2023 | Nanoteknoloji, Nanoteknoloji Nedir, Nanoteknoloji Uygulamaları | Sayfa | Nanoteknoloji, Nanoteknoloji Nedir, Nanoteknoloji Uygulamaları

Grafen İçerikli Piller

Li-ion piller, Li-S piller ve Na-ion piller gibi şarj edilebilir piller, yenilenebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesinde harika bir yer tutar. Bu pillerin mevcut dezavantajları beklentileri karşılamak için yeni çözümler gerektirir. Grafen bu gelişmeler için umut verici bir malzeme olarak kabul edilmektedir. Grafenin yüksek iletkenliği, yüksek yüzey alanları ve mekanik esnekliği şarj edilebilir pillerde büyük ölçüde kullanılmaktadır. Modern dünyanın giderek artan enerji gereksinimleri, bilim insanlarını gerekli iyileştirmeler yolunda yeni sorunlara çözüm üretmeye itmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları, otomobiller gibi önemli sektörlerin ve verimli enerji depolama sistemlerinin ilgi odağı olmuştur. Enerji depolama uygulamaları, yeni enerji sistemleri ile elektrikli arabalar gibi enerji tasarruflu makineler arasında köprü görevi görür. Şimdiye kadar Lityum-iyon piller piyasadaki en yaygın ticari piller olmuştur. Bununla birlikte, sınırlı teorik kapasiteleri, yüksek maliyeti ve Li elementinin azlığı, bilim topluluğunu farklı seçenekler aramaya zorlar. Li-ion pillerin kapasitesinin artırılması, eski Li-S pillerin yeniden canlandırılması ve sodyum-iyon piller (SIB) gibi yeni teknolojilerin geliştirilmesi, araştırılmakta olan seçeneklerdir.

Son zamanlarda, grafen bu gelişmelerin yıldızı olmuştur. Grafen aslında bir sp2-bağlı altıgen ağda düzenlenmiş tek atom kalınlığında bir karbon tabakasıdır. Bu basit görünen yapı, çeşitli mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Grafen tek atom kalınlığı sayesinde eşsiz elektronik özellikler, yüksek mekanik mukavemet, yüksek termal iletkenlik ve geniş yüzey alanı (2630 m2/g) sağlar.

Grafenin benzersiz özellikleri, yeni enerji depolama uygulamaları için verimli elektrotlar geliştirmede kullanılır. Yüksek elektron hareketliliği (2,5 × 105 cm2 /V s) ve yüksek grafen yüzey alanı, Li-ion, Li-S ve Na-ion piller için şarj kapasitesinin geliştirilmesini kolaylaştırır. Grafenin esnek doğası, şarj / deşarj döngüleri sırasında hacim dalgalanmalarını tamponlar.

Lityum iyon piller

Geleneksel lityum-iyon pil (LIB) teknolojisi grafit anotları ve LiCoO2 katotunu içerir. Bu pillerin önemli enerji yoğunluğu ve şarj / deşarj kapasitesi göstermesine rağmen, son teknolojik gelişmelerin enerji taleplerini karşılamada geride kalmaktadırlar. Bu nedenle, daha iyi şarj depolama kapasitesine ve ümit verici döngüsel stabiliteye sahip farklı anot malzemelerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Karbon malzeme çeşitliliği arasında; grafen, grafen oksit (GO) ve türevleri, yüksek iletkenlik özellikleri, yüksek yüzey alanı (> 2000 m2/g) ve iyi yük taşıyıcı hareketliliği nedeniyle ilgi odağı haline gelmiştir.

Bu malzemeler Li-iyon hareketliliğini ve elektron transferini teşvik ederken, Li’nin grafen üzerindeki yüksek yayılım oranı hız kapasitesini arttırır. Grafenin teorik kapasitesi (764 mAh / g), geleneksel grafit elektrotların iki katıdır. GO’ların elektriksel özellikleri, yapılarındaki oksijen içeren grupların konsantrasyonunu değiştirilerek kolayca ayarlanabilir. GO’nun bir başka avantajı, elektroaktif malzemelerin sabitlenmesi için artan aktif alanların sayısıdır. Grafen ve GO doğrudan elektrot olarak kullanılabilse de, metal oksitleri, CNT’ler gibi diğer karbon bazlı malzemeleri dahil ederek veya farklı indirgeme stratejileri, heteroatom katkısı ve ko-atom katkısı yoluyla yapılarında kusurlar oluşturarak bu yapıları değiştirmek de mümkündür. . Tüm bu yöntemler, LIB’lerin şarj kapasitesini ve döngü kararlılığını artırmayı amaçlamaktadır. Çalışmaların çoğu grafen bazlı anotlara odaklanmış olsa da, grafen bazlı katotlar da son zamanlarda bilim camiasında dikkat çekmektedir.

Grafen Tabanlı Anotlar

Anot malzemeleri için grafen, grafen nanosheet (GNS)’ler, karbon nanotüpler (CNT’ler), karbon nanoribbonlar (CNR) veya bu yapıların bir kombinasyonu gibi farklı formlarda kullanılabilir. LIB anotlarında geri dönüşümlü kapasiteyi 794-1054 mAh g − 1’e yükselten kusurlu ve kenarlı düzensiz grafen yapıları da kullanılabilir. GO’lar ayrıca ilk şarj kapasitesi 1400 mAh / g olan umut verici malzemelerdir.

Ancak, düşük cycling stabiliteleri vardır. Grafen bazlı anotların şarj kapasitesini ve döngü stabilitesini arttırmak için grafen ve GO yapılarına birkaç farklı malzeme dahil edilir. En yaygın malzemeler metaller, metal oksitler ve sülfür nanopartikülleridir. Farklı çalışmalar, ZnO, MoS2, Fe3O4 ve benzer yapıdaki birçok malzemenin Li-ion pilleri önemli ölçüde artırma potansiyeline sahip olduğunu bulmuştur. Yukarıdaki yöntemlere ek olarak, katkılı grafen / GO yapıları da LIB anotları için araştırılmaktadır. Metal oksitli N-katkılı grafen / GO yapıları yüksek kapasiteler ve döngü kararlılıkları sağlamıştır.

