Makina Mühendisliği-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 7
-
ÖgeKömürün kendi kendine ısınmasının ve tutuşmasının modellenmesi, simülasyonu ve deneysel incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021)Kömürün ocak koşullarında kendi kendine ısınması, tutuşması ve yanmasının tahmin edilmesi henüz tam çözülmüş bir problem değildir. Olaya etkiyen çok sayıda parametre vardır. Özellikle kömürün kendi kendine tutuşmaya yatkınlığı/reaktivitesi ve içerisindeki mevcut orijinal nemin miktarı birinci derecede etkili parametrelerdir. Bu tez kapsamında ocak koşullarına mümkün olduğu kadar yakın koşullarda, kömürün kendi kendine ısınması ve tutuşması teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Kömür içindeki nemin etkisi dâhil pek çok parametrenin etkisini göz önüne alabilen yeni bir model geliştirilmiştir. Deneysel çalışmalar için adyabatik fırın deney düzeneği ve thermo – balance deney düzeneği imal edilmiştir. Geliştirilen kontrol algoritması ile adyabatikliğin daha kritik olduğu düşük sıcaklıklarda 0.1oC'ye kadar adyabatik ortam elde edilmiştir. İşletmelerin yardımıyla elde edilen ve kısa analizi yapılan numuneler üzerinde önce R70 ardından da kuluçka deneyleri yapılmıştır. R70 deneyi ile çok riskli grupta bulunduğu belirlenen A numunesinde, kuluçka deneyinde de 40 saat sonunda ısıl sürüklenme gözlemlenmiştir. Ancak riskli olduğu düşünülen B numunesinde özgün nem içeriğinin buharlaşma süreci sıcaklık artışını baskılamış ve ısıl sürüklenme gözlemlenmemiştir. Dolayısıyla kömürün içsel reaktivitesinin bir sonucu olan R70 deneylerinin tek başına yeterli olmadığı ve nem etkileşimlerinin derinlemesine incelenmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Kömürün kendi kendine tutuşmasını, oksidasyon ve buharlaşma arasındaki ısı dengesi belirler. Bu nedenle modelde reaksiyon kinetiği ve buharlaşma/nem çıkışı kinetiği ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Fiziksel modelde, ise adyabatik fırın koşulları esas alınmıştır. Bu çalışmada, yaşlanma etkisi dahil edilmiş yeni bir reaksiyon kinetik modeli önerilmektedir. Önerilen model için gerekli parametrelerin deneysel olarak nasıl elde edileceği 3. Bölümde ayrıntılarıyla verilmiştir. Kuruma – nem çıkışı kinetiği ifadesi ise temel kütle taşınım denklemi, monomoleküler seviyede bağlı nemi de içerecek şekilde düzenlenerek elde edilmiştir. Gerekli parametreler Reynolds sayısı sıfıra yaklaşırken bir küre etrafındaki akış için geçerli olan kütle geçişi bağıntılarıyla hesaplanmıştır. Tezin simülasyon bölümünde, öncelikle önerilen reaksiyon kinetiği modeli, R70 deneyleri kullanılarak doğrulanmıştır. Kuruma kinetiği modelinin doğrulanması için thermo – balance deneyi ile 80oC'de gerekli parametreler elde edilmiş, diğer sıcaklık ve debilerde modelle elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Teklif edilen teorik ifadeler, deneysel olarak ölçülen veriyi oldukça başarılı bir şekilde tahmin etmiştir. Geliştirilen simülasyon programı kömür numuneleri için yapılan kuluçka deneylerinin simülasyonu için çalıştırılmıştır. İçsel reaktivitesi oldukça yüksek olan A numunesi için modelin ısıl sürüklenme zamanı ve kendi kendine ısınma eğrisi tahmini, deneysel sonuçla oldukça uyumludur. Daha güvenli olarak tanımlanabilecek, düşük reaktiviteye ve yüksek nem içeriğine sahip B numunesinin davranışını ise model oldukça başarılı bir şekilde tahmin etmiştir. Bu tezde önerilen model ve yöntem kullanılarak, kömürün kendi kendine tutuşma yatkınlığının belirlenmesinde en etkili yöntem olarak görülen ve haftalarca sürebilen kuluçka testleri çok kısa bir süre içerisinde tamamlanarak, simüle edilen kömür için tam bir sıcaklık – zaman değişimi elde edilebilir.
