Abstract:
Bu tez çalışması polimer tabanlı nano parçacıklarla güçlendirilmiş, elektriksel özelikleri, mekanik dayanımları ve radyasyon perdeleme özellikleri gelişmiş çok işlevli nano kompozitler üretmeye odaklanmıştır. Bu amaca uygun olarak, iletken bir polimer olan polikarbazol (PCz) ile yarı iletken bir polimer olan polivinil alkol (PVA), kompozitlerin ana bileşeni olarak seçilmiştir. İlgili matrisler birlikte çökeltme yöntemiyle sentezlenen baryum oksit (BaO) nano parçacıklarla güçlendirilerek nano kompozitler üretilmiştir. Gerek Cz monomerinden sentezlenen PCz ile birlikte çökeltme yöntemiyle üretilen BaO nano parçacıklar gerekse de hazırlanan komzozitler çeşitli fiziksel ve kimyasal yöntemlerle karakterize edilmiştir. Bu yöntemler arasında, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, X-ışını kırınımı (XRD) analizi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ile görüntüleme mevcuttur. PCz/BaO nano kompozitler hacimsel formda hazırlanırken; PVA/BaO nano kompzoitler kalın film formunda üretilmiştir. PCz/BaO ve PVA/BaO nano kompozitlerin frekansa bağlı elektriksel özellikleri birkaç Hz'den MHz'e kadar değişen bir skalada incelenmiş olup BaO nano parçacık katkısının her iki matrisin de enerji depolama yeteneğini geliştirdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, PCz/BaO nano kompozitlerinin iyonize radyasyonu zayıflatma performansları hem deneysel hem de teorik olarak 81 keV-1332 keV foton enerji aralığında araştırılmıştır. PVA/BaO nano kompozitlerin mekanik dayanıklılıkları ise mekanik çekme testleri ile tespit edilmiştir. Tüm deneysel ve teorik çalışma sonuçları, her iki kompozit ailesinde de iyileştirilmiş elektriksel özelliklerin yanı sıra BaO katkısıyla gelişmiş mekanik özellikler ile düşük enerjili iyonize radyasyonu zayıflatma performansına dikkat çekmektedir. Zira BaO partikül katkısı kütlece düşük düzeyde tutulduğunda baryum oksidin PVA'nın mekanik dayanımını iyileştirdiği ve PCz matrise kütlece %30'lara varan yüksek oranlarda eklenmesi durumunda da PCz matrise 81 keV gibi düşük enerjili iyonize radyasyonu perdeleme kabiliyeti kazandırdığı tespit edilmiştir. BaO nano parçacık katkısıyla hem PCz hem de PVA matrisin birden fazla özelliğinde gözlenen bu söz konusu çoklu iyileşme, bu matrisler için baryum oksit nano parçacıklarının çok fonksiyonlu malzeme üretme adına ümit vadettiğini işaret etmektedir.
