on the geometry and diameter of the stains, using with CTAB surfactant, have been found to be better than the drops containing SDS and NaDDBS. The reason is the less spreading property of CTAB containing drops