GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| 9103055672019 | Chemistry and Applications of Sol-Gel Materials | Seçmeli Ders Grubu | 1 | 1 | 8,00 |
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Sunulduğu Dil
İngilizce
Dersin Amacı
Bu dersin amacı, sol-jel malzemelerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarına ilişkin temellerin verilmesidir. Sol-jel teknolojisine ilişkin temel terminoloji bu dersin kapsamında ele alınacaktır. Sol-Jel süreçlerinin fiziksel ve kimyasal prensipleri dışında hidroliz ve kondensazyon reaksiyonları, başlatıcı türleri, katalizörler, reaksiyon koşulları, jelleşme mekanizmaları, kurutma yöntemleri ve sol-jel ile üretilmiş malzemelerin uygulama alanları bu derste tartışılacaktır
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Dr. Öğr.Üyesi Nilay GİZLİ
Öğrenme Çıktıları
| 1 | 1) Sol-jel sürecinin temel prensipleri hakkında bilgi sahibi olma |
| 2 | Sol, jel, jelleşme ve yaşlanma gibi temel sol-jel kavramlarını öğrenme, |
| 3 | Silikat ve silikat olmayan sistemlerde hidroliz ve kondensazyon reaksiyon mekanizmalarını öğrenmek, |
| 4 | Jelleşme süreci kinetik modeller ve yaşlanma sırasında malzeme yapısında meydana gelen değişimlere ilişkin bilgi sahibi olmak |
| 5 | Sol-Jel türevi malzemeler hakkında teorik temele sahip olmak |
| 6 | Sol-Jel türevi malzemelerin uygulama alanları ve sol-jel teknolojisinde yeni eğilimler hakkında bilgi sahibi olmak |
Öğretim Sistemi
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Sol-Jel teknolojisi hakkında genel bilgilendirme: Kısa tarihçe, sol, jel, jelleşme kavramları, sol-jel süreçlerinde temel kavramlar, güncel gelişmeler, kısıtlar ve avantajları. Sol-Jel sürecinin kimyası ve temelleri: Hidroliz ve kondensazyon reaksiyonları, başlatıcı türleri (silika tmelliler, metal oksitler), katalizörler, elektrolitler, sulu ve susuz sol-jel süreçleri, sol-jel dönüşüm modelleri (klasik istatiksel modeller, mean-field modelleri, perkolasyon modelleri),kurutma (kurutma stresi, çatlaksız kurutma, kurutma modları ( dondurarak kurutma, ortam basıncında kurutma, kritik üstü kurutma) karakterizasyon (yapısal, kimyasal, mekanik ve optik yapılanma),Sol-Jel türevi malzemeler: Aerojeller, sentesleme yöntemleri, anorganik-silika temelli aerojeller, temel özellikleri ve uygulama alanları. Hidrofobik, süperhidrofobik ve esnek aerojeller. Yekpare sol-jel malzemeler; yekpare üretimin esasları, yekpare yapıya ulaşmada kurutma adımının önemi, Xaerogel monolitler, silika iyonojeller, ve iyonosilikalar, iyonik sıvı varlığında areojel eldesi, mezogözenekli iyonojeller ve tutuklanmış iyonik sıvıların iletim özellikleri, , Sol-jel malzemelerin kirlilik yönetimi, su arıtımı toprak ıslahı uygulamalarında kullanımı. Sol-jel adsorbanlar ve CO2 tutulması ve su arıtımında kullanımları. Gözenekli jeller ve membranlar. Nanokompozitler, nanokompozit üretim ve karakterizasyon yöntemleri. İnce film kaplamalar: sol-jel kaplamaların temelleri, Sol-jel malzemelerin biyomedikal ve kontollu ilaç salınım uygulamaları.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|
| 1 | Genel Bilgilendirme -sol-jel teknolojisinin kısa tarihçesi, -sol, jel ve jelleşme kavramları, -sol-jel süreçlerinin temelleri, -güncel gelişmeler, -sol-jel süreçlerinin avantajları ve kısıtları | ||
| 2 | Sol-jel sürecinin temelleri ve kimyası: -Hidroliz ve kondensazyon reaksiyonları -başlatıcılar (Silika temelli ve metal oksit temelliler), -Katalizörler, -Elektrolitler | ||
| 3 | Sol-jel sürecinin temelleri ve kimyası: -Susuz sol-jel süreçleri -Sulu sol-jel süreçleri -Asit katalizörlü sol-jel süreçleri -Baz katalizörlü sol-jel süreçleri | ||
| 4 | Sol-jel sürecinin temelleri ve kimyası: -Sol-jel dönüşüm modelleri (istatiksel klasik teoremler (mean-field teori), perkolasyon terosisi) | ||
| 5 | Sol-jel sürecinin temelleri ve kimyası: -jelin yaşlanması (yapısal oluşum, mekanik özellikler) | ||
| 6 | Sol-jel sürecinin temelleri ve kimyası: -kurutma (kuruma stresi, çatlaksız oluşum, kurutma modları, dondurarak kurutma, ortam basıncında kurutma, kritik üstü kurutma) | ||
| 7 | Sol-jel sürecinin temelleri ve kimyası: -Karakterizasyon (Yapısal, kimyasal, mekanik ve optik tanımlamalar) | ||
| 8 | ARASINAV | ||
| 9 | Sol-jel malzemeler: Aerojeller Aerojellerin sentezlenme kimyası, anorganik-silika temelli aerojeller, temel özellikleri, uygulama alanları, hidrofobik, süperhidrofobik ve esnek aerojeller | ||
| 10 | Tekparça (monolit) sol-jel malzemeler: Tek paröa sol-jel malzeme üretim temelleri, kurutma adımının tekparça yapısındaki önemi ve xerojel monolitler | ||
| 11 | Silika iyonojeller ve iyonosilikalar: İyonik sıvı (IL) ortamında sol-jel süreçleri, Mezogözenek yapılı iyonojeller ve yapıdaki iyonik sıvı varlığı ile iletim özellikleri. İyonojellerin kullanım alanları | ||
| 12 | Sol-jel malzemelerin kirlilik yönetimi, su arıtımı toprak ıslahı uygulamalarında kullanımı. Sol-jel adsorbanlar ve CO2 tutulması ve su arıtımında kullanımları. Gözenekli jeller ve membranlar. | ||
| 13 | Nanokompozitler, nanokompozit üretim ve karakterizasyon yöntemleri. | ||
| 14 | İnce film kaplamalar: sol-jel kaplamaların temelleri. | ||
| 15 | Sol-jel malzemelerin biyomedikal ve kontollu ilaç salınım uygulamaları. | ||
| 16 | Final Sınavı |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
1) Innocenzi P., Zub Y.L., Kessler V., G (2007) Sol-Gel Methods for Materials Processing, Springer, The Netherlands 2) Brinker C. J.,Scherer G. W (1990) Sol-Gel Science: The Pyhsics and Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press Inc., London. 3) Innocenzi P. (2016) The Sol to Gel Transition , Springer, Italy. 4) Koebel M. M, Leventis N. Edts (2011) Aerogel Hadbook, Springer, London.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 3 | 3 |
| Final Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Bütünleme Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Derse Katılım | 14 | 3 | 42 |
| Tartışma | 5 | 3 | 15 |
| Soru-Yanıt | 14 | 1 | 14 |
| Bireysel Çalışma | 14 | 5 | 70 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 15 | 15 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 25 | 25 |
| Okuma | 14 | 3 | 42 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 232 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | |
| ÖÇ 1 | 5 | ||||||
| ÖÇ 2 | 5 | ||||||
| ÖÇ 3 | 5 | ||||||
| ÖÇ 4 | 5 | ||||||
| ÖÇ 5 | 5 | ||||||
| ÖÇ 6 | 5 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek