Döner (Spin) Kaplama ile İki Boyutlu Polimerik Nanokompozitlerin Geniş Alanlı Üretimleri
Mass Fabrication of Two Dimensional Polymeric Nanocomposites with Spin Coating
Yazar: Gözübenli, Numan
Dergi: Academic Platform - Journal of Engineering and Science, Vol. 8 No. 1, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Spin coating,colloidal lithography,colloidal silica crystal,photonic crystal,nanoarrays ; Döner (spin) kaplama,kolloidal litografi,kolloidal silika kristali,fotonik kristal,nanodizilimler

Bu çalışmanın amacı, döner-kaplamatekniği kullanılarak yüksek kristal kalite kolloidal şablonların eldesi ve buşablonlardan üretilen nanokompozitlerin üretim koşullarının belirlenmesidir. Buamaçla, hazırlanan akrilat monomeri içerisine homojen dağılmış silikakolloidleri kullanarak çeşitli yüzeyler üzerine döner kaplama tekniği ile cam yüzeylerkaplandı. Merkez kaç kuvvetlerine dayalı bu kaplama tekniği ile yüksek kalitelinanodizilimler ve  polimerizasyonaşamasıyla, iki boyutda kolloidal kristallerin polimer yapıları başarılı birşekilde hazırlandı. Etanolde, seyreltik silika nanoküreler temizlendikten sonraviskozitesi 60 cps olan etoksile trimetilolpropan triakrilat monomer ilehacimsel fraksiyonları < %20 olacak şekilde çözüldü.  Hazırlanan bu kolloidal süspansiyon-monomerkarışımı cam yüzeyler üzerine oldukça tek dizilimli olarak kaplandı. Filminkalınlığı sadece dönüş hızı ve dönüş zamanı değiştirilerek kontrol edilebilmektedir.Polimer matrisinin ve silis kürelerinin seçici olarak uzaklaştırılması, reaktifiyon aşındırıcı ve hidroflorik asit uygulamalarıyla gerçekleştirilmiş olup,sırasıyla geniş alanlı kolloidal kristallerin makro gözenekli polimer şablonlarıelde edildi. Görünür ve yakın kızılötesi bölgelerdeki normal iletimspektrumları, iki boyutlu bu nanoyapılardan, Bragg kırınımın belirgin tepenoktaları grafiklerle belirlendi. Optik disk ölçekli kaplama işlemlerine dayalıbu teknik, standart yarı iletken mikrofabrikasyonlara ve optik  biyosensör üretimine uyumludur. Döner kaplamaişleminin, merkez kaç kuvvetine dayalı kristalleşme uygulaması, kaplamatekniklerine dayalı, teknolojik uygulamalarda rahatlıklakullanılabilmektedir.

The aimof this study is to obtain high crystal quality colloidal templates using spin-coatingtechnique and to determine the production conditions of nanocomposites producedfrom these templates. For this purpose, the glass surfaces were coated by spin-coating technique on various surfaces using homogeneously dispersed silicacolloids in the prepared acrylate monomer. With this coating technique based oncentrifugal forces, and following polymerization step, high quality nanoarrays ofcolloidal crystals in two dimensions were successfully prepared. In ethanol, the dilute silica nanospheres were removedand then dissolved with ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomerhaving a viscosity of 60 cps to <20% volumetric fractions. This preparedcolloidal suspension-monomer mixture was coated on glass surfaces in a veryuniform manner. The thickness of the film can only be controlled by changing therotation speed and time of spin coating. Selective removal of the polymermatrix and silica spheres was achieved by reactive ion abrasive and hydrofluoricacid treatments, yielding large area colloidal crystals and macroporouspolymers, respectively. The normal transmission spectra in the visible and nearinfrared regions and the apparent peaks of Bragg diffraction from thesetwo-dimensional nanostructures were determined by graphs. Based on opticaldisc-scale coating, this technique is compatible with standard semiconductormicrofabrications and optical biosensor production. Crystallization applicationbased on centrifugal force of spin coating process can be easily used intechnological applications based on coating techniques.