Doktora Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/5800
Browse
13 results
Search Results
Doctoral Thesis Gıda Uygulamaları İçin Gümüş nanopartikül İçeren Karabuğday Nişastası Esaslı Aktif Ambalaj Malzemelerin Geliştirilmesi(2025) Severcan, Solmaz Şebnem; Kahraman, Kevser; Aydemir, Levent YurdaerSürdürülebilir ambalajlara artan talep, biyobozunur malzemelere ilgiyi artırsa da bu malzemelerin mekanik ve bariyer özellikleri plastiklerin gerisinde kalmaktadır. Bu tez çalışmasında, karabuğday nişastası ve proteini esaslı, yeşil sentezle elde edilen gümüş nanoparçacıklar (AgNP'ler) ile güçlendirilmiş aktif, biyobozunur kompozit filmler geliştirilmiş ve Kaşar peyniri ambalajlamasında uygunlukları incelenmiştir. Kompozit filmler, Yanıt Yüzey Yöntemi ile optimize edilmiştir. Optimum kompozit film, tek polimerli filmlere kıyasla daha yüksek dayanım ve daha düşük hidrofiliklik göstermesine rağmen, bariyer özelliklerinin daha da iyileştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu nedenle, karabuğday nişastası sodyum trimetafosfat ile çapraz bağlanmıştır. Çapraz bağlı karabuğday nişastası ve karabuğday proteini içeren kompozit filmin mekanik ve bariyer özelliklerinde iyileşmeler gerçekleşmiş; çapraz bağlanmamış kompozit filme kıyasla çekme dayanımı %81 artarken (4,2 MPa'dan 7,6 MPa'a), su buharı geçirgenliği %47 azalmıştır. Sentezlenen AgNP'ler, çapraz bağlı kompozit filme %0,5-2,5 (w/w) ilave edilerek nanokompozit filmler üretilmiştir. AgNP ilavesi filmlere antimikrobiyal özellik kazandırmış, ancak yüksek konsantrasyonlar mekanik ve bariyer performansı ile biyobozunurluğunu azaltırken suya dayanımı artırmıştır. Sitotoksisite analizleri, düşük ve orta AgNP yüklemelerinin sitotoksik olmadığını, en yüksek düzeyin (%2,5) ise doza bağlı sitotoksik etki oluşturduğunu göstermiştir. Bu filmler ile ambalajlanan Kaşar peynirleri 60 gün izlenmiştir. Çapraz bağlı kompozit filmler, biyobozunur seçenekler arasında en iyi bariyer performansını sağlamış; AgNP içeren filmler ise daha yüksek nanoparçacık düzeylerinde maya, küf ve toplam aerobik mezofilik bakteri gelişimini inhibe etmiştir.Doctoral Thesis Bileşenlerin Özel Uyumluluğuna Sahip Düşük Karbonlu Yüksek Performanslı Katkılı Portland Çimentoları(2025) Argın, Gizem; Uzal, BurakBu tez çalışması, PÇ–ilave bağlayıcı malzemeler–SP bileşenlerinin çok boyutlu etkileşimlerini bütüncül biçimde inceleyerek düşük karbon salınımlı ve yüksek performanslı katkılı çimentoların geliştirilmesini amaçlamaktadır. İzotermal kalorimetri, termal analiz ve basınç dayanımı verilerinden oluşan kapsamlı bir veri seti oluşturulmuş; farklı PÇ türleri, ikame oranları, ilave bağlayıcı malzeme inceliği, su/bağlayıcı oranı, SP tipi ve dozajı sistematik olarak değiştirilmiştir. Bu veriler regresyon tabanlı makine öğrenmesi modelleriyle analiz edilerek yüksek doğrulukta tahminler elde edilmiştir. Erken yaş basınç dayanımı gibi fiziksel parametre ağırlıklı çıktılarda doğrusal modeller başarılı olurken, hidratasyon kinetiği, CH içeriği ve geç yaş basınç dayanımı gibi karmaşık ve yüksek varyanslı çıktılarda doğrusal olmayan modellerin (özellikle Gauss süreç regresyonu ve yapay sinir ağları) çok daha yüksek doğruluk (R2 ≈ 0.90–0.97) ve düşük hata ile çalıştığı görülmüştür. Farklı kriterlerin normalize edilip ağırlıklandırılmasıyla geliştirilen Çok Kriterli Uyumluluk İndeksi, 1602 karışımdan oluşan sentetik veri setine uygulanmıştır. Sonuçlar, yüksek uyumluluk gösteren sistemlerin düşük PÇ–yüksek ilave bağlayıcı oranına, düşük w/b oranına ve yüksek SP dozajına sahip olduğunu; ayrıca düşük–orta CaO ve yüksek SiO2+Al2O3 içeren ilave bağlayıcı malzemelerin