13-14 Aralık 2013 - 19.Ulusal Sıvı Hal Sempozyumu

Transkript

Danışma Kurulu
Prof. Dr. Zehra AKDENİZ - Piri Reis Üniversitesi
Prof. Dr. A. Nihat BERKER - Sabancı Üniversitesi
Prof. Dr. Bedia ERİM BERKER - İstanbul Teknik Üniversitesi
Prof. Dr. Can Fuat DELALE - Işık Üniversitesi
Prof. Dr. Levent DEMİREL - Koç Üniversitesi
Prof. Dr. Gülay DERELİ - Yıldız Teknik Üniversitesi
Prof. Dr. Sondan Durukanoğlu - Sabancı Üniversitesi
Prof. Dr. Mustafa KESKİN - Erciyes Üniversitesi
Prof. Dr. Ş. Erol OKAN - Trakya Üniversitesi
Prof. Dr. Emin Özsoy - ODTÜ - Deniz Bilimleri Enstitüsü
Prof. Dr. Yani SKARLATOS - Boğaziçi Üniversitesi
Prof. Dr. Bilal TANATAR - Bilkent Üniversitesi
Prof. Dr. Hasan TATLIPINAR - Yıldız Teknik Üniversitesi
Prof. Dr. Mehmet TOMAK - Ortadoğu Teknik Üniversitesi
Prof. Dr. İskender YILGÖR - Koç Üniversitesi
Prof. Dr. Ersin YURTSEVER - Koç Üniversitesi
Düzenleme Kurulu
Prof. Dr. Zehra AKDENİZ - Piri Reis Üniversitesi
Yrd. Doç. Dr. Gülşen AKIN EVİNGÜR - Piri Reis Üniversitesi
Doç. Dr. Bayram DEMİR - İstanbul Üniversitesi
Yrd. Doç. Dr. Zeynep Çiçek ÖNEM - İstanbul Üniversitesi
Hanifi ARSLAN - Piri Reis Üniversitesi
PROGRAM
12:00 –13:00
13:00 –13:30
13:30-14:00
14.00 –14:30
14:30-14:45
14:45-15:00
15:00-15:30
15:30-16:00
16:00-16:20
16:20-16:40
17:00
13 ARALIK 2013 Cuma
Kayıt
Açılış Konuşmaları
Zehra Akdeniz
(Sıvı Hal Sempozyum Koordinatörü, Piri Reis
Üniversitesi)
Opening Talk on Ionic Liquids
Marcelle Gaune-Escard
(Aix-Marseille Université, Faculté
des
Sciences, France)
Petrol döküntülerinin deniz ekosistemi ve atık
sulardan uzaklaştırılması için tekrar kullanılabilir
kauçuk sorbenti üretimi ve uygulaması
Oğuz Okay
(İstanbul Teknik Üniversitesi)
Biyokirlenmeye Dirençli Nanomateryaller İle
Polimerik Düz Plaka Membranların Üretilmesi Ve
Membran Biyoreaktörlerde (Mbr) Uygulanması
Derya Y. Köseoğlu-İmer, İsmail Koyuncu
Perfloroalkil Ve Hidrokarbon Sıvı Zincir
Uzunluklarının Kopolimer Yüzeylerin Oleofobik
Davranışları Üzerine Etkisi
Elif Özen Cansoy, Uğur Cengiz
(Piri Reis Üniversitesi)
ARA
Piri
Reis’in
Dünya
Haritası’nın
500.