-
ÖgeFabrication and characterization of hybrid nanofiller reinforced polyurethane nanocomposites(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021)Polyurethane (PU) foams, which are economic due to their low density, low cost and easy processability, are frequently used in a wider range of applications, such as insulation goals, automotive and electronic industries. However, their applications are limited because of some poor properties. Nanomaterials were generally used to enhance desired properties of polymeric matrices. Combining varied nanofillers with dissimilar dimensions can lead to synergy through effective dispersion. Carbon-nanofillers are known for improving the desired properties of polymers. The dispersion quality of nanofillers in the matrix is vital for the fabrication of high-performance nanocomposites. Hybrid nanocomposites possess better properties in comparison with conventional nanocomposites that lead to the formation of an effective network. The thesis is composed of seven chapters and it is organized as follows: The first chapter will give a detailed literature survey and technical background for the research thesis and the last chapter is a concise but complementary conclusion with inspiring recommendations for future researches. The second, third and fourth chapters are a copy of published articles, where the following two chapters are complementary research findings as well as they are also articles in the press. In brief, the content of chapters related to research findings is to be given. In the second chapter, the effects of nanofiller addition into polyurethane on mechanical properties and thermal stability by means of tensile, Charpy impact, hardness tests, and thermogravimetric analysis were studied. Nanofillers added to polyurethane are multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), two types of silica nanoparticles, and MWCNT/silica as hybrid fillers. Hybrid polyurethane/silica/MWCNT nanocomposite with the constant overall content of 0.75 wt% showed higher tensile strength, hardness, and thermal stability than either of nanofillers at this content, which approves a synergistic effect between multi-walled carbon nanotubes and silica nanoparticles. In the third chapter of the dissertation, micromechanical modeling and mechanical properties of PU hybrid nanocomposite foams with MWCNTs and graphene nanoplatelets (GNPs) were investigated through tensile strength, hardness, impact strength and modified Halpin–Tsai equation. Three types of GNPs, with varied flake sizes and specific surface areas (SSA), were utilized to study the effect of GNP types on the synergistic effect of MWCNT/GNP hybrid nanofillers. The results indicate a remarkable synergetic effect between MWCNTs and GNP-1.5 (1:1) with a flake size of 1.5 μm and a higher SSA (750 m2/g), which tensile strength of PU was improved by 43% as compared to 19% for PU/MWCNTs and 17% for PU/GNP-1.5 at 0.25 wt% nanofiller loadings. The synergy was successfully predicted using a unit cell modeling, which the calculated values agree with the experimental results. Combining various carbon nanofillers with different dimensions can lead to a synergistic effect through the formation of an efficient conductive network. In the fourth chapter, hybrid PU nanocomposites containing MWCNTs and GNPs were fabricated to study experimental and theoretical aspects of thermal conductivity (TC) enhancement. The optimization of hybrid nanofillers combinations was done to synergically enhance the TC using various types of graphene, nanofillers concentrations and ratios. A synergistic thermal conductivity improvement with MWCNTs and GNPs was confirmed at low nanofillers contents. The TC of hybrid nanocomposite at 0.25 wt% is approximately equivalent to the TC of individual nanofillers at 0.75 wt%. An analytical model for the effective thermal conductivity of single and hybrid nanocomposites was considered with variables of volume fraction, interfacial thermal resistance, straightness of the nanofillers and the percolation effect, in which the predictions of the modified models agreed with the experimental results. In the fifth chapter, an effective approach for improving dispersion states of MWCNTs and GNPs was employed via hybrid inclusion of the nanofillers in polyurethane matrix to further enhancing viscoelastic properties. Nanocomposites based on MWCNTs, two groups of graphene and hybrid MWCNT/graphene with varied weight fractions and ratios were fabricated via a simple, quick and scalable approach. Dynamic mechanical analysis results indicated an improvement of up to 86% in storage modulus at 25ºC for hybrid MWCNT/GNP-S750 at only 0.25 wt% loading, whereas solely MWCNTs and graphene nanocomposites showed 9% and 15% enhancement at the same content, respectively. The glass transition temperature value was enhanced by about 9.5 ˚C with 0.25 wt% inclusion of well-dispersed three-dimensional MWCNT/GNP-S750 structure, which disclosed a noticeable synergistic effect in thermomechanical properties. In the sixth chapter of the study, the acoustic and dielectric properties of PU hybrid nanocomposites were investigated. PU containing MWCNT