uyumluluğu artırdığını göstermiştir. Sonuç olarak, makine öğrenmesi yöntemleri süperakışkanlaştırılmış katkılı çimentolardaki çok değişkenli etkileşimleri yüksek doğrulukla modellemiş; geliştirilen uyumluluk indeksi ise düşük karbonlu, yüksek performansa sahip karışımların ön tasarımında kullanılabilecek yenilikçi ve esnek bir araç olarak öne çıkmıştır. Bu yaklaşım, çevresel, ekonomik ve toplumsal açıdan sürdürülebilir bir çimento endüstrisine katkı sağlamaktadır.Doctoral Thesis Malzemelerin Mekanik Özellikleri Üzerinde Hidrojenin Etkisi(2024) Baltacıoğlu, Mehmet Furkan; Bal, BurakBu çalışmada, hidrojenin farklı mekanik yükleme koşulları ve gerinim hızları altında alüminyum alaşımları ve hacim merkezli kübik (HMK) demir üzerindeki etkisini incelemektedir. İlk olarak, Al 7075'in hidrojen duyarlılığı, yavaş ve orta gerinim hızlarında yapılan çekme testleri ile değerlendirilmiştir. Sonuçlara göre, daha yüksek gerinim hızlarında hidrojen gevrekliği, yavaş gerinim hızlarına göre daha baskındır. Hidrojen gevrekliği mekanizması, düşük hızlarda hidrojenle desteklenen lokalize plastisite (HELP) iken, orta hızlarda HELP ve hidrojenle desteklenen ayrışmanın (HEDE) bir arada bulunması yönünde değişiklik göstermektedir. İkinci çalışmada, Al 5083'ün hidrojen duyarlılığı, balistik testler altında deneysel ve sayısal yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlara göre, artan deformasyon hızlarında HEDE'nin HELP üzerindeki baskınlığı artmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi, Johnson-Cook modeli ile birleştirilerek deneysel sonuçları doğrulamış ve balistik uygulamalarda hidrojenle yüklenmiş koşullar için öngörücü bir model sunmuştur. Son olarak, moleküler dinamik simülasyonları kullanılarak, hacim merkezli demirdeki kenar dislokasyon hareketliliği, geniş bir sıcaklık, hidrojen konsantrasyonu ve gerilme seviyesi aralığında değerlendirilmiş ve hidrojen duyarlılığı araştırılmıştır. Çalışmadan elde edilen bulgular sonucunda fenomenolojik hareketlilik yasaları önerilmiştir. Bu çalışmalar, hidrojenin metaller üzerindeki etkisini değişen mekanik koşullar altında anlamaya katkıda bulunarak, hidrojen maruziyetinin söz konusu olduğu mühendislik uygulamaları için önemli çıktılar sunmaktadır.Doctoral Thesis Yeni benzothieno[3,2-b]benzothiophene (BTBT)-Temelli Moleküler Yarıiletkenler ve Organik Alan Etkili Transistör Uygulamaları(2021) Özdemir, Resul; Usta, HakanSon on yılda yüksek mobilite veren p-tipi moleküler yarı iletkenlerin geliştirilmesinde mükemmel bir π-çerçevesi olan DAcTTs'ler baş rolü oynamıştır. Bununla birlikte, n-tipi DAcTT'ler literatürde son derece nadirdir ve elektron taşıma özellikleri büyük ölçüde keşfedilmemiştir. Bu tezin ikinci bölümünde, literatürdeki ilk N-tipi BTBT tabanlı yarıiletken olan D(PhFCO)-BTBT, iki aşamada geçiş metali ve kromatografik saflaştırma kullanılmadan elde edilmiştir. Organik alan etkili transistör cihazları μe (max) = ~ 0.6 cm2/V.s ve Ion/Ioff = 107-108 oranı göstermiştir. Bu sonuçlar, geniş bant aralıklı BTBT π-çerçevesinin yüksek yük taşıma kabiliyetine sahip n-tipi organik yarı iletkenlerin geliştirilmesi için ümit verici bir aday olduğunu göstermiştir. Bu yarıiletkenin sunduğu yüksek yük taşıma kapasitesi ile optik şeffaflığın birleşimi, (opto) elektronik uygulamalara yeni bir bakış açısı getirebilir. Bu tezin üçüncü bölümünde bir dizi BTBT-temelli küçük molekül, D(C7CO)-BTBT, C7CO-BTBT-CC(CN)2C7 ve D(C7CC(CN)2)-BTBT, 'S-F-BTBT-F-S (F/S: fonksiyonel grup/sübstitünet)' moleküler mimarisinde dizayn edildi ve sentezlendi. D(PhFCO)-BTBT ile birleştirildiğinde, düşük LUMO'lu DAcTT'ler için sistematik olarak çeşitli