PDMS Tabanlı CNTGrafen Nanokompozit Basınç Sensörü Fabrikasyonu ve Pedobarometrik Değerlerin Analizi


Yüce H. (Yürütücü), Öner H.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2022 - 2023

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Mart 2022
  • Bitiş Tarihi: Ekim 2023

Proje Özeti

Bahsi konu olan bu tezin amacı ucuz, esnek, üretimi kolay ve piezo direnç prensibinden yararlanılarak basınç sensörü geliştirmek olacaktır. Bu geliştirilecek basınç sensörü bir düzlem de dizin haline getirilecek ve bu dizinden alınacak verilerle basınç haritalama işlemi yapılmaya çalışılacaktır. Bu sensörü yapmaya çalışırken karbon nanotüp (CNT) ve polydimethlysiloxane (PDMS) kullanılacak malzemeler olarak seçilmiştir. Dizi sistemi kalıplama ve eklemeli imalat yöntemleri kullanılarak oluşturulacaktır. Verileri okumamıza sağlayacak elektrot yapısı Marmara Üniversitesi MEMS laboratuvarında bulunan fiziksel buhar biriktirme cihazı ile oluşturulacaktır. Elektrotların tasarımları ise yine laboratuvar bünyesinde bulunan litografi cihazıyla yapılacaktır. Sensörün yapımında farklı oranlardaki karışımlar test edilecek ve uygun derişimdeki sensörün karakterizasyonu bitmesiyle dizi yapılacak ve basınç haritalanması için çalışılacaktır. Sensörün son halinin sandiviç halinde olması ve elektrot yapılarının PDMS-CNT kompozit yapısının arasına konulmasıyla efektif ve hassas bir sensör elde edilmesi amaçlanmıştır.

Sensör üretiminin sonunda kontrol elemanlarının ve elektrik devrelerinin yine tasarlanması ve anında veri trasnferi için kullanılması söz konusudur. Sensör karakterizasyonu olarak ele alınan bu kısımda sensör davranışları test edilecek ve matematik modellemesi çıkarılması hedeflenmektedir.

Sensör üzerine uygulanan kuvvet sonucu piezo direnç özellikli olmasından kaynaklı ölçülebilir direnç değişimine uğrayacak ve çalışma prensibine uygun olarak hareket edecektir. Bu direnç değişimi kontrol mekanizmalarıyla takip edilecek ve sensör dizininin tamamından alınacak bilgiler yazılım yardımıyla haritalanması sağlanacaktır. Bu şekilde uygulama alanı olarak ayak tabanı analizi, sürekli yatakta bakılması gereken hastaların deri hastalıkların önlenmesi veyahut endüstriyel alanda robot kolların tuttuğu cisme uyguladığı kuvvetin hesaplanması amaçlanmaktadır.

Ayrıca sensör dizininin ve sensörün çalışma kalitesinin artırılmasına yönelik fiziksel modelinde değişikliğe gidilmesi gerekli olduğunda luffa fiberlerin kullanılması ve sensörün mekanik özelliklerinin güçlendirilmesi öngörülmektedir.