Yıldönümünde
(UNESCO,2013)
Piri
Reis,
Denizlerimiz ve Denizbilim Tarihi
Emin Özsoy
(ODTÜ-Deniz Bilimleri Enstitüsü)
Sıvı damla rezonatör temelli optofluidik
mikrolazerler
Alper Kiraz
(Koç Üniversitesi)
Bulk Liquid Structure Calculations of ZnSe
Sedat Şengül, Hülya Kes, Serap Şentürk Dalgıç
(Trakya Üniversitesi)
Aşırı Soğuk Atomik Gazlarda Lokalizasyon
Etkileri
Serpil Cıkıt, Serpil Sucu, Zehra Akdeniz
(Haliç Üniversitesi)
KOKTEYL
14 Aralık 2013 Cumartesi
10:30–11:00
11:00-11:30
11:30-12:00
12:00-12:20
12:30-14:00
14:00-14:20
14:20-14:35
14:35-14:50
14:50-15:05
15:05-15:20
15:20-15:35
15:35-15:50
15:50-16:05
16:05-16:15
16:15-16:25
16:30
A New Interatomic Potential For Cu-Ni Alloys And Its Applications:
Thermodynamical Properties Of Cu-Ni Alloys
Berk Onat, Sondan Durukanoğlu
Growth of Cu-Ni Nanostructures on Cu(111): A Molecular Dynamic
Study
Berk Onat, Sondan Durukanoğlu
(Sabancı Üniversitesi)
An upper-bound on the discontinuity at the nematic-smectic A
transition in octylcyanobiphenyl (8CB) liquid crytals: A highresolution birefirngence study
Haluk Özbek, Mehmet Can Çetinkaya, Sevtap Yildiz, Patricia
Losada-Pérez, Jan Leys, Jan Thoen
The Levantine Sea Coupled Modeling and Forecasting Experience
Emin Özsoy, Ali Aydoğdu, Hazem Nagy, Adil Sözer, Murat Gündüz
ÖĞLE YEMEĞİ
Modelling the Bosphorus Strait Hydrodynamics: Hydraulically
Controlled Turbulent Exchange Flows
Adil Sözer, Emin Özsoy
Application of Combined Hartree-Fock-Roothaan Theory to Evaluate
Wave Function of Water Molecule
B.A. Mamedov, I.M. Askerov, E. Çopuroglu, S.A. Aliyev
(Gaziosmanpaşa Üniversitesi)
Cu25x75 (X=Ni, Pd,Pt) İkili Düzensiz Alaşımlarının Termodinamik
Özellikleri: MD Simülasyonu İncelemesi
Ülkü Bayhan , Ç. Ş. Güçlü , S. Özdemir Kart
(Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi)
Performance Analysis Of Parallel Algorithms Used In Sımulatıons Of
(7,7) Metallic Single Wall Carbon Nanotubes
G.Dereli, Ö.Eyecioğlu, N.Vardar, B.Süngü Mısırlıoğlu, İ.Arı
(İstanbul Gelişim Üniversitesi)
ARA
PAAm- NIPA Copolymer: Drying, Swelling, and Elasticity with various
NIPA Contents
Gülşen Akın Evingür, Önder Pekcan
(Piri Reis Üniversitesi)
Chemical Short Range Order in Ni xTi1-x (x=0.50, 0.68) liquid alloys
Hülya Kes, Serap Şentürk Dalgıç
Tln X m (n  1, m  4) Nano Kümelerinin Denge Durum Yapıları
M. Çalışkan, D. Mavigöz, S. Şentürk Dalgıç
Part
I.
A
Cross-Linking
Of
Skin
Collagen
Hilal Özdemir, Selahattin Dinç, F. Gülay Acar
Part II. The Effect Of Fractional Lazers with 5-ALA and Riboflavin
Selahattin Dinç,Hilal Özdemir, F. Gülay Acar
KAPANIŞ
Opening Talk on Ionic Liquids
Marcelle Gaune-ESCARD
(Aix-Marseille Université, Faculté des Sciences, France)
Petrol döküntülerinin deniz ekosistemi ve atık
sulardan uzaklaştırılması için tekra-kullanılabilir
kauçuk sorbenti üretimi ve uygulaması
Oğuz OKAY
İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya Bölümü,
Polimerik Jeller Araştırma Laboratuvarı, Maslak 34469 Istanbul
[email protected]
Tanker ve kargo gemilerinin yol açtığı kazalar sonucu büyük hacımlarda petrol
denize akmakta olup, kaza riski özellikle yoğun deniz trafiğinin yaşandığı dar
boğazlarda artmaktadır. Akdeniz ile Karadeniz arasında bağlantı sağlayan tek
deniz ulaşım yolu olan Türk Boğazlar Sistemi, Süveyş Kanalının üç misli yoğun
bir deniz trafiği altındadır. Bu nedenle, denize dökülen petrol ve petrol
ürünlerinin uzaklaştırılması yurdumuz için ciddi bir problemdir. Sulardan petrol
döküntülerinin uzaklaştırılmasında mevcut teknikler arasında en etkini
sorbentlerin kullanılmasıdır.
Ancak mevcut ticari sorbentler tekrar
kullanılamamakta, dolayısıyla kendileride bir atık oluşturmaktadır. İTÜ
Polimerik Jeller Araştırma Laboratuvarımızda, yeni ve tekrar kullanılabilir bir
petrol sorbenti çeşitli kauçukların organik çözücülerdeki donmuş çözeltilerinden
kriyojelleşme tekniği uygulanarak elde edilmiş ve ham petrol, petrol ürünleri, ve
1-5
bitkisel yağlar için emme kapasiteleri tayin edilmiştir.
Kauçuk sorbentin tüm
bu kirleticileri etkin bir şekilde sulardan uzaklaştırdığı ve kapasitelerinin ticari
sorbentlere göre çok yüksek olduğu saptanmıştır. Kauçuk sorbenti sıkıştırarak
emdiği kirleticiyi geri vermekte ve bu şekilde tekrar kullanılabilmektedir.
