TARIFNAME GÖZENEKLI TABAKALAR TEKNIGIN BILINEN DURUMU bölgelerinin erisilebilirligini genisletilmis boyutsal ölçeklerde artirarak, muhtelif sistemlere fayda saglamaktadir. Algilayicilar, gaz depolari, membranlar, güneç hücreleri ve pilleri gibi pratik uygulamalarda yer alan iyi bilinen gözenekli yapilar, kati bir çerçevede sivi veya gaz akislarini iyilestirerek ve dolayisiyla çesitli mühendislik sistemlerinde cihazlarin etkinliklerini maksimize ederek bunlarin performanslanni dogrudan iyilestirebilmektedir. hücrelerinin elektrotlari, yakit hücreleri için gaz yayinim katmani, ayirma ortami ve benzeri uygulamalar da dahil olmak üzere çok genis uygulamalara sahiptir. Birbirlerine baglanmis olan gözenekli yapilar içerisinden tepkime bölgelerine reaktantlarin tedariki iyilestirilerek, tepkimenin verimi, hizli devinime ek olarak etkili kütle tasinmasini gerektiren iletken karbon çerçeveler ile artirilabilmektedir. dogrudan sablonlama yöntemi, mezo-gözeneklerden (2-50 nm) makro-gözeneklere ( 50 nm) kadar degisen gözenek çaplari için homojen gözenek yapilarinin ortaya çikarilmasinda kolay ve kontrol edilebilir bir rota saglamaktadir. Dogrudan sablonlama yönteminde iki genel adim yer almaktadir: önceden yer alan sablonlar ve alakali malzemelerin etkilesimi ve gözenekleri yaratmak üzere sablonun uzaklastirilmasi. Dolayisiyla, önceden olusturulmus sablonlar kimyasal olarak matris malzemeleriyle tepkimeye girmemeli, kolay uzaklastirilabilir olmali ve seri üretim için maliyet etkin olmalidir. olabilmesi sebebiyle, dogrudan sablonlama yöntemleri çogunlukla büyük ölçekli cihazlarin üretimini engelleyici niteliktedir. Ek olarak, polimer baglayicilar genellikle 8058.274 gözenekli yapilari serbestçe durabildikleri yapida tutmak için kullanilabilmektedir, ancak bu polimer baglayicilar elektrolitlerdeki ölü kütleyi artirabilmekte ve cihazin islemesi sirasinda yan tepkimelere sebep olabilmektedir. Ek olarak, silika, polimer boncuklari (örnegin kauçuk) veya alüminyum oksit gibi mevcutta erisilebilir olan gözenek üreticilerinin, karmasik sentez süreçleri ve yüksek malzeme maliyetleri nedeniyle, pratik uygulamalari için büyük ölçeklere geçiste kisitlari bulunmaktadir. ortaminda yayilmis olan bir matris malzemesi içeren bir matris materyal yayiliminin ikinci bir yayilim ortaminda mikroorganizmalar içeren bir mikroorganizma yayilimi ile karistirilmasini içeren bir gözenekli tabaka hazirlama yöntemine yöneliktir. Birinci ve ikinci yayilim ortam matris tabakasi olusturmak için karisimdan uzaklastirilmakta ve mikroorganizmalar gözenekli tabakayi olusturmak için matris tabakasindan ayrismaktadir. yayilim ortaminda yayilmis olan karbon nanotüpler içeren bir matris materyal yayiliminin ikinci bir yayilim ortaminda mikroorganizmalar içeren bir mikroorganizma yayilimina eklenmesini; bir karbon nanotüp tabakasi üretmek üzere birinci ve ikinci yayinim ortaminin uzaklastirilmasini ve gözenekli tabakayi üretmek üzere mikroorganizmalarin karbon nanotüp tabakalarindan ayrismasini içeren bir karbon nanotüp gözenekli tabakasini hazirlama yöntemine yöneliktir. birden fazla gözeneklerin yer aldigi, gözeneklerin yaklasik 0,5 mikrometre ila yaklasik 1 mikrometre çapa ve yaklasik 1 mikrometre ila yaklasik 5 mikrometre uzunluga sahip gözeneklerden olustugu bir gözenekli tabakaya yöneliktir. açiklamalarda ifade edilmektedir. Açiklamanin diger özellikleri, amaçlari ve avantajlari bu açiklamalardan, çizimlerden ve istemlerden rahatça anlasilabilecektir. 