Grafen Tabanlı Katotlar

Grafen bazlı LIB katotları grafen bazlı LIB anotları kadar yaygın olmasa da, araştırmacılar son zamanlarda bu potansiyeli araştırmaya başlamıştır. Lityum iyon piller için en çok çalışılan katot malzemelerinden bazıları LiCoO2, LiMn2O4 ve LiFePO4’tür. Bu malzemelerin nispeten düşük elektriksel iletkenliği genellikle karbon karası (carbon black) gibi bazı katkı maddeleri dahil edilerek telafi edilmektedir. Ancak, yine de iyileştirmeler gerekmektedir. Grafen, yüksek iletkenliği, yüksek yüzey alanı ve geniş elektrokimyasal potansiyel penceresi nedeniyle mükemmel bir katot malzemesidir. Yüksek yüzey alanı iyon hareketliliğini kolaylaştırır ve geliştirilmiş oksit performansı ile metal oksit / karışık metal oksitlerin büyümesi için bir substrat sağlar. Diğer karbon malzemelerle birlikte olan grafen kompozitler iyon aktarım hızını ve Li + difüzivitesini arttırır. Grafen bazlı LIB katotlarının en büyük dezavantajları yüksek hacimli oluşudur. Bu dezavantajlar nedeniyle, bu sistemlerin geliştirilmesi gerekmektedir.

Lithium-Sulfur Batteries

LIB’lerin teorik kapasiteleri giderek artan enerji talebini karşılayamadığından, farklı pil türleri dikkat çekmektedir. Dahası, LIB’ler hala yüksek Li içeriğinden dolayı bazı sorunlarla karşılaşılmaktadır. Lityum-kükürt (Li-S) piller, son derece yüksek teorik kapasiteleri ve kükürt bolluğu nedeniyle LIB’lere en umut verici alternatiflerden biri olarak kabul edilir. Li-S pilleri bir süredir piyasada kullanılmaktadır. Şimdiye kadar ticari Li – S pil, ticari LIB’lerden (150-200 Wh/kg) önemli ölçüde daha yüksek olan 350 Wh/kg’in üzerinde özel enerji sunmaktadır. Belirli bir enerjide 600 Wh/kg’in öngörülebilir gelecekte elde edileceğine inanılmaktadır. Bununla birlikte, sülfür / Li2S’nin yalıtıcı doğası ve lityum polisülfürlerin yüksek çözünürlüğü nedeniyle hızlı kapasite bozulması ve kısa ömrü nedeniyle gelişmeleri engellenmiştir. Lityum polisülfitlerin yüksek çözünürlüğü bir “mekik etkisi” yaratır ve hem anodu hem de katodu bozar. Ayrıca, kükürt ve Li2S arasındaki dönüşümler, yapıda çatlaklar oluşturan% 70’lik bir hacim değişikliğine neden olur. Grafen ve türevleri bu sorunların üstesinden gelme potansiyeline sahiptir. Graphene ve GO, katotlarda, anotlarda ve Li-S pillerin ara katmanlarında kullanılabilir. Yüksek grafen iletkenliği, elektron transferini kolaylaştırır ve kükürdün yalıtım yapısını telafi ederken esnekliği ve mekanik sağlamlığı, şarj / deşarj döngüleri sırasında büyük hacim değişikliklerini tamponlar. Gözenekli yapısı ve grafenin yüksek yüzey alanı, kükürt yüklemesi için uygun bir platform sağlar. GO, polisülfürleri yakalama ve Li-S pillerinin verimliliğini arttırma yeteneğine sahip çeşitli farklı fonksiyonel gruplar içerir. Grafen, GO ve türevlerinin polisülfür yakalama özellikleri, farklı fonksiyonel gruplar veya heteroatomlarla doping veya fonksiyonelleştirme yoluyla arttırılabilir. N-doping, CNT gibi diğer karbon materyallerinin dahil edilmesi ve grafen-polimer kompozitleri, Li-S pillerinin geliştirilmesi için yaygın olarak incelenen yöntemlerdir.

Sodyum-İyon Piller

LIB’lere bir başka alternatif sodyum-iyon piller (SIB’ler) olarak kabul edilir. Özellikle Na’nın düşük maliyeti ve bolluğu, LIB’lere kıyasla caziptir. Çoğu enerji depolama uygulaması için uygundur, ancak özellikle şebeke depolama, yenilenebilir rüzgar ve güneş enerjisi, enerji depolama, kesintisiz güç kaynakları olarak yedekleme sistemleri ve sabit enerji depolama gibi “geniş format” uygulamaları ve otomotiv sektörü için uygun olarak görülmektedirler. SIB’ler için katot malzemeleri olarak sodyum manganez hekzasiyanoferrat, Na3V2 (PO4) / karbon kompoziti ve Na3V2 (PO4) / G kompoziti gibi çeşitli uygun katot seçenekleri önerilmiştir. Bununla birlikte, anot malzemelerinin geliştirilmesi hala devam etmektedir. Grafen ve grafen bazlı malzemelerin SIB katotları için uygun olduğu bulunmuştur. Grafen, elektroaktif nanomalzemeler için bir destek görevi görebilir ve katmanlar arasındaki van der Waals kuvvetlerini azaltarak yeniden istiflenmelerini engelleyebilir. Ayrıca, geniş, elastik ve yüksek iletkenliğe sahip grafen, kompozitin elektrik iletkenliğini arttırır ve döngü sırasında elektrot malzemelerinin hacim genişlemesini tamponlar. LIB’lere ve Li-S pillere benzer şekilde, grafenin işlevselleştirilmesi ve katkısı, SIB’lerin kapasitesini ve döngü kararlılığını daha da artırır. rGO nanosheets ayrıca 40 mAg − 1 akım yoğunluğunda 174.3 mAh g − 1’e kadar geri dönüşümlü kapasite sağlayan Na iyonları için mükemmel konakçı materyali olarak bulunur.

Şarj Edilebilir Pillerdeki Grafenin Önemi Nedir?

Enerji endüstrisindeki acil ihtiyaç, bilim insanlarını yeni yöntemler geliştirmeye teşvik ediyor. Hiç şüphe yok ki, şarj edilebilir piller sürekli büyüyen enerji sistemlerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu sistemlerde en önemli şarj edilebilir piller Li-ion piller, Li-S piller ve Na-ion pillerdir. Bilim adamları bu pillerin geliştirilmesi için grafen kullanıyorlar. Grafenin 3D yapısı, yüksek iletken doğası ve yüksek yüzey alanı nedeniyle bir elektron iletken ağı sağlar. Artan elektron iletkenliği sonuç olarak pillerin hız kapasitesini ve döngü kararlılığını artırır.