and GNPs were used to evaluate the effects of single and hybrid nanofillers on the final properties of nanocomposites. The results showed a synergistic effect between nanofillers, in which the hybrid nanocomposites exhibit better performance, relative to the single inclusion of the nanofillers. These hybrid nanofillers improved dispersion quality in the polymer matrix due to the formation of a GNPs/CNTs 3D architecture, in which acoustic transmission loss and dielectric constant of PU were enhanced by about 51% and 13% at 0.25 wt% loadings, respectively. The overall properties of the hybrid nanocomposite revealed the superiority over the single nanofiller system in multifunctionality, evaluated by a performance index. Finally, to compare diverse nanocomposite systems, the performance index (PI) formula was introduced that is based on mechanical, thermal, acoustic and dielectric results of nanocomposites, in which PU with hybrid GNPs/CNTs showed higher PI compared to single GNPs and CNTs, approving its higher multifunctionality. The high multifunctionality of the hybrid nanocomposites in comparison with single nanofiller included nanocomposites reveals the superiority of the hybrid approach that is appropriate for a wide range of applications.
-
ÖgeNumerical and experimental investigation of the effect of refrigerant mixtures on the refrigeration system(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020)Increasing energy costs urge not only developing but also developed countries to have new regulations on energy prevention and recovery. Several protocols have already applied to reduce global warming and ozone depletion potential. These protocols force producers and suppliers to work with less harmful refrigerants in the refrigeration and air conditioning sector. Besides using environment-friendly refrigerants, it is also demanded to increase the energy efficiency of such devices to compete with the rivals of the global market. Reciprocating compressors in the refrigeration systems such as refrigerators and freezers are the main components in the household appliances. Moreover, the largest part of the electric consumption related to refrigerators is caused by compressors. Due to the increasing demands on new refrigerants considering their efficiency and the regulations for the protection of the environment, the natural refrigerants or refrigerant blends are widely used. Within the study, the effect of refrigerant mixtures on the household refrigeration system is studied. In addition to the refrigerant mixtures, the optimum lubricant is investigated for the reciprocating compressors. In the first chapter, a brief introduction to the vapor compression refrigeration systems is given. Lubricants and compressors used in vapor compression refrigeration systems are mentioned and a comprehensive literature survey is presented in this chapter. In the second chapter, experimental studies are discussed. This chapter divided into two parts. In the first part, the effect of refrigerant mixtures on the household refrigeration is studied. In this context, in house refrigerant mixtures test stand is constructed. The performance evaluation of the three different refrigerant mixtures of R600a/R290 is compared with R600a. The performance results of the test stand are compared with calorimeter tests carried out by Arcelik A.S. and the results of both test stands are showed that increase in energy efficiency is possible by using R600a/R290 refrigerant mixture. In the second part, the lubrication system of the hermetic reciprocating compressor is investigated in detail. Oil management and lubrication mechanism in journal bearings may change drastically between compressor maximum and minimum speeds. Nevertheless, sufficient lubrication should be provided to the bearings and all moving parts to avoid any mechanical damage on the compressor. In this context, in house lubrication test bench is built using various instruments. Experiments are conducted to investigate the effect of viscosity and compressor speed on the oil mass flow rate of the compressor. In addition to the oil mass flow rate measurements, flow visualization is performed and flow patterns inside the compressor are given for start-up and steady-state operating conditions. In the third chapter, numerical investigations are presented in detail. This chapter is divided into two sections. Firstly, the numerical modeling of the lubrication system of a compact inverter compressor (CIC) is presented. In the numerical modeling, a finite volume-based ANSYS-FLUENT package is used to model two-phase (air-oil) flow inside the compressor using the Volume of Fluid Method (VoF) method. Transient behavior of the oil flow under laminar flow conditions is both simulated by imposing Sliding Mesh (SM) and the Moving Reference Frame (MRF) methods at various crankshaft speeds varying between 1200 and 4500 rpm. The measurements are used to compare/validate CFD results obtained from SM and MRF methods. Moreover, the start-up behavior of the compressor is studied and the instantaneous flow field is given for both methods. Advantage and disadvantage of the methods are mentioned in the study.
