Materials Science and Engineering / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4719
Browse
Search Results
Book Part Citation - Scopus: 1A Recycling Route of Plastics Via Electrospinning: From Daily Wastes To Functional Fibers(Walter de Gruyter GmbH, 2019) Isık, Tuğba; Horzum,N.; Demir, Mustafa MuammerSince large-scale plastic production has begun in the 1940s, plastics have been produced and used globally, bringing many advantages to modern life. The consumption of plastics has increased exponentially due to their low cost, chemical resistance, lightness, durability and ability to combine with other materials. However, plastic materials represent high tonnage in urban wastes, and it is known that these plastics discarded at the end of their useful life by filling the landfill sites. Electrospinning is a well-established and versatile technique for the fabrication of submicron fibers. In addition, it is a promising approach for the recycling of waste polymers without using complex methodologies. In this chapter, utilization of electrospinning approach for the recycling of daily wastes will be discussed. The literature about the daily wastes of both synthetic materials and natural/agricultural materials will be analyzed, and the applications of these materials will be given in detail. © 2019 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston. All rights reserved.Research Project Darbe altında ışıma yapan polimerik filmler ve lif demetlerinin üretilmesi ve uygulamaları(2016) Demir, Mustafa M.; İncel, AnılTribolüminesans (TL) malzemeler darbe altında ışıma özelliğine sahip kristal yapılardır. Bu projede, organik ve metal yapıları bir arada bulunduran iki TL kristal (EuD4TEA ve Cu(NCS)(py)2(PPh3)) elde edilmiş ve mikrometre büyüklüğündeki tanecikler PMMA (poli metil metakrilat), PS (polistiren), PU (poliüretan) ve PVDF (polivinilflorür) saydam özellikteki polimerler kullanılarak ince-katmanlı film, elektrospun lif demetleri ve nano boyutundaki tanecikler elde edilen matrisler ile entegre edilmiştir. Kompozit malzemelerin elde edilmesi için iki farklı deneysel metod geliştirilmiştir: i) yükleme işlemi ve ii) yüzeye depolama işlemi. Kompozit malzemelerin TL performansları bu tez için özel tasarlanan atış kule sistemi ile ölçülmüştür. Bunun yanı sıra, atomik kuvvet mikroskobu (AFM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) polimerlerin ve kompozit malzemelerin topografik ve morfolojik özellklerini değerlendirmek için kullanılmıştır. Ayrıca, flüoresans mikroskobu kullanılarak kompozit malzemelerin emisyon sırasındaki renk sinyalleri belirlenmiştir. Son olarak piezoelektrik özellikleri osiloskop kullanılarak belirlenmiştir. Tüm bu cihazlardan elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, deneysel prosedür, kristal taneciklerin boyutları, polimer malzemenin formu ve yüzey özelliği, kullanılan kristallerin kompozit içindeki miktarı bu çalışmada temel parametreler olarak belirlenmiştir. PU esaslı elde edilen film ve lif demeti kompozitler PMMA, PS, ve PVDF esaslı kompozitlerden daha iyi sonuç göstermiştir. Bunun nedeni olarak, film esaslı kompozitler için ince katmanlı PU filmin daha engebeli ve saydam bir yüzey olması; lif esaslı kompozitler için elektrospun PU liflerin daha küçük yapılardan oluşması, tüm bunlara ek olarak PU’nın kimyasal olarak TL özellikteki iki kristalle kimyasal etkileşim oluşturulması gösterilebilir.Research Project Jeotermal Sahalara Yönelik Yüksek Basınç ve Sıcaklık Altında Yapay Metal (fe, Mg) Silikat Eldesi ve Metal Silikat Kabuklaşmasına Yönelik Polimerik İnhibitör Geliştirilmesi(2017) ; Demir, Mustafa Muammerİnsanlığın enerji ihtiyacının her geçen gün artmasıyla, ülkeler yeni enerji kaynakları arayışına girmişlerdir. Ülkemiz de bu anlamda enerji için büyük yatırımlar gerçekleştirmektedir. Jeotermal enerji yenilenebilir bir enerji türüdür. Çok genel itibariyle magmaya yakın ısıtıcı kayaçların fay kırıkları arasındaki mineralce doygun yeraltı sularının ısınması sonucunda eldesi olarak tanımlanabilir. Türkiye, jeotermal enerji sahaları bakımından oldukça zengindir. Jeotermal enerji üretimi konusunda en büyük engellerden bir tanesi metal-silikat kabuklaşmasıdır. Bu kabuklaşma yeraltından çıkan tuzlarca aşırı doymuş akışkanın, hem basıncını hem de sıcaklığını kaybetmesi nedeniyle çözünürlüğünün düşmesi ile oluşmaktadır. Oluşan metal-silikat yapıları bulunduğu rezerve göre farklı kimyasal yapılarda meydana gelebilmektedir. Bu yapılar enerji üretim sahalarında hat borularını tıkamasının yanı sıra ısıl iletkenliği düşürdüğünden enerji eldesi için büyük bir problemdir. Bu proje kapsamında; Tuzla Jeotermal Sahası (Çanakkale) temsili rezerv alanı olarak seçilerek, yüksek sıcaklık ve basınçlı otoklav sistem ile laboratuvar ortamında sahada bulunan jeotermal akışkan ve metal- silikat kabuk yapay olarak sentezlenmiştir. Tuzla jeotermal akışkanı elementel kompozisyonuna yakın sentetik çözelti hazırlanmış ve saha koşullarına benzer koşullarda (140 °C ve 3,5 bar) kabuk sentezi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katı çökelti ve süzüntü santrifüj yöntemi ile ayrılmıştır. Sıvı faz İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektroskopisi (ICP- MS) ve UV-spektrometre ile analiz edilirken, çökelti (kabuk) Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-ışını Kırınımı Spektroskopisi (XRD), X-ışını Florosans Spektroskopisi (XRF), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Elektron Paramanyetik Rezonans Spektroskopisi (EPR) yöntemleri kullanılmıştır. Kabuklaşmanın engellenmesi amacıyla inhibitör özelliği gösterebilecek organik polimerik moleküller sentezlenerek, yapay kabuk sentezi bu moleküller varlığında gerçekleştirilmiştir. İyon derişiminin dekantant içerisinde artması kabuk miktarının azalması inhibitör etkinliğini belirlemektedir. Akrilamid (AM), Vinil Sülfonik Asit (VSA) ve Vinil Fosfonik Asit (VPA) moleküllerinden 3 homo polimer, 3 kopolimer ve 1 ter polimer elde edilerek, bu sistem içerisinde metal-silikat oluşumu üzerinde etkileri incelenmiştir. Sentezlenen polimerlerin yanı sıra PEG ve PVA polimerleri de aynı sistem içerisinde denenerek metal-silikat oluşumu üzerinde etkileri araştırılmıştır. Yapılan tüm polimer kimyası ve dozaj denemeleri sonucunda PEG ve PVSA?nın ortak kullanımının 130 ppm olan silika çözünürlüğünü 420 ppm?e çıkardığı, kabuk miktarını ise kütlece %20 azalttığı görülmüştür.Research Project Ferroelektrik (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3(0≤x≤0.2) sisteminin elektrokalorik özelliklerinin belirlenmesi(2018) Adem, Umut; Çağın, TahirBu projede BaTiO3 bazlı iki farklı malzeme sisteminin sentezi, yapısal, dielektrik, ferroelektrik, elektrokalorik karakterizasyonları yapılarak, farklı mekanizmaların elektrokalorik etkiye etkisi ayrıntılı biçimde incelenmiştir. İlk olarak (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3O3) (0.02?x?0.08) sistemi çalışılmıştır. Bu sistemde literatürde gözlenen kabuk-çekirdek yapısının elektrokalorik etkinin mekanizmalarının anlaşılmasını engelleyeceği fikrinden hareketle, sinterleme öncesi parçacık boyutu yüksek enerjili bilyalı öğütücü yardımıyla düşürülerek difüzyonun daha hızlı gerçekleşmesi sağlanmış ve kabuk-çekirdek yapısı gözlenmemiştir. Sıcaklığa bağlı dielektrik ve ferroelektrik polarizasyon ölçümleri, bu sistemde kompozisyona göre değişen sıcaklıklarda ferroelektrik-antiferroelektrik ve antiferroelektrik-paraelektrik olmak üzere iki farklı faz geçişi olduğuna işaret etmektedir. Bu ilginç ve değişik faz geçişlerini doğrulamak için akım yoğunluğu-elektrik alan grafikleri çizdirilmiş ve gerinme elektrik alan ölçümleri yapılmıştır. Ferroelektrik antiferroelektrik faz geçiş sıcaklıklarında göreceli olarak yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimleri gözlenmiştir (22 kV/cm elektrik alan altında yaklaşık 0.66 Kelvin). İkinci olarak ise faz diyagramı literatürdeki bir çalışmadan alınan Ba0.80Sr0.20Ti1-xZrxO3 (0?x?0.10) sistemi çalışılmıştır. Bu sistemde de faz diyagramındaki farklı bölgelerde çalışan farklı mekanizmaların elektrokalorik etkiyi nasıl etkilediği ortaya çıkarılmıştır. Elektrokalorik etki, faz geçişinin keskinliği (1. dereceden faz geçişi olup olmadığı), farklı ferroelektrik fazların bir arada olduğu noktalara yakınlık ve tane boyutu ile kontrol edilebilir. Bu projede en yüksek elektrokalorik etki perovskit yapının B pozisyonunda Zr içermeyen Ba0.80Sr0.20TiO3 örneğinde görülmüştür. Bunun nedeni bu kompozisyonunda faz geçişinin keskinliğidir. Zr katkısıyla faz geçişi yayvanlaşmış, fakat aynı zamanda farklı ferroelektrik fazların bir arada ya da yakın olduğu kompozisyonlar için elektrokalorik etki göreceli olarak yüksek çıkmıştır.Research Project Moleküler Fononik: Moleküler Eklemlerde Fonon İletiminin Kontrol Yöntemlerinin Kuantum Mekaniksel Olarak Araştırılması(2019) Sevinçli, HaldunFononlar, maddeyi oluşturan atomların denge konumları etrafındaki titreşimlerinin kuantumlanmış halidirler. Malzemelerin ısıl iletkenliğinde, elektronik ve optik cihazların performanslarında, termoelektrik enerji çevriminde kritik roller oynarlar. Fononik araştırmaları, fonon spektrumunu, iletimini, etkileşimlerini inceler ve malzemelerin fononik özelliklerinin amaca uygun olarak modifikasyon olanaklarını araştırır. Günümüzde malzemelerin nano boyutta üretim ve işlenme olanaklarının gelişmesiyle birlikte fononik alanında da yeni imkanlar ortaya çıkmıştır. Yığık (bulk) malzemelerde Fourier yasasıyla tarif edilen fononik ısı iletimi nano boyutta geçerliliğini kaybetmektedir. Dahası, sıcaklığın ve sıcaklık gradyeninin nano ölçekteki tanımları sorunlu hale gelmektedir. Öte yandan deneysel tekniklerdeki gelişmelerle nano ölçekteki ısı iletiminin hassas ölçümleri mümkün hale gelmiştir. Bu projede yığık ısı iletimi kavramlarının geçerli olmadığı nano ölçekli moleküler eklemlerde ısı iletiminin kontrol mekanizmaları kuantum mekaniksel yöntemlerle araştırılmıştır. Moleküler eklemlerin, elektronik uygulamalar açısından vaat ettiği hassasiyet ve zengin kontrol imkanlarıyla fononik uygulamalar açısından da önemli olduğu görülmüştür. Bu noktadan hareketle, moleküler eklemlerin yapısal özelliklerinin fononik özellikler üzerindeki etkileri incelenip yapısal modifikasyonlarla eklemlerin ısı iletim özeliklerinin amaca uygun hale getirilmesi; anharmonik proseslerin nano-boyutta ısıl dirence katkıları ve çok-terminalli moleküler eklemler incelenmiştir. Bu bilgiler ışığında, gerçekçi bir moleküler ısı doğrultucunun çalışma prensibi çalışılmıştır.Conference Object X-Ray Fluorescence Spectroscopic Determination of Heavy Metal and Trace Element Concentrations of Origanum Sipyleum From Turkey(Georg Thieme Verlag, 2015) Erdoğan, T. F.; Gönenç, T. M.; Kayalar, H.; Durmuşkahya, Cenk; Hortooğlu, Zehra Sinem; Toktaş, Ümit; Boyalı, F.[No abstract available]Book Citation - Scopus: 19Advanced Sensor and Detection Materials(John Wiley and Sons Inc., 2014) Tiwari, Ashutosh; Demir, Mustafa MuammerPresents a comprehensive and interdisciplinary review of the major cutting-edge technology research areas-especially those on new materials and methods as well as advanced structures and properties-for various sensor and detection devices. The development of sensors and detectors at macroscopic or nanometric scale is the driving force stimulating research in sensing materials and technology for accurate detection in solid, liquid, or gas phases; contact or non-contact configurations; or multiple sensing. The emphasis on reduced-scale detection techniques requires the use of new materials and methods. These techniques offer appealing perspectives given by spin crossover organic, inorganic, and composite materials that could be unique for sensor fabrication. The influence of the length, composition, and conformation structure of materials on their properties, and the possibility of adjusting sensing properties by doping or adding the side-groups, are indicative of the starting point of multifarious sensing. The role of intermolecular interactions, polymer and ordered phase formation, as well as behavior under pressure and magnetic and electric fields are also important facts for processing ultra-sensing materials. The 15 chapters written by senior researchers in Advanced Sensor and Detection Materials cover all these subjects and key features under three foci: 1) principals and perspectives, 2) new materials and methods, and 3) advanced structures and properties for various sensor devices. © 2014 Scrivener Publishing LLC. All rights reserved.Article Citation - WoS: 3Citation - Scopus: 3Green Fabrication of Lanthanide-Doped Hydroxide-Based Phosphors: Y(oh)(3):eu3+ Nanoparticles for White Light Generation(Beilstein-Institut Zur Forderung der Chemischen Wissenschaften, 2019) Güner, Tuğrul; Kuş, Anılcan; Özcan, Mehmet; Genç, Aziz; Şahin, Hasan; Demir, Mustafa MuammerPhosphors can serve as color conversion layers to generate white light with varying optical features, including color rendering index (CRI), high correlated color temperature (CCT), and luminous efficacy. However, they are typically produced under harsh synthesis conditions such as high temperature, high pressure, and/or by employing a large amount of solvent. In this work, a facile, water-based, rapid method has been proposed to fabricate lanthanide-doped hydroxide-based phosphors. In this sense, sub-micrometer-sized Y(OH)(3):Eu3+ particles (as red phosphor) were synthesized in water at ambient conditions in <= 60 min reaction time. The doping ratio was controlled from 2.5-20 mol %. Additionally, first principle calculations were performed on Y(OH)(3):Eu3+ to understand the preferable doping scenario and its optoelectronic properties. As an application, these fabricated red phosphors were integrated into a PDMS/YAG:Ce3+ composite and used to generate white light. The resulting white light showed a remarkable improvement (approximate to 24%) in terms of luminous efficiency, a slight reduction of CCT (from 3900 to 3600 K), and an unchanged CRI (approximate to 60) as the amount of Y(OH)(3):Eu3+ was increased.Article Citation - WoS: 3Citation - Scopus: 4Experimental and First-Principles Investigation of Cr-Driven Color Change in Cesium Lead Halide Perovskites(American Institute of Physics, 2019) Özen, Sercan; Güner, Tuğrul; Topçu, Gökhan; Özcan, Mehmet; Demir, Mustafa Muammer; Şahin, HasanHerein, we report room temperature Cr-doping for all-inorganic perovskites that have attracted great attention in recent years due to their extraordinary optical properties, low cost, and ease of synthesis. Incorporation of Cr 3 + ions into the perovskite crystal lattices is achieved by following a facile route involving an antisolvent recrystallization method at room temperature. It is shown that both Cr-doping and formation of crystals in the CsPbBr x Cl 3 - x phase are provided by increasing the concentration of the CrCl 3 solution. It is also observed that the doping procedure leads to the emergence of three types of distinctive peaks in the PL spectrum originating from CsPbBr x Cl 3 - x domains (476-427nm), Cr-strained host lattices (515nm), and midgap states formed by Cr dopants (675-775nm). It is also found that the Cr-doped perovskites emitting a dark violaceous color change their color to white with a high color rendering index (88) in 30-day time intervals. Easy-tunable optical properties of all-inorganic Cs perovskites indicate their great potential for future optoelectronic device applications.Article Citation - WoS: 50Citation - Scopus: 58Chemically Modified Optical Fibers in Advanced Technology: an Overview(Elsevier, 2019) Shukla, S. K.; Kushwaha, Chandra Shekhar; Güner, Tuğrul; Demir, Mustafa MuammerIn recent years, chemically modified optical fibers have widely used for development of several advanced chemical and biosensors, biomedical technology and environmental monitoring. The chemically modified optical fiber bears several valuable properties like energy loss, catalytic behaviour, refractive index, and mechanical strength to advance the optical fiber technology. In this article, we reviewed the chemically-modified optical fiber and their applications in different optical fiber-based technologies. The basics of optical fiber and their modification are discussed along with the adopted methodologies. The advancements in different optical fiber based technologies viz sensing, imaging, tomography, magnetic resonance imaging, photodynamic therapy, optogenics, surgery and environmental monitoring are discussed in the light of the contribution of chemically modified optical fibers. In conclusion, success and challenges for the use of chemically modified-optical fiber are presented on the basis of existing literature.