8058.274 SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI araciligiyla gözenek olusturulmasinin örnek bir sematik gösterimidir. olusturulmasi için bir yöntemin bir akis semasidir. nanotüp (CNT) tabakasi olusturulmasi için bir yöntemin bir akis semasidir. gösterimdir. mikroskop görüntüleridir. Coli filmlerinin örnek taramali elektron mikroskobu (SEM) görüntüleridir. MWCNT ve MWCNT-E. Coli filmlerinin XPS ve Raman analizlerinin örnek grafikleridir. filmlerinin örnek SEM görüntüleridir. bosaldiktan sonraki örnek SEM görüntüleridir. galvanostatik döngü profilinin grafigidir. geri kazanimi oraninin bir grafigidir. BULUSUN AYRINTILI AÇIKLAMASI olusturulmasi için mikroorganizmalarin gözenek sablonlama malzemesi olarak 8058.274 kullanilmasini tanimlamaktadir. Mikroorganizmalar ve matris malzemeleri, birbirleriyle ayni veya birbirlerinden farkli olabilen birinci ve ikinci yayilim ortamina yayilmaktadir. Yayilim ortami, mikroorganizmalar tarafindan doldurulan açiklik veya bosluklara sahip bir matris tabakasi olusturmak için uzaklastirilmaktadir. Mikroorganizmalar, matrisin içerisinde bulunan ve daha önce mikroorganizmalar tarafindan doldurulmus olan bosluklarda gözeneklerin olusturulabilmesi için, matris tabakasindan termal veya kimyasal islemler ile uzaklastirilabilmektedir. Mikroorganizmalarin seçimi ve yetistirilmesi, önceden belirlenmis gözenek boyutlarina, sekillerine ve yogunluklarina sahip matris tabakalarinin üretilmesi için kontrol edilebilmektedir. Bu teknik gözenekli tabakalarin basit, düsük maliyetli ve baglayici kullanilmadan, çesitli uygulamalar için seri üretimde kullanilabilen bir üretim yöntem olarak kullanilabilmektedir. mikroorganizmalar yayilarak, E. Coli ve çok duvarli karbon nanotüp kullanilarak gözenek olusturulmasinin örnek bir sematik gösterimidir. Belirli gözenek özellikleri için yetistirilen veya seçilen E. Coli birçok duvarli karbon nanotüp filmin içerisinde mevcut olabilmektedir. E. Coli çok duvarli karbon nanotüpler tarafindan olusturulan bir matris tabakasi için bir gözenek sablonu olarak davranmaktadir. E. Coli, bir gözenekli karbon nanotüp film olusturmak üzere parçalanabilmektedir. Genelde mikroorganizmalar, tabaka sistemlerinde gözenek tabakalannin seçimi için kullanilanlarla ayni seçim kistaslarinin birçogu kullanilarak seçilebilmektedir. Ancak, mikroorganizmalarin üretilmeleri daha ucuz, uzaklastirilmalari daha kolay olabilmektedir ve mikroorganizmalar daha homojen ve çevreye daha yararli olabilmektedir. Mikroorganizmalar görece düsük parçalanma sicakligina sahiptir ve tipik olarak, geleneksel gözenek sablonlarina göre daha ucuzdur. olusturulmasi için bir yöntemin bir akis semasidir. Bir matris malzeme yayilimi 210. adimdaki gibi hazirlanabilmektedir. Matris materyal yayilimi bir yayilim ortami içerisinde yayilmis olan bir veya birden fazla matris malzemesi içerebilmektedir. 