Bu ders, nanomalzemelerin fiziksel, kimyasal, yapısal ve morfolojik özelliklerinin belirlenmesine yönelik temel ve ileri düzey karakterizasyon tekniklerini kapsamlı bir şekilde ele alır. Nano boyutlarda malzeme özelliklerinin önemli ölçüde değiştiği dikkate alınarak, malzeme analizinde kullanılan modern karakterizasyon yöntemlerinin teorisi, uygulaması ve veri yorumlaması üzerinde durulur.
Ders kapsamında incelenecek ana başlıklar şunlardır:
Nanomalzemelere Giriş:
Nanoteknolojinin tanımı, önemi ve uygulama alanları
Nano boyut etkileri ve özelliklerdeki değişim
Yapısal Karakterizasyon Yöntemleri:
X-Işını Kırınımı (XRD) ile faz analizi ve kristal yapı tayini
Raman Spektroskopisi: karbon bazlı yapılar, fonksiyonel gruplar ve kristalinite
FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi): yüzey fonksiyonel gruplarının tayini
Morfolojik ve Boyutsal Analiz Yöntemleri:
Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)
Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM)
Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM)
Dinamik Işık Saçılması (DLS) ile partikül boyutu analizi
Yüzey Alanı ve Gözeneklilik:
BET (Brunauer-Emmett-Teller) yüzey alanı ölçümü
BJH yöntemiyle gözenek boyutu dağılımı
Termal Karakterizasyon:
TGA (Termogravimetrik Analiz)
DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre)
DTG ve DTA uygulamaları
Yüzey Kimyası ve Elementel Analiz:
X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS)
Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS veya EDX)
ICP-OES / ICP-MS (İndüktif Eşleşmiş Plazma) ile metal içeriği tayini
Elektriksel ve Optoelektronik Karakterizasyon:
Dört prob yöntemi ile iletkenlik ölçümleri
UV-Vis Spektroskopisi ile bant aralığı analizi
Fotolüminesans (PL) analizi
Veri Yorumlama ve Uygulamalı Analiz:
Karakterizasyon verilerinin yorumlanması
Hatalı yorumlara karşı dikkat edilmesi gereken noktalar
Uygulama örnekleri ve vaka analizleri
Bu ders, nano-malzeme araştırmaları yapan mühendislik ve fen bilimleri öğrencilerine, karakterizasyon araçlarını doğru seçme, kullanma ve sonuçlarını yorumlama becerisi kazandırmayı amaçlamaktadır. Aynı zamanda disiplinler arası çalışmalarda karşılaşılan ölçüm zorluklarına çözüm geliştirme yetkinliği de kazandırır.