Porfirin ince filmlerin organik buhar ile etkileşim mekanizmasının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada Langmuir-Schaefer (LS) ince film üretim tekniği ile 5,10,15,20-tetrakis[3,4-bis(2ethylhexyloxy)phenyl]-21H,23H-porphine (EHO) porfirin moleküllü ve poly(methyl methacrylate) (PMMA) molekülü kullanılarak çeşitli tabaka sayılarında ince filmler üretildi. Üretilen ince filmlerdeki duyarlı bölgeyi EHO molekülü oluştururken, PMMA tabakası bir çeşit bariyer olarak kullanıldı. PMMA molekülü polimer yapısından dolayı ince film olarak transfer edildiğinde birbirine çok yakın bir düzende film oluşturmaktadır. Dolayısıyla PMMA tabakasının gaz moleküllerinin EHO tabakalarına ulaşmasını engelleyen bir bariyer özelliği göstermesi beklenir. Beklenen bu bariyer etkisini incelemek amacıyla asetik asit buharı kullanılarak ince film buhar etkileşimleri UVgörünür spektroskopisiyle kaydedildi. EHO ince filmler çok tabakalı üretilerek PMMA tabakasının konumuna bağlı olarak sensör tepkileri ölçüldü. Bu sayede ince film ile gaz molekülleri arasında gerçekleştiği düşünülen farklı etkileşim aşamaları aydınlatılmaya çalışıldı. PMMA tabakasının farklı konumlarının tepki süresini, hızını ve şiddetini etkilediği görüldü. Teorik olarak varsayıldığı gibi gaz moleküllerinin öncelikle ince film yüzeyi ile etkileştikleri daha sonra filmin içerisine girerek difüzyon etkileşiminin gerçekleştiği deneysel sonuçlar ile kanıtlandı

Langmuir-Schaefer (LS) films of a free base porphyrin 5,10,15,20-tetrakis[3,4-bis(2-ethylhexyloxy)phenyl]-21H,23H-porphine (EHO) are used in conjunction with a poly(methyl methacrylate) PMMA molecule deposited as a various layer configuration thin films. EHO is the active sensing layer and PMMA is a barrier layer for gas molecules. PMMA molecules stick each other when they transferred on a solid substrate so they can stop vapor molecules before they reach to EHO layers. In order to investigate the gas sensing behaviors acetic acid was chosen for analyte vapor and UV-visible spectrometer was used for sensing system. The layer order of multilayered LS films was varied in order to investigate the sensing characteristics and vapor dynamics. It was observed that the place of PMMA layer effects the response time, speed and intensity. As it is expected from the theoretical studies, the interaction between thin film and vapor molecules starts from the surface of thin film and then vapor molecules starts to penetrate into film structure. The experimental results obtained from this study prove this dynamic diffusion effect between thin film and vapor molecules. Thus the interaction kinetics between thin film molecules and vapor molecules were demonstrated using the barrier layer affect