ODTÜ KKK SEES İleri Malzemeler & Sürdürülebilir İmalat (İMSİ) Araştırma Grubu
İleri malzemeler üstün nitelikleriyle geleneksel malzemelerin önüne geçen çağdaş, özgün ve çok yönlü materyallerdir. Bu malzemeler, her yönüyle sürdürülebilir bir gelecek için gerekli olan teknolojilerin geliştirilebilmesi açısından kritik bir önem taşır. İleri malzemelerin kullanıldığı sürdürülebilir üretim uygulamaları olumsuz çevresel etkilerin asgari düzeye indirilmesini, enerjinin ve doğal kaynakların korunmasını ve çalışan, toplum ve üretim güvenliğinin artırılmasını amaçlar. Sürdürülebilir yapı malzemeleri, fotovoltaik güneş pili tasarımında metamateryal ve karbon nanotüp kullanımı, sentetik fonksiyonel moleküller, karbon nanotüplerin ve polimer kompozitlerin atomistik modellenmesi ve mekaniğinin incelenmesi bu grubun araştırma konuları arasında yer almaktadır. SEES İMSİ Araştırma Grubundan Dr. Volkan Esat'ın araştırması ile iglili kısa bilgi aşağıda yer almaktadır.
Karbon Nanotüp Takviyeli Polimer Kompozitlerin Modellenmesi ve Analizi – Dr. Volkan Esat
Karbon nanotüpler (KNT) istisnai özellikleriyle üstün nitelikli mühendislik malzemeleri arasında yer alırlar. Mekanik özellikleri geliştirilmiş hafif yapılar elde etmek için bir polimer matrisi içerisine karbon nanotüpler yerleştirilerek Karbon Nanotüp Takviyeli Polimer (KNTTP) kompozitler oluşturulur. İç içe geçmiş tüp sayısına bağlı olarak karbon nanotüpler 'tek duvarlı' (TDKNT) veya 'çok duvarlı' (ÇDKNT) şeklinde tanımlanırlar. Çok duvarlı nanotüpler daha önce keşfedilmiş olmasına rağmen tek duvarlılar üzerine daha fazla araştırma yapılmıştır. Bunun başlıca sebebi tek duvarlı nanotüplerin daha dayanıklı oluşu ve uygulamalarda daha yüksek mukavemet sergilemeleridir. Ayrıca tek duvarlı nanotüplerin modellenmesi ve incelenmesi daha kolaydır. Ancak bazı uygulamalarda çok duvarlı nanotüplerin daha avantajlı olduğu görülmüştür. Dr. Esat'ın çalışması, temel mekanik özellikleri nano ölçekli eşdeğer sürekli ortam modelleme yöntemiyle incelemek amacıyla farklı kiraliteye sahip çeşitli tek ve çok duvarlı nanotüplerin atomistik modellenmesi ve analizine katkıda bulunmayı hedefliyor. Bu çalışmada, polimer matrisi içine destekleyici eleman olarak tek ve çok duvarlı karbon nanotüpler yerleştirilmesiyle KNTTP kompoziti elde ediliyor. Geliştirilen KNTTP sonlu eleman modelleri karbon nanotüp fiberler ile polimer matrisi arasındaki etkileşime ışık tutmak amacıyla değerlendiriliyor. Araştırmadan elde edilen veriler, ayrıca, ileri kompozit malzemelerden yararlanan otomotiv uygulamalarında da (taşıt güvenliği, çarpışmalara dayanıklılık vb.) kullanılıyor.
