Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu

7 6

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 26 Proje No: 116M052 Proje Bitiş Tarihi: 15.02.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 13-03-2020

Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu

Öz:
Bu 1002 hızlı destek projesinin ana amacı (makroskopik olarak toz formunda) geniş yüzey alanlı, düzenli, grafen tabanlı karbon nanoyapıların kontrollü sentezlenmesi için tekrarlanabilirliği yüksek bir süreç geliştirilmesi olup, bu kapsamda proje önerisinde verilen hedefler ve bu doğrultuda yapılan çalışmalar ve elde edilen sonuçlar özetle şöyledir: 1. SiC iğneciklerinden geniş yüzey alanlı SiC nanopagoda yapıların eldesi çalışılmıştır. Deneylerde Ticari olarak Nanografi Firmasından satın alınan (TİP 1) ve Rusya?da bir araştırma grubu tarafından sentezlenen (TİP 2) olmak üzere iki tip SiC iğnecikleri kullanılmış, yaş dağlama sonrası amaçlanan SiC nanopagoda yapıları yalnızca Tip 2 iğneciklerinde elde edilebilmiştir. 2. SiC iğneciklerinin yaş dağlanma öncesi ve sonrası içyapı karakterizasyonunun yapılarak, dağlanma karakteristiğinin (mekanizması, seçiciliği) incelenmiştir. Yapılan deneyler ve karakterizasyon çalışmaları sonunda yaş dağlama ile yüksek yüzey alanlı Nanopagoda oluşumu için iğnecik boyunca periyodik şekilde dağılmış dizilim hataları (stacking fault) olması gerektiği anlaşılmıştır. 3. SiC iğneciklerinden dağlanarak oluşturulan geniş yüzey alanlı SiC nanoyapıların/nanopagodaların, vakum tavlama (termal dekompozisyon) ile yüksek yüzey alanlı grafen-tabanlı karbon nanoyapılara dönüşümü incelenmiştir. Vakum tavlama sırasında bu yüksek yüzey alanlı yapıların korunamadığı görülmüş, öte yandan Raman çalışmaları oluşan yapıların oldukça düzenli grafitik yapılar olduğunu göstermiştir. 4. Nanoboyutta bu dönüşüm süreç mekanizması irdelenmiştir. SiC?den silisyum çıkarak karbona dönüşüm sıcaklığı yüksek olduğundan, vakum tavlama sırasında yüzey difüzyon ile açıklıkların kapandığı anlaşılmıştır. Sonuç olarak çalışmalar belirlenen takvime uygun olarak yürütülmüş, tüm iş paketleri tamamlanmış, proje önerisinin ?Amaç ve Hedefler? kısmına belirtilen (yukarıda 4 madde olarak koyu yazılan) hedefler gerçekleştirilmiş; ancak öngörülen ve hedeflenen çıktı olan yüksek yüzey alanlı grafen nanoyapılar elde edilememiş, yerine önerilen yönte ile düzenli grafitik merdiven yapı oluşumu ilk defa gösterilmiştir. Halen teknolojik olarak bu yapıların önerilen uygulamalarda performans arttırmada kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu kapsamda bir çalışmanın yapılabilmesi için periyodik dizilim hataları içeren SiC iğnecik sentezi gerekli olacaktır.
Anahtar Kelime: iğnecik SiC grafen nanoyapı Karbon

