Langmuır-Blodgett ince film üretme tekniği ile hazırlanan polimer tabanlı nano ince filmlerin karakterizasyonu ve zararlı organik buharlara karşı duyarlılığı

Abstract

Bu çalışmada, α-(naftalin-1-yloksi)-2-oksooetil metakrilat polimeri (Poli-NMA) sensör maddesi olarak kullanılarak polimer bazlı kimyasal sensör geliştirilmiştir. Bu amaç için polimer türevi, Langmuir-Blodgett (LB) ince film kimyasal gaz sensör elementi olarak tasarlanmıştır. Poli-NMA maddesi Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR), 1H-NMR (Nükleer manyetik rezonans) ve 13C-NMR analizleri ile karakterize edilmiştir. Bütün Poli-NMA LB ince filmleriAtomik Kuvvet Mikroskobu (AKM), UV-Görünür Bölge Spektroskopisi ve Kuartz Kristal Mikrobalans (KKM) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Polimerik kimyasal sensörü KKM tekniği kullanılarak dört farklı zararlı organik buhara (diklorometan, kloroform, benzen ve toluene) maruz bırakılmıştır. Bu çalışmada, ayrıca, Poli-NMA kimyasal sensörünün zararlı buharlara karşı hassasiyet ve LOD değerleri belirlenmiştir. Oda sıcaklığında elde edilen sonuçlar, polimerik kimyasal sensörün zararlı buharlara karşı tepkisinin geniş, hızlı ve tekrarlanabilir olduğunu ve kinetik tepki değerlerinin sıralamasını diklorometan, kloroform, benzen ve toluen olarak göstermiştir.

In this study, polymer based chemical sensors were developed by using α-(naphthalen-1-yloxy)-2-oxoethyl methacrylate polymer (Poly-NMA) as sensor materials. For this purpose, a polymer derivative was designed as a Langmuir-Blodgett (LB) thin film chemical gas sensor element. The Poly-NMA material was characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), 1 HNMR (Nuclear Magnetic Resonance) and 13C-NMR analyses. All Poly-NMA LB thin film layers were characterized by Atomic Force Microscopy (AFM), UV-Visible Spectroscopy and Quartz Crystal Microbalance (QCM) techniques. The polymeric chemical sensor was exposed to four different harmful organic vapors (dichloromethane, chloroform, benzene and toluene) using QCM technique. Also, the values of the sensitivity and Limit of Detection (LOD) were determined for Poly-NMA chemical sensor against to the harmful vapors used in this study. The obtained results showed the response of the polymeric chemical sensor to the harmful vapors large, fast and reversible and the values of kinetic responses were found in an increasing order as dichloromethane, chloroform, benzene and toluene at room temperature.