BİYOMEDİKAL UYGULAMALARI İÇİN BİYODİELEKTRİK KAPASİTÖR ÜRETİLMESİ VE DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Abstract

Tez çalışmasında, nanoyapılı hidroksiapatit biyoseramik malzemeler ve ince film kaplamaları Ti-6Al-7Nb altlık üzerine hidrotermal metot yönetimiyle yapılmıştır. Hidroksiapatit filmleri üretim şartlarına ve katkı malzemesine bağlı olarak büyütüldü. Katkı malzemesi olarak stronsiyum (Sr), çinko (Zn) ve nikel (Ni) kullanıldı. Hidroksiapatit filmleri 10, 16 ve 22 saat büyütme zamanları için Ti-6Al-7Nb altlığı üzerinde büyütüldü. Üretilen filmlerin dielektrik özellikleri, yapısal özellikleri ve kimyasal kompozisyonları araştırıldı. Malzemelerin yapısal, kimyasal ve dielektrik özellikleri, sırasıyla, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve FT-IR analizi ve empedans spektroskopisi ile incelendi. FT-IR analizlerinde titreşim piklerinin şiddetlerindeki değişim kalsiyum eksikliği oluşturarak yapılan katkılamanın gerçekleştiğini doğrulamaktadır. Ti-6Al-7Nb/biyoseramik/ Ti-6Al-7Nb kapasitörlerinin kapasitans, empedans, iletkenlik ve dielektrik özellikleri 1kHz-20MHz frekans aralığında araştırldı. HA esaslı Zn, Sr, Ni katkılı/Ti-6Al-7Nb kapasitörlerin Cole-cole eğrilerinin yarım daire ve B(S)-G(S) eğrilerinin tam daire şeklinde çıkması bu malzemelerin dış etkiyle dielektrik polarizasyona sahip olduğunu göstermektedir. Üretilen biyoseramik malzemelerin katkılama ve reaksiyon sürelerine bağlı olarak, malzemelerin dielektrik özelliklerini değiştirdiği görülmüştür. Sonuç olarak, tez çalışamında elde edilen kapasitans, empedans ve dielektrik özelikler, Ti-6Al-7Nb/ biyoseramik / Ti-6Al-7Nb yapıların biyodielektrik sensör olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

In thesis study, nanostructured hydroxyapatite bioceramic materials and thin film coatings have been coated on Ti-6Al-7Nb substrate by hydrothermal method. Hydroxyapatite films have been grown depending on the production conditionss and dopant materials. Stronium (Sr), zinc (Zn) and nickel (Ni) doped hydroxyapatite films have been grown on Ti-6Al-7Nb substrate for 10, 16 and 22 h, reacton time. The dielectric and structural properties of the synthesized films have been investigated. The structural and dielectric properties of the bioceramic materials have been investigated by scanning electron microscopy (SEM), FT-IR analysis and impedance spectroscopy, respectively. The FT-IR analysis confirms the chemical composition of synthesized bioceramic materials. The capacitance, impedance, conductivity and dielectric properties of Ti-6Al-7Nb/bioceramic/Ti-6Al-7Nb capacitors in the 1kHz-20MHz frequency range have been investigated. The Cole-Cole plots of HA-based Zn, Sr, Ni doped/Ti-6Al-7Nb capacitors exhibited the semicircles and B(S)-G(S) plots exhibited full circles, suggesting that these materials have dielectric polarization due to external effect. The dielectric properties of the synthesized bioceramic materials have been changed by depending on the doping and reaction time of synthesis. Consequently, the obtained capacitance, impedance and dielectric results suggests that Ti-6Al-7Nb / bioceramic / Ti-6Al-7Nb can be used as a biodielectric sensor in biotechnological applications.