8058.274 Matris malzemeleri yayilma ortami içerisine yayilma ve yayilma ortami uzaklastirildiginda bir matris olusturma yetenegi olan herhangi bir malzeme olabilmektedir. Matris malzemeleri mikroorganizmalarla karistirildiklarinda ortam içerisinde kararli bir sekilde yayilmis olabilmektedir. Kullanilabilecek olan çesitli matris malzemeleri bu malzemeleri içermektedir ama bunlarla sinirli degildir: karbon nanotüp ve grafen tabakalari gibi nano yapilar; seramikler, metaller ve polimerler. Bazi örneklerde birden fazla matris malzemesi kullanilabilmektedir. Örnegin, polimerler ve karbon nanotüpler, gözenekli bir kompozit üretmek üzere kullanilabilmektedir. yayilimi, bir yayilim ortami içerisine yayilmis olan mikroorganizmalari içerebilmektedir. Mikroorganizmalar yayilma ortami içerisine yayilma ve matris malzemeleri tarafindan olusturulan bir matris tabakasinda, bulunduklari yerde parçalanma yetenegi olan herhangi bir mikroorganizmayi içerebilmektedir. Bazi örneklerde, mikroorganizma çözeltisinin hazirlanmasi, mikroorganizmalarin bir büyüme çözeltisi içerisinde yayilmasini ve mikroorganizmalarin istenilen boyutta ve sekilde büyütülmesini içerebilmektedir. Bazi uygulamalarda, mikroorganizmalar çevresel olarak yararli ve sekil olarak homojen olabilmektedir. Kullanilabilecek olan mikroorganizmalar E. Coli ve S. Epi gibi bakterileri, prokaryot veya diyatomeleri de içermek üzere tek hücreli ökaryot organizmalari içermektedir ancak bunlarla sinirli degildir. boyutu, sekli veya bunlarin kombinasyonlarini üretmek üzere yetistirilebilmekte veya seçilebilmektedir. Bazi mikroorganizmalarin sekilleri belirli gözenek sekilleri ile sonuçlanmaktadir, örnegin, silindirik E. Coli ile silindirik gözenekler ve küresel S. Epi' ile küresel gözenekler gibi. Bazi örneklerde farkli sekillere sahip olan iki veya daha fazla mikroorganizma kullanilabilmektedir. Ek olarak, arzu edilen hacmi her bir hücrenin hacminden daha büyük olan gözenekler için grup yapilandirmasina sahip olan mikroorganizmalar seçilebilmektedir. Örnek olarak, uzaklastirilmasinin 8058.274 ardindan büyük yüzey alanina sahip uzun gözenekler ile iliskilenebilen uzun zincirler olusturabilmek için strepto-bakteriler kullanilabilmektedir. Bazi uygulamalarda, mantar gibi organizmalar kullanilabilmektedir. Seçilebilecek olan sekiller ve yapilandirmalar, küresel, çubuk sekilli, spiral sekilli, bombeli, çiftlenmis, gruplu ve zincirleme bagli olabilmektedir ancak bunlarla sinirli degildir. sahip gözenekleri olusturmak üzere yetistirilebilmekte veya seçilebilmektedir. Belirli mikroorganizma boyutlari önceden seçilmis gözenek boyutlari ile iliskilendirilebilmektedir, mesela, 1 ila 2 mikrometre arasindaki bir çapa ve 1 ila 5 mikrometre arasindaki bir uzunluga sahip olan gözenekler için E. Coli kullanilabilmektedir. Yukarida da bahsedildigi gibi, hücrelerin farkli yapilandirmalari ve gruplandirmalari, mesela, yaklasik 1 mikrometrelik boyutunun katlari seklindeki hacimler için kümelenmis haldeki S. Epi gibi, farkli boyutlara sahip olabilmektedir. Bazi örneklerde mikroorganizmalar mikron mertebelerinde olabilmektedir ve boyutlari 50 nanometrenin üzerinde olan makro-gözenekler üretme