Elektrospin Yöntemiyle Nanofiber Üretimi ve Uygulamaları

Kurs Tarihi: 20 Ocak 2026

Kurs Gün ve Saati: Salı 10:00-13:00

Toplam Saat: 3 Saat

Derslik: 432

Kursun Dili: İngilizce

Öğrenim Şekli: Yüzyüze

Kontenjan: 20

1. Temel Bilgiler

Hedef Kitle:

• Lisans/ylisans öğrencileri (Malzeme, Kimya, Biyomedikal, Nanoteknoloji vb.)

• Ar-Ge mühendisleri, laboratuvar çalışanları

Ön Koşul Bilgi:

• Temel polimer kimyası

• Çözelti hazırlama ve laboratuvar güvenliğine giriş düzeyinde bilgi

2. Öğrenme Çıktıları

Kurs sonunda katılımcılar:

1. Elektrospin tekniğinin çalışma prensibini ve klasik fiber üretim yöntemlerinden farkını açıklayabilir.

2. Elektrospin düzeneğinin temel bileşenlerini (yüksek gerilim kaynağı, pompa, enjektör, toplayıcı vb.) tanıyabilir.

3. Çözelti/eriyik özellikleri ve proses parametrelerinin lif morfolojisine etkisini yorumlayabilir.

4. Elde edilen nanofiberlerin temel karakterizasyon yöntemlerini (SEM, temas açısı, mekanik test, FTIR vb.) sıralayabilir.

5. Filtrasyon, doku mühendisliği, sensörler, enerji depolama vb. başlıca uygulama alanlarını örneklerle açıklayabilir.

6. Basit bir elektrospin deney planını taslak olarak oluşturabilir (polimer seçimi, çözücü, parametre seti vb.).

3. Zaman Planı ve İçerik

Bölüm 1 (0:00 – 0:50)

Elektrospin Temelleri ve Sistem Bileşenleri

• Giriş (10 dk)

• Nanoölçek kavramı, nanofiber tanımı

• Klasik fiber üretim yöntemlerine kısa bakış (eriyik eğirme, çözelti eğirme vs.)

• Neden elektrospin? (yüksek yüzey alanı, gözeneklilik, ince tabaka üretimi)

• Elektrospin Prensibi (20 dk)

• Yüksek gerilim altında damla şekli ve Taylor konisi

• Jet oluşumu, incelme, uçuş ve çözücü buharlaşması

• Fiberin toplayıcıya ulaşması ve tabaka oluşumu

• Tek iğneli klasik sistem ile çok iğneli/koaksiyel sistemlere kısa değinme

• Elektrospin Düzeneği ve Bileşenler (20 dk)

• Yüksek gerilim kaynağı: AC/DC, güvenlik notları

• Şırınga pompası / besleme sistemi

• İğne (nozzle) tipi, çap, malzeme

• Toplayıcı tipleri: düz plaka, dönen tambur, özel tasarımlar (patterned collectors)

• Laboratuvar güvenliği (yüksek gerilim, çözücü buharı, topraklama, kabin kullanımı)

Ara (10 dk)

Bölüm 2 (1:00 – 1:50)

Proses Parametreleri, Çözelti Özellikleri ve Morfoloji İlişkisi

• Çözelti/Polimer Özellikleri (15 dk)

• Konsantrasyon, viskozite, yüzey gerilimi, iletkenlik

• Polimer özellikleri: molekül ağırlığı, zincir esnekliği, çözücü-polimer etkileşimi

• Tek lif, boncuklu lif, boncuk oluşumu gibi tipik morfolojilerin çözeltiden etkilenmesi

• Proses Parametreleri (20 dk)

• Uygulanan gerilim

• İğne–toplayıcı mesafesi

• Akış hızı (debi)

• Ortam şartları: sıcaklık, bağıl nem, hava akımı

• Parametre–morfoloji ilişkisine örnekler:

• Gerilim ↑ → jet stabilitesi ve çap değişimleri

• Debi ↑ → kalın lif/boncuk oluşumu riskleri

• Mesafe değişimi → çözücü buharlaşması ve lif birikimi

• Kısa Vaka Örneği / Problem Çözümü (15 dk)

• “Boncuklu lif elde ettiniz, hangi parametreleri nasıl değiştirirdiniz?”

• “Çapı küçültmek için neleri optimize edersiniz?”

• 2–3 basit senaryo üzerinde grup tartışması

Ara (10 dk)

Bölüm 3 (2:00 – 2:50)

Karakterizasyon ve Uygulama Alanları

Nanofiber Karakterizasyonu (20 dk)

• Morfolojik analiz: SEM (lif çapı ölçümü, gözeneklilik, yüzey yapısı)

• Yüzey özellikleri: temas açısı ölçümü (hidrofobik/hidrofilik karakter)

• Mekanik özellikler: çekme testleri, DMA’ye kısa giriş

• Kimyasal/yapısal analiz: FTIR, XRD, DSC/TGA gibi temel tekniklerden kısa bahsediş

• Basit raporlama: çap dağılımı histogramı, temas açısı karşılaştırmaları vb.

Uygulama Alanları (20 dk)

• Filtrasyon ve çevre:

• Hava ve su filtrasyonu, partikül ve aerosol tutma

• Yağ-su ayrımı, atıksu arıtımı için hidrofobik/hidrofilik tasarımlar

• Biyomedikal uygulamalar:

• Doku iskeleleri, yara örtüleri, kontrollü ilaç salımı

• Enerji ve elektronik:

• Li-iyon/Li-S batarya ayırıcıları ve elektrotları (yüksek yüzey alanlı yapılar)

• Süperkapasitör elektrotları, sensör yüzeyleri

• Diğer: koruyucu tekstiller, akıllı kumaşlar, kataliz taşıyıcıları vb.

Kapanış ve Tartışma (10 dk)

• Özet:

• Elektrospin prensibi

• Parametre–morfoloji–uygulama ilişkisi

• Sorular & cevaplar