Karbon nanotüplerin (KNT) çinko oksit (ZnO) ile birleştirilmesiyle elde edilen yeni nesil nanoyapılar, malzeme bilimi alanında dikkat çekici bir gelişmeye işaret ediyor. Hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenen KNT/ZnO nanoteller, sahip oldukları yapısal ve fiziksel özelliklerle elektronik, sensör ve enerji teknolojileri için önemli bir potansiyel sunuyor.
Nano Ölçekte Kontrollü Üretim
Çalışmada, ZnO’nun karbon nanotüplerin yüzeyi üzerinde kontrollü biçimde büyütülmesi sağlandı. Bu yöntem sayesinde, yüksek en-boy oranına sahip, uzun ve ince nanotel yapıları elde edildi. Üretilen nanotellerin çaplarının 20–50 nanometre, uzunluklarının ise 5–10 mikrometre aralığında olduğu belirlendi. Bu ölçüler, nanomalzemelerin performansını doğrudan etkileyen kritik parametreler arasında yer alıyor.
Mikroskobik Görüntüler Başarıyı Ortaya Koydu
Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri, ZnO nanotellerin karbon nanotüp altlık üzerinde homojen ve yoğun bir şekilde büyüdüğünü ortaya koydu. Görüntüler, düzensiz kümelenmeler yerine düzenli ve süreklilik gösteren nanoyapıların oluştuğunu göstererek sentez sürecinin başarısını doğruladı.
Kimyasal ve Yapısal Kanıtlar
Enerji Dağılım X-ışını (EDX) analizlerinde çinko ve oksijene ait belirgin sinyaller tespit edildi. Bu bulgular, ZnO’nun nanoyapı içerisinde etkin biçimde yer aldığını kanıtladı. Karbon sinyallerinin varlığı ise karbon nanotüp iskeletinin yapısını koruduğunu gösterdi.
Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisi sonuçları, grafitik karbon yapıya özgü bağ titreşimlerini ve Zn–O bağlarını açık biçimde ortaya koydu. Özellikle Zn–O titreşimlerine ait karakteristik pikler, çinko oksidin başarılı şekilde sentezlendiğini bilimsel olarak teyit etti.
Isıya Dayanıklı ve Kararlı Yapı
Termogravimetrik analiz (TGA), nanoyapıların yüksek sıcaklıklardaki davranışını ortaya koydu. Elde edilen veriler, karbon nanotüplerin belirli sıcaklık aralıklarında oksidasyona uğradığını, ZnO yapısının ise termal olarak daha kararlı kaldığını gösterdi. Bu özellik, malzemenin yüksek sıcaklık gerektiren uygulamalarda kullanılabileceğine işaret ediyor.
Kristal Yapı Netleşti
X-ışınları kırınımı (XRD) analizleri, sentezlenen nanoyapıların kristal fazlarını ve düzenini ortaya koydu. Ortalama kristal boyutunun 25–30 nanometre aralığında olduğu hesaplandı. Kırınım piklerinin keskin ve belirgin olması, ZnO’nun yüksek kristal kalitede ve homojen bir şekilde büyütüldüğünü gösterdi.
Geleceğin Teknolojilerine Açılan Kapı
Bilimsel bulgular, KNT/ZnO nanotellerin yalnızca akademik açıdan değil, pratik uygulamalar bakımından da önemli bir potansiyel taşıdığını ortaya koyuyor. Yüksek yüzey alanı, mekanik dayanıklılık ve kimyasal kararlılık gibi özellikler; bu nanoyapıları sensörler, optoelektronik sistemler ve enerji depolama teknolojileri için güçlü bir aday haline getiriyor.
Kaynak: YALOVA ÜNİVERSİTESİ LİSANSÜSTÜ EĞİTİM ENSTİTÜSÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BİLİM DALI KARBON NANOTÜP TABANLI ÇİNKO OKSİT NANOTELLERİN BÜYÜTÜLMESİ VE OPTOELEKTRONİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ MEHMET DURMAZ Tez No: 903867