yetenegine sahip olabilmektedir. Bazi uygulamalarda mikroorganizmalar, yaklasik 0.1 mikrometreden yaklasik 50 mikrometreye veya yaklasik 5 mikrometreden yaklasik 25 mikrometreye veya yaklasik 1 mikrometreden yaklasik 10 mikrometreye kadar degisen ölçeklerdeki çap veya uzunluk gibi bir boyuta sahiptir. Bazi uygulamalarda, sinirlayici olmamakla birlikte, gözenekler yaklasik 0,5 mikrometre ila yaklasik 1 mikrometre çapa ve yaklasik 1 mikrometre ila yaklasik 5 mikrometre uzunluga sahip silindirlerdir. mikroorganizma yayilimindaki mikroorganizmalarin sayisiyla kontrol edilebilmektedir. Örnek olarak, eklenen mikroorganizma miktarlari ortaya çikan gözenekli matris tabakasinin gözenekliligi ile iliskilendirilebilmektedir. Bazi örneklerde, mikroorganizmalar, tek biçimlilik, parçalanma sicakligi, kimyasal dayanim ve büyüme hizi gibi özellikleri de içeren, fakat bunlarla sinirli olmayan, çesitli diger özellikler için de yetistirilebilmekte veya seçilebilmektedir. Bazi örneklerde, mikroorganizmalar, matris malzemelerini islevsel hale getirebilen bazi 8058.274 malzemelerle (metaller, oksitler veya diger inorganik malzemeler) birlestirilebilmektedir. yayma yetenegine sahip olan herhangi bir ortami içerebilmektedir. Mikroorganizmalarin yayiliminda kullanilan yayilma ortami mikroorganizmalari yayma yetenegine sahip olan herhangi bir ortami içerebilmektedir. Bazi örneklerde mikroorganizmalarin yayiliminda kullanilan yayilma ortami bir büyütme çözeltisi olabilmektedir. Diger örneklerde mikroorganizmalarin yayiliminda kullanilan yayilma ortami matris malzemesinin yayilma ortami olarak kullanilan ortamin aynisi olabilmektedir. Bazi örneklerde bir yayilma ortami buharlasma veya filtreleme için uzaklastirma özellikleri göz önüne alinarak da seçilebilmektedir. Polar çözücüler, polar olmayan çözücüler ve yüzey etkin maddeleri de içeren, ancak bunlarla sinirli olmayan, çesitli yayilim ortamlari ve bunlarin kombinasyonlari kullanilabilmektedir. hem matris malzemelerini hem de mikroorganizmalari içeren bir kansim olusturmak üzere karistirilabilmektedir. Bu karisim, örnegin, esit olarak yayilmis bir karisim yaratmak üzere karistirilabilmektedir. Bir matris tabakasi, 240. adimdaki gibi, bu karisimdan olusturulabilmektedir. Bazi uygulamalarda, matris tabakasi, yayilma ortamini karisimdan 241. adimdaki gibi uzaklastiran herhangi bir mekanizma ile olusturulabilmektedir. Yayilma ortamini uzaklastirmayi saglayan mekanizmalar filtrelemeyi ve buharlastirmayi içerebilmektedir. Matris tabakasi daha fazla islenerek de matris tabakasi olusturulabilmektedir. Örnegin, matris tabakasi liyofilize edilmis, çapraz baglanmis veya polimerize edilmis olabilmektedir. Ortaya çikan matris tabakasi, karsilik gelen bir gözeneklilige göre dagitilmis matris materyallerini ve mikroorganizmalari içerebilmektedir. Bazi uygulamalarda, mikroorganizmalar matris tabakasi boyunca esit bir sekilde yayilmaktadir. tabakasindan uzaklastirilmasiyla olusturulabilmektedir. Bazi uygulamalarda, gözenekli tabaka, matris tabakasinda mevcut olan mikroorganizmalarin 251. 