Koç Üniversitesi Yüzey Teknolojileri Araştırma Merkezi (KUYTAM)

Pek çok kimyasal, biyolojik ve fiziksel etkileşim malzemelerin yüzeyinde meydana gelmektedir. Bu nedenle, belirli uygulama alanlarında kullanılan malzeme ve cihazların yüzey özelliklerinin araştırılabileceği ve/veya değiştirilebileceği metodolojilerin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Hidrofobik, diğer bir deyişle su itici yüzeylerin geliştirilmesi buna iyi bir örnek olarak verilebilir. Özel amaçlar için üretilen belirli bir malzemeye uygulanacak en uygun hidrofobik yüzeyin geliştirilmesi, imalat yöntemlerinin yanı sıra kaplama malzemesinin doğru seçimi, olumsuz çevre koşullarında tutunum ve dayanıklılık gibi konularda kapsamlı araştırmalar gerektirmektedir. Benzer yüzey karakterizasyon ve modifikasyonları, yüzeyleri birkaç atomik katmandan mikron mertebelerine kadar farklı derinlik ölçeklerinde inceleme ve değiştirme becerisine sahip çok çeşitli cihazlar vasıtası ile gerçekleştirilmektedir. Yüzeylerin, malzeme ve cihazların işlevlerini kontrol etmedeki bu kilit rolünün anlaşılması ile birlikte, Koç Üniversitesi Yüzey Teknolojileri Araştırma Merkezi (KUYTAM), Türkiye’de yüzey bilimine odaklanan ilk araştırma merkezi olarak, Devlet Planlama Teşkilatı’nın (DPT) ve Koç Üniversitesi’nin desteği ile 2010 yılında kurulmuştur. Prof. Dr. İskender Yılgör, 2010-2013 yılları arasında KUYTAM’ın kurucu direktörü ve proje yürüyücüsü olarak görev yapmıştır. KUYTAM’ın şu anki yönetimi, merkez direktörü (Prof. Dr. Alphan Sennaroğlu), yardımcı direktörler (Doç. Dr. Alper Uzun ve Doç. Dr. Uğur Ünal) ve merkez koordinatöründen (Dr. M. Barış Yağcı) oluşmaktadır. Ayrıca KUYTAM, merkezin uzmanlık alanlarını kapsayan bilgi ve tecrübeye sahip beş doktoralı araştırmacıdan (Dr. Tuğçe Akkaş, Dr. Işınsu Baylam, Dr. Amir Motallebzadeh, Dr. Naeimeh Sadat Peighambardoust ve Dr. Gülsu Şimşek) oluşan bir araştırma ekibine sahiptir.

KUYTAM ekibi (Ocak 2019)

KUYTAM, 600 m² kapalı alan üzerine kurulmuş yedi tematik yüzey karakterizasyon laboratuvarından (Yüzey Analizleri Laboratuvarı, X-ışını Laboratuvarı, Spektroskopi Laboratuvarı, Ultra Hızlı Lazer Spektroskopi Laboratuvarı, Islak Kimya Laboratuvarı, Atomik Kuvvet Mikroskobu ve Nano-çizik Laboratuvarı ve Kaplama Laboratuvarı) oluşmaktadır. Mevcut altyapısı, taramalı elektron mikroskopları, Atomik kuvvet mikroskopları, X-ışını floresan spektrometresi, X-ışını difraktometreleri, X-ışını foto-emisyon spektrometresi, Raman mikroskobu, Ultra hızlı pompa-sonda lazer spektrometresi, FTIR spektrometresi ve Endüktif eşleşmiş plazma kütle spektrometresi gibi 30’dan fazla son teknoloji analiz cihazını içermektedir. Bu altyapı ile yüzeylerde, birkaç atomik katmandan mikron mertebelerine kadar farklı derinlik ölçeklerinde, yüksek hassasiyette ölçümler ve analizler yapılabilmektedir. Fizik, Kimya, Metalürji-Malzeme Mühendisliği ve Makine Mühendisliği gibi farklı uzmanlık alanlarından gelen tam zamanlı doktoralı araştırmacılarımız, Koç Üniversitesi araştırma gruplarının yanı sıra diğer kurumlardan gelen dış kullanıcılar için karakterizasyon ve uzman yorumu hizmetleri sunmaktadır. Uzmanlarımız ayrıca, kullanıcılar için cihaz eğitimlerini vermekte ve aynı zamanda dış fonlu kendi araştırma projelerini yürütmektedirler.

KUYTAM laboratuvarlarında bulunan iki adet taramalı elektron mikroskobu ve üç adet X-ışını difraktometresi malzeme karakterizyonları için yoğun olarak kullanılmaktadır.

