Mikroakışkan sistemlerde piezoelektrik fononik kristal kullanarak mikroparçacık örüntüleme
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Fakültesi Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NURSELİ SEDA GENÇ
Danışman: FURKAN KURUOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Mikroakışkan sistemler, mikron veya mikron altı boyutlardaki akışkanları veya parçacıkları kontrol etmek için kullanılmaktadır. Bu sistemler, birçok farklı uygulama alanına sahiptir ve biyolojik araştırmalardan endüstriyel süreçlere kadar geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Hücre manipülasyonu, hücre hizalama ve hücre izolasyonu gibi uygulamalar, mikroakışkan sistemlerin en yaygın kullanıldığı alanlardır. Bu sistemler, biyolojik hücreleri tek tek manipüle etmek ve hücrelerin belirli bir düzene yerleştirilmesini sağlamak için kullanılabilir. Ayrıca, mikroakışkan sistemler, parçacıkların belirli bir boyutlarına göre ayrıştırılması veya bir araya getirilmesi için de kullanılabilir. Bu uygulama alanları, biyoteknoloji ve tıbbi araştırmalar için oldukça önemlidir. Akustoakışkan sistemler, mikroakışkan sistemlerde yaygın olarak kullanılan bir hücre manipülasyon yöntemidir. Bu sistemlerde, piezoelektrik alttaş üzerinde üretilen yüzey akustik dalga (YAD), biyolojik parçacıkların hareketini kontrol etmek için kullanılır. YAD, temassız bir şekilde çalışır ve YAD esaslı sistemler biyo-uyumlu olması nedeniyle biyolojik örnekler üzerinde etiketleme gerektirmez. Bu tez çalışmasında, akustoakışkan sistemlerin geliştirilmesine yönelik potansiyel bir yaklaşım olarak piezoelektrik fononik kristallerin (PFK) kullanımı ele alınmıştır. İçiçe geçmiş taraklı transdüserler (Interdigital Transducers, IDT) ve PFK yapılarının geometrik parametrelerine bağlı olarak, YAD'ların belirli frekans aralıklarında yayılımı engellenmektedir. Bu durum, mikrokanal içerisinde oluşan akustik basınç alanını doğrudan etkilemekte ve mikroparçacıkların akustik ışıma kuvvetiyle kanal içindeki dağılımlarını değiştirmektedir. Söz konusu akustik etkileşimler, Sonlu Elemanlar Yöntemi'ne (Finite Element Method, FEM) dayalı sayısal simülasyonlarla analiz edilmiştir. Fotolitografi, odaklanmış iyon demeti (Focused Ion Beam, FIB) ile litografi, elektron demeti litografi (EBL) ve soft litografi gibi farklı şekillendirme yöntemleri kullanılarak IDT, PFK ve mikrokanal fabrikasyonu gerçekleştirilerek mikroakışkan aygıt üretilmiştir. IDT ve PFK çiftlerine ait geçirim spektrumlarıyla YAD karakterize edilirken, optik görüntüleme teknikleri ile aygıtın parçacık örüntüleme becerisi belirlenmiştir.