-
ÖgeCollision avoidance and crash mitigation via intelligent steering intervention( 2020)The first aim of the thesis is to reduce the collision in traffic accidents or to mitigate the collision when it can not be reduced. Collision reduction can be achieved by braking in the first place. However, a suitable distance is required to achieve braking. In this thesis, the steering escape maneuver is processed instead of braking. The distance required for steering escape maneuver is less than the distance required for braking if the relative speed between vehicles is greater than 50 km/h. Therefore, at high speeds, if the braking distance is missed, the steering escape maneuver should be considered. For the steering escape maneuver, lane identification must be made in the transition to the side lane. After the lane definition has been made, the stability limits of the vehicle should also be taken into account in order to change the lane appropriately. Stability limits vary from vehicle to vehicle. In this thesis, the stability limits of different types of vehicles are considered by using various tools in the related simulation programs. The stability to be considered in the escape maneuver is the lateral stability. Verification of lateral stability is very important. We can only do this using a nonlinear simulation model. Nonlinear conditions are also mentioned in the simulations. The next step in the escape maneuver is to properly control the escape lane. It should also be checked whether the strip is suitable for passing. There are various systems for controlling this. In the simulations, the simulations have been completed by considering some of these systems. The whole thesis consists of four separate chapters. In the first part of the thesis, an adaptive trajectory control (ATC) in case of a sudden change in μmax (maximum road friction coefficient) during an emergency lane change manoeuvre is explained. The ATC system was analysed in case of a sudden change in the maximum friction coefficient of road during an emergency lane change manoeuvre in order to maintain the driving safety. Autonomous front wheel steering (FWS) systems have been developed for emergency steering situations. The trajectory design is also a part of these systems. Moreover, in this study ATC has been designed by sensing μmax to complete the emergency steering manoeuvre successfully. Therefore, the originality of this work arises from the necessity of a trajectory change in case of a sudden change in μmax to minimize the distance between the desired and the actual path. Suitable cases were designed by using a two-track model in IPG/CarMaker (MATLAB/Simulink). Results show that ATC could be used during an emergency steering manoeuvre in case of a sudden decrease in μmax as it can be advantageous in certain critical traffic situations. Therefore, ATC could be used as an alternative system instead of Electronic Stability Program. In the second part of the thesis, a driver model supported by a rear wheel steering (RWS) assistance to minimize the distance between the desired path and actual path via steering "out-of-phase" during an emergency lane change maneuver is explained. Rear wheel steering (RWS) systems are commonly used to maintain vehicle lateral stability via steering "in-phase" at high speeds. Conventional RWS systems do not assist the driver to avoid rear-end collisions. However, in this study, a RWS assistance is proposed to avoid rear-end collisions. A driver model is supported by a RWS assistance via steering "out-of-phase" during an emergency lane change maneuver. The proposed RWS assistance uses a yaw rate feedback controller and a disturbance controller. A two-track vehicle model was used where experimental validation studies are widely