Experimental characterizations of the response of nematic liquid crystal droplets upon adsorption of nanoparticles from aqueous media
Nematik sıvı kristal damlacıklarının sulu ortamdan nanopartikül adsorpsiyonuna verdiği tepkilerin deneysel karakterizasyonu
- Tez No: 694447
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE BÜKÜŞOĞLU, PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nematik sıvı kristal damlacıkları, moleküler türlerin tespiti için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, sulu ortamdan nanopartiküllerin adsorpsiyonuna karşı mikrometre boyutlu nematik sıvı kristal damlacıklarının tepkisini araştırdık. Bu çalışmanın ilk bölümünde, ~100 nm çapında silika nanoparçacıkları sentezledik ve yüzeylerini düzlemsel veya homeotropik sıvı kristal çapalanmasına ve pH'a bağlı bir yüke sahip olacak şekilde değiştirdik. İkinci olarak, nanopartiküllerin sıvı kristal-sulu arayüze adsorpsiyonunu gerçekleştirdik ve sıvı kristal damlacıklarının adsorpsiyon üzerine tepkisini araştırdık. Nanopartiküllerin sıvı kristal-su arayüzlerine adsorpsiyonu ile yüzey çapalanmasındaki değişiklik ve bölgesel heterojenitelerin oluşumu ile tutarlı olarak damlacıkların yüzey işlevselliğine ve konsantrasyona bağlı konfigürasyonlarını gösterdik. Sonuçlarımıza göre, -COOH ile fonksiyonlanmış nanopartiküllerin (düzlemsel) adsorpsiyonu damlacık konfigürasyonlarında bir değişime neden olmazken, dimetiloktadesil [3-(trimetoksisilil) propil] amonyum klorür (DMOAP, homeotropik) ile fonksiyonlanmış nanopartiküllerin adsorpsiyonu ile damlacık konfigürasyonlarında bipolardan radyale geçiş görüldü. Elektrostatik etkileşimleri manipüle ederek, nanopartiküllerin fizikokimyasal özelliklerine erişim sağladık ve nanopartiküllerin sıvı kristal-su arayüzlerine adsorpsiyonunu kontrol ettik. Damlacık konfigürasyonlarında -COOH/DMOAP karışık tektabakaları ile işlevselleştirilmiş nanoparçacıkların adsorpsiyonunun neden olduğu geçici bir değişiklik olduğunu gösterdik. Bu sonuçlar, nano boyutlu türlerin tespiti, nanoparçacıkları sıvı kristaller ile birleştiren tespit uygulamaları ve karmaşık yapılara sahip anizotropik kompozit parçacıkların sentezi için yapılan çalışmalara bir temel sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Nematic liquid crystal (LC) droplets have been widely used for the detection of molecular species. In this study, we investigated the response of micrometer sized nematic LC droplets against the adsorption of nanoparticles from aqueous media. In the first part of this study, we synthesized ~100 nm-in-diameter silica nanoparticles and modified their surfaces to mediate either planar or homeotropic LC anchoring and a pH-dependent charge. Secondly, we carried out the adsorption of nanoparticles to the LC-aqueous interface and investigated the response of LC droplets upon adsorption. We showed surface functionality- and concentration-dependent configurations of the droplets consistent with the change in the surface anchoring and the formation of local heterogeneities upon adsorption of the nanoparticles to LC-aqueous interfaces. According to our results, the adsorption of nanoparticles modified with dimethyloctadecyl [3-(trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride (DMOAP, homeotropic) exhibit a transition from bipolar to radial, whereas the adsorption of -COOH-terminated counterparts (planar) did not cause a configuration transition. By manipulating the electrostatic interactions, we controlled the adsorption of the nanoparticles to the LC-aqueous interfaces, providing access to the physicochemical properties of the nanoparticles. We demonstrated a temporal change in the droplet configurations caused by the adsorption of the nanoparticles functionalized with -COOH/DMOAP mixed monolayers. These results provide a basis for studies in applications for the detection of nano-sized species, for sensing applications that combine nanoparticles with LCs, and for the synthesis of anisotropic composite particles with complex structures.
Benzer Tezler
- Experimental and numerical analyses of reinforced polymer composites
Güçlendirilmiş polimer kompozitlerin deneysel ve sayısal analizleri
GAMZE ÇAKIR KABAKCI
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ASLAN
- Electrical, optical, and noise characterizations of mwir type-ii inas/gasb superlattice single pixel detectors
Mwır tip-ıı ınas/gasb süperörgü tek piksel dedektörlerin elektriksel, optiksel ve gürültü karakterizasyonları
KUTLU KUTLUER
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RAŞİT TURAN
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Makroalg (Vallisneria spiralis) biyokütlesinden mikrodalga yöntemi ile elde edilen aktif karbonun atık sulardan nikel gideriminde değerlendirilmesi
Evaluation of activated carbon obtained from macroalgae (Vallisneria spiralis) biomass by microwave method in the removal of nickel from wastewater
HARUN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUNUS EMRE ŞİMŞEK
- Treatment of wastewaters containing veterinary antibiotics by means of sequential physical and chemical processes using a natural marine material
Veteriner antibiyotikleri içeren atıksuların ardışık fiziksel ve kimyasal işlemlerle doğal deniz malzemesi kullanılarak arıtılması
İLAYDA ÖZARABACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLİN ERSÖZ
- Fuel characterization and supercritical water gasification of dewatered poultry sludge for hydrogen production
Yakıt karakterizasyonu ve hidrojen üretimi için susuzlaştırılmış kanatlı çamurlarının süperkritik su gazlaştırılması
ABOUBAKER ABDALLA IBRAHIM ALI
Doktora
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AKILLI