FBE- Kimya Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/66

Gözat

Yazar "Alptürk, Onur" ile FBE- Kimya Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Development and functionalization of novel polymeric materials from poly(oxazoline)s for potential bioapplications
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020) Özköse, Umut Uğur ; Alptürk, Onur ; Yılmaz, Özgür ; 659578 ; Kimya Ana Bilim Dalı
    The polyoxazoline polymers (POx) were discovered as poly(N-acylethylenimine) in 1966, and have caught researchers' attention only in recent years. This is because they stand out in many ways as they exhibit high biocompatibility, stealth effect, narrow molecular weight distribution, responsiveness to pH and temperature, high functionalization and copolymerization and versatility. To this respect, they became a popular choice to replace polyethylene glycol (PEG), which infamously suffer from oxidation under in vivo conditions. As a nutritional supplement, poly(2-ethyl-2-oxazoline) (PEtOx) was ratified by FDA, and it is expected that the biomaterials depending upon PEtOx will improve very swiftly with the assent of PEtOx for medical use. It is known that polyoxazolines exhibit very good cellular compatibility for in vitro studies due to their stealth behavior similar to PEG and their structure mimicking peptide. In vitro cytotoxicity studies of PEtOx and their derivatives were generally found to be quite low and PEtOx is the one of most studied polymers for in vivo toxicity. In addition, it was determined that repeated intravenous injections of high dose (2g / kg) to rats, did not cause side-effects on animals and no difference in histological applications in liver, spleen and kidney compared to animals of control group. Within the scope of this thesis, three different studies based on PEtOx were conducted: The first study states that poly(2-ethyl-2-oxazoline)/clay (PEtOx/MMT) nanocomposites were developed for the first time. The living cationic ring-opening polymerization (CROP) of 2-ethyl-2-oxazoline was initiated by the tosyl-functionalized montmorillonite clay, then silicate layers were delaminated in the polymer matrix and nanocomposites were formed. The obtained nanocomposites have been investigated in means of thermal and morphology properties by utilising DSC, TGA, XRD, and TEM. All PEtOx/MMT nanocomposites consisting both intercalated and exfoliated silicate layers have an enhanced thermal stability. In the second part of this thesis, PEtOx based-amphiphilic block copolymers and synthetic routes that enable to reach them were certificated. In this context, a novel procedure was created for the preparation of poly(2-ethyl-2-oxazoline)-block-poly(ε-caprolactone) (PEtOx-b-PCL) to manage the molecular architecture. Hereof, a new electrophilic moiety functionalized PEtOx-b-PCL derivative was described. This methodology opened a way to prepare biomolecule conjugated block copolymers that have enormous importance for various applications. Amphiphilic block copolymers are shown to self-assemble into various morphologies, comprising ellipsoids, tubular structures, toroids, vesicles, micellar structures. In this study, we discuss the preparation PEtOx-b-PCL based copolymeric nanostructures (CNs). Our data indicate that – varying the molecular weight and the number of repeating units dictate the nature of morphology. That is, the formation of self-assembled morphologies from ellipsoid to rod-like architectures are observed in aqueous solution, contingent on the mass ratio of hydrophilic block to total block copolymer (fPEtOx). To best of our information, this is the first document on the morphological transitions of PEtOx-b-PCL amphiphilic block copolymer-based CNs with different fPEtOx values in the literature.
  • Öge
    Preparation of transparent conductive electrodes via layer by layer deposition of functional nanomaterials
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Oytun, Faruk ; Alptürk, Onur ; 10269917 ; Kimya ; Chemistry