available. The originality of this paper is using an intelligent RWS assistance to avoid rear-end collisions rather than improving the vehicle lateral stability. The results demonstrate that the intelligent RWS assistance supporting the driver model can both reduce rear-end collisions and also their impacts. The vehicle lateral stability can be maintained depending on the coefficient of road adhesion and distance to obstacle. In the third part of the thesis, the effectiveness of a steering warning system (SWS) for the decrease of tendency of emergency braking maneuvers is explained. The viability of an Emergency Steering Warning System was analysed to improve the safety of vehicles on highways traveling in the same direction. The proposed system evaluates the vehicle's physical limits, driver's reaction and assists in making the most logical decision to avoid a crash using a sound or a similar stimulus. Typical driving simulator events were designed in MATLAB/Simulink and IPG/CarMaker co-simulation environment. In the predetermined scenario, the leading vehicles suddenly move into the host vehicle's lane and the driver is expected to avoid crash by either steering or braking. The SWS system generates a sound stimulus when it is determined that the crash is unavoidable with the use of service brakes and the only way to avoid the obstacle is steering. The simulation events were performed by a group of participants using a driver simulator with and without the SWS system. The proposed SWS encouraged participants to do an earlier and smoother steering maneuver which can be advantageous in some certain critical traffic situations. The statistical results showed that the sound stimulus reduced the drivers' reaction time significantly and a number of accidents can be avoided by the suggested crash warning system. In the final part of the thesis, an articulated vehicle lateral stability management (AVLS) via active rear wheel steering of tractor using fuzzy logic and model predictive control is explained. In-phase rear wheel steering, where rear wheels are steered in the same direction of front wheels, has been widely investigated in the literature for vehicle stability improvements along with stability control systems. Much faster response can be achieved by steering the rear wheels automatically during an obstacle avoidance maneuver without applying the brakes where safe stopping distance is not available. Sudden lane change movements still remain challenging for heavy articulated vehicles, such as tractor and semi-trailer combinations, particularly on roads with low coefficient of adhesion. Different lateral accelerations acting on tractor and semi-trailer may cause loss of stability resulting in jackknifing, trailer-swing, roll-over or slip-off. Several attempts have been made in the literature to use active steering of semi-trailer's rear wheels to prevent jackknifing and rollover. However, loss of stability in an articulated vehicle is usually caused by an over-steered tractor, and the semitrailer's rear wheels have little effect on the tractor's directional control. In this study, viability of active rear wheel steering of tractor to maintain the stability of an articulated vehicle during a high speed obstacle avoidance maneuver is investigated. Two different controllers, fuzzy logic and linear model based predictive controllers are proposed to minimize off-tracking behavior of an articulated vehicle. The controllers were tested in IPG/TruckMaker environment with MATLAB/Simulink interface on roads with various coefficient of adhesions, performing single lane change maneuvers. The simulated results showed that jackknifing occurring right after sudden lane changes can be successfully prevented using tractor's active rear wheel steering based on model predictive control algorithm when the feedback gains are tuned correctly.
