Research Article

Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar

Volume: 9 Number: 2 March 16, 2026
TR EN

Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar

Abstract

Karbon nanotüplerin (KNT) polimer matris içindeki dağılımı ve arayüzey etkileşimleri, malzemenin atomik ve moleküler özelliklerini doğrudan etkiler. Bu amaçla ağırlıkça %1-%5 aralığındaki farklı KNT konsantrasyonlarına sahip polimer kompozitlerde meydana gelen van der Waals (vdW) etkileşimleri sayısal yöntemler ile incelenmiş olup Lennard-Jones potansiyeli ve Hamaker sabiti kullanılarak modellenmiştir. Bunun yanı sıra Python tabanlı simülasyon yardımıyla atomik ölçekte enerji dağılımları analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre nanotüp konsantrasyonu arttıkça vdW enerjisinin negatif yönde arttığını (daha güçlü etkileşim) ve polimer parçacık boyutunun küçüldüğü gözlenmiştir. Oluşturulan model, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisinden (YFT) elde edilen parametreler (ε = 0.0021 eV, σ = 0.34 nm) ile moleküler dinamik (MD) simülasyonlar yardımıyla desteklenmiştir. Elde edilen bulgular, KNT-polimer matris arayüzey etkileşimlerinin malzeme performansını optimize etmedeki kritik rolünü vurgulamaktadır. Özellikle %5 katkılı kompozitlerde vdW enerjisinin -28.91 eV seviyesine ulaştığı ve polimer parçacık boyutunda %5.1'lik bir küçülme gözlendiği belirlenmiştir. Bu sonuçlar, endüstriyel uygulamalar için yüksek performanslı kompozit malzemelerin tasarımına yol gösterici niteliktedir.

Keywords

References

  1. Ameen F., Atif M., Mahmood K., Yousuf UF. Qualitative and quantitative impact of filler on thermomechanical properties of epoxy composites. Polymers for Advanced Technologies 2021; 32: 2813–2828. https://doi.org/10.1002/pat.5304
  2. Anderson JA., Lorenz CD., Travesset A. General purpose molecular dynamics simulations fully ımplemented on graphics processing units. Journal of Computational Physics 2008; 227(10): 5342-5359. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2008.01.047.
  3. Atif M., Afzaal I., Naseer H., Abrar M., Bongiovanni R. Surface modification of carbon nanotubes: A tool to control electrochemical performance. ECS Journal of Solid State Science and Technology 2020; 9(4): 041009. https://doi.org/10.1149/2162-8777/ab8929
  4. Bayırlı M., Ilgaz A., Zeybek O. A study about the relationships between surface structures and electrical impedance characteristics in single-walled carbon nanotube/ polyester composites. Physica B:Condensed Matter 2024; 673: 415501. https://doi.org/10.1016/j.physb.2023.415501
  5. Bodaghi A., Vilardi AR., Hui JL. The effects of moisture absorption on the ınterfacial and mechanical properties of carbon nanotube/epoxy composites. Journal of Composite Materials 2020; 54(10): 1325-1338. https://doi.org/10.1177/0021998319883421
  6. Chen J., Liu B., Gao X., Xu D. A review of the interfacial characteristics of polymer nanocomposites containing carbon nanotubes. RSC Advances 2018; 8(49): 28048-28085. https://doi.org/10.1039/c8ra04205e
  7. Cheng ZQ., Liu H., Tan W. Advanced computational modelling of composite materials. Engineering Fracture Mechanics 2024; 305: 110120. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2024.110120
  8. Drathi MR., Ghosh A. Multiscale modeling of polymer-matrix composites. Computational Materials Science 2015; 99: 62-66. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2014.10.023

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Statistical Physics, Material Physics

Journal Section

Research Article

Publication Date

March 16, 2026

Submission Date

May 9, 2025

Acceptance Date

October 29, 2025

Published in Issue

Year 2026 Volume: 9 Number: 2

APA
Bayırlı, M., & Ilgaz, A. (2026). Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(2), 1078-1089. https://doi.org/10.47495/okufbed.1695855
AMA
1.Bayırlı M, Ilgaz A. Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar. Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno. 2026;9(2):1078-1089. doi:10.47495/okufbed.1695855
Chicago
Bayırlı, Mehmet, and Aykut Ilgaz. 2026. “Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van Der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 (2): 1078-89. https://doi.org/10.47495/okufbed.1695855.
EndNote
Bayırlı M, Ilgaz A (March 1, 2026) Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9 2 1078–1089.
IEEE
[1]M. Bayırlı and A. Ilgaz, “Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar”, Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno, vol. 9, no. 2, pp. 1078–1089, Mar. 2026, doi: 10.47495/okufbed.1695855.
ISNAD
Bayırlı, Mehmet - Ilgaz, Aykut. “Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van Der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 9/2 (March 1, 2026): 1078-1089. https://doi.org/10.47495/okufbed.1695855.
JAMA
1.Bayırlı M, Ilgaz A. Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar. Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno. 2026;9:1078–1089.
MLA
Bayırlı, Mehmet, and Aykut Ilgaz. “Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van Der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 9, no. 2, Mar. 2026, pp. 1078-89, doi:10.47495/okufbed.1695855.
Vancouver
1.Mehmet Bayırlı, Aykut Ilgaz. Karbon Nanotüp (KNT) Katkılı Polimer Kompozitlerde Van der Waals Etkileşimlerine Sayısal Yaklaşımlar. Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno. 2026 Mar. 1;9(2):1078-89. doi:10.47495/okufbed.1695855

23487


196541947019414

19433194341943519436 1960219721 197842261021238 23877

*This journal is an international refereed journal 

*Our journal does not charge any article processing fees over publication process.

* This journal is online publishes 5 issues per year (January, March, June, September, December)

*This journal published in Turkish and English as open access. 

19450 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.