Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Öğrenci: AYNUR DİLEK KULAK TAŞTEMÜRLÜ
Danışman: MUZAFFER BALBAŞI
Özet:İletken polimerin metallerle kıyaslanabilecek kadar önemli ölçüde elektriksel iletkenliğe sahip olmaları onları diğer polimerlerden farklı kılmaktadır. Bunlar arasından polipirol (PPy), nispeten yüksek iletkenliği, kolay elde edilebilir olması ve çevresel kararlılığı nedeniyle daha çok ilgi çekmekte ve elektrokataliz, fotoelektrokimyasal aygıtlar, iyon değiştiriciler ve sensör uygulamaları gibi birçok alanda ümit vaat etmektedir. Bu çalışmada, nem sensörlerinde kullanılmak üzere farklı elektriksel iletkenliklere sahip kompozit filmler elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, kimyasal oksidatif polimerizasyon metodu ile farklı oranlarda SiO2 içeren, poli(vinil alkol) - polipirol (PVA - PPy) kompozit filmler sentezlenmiştir. Sentezlenen filmlerin elektriksel özellikleri empedans spektroskopi (ES) ile incelenmiş, elektriksel özellikleri birbiri ile kıyaslanarak nem sensörü olarak duyarlılıkları test edilmiştir. Filmlerin alternatif akım (ac) elektriksel iletkenlikleri (σac) 30 - 80 oC sıcaklık aralığında, 10 Hz'den 10 MHz'ye kadar değişen frekans bölgesinde incelenmiştir. ES analizleri kompozit filmlerin elekriksel iletkenliklerinin sıcaklıkla arttığını ve sıcaklığa bağlılığın yüksek bir korelasyonla Arrhenius tipi bağıntıya uyduğunu göstermiş ancak SiO2 katkısı ile iletkenliğin değişimi arasında bir korelasyon elde edilememiştir. En yüksek iletkenlik değerinin (7,163x10-5 S / cm) ~ 80 ºC'de % 1 SiO2 katkılı kompozit filme ait olduğu görülmüştür. Kompozit filmler için deneysel iletkenlik - sıcaklık verileri kullanılarak iletkenliğin aktivasyon enerjileri (1,29 - 1,48 meV) hesaplanmıştır. Her iki yüzeyi metalize edilmiş kapasitif tip ticari bir membran ve hazırlanan kompozit filmlerin nemli ortamdaki davranışları, oda koşullarında (25 oC'de, bağıl nem, RH % 37 - 40), ve doygun NaCl çözeltisi üzerinde sağlanan nemli ortamda (RH ~ % 68) test edilmiş ve sensörlerin zaman sabitleri (τ) hesaplanmıştır. Bu değer ticari membran için 18,32 s'dir. Ticari membrana en yakın zaman sabiti değerinin (τ = 63,56 s) membran kalınlığı en küçük olan (48 μm) % 5 SiO2 katkılı kompozit filme ait olduğu görülmüştür. Sensör testleri kompozit filmlerin kalınlığının azalmasıyla orijinal ticari membrandakine benzer tepki eğrisi ortaya çıktığını göstermiştir. SiO2 katkısının sensör tepkisi üzerindeki etkisi anlaşılamamıştır. Deneysel sonuçlar; membran içerisinde suyun difüzyon mesafesini azaltmak ve dolayısıyla membranların zaman sabiti değerini küçültmek amacıyla ~ 20 μm kalınlığındaki kompozitlerin kapasitif tip nem sensörlerinde kullanılabileceğini göstermiştir.