Publication: Aerogel-based 3D printed optofluidic waveguided multi-channel photocatalytic microreactors
Program
Computer Sciences and Engineering
KU-Authors
KU Authors
Co-Authors
Authors
Advisor
YĆK Thesis ID
916028
Approval Date
Publication Date
Language
Type
Embargo Status
Yes
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Alternative Title
Aerogel tabanlı 3D baskılı optofluidik dalga kılavuzlu Ƨok kanallı fotokatalitik mikroreaktƶrler
Abstract
This thesis investigates the use of additive 3D printing technology for creating micro photoreactors within aerogels. The study focuses on developing a low-cost 3D printing system tailored for aerogels and optimizing an ink formulation suitable for 3D printing processes. The research begins with customizing an off-the-shelf 3D printer to fabricate a low-cost system specifically for aerogel-based structures. This customized printer integrates a 3D-printed syringe pump system and custom software for accurate calibration and printing of sub-millimeter lines. The ink formulation designed for 3D printing comprises a silica aerogel starter solution with additives and titanium dioxide nanoparticles. Post-printing steps including gelation and solvent exchange refine the aerogel's structures enhancing stability for micro photoreactors designed to interact with water. Rheological characterization studies inform ink optimization ensuring durability and usability over time. The optimized 3D printing system and ink formulations demonstrate advancements in printing aerogels with additives where applications promise impactful solutions and future advancements in materials engineering and environmental sciences.
Bu tez, aerogeller iƧinde mikro fotoreaktƶrler oluÅturmak iƧin eklemeli 3D baskı teknolojisinin kullanımını araÅtırmaktadır. ĆalıÅma, aerogellere ƶzel, düÅük maliyetli bir 3D baskı sistemi geliÅtirmeyi ve 3D baskı süreƧlerine uygun bir mürekkep formülasyonunu optimize etmeyi hedeflemektedir. AraÅtırma, piyasada bulunan bir 3D yazıcının, aerogel tabanlı yapılar iƧin düÅük maliyetli bir sistem oluÅturmak amacıyla ƶzelleÅtirilmesiyle baÅlar. Bu ƶzelleÅtirilmiÅ yazıcı, 3D baskı Åırınga pompası sistemi ve milimetre altı hatların doÄru kalibrasyonu ve baskısı iƧin ƶzel bir yazılımı entegre eder. 3D baskıya uygun mürekkep formülasyonu, katkı maddeleri ve titanyum dioksit nanoparƧacıkları iƧeren bir silika aerogel baÅlangıƧ Ƨƶzeltisinden oluÅur. Baskı sonrası yapılan jelleÅtirme ve Ƨƶzücü deÄiÅim iÅlemleri, mikro fotoreaktƶrlerin su ile etkileÅime geƧmesi iƧin aerogel yapılarının stabilitesini artırır. Reolojik karakterizasyon ƧalıÅmaları, mürekkep optimizasyonuna katkı saÄlayarak dayanıklılık ve uzun vadeli kullanılabilirlik saÄlar. Optimize edilen 3D baskı sistemi ve mürekkep formülasyonları, katkı maddeleriyle aerogellerin baskısında ƶnemli ilerlemeler gƶstermekte olup, bu uygulamalar, malzeme mühendisliÄi ve Ƨevre bilimlerinde gelecekteki yeniliklere ve etkili Ƨƶzümlere zemin hazırlamaktadır.
Bu tez, aerogeller iƧinde mikro fotoreaktƶrler oluÅturmak iƧin eklemeli 3D baskı teknolojisinin kullanımını araÅtırmaktadır. ĆalıÅma, aerogellere ƶzel, düÅük maliyetli bir 3D baskı sistemi geliÅtirmeyi ve 3D baskı süreƧlerine uygun bir mürekkep formülasyonunu optimize etmeyi hedeflemektedir. AraÅtırma, piyasada bulunan bir 3D yazıcının, aerogel tabanlı yapılar iƧin düÅük maliyetli bir sistem oluÅturmak amacıyla ƶzelleÅtirilmesiyle baÅlar. Bu ƶzelleÅtirilmiÅ yazıcı, 3D baskı Åırınga pompası sistemi ve milimetre altı hatların doÄru kalibrasyonu ve baskısı iƧin ƶzel bir yazılımı entegre eder. 3D baskıya uygun mürekkep formülasyonu, katkı maddeleri ve titanyum dioksit nanoparƧacıkları iƧeren bir silika aerogel baÅlangıƧ Ƨƶzeltisinden oluÅur. Baskı sonrası yapılan jelleÅtirme ve Ƨƶzücü deÄiÅim iÅlemleri, mikro fotoreaktƶrlerin su ile etkileÅime geƧmesi iƧin aerogel yapılarının stabilitesini artırır. Reolojik karakterizasyon ƧalıÅmaları, mürekkep optimizasyonuna katkı saÄlayarak dayanıklılık ve uzun vadeli kullanılabilirlik saÄlar. Optimize edilen 3D baskı sistemi ve mürekkep formülasyonları, katkı maddeleriyle aerogellerin baskısında ƶnemli ilerlemeler gƶstermekte olup, bu uygulamalar, malzeme mühendisliÄi ve Ƨevre bilimlerinde gelecekteki yeniliklere ve etkili Ƨƶzümlere zemin hazırlamaktadır.
Source
Publisher
KoƧ University
Subject
Three-dimensional printing, Microdroplets, Polymers, Catalysts, Nanocomposites
Citation
Has Part
Source
Book Series Title
Edition
DOI
item.page.datauri
Link
Rights
restrictedAccess
Copyrights Note
© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!