kimyasal yapılara sahip bir moleküler kitaplık burada ilk kez geliştirildi ve temel ilişkiler açıklığa çıkarıldı. Bu çalışmada sunulan moleküler mühendislik perspektifleri, optoelektronikler için yeni elektron taşıyan tiyenoasenlerin tasarımına benzersiz bir bakış açısı sağlayabilir.Doctoral Thesis Yapay Zeka Destekli Shot Peening Prosesinin Optimizasyonu ve İkincil Proseslerin SLM ile Üretilen AlSi10Mg Alaşımının Hidrojen Kırılganlık Direnci ve Mekanik Performansı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi(2025) Karaveli, Kadir Kaan; Bal, BurakBu tez, Seçici Lazer Ergitme (SLM) yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımlarında bilyalı dövme işlemlerinin optimizasyonunu ve hidrojen gevrekliğinin azaltılmasını araştırmaktadır. Birinci bölümde, süreç optimizasyon yöntemleri (ör. Taguchi, Box-Behnken), metal katkı üretimdeki (AM) sorunlar (artık gerilme, gözeneklilik) ve hidrojen gevrekliğinin mekanizmaları ile test yöntemleri ele alınmıştır. İkinci ve üçüncü bölümler, Almen testleriyle doğrulanan yapay zeka tabanlı yaklaşımlarla bilyalı dövme yoğunluğunun optimizasyonunu ve Bell 412EP ile Piper PA-32R gibi gerçek havacılık arızalarını inceleyerek hidrojen gevrekliğinin bileşenlerdeki etkilerini analiz etmektedir. Dördüncü ve beşinci bölümler, SLM ile üretilen AlSi10Mg alaşımlarının mekanik performansına, gerinim hızı ve işlem sonrası uygulamaların (bilyalı dövme, ısıl işlem) etkilerini değerlendirmiş ve yorulma direncinde önemli iyileşmeler göstermiştir. Ayrıca hidrojen gevrekliğini önlemek için ileri düzey stratejiler önerilmiştir. Tez, artırılmış malzeme güvenilirliği ve sürdürülebilirliğin toplumsal faydalarını vurgulamakta ve yapay zeka destekli yöntemler ile üretimde gerçek zamanlı izleme sistemleri üzerine gelecekteki araştırmaları önermektedir.Doctoral Thesis Evsel Atık Sulardan Enerji ve Su Geri Kazanımında Hibrit Membran Proseslerin Geliştirilmesi(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2024) Özcan, Özlem; Uzal, Niğmet; Şahinkaya, ErkanThis thesis study aims to develop a hybrid innovative membrane-based process that maximizes circular benefit with the recovery of energy, nutrients, and water from municipal wastewater (MWW). This process was designed to be a sustainable alternative to the widely used advanced biological wastewater treatment plants (WWTP). For this purpose, the wastewater samples from the pre-sedimentation tank effluent of the Kayseri WWTP were used in laboratory-scale membrane-based process applications. In the first stage of the study, pre-concentration studies were performed to concentrate the organic matter and nutrients in the wastewater using the chemically enhanced primary sedimentation+direct ceramic microfiltration (CEPS+DCMF) process. Wastewater concentrated up to 8 times in the CEPS+DCMF process was fed to the anaerobic fluidized bed ceramic membrane bioreactor (AnFCMBR), which is the second stage of the study. The performance of the reverse osmosis (RO) process was evaluated for nutrient recovery performance in permeates of AnFCMBR and CEPS+DCMF processes. Chemical precipitation was performed on RO concentrate samples to recover struvite. With the innovative membrane-based hybrid wastewater treatment process, a net energy recovery potential of 0.126 kWh/m3 was attained by operating the AnFCMBR process at 6 hours hydraulic retention time, while an energy requirement of 0.08 kWh/m3 was attained and thus, an energy-positive process for treating MWW has been developed.Doctoral Thesis Amorf Bor Malzemelerin Simülasyonu(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Yıldız, Tevhide