Kauçuk sorbenti ayrıca asenaften ve piren gibi PAH’ları da etkin bir şekilde deniz
sularından uzaklaştırmakta olup uzun süreli olarak denizlerdeki PAH seviyelerini
izlemek amacıyla pasif örnekleyici olarak kullanılabileceği de saptanmıştır. Bu
konuşmada, laboratuvarımızda petrol sorbenti konusunda yapılan ve halen
devam eden çalışmalar sunulacaktır.
1. O. Okay, D. Ceylan, T. C. Patent, TR20070001790(2007)
2. O. Okay, I. Karakutuk, D. Ceylan, O.S. Okay, T. C. Patent, TR200909456 (2009)
3. D. Ceylan, O. Okay, Macromolecules 40, 8742 (2007)
4. D. Ceylan, S. Dogu, B.Karacik, SD. Yakan, OS. Okay, O. Okay, Environ. Sci.
Technol. 43, 3846 (2009)
5. I. Karakutuk, O. Okay, React. Funct. Polym. 70, 585 (2010)
Biyokirlenmeye Dirençli Nanomateryaller ile
Polimerik Düz Plaka Membranlarin Üretilmesi ve
Membran Biyoreaktörlerde (Mbr) Uygulanması*
a,b
a
a,b
Derya Y. KÖSEOĞLU-İMER ve İsmail KOYUNCU
İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, İstanbul Teknik Üniversitesi 34469,
Maslak, İstanbul, Türkiye
b
Ulusal Membran Teknolojileri Araştırma Merkezi (MEMTEK), İstanbul Teknik
Üniversitesi 34469, Maslak, İstanbul, Türkiye
*
e-mail address: [email protected], [email protected]
Membran biyoreaktör sistemleri (MBR), evsel ve endüstriyel atıksuların
arıtımında yaygın olarak kullanılan, aktif çamur sistemi ile biyolojik
parçalanmanın, membran filtrasyonu ile katı-sıvı ayırımının gerçekleştirildiği
kombine arıtma sistemleridir. Son yıllarda, MBR sistemleri, klasik biyolojik arıtım
sistemlerine alternatif oluşturmaktadır. Bunun yanında gelişen teknoloji ile yeni
reaktör tasarımları da geliştirilmekte ve atıksu arıtımında başarıyla
uygulanabilmektedir. Membran biyoreaktör teknolojisinin klasik arıtma
sistemlerine göre birçok avantajı vardır. Alan ihtiyacının az olması, yüksek çıkış
suyu kalitesi (dolayısıyla bazı durumlarda dezenfeksiyona ihtiyaç duyulmaması),
yüksek hacimsel ve farklı organik yüklemelere izin vermesi, çamur üretiminin az
olması ve çöktürme tankına ihtiyaç duyulmaması en önemli avantajlarıdır. Bu
sistemlerin en büyük dezavantajı ise membran kirlenmesi problemidir. Membran
kirlenmesi, çözünmüş ve partiküler maddelerin membran yüzeyinde ve içinde
birikmesi dolayısıyla membran performansının düşmesi ve filtrasyon zamanının
artmasıdır. MBR sistemlerindeki biyolojik materyallerin çok farklı ve değişken
özelliğe sahip olması nedeniyle kirlenme problemi bu sistemlerde oldukça
karmaşıktır. Son 20 yılda, literatürde bu konu ile ilgili birçok çalışma yapılmış
olmasına rağmen, değişken sayısının farklılığı nedeniyle membran kirlenmesini
önleyecek bir yaklaşım henüz tam olarak belirlenememiştir.
Membran, maddeleri seçici olarak ayıran ince bir bariyerdir. Membranlar çeşitli
organik (polimerler) ve inorganik maddelerden (karbon, zeolit) üretilebilirler.
Günümüzde ticari membranların çoğu polimerlerden yapılmaktadır. En yaygın
kullanılan polimerlerden bazıları Tablo 1’de listelenmiştir. Bir membranın
özellikleri membranın malzemesi ve yapısıyla kontrol edilebilir. İyi ayırım yapan
bir membranın genellikle aşağıdaki özelliklere sahip olması istenir;
1) Yüksek akı
2) Yüksek seçicilik
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Yüksek mekanik dayanıklılık
Kirlenmeye karşı dirençli
Sıcaklık değişimlerine dayanıklı
Yeniden ve kolay üretilebilen
Düşük üretim maliyetli
Yüksek yüzey alanlı modüllerin içine paketlenebilme.