CVD Grafen

CVD grafen yöntemi, bir substrat üzerinde biriken gaz halindeki reaktanlara dayanır. Grafen, Cu, Pt veya Ir gibi metal bir yüzey üzerinde büyütülür, ardından metalden ayrılabilir ve özel olarak gerekli alt tabakalara aktarılabilir. Gazlar, ısıtılmış reaksiyon haznesi içindeki substratla temas ettiğinde, substrat üzerinde bir malzeme filmi oluşturan bir reaksiyon meydana gelir. Süreç basitçe, hem karbon türlerinin ayrışması için bir katalizör hem de bir yüzey olarak hizmet eden bir metal katalizör varlığında yüksek sıcaklıklarda (900-1100 ° C) reaksiyona giren karbon içeren gazlar olarak açıklanabilir.

CVD Grafen

Tek Tabaka Grafen – SiO2/Si Substrat Üzerinde (2″, 3″ or 4″)

Grafen Levha

Grafen levhatemelde dünyanın en ince malzemeleridir: Paralel ölçümleri nanometrelerden birçok mikrona kadar uzanan tek nükleer tabakalardır. Grafen levhalar, her bir karbon molekülünün diğer üç karbon parçacığına kovalent olarak bağlı olduğu altıgen şekillerde bağlanmış karbon iyotlardan yapılmıştır. Her grafen tabakası yalnızca tek bir atom kalınlığındadır ve her grafen tabakası tek bir parçacık olarak görülür. Ana tasvir adımı, normalde tek katmanların mevcut olup olmadığına, substrat üzerindeki durumlarına ve boyutlarına karar vermek için mikroskopi görüntülemedir. Grafen levha montajı için gerekli bir kalite kontrol aracıdır çünkü mühendislik ve işleme sistemlerini geliştirmek için hızlı girdi sağlayabilir. Grafen levhalar, kompozit malzemelerdeki elektriksel ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesi için dolgu maddesi olarak doldurulur.

Tek Katmanlı Grafen Oksit

Tek katmanlı grafen oksit, grafitin kimyasal oksidasyonu ile üretilen, yüksek oranda oksitlenmiş karbon atomlarının tek atomlu bir katmanıdır.
Grafen oksit tabakaları yaklaşık 1.1 ± 0.2 nm kalınlığındadır. Tek tabakalı grafne oksit,
elektriksel, termal ve mekanik özellikleri geliştirmek için farklı seramik veya polimerik matrislere gömülebilir . Tek katmanlı grafen oksitin mükemmel özellikleri sayesinde
, Grafen ve polimer üretimi, su arıtma, esnek şarj edilebilir pil
elektrodu, optik olarak şeffaf filmler, kağıtlar, sensörler, metal kataliz için nanocarrier, anti-elektrostatik gibi birçok uygulamada yer almıştır. katkı maddeleri ve daha fazlası.

Grafen Oksit Uygulamaları

Grafen oksit (GO) iki boyutlu bir malzemedir. Sp 2 C bazal düzlemini süsleyen O fonksiyonel grupları ile grafenin oksitlenmiş formudur .

Grafen oksit (GO) iki boyutlu bir malzemedir. Sp 2 C bazal düzlemini süsleyen O fonksiyonel grupları ile grafenin oksitlenmiş formudur .

Oksijen fonksiyonel gruplarının varlığından dolayı, grafen oksit de hidrofiliktir ve hidrofobik olan grafenin aksine su çözeltisinde dağılabilir. Dolayısıyla, grafen oksidin bu özelliği, elektriksel ve mekanik özelliklerini geliştirmeye çalışırken malzemeyi seramik veya polimer matrislerle karıştırırken çok önemlidir.

Grafen oksit parçacıklarının boyutu da ayarlanabilir ve birkaç nm’den mm’ye kadar değişebilir. Hem kimyasal bileşiminin hem de parçacık boyutunun ayarlanabilirliği, grafen oksidi birçok alanda çekici bir malzeme haline getirir: elektronik (sensörler ve şeffaf iletken filmler), kompozit malzemeler, temiz enerji cihazları, biyoloji ve tıp.

Grafen oksit, son derece yüksek bir yüzey alanına sahiptir; bu nedenle, bu malzemelerin pillerde ve çift katmanlı kapasitörlerde, yakıt hücrelerinde ve güneş pillerinde elektrot malzemesi olarak kullanıldığı düşünülmektedir.

Grafen oksit, biyosensör olarak kullanılabilir. Grafen oksit floresan bir malzeme olduğu için, biyoalgılama uygulamalarında, erken hastalık tespiti için ve hatta kanser için çareler bulmaya ve biyolojik olarak ilgili molekülleri tespit etmeye yardımcı olmak için kullanılabilir. Grafen oksit, daha iyi teşhis vaadiyle DNA ve proteinlerin tespiti için floresan bazlı biyosensörlerde başarıyla kullanılmıştır.

Grafen oksit ayrıca biyomedikal alanda, özellikle ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılır. Grafen oksit, sağlıklı hücreleri değil, yalnızca tümörleri hedef aldığından ve düşük toksisiteye sahip olduğundan, muhtemelen diğer birçok antikanser ilaçtan daha üstündür.

Kaplama teknolojisinde grafen oksit de kullanılabilir. Çok katmanlı grafen oksit filmler optik olarak şeffaftır ve kuru koşullar altında geçirimsizdir. Suya (veya su buharına) maruz kaldıklarında, belirli bir boyuttan daha küçük moleküllerin geçişine izin verirler. Böyle bir grafen “boya” ile kaplanmış cam eşyalar veya bakır levhalar, aşındırıcı asitler için kaplar olarak kullanılabilir. Grafen kaplı plastik filmler, raf ömrünü uzatmak için tıbbi ambalajlarda kullanılabilir.

Grafen oksit, birçok polimerle kolayca karışarak nanokompozitler oluşturur ve orijinal polimerin elastik modülü, gerilme mukavemeti, elektriksel iletkenlik ve termal stabilite dahil özelliklerini büyük ölçüde geliştirir . Katı haliyle, grafen oksit pulları birbirine yapışarak katlanabilen, kırışabilen ve gerilebilen ince ve son derece stabil kağıt benzeri yapılar oluşturmaya eğilimlidir. Bu tür serbest duran grafen oksit filmleri, hidrojen depolama uygulamaları, iyon iletkenleri ve nanofiltrasyon membranları dahil uygulamalar için dikkate alınır.