Ayça; Durandurdu, MuratBoron-based materials and their technological applications have great interests in many scientific and technological areas from materials science to medicine. This doctorate thesis was prepared for the purpose of investigating the atomic structure, electrical and mechanical properties of different boron based amorphous materials by using an ab-initio molecular dynamics technique. The results obtained via a computational method were presented in three main chapters. In the Chapter 3, the influence of hydrogenation on the atomic structure and the electronic properties of amorphous boron nitride (ɑ-BN) was examined. The structural evaluation of ɑ-BN and the hydrogenated (ɑ-BN:H) models revealed that their short-range order was mainly similar to each other. Hydrogenation suppressed the formation of twofold coordinated chain-like structures and tetragonal-like rings and leaded to more sp2 and even sp3 bonding. Furthermore, hydrogenation was found to have an insignificant impact on the electronic structure of ɑ-BN. Secondly, in the Chapter 4, an amorphous boron carbide (a-B4C) model was generated. The pentagonal pyramid-like motifs were found to be the main building units of B atoms in a-B4C and some of which yielded the development of B12 icosahedra. On the other hand, the fourfold-coordinated units were the leading configurations for C atoms. a-B4C was a semiconducting material and categorized as a hard material. In the Chapter 5, amorphous boron carbides (BxC1-x, 0.50x0.95) were systematically created. With increasing B/C ratio, more closed packed materials having pentagonal pyramid motifs form. All models were semiconducting materials. Some amorphous compositions were proposed to be hard materials. Keywords: Amorphous, Hydrogenation, Boron Nitride, Boron Carbide, Ab-initio molecular dynamics techniqueDoctoral Thesis Yüksek Performanslı Organik Transistörler ve Güneş Pilleri Uygulamaları için Yeni Yarı İletken Malzemeler(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Can, Ayşe; Usta, HakanIn the first chapter, we review the historical and recent advances in the design and implementation of indenofluorene (IF)-based semiconductors in organic transistor and solar cell devices. In the second chapter, a series of n-type ambient-stable and solution- processable TIFDMT-based semiconducting molecules, β,β'-C8-TIFDMT, β,β'-C12- TIFDMT, and β,β'-C16-TIFDMT are reported. By utilizing alkyl chain engineering in TIFDMT-based molecules and semiconductor-dielectric interface engineering through PS-brush treatment onto the dielectric surface in their OFET devices, we optimize the semiconductors' morphologies and thin-film molecular packing motifs to attain high- performance OFETs. The PS-brush treated OFETs demonstrate high device performance with μe = 0.9 cm2/V.s and Ion/Ioff ratio = 107-108. In the third chapter, we demonstrate the design, synthesis, and characterizations of two novel meso-π-extended/-deficient BODIPY building blocks (2OD-T2BDY and 2OD-TTzBDY), a library of low band gap (Eg = 1.30-1.35 eV) donor-acceptor copolymers based on these building blocks, and the utilization of the D-A copolymers as donor materials in the bulk heterojunction organic photovoltaics. Power conversion efficiencies of up to 4.4% with a short-circuit current of 12.07 mA cm-2 are achieved. The findings of this thesis on molecular engineering and optoelectronic properties are unique and may provide critical insights into the future development of high performance materials for unconventional optoelectronics.Doctoral Thesis Bor Esaslı Nano Yapıların Modellenmesi ve