Development of liquid crystal based nanoparticle sensors
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ASLI KARAUSTA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Emre Büküşoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sıvı kristaller, hem sıvıların akış özelliklerini ve kristal katıların uzun mesafeli yönsel düzenlerini sergileyen duyarlı malzemelerdir. Sıvı kristallerin oryantasyonu, enerji seviyelerinin kolaylıkla kontrol edilebilmesi sayesinde son derece hassas duyarlılık gösterirler. Bu tez çalışmasında, nanomalzemelere karşı tepki almak amacıyla sıvı kristal kullanılmıştır. Sınırlı sistemler içerisine hapsedilmiş sıvı kristalin konfigürasyonunun tespit edilmesi üzerine yöntem geliştirilerek nanopartiküllerin arasındaki etkileşimlerin ve kendiliğinden oluşturdukları yapıların incelenmesi amaçlanmıştır. Sıvı kristal damlacıkları sınırlama olarak kullanarak, altın nanopartikülleriyle sıvı kristal-su arayüzünde nanopartikül ve sıvı kristal arasındaki etkileşimler analiz edilmiştir. Ardından, daire, kare, üçgen, dikdörtgen ve yıldız şekillerinde mikrokuyularda sıvı kristal konfigürasyonlarını belirlemek için bir yöntem geliştirdik. Son olarak, yumuşak litografi kullanarak sıvı kristal-su arayüzünü analiz etmek için stabil, üç boyutlu ve suya çözünmeyen bir platform hazırlanmıştır. Mikrokuyulardaki sıvı kristal konfigürasyonları polarize optik mikroskop altında incelenerek arayüzdeki eğilme ve defekt oluşumu gözlemlenmiştir. Sodyum dodesil sülfat (SDS) molekülleri, yüzey aktif madde adsorpsiyonuna bağlı olarak arayüzdeki eğilmedeki değişiklikleri gösteren bir model analizörü olarak kullanılmıştır. Arayüz bağlanmasına bağlı olarak, nokta defektleri ve disklinkasyon hatları gibi defekt yapıları içeren metastabil (kararsız) konfigürasyonlar oluşmuştur. Ayrıca, silan ve boya molekülleri ile işlevsel hale getirilmiş silika nanopartiküllerinin adsorpsiyonuna karşı sıvı kristalin tepkisi incelenmiştir ve nanopartikül yüzeyindeki boya moleküllerinin konsantrasyonunun (ppb seviyesinde) sıvı kristal-su arayüzündeki eğilme değişiklikleri ile tespit edilebileceği bulunmuştur. Bu bulgular, sensör uygulamaları için bir potansiyel sunduğunu ve molekül veya kolloidlerin tespiti için stabil bir platform geliştirildiğini göstermektedir.