Grafen/Polistiren kompozit kaygan yüzeylerin üretimi ve akıllı malzeme performanslarının belirlenmesi


Creative Commons License

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: DENİZ EMRE

Danışman: Nevin Atalay Gengeç

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Grafen, %98 optik geçirgenlik, yüksek termal iletkenlik ve yüksek Young modülü gibi üstün birçok özelliklerinden dolayı sensörler, enerji dönüşümü, depolama cihazları, güneş pilleri ve güçlendirilmiş kompozitler vb. birçok farklı uygulama alanlarına sahiptir. Bu çalışmada farklı hidrofobluk ve pürüzlülük derecesinde Grafen/Polistiren kaygan yüzeylerin üretimi, performanslarının belirlenmesi ve dış uyaranlar karşısında akıllı tepki geliştirme kabiliyetlerinin test edilmesi amaçlanmıştır. Kompozit yüzeyler daldırarak kaplama yöntemiyle hazırlanmış ve kompozit yüzeylere yağ emdirilerek kaygan yüzeyler (SLIP) elde edilmiştir. Kaygan kompozit yüzeylerin kayma performansı ve kendini yenileme potansiyelleri incelenmiştir. İletken olan grafen kompozit yüzeylerde dış uyaran olarak elektrik (düşük voltajlarda) uygulanması ile sıvı damlanın dış uyarana karşı tepkisi analiz edilmiştir. Damla hareketinin belli bir yol boyunca akıllı kontrolünün sağlanması amacıyla, litografi yöntemiyle kanal ve silindirik mikro desen içeren substratlar üretilmiş ve bu substratlar PS/grafen dispersiyonları ile kaplanarak desenlenmiş kompozit yüzeyler üretilmiştir. Ayrıca farklı iletkenliklerde düz, pürüzlü ve desenli grafen bazlı yüzeyler hazırlanarak iletkenlik, pürüzlülük ve hidrofobluk derecesindeki değişimin kaygan yüzey performansı ve akıllı tepki davranışına etkisi incelenmiştir. Kaygan yüzey (SLIP) performansı ve akıllı tepki davranışının daha detaylı anlaşılabilmesi için farklı yağlayıcı türleri, yağlayıcı kalınlığı, sıvı damla hacmi ve dış uyaran olarak kullanılan elektrik potansiyeli gibi parametreler araştırılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar neticesinde amaca uygun olarak üretilen grafen bazlı PS kaygan yüzeyler üzerinde, sıvı damlanın hedeflenen mesafe, yön ve sürede kontrollü olarak hareket ettirilebildiği, kendini yenilediği, deforme edildiğinde dahi kaygan özelliğini kaybetmediği ve stabilitesini koruduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak kaygan yüzey üzerindeki damla hareketinin akıllı kontrolünün doğadaki örneklerinde olduğu gibi yüzey topografyasındaki değişim ve yüzeyin iletkenlik değerindeki değişim ile sağlanabileceği tespit edilmiştir.