Grafen Plakalar

Karbonun tek atom kalınlığındaki yapısı olarak tanımlanan grafen, olağanüstü mekanik mukavemet, sıradışı elektronik ve termal iletkenlik, gazlara karşı sızdırmazlık özellikleri ile birlikte diğer fiziksel ve kimyasal özelliklerinin kombinasyonu sonucu yaygın uygulama alanlarında potansiyel kullanıma sahip ilgi çekici bir malzemedir.

Karbonun tek atom kalınlığındaki yapısı olarak tanımlanan grafen, olağanüstü mekanik mukavemet, sıradışı elektronik ve termal iletkenlik, gazlara karşı sızdırmazlık özellikleri ile birlikte diğer fiziksel ve kimyasal özelliklerinin kombinasyonu sonucu yaygın uygulama alanlarında potansiyel kullanıma sahip ilgi çekici bir malzemedir.
Grafen pullarının yapısı uygulamalarında sergiledikleri avantajları direkt etkilemekte olup, özellikleri üreticiden üreticiye değişim göstermektedir. Grafenin önemli yapısal özellikleri arasında saflığı, hata yoğunluğu, kalınlığı ve boyutu gelmektedir. Piyasaya sürdüğümüz yüksek safiyetli grafen nanotabakalar çok ince kalınlıkları ve küçük boyutları sayesinde kullanıcıların ihtiyaçlarına cevap verebilecek yüksek kaliteli malzemelerdir.
ÖzelliklerKalınlık< 4 nmOrtalama Çap0.5 µmSaflık> 99%Katalizör EmpüritesiKatalizör yokYüzey Alanı (BET)250 m2/g

Grafen Oksit

Grafen pahalı ve üretilmesi nispeten zor olduğundan, grafen türevlerini veya ilgili malzemeleri yapmak ve kullanmak için etkili ancak ucuz yollar bulmak için büyük çaba harcanmaktadır. Grafen oksit (GO) bu malzemelerden biridir – ucuz ve bol olan grafitin güçlü oksidasyonu ile yapılan tek atomlu katmanlı bir malzemedir. Grafen oksit, oksijen içeren gruplarla bağlanmış oksitlenmiş bir grafen şeklidir. Suda (ve diğer çözücülerde) dağılabildiği için işlenmesi kolay kabul edilir ve hatta grafen yapmak için bile kullanılabilir. Grafen oksit iyi bir iletken değildir, ancak özelliklerini artırmak için işlemler mevcuttur. Yaygın olarak toz halinde, dağılmış halde veya alt tabakalar üzerinde bir kaplama olarak satılır.

Grafen oksit, dört temel yöntem kullanılarak sentezlenir: Staudenmaier, Hofmann, Brodie ve Hummers. Bu yöntemlerin birçok çeşidi mevcuttur ve daha iyi sonuçlar ve daha ucuz süreçler elde etmek için sürekli iyileştirmeler araştırılmaktadır. Bir oksidasyon işleminin etkinliği genellikle grafen oksidin karbon / oksijen oranları ile değerlendirilir.

Grafen oksit kullanımları

Grafen Oksit filmler esas olarak herhangi bir alt tabaka üzerine yerleştirilebilir ve daha sonra bir iletkene dönüştürülebilir. Bu nedenle GO, esnek elektronikler, güneş pilleri, kimyasal sensörler ve daha fazlası için kullanılanlar gibi şeffaf iletken filmlerin üretiminde kullanıma özellikle uygundur. GO, pillerde ve dokunmatik ekranlarda bir kalay oksit (ITO) ikamesi olarak bile incelenmiştir.

Grafen Oksit yüksek bir yüzey alanına sahiptir ve bu nedenle piller, kapasitörler ve güneş pilleri için elektrot malzemesi olarak kullanıma uygun olabilir. Grafen Oksit daha ucuzdur ve üretilmesi grafenden daha kolaydır ve bu nedenle seri üretime girebilir ve daha erken kullanılabilir.

GO, farklı polimerler ve diğer malzemelerle kolayca karıştırılabilir ve kompozit malzemelerin gerilme mukavemeti, elastikiyet, iletkenlik ve daha fazlası gibi özelliklerini geliştirir. Katı formda Grafen Oksit pulları, katlanabilen, buruşabilen ve gerilebilen ince ve stabil düz yapılar oluşturmak için birbirine bağlanır. Bu tür Grafen Oksit yapıları, hidrojen depolama, iyon iletkenleri ve nanofiltrasyon membranları gibi uygulamalar için kullanılabilir.

Grafen oksit floresandır, bu da onu özellikle çeşitli tıbbi uygulamalar için uygun kılar. biyo-algılama ve hastalık tespiti, ilaç taşıyıcıları ve antibakteriyel malzemeler, GO’nun biyomedikal alan için sahip olduğu olasılıklardan sadece birkaçıdır.

Karbon Nanotüpler

Karbon nanotüpler, 1990’lı yılların başındaki keşiflerinden sonra olaganüstü özelliklerinin farkedilmesi ile yogun biçimde araştırılmaya başlanmış ve ilerleyen zamanla bu ilgi, söz konusu malzemenin özellikle nanobilim olmak üzere birçok farklı sahada bir “fenomene”e dönüşmesine yol açmıştır. Hem uygulamalı hem de kuramsal birçok çalışmada karbon nanotüpler, nanoteknoloji için bir “model sistem” olmuştur. Kaydedilen ilerlemeler o denli çarpıcıdır ki, mevcut alanda, malzemenin bir özelliğinin keşfi, bu özellikten yola çıkan bir uygulamanın geliştirilmesi ve son olarak da uygulamanın ticari ürüne dönüşmesi birkaç yıllık süreler zarfında mümkün olabilmiştir. Şu an, konu üzerinde çalışmalarını sürdüren dünya çapındaki sayısız araştırma grubunun yanında birçok dev şirket karbon nanotüp esaslı ürünleri piyasaya sürmek için yarışmaktadır. Mevcut incelemenin hazırlanmasında özellikle konuya yabancı araştırmacıların ve sanayi liderlerinin yeterli bir altyapı oluşturmasını sağlayacak ayrıntılı bir tanıtımın sunulmasına çaba gösterilmiştir. Teknolojik olarak önem arz eden özellik ve somut uygulamalara dikkat çekilerek KNT’ler ayrıntılı bir şekilde tartışılmıştır.

