Akademik Veri Yönetim Sistemi
Bağcı F. (Yürütücü), Akaoğlu B., Yılmaz A. E.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2021 - 2023
Günümüzde adli araştırmalar, medikal teşhis, endüstriyel süreçler, ilaç ve gıda sanayinde, petrol üretiminde, biyomedikal ve laboratuvar uygulamalarında, dezenfektan üretiminde sıvı malzemelerin algılanması çok önemlidir. Metamalzemeler elektromanyetik dalgalara toplu biçimde cevap verebilen dalga boyu altı rezonatörlerden oluşan ve doğada bulunmayıp yapay yollarla üretilebilen elektromanyetik malzemelerdir. Metamalzemeler doğruluk oranı ve duyarlılığın yüksek olması, floresans etiketlere ihtiyaç duymaması, cihaz ebatlarının küçük, entegre devrelere entegrasyonun kolay ve örnek hazırlama yöntemlerinin esnek olması, düşük maliyetle üretilebilmelerinden ötürü sensör uygulamaları için cazip malzemelerdir.
Literatürde sıvı karışımın karmaşık dielektrik sabitinin gerçel ve sanal kısımlarının belirlenmesine yönelik çalışmalar sayıca azdır. Dielektrik sabitinin belirlendiği az sayıda çalışmada ise tek rezonans frekansa sahip metamalzemeler ile çalışılmıştır. Aynı frekans aralığı için hem mikroşerit olarak hem dalga kılavuzu içerisinde olmak üzere iki farklı yöntem ile araştırma da yapılmamıştır. Bu proje önerisinde etanol/metanol, etanol/dimetil sülfoksit, etanol/izopropil alkol ve etanol/izobütil alkol karışımlarının dielektrik sabitlerinin gerçel ve sanal kısımları, karışım konsantrasyonları %10’ar değiştirilerek mikrodalga frekanslarda metamalzemeler aracılığıyla belirlenecektir. Dielektrik sabitlerin tespiti, aynı frekans aralığında hem mikroşerit yapıda metamalzeme kullanılarak hem de dalga kılavuzu içerisinde metamalzeme yapısı kullanılarak gerçekleştirilecektir. Böylelikle iki yöntem sensörün elektriksel uzunluğu, frekans kayma oranları, duyarlılık parametresi bakımından karşılaştırılacaktır. Bu proje önerisinin getirdiği diğer özgünlük birden fazla rezonans bant kullanılarak algılama yapılacak olmasıdır. Etanol/metanol ve etanol/dimetil sülfoksit karışımlarının algılanması için ilgili frekans aralığında iki rezonans banda sahip metamalzemeler, etanol/izopropil alkol, etanol/izobütil alkol karışımlarının algılanmasında ise ilgili frekans aralığında üç rezonans banda sahip metamalzemeler kullanılacaktır. Çok rezonanslı metamalzemeler kullanılarak daha yüksek duyarlılık ile daha geniş spektral aralıkta kimyasal sıvı karışımlarının dielektrik sabitlerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Sensörlerin tasarımında lisanslı elektromanyetik benzetim programları ve eşdeğer devre modeli kullanılacaktır. Tasarlanan ve üretilen mikrodalga dalga kılavuzuna ve mikroşerit yapıya yönelik metamalzeme tabanlı sensörlerin mikrodalga araştırma laboratuvarımızda ağ analizörü aracılığı ile saçılma parametreleri ölçülecektir. Kimyasal karışımların dielektrik sabitleri, rezonans frekanstaki değişim ve kalite faktöründeki değişim ile dielektrik sabiti arasında en küçük kareler yöntemi ile matematiksel modelleme yapılarak hesaplanacaktır. Tasarlanan metamalzeme tabanlı sensörlerin temassız, tekrarlanabilir, düşük maliyette ve pratik ölçüm alabilir özellikte olması potansiyel ticari uygulamalar açısından önem arz etmektedir. Proje önerisi kapsamında iki yüksek lisans öğrencisinin tez çalışmaları da desteklenmiş olacaktır.