Azot katkılı grafen/hidrojel kompozitlerin mekanik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
| dc.contributor.advisor | Bingöl, Haluk | |
| dc.contributor.author | Karasakal, Mücahit | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-11T08:09:20Z | |
| dc.date.available | 2026-08-11T08:09:20Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.date.submitted | 2026 | |
| dc.department | NEÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanobilim ve Nanomühendislik Anabilim Dalı | |
| dc.description.abstract | Bu tez çalışmasında, yüksek performanslı ileri teknoloji uygulamalarına yönelik azot katkılı grafen (NG) sentezlenmiş ve bu nanomalzemenin poli(2-hidroksietil metakrilat) (pHEMA) tabanlı hidrojelin mekanik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri sistematik olarak incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, grafit ve melamin öncülleri kullanılarak mekanik bilyeli öğütme yöntemiyle 5–60 saat aralığında değişen sürelerde NG sentezlenmiştir. FESEM, AFM, Raman ve XPS analizleri artan öğütme süresiyle birlikte karbon kafesindeki kusur yoğunluğunun kontrollü biçimde arttığını, grafenin yaklaşık 5 6 katmanlı bir yapıda elde edildiğini ve azot atomlarının piridinik, pirolik ve grafitik konfigürasyonlarda yapıya başarıyla entegre edildiğini ortaya konmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında, 60 saatlik öğütme süresiyle elde edilen NG tozları, serbest radikal polimerizasyonu yöntemi kullanılarak farklı çapraz bağlayıcı miktarına sahip pHEMA hidrojel matrislerine 0–8 mg/mL konsantrasyon aralığında dahil edilmiştir. Elde edilen hibrit hidrojellerin yapısal karakterizasyonu FT-IR ve Raman spektroskopileri ile gerçekleştirilmiştir. Elektriksel ölçümler, NG miktarındaki artışa bağlı olarak direnç değerlerinde belirgin bir düşüş meydana geldiğini ve bu durumun hidrojel matrisi içerisinde etkin bir iletken ağ oluştuğunu göstermiştir. Dinamik Mekanik Analiz (DMA) sonuçları ise, grafen takviyesinin hidrojel matrisini yumuşatarak esneklik ve sönümleme (tan δ) kapasitesini artırdığını ortaya koymuştur. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen iletken ve esnek NG katkılı pHEMA hibrit hidrojellerinin, biyosensörler, enerji depolama sistemleri ve yumuşak doku mühendisliği gibi ileri biyomedikal ve elektronik uygulamalar için yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. | |
| dc.description.abstract | In this thesis study, nitrogen-doped graphene (NG) was synthesized for high-performance advanced technological applications, and the effects of this nanomaterial on the mechanical and electrical properties of poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (pHEMA)-based hydrogel were systematically investigated. In the first stage of the study, NG was synthesized using graphite and melamine precursors via the mechanical ball milling method for varying durations ranging from 5 to 60 hours. Characterization analyses performed by FESEM, AFM, Raman, and XPS revealed that increasing milling time led to a controlled increase in defect density within the carbon lattice, the obtained graphene into an approximately 5–6 layered structure, and the successful incorporation of nitrogen atoms into the graphene framework in pyridinic, pyrrolic, and graphitic configurations. In the second stage, NG powders obtained after 60 hours of milling were incorporated into pHEMA hydrogel matrices with different crosslinker densities at concentrations ranging from 0 to 8 mg/mL using the free radical polymerization method. Structural characterization of the resulting hybrid hydrogels was carried out using FT-IR and Raman spectroscopy. Electrical measurements demonstrated a significant decrease in electrical resistance with increasing NG content indicating the formation of an effective conductive network within the hydrogel matrix. Dynamic Mechanical Analysis (DMA) results further revealed that graphene reinforcement softened the hydrogel matrix, leading to enhanced flexibility and increased damping capacity (tan δ). The obtained results demonstrate that the synthesized conductive and flexible NG/pHEMA hybrid hydrogels possess significant potential for advanced biomedical and electronic applications, including biosensors, energy storage systems, and soft tissue engineering. | |
| dc.identifier.citation | Karasakal, M. (2026). Azot katkılı grafen/hidrojel kompozitlerin mekanik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Nanobilim ve Nanomühendislik Anabilim Dalı, Konya. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12452/20264 | |
| dc.identifier.yoktezid | 1015545 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.subject | Azot Katkılı Grafen | |
| dc.subject | Bilyeli Öğütme | |
| dc.subject | Hidrojel kompozit | |
| dc.subject | Elektriksel Özellikler | |
| dc.subject | Mekanik Özellikler. | |
| dc.subject | Nitrogen-Doped Graphene | |
| dc.subject | Ball Milling | |
| dc.subject | Hydrogel composite | |
| dc.subject | Electrical Properties | |
| dc.subject | Mechanical Properties. | |
| dc.title | Azot katkılı grafen/hidrojel kompozitlerin mekanik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi | |
| dc.title.alternative | Investigation of mechanical and electrical properties of nitrogen-doped graphene/hydrogel composite | |
| dc.type | Master Thesis |