Kısaltmalar
AFM: Atomik Kuvvet Mikroskopisi
küt.: Kütlece
ÇDNT: Çok Duvarlı Karbon Nanotüp
DSC: Diferansiyel Taramalı Kalorimetri
hcm.: Hacimce
HRTEM: Yüksek Çözünürlüklü Geçirimli Elektron Mikroskopisi
KNT: Karbon Nanotüp
k.b.: Keyfi birim
OTB: Ortalama Tanecik Boyutu
SEM: Taramalı Elektron Mikroskopisi
SPM: Taramalı Prob Mikroskopisi
TDNT: Tek Duvarlı Karbon Nanotüp
TEM: Geçirimli Elektron Mikroskopisi
TGA: Termogravimetrik Analiz
XRD: X-Işını Kırınımı
YA: Yüzey Alanı
1B, 2B, 3B: 1-, 2-, 3-boyutlu

Grafen

Grafen, karbon atomunun bal peteği örgülü yapılarından bir tanesine verilen isimdir. Periyodik tablodaki en ilginç elementlerden biri Karbon atomudur. Karbonun grafit ve elmas gibi gündelik hayattan çok iyi bilinen allotroplarının yanında nanotüp ve fulleren gibi yeni sentezlenen formları da mevcuttur.

Canlı Hücre Görüntüleme Ve Analiz Sistemi Nedir ? Kullanım Alanları

Hücre görüntüleme ve görüntüleme sistemleri günümüzde hücre kültürü çalışmalarının seyrini değiştirir nitelikte önemli bir alandır ve bu kapsamda birçok yöntem kullanılmaktadır.

Hücre kültürü çalışmalarında önemli aşamalarından biri olan; hücre kültürü çalışmalarını görüntüleme ve analiz kısmıdır. Bu kapsamda bir çok karmaşık mikroskop sistemi bulunmaktadır.

Görüntüleme mikroskoplarının büyük bir çoğunluğu hücreyi bulunduğu optimum ortamından dışarı çıkartarak (hücre kültürü ortamını büyük ölçüde bozarak, hücreleri strese sokma riski alarak ) az sayıda görüntü ile uzun aralıklarda olarak bu işlemleri yapabilmektedir.

Canlı Hücre Görüntüleme Ve Analiz Sistemi Özellikleri Nelerdir?

Nanoentek JULIBr ve JULIFl cihazları ile yukarıda bahsi geçen zorlukları ortadan kaldırarak inkübasyon ortamı sağlamaktadır. Canlı hücre görüntüleme ve analiz cihazlarımız ile kısa zaman aralıklarında fotoğraflamaları yapabilir, her fotoğrafın confluence ( yoğunluk ) analizini yapabilir, fotoğraflardan oluşan gelişme videolarını ve büyüme grafiklerini alabilirsiniz.

Cihazın ergonomik tasarımı ile görüntüleme ünitesini inkübatör içerisine koyarak görüntülerin minimum 1 dakika aralıklarla alınabilmesini sağlıyor, lineer grafikler yerine noktasal parabolik grafikler alabiliyorsunuz. Bu işlemleri yaparken hücreleri hiçbir zaman inkübatör içerisinden çıkarmamış ve hücreleri strese sokmamış oluyorsunuz.

Bu cihazlar ile sadece Bright ( beyaz Işık ) çalışma yapabildiği gibi floresan GFP ve RFP boyalı hücreleri de ayrı ayrı görüntüleme sansına sahip oluyorsunuz. Aynı anda merge ( birleştirme ) fonksiyonu ile hem beyaz ışık görüntüsünü, hem floresan görüntüsünü, hem de birleştirilmiş görüntüyü ayrı ayrı elde edebiliyorsunuz.

Canlı Hücre Görüntüleme Ile Mikroskop Farlılıkları Nelerdir?

Bu sistem dijital görüntüleme sistemine sahip olup 4x objektifi ile rutin hücre kültüründe yapılması gereken bütün görüntülemeleri yapabilir.

Dijital olarak 256 kat büyütme özelliğine sahiptir.
Sistem bir mikroskop değildir.
Oküler bir sisteme sahip değildir.

Fakat kamera ataçmanlı floresanlı bir mikroskobun yapabileceği temel işlevleri yerine getirebilmektedir.

Canlı Hücre Görüntüleme Ve Analiz Sistemi Kullanım Alanları

Sistem birçok hücre kültürü çalışmasında kullanılabilmektedir. Bunlar;

Zaman Aşamalı Canlı Hücre Görüntüleme ( Time Lapse Cell Monitoring )
Hücre Büyüme Görüntüleme ( Cell Growth Monitoring )
Hücre Göçü Deneyi ( Cell Migration Assay )
Hücre Confluence Belirleme ( Cell Confluence Dedection )
Hücre Kültürü Kalite Kontrol ( Cell Culture Quality Control )
Proliferasyon Deneyi ( Poliferation Assay )
Kök Hücre Gelişimi
Hücre Temelli Optimizasyon Çalışmaları ( Cell Based Assay Optimization )
Hücre sayımı & Canlılık ( Cel Viability And Counting ) vs. gibi birçok çalışmada kullanılabilmektedir.

Hücre Sayımı Nedir Ve Özellikleri Nelerdir?

Bütün kültürler için yapılması gereken canlı-ölü hücre sayımı için cihaz üzerinde bir sayım özelliği bulunmaktadır. Bu sayede klasik trypan blue boyama yöntemi kullanılarak hücre sayımını hemositometriden daha sağlıklı bir yöntemle yapabilir, ayrı bir hücre sayım cihazı içinde ek bir bütçeye ihtiyaç duymadan kullanabilirsiniz.

Bütün kültür çalışmalarınız da rahatlıkla kullanabileceğiniz Canlı Hücre Görüntüleme ve Analiz Cihazlarımızla tamamen doğru, gözle görülebilir ve belgelenebilir sonuçlarla birçok makale ve yayınınızda bilimsel temelli görüntülerle desteklenmiş sonuçlar verebilecek, sunumlarınızda ise videolarla destekleyerek sağlam dayanaklar sunmak için desteklemektedir.