Tablo 1: Membran Yapımında Kullanılan Polimerik Maddeler Ve
Kullanıldıkları Membran Prosesler [1]
Polimerik materyal
Membran prosesi
Selüloz nitrat (SN)
MF
Selüloz asetat (SA)
GA, TO, D, UF, MF
Poliamid (PA)
TO, NF, D, UF, MF
Polisülfon (PS)
GA, UF, MF
Polietersülfon (PES)
UF, MF
Polikarbonat (PC)
GA, D, UF, MF
Polieterimid (PEI)
UF, MF
Poliimid (PI)
GA
Polivinildenflorid (PVDF)
UF, MF
Politetrafloretilen (PTFE)
MF
Polipropilen (PP)
MF
Poliakrilonitril (PAN)
D, UF, MF
Polivinilalkol (PVA)
PV
Polidimetilsilikon (PMS)
PV, GA
MF: Mikrofiltrasyon, UF: Ultrafiltrasyon, NF: Nanofiltrasyon, TO: Ters osmoz, D:
Dializ, GA: Gaz ayırımı, PV: Pervaporasyon
Son yıllarda, mevcut durumdaki ticari membran materyallerinden çok daha
yüksek geçirgenliğe ve tutunuma sahip özgün polimerler kullanarak laboratuvar
ölçeğinde membran üretiminde kayda değer ilerlemeler kaydedilmiştir. Fakat, bu
özgün membran üretiminin sadece çok küçük bir kısmı ticari ve endüstriyel
ölçeğe taşınabilmiştir. Yeni membran materyallerinin ticari ölçeğe oldukça yavaş
adaptasyonunun sebebi, yukarıda listelenen membranların taşıması gereken
özelliklerin, hepsinin ticari ölçeğe geçme aşamasında sağlanamamasıdır.
Özellikle mekanik mukavemet, termal stabilite ve kimyasal direnç, membran
malzemesinin pratik kullanımını için dikkate alınması gereken özelliklerdir.
Gözenekli membranlar genellikle daldırma-çöktürme (immersion-precipitation)
yöntemiyle üretilirler. Membran çözeltisi, polimer ve solvent içeren ikili bir
çözeltiden yapılmaktadır. Bu çözelti solvent olmayan bir sıvının içine
daldırıldığında gözenekli veya gözeneksiz üst tabakalı asimetrik bir yapı oluşur.
Daldırma-çöktürme işleminde, evre dönüşümü solventin buharlaşması ve/veya
solvent/nonsolvent değişimi ile gerçekleşir. Tipik olarak, daldırma-çöktürme
işleminde membran oluşumu birkaç saniye gibi çok kısa bir zaman ölçeği içinde
gerçekleşir. Daldırma-çöktürme işlemindeki termodinamik ve kinetik
değişkenlerin kontrol edilmesiyle farklı membran yapıları elde edilir. Karışık
termodinamik ve kinetik süreçlerin modellemesinde ilerlemeler kaydedilmiştir.
Fakat bu modellerin öngörü yetenekleri sınırlıdır ve bu nedenle daldırmaçöktürme ile yapılan membranların optimizasyonu hala öncelikli olarak ampirik
protokollere dayanmaktadır. Daldırma-çöktürme yöntemi ile üretilen ticari
membranların çoğu polimer, solvent, nonsolvent ve/veya katkı maddeleri içeren
çok-bileşenli çözeltilerinden oluşur. Birçok durumda, döküm çözeltisine
nonsolventlerin (alkoller, karboksilik asitler, yüzey aktif maddeler vb.), inorganik
tuzların (LiN03, LiCl vb.) veya polimerlerin (polivinilpirolidon, polietilen glikol
vb.) eklenmesiyle gözeniklilik, gözenek boyutu ve üst tabakanın kalınlığı
değiştirilebilir. Yüksek performanslı membranların geliştirilmesi, uygun
membran malzemesinin seçimi ve bu malzemenin istenilen membran yapısını
oluşturmasının sağlanmasıyla gerçekleşir. Bununla birlikte, çoğu zaman
membran performansını arttırmak için membran malzemesinin veya yapısının
değiştirilmesi gerekmektedir. Genel olarak, modifiye edilen membranların
modifikasyonlarındaki amaçlar şunlardır : (i) akı ve/veya seçiciliğin arttırılması ve
(ii) kimyasal direncinin (solvent direnci, şişme veya kirlenme direnci)
arttırılması.
Polimerik membran üretiminde nanoparçacık kullanımı son yıllarda özellikle
akının iyileştirilmesi ve tıkanmanın önlenmesi konularında oldukça önem
kazanmıştır. Polimerik membran sentezi sırasında boyutları 4-100 nm arasında
değişen nanoparçacık ve nanotüp ekleme girişimlerinin başarılı olduğu
literatürdeki birçok çalışmada belirtilmektedir. Bu nanomateryallerin tıkanmanın
azalmasında, süzüntü suyu karakterinin iyileşmesinde ve akının artmasında çok
önemli rol oynadıkları bildirilmiştir. Titanyum, alumina, silika, gümüş, zeolit,
demir ve karbon nanotüp gibi nano materyaller en çok tercih edilen
malzemelerdir. Literatürde membranlarda kirlenmeyi önlemek amacıyla en çok
kullanılan nanomateryallerin özellikleri aşağıda sıralanmıştır [2].