8058.274 adimdaki gibi parçalanmasi ile olusturulabilmektedir. Parçalanma islemi, matris tabakasinda bulunan mikroorganizmalan, matris tabakasinda bulunan bu mikroorganizmalarin biyolojik malzemelerinin hacmini, gözenekli matris yapisini çökertmeden, kayda deger bir sekilde azaltmak üzere parçalayan herhangi bir yöntemi kapsayabilmektedir. Örnegin, mikroorganizmalar, selülozik fiberler vasitasiyla saglanan destek gibi, matrise kayda deger herhangi bir yapisal destek saglamamalari için parçalanabilmektedir. Bazi örneklerde artik biyolojik malzemeler, matris içerisinde, matrisin yapisal bütünlügüne herhangi bir katkida bulunmadan kalabilmektedir. isleme, isil olarak isleme ve bunlann kombinasyonlanni da içeren, ancak bunlarla sinirli olmayan ve matris materyalini parçalamayan herhangi bir teknikle parçalanabilmektedir. Örnegin, mikroorganizmalarin parçalanmasi 252. adimdaki gibi kimyasal islemeleri veya 253. adimdaki gibi isil islemeleri içerebilmektedir. Kimyasal islemler matris tabakasinda yer alan mikroorganizmalari öldürmek veya parçalamak üzere tasarlanmis olan herhangi bir süreci içerebilmektedir. Örnegin, kimyasal islemler, matris tabakasina mikroorganizmalari öldürebilecek bir konsantrasyonda çamasir suyu eklenmesini içerebilmektedir. Kullanilabilecek olan kimyasallar, etanolleri, sodyum hidroksit ve çamasir suyu gibi bazlari, sülfürik asit gibi asitleri ve kurutma ajanlarini içerebilmektedir ancak bunlarla sinirli degildir. Isil islemler matris tabakasinda yer alan mikroorganizmalarin biyolojik malzemelerini öldürmek, tutusturmak, yakmak veya kurutmak üzere tasarlanmis olan herhangi bir süreci içerebilmektedir. Isil islemler, pisirme, yakma, isil olarak kavurma ve sicak hava uygulanmasini içerebilir ancak bunlarla sinirli degildir. burada matris malzemesi matris tabakasinin yapisini saglayabilmektedir ve gözenekler matris tabakasinda daha önce mikroorganizmalar tarafindan doldurulmus olan bosluklara karsilik gelebilmektedir. Gözenekli tabakalar elektronik, filtreleme, gaz ayirma ve gaz depolamayi da içeren çok çesitli uygulamalar için 8058.274 kullanilabilmektedir. Gözenekli tabaka, ince filmler, kaplamalar ve membranlar gibi çok çesitli yapilandirmalara sahip olabilmektedir. bir gözenekli tabaka olusturulmasi için bir yöntemin bir akis semasidir. Bir karbon nanotüp yayilirm 310. adimdaki gibi hazirlanabilmektedir. Karbon nanotüp yayiliminin hazirlanmasi bir yüzey etkin maddenin eklenmesini ve kümelesmeyi önlemek amaciyla karbon nanotüp yayiliminin selenlenmesini içerebilmektedir. Bir mikroorganizma çözeltisi 320. adimdaki gibi hazirlanabilmektedir. Karbon nanotüp çözeltisi ve mikroorganizma çözeltisi, 330. adimdaki gibi, bir karisim olusturmak üzere karistirilabilmektedir. Karbon nanotüp tabakasi, 340. adimdaki gibi, bu kansimdan olusturulabilmektedir. Karisim, 341. adimdaki gibi, filtrelenebilmektedir. Karisimdaki yayilim ortami bir filtre içerisinden geçirilerek filtrelenebilmektedir ve böylelikle çok duvarli karbon nanotüpleri ve mikroorganizmalari içeren bir kuru filtre çamuru elde edilmektedir. Gözenekli karbon nanotüp tabaka, mikroorganizmalarin 251. adimdaki gibi parçalanmasiyla, 350. adimdaki gibi olusturulabilmektedir. Bu parçalanma 352. adimdaki gibi kimyasal islemelerle ve/veya 354. adimdaki gibi isil islemelerle gerçeklestirilebilmektedir. Karbon nanotüp tabaka, 353. adimdaki gibi karbon nanotüp tabakanin liyofilize edilmesiyle de elde edilebilmektedir. 