İncelenmesi(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Tahaoğlu, Duygu; Durandurdu, Murat; Alkan, FahriPolyhedral boron clusters and their applications have been subject to research in many fields such as medicine, materials science, catalytic applications, energy studies, etc. These molecules owe their popularity to their exceptional 3D stable structures, as well as their various sought-after properties in many applications. This doctoral thesis was prepared within the focus of a computational investigation of different polyhedral borane and carborane clusters by using DFT methods. The results of our studies were reported in two main chapters (Chapters 3 and 4). In the first part (Chapter 3), theoretical evaluation of relative stabilities and electronic structure for [BnXn]2− clusters were provided. The structural and electronic characteristics of [BnXn]2− clusters were examined by comparison with the [B12X12]2− counterparts with a focus on the substituent effects (X = H, F, Cl, Br, CN, BO, OH, NH2). The effects of the substituents were discussed in relation to their mesomeric (±M) and inductive (±I) effects. The results showed that the icosahedral barrier can be reduced through substitution by destabilizing the [B12X12]2−cluster with symmetry-reducing ligands or ligands with +M effects rather than stabilizing the larger clusters. In the second part (Chapter 4), the investigation of the photophysical properties of carborane-containing luminescent systems was presented. The o-CB-Anth system is known to exhibit a dual-emission property by radiating in the visible region from two low energy conformations with local excited (LE) and hybridized local and charge transfer (HLCT) characters, however, it shows a very low emission quantum yield in solution state similar to many other CB-luminescent systems. In this section, the excited-state potential energy surface (PES) of o-CB-Anth and o-CB-Pent were investigated in detail and the effect of a low-lying CT on the low quantum yield was discussed.Doctoral Thesis Yüksek Performanslı Kauçuk Esaslı Malzemeler Geliştirilmesi, Hidrojen Gevrekliğinin Önüne Geçilmesi ve Mikroyapı Tanıtılması ile Malzeme Modellemesi(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021) Özge, DOĞAN; Doğan, Özge; Bal, BurakBu çalışmada, üç değişik nano malzemenin (Nano-Karbon Siyahı, Nano-ZnO ve Çok Duvarlı Karbon Nanotüp (ÇDKNT)) iki değişik kauçuk türü üzerinde (Kloropren Kauçuk (CR) ve AKrilonitril Bütadien Kauçuk (NBR)) etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaca ulaşmak için mekanik testler ve detaylı yaşlandırma testleri gerçekleştirilmiştir. Nano malzemelerin mekanik özellikler üzerinde hem olumlu hem de olumsuz etkilerinin olduğu tespit edilmiştir. En önemlisi, ÇDKNT ilavesi ile baskı set değerinin azaldığı gözlemlenmiştir. Böylece, ÇDKNT ilavesi ile daha yüksek sızdırmazlık kapasitesine ve daha uzun servis ömrüne sahip kauçuk ürünler elde edilebilecektir. Ayrıca, sert-krom elektrokaplama prosesi, buna karşı gelen hidrojen gevrekliği ve fırınlamanın hidrojen difüzyonu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla Ham 4340, Krom Kaplanmış 4340 ve Krom Kaplanmış & Fırınlanmış 4340 çeliği kullanılmıştır. Mikroyapı analizleri ve mekanik analizler sert-krom elektrokaplama prosesiyle malzeme içine hidrojen girdiğini ve elektrokaplama prosesinden sonra yapılan fırınlama işleminin hidrojenin ters difüzyonunu sağladığını göstermiştir. Ayrıca, hidrojenin benzer alaşım elementlerine ve kimyasal kompozisyona sahip α-Fe bazlı yapıların gerilme tepkisi Moleküler Dinamik (MD) simülasyonları kullanılarak simüle edilmiştir.