Gümüş (nAg): Gümüş kimya, gıda ve tekstil sanayisinde antibakteriyel ürün
olarak birçok alanda kullanılmaktadır. Bu antibakteriyel etki, gümüşün bakteriyel
proteinin yapısında bulunan thiol grupları ile reaksiyona girerek elektron taşıma
zincirine ve DNA’nın yapısına zarar vermesinden kaynaklanmaktadır. Aynı
şekilde virüslerin yapısına da zarar verirler. Gümüş nanoparçacıklar, selüloz
asetat, poliimid, poliamid gibi membranlar ile birlikte laboratuar ölçeğinde
üretilmiştir. Membranın polimer matrisinin yapısına katılarak membrana anti
bakteriyel özellik kazandırdığı belirtilmiştir. Fakat gümüşün membran
yapısındaki mekanizması tam olarak belirlenememiştir. Özellikle, uzun süreli ve
gerçek çamur ortamında performans çalışmaları henüz yapılmamıştır [2].
Alüminyum oksit (Al2O3): Al2O3nanoparçacıklarının stabilitesi yüksek olduğu için
membranların mekanik yapısını güçlendirirler. Maliyetinin düşük olması, toksik
olmaması, yüksek aşındırma özelliği ve kimyasal temizleme sırasındaki
indirgenme-yükseltgenme reaksiyonlarına karşı direncinin yüksek olması en
büyük avantajlarındandır [3].
Titanyum (Ti): Genellikle membran hazırlama aşamasında TiO2 formu kullanılır.
Sahip olduğu fotokatalitik etki nedeniyle organik kimyasalları parçalar ve
bakterileri öldürürler. Bunun yanında membranların hidrofilik özelliklerini
arttırırlar. Membranların dayanıklılığını azaltan aşırı boşluklu yapının
oluşumunu önlerler [2].
Silika (SiO2): Kimyasal ve termal olarak oldukça stabil inorganik
nanomateryallerdir. Yüksek yüzey alanına ve sulu çözeltide homojen dağılıma
sahiptir. Çevresel olarak inert bir maddedir. Membran üretiminde kullanılması,
organik-inorganik kompozit membran oluşumunu sağlar. Boyutları genellikle 2050 nm aralığındadır. Polimerik zincirlerin serbest hareketini sınırladığı için
membranların gerilme dirençlerini arttırırlar. Diğer nanomateryallere benzer
şekilde membranların boşluk oranını ve hidrofilikliğini arttırırlar. Özellikle yağlı
atıksuların arıtımında kirlenme açısından yüksek performans göstermişlerdir [2].
Karbonnanotüp (CNT): CNT’ler ilk olarak 1991 yılında Lijima [4] tarafından
keşfedilmiş ve kısa sürede kullanım alanı artmıştır. CNT her iki ucu kapalı tüp
şeklindedir ve çok değişik boyutlara sahiptir. Tek katlı CNT’ler (SWCNTs) tek bir
graphene yapısına, çok katmanlı CNT’ler birden fazla graphene yapısına sahiptir.
Polimerik membran üretiminde kullanımlarından önce mutlaka uygun solventler
ile aktifleştirilmeleri gerekir. Bu konuyla ilgili çok fazla çalışma olmamasına
rağmen özellikle protein kirlenmesini önleme de avantaj sağladığı belirtilmiştir
[5].
Nanoparçacık kullanımının temel amacı genellikle akının arttırılması ile birlikte,
tıkanmanın hafifletilmesidir. Nanoparçacıkların etkili olabileceği iki tıkanma türü
vardır: organik çözünmüş madde kaynaklı tıkanma ve biyolojik materyal kaynaklı
tıkanma. İkincisinin giderilmesi genellikle literatürde titanyum ve gümüş
kullanılarak yapılmıştır. Reaktör şartlarından bağımsız olarak, membran
malzemesinin özelliklerini nanoteknolojik materyaller ile modifiye etmek,
membran kirlenmesini önlemek ve etkisini azaltabilmek için uygun bir yöntem
olarak literatürde yer almaya başlamıştır. Biyolojik materyalin (SMP veya EPS)
üretimini azaltacak şekilde giriş atıksuyunun özelliğini değiştirmek veya çamur
yaşı gibi işletme parametrelerini değiştirmek kirlenmeyi önlemede kalıcı
çözümler
üretmemektedir. Kirlenmenin meydana geldiği
membran
malzemesinin kirlenmeye karşı dayanıklılıklarının arttırılması uygulamada daha
pratik bir çözüm sağlamaktadır.
