Akademik Veri Yönetim Sistemi
Yağmur E. (Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2023 - 2024
Kendini iyileştirme, biyolojik hasarların iyileşmesini taklit eden bir kavramdır ve yeni nesil akıllı malzemelerin önemli bir özelliği olarak kabul edilmektedir. Son yıllarda kendini iyileştiren materyallere büyük ilgi gösterilmektedir. Kendini iyileştirme yeteneğine sahip malzemelerin kullanılarak üretildiği cihazlar, dayanıklılıkları ve uzun ömürlü olması nedeniyle dikkat çekmektedir. Bunlar arasında en önemlilerinden biri de kendini iyileştiren elektrot ve elektrolitlerin kullanıldığı enerji depolama cihazlarıdır.
Elektronik cihazlar bazı zorunluluklar ve ihtiyaçlar doğrultusunda geliştirilmektedir. Özellikle giyilebilir elektronik cihazlarda esnek, bükülebilir, darbelere karşı dayanıklı enerji depolama sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu esnek cihazlar, katı elektronik sistem tasarımları ile karşılaştırıldığında, devrelerde elektriksel veya mekanik arıza olmaksızın esnetilebilir, sıkıştırılabilir, bükülebilir ve istenilen şekillerde deforme edilebilir özelliktedirler. Bu sayede cihazlar, uzun ömürlü ve güvenli bir hal almıştır.
Bu proje kapsamında kendini iyileştirebilen hidrojel elektrolit sentezlenecektir. Önerilen çalışmada akrilik asit, akrilamid, polivinil alkol ve anilin monomerleri başlangıç maddesi olarak kullanılacaktır. Bu monomerler, çeşitli başlatıcı (amonyum persülfat vb.) ve çapraz bağ ajanları (kimyasallar) ile polimerleştirilerek elektriksel iletkenliğe sahip kendini iyileştiren hidrojel elektrolitler üretilmesi amaçlanmıştır. Üretilen hidrojellerin özelliklerine monomer, çapraz bağ ajanı çeşidi, miktarı ve hidrojel sentezleme koşullarının etkisi incelenecektir. Sentezlenen hidrojellerin karakterizasyon analizleri yapılarak, kendini iyileştirme özelliği test edilecektir. Bu amaçla sentezlenen hidrojeller kesilerek yeniden birleştirilecek ve karakterizasyon testleri tekrarlanacaktır. Üretilen hidrojel elektrolitin tekrarlanan hasar-iyileşme döngülerinden sonra da orijinal özelliklerini koruması beklenmektedir. Üretim aşamasında literatürde bulunan sentez yöntemlerine ek olarak hidrojelin yapısal formunun daha kullanışlı bir şekilde olması için çeşitli kalıplar kullanılarak istenilen şekilde elde edilmeye çalışılacaktır. Çalışmanın son aşamasında sentezlenen hidrojeller malzemenin sentezleme başarısına göre elektrot olarak laboratuvarımızda üretilen aktif karbonun kullanıldığı süperkapasitör hücresinde test edilecektir. Süperkapasitörün elektrokimyasal testleri yapılarak kendini iyileştiren hidrojelin performansı test edilecektir. Bu testlerin sonucunda süperkapasitör hücresinin kapasitans değerini koruması, kesilme/çizilme, mekanik darbenin neden olduğu beklenmedik hasarlara karşı dayanıklı olması hedeflenmektedir.