Sıvı Azot Tankları Kullanım Amacı Ve Sınıflandırılması Nedir ? Kullanım Alanları

Azot tankları biyolojik numunelerin uzun yıllar bozulmadan, yapısını kaybetmeden saklanmasını sağlayan sistemlerdir. Güncel yayınlara göre otuz yılı aşkın süre boyunca bozulmadan ürün saklanmaya devam etmektedir.

Azot tankları, biyolojik numune saklama ve sıvı azot saklama, taşıma olarak kendi arasında 2 alt grupta toplanabilir.

Sıvı Azot Tankları Kullanım Amacı

Oda sıcaklığında (25°C), kaynama noktasındaki sıvı azot (-196°C) içinde (sıvı ve buhar fazları) muhafaza ederek, Cryogenic (kriyojenik) bir ortam oluşturmak ve çok düşük sıcaklıklarda saklanması gereken numuneleri stoklamak için kullanılmaktadır.

Sıvı Azot Tankları Özellikleri

Sıvı azot tankları genel olarak iç ve dış yapıdan oluşmakta, bu iç ve dış yapı arasında vakum uygulaması ve ceket uygulaması bulunmaktadır. Bu sayede çok düşük sıcaklıklarda bulunan sıvı azot ve içerisinde bulunan numunelerin ortam sıcaklığından korunması sağlanmaktadır.

Sıvı Azot Tanklarının Kullanım Amacına Göre Sınıflandırılması

Sıvı azot tankları; sıvı azot taşıma ve saklama, biyolojik numune saklama olmak üzere 2 sınıfa ayrılır.

Sıvı Azot Depolama ve Taşıma Tankları (Devarları)

Worthington, Taylor Wharton 4 lt, 5 lt, 10 lt, 25 lt, 35 lt ve 50 lt olmak üzere devar şeklinde tanklar, basınçsız ve basınç arttırıcı ekipman takılarak (LD25, LD35, LD50) veya dökme yöntemi ile sıvı azot aktarımı gerçekleştirilebilmektedir.
Sıvı azot üreticisinden azotun alınıp, kuruma getirilmesinde kullanılır.
İçi ve dışı alüminyumdan mamül olup evaporasyon oranları düşüktür. İç dış yapı arası yüksek teknoloji ile vakumludur ve süper insülasyon teknolojisi uygulanmıştır.

Basınçlı veya Basınçsız Sıvı Azot Depolama, Taşıma Silindirleri

Worthington, Taylor Wharton , Auguste Cryogenics düşük evaporasyon oranlı 70 lt, 120 lt, 160 lt, 180 lt, 240 lt olmak üzere basınçsız veya kendinden basınçlı, tekerlekli, gaz veya sıvı formda azot almaya olanak sağlayan, paslanmaz çelik silindirler.
İç ve dış yapısı paslanmaz çelikten mamül olup, iç ve dış yapı arasına çok katmanlı süper yalıtım ve yüksek kaliteli vakum uygulanmıştır.

Biyolojik Numune Saklama Tankları

Azotun buhar fazı veya sıvı fazında numune saklamak için kullanılan, numunelerin uzun yıllar saklanmasını sağlayan, kararlı sıcaklık ve düşük evaporasyon oranına sahip tanklardır.

Numune saklama yöntemine göre;

LABS Serisi (Laboratuvar Arşivleme Biyolojik Saklama Tankı)

Worthington, Taylor Wharton biyolojik arşivleme, biyobankalama, depolama serisi olarak geçmektedir.

Menteşeli kapak sistemi ve kapak üzerinde dahili kapak sensörü bulunan, numune güvenliği yüksek depolama serisidir. Bu seri sıvı azot rezervuarlı, döner tablalı, otomatik dolum yapabilen, çift sıcaklık sensörlü, gerçek buhar fazlı tanklardır. Kritik sıcaklıklara düşmesi halinde işitsel ve görsel uyarı vermektedir.

İç ve dış yapısı paslanmaz çelik olup, arası yüksek teknoloji ile vakumlanmış ve insülasyon ceketi ile donatılmıştır ve düşük evaporasyonu oranına sahiptir.

Tek noktadan dönebilen ve 4 bölümlü alüminyumdan mamül (hızlı ısı yayılımı için) döner tabla üzerine numune yükleme yapılabilmektedir.

Kullanım Alanları

Kemik İliği Nakil Üniteleri
Biyobankalar
Biyoarşiv
Gen Bankaları
Tüp Bebek Merkezleri
Bitki Biyolojik Arşiv Laboratuvarları
Araştırma Laboratuvarları
GMP Laboratuvarları
Kök Hücre Merkezleri
İlaç Fabrikaları
Kordon Kanı Merkezleri Ve Bankaları
Kalp Kapakçığı Merkez Ve Laboratuvarları
Veterinerlik Fakülteleri
Damızlık Hayvan Çiftlikleri

Azot Depolama Ve Rezervuar Kapasiteleri

Sıvı azot depolama kapasiteleri bu seride rezervuar ve toplam olarak değerlendirilmektedir. Rezervuar kapasitesi buhar fazla kullanım için olup, toplam kapasite sıvı fazla kullanılmak üzere tabir edilir.

LABS serisi rezervuarları aşağıda belirtilmiştir.

36 Litre,
73 Litre,
80 Litre,
137 Litre,
300 Litre opsiyonlar olup, toplam kapasite 371 litre, 623 litre, 698 litre, 1269 litre, 1595 litre’dir.

Opsiyonları (İsteğe Bağlı Aksesuarlar)

Uzak Alarm Sistemi
Haritalama Ve Alarm Sistemi
Rack Sistemi
Cryo Kutu (Kriyo Kutu)
Biyolojik Materyal Rack Ve Kaset Sistemleri
Aktarma Hortumu
Sıvı Azot Silindiri
K Serisi (Yüksek Kapasiteli Örnek Saklama Tankı)Worthington, Taylor Wharton K serisi sıvı faz veya buhar fazda kullanılabilecek, genel kullanım ve karantina kullanım amaçlı düşük kapasiteli numune saklama tanklarıdır.İç ve dış paslanmaz çelikten mamül olup, arası yüksek teknoloji kullanılmış vakum ve süper insülasyon sistemi ile donatılmıştır.Menteşeli kapak (3K hariç) sistemi olup, kapak kısmında sensör bulunmaktadır. Sensör ile numune güvenliği en üst düzeyde sağlanmaktadır.Standart olarak gelen (3k hariç) otomatik azot alma sistemi sayesinde azot seviyesi sürekli kontrol edilir. 2’li sıcaklık ölçüm probları ile birlikte numunelerinizin sürekli sıcaklık ölçümü alınırken, kritik sıcaklıklarda görsel ve işitsel uyarılar verir.Rack sistemi ile 3.024 vial, 10.400 vial, 24050 vial, 38.350 vial kapasitesine göre 4 farklı model bulunmaktadır. Bu modellerde kordon kanı, kemik iliği, kalp kapakçığı, doku, kök hücre saklamak için farklı rack dizaynları bulunmaktadır.Kullanım Alanları
- Kemik İliği Nakil Üniteleri
- Biyobankalar
- Biyoarşiv
- Gen Bankaları
- Tüp Bebek Merkezleri
- Bitki Biyolojik Arşiv Laboratuvarları
- Araştırma Laboratuvarları
- GMP Laboratuvarları
- Kök Hücre Merkezleri
- İlaç Fabrikaları
- Kordon Kanı Merkezleri Ve Bankaları
- Kalp Kapakçığı Merkez Ve Laboratuvarları
- Veterinerlik Fakülteleri
- Damızlık Hayvan Çiftlikleri
Azot Depolama Kapasiteleri
- 48 Litre,
- 165 Litre,
- 365 Litre,
- 590 Litre olarak 4 farklı model bulunmaktadır.
Opsiyonları (İsteğe Bağlı Aksesuarlar)
- Uzak Alarm Sistemi
- Haritalama Ve Alarm Sistemi
- Rack Sistemi
- Cryo Kutu (Kriyo Kutu)
- Biyolojik Materyal Rack Ve Kaset Sistemleri
- Aktarma Hortumu
- Sıvı Azot Silindiri
  XT Serisi (Kanisterli Örnek Saklama ve Taşıma Tankı)Worthington, Taylor Wharton XT serisi biyolojik materyallerin uzun süreler boyunca sıvı azot sıcaklığında korunmasını sağlayan seridir.Alüminyumdan mamül iç ve dış sağlam yapısı ve çizilme önleyici boyası ile numunelerinizin güvenli ortamda depolanmasını sağlar.Yüksek teknoloji kullanılarak iç ve dış yapı arası vakumlu süper insülasyon teknolojisi günlük evaporasyonu minimum seviyelere düşürmektedir. Özellikle kısa tasarımı ile sıcaklık kararlılığı arttırılmış olup, kapak kilitleme mekanizması ile birlikte ürün güvenliğine önem vermektedir.6’lı kanister yapısı ile yüksek numune yükleme kapasitesi sunmaktadır.Kullanım Alanları
  - Tüp Bebek IVF Merkezleri
  - Bitki Biyolojik Arşiv Laboratuvarları
  - Araştırma Laboratuvarları
  - İlaç Fabrikaları
  - Kanatlı Ve Kanatsız Hayvan Aşı Merkezleri
  - Veterinerlik Fakülteleri
  - Damızlık Hayvan Çiftlikleri
  - Endüstri Sektörü
  Azot Depolama Kapasiteleri
  - 3 Litre,
  - 8 Litre,
  - 10 Litre,
  - 20,7 Litre,
  - 34 Litre, olarak 5 farklı model bulunmaktadır.
    Opsiyonları (İsteğe Bağlı Aksesuarlar)
    - Caneler
    - Taşıma Arabası
    - Düşük Seviye Azot Alarm Sistemi
    - Uzak Alarm Sistemi
    - Ölçüm Cetveli
    - Haritalama Sistemi
      HC Serisi (Yüksek Kapasiteli Kanisterli Örnek Saklama ve Taşıma Tankı)Worthington, Taylor Wharton HC Serisi Yüksek Kapasiteli, laboratuvar ve endüstri tipi, azot ortamında uzun süreli biyolojik veya biyolojik olmayan numune depolama sistemidir.Kısa yapısı ile sıcaklık kararlılığının yüksek olması ve uzun depolanma süresi sağlanmaktadır.Kilitlenebilir kapak ile numune güvenliği üst seviyede tutulmuştur.İç ve dış sert alüminyum yapısı uzun yıllar kullanıma imkân vermektedir. İç ve dış yapı arası yüksek teknoloji kullanılarak yapılan vakum ve süper insülasyon ceketi ile evaporasyon oranı düşürülmüştür.6’lı ve 10’lu ( HC35, HC38 ) kanister yapısı ile yüksek numune yükleme kapasitesi sunmaktadır.Kullanım Alanları
      - Tüp Bebek IVF Merkezleri
      - Bitki Biyolojik Arşiv Laboratuvarları
      - Araştırma Laboratuvarları
      - İlaç Fabrikaları
      - Kanatlı Ve Kanatsız Hayvan Aşı Merkezleri
      - Veterinerlik Fakülteleri
      - Damızlık Hayvan Çiftlikleri
      - Endüstri Sektörü
      Azot Depolama Kapasiteleri
      - 12 Litre,
      - 20 Litre,
      - 34 Litre,
      - 35 Litre (HC35 ve VHC35),
      - 38 Litre (HC38 ve VHC38) olarak 5 farklı model bulunmaktadır. Ayrıca modeller arasında kanister sayısı ve kanister boyutu farklılık göstermektedir.
      Opsiyonları (İsteğe Bağlı Aksesuarlar)
      - Caneler
      - Taşıma Arabası
      - Düşük Seviye Azot Alarm Sistemi
      - Uzak Alarm Sistemi
      - Ölçüm Cetveli
      - Haritalama Sistemi
      - 7. Kanister (VHC35 ve VHC38)
        LS Serisi (Otomatik Dolum Örnek Saklama Tankı)Worthington, Taylor Wharton marka laboratuvar tipi tank serisi, cryo kutu (kriyo kutu) ile 2 ml vialleri saklamak için tasarlanmıştır.Cryo kutular (kriyo kutu) ile numune yüklemeye imkân sağlayan rack sistemi standart gelmektedir.Düşük evoparasyon oranı ve uzun süreli saklama imkânı sağlamaktadır. Örümcek tasarımlı içyapısı ile kolaylıkla tank içerisine rack yerleşimi ve rack çıkartılması yapılmaktadır.Opsiyon olarak sunulan otomatik dolum sistemi ile birlikte tank ihtiyaç duyduğu azotu otomatik olarak basınçlı silindirden temin edebilmektedir. Ayrıca istenilmesi halinde sıcaklık sensörü ile tank içi sıcaklık sürekli takip edilebilmektedir.Kullanım Alanları
        Araştırma Laboratuvarları
        Bitki Biyolojik Arşiv Laboratuvarları
        İlaç Fabrikaları
        Veterinerlik Fakülteleri
        Damızlık Hayvan Çiftlikleri
        Endüstri Sektörü
        GMP Ve GLP Laboratuvarları
        Azot Depolama Kapasiteleri
        35 Litre,
        81 Litre,
        130 Litre,
        165 Litre olarak 4 farklı model bulunmaktadır.
        Numune Depolama Sistemi ve Kapasiteleri
        6 adet rack sistemi ile Cryo kutular (kriyo kutu) ile 2 ml vial depolama imkânı sunmaktadır.
        750 adet 2ml vial kapasiteli olan LS750 model; 25’lik(5×5) Cryo kutular (kriyo kutu) ile toplamda 30 adet Cryo kutu (kriyo kutu) depolama imkânı sunar.
        3000 adet 2ml vial kapasiteli olan LS3000 model; 100’lük(10×10) Cryo kutular (kriyo kutu) ile toplamda 30 adet Cryo kutu (kriyo kutu) depolama imkânı sunar. Bu model otomatik dolum opsiyonu bulunmaktadır.
        4800 adet 2 ml vial kapasiteli olan LS4800 model; 100’lük(10×10) Cryo kutular (kriyo kutu) ile toplamda 48 adet Cryo kutu (kriyo kutu) depolama imkânı sunar. Bu model otomatik dolum opsiyonu sunulmaktadır.
        6000 adet 2 ml vial kapasiteli olan LS6000 model; 100’lük(10×10) Cryo kutular (kriyo kutu) ile toplamda 60 adet Cryo kutu (kriyo kutu) depolama imkânı sunar. Bu model otomatik dolum opsiyonu sunulmaktadır.
        Opsiyonları (İsteğe Bağlı Aksesuarlar)
        Cryo Kutular (Kriyo Kutu)
        Ölçüm Cetveli
        Taşıma Arabası
        Düşük Azot Seviyesi Alarm Modülü
        Uzak Alarm Modülü
        Otomatik Dolum Sistemi Ve Otomatik Dolum Ve Sıcaklık Takip Sistemi
        CX Serisi (Buhar Faz Taşıma Sistemi (Dry Shipper))Worthington, Taylor Wharton marka taşıma tankı, biyolojik numunelerin azot buhar fazında taşınmasını sağlamak üzere tasarlanmıştır.Buhar fazında taşıma için sıvı azotun içerisinde absorbe edilmesini sağlayan emdirme pedleri bulunmaktadır. Değiştirilebilir(CXR) ve değiştirilemeyen (CX) emdirme pedli 2 farklı versiyon bulunmaktadır. Bu seri tanklar IATA standartlarına uygundur. (PI202-Packaging Instruction 202)Taşınma sırasında darbelere dayanıklı sert alüminyumdan mamül iç ve dış yapısı bulunmaktadır. Bu iç ve dış yapı arasında uzun süreli taşımaya imkân sağlayan süper vakum performansı yanında süper insülasyon ceket sistemi standarttır. Taşıma sırasında anlık sıcaklığı ölçmek için opsiyonel ekipman olarak kapak kısmına takılan datalogger bulunmaktadır.Kullanım Alanları
        Kemik İliği Nakil Üniteleri
        Araştırma Laboratuvarları
        GMP Laboratuvarları
        GLP Laboratuvarları
        İlaç Fabrikaları
        Veterinerlik Fakülteleri
        Damızlık Hayvan Çiftlikleri
        Azot Depolama Kapasiteleri
        4.1 Litre,
        3.7 Litre,
        6.4 Litre olarak 3 farklı model bulunmaktadır.
        Taşıma Kapasiteleri
        CX100 ve CXR100 modelde kanister ile taşıma imkânı sağlamaktadır.
        Kanister çapı 67 mm olup, yükseklik 279 mm’dir.
        CXR500 modelde kemik iliği nakil rack ve 10×10’luk Cryo kutu (kriyo kutu) taşıma rack opsiyonu bulunmaktadır.
        Opsiyonları (İsteğe Bağlı Aksesuarlar)
        Taşıma Sırasında Sıcaklık Kaydedici
        Taşıma Tankı Dış Koruma Kabı
        Paslanmaz Çelik Cryo Kutu (Kriyo Kutu) Taşıma Rackı
        Paslanmaz Çelik Kemik İliği Taşıma Rackı
        Değiştirilebilir Absorbent Kiti
        Taşıma Arabası
        AI-91K (AI SHIELD™ Sperma Tankları)Wortington, Taylor Wharton marka semen saklama tankı. Veterinerlik, damızlık çiftlikleri ve hayvancılık sektörü için özel tasarlanmıştır.Standart olarak 6’ya bölünmüş (pasta dilimi) iç döner tablası kare kanister veya silindir kanister opsiyonu ile yerleşim imkânı sağlamaktadır. Ayrıca opsiyonel olarak 4 eşit parçaya bölünmüş döner tabla seçeneği sunulmaktadır.Kullanım Alanları
        Hayvancılık Sektörü
        Veterinerlik Fakülteleri
        Damızlık Hayvan Çiftlikleri
        Azot Depolama Kapasiteleri
        916 Litre azot kapasitesine sahiptir.
        Numune Depolama Sistemi ve Kapasiteleri
        93.000 adet 0.5cc straws (payet) (10/cane, 31 canes/canister)
        260.400 adet 0,25 cc straws (payet) (28/cane, 31 canes/canister)
        248.800 adet 0,5 cc bulk straw (dökme payet) (2 seviye, 65mm goblet)
        534.920 adet 0,25 cc bulk straw (dökme payet) (2 seviye, 65mm goblet)

Yıllık arşiv 2023