Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi

11 4

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 45 Proje No: 119M227 Proje Bitiş Tarihi: 01.10.2020 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 18-01-2023

Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi

Öz:
Çok daha az miktarlarda analit ve kimyasal tüketmelerinden dolayı, mikroakıskan cihazların üretimine ve kullanımına duyulan ilgi her geçen gün artmaktadır. Mikroakıskan cihazlarda genellikle cam, plastik, cam, silikon tabaka ve kagıt gibi malzemeler platform olarak kullanılmaktadır. Hafif, esnek, biyouyumlu ve katlanabilir olan kagıt; sahip oldugu üstün kimyasal ve fiziksel özellikler sayesinde, diger platform malzemelerine göre mikroakıskan cihazlarında önemli bir yere sahiptir. Kagıt yüzeyinde akıs, herhangi bir ekipmana gerek duymadan, fitilleme yetenegi ile gerçeklesebilmektedir. Kolay erisilebilen ve bol miktarda olan kagıt, diger cihaz malzemelerine kıyasla makul fiyatlarda bulunabilmektedir. Kagıt tabanlı mikroakıskanların, ileri teknoloji uygulamalarında kullanabilmesi için, analitlerin akıs hızlarının ayarlanabilmesi gibi birtakım özelliklere daha sahip olabilmesi gerekmektedir. Kagıt tabanlı mikroakıskan cihazlara bu gibi özelliklerin saglanabilmesi, kagıtların kimyasal olarak modifiye edilmesi ve/veya yüzeylerinde birtakım desenlemeler ile gerçeklestirilmektedir. Kagıt yüzeylerine mikrokanallar olusturabilmek amacıyla, fotolitografi, wax baskılama, PDMS baskı ve inkjet asındırma gibi yöntemler halihazırda, en yaygın olarak kullanılan yöntemler arasında yer almaktadır. Ancak, bu yöntemlerden bazıları özel ve pahalı ekipmanlar ya da ısıtma, yıkama gibi ekstra adımlara ihtiyaç duymaktadır. Öte yandan, tek basamakta gerçeklesen kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle yapılacak ince film kaplamaları, kagıt yüzeyinin modifikasyonunda birçok avantaj sunmaktadır. Bu çalısmada ilk kez kagıt tabanlı mikroakıskan cihazlar manyetik alan yardımıyla plazma destekli CVD (PECVD) yöntemi kullanılarak üretilmistir. Bu projenin ilk bölümünde, mikroakıskan kanalların hidrofobik bariyerleri için iki farklı polimer film; pH duyarlı kanallar için üç farklı polimer film üretilmistir. Tüm polimerik ince filmlerin kimyasal ve reaksiyon kinetigi çalısmaları yapılmıstır. Çalısmanın ikinci bölümünde hidrofobik polimer olarak, poli(heksaflorobutil akrilat) (PHBFA) ve pH duyarlı polimerik ince film olarak poli(2- dimetilaminoetil metakrilat) (PDMAEMA) polimerleri kullanılarak mikroakıskan cihazlar üretilmistir. Mikrokanallar PECVD reaktörü içerisine yerlestirilen mıknatıslar ile desenlenerek üretilmistir. Üretilen mikroakıskan cihazların asidik ve bazik ortamdaki anyonik ve katyonik analitleri birbirlerinden ayırma performansları, kaplanmamıs kanallarla kıyaslandı. Elde edilen sonuçlar, bu çalısmada kagıt tabanlı mikroakıskan cihazları üretmek için gelistirilen yaklasımın, birçok gerçek dünya uygulamasında kullanım potansiyeli oldugunu göstermektedir.
Anahtar Kelime: PECVD mikroakıskan cihaz kagıt ince film

Konular: Mühendislik, Kimya
Erişim Türü: Erişime Açık
  • Balu, B., Breedveld, V. ve Hess, D. W. 2008. “Fabrication of “roll-off” and “sticky” superhydrophobic cellulose surfaces via plasma processing”, Langmuir 24, 4785-4790.
  • Bruzewicz, D. A., Reches, M. ve Whitesides, G. M. 2008. “Low-cost printing of poly (dimethylsiloxane) barriers to define microchannels in paper”, Analytical chemistry, 80(9), 3387-3392.
  • Camplisson, C. K., Schilling, K. M., Pedrotti, W. L., Stone, H. A. ve Martinez, A. W. 2015. “Two-ply channels for faster wicking in paper-based microfluidic devices”, Lab on a Chip, 15(23), 4461-4466.
  • Carrell, C., Kava, A., Nguyen, M., Menger, R., Munshi, Z., Call, Z., Nussbaum, M. ve Henry, C. 2019. “Beyond the lateral flow assay: A review of paper-based microfluidics”, Microelectronic Engineering, 206, 45-54.
  • Chen, B., Kwong, P. ve Gupta, M. 2013. “Patterned fluoropolymer barriers for containment of organic solvents within paper-based microfluidic devices”, ACS applied materials & interfaces, 5(23), 12701- 12707.
  • Cheng, C. ve Gupta, M. 2018. “Roll-to-roll surface modification of cellulose paper via initiated chemical vapor deposition” Industrial & Engineering Chemistry Research, 57, 11675-11680.
  • Coclite, A. M. ve Gleason, K. K. 2012. “Initiated PECVD of organosilicon coatings: a new strategy to enhance monomer structure retention”, Plasma Processes and Polymers, 9, 425-434.
  • Çıtak, E., Testici, H., Gürsoy, M., Sevgili, E., Dağı, H.T., Öztürk, B. ve Karaman, M. 2020. “Vapor deposition of quaternary ammonium methacrylate polymers with high antimicrobial activity: Synthetic route, toxicity assessment, and durability analysis”, Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, 38, 043203.
  • Çıtak, E., İstanbullu, B., Şakalak, H., Gürsoy, M. ve Karaman, M. 2019. “All Dry Hydrophobic Functionalization of Paper Surfaces for Efficient Transfer of CVD Graphene”, Macromolecular Chemistry and Physics, 220, 1900277.
  • Demirel, G. ve Babur, E. 2014. “Vapor-phase deposition of polymers as a simple and versatile technique to generate paper-based microfluidic platforms for bioassay applications”, Analyst, 139(10), 2326- 2331.
  • Gorga, R. E., Lau, K. K., Gleason, K. K. ve Cohen, R. E. 2006. “The importance of interfacial design at the carbon nanotube/polymer composite interface”, Journal of Applied Polymer Science, 102, 1413- 1418.
  • Gürsoy, M. 2020. “Fabrication of Poly (N-isopropylacrylamide) with Higher Deposition Rate and Easier Phase Transition by Initiated Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition”, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 1-17.
  • Gürsoy, M. ve Karaman, M. 2018. “Improvement of wetting properties of expanded perlite particles by an organic conformal coating”, Progress in Organic Coatings, 120, 190-197.
  • Jeong, G. M., Seong, H., Kim, Y. S., Im, S. G. ve Jeong, K. J. 2014. “Site-specific immobilization of proteins on non-conventional substrates via solvent-free initiated chemical vapour deposition (iCVD) process”, Polymer Chemistry, 5(15), 4459-4465.
  • Karaman, M., Gürsoy, M., Kus, M., Özel, F., Yenel, E., Sahin, Ö. G. ve Kivrak, H. D. (2017). “Chemical and physical modification of surfaces”. Surface Treatments for Biological, Chemical, and Physical Applications. Editörler: Gürsoy, M ve Karaman, M. Weinheim: Wiley.
  • Kieviet, B. D., Schön, P. M. ve Vancso, G. J. 2014. “Stimulus-responsive polymers and other functional polymer surfaces as components in glass microfluidic channels”, Lab on a Chip, 14(21), 4159-4170.
  • Kwong, P. ve Gupta, M. 2012. “Vapor phase deposition of functional polymers onto paper-based microfluidic devices for advanced unit operations”, Analytical chemistry, 84(22), 10129-10135
  • Li, X., Tian, J. F., Garnier, G. ve Shen, W. 2010. “Fabrication of Paper- Based Microfluidic Sensors by Printing”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 76(2), 564-570.
  • Lin, Y., Gritsenko, D., Feng, S., Teh, Y. C., Lu, X. ve Xu, J. 2016. “Detection of heavy metal by paperbased microfluidics”, Biosensors and Bioelectronics, 83, 256-266.
  • Mahadeva, S. K., Walus, K. ve Stoeber, B. 2015. “Paper as a platform for sensing applications and other devices: A review”, ACS applied materials & interfaces, 7(16), 8345-8362.
  • Mao, X. ve Huang, T. J. 2012. "Microfluidic diagnostics for the developing world", Lab on a Chip, 12, 1412-1416.
  • Mao, Y. ve Gleason, K. K. 2004. "Hot filament chemical vapor deposition of poly (glycidyl methacrylate) thin films using tert-butyl peroxide as an initiator", Langmuir, 20, 2484-2488.
  • Mark, D., Haeberle, S., Roth, G., Von Stetten, F. Ve Zengerle, R. 2010. “Microfluidic Lab-on-a- Chip Platforms: Requirements, Characteristics and Applications”. Microfluidics Based
  • Microsystems. Editörler: Kakaç S., Kosoy B., Li D., Pramuanjaroenkij A. NATO Science for Peace and Security Series A: Chemistry and Biology. Dordrecht: Springer.
  • Owens, D. K. ve Wendt, R. 1969. "Estimation of the surface free energy of polymers", Journal of applied polymer science, 13, 1741-1747.
  • Postulka, N., Striegel, A., Krauße, M., Mager, D., Spiehl, D., Meckel, T., Worgull, M. ve Biesalski, M. 2018. “Combining Wax Printing with Hot Embossing for the Design of Geometrically Well-Defined Microfluidic Papers”, ACS applied materials & interfaces, 11(4), 4578-4587.
  • Riche, C. T., Marin, B. C., Malmstadt, N. ve Gupta, M. 2011. “Vapor deposition of cross-linked fluoropolymer barrier coatings onto pre-assembled microfluidic devices”, Lab on a Chip, 11(18), 3049- 3052.
  • Saric, S. ve Schofield, R. 1946. "The dissociation constants of the carboxyl and hydroxyl groups in some insoluble and sol-forming polysaccharides", Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 185, 431-447.
  • Strong, E. B., Kirschbaum, C. W., Martinez, A. W. ve Martinez, N. W. 2018. “Paper miniaturization via periodate oxidation of cellulose”, Cellulose, 25, 3211-3217.
  • Tourrette, A., De Geyter, N., Jocic, D., Morent, R., Warmoeskerken, M. M. ve Leys, C. 2009. “Incorporation of poly (N-isopropylacrylamide)/chitosan microgel onto plasma functionalized cotton fibre surface”, Colloids and surfaces A: Physicochemical and engineering aspects, 352(1-3), 126-135.
  • Vollmert, B. 2013. Grundriß der makromolekularen Chemie. Verlag: Springer-Verlag. Whitesides, G. M. 2006. “The origins and the future of microfluidics”, Nature, 442(7101), 368-373.
  • Yamada, K., Henares, T. G., Suzuki, K. Ve Citterio, D. 2015. “Paper based inkjet printed microfluidic analytical devices”, Angewandte Chemie International Edition, 54(18), 5294-5310.
  • Yasuda, H. ve Wang, C. 1985. “Plasma polymerization investigated by the substrate temperature dependence”, Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition, 23, 87-106.
  • Yu, L. ve Shi, Z. Z. 2015. “Microfluidic paper-based analytical devices fabricated by low-cost photolithography and embossing of Parafilm®”, Lab on a Chip, 15(7), 1642-1645.
APA GÜRSOY M (2020). Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. , 0 - 45.
Chicago GÜRSOY Mehmet Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. (2020): 0 - 45.
MLA GÜRSOY Mehmet Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. , 2020, ss.0 - 45.
AMA GÜRSOY M Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. . 2020; 0 - 45.
Vancouver GÜRSOY M Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. . 2020; 0 - 45.
IEEE GÜRSOY M "Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi." , ss.0 - 45, 2020.
ISNAD GÜRSOY, Mehmet. "Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi". (2020), 0-45.
APA GÜRSOY M (2020). Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. , 0 - 45.
Chicago GÜRSOY Mehmet Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. (2020): 0 - 45.
MLA GÜRSOY Mehmet Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. , 2020, ss.0 - 45.
AMA GÜRSOY M Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. . 2020; 0 - 45.
Vancouver GÜRSOY M Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi. . 2020; 0 - 45.
IEEE GÜRSOY M "Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi." , ss.0 - 45, 2020.
ISNAD GÜRSOY, Mehmet. "Seçici Ayırma Uygulamaları Için Buhar Fazında Yapılan Fonkisyonel Polimerik Ince Film Kaplamalarla Kagıt Tabanlı Mikroakıskan Cihazların Üretimi". (2020), 0-45.