*Bu
çalışma
TUBİTAK-ÇAYDAG
111Y095
nolu
proje
kapsamında
gerçekleştirilmiştir.
Referanslar
[1] I. Pinnau and B. D. Freeman, Formation and Modification of Polymeric
Membranes: Overview, In Membrane Formation and Modification, ACS
Symposium Series, American Chemical Society, Washington, DC, 1999
[2] Ng, L. Y., Mohammad, A. W., Leo, C. P., Hilal, N., Polymeric membranes
incorporated with metal/metal oxide nanoparticles: A comprehensive review,
Desalination xxx, xxx–xxx (2010).
[3] Wang, X. M., Li, X. Y., Shih, K., In situ embedment and growth of anhydrous
and hydrated aluminum oxide particles on polyvinylidene fluoride (PVDF)
membranes, Journal of Membrane Science, 368, 134–143 (2011).
[4] Lijima, S., Helical microtubules of graphitic carbon, Nature, 354, 56-58, 1991.
[5] Qiu, S., Wu, L., Pan, X., Zhang, L., Chen, H., Gao, C., Preparation and
properties of functionalized carbon nanotube/PSF blend ultrafiltration
membranes, Journal of Membrane Science 342, 165–172 (2009).
Perfloroalkil Ve Hidrokarbon Sivi Zincir
Uzunluklarinin Kopolimer Yüzeylerin Oleofobik
Davranışları Üzerine Etkisi
C. Elif ÖZEN CANSOYa ve Uğur CENGİZ b
a
Piri Reis Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Birimi, İstanbul, Türkiye
[email protected]
b
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği
Bölümü, Çanakkale, Türkiye
[email protected]
Yüzeylerin ıslanabilirliklerinin kontrolü endüstriyel birçok uygulama için
oldukça önemlidir ve son yıllarda ilgi çeken araştırma konuları arasında yer
almaktadır. Katı bir yüzeyin ıslanabilirliği direkt yöntemlerle ölçülememekte ve
indirekt olarak denge, ilerleyen ve gerileyen temas açılarının ölçülmesiyle
karakterize edilmektedir. İdeal yani düz yüzeylerde ölçülen denge, ilerleyen ve
gerileyen temas açıları birbirine eşittir. Yüzeyin kimyasal olarak heterojen veya
pürüzlü olması ölçülen temas açılarının birbirinden farklı çıkmasına neden
olmaktadır ve ilerleyen ve gerileyen temas açıları arasındaki fark “temas açısı
karmaşası” olarak adlandırılmaktadır. Temas açısı karmaşası yüzeyin kimyasal
heterojenliğinin ve pürüzlülüğünün bir ölçüsüdür 1. Düşük yüzey gerilimine sahip
sıvılara (örneğin yağ damlaları; oktan, dekan vs) karşı itici özellik gösteren
yüzeyler “süperoleofobik” olarak adlandırılırlar. Süperoleofobik yüzeyler üzerinde
yağ damlaları 150° ve daha yüksek temas açısı değeri verirler, bu tip yüzeylerin
temas açısı karmaşası değerleri de oldukça küçüktür. Süperoleofobik yüzeylerin
sentezi düşük yüzey gerilimli sıvılarla katı yüzey arasında adezyon kuvvetli
2-4
olacağından oldukça zordur .
Bu çalışmada, hidrokarbon sıvı zincir uzunluğu ve ayrıca perfloro alkil
içeriği ile yüzeylerin oleofobiklikleri arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu amaçla
kütlece farklı %’lerde perfloroetil alkil metakrilat (Zonyl-TM) içeren perfloroetil
alkil metakrilat-metil metakrilat p(Zonyl-TM-ran-MMA) kopolimerleri
sentezlenmiş ve bu yüzeyler üzerinde oktan, dekan, tetradekan ve hekzadekan
gibi farklı zincir uzunluklarına sahip hidrokarbon sıvılarının temas açısı
ölçümleri yapılmıştır. p(Zonyl-TM-ran-MMA) kopolimerlerinin hidrokarbon
sıvıları tarafından ıslatılabilirliklerinin kopolimer bileşimindeki perfloroetil alkil
metakrilat miktarına oldukça bağlı olduğu bulunmuştur. Ayrıca, temas açısı
ölçümünde kullanılan hidrokarbon sıvılarının zincir uzunluklarındaki artışın
kopolimer yüzeylerde ölçülen temas açısı değerlerini arttırdığı bulunmuştur.
Düşük zincir uzunluğundaki sıvılar (örneğin oktan ve dekan), kopolimer yüzeyler
üzerinde kuvvetli adezyon gösterdikleri için temas açısı değerleri de küçüktür.
Yüzeylerde hesaplanan temas açısı karmaşası değerlerinin sıvı zincir uzunluğu ve
ayrıca kopolimerin kütlece perfloroetil alkil metakrilat içeriğine bağlı olarak
değiştiği de ayrıca bulunmuştur5.
Referanslar
1. H.Y. Erbil, Surface Chemistry of Solid and Liquid Interfaces, Blackwell
Publishing, Oxford, UK, 2006.
2. A. Tuteja, W. Choi, M. Ma, J.M. Mabry, S.A. Mazzella, G.C. Rutledge,
G.H. McKinley, R.E. Cohen, Designing superoleophobic surfaces, Science
318 (2007), 1618–1622.
3. M. Nicolas, F. Guittard, S. Geribaldi, Synthesis of stable super water and
oil repellent polythiophene films, Angew. Chem. Int. Ed. 45 (2006) 2251–
2254.
4. U. Cengiz, M.Z. Avci, H.Y. Erbil, S.A. Sarac, Superhydrophobic
terpolymer nanofibers containing perfluoroethyl alkyl methacrylate by
electrospinning, Appl. Surf. Sci. 258 (2012) 5815–5821.
5. C.E. Cansoy, U. Cengiz, The effect of perfluoroalkyl and hydrocarbon
liquid chain lengths on oleophobic behaviors of copolymer surfaces, Coll.
Surf. A: Phys. And Eng. Asp. 441 (2014) 695-700.
Piri Reis’in Dünya Haritası’nın
500. Yıldönümünde (UNESCO, 2013)
Piri Reis, Denizlerimiz ve Denizbilim Tarihi
Emin ÖZSOY*
Institute of Marine Sciences, Middle East Technical University, Mersin, Turkey
*
e-mail address: [email protected]
Özet. UNESCO tarafından kutlama ve anma yılı olarak tanınan Piri
Reis’in Dünya Haritası’nın 500. yıldönümünde, bölgemizde denizin
kullanımı ve denizbilimin öncüleri ve tarihçesi tanıtılmakta, tarihten
geleceğe uzanan perspektifte ele alınmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Piri Reis, Marsili, Akdeniz, Karadeniz, denizbilim
ESKİ DÜNYA DENİZLERİ VE ORTA ÇAĞ’DA BİLİM
Eski dünya uygarlıkları Akdeniz, Marmara Denizi, Karadeniz ve Hazar Denizi’ni
içeren ara bölgede gelişmiştir. Avrupa, Asya ve Afrika kıtaları ile Atlas ve Hint
Okyanusları arasındaki deniz ve kara iklimlerinin bütününe sahip bu bölgeye
‘Eski Dünya Denizleri’ bölgesi demek uygun düşmektedir.
Nüfusu artan eski dünyada yeni doğal kaynaklara ve ticaret olanaklarına
kavuşmak için yapılan seyahat ve fetihler, Okyanus’un keşfine yol açmıştır. Haçlı
seferlerinden beri kültürel ve maddi zenginliği ilgi çeken doğu dünyası
hakkındaki bilgiler Hristiyan Avrupa’da rağbet bulmuş, 13. yüzyılda Marco
Polo’nun uzak doğu’ya seyahati bu ilgiyi artırmıştır. 1453’te İstanbul’un fethi
batıdaki toplumlara büyük etki yapmış, ve İpek Yolu ticaretini kontrol eden
Osmanlı’yı atlayarak Asya’ya ulaşmak için alternatif deniz yolları aranmıştır. Hint
ülkesini arayan Kristof Kolomb (Cristoforo Colombo) 1492’de Amerika’ya
ulaşmıştır. Bundan önce 1474’te Sakız Adası’na yaptığı seferde ve diğerlerinde
Akdeniz’in rüzgar ve akıntı sistemleri üzerinde deneyim kazanmıştır.
Orta Çağ’ın en güçlü devleti olan Osmanlı Devleti (Seydi, 2007), İpek Yolu’nun
kontrolü için deniz hakimiyetinin taşıdığı önemi kavramıştır. 15. Yüzyıldan
itibaren ortaya çıkan Isolario‘larda (ada kitapları), Akdeniz yolculuklarında
derlenen, adalar, kale ve şehirlerle, uzaklıklarla ilgili bilgiler, haritalar, halk
kıyafetleri ve adetlerinin resimleri bulunur (Harley ve Woodward, 1987) ve
seyahatler çoğunlukla İstanbul’da sonlanırdı. 15. Yüzyılda hristiyan Avrupa’da
Roma ve Doğu Roma (Bizans) eski topraklarına duyulan ilgi, 16 ve 17’nci
yüzyıllarda ise Osmanlı ile Venedik Cumhuriyeti ve Habsburg İmparatorluğu
arasındaki siyasi ve ticari rekabet, bu literatürün artışını açıklamaktadır. Orta
çağdaki üstün güce rağmen kitap basımında geç kalan Osmanlı İmparatorluğu
hakkında, Avrupa’da 15. ve 17. Yüzyıllar arasında basılan kitap sayısı, o tarihlerde
yeni keşfedilen Amerika hakkındaki kitaplardan iki misli daha fazladır
(Atkinsons, 1935).