8058.274 ÖRNEKLER ve E. Coli 'nin MWCNT-E. Coli filmini olusturmak üzere parçalanmasi islemlerini içeren MWCNT-E. Coli film üretim yöntemi için bir örnek sematiktir. Coli, ATCC'nin ATCC 23922 ticari ismiyle bulunabilmektedir), E. Coli yayiliminin gecelik kültürün on kere seyreltilmesiyle, tripsin enzimi ile üretilmis soya besiyeri (TSB) ortami içerisinde 37 °C'de 16 saat büyütülmüstür. E. Coli yayilimi bir diyaliz tüpü selüloz membrani (Sigma Aldrich'in D9652-100FT ticari ismiyle bulunabilmektedir) içerisinde dagitilmis ve bir diyaliz edilmis E. Coli yayilimini olusturmak için gece boyunca deiyonize (DI) su içerisinde diyaliz edilmistir. Çok duvarli karbon nanotüp (MWCNT) tozu (12 mg, %95, OD 15±5 nm, Uzunluk 5- 20u m, NanoLab Inc'den bulunabilmektedir), bir MWCNT yayilimi olusturmak üzere 0,48 m1 (%2,5 (w/v)) sodyum dodecylbenzen sülfonat (N aDBS, Sigma Aldrich'ten bulunabilmektedir) çözeltisi (yüzey etkin olarak) ve 13,47 ml deiyonize su ile yayilmistir. MWCNT yayilimi bir sonda (Model: 102C, Branson'dan bulunabilmektedir) ile bir buz banyosunda 40 dakika selenlenmektedir ve kalan MWCNT topaklari 4000 rpm'de 20 dakika santifüjlenerek toplanmaktadir. MWCNT ve diyaliz edilmis E. Coli yayilimlari daha sonra, bir MWCNT-E. Coli karisimi olusturmak üzere, oda sicakliginda, 2 saat boyunca, bir manyetik karistirici kullanilarak, 200 rpm'de birbirleri ile karistirilmaktadir. karisimi olusturmak üzere, MWCNT-E. Coli karisimi bir anodisk membran (Çap 47 mm, Gözenek Çapi 0,2 um, Whatman'dan temin edilebilmektedir) kullanilarak vakumla filtrelenmistir. Filtrelenmis olan MWCNT-E. Coli karisimi membranla birlikte öncelikle %10'luk (v/v) agartici çözeltisine 15 dakika boyunca 8058.274 bastirilmaktadir ve daha sonrasinda ise durgun deiyonize suda gece boyunca durulanmaktadir. içerisinde ayrilmaktadir ve daha sonra üç boyutlu birbirlerine bagli yapilari korumak ve bir MWCNT-E. Coli film olusturmak üzere, liyofilize edilerek kurutulmaktadir (Labconco Freeze Dry System, Model: Freezone® 4.5, Labconco lnc'den temin edilebilmektedir). Elde edilen MWCNT-E. Coli filmi, artik E. Coli'yi uzaklastirmak üzere, özel olarak üretilmis bir quartz tüplü ocak içerisinde 3 saat boyunca 300 sccm N2 akisi altinda 400 °C'de isil islemden geçirilmektedir. uzaklastirilmak için parçalanmasinda kimyasallar kullanilabilmektedir. Sekiller 5A- 5F Farkli kimyasallarla muamele edilen E. Coli çözeltilerinin örnek optik mikroskop görüntüleridir. Bir E. Coli çözeltisinin (200 pl içerisinde ~8.44 x 10'0 hücre) parçalanmasi bunun baz (N aOH, 1 M, 600 pl; Sekil 5A'ya bakiniz), yüzey etkin bakiniz) gibi çesitli kimyasallar içerisinde iki saat boyunca kuluçkaya yatirilmasi ve optik mikroskop altinda incelenmesi ile arastirilmaktadir. Coli'nin en etkin sekilde parçalanmasi, bu örneklerde kullanilan diger çözücülerle karsilastirildiginda, agartici çözeltileiiyle (Sekil 5E) saglanmaktadir. E. Coli filmlerinin örnek taramali elektron mikroskobu (SEM) görüntüleridir. E. Coli'nin uzaklastirilmasi adiminda