Konular: Nanobilim ve Nanoteknoloji Malzeme Bilimleri, Biyomalzemeler
Erişim Türü: Erişime Açık
  • Berger, C., Song, Z., Li, X., Wu, X., Brown, N., Naud, C., Mayou, D., Li, T., Hass, J., Marchenkov, A.N., Conrad, E.H. 2006. "Electronic confinement and coherence in patterned epitaxial graphene", Science, 312 (5777), 1191-1196.
  • Cambaz, G.Z., Yushin, G.N., Gogotsi, Y., Lutsenko, V.G. 2006 "Anisotropic etching of SiC whiskers", Nano Letters, 6 (3), 548-551.
  • Cambaz, Z.G., Yushin, G.N., Gogotsi, Y., Vyshnyakova, K.L., Pereselentseva, L.N. 2006. "Formation of carbide-derived carbon on β-silicon carbide whiskers", Journal of the American Ceramic Society, 89 (2), 509-514.
  • Cambaz, Z.G., Yushin, G., Osswald, S., Mochalin, V., Gogotsi, Y. 2008. "Noncatalytic synthesis of carbon nanotubes, graphene and graphite on SiC", Carbon, 46 (6), 841-849.
  • Gao L., Guest J.R., Guisinger N.P. 2010. "Epitaxial Graphene on Cu (111)", 111, 3512-3516.
  • Kim, H., Abdala, A.A., Macosko, C.W. 2010. "Graphene/Polymer Nanocomposites”, Macromolecules, 43 (16), 6515-6530.
  • Kumar, A., Reddy, A.L.M., Mukherjee, A., Dubey, M., Zhan, X., Singh, N., Ci, L., Billups, W.E., Nagurny, J., Mital, G., Ajayan, P.M. 2011. "Direct synthesis of lithium-intercalated graphene for electrochemical energy storage application", ACS Nano, 5 (6), 4345-4349.
  • Li, D., Müller, M.B., Gilje, S., Kaner, R.B., Wallace, G.G. 2008. "Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets", Nature nanotechnology, 3 (2), 101-105.
  • Li, X., Cai, W., An, J., Kim, S., Nah, J., Yang, D., Piner, R., Velamakanni, A., Jung, I., Tutuc, E., Banerjee, S.K. 2009. "Large-area synthesis of high-quality and uniform graphene films on copper foils", Science, 324 (5932), 1312-1314.
  • Neto A.H.C., Guinea F., Peres N.M.R., Novoselov, K.S., Geim A.K. 2009. "The electronic properties of graphene", Reviews of Modern Physics, 81 (1), 109-162.
  • Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Dubonos S.V., Zhang Y., Grigorieva I.V., Firsov A.A. 2004. "Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films", Science, 306 (5696), 666-669.
  • Nutt, S.R. 1988. “Microstructure and Growth Model for Rice‐Hull‐Derived SiC Whiskers”, Journal of the American Ceramic Society, 71(3),149-156.
  • Oznuluer, T., Pince, E., Polat, E.O., Balci, O., Salihoglu, O., Kocabas, C. 2011. "Synthesis of graphene on gold", Applied Physics Letters, 98 (18), 1-3.
  • Paek, S.M., Yoo, E., Honma, I. 2009. "Enhanced cyclic performance and lithium storage capacity of SnO2/graphene nanoporous electrodes with three-dimensionally delaminated flexible structure", Nano Letters, 9 (1), 72-75.
  • Presser, V., Heon, M., Gogotsi, Y., 2011. “Carbide‐Derived Carbons–From Porous Networks to Nanotubes and Graphene” Advanced Functional Materials, 21(5), 810-833.
  • Reina, A., Jia, X., Ho, J., Nezich, D., Son, H., Bulovic, V., Dresselhaus, M.S., Kong, J. 2009. "Large Area, Few-Layer Graphene Films on Arbitrary Substrates by Chemical Vapor Deposition", Nano Letters, 30-35.
  • Stankovich, S., Dikin, D.A., Piner, R.D., Kohlhaas, K.A., Kleinhammes, A., Jia, Y., Wu, Y., Nguyen, S.T., Ruoff, R.S. 2007. "Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide", Carbon 45 (7), 1558-1565.
  • Wang, D., Choi, D., Li, J., Yang, Z., Nie, Z., Kou, R., Hu, D., Wang, C., Saraf, L.V., Zhang, J., Aksay, I.A. 2009. "Self-Assembled TiO2 – Graphene Hybrid Insertion", ACS nano, 3 (4), 907- 914.
  • Yoo, E., Kim, J., Hosono, E., Zhou, H.S., Kudo, T. and Honma, I. 2008. "Large reversible Li storage of graphene nanosheet families for use in rechargeable lithium ion batteries", Nano Letters, 8 (8), 2277-2282.
APA BÜKE Z (2018). Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. , 1 - 26.
Chicago BÜKE Zarife Göknur Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. (2018): 1 - 26.
MLA BÜKE Zarife Göknur Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. , 2018, ss.1 - 26.
AMA BÜKE Z Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. . 2018; 1 - 26.
Vancouver BÜKE Z Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. . 2018; 1 - 26.
IEEE BÜKE Z "Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu." , ss.1 - 26, 2018.
ISNAD BÜKE, Zarife Göknur. "Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu". (2018), 1-26.
APA BÜKE Z (2018). Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. , 1 - 26.
Chicago BÜKE Zarife Göknur Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. (2018): 1 - 26.
MLA BÜKE Zarife Göknur Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. , 2018, ss.1 - 26.
AMA BÜKE Z Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. . 2018; 1 - 26.
Vancouver BÜKE Z Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu. . 2018; 1 - 26.
IEEE BÜKE Z "Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu." , ss.1 - 26, 2018.
ISNAD BÜKE, Zarife Göknur. "Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu". (2018), 1-26.