    Saydam iletken elektrotlar, optoelektronik cihazların en önemli unsurlarından biridir. İndiyum kalay oksit geleneksel olarak optoelektronik cihazlarda en çok kullanılan malzemedir. Fakat bu malzeme bazı dezavantajlara sahiptir. Artan taleplere nazaran indiyum kaynaklarının gittikçe azalması indiyum kalay oksitin son zamanlarda fiyatının oldukça yükselmesine neden olmuştur. İndiyum kalay oksit üretiminde kullanılan yüksek vakum ve sıcaklık ekstra maliyet açısından farklı bir olumsuz yönü olarak bahsedilebilir. Tüm bunlara ek olarak, indiyum kalay oksitin kolay kırılabilir olması onun esnek uygulamalarda kullanımını zorlaştırır. Bu yüzden, indiyum kalay oksitin alternatiflerini bulmak için pek çok araştırma yapılmıştır. Günümüze kadar, araştırmacılar iletken polimerler, karbon nanotüpler, grafen ve metalik nanoteller gibi çeşitli malzemeleri kullanmışlardır. Araştırma sonuçlarına göre bu malzemeler önemli derecede mekanik, ısısal, optik, elektrokimyasal ve elektriksel özellikler göstermiştir. Bu malzemelerin kullanılmasıyla elde edilen saydam iletken elektrotlar genellikle fırça ile boyama, sprey kaplama, vakum süzme ve çubukla kaplama metotları kullanılarak elde edilmiştir. Bu metotlar oldukça basit ve kullanışlı bir metod olmasına rağmen, elde edilen filmler homojen olmamakla birlikte yüksek tabaka direncine ve kötü performansa sahip olduğu bulunmuştur. Bu metotların diğer dezavantajları ise tekrarlanabilirliğinin zor olması ve malzeme ile altlık arasındaki kötü yapışmaya neden olmasıdır. Öte yandan, katman katman kaplama metodu zıt yüklü malzemelerin ardışık olarak kaplanması sonucu elde edilen çok umut verici bir yaklaşımdır. Bu metod ile kaplama kalınlıkları, gözenek kontrolü ve yüzey özellikleri kolayca ayarlanabilir. Ek olarak, kaplanan malzemeyle altlık arasındaki kovalent veya iyonik etkileşimlerden dolayı elde edilen filmlerdeki malzeme adezyonu oldukça iyidir. Bu durum, yaklaşımın çeşitli elektronik ve elektrokimyasal uygulamalarda kullanılabileceğini göstermektedir. Bu tezde, katman katman kaplama metodunun tüm bu avantajları dikkate alınarak, fonksiyonel nanomalzemeler katman katman kaplama metodu kullanılarak saydam iletken elektrotların hazırlanması üzerine odaklanılmıştır. Bu kapsamda tezin ilk bölümünde, saydam iletken elektrotlar; cam altlık üzerinde katman katman kaplanan çok duvarlı ve tek duvarlı karbon nanotüplerin esnek polisülfon altlık üzerine aktarılmasıyla hazırlanmıştır. Önce, karbon nanotüpler negatif ve pozitif yüklü karbon nanotüpler elde etmek için karboksilik asit ve amin gruplarıyla fonksiyonlandırıldı (Şekil 1). Sonra, fonksiyonlanan nanotüpler katman katman kaplama metoduyla cam altlık üzerine kaplanıp, sonrasında elektriksel iletkenliklerinin artması için kimyasal ve ısısal işlemlere maruz bırakılmıştır. Elde edilen filmler cam altlık üzerinden polisülfon altlık üzerine aktarılmıştır. Elde edilen en yüksek performans katsayısı çok duvarlı karbon nanotüp filmler için % 68 optik geçirgenlikte 2.52×10-6 Ω−1, tek duvarlı karbon nanotop filmler için % 81 optik geçirgenlikte 1.14×10-3 Ω−1 olarak bulunmuştur. Son olarak elde edilen esnek filmlerin dokunmatik sensör uygulamalarında kullanılabileceği gösterilmiştir. İkinci kısımda ise, yüksek saydamlık ve iletkenliğe sahip olan elektrotlar cam altlık üzerinde fonksiyonlandırılmış olan gümüş nanotellerin katman katman kaplanmasıyla hazırlanmıştır (Şekil 2). Önce, gümüş nanoteller negatif ve pozitif yüklü nanoteller elde etmek için karboksilik asit ve amin gruplarıyla kimyasal olarak fonksiyonlandırıldı. Zıt yük ile yüklenmiş olan bu gümüş nanoteller, aminopropil trietoksisilan ile modifiye edilmiş cam üzerine katman katman kaplanmıştır. Bu yöntemle kontrollü bir optik geçirgenlik ve elektriksel iletkenlik elde edilmiştir. Elde edilen filmler ısısal işleme tutulup elektriksel iletkenliklerinin artması sağlanmıştır. Son olarak elde edilen gümüş nanotel ince filmlerin karakterizasyonları yapılmıştır. En iyi film özelliklerine sahip olan 6 katman kaplanan film % 83.8 optik geçirgenlikte, 18.3 Ω/□ tabaka direnci göstermiştir. Bu sonuçlara göre elde edilen gümüş nanotel filmlerin ticari olarak kullanılan indiyum kalay oksit filmlere alternatif olabileceği gösterilmiştir. Son olarak, esnek saydam film ısıtıcılar cam altlık üzerinde katman katman kaplanan gümüş nanotellerin esnek polisülfon altlık üzerine aktarılmasıyla hazırlanmıştır (Şekil 3). Önce, gümüş nanoteller negatif ve pozitif yüklü nanoteller elde etmek için karboksilik asit ve amin gruplarıyla fonksiyonlandırıldı. Sonra, fonksiyonlanan nanotüpler katman katman kaplama metoduyla cam altlık üzerine kaplanıp, sonrasında elektriksel iletkenliklerinin artması için 125 °C'de 30 dakika boyunca tavlanmıştır. Sonra, elde edilen filmler cam altlık üzerinden polisülfon altlık üzerine aktarılmıştır. En iyi film özelliklerine sahip olan 5 katman kaplanan film % 84 optik geçirgenlikte, 12 Ω/□ tabaka direnci göstermiştir. Elde edilen esnek filmlere 7 V'luk gerilim uygulandığında 128 °C'ye ulaştığı görülmüştür. Sıcaklığın sabit olana kadar geçen süre ise 45 saniye olarak bulunmuştur. Ayrıca elde edilen filmlerin yüksek mekanik özelliklere sahip olduğu gözlemlenmiştir.