Araştırmacılarımız tarafından yürütülen mevcut KUYTAM araştırma projeleri, aşağıda kısaca açıklandığı gibi, yüzey kimyası, yüzey fiziği ve yüzey mühendisliği gibi çeşitli alanları kapsamaktadır: KUYTAM, femtosaniye ve pikosaniye zaman ölçeklerinde, yüzey ve kitle kinetiğinin karakterizasyonunu sağlayan, iyi yapılandırılmış bir ultra hızlı lazer spektroskopi laboratuvarına sahiptir. Bunun yanı sıra, yüksek enerjili femtosaniye lazer ile çok çeşitli polimer, cam, seramik ve metal malzemelerin yüzeyinde mikro boyutta malzeme işleme yapılmaktadır.

KUYTAM Ultra Hızlı Lazer Spektroskopi Laboratuvarı, araştırmacılara optik karakterizasyon ve mikro boyutta imalat alanlarında geniş bir araştırma kabiliyeti sunmaktadır.

KUYTAM araştırmacıları tarafından sürdürülen bir diğer araştırma konusu, tıbbi implantlar için özgün, biyouyumlu, yüksek entropi alaşımlı yüzey kaplamalarının sentez ve karakterizasyonudur. Yeni bir metalik karışım kategorisi olan yüksek entropi alaşımları, pek çok üstün yapısal ve işlevsel özelliğe sahip yeni alaşımlar olarak ortaya çıkmış ve son zamanlarda büyük ilgi görmüştür. Üstün nitelikli kaplamaların bulunması amacı ile geliştirilen yeni teknoloji ve teoriler sayesinde KUYTAM bünyesinde çalışan araştırmacılar, biyomalzeme yüzeylerine alternatif olarak uygulanabilecek, biyouyumlu, dayanıklı ve düşük maliyetli yüksek entropi alaşımlı kaplamalar üzerinde çalışmaktadırlar.

KUYTAM’da karakterize edilen yüksek entropi alaşımlı filmin yüzey ve kesitinden alınan elektron mikroskobu görüntüleri.

KUYTAM’da ayrıca, kültürel miras eserlerinin yüzey karakterizasyon teknikleri kullanılarak incelenmesi de gerçekleştirilmektedir. Örneğin, Sabancı Üniversitesi Sakıp Sabancı Müzesi ile ortaklaşa yapılan yeni bir çalışmada, “Osman Hamdi Bey Tablolarının Bilimsel Analizi ve Muhafazası” başlıklı proje kapsamında, Osman Hamdi Bey’e ait altı adet tablonun ayrıntılı boya ve kanvas analizi sırasında KUYTAM altyapısından faydalanılmıştır. Buna ilaveten, KUYTAM ile Koç Üniversitesi Arkeoloji ve Sanat Tarihi Bölümü arasında halen devam eden, pek çok ortak çalışma bulunmaktadır. Bu çerçevede, üzeri mika ile süslü eski çağ seramikleri, Çin porselenleri, İznik çinileri, kırmızı yer boyaları, insan kemikleri, sediment örnekleri ve cam boncuklar gibi çok çeşitli malzemeler incelenmektedir. Ayrıca KUYTAM, Edirne, Bursa, Kütahya ve Konya’daki tarihi binalarda bulunan Erken Dönem İznik çinilerinin araştırılması için Ege Üniversitesi Fizik Bölümü ve Sorbonne Üniversitesi MONARIS Laboratuvarı (Fransa) ile uluslararası bir işbirliği içerisindedir.

Edirne, Selimiye Camii’nde bulunan İznik çinileri üzerinde yapılan yerinde, tahribatsız XRF analiz çalışması.

Özetle, KUYTAM yüzey bilimi araştırmalarını yürütmek için eksiksiz ve son teknoloji bir altyapı ile donatılmıştır. Merkez, diğer üniversitelerden, kamu kurumlarından ve sanayi şirketlerinden gelen tüm araştırmacılara açıktır. KUYTAM araştırmacıları, temel yüzey biliminin yanı sıra yenilikçi ürün geliştirmeye yönelik dış fonlu araştırma projelerine liderlik etmektedirler. Ayrıca, düzenli olarak çalıştaylar düzenlemekte ve hem akademik hem de endüstriyel grupları özgün yüzey analiz teknikleri konusunda ilgilendirmek amacıyla endüstriyel fuarlara katılmaktadırlar.   Prof. Dr. Alphan Sennaroğlu, İstanbul’da gerçekleştirilen PaintExpo Eurasia ve STT Show Eurasia 2017 fuarında, yüzey karakterizasyon teknikleri hakkında sunum yaparken.   Yazar, bu makalenin hazırlanmasındaki katkılarından dolayı Barış Yağcı, Gülsu Şimşek, Amir Motallebzadeh, Işınsu Baylam, Uğur Ünal ve Alper Uzun’a teşekkür eder.         Prof. Dr. Alphan Sennaroğlu Direktör  Koç Üniversitesi Yüzey Teknolojileri Araştırma Merkezi (KUYTAM)