kullanilacak olan çesitli çözücülerin ön degerlendirmelerinin yapilmasinin ardindan, MWCNT-E. Coli filmleri 400 ml 8058.274 (%20 V/V %, 1 h) çözücülerine batirilmis ve ardindan 400 °C'de 3 saat boyunca N2 altinda isi ile muamele edilmistir. E. Coli'nin isil ve kimyasal muamelelerle parçalanmasi, taramali elektron mikroskobu (SEM) altinda degerlendirilmistir. Yalnizca isil muamele yapildiginda E. Coli artiklarinin birçogu MWCNT-E. Coli filmlerinde kalmaktadir, bu da Sekil 6A'da görülebilmektedir. yatirilmis olan MWCNT-E. Coli filmleri, isil islemden sonra (Sekil 6D) daha iyi E. Coli uzaklastirma performansi göstermektedir, bu esnada NaOH ve etanol/H2504 çözücüleri (sirasiyla Sekil 6B ve 6C) E. Coli 'nin parçalanmasinda daha az etkin olmuslardir. Agartici çözeltisi, MWCNT'yi oksitleme potansiyeline sahip güçlü bir oksitleyici olan sodyum hipoklorit (Nal) içerdigi için MWCNT-E. Coli filmlerin kuluçka zamanlari hücreleri eritmek üzere ayarlanmaktadir (15 dakika kuluçka), bu süre MWCNT'nin oksitlenmesinin en düsük seviyeye getirildigi bir süreyle sinirlandirilmaktadir. esnasinda X-isini foto elektron spektroskopisi (XPS) ve Raman spektroskopisi kullanilarak incelenmektedir. Sekil 6E Sekil 6A-6D'deki muameleler için MWCNT ve MWCNT-E. Coli filmlerinin XPS analizlerinin bir grafigidir. Her bir spektrum sabit bir yari-doruk genisligine (FWHM) sahip pik ters kivrirrii vasitasiyla, CASA XPS yazilimi kullanilarak analiz edilmistir. MWCNT'nin oksitlenmesini belirlemek üzere karbon baglari iki grup altinda kategorize edilmistir: (1) karbon-karbon (sp2 C=C ~ karbon-oksijen (C-OH, C=O, COOH, . Her ne kadar 286 eV'den daha büyük olan büyük bir pik artmasi Sekil 6E'den belli olmasa da fonksiyonel gruplarin üretilmesi için karbon oksidasyonunun yaklasik %8 arttigi pik analizinden anlasilmaktadir (Tablo 1). filmlerinin Raman analizlerinin bir grafigidir. MWCNT'nin E. Coli kullanilarak gözenekli film üretimi süreci boyunca olan kismi (%8) parçalanmasi, Raman spektrumlarindaki 10 ve ID'nin benzer pik yeginlikleri ile daha da desteklenmektedir.8058.274 D bandinin CNT'nin amorf karbonlarina atfedilmis oldugu bilinmektedir ve G bandinin yeginligi de düzlem içerisindeki tegetsel karbon-karbon esnek baglanndan ortaya çikmaktadir. IG/ID orani 1,203'ten 1,255'e kadar degismektedir ancak gözenekli film üretim süreci boyunca küçüktür, XPS sonuçlanndaki %8'lik karbon bag tablosudur. XPS Raman Sam:) e Concentrati'on (%2) G-band [cm4] D-band (cm-î) lellD ratio Örnek 3: Gözenekliligîn ve Gözenek Seklinin Kontrolü sekilleri mikroorganizmalarin seçimleri ve yogunluklari üzerinden kontrol edilebilmektedir. Sekil 7A-7D farkli gözenek sekillerine ve gözeneklilige sahip MWCNT filmlerinin örnek SEM görüntüleridir. Sekil 7A kompakt MWCNT filmin SEM görüntüsüdür. Sekil 7B küresel gözeneklere sahip bir MWCNT-S. Epi' filmin SEM görüntüsüdür. Sekil 7C bir birinci konsantrasyonda silindirik gözeneklere sahip bir MWCNT-E. Coli' filmin SEM gön'intüsüdür. Sekil 7D bir ikinci konsantrasyonda silindirik gözeneklere sahip bir MWCNT-E. Coli' filmin SEM görüntüsüdür. Sekil 7A'daki kompakt MWCNT filmin tersine, sirasiyla Sekil 7C/7D ve 7B'de görüldügü gibi her bir silindirik ve küresel sekillerde üretilen mikro ölçekli gözenekler, silindir sekline sahip bakterilerin (bu çalismada E. Coli olarak isimlendirilmistir, Serotip 06, Biyotip 1 E. Coli; ATCC'den ATCC 25922 ticari ismiyle bulunabilir) ve küre sekline sahip bakterilerin (bu çalismada S. Epi' olarak isimlendirilmistir, Staphylococcus 8058.274 epidermis; ATCC'den ATCC 358914 ticari ismiyle bulunabilir) gözenek sablonu olarak kullanilmasiyla üretilmistir. Ek olarak, gözenek hacimleri (gözeneklilik) üretim sürecinde kullanilan mikroorganizmalarin giris miktarlari ayarlanarak kontrol edilebilmektedir. Eklenen hücre miktari kültür çözeltisinin optik yogunlugunun (OD) 600 nm'de UV spektroskopisi kullanilarak ölçülmesiyle kontrol edilmektedir. MWCNT filmin gözenek popülasyonu, E. Coli miktarinin kontrol edilmesi ile degistirilebilmektedir. Mesela Sekil 7C'deki gibi ~2.76<1010 hücre, Sekil 7D'deki gibi ~8.19<10iO hücre. Örnek 4: Gözenekli MWCNT-E. Coli filmlerin LI-Oz Batarya Katotlari için Uygulanmasi filmler elektronik uygulamalarda kullanilabilmektedir. Sekiller 8A-8F bataryanin desarj olmasindan sonra bir MWCNT filmin ve bir MWCNT-E. Coli filmin örnek SEM görüntüleridir. MWCNT filmler (Sekiller 8A-8C) ve MWCNT-E. Coli filmler (Sekiller 8D-8F), 3 Boyutlu gözenekli yapilarinin da kullanilmasi amaciyla, Li- oksijen bataryalara, serbestçe duran, bagsiz katotlar olarak uygulanmistir. Birbirlerine bagli gözenekli yapinin katot kalinligi boyunca tepkenlerin saglanmasina katkida bulundugu için Li-oksijen bataryanin desarjinin ardindan desarj ürünlerinin (Li202) homojen bir sekilde yayildigi gözlemlenmistir. Desarjin ardindan Li202'nin gözlemini yapabilmek için Li202'nin toroidsel büyümesi, lM LiTFSI (lityum bis(triflorometan sulfoni1)/DME ( içerisinde 4000 ppm HZO içeren elektrolitlerle incelenmistir. Sekiller 8A ve 8C'de görüldügü gibi toroidsel LI202 yalnizca MWCNT elektrot filmlerinin yüzeyinde gözlemlense de Sekiller 8E ve 8F'de görüldügü gibi desarjdan sonra E-MWCNT elektrotlari kalinliklari boyunca homojen bir toroidsel Li202 dagilimi göstermektedir. döngü profillerinin bir grafigidir. Elektrotlarin daha iyi kullanilmasi, Sekil 9A'da görüldügü gibi, bataryanin döngüleri esnasindaki asiri potansiyelin azaltilmasina da10 8058.274 ayrica katkida bulunmaktadir. Elektrolit kararliligini saglayan bir isletme potansiyeli penceresinde (2.2-4.5 V vs. Li/Li+l) MWCNT elektrotlari yalnizca %54,25 Coulomb etkisi gösterirken E-MWCNT elektrotlari %93,5 Coulomb etkisini yakalamaktadir. MWCNT elektrotlarinin bu zayif yeniden sarj olma yetenegi ayrica daha düsük oksijen geri kazanimi oranlarini da getirmektedir (sarj esnasinda üretilen oksijen gazi molekülleri ile desarj esnasinda kullanilan oksijen gazinin arasindaki oran, ile ölçülmektedir. Sekil 9B Farkli gözeneklilige sahip olan MWCNT-E. Coli tabanli elektrotlarin oksijen geri kazanimi oraninin bir grafigidir. Maksimum oksijen geri kazanimi oranini saglamak üzere gözenekliligin ayarlanmasiyla elektrotlarin bir Li- oksijen batarya içerisinde %70,56 geri kazanim etkinligi gösterdigi Sekil 9B'de görülebilmektedir. içerisindedir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR