Elektro çekim (elektrospinning) yöntemi ile karbon siyahı katkılı iletken ve saydam nanolifli yüzey üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında iletken ve saydam nanolifli yüzeyler elektro çekim prosesi ile üretilmiştir. İletken yüzey eldesi için iletken olmayan polimer çözeltilerine iletken karbon siyahı katkısı yapılmıştır. Saydam yüzeyler elde edebilmek için ise karbon siyahı katkılı polimer çözeltilerinden nanolif üretimi cam lamlar üzerine 1-10 dakika arasında değişen sürelerde gerçekleştirilmiştir. Kolay üretilebilirliği ve bulunabilirliği nedeniyle iletken olmayan taşıyıcı polimer olarak poliakrilonitril (PAN) ve polikaprolakton (PCL) seçilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında iletken madde katkısı olmadan PAN ve PCL nanoliflerin üretimi gerçekleştirilmiş ve optimum polimer konsantasyonu ile optimum üretim parametreleri belirlenmiştir. Daha sonra polimer çözeltilerine karbon siyahı katkısı yapılarak optimum katkı oranı belirlenmiş ve üretimler gerçekleştirilmiştir. Üretimler sonrası nanoliflerin yüzey, elektriksel, optik ve optoelektronik karakterizasyonu yapılmıştır. Nanolifli numunelerin yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), elektriksel karakterizasyonu dört-nokta cihazı ile ve optik karakterizasyonu ise Ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) spektrofotometresi ile yapılmıştır. Depozisyon süresi arttıkça elektriksel direncin ve saydamlığın azaldığı görülmüştür.

In this thesis, conductive and transparent nanofibrous mats were produced by the electrospinning process. Conductive carbon black was added to non-conductive polymer solutions to obtain conductive surfaces. In order to obtain transparent surfaces, nanofiber production from carbon black added polymer solutions was carried out on glass slides for a period of 1-10 minutes. Polyacrylonitrile (PAN) and polycaprolactone (PCL) were chosen as non-conductive carrier polymers due to their easy production and availability. In the first stage of the study, PAN and PCL nanofibers were produced without the addition of conductive material and optimum production parameters were determined with the optimum polymer concentration. Then, the optimum additive ratio was determined by adding carbon black to the polymer solutions and electrospinning was performed. Surface, electrical, optical and optoelectronic characterization of the nanofibers were performed after production. Surface characterization of nanofibers was conducted by a scanning electron microscope (SEM), electrical characterization was performed by a four probe device and optical characterization was carried out by an ultraviolet–visible (UV-vis) spectrophotometer. It was observed that as the deposition time increased, the electrical resistance and transparency decreased.