Yazımından bir yüzyıl sonra basılan Isolario’da Gilles (1561), 5. Yüzyılda yaşamış
Byzantion’lu Dionysios’un Anaplous Bosporou adlı eserine dayanarak, İstanbul
Boğazı’nın tarihin yükünden etkilenmemiş, dokunulmamış doğal güzelliğine
dikkat çekmiştir. Karadeniz’den güneye doğru olan yüzey akıntısının Sarayburnu
(Byzantion) çıkıntısına çarpıp İstanbul Halici‘ne (Keras) girmesi ile Palamut
sürülerinin de burada kolaylıkla avlandığı belirtilmiştir, ki bunun tarihsel olarak
bölgeye zenginlik katan balık ticaretinin önemli bir kaynağı olduğu bilinmektedir
(Bursa, 2010; Tekin, 2010). Tarif edilen Beşiktaş güneyindeki akıntı çevrimi
dışında, Çengelköy, Bebek-Akıntıburnu (Şeytan akıntısı), Yeniköy, Beykoz,
Umuryeri ve Büyükdere gibi koylarda oluşan çevrimler ve ters akıntılar ile
daralma bölgelerinde oluşan hızlı akımlar bugün de gemi kazalarının başlıca
nedenlerindendir. Aynı kaynaklarda anlatılan İstanbul Boğazı’nda derindeki ters
yönlü akıntılar ise, balıkçıların deneyimleriyle aslında çok önceden bilinmektedir
ve 6. Yüzyılda Procopius tarafından kaydedilmiştir (Gill, 1982; Deacon, 1982;
Korfmann and Neumann, 1993).
PİRİ REİS (1465–1554)
Piri Reis (1465–1554), Osmanlı İmparatorluğu’nun altın çağında, Akdeniz’den
Hint Okyanusu’na ulaşan deniz gücüne ve bilgi dağarcığına önemli katkılarda
bulunan büyük denizcilerden biri olmasına rağmen, ileri yaşında Kahire’de
hapsedilmiş ve boynu vurulmuştur. Kolomb’un Amerika haritası ile bilgi
parçalarını birleştirerek elde etmeyi başardığı ve sadece batı yarısı günümüze
ulaşmış olan 1513 tarihli meşhur dünya haritası, Amerika, Grönland ve Antarktika
dahil o tarihte bilinen kara ve denizlerini hayret uyandırıcı bir doğrulukla
gösterir. Piri Reis’in meşhur haritasının yanı sıra Akdeniz ve Karadeniz (Eski
Dünya Denizleri) ile kuzey Avrupa denizlerini gösteren haritası modern bir
atlastan çıkmış gibidir (Şekil 1). 1521’da yazdığı ve 1524’te Sultan Süleyman’a
hediye ettiği Kitab-ı Bahriye, batıdaki Isolario geleneğinde olduğu gibi, pek çok
liman ada vs. için ayrıntılı coğrafi bilgileri ve toplam 290 adet haritayı içerir;
akıntı ve dalgalar, sığlık ve geçitler, demir alanları ve yıldızlarla seyir yöntemleri
hakkında batıdaki benzerlerinden belki de daha ayrıntılı bilgiler verir, ayrıca
Kolomb ve Vasco de Gama’nın keşiflerine de atıfta bulunur.
Şekil 1. Piri Reis’in Eski Dünya Denizleri bölgesi haritası.
Piri Reis’in Kitab-ı Bahriye’sinde göze çarpan en şaşırtıcı gerçek ise, gelgit
devirlerinin ayın hareketlerine bağlı olduğu gerçeğini gözlemleyerek kaydetmiş
olmasıdır (Ülkekul, 2009). Ayın birinci periyodunda gelgit akıntılarının artarak
ikincisinde azaldıkları Tunus’ta Gabes Körfezi, Cerbe adasında yapmış olduğu
gözlemleri arasındadır (Zaimeche, 2002; Ülkekul, 2009). Bugünkü bilgiler,
Akdeniz’in tümünde gelgitlerin en fazla 40-50 cm genlikte olmasına karşın,
Gabes Körfezi’nde, özellikle Cerbe adası yakınında, tüm Akdeