Manyetik mikromotorların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation of magnetic micromotors and their characterization
Yazar: ELİF ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. FİLİZ KURALAY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Mikro/nanomotorlar, enerjiyi harekete çevirebilen ve farklı sentez kimyası yaklaşımları sonucunda geliştirilmiş olan sistemlerdir. Hareket özelliğine sahip fonksiyonel malzemelerin sentezlenmesi çoğu alanda farklı uygulamaların önünü açmıştır. Nanoteknoloji çatısı altında son yılların en ilgi çekici araştırma konularından biri olan mikromotorlar çeşitli biyomedikal uygulamalar, çevresel iyileştirme, kimyasal sensörler gibi alanlarda kendilerine sıklıkla yer bulmaktadırlar. Bu yüksek lisans tezi kapsamında, altın (Au), gümüş (Ag) ve bakır (Cu) temelli yapıların manyetik özellikteki demir (Fe), nikel (Ni) veya Fe-Ni temelli tabakalarla birleştirilmesi sonucu ortaya çıkarılan tel (çubuk) şeklindeki mikroyapıların hareket özellikleri incelenmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal yöntemler kullanılarak sentezlenen bu mikromotorlar kalıp (membran) destekli olarak hazırlanmışlardır. Mikro yapıdaki motorların yapıları ve hareketleri ise optik mikroskopta incelenmiş, elde edilen videolardan yola çıkılarak hızları belirlenmiştir. Ardından taramalı elektron mikroskobu (SEM)-enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) analizleri, elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ile karakterizasyon ve titreşimli örnek manyetometresi (VSM) analizi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen motorların kullanım potansiyelini ortaya çıkarabilmek adına L-sistein ile modifikasyonu da sağlanmıştır. Bu aşamada, Ag/Fe-Ni motorları için X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve SEM-EDX ile karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Son olarak, L-sisteinle inkübe edilen Ag/Fe-Ni, Au/Fe/Ni ve Cu/Fe-Ni mikromotorlar için hız takibi ve yüzey yüklerini incelemek amacıyla zeta potansiyel ölçümleri gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Micro/nanomotors are systems that can convert energy into motion and have been developed as a result of different synthesis chemistry approaches. Synthesizing functional materials with movement properties has paved the way for different applications in many fields. Micromotors, one of the most interesting research topics of recent years within the scope of nanotechnology, often find a place in fields such as various biomedical applications, environmental remediation, and chemical sensors. Within the scope of this master's thesis, the movement properties and characterizations of wire (rod) shaped microstructures created by combining gold (Au), silver (Ag) and copper (Cu) based structures with magnetic iron (Fe), nickel (Ni) or Fe-Ni based layers are examined. These micromotors, synthesized using electrochemical methods, were prepared with template (membrane) support. The structures and movements of the microstructured motors were examined under an optical microscope, and their speeds were determined based on the videos obtained. Then, scanning electron microscopy (SEM)-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analyses, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) characterization and vibrating sample magnetometer (VSM) analysis were performed. In order to reveal the potential use of the synthesized motors, their modification with L-cysteine was also provided. At this stage, characterization studies were carried out for Ag/Fe-Ni motors using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and SEM-EDX. Finally, zeta potential measurements were carried out to examine the velocity monitoring and surface charges for Ag/Fe-Ni, Au/Fe/Ni and Cu/Fe-Ni micromotors incubated with L-cysteine.