Nanoscale patterning of liquid crystal-aqueoues interfaces
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALİ AKMAN
Danışman: Emre Büküşoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kendiliğinden toplanan koloid yapılar geçtiğimiz senelerde bilimsel ve teknolojik gelişmelerde büyük ilgi topladı. Çalışmamızda akışkan arayüzlerde elastik etkileşimlerden doalyı ortaya çıkan nanoparçacık kendiliğinden toplanma davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Daha önceki çalışmalar, micrometre ya da moleküler boyutlardaki yapıların sıvı kristal arayüzlerindeki kendiliğinden toplanma davranışlarını incelese de, bu çalışmada ara boyut nanometre seviyesindeki parçacıkların etkileşimleri incelenmiştir.50-500 nm arası boyutlara sahip olan yüzeyleri fonksiyonlanmış silika nanoparçacıkları, sıvıkristal arayüzeyine adsorplandı ve sıvıkristale karıştırılmış reaktif mezojenlerin polirmerleştirilmesi sonrası nanoparçacıkların pozisyonları elektron mikroskopu ile incelendi. Deneysel ve modelleme sonucu elde edilen sonuçlar ışığında anlaşıldı ki bu boyut aralıklarında nanoparçacıkların elektrik çift katmanı sonucu oluşan elektrostatik etkileşimler, ve sıvı kristal üzerinde oluşan deformasyon sonucu ortaya çıkan elastik etkileşimler kendiliğinden toplanma prosesindeki dominant kuvvetlerdir ve bu kuvvetlerin modifikasyonu ile nanoparçacıklar hapsedilmiş kolesterik sıvı kristallerin arayüz altı simetrileri üzerinde kendiliğinden toplanma için yönlendirilebilir. Yüksek iyonik kuvvetli ortamlarda nanoparçacıkların sıvı kristal kusurlarında kuvvetli bir şekilde lokalize olduğu gözlemlenirken, orta seviye iyonik kuvvetlerde nanoparçacıkların kolesterik parmakizi desenlerini kısmi olarak doldurduğu gözlemlendi. Gözlemler sonucu parçacıklar arası etkileşim enerjisinin ≈3 kBT olduğu hesaplanırken, bu enerji değerinin parçacıklar arası ikili etkileşimler üzerinden yapılan modelden elde edilen sonuca yakın olduğu görüldü. Sonuçlar aynı zamanda nanoparçacıklar arası etkileşimlerde sıvı kristal-su ara yüzünde gözlemlenen iyon ayrılması olayının etkisinin rolünü de desteklemektedir. Bu çalışmada yapılan nanoparçacıkların sıvı kristal-su ara yüzündeki elastik etkileşimler sonucu kendiliğinden toplanma olayı üzerindeki sonuçlarının mikro elektronik, sensor ve fotonik alanlarında kullanılabilir.