-
ÖgeFonksiyonel tekstiller geliştirmek amacıyla metal oksit nanoyapıların sentezlenmesi ve kumaşlara uygulanması( 2020)Teknolojinin gelişmesiyle beraber tekstil sektöründe kullanılan geleneksel ürünlerin insan beklentilerini ve ihtiyaçlarını karşılayamadığı ortaya çıkmıştır. Bu nedenle tekstil malzemelerine fonksiyonel özellikler kazandırarak ürünlerin kullanım performansını geliştirmek önemli bir konu haline gelmiştir. Polyester (yapay) ve pamuk (doğal) liflerinden elde edilen kumaşlar, mukavemetli olmasından, üretim prosesinin kolaylığından, fiyat uygunluğundan ve kullanım sırasında sağlamış olduğu avantajlardan dolayı tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Polyester ve pamuk liflerinden elde edilen nihai ürünlerin sağlamış olduğu avantajların yanı sıra bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Örneğin polyester kumaşların, hidrofobik yüzey özelliğine sahip olması, hem kumaşların boyanmasında hem de kullanımları sırasında birtakım zorluklar yaratmaktadır. Giyim endüstrisinde sıklıkla tercih edilen pamuk kumaşların ise güneşten gelen ultraviyole ışınlarına karşı koruyucu özelliğinin olmaması ve mikroorganizmalara karşı direncinin düşük olması en büyük dezavantajları arasındadır. Dolayısıyla polyester ve pamuk kumaşlara fonksiyonel özelliklerin kazandırılması önem taşımaktadır. Son yıllarda bilimsel araştırmalarda ilgi çeken ve yoğun olarak araştırılan bir konu olan metal oksit malzemeler, mekanik zorlamaya karşı dayanıklılık, yüksek optik saydamlık ve olağanüstü taşıyıcı devingenlik gibi kendine özgü özelliklere sahiptir. Bu malzemeler, çeşitli boyutsal, yapısal ve elektriksel özellikleri ile metalik, yarı iletken veya iletken karakteristiğe sahiptir. Yığın formundaki oksitler, iyi tanımlanmış kristalografiye sahip olup stabil ve dayanıklı yapıdadır. Buna karşın, nanoölçekteki oksit malzemeler mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikleri açısından üstün performans göstermektedir. Nanoyapılar genellikle yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahiptir. Bu nanoyapıların boyutları küçüldükçe bu oran artmaktadır. Birçok farklı metal oksit çeşidi olmakla birlikte en çok araştırma konusu olan oksitlerin ortak özellikleri düşük maliyetli olması, toksik olmaması, kolay ve çok miktarlarda üretilebilmesidir. Bu metal oksitler arasında yer alan çinko oksit (ZnO) ve silisyum dioksit (SiO2) yaygın olarak araştırılan malzemelerdir. Sunulan tez çalışmasında, polyester ve pamuk kumaşlara fonksiyonel özellikler kazandırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda metal oksit nanoyapılar (ZnO ve SiO2) sentezlenerek kumaş yüzeylerine kaplanmıştır ve ürünlerin performans özelliklerinin geliştirilmesi sağlanmıştır. Metal oksit nanoyapılar, yuvarlak, küre, çubuk, tel, tüp ve çiçek gibi farklı formlarda ve şekillerde sentezlenebilmektedir. Ayrıca bu nanoyapılar, ince film halinde değişik malzemelerin yüzeyine kaplanmaktadır. Metal oksit nanoyapıların sentezlenmesi ve farklı yüzeylere kaplanması amacıyla sol jel ile birleştirilmiş daldırma, döndürme ve püskürtme ile kaplama yöntemleri, hidrotermal sentez yöntemi, kimyasal buhar biriktirme, fiziksel buhar biriktirme, sprey piroliz, lazer piroliz gibi çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Tez çalışmasında polyester ve pamuk kumaşların ZnO ve SiO2 nanoyapılar ile kaplanması için sol-jel ile birleştirilmiş daldırma ile kaplama yöntemi ve hidrotermal sentez yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemlerin tercih edilmesinin nedenleri yapılan kaplamanın düşük sıcaklıklarda, çözelti formunda ve yoğun olarak gerçekleştirilmesinden dolayıdır. Bu sıraladığımız nedenler, bu yöntemlerin tekstil üretim proseslerine uygulanabilirlikleri açısından önem taşımaktadır. Hidrofobik özelliğe sahip olan polyester kumaşlar, iç giyim, üst giyim ve spor kıyafetleri olarak kullanılmaktadır. Bu ürünler insan teni ile direk temas halinde olup terlemeye sebep olmaktadır. Dolayısıyla bu kumaşlar, deride oluşan teri dışarıya atmadığından kişide bunaltıcı bir his yaratırlar. Sonuçta doğal liflerin sağladığı konfor, polyester liflerinde bulunmamaktadır. Ayrıca polyester lifleri düşük miktarda nem soğurduğundan ötürü dolayı doğal liflere göre daha fazla elektrostatik yapıdadır. Bu durum, kıyafetlerin birbirine yapışmasına sebep olarak konforu olumsuz yönde etkilemektedir. Bu dezavantajları bertaraf etmek amacıyla tez çalışmasının ilk araştırma bölümünde, polyester kumaşlara hidrofilik yüzey özelliğinin kazandırılması amaçlanmıştır. Polyester kumaşlar, sol-jel ve hidrotermal sentez yöntemleri ile sırasıyla ZnO nanopartiküller ve ZnO nanoçubuklar ile kaplanmıştır. Sol-jel yöntemi ile dört farklı molar derişimde (0,14 M, 0,12 M, 0,1 M ve 0,08 M) ZnO nanopartikül çözeltileri sentezlenmiştir. Daha sonra bu çözeltilerin partikül boyut dağılım ve polidispersite indeks (PDI) değerleri belirlenmiştir. 0,1 M ve 0,08 M derişimde hazırlanan çözeltiler ile polyester kumaşlar, daldırma ile kaplama yöntemiyle ZnO nanopartiküller ile kaplanmıştır. ZnO nanopartiküller ile kaplı polyester kumaşa, iki farklı molar derişimde (0,08 M ve 0,16 M) hazırlanan hidrotermal sentez çözeltiler kullanılarak yüzeyde ZnO nanoçubuklar büyütülmüştür. ZnO nanoçubukların, lif yüzeyindeki büyüme mekanizmasına olan etkisini incelemek amacıyla iki farklı molar derişimde hidrotermal sentez çözelti hazırlanarak kaplama yapılmıştır. ZnO nanoyapılar ile kaplı polyester kumaşların morfolojilerini, elemental kompozisyonlarını, kimyasal yapılarını ve termal özelliklerini belirlemek amacıyla alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FESEM), enerji saçılımlı x-ışını spektroskopisi (EDS) ve Frourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ve termogravimetrik analiz (TGA) cihazı ile karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. X-ışını difraksiyon (XRD) analizi ile polyester kumaşlara kaplanan ZnO nanoyapıların, faz kompozisyonları ve kristalinite dereceleri belirlenmiştir. Ayrıca ZnO nanoyapılar ile kaplı polyester kumaşların yüzey ıslanabilirliği, yüzey temas açısı (WCA) ölçülerek belirlenmiştir. Hidrotermal sentez çözeltlerinin molar konsantrasyonu azaldıkça ile yüzeyde biriktirilen hekzagonal ZnO nanoçubukların, boylarında ve çaplarında küçülme olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca ZnO nanopartiküller ile kaplı polyester kumaşların yüzeyine ZnO nanoçubukların (0,08 M ve 0,16 M) biriktirilmesi neticesinde süperhidrofilik polyester kumaş yüzeyleri elde edilmiştir. Güneşten gelen ultraviyole (UV) radyasyonuna az miktarda maruz kalınması insan vücudunda D vitamini üretilmesine yardımcı olarak kemik gelişimine katkı sağlamaktadır. Ancak aralıklı yoğun ve sürekli yoğun olarak UV radyasyonuna maruz kalmak deride akut ve kronik etkilere, bağışıklık sistemin zayıflamasına ve deri kanserine yol açabilmektedir. İnsanlar, atmosfer yüzeyinden UV ışınlarının saçılması ya da yansıması veya direk güneş ışığı yoluyla UV radyasyonuna maruz kalmaktadır. Deri kanseri, son yıllarda yaygın olarak görülen kanserler arasındadır. Her yıl dünyada yaklaşık olarak üç milyon deri kanseri vakası tespit edilmektedir. Özellikle mesleği gereği güneşe maruz kalan insanlarının deri kanserine yakalanma eğiliminin daha fazla olduğuna dair önemli bulgular saptanmıştır. Çiftçiler, dağcılar, balıkçılar, inşaat çalışanları, askeri personeller gibi meslek gruplarındaki insanlarda deri kanserinin yanı sıra güneşten kaynaklı diğer rahatsızlıklara yakalanma olasılığının arttığı da belirtilmiştir. Diğer bir deyişle, bu meslek gruplarındaki kişiler, günlük aktivitelerinde daha geniş periyotlarda ve sürekli yoğunlukta UV radyasyonuna maruz kalmaktadır. Dolayısıyla açık havada çalışan insanların güneşten korunması için önlemlerin alınması şarttır. Bu amaçla tezin ikinci araştırma bölümünde, giyim endüstrisinde en çok tercih edilen pamuk liflerinden elde edilen kumaşların, UV koruyucu özelliğinin iyileştirilmesi ile ilgili çalışmalar yapılmıştır. Bu doğrultuda pamuk kumaşlar, SiO2 ve ZnO nanoyapılar ile hibrit olarak kaplanmıştır. Sol-jel metodu ile dört farklı amonyum hidroksit (NH4OH) konsantrasyonunda (25, 20, 15 ve 10 mL) SiO2 nanopartikül çözeltileri sentezlenmiştir. Ayrıca yine sol-jel metodu ile 0,05 M derişime sahip ZnO nanopartikül çözeltisi sentezlenmiştir. Daha sonra SiO2 ve ZnO nanopartikül çözeltilerinin, boyut dağılımları ve PDI değerleri belirlenmiştir. Ayrıca SiO2 çözeltilerinin zeta potansiyel değeri ölçülerek nanopartiküllerin stabiliteleri değerlendirilmiştir. 10 mL NH4OH konsantrasyonunda sentezlenen SiO2 nanopartikül çözeltisi ile pamuk kumaş, daldırma kaplama yöntemi ile kaplanmıştır. Ardından ZnO nanopartiküller, SiO2 nanopartiküller ile kaplı kumaşa kaplanmıştır. Bu prosedür neticesinde SiO2-ZnO nanopartiküller (SiO2-ZnO NP) ile hibrit kaplı pamuk kumaşlar elde edilmiştir. SiO2-ZnO NP ile hibrit kaplı pamuk kumaş yüzeyine, düşük sıcaklık hidrotermal sentez yöntemi ile 6 ve 12 saat büyüme sürelerinde, ZnO nanoçubuklar biriktirilerek SiO2-ZnO NP/ZnO NÇ (6 ve 12 saat) ile hibrit kaplı pamuk kumaşlar elde edilmiştir. SiO2 ve ZnO nanoyapılar ile kaplı pamuk kumaşların FESEM, EDS, XRD, ATR-FTIR, TGA ile karakterizasyonları yapılmıştır. Bununla birlikte SiO2 ve ZnO nanoyapılarla kaplı pamuk kumaşların UV-görünür bölge spektroskopisi ile UV bloklama değerleri belirlenmiştir. Ayrıca UV transmitans ölçüm değerleri kullanılarak ultraviyole koruma faktörü (UPF) hesaplanmıştır. UPF sonuçlarına göre SiO2-ZnO NP/ZnO NÇ (6 saat) ile hibrit kaplı pamuk kumaşların UV ışınlarına karşı mükemmel seviyede koruyuculuk sağladığı anlaşılmıştır. Bunun yanı sıra SiO2-ZnO NP/ZnO NÇ (6 saat) ile hibrit kaplı pamuk kumaşlar, tüm UV bölgelerinde çok iyi oranda UV bloklama performansına sahip olmuştur. Günümüzde mikroorganizmalara karşı dirençli tekstil ürünlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Medikal tekstillerde kullanılan malzemelerin mikroorganizmalara (virüs, bakteri, fungus gibi) karşı dirençli olması şarttır. Pamuk liflerinden elde edilen dokuma kumaşlar ve dokusuz tekstiller, medikal alanda en çok tercih edilen ürünlerdir. Bu ürünlerin tercih edilmesinin nedenleri, yüksek soğurma kapasitesinden, biyobozunur olmasından, yumuşak dokusundan, gözenekli yapısından ve geniş yüzey alanından dolayıdır. Fakat ortam sıcaklığının etkisiyle pamuk lifleri nem tutmaktadır. Liflerin nem tutması ile yüzeyde mikroorganizmaların büyümesi kolaylaşmaktadır. Bu durum, medikal alanda kullanılan tekstiller açısından dezavantaj yaratmaktadır. Bu nedenle tez çalışmasının üçüncü bölümünde, mikroorganizmalara karşı dirençli pamuk kumaşların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Pamuk kumaşlar, düşük sıcaklık hidrotermal sentez yöntemi ile ZnO çiçek formundaki nanoçubuklar ile kaplanarak antifungal yeterlilikleri test edilmiştir. ZnO çiçek formunda nanoçubuklar ile kaplı pamuk kumaşın FESEM, EDS ve XRD cihazları ile karakterizasyonlar yapılmıştır. 0,06 M derişimde hazırlanan hidrotermal çözeltinin 70 ºC sıcaklıkta 4 saat süresince uygulanması neticesinde pamuk kumaş yüzeyinde tek bir merkezden saçılan çiçek formunda nanoçubuklar biriktirilmiştir. Pamuk kumaşların ZnO çiçek formunda nanoçubuklar ile kaplanması neticesinde funguslara karşı dirençli yani antifungal özelliğe sahip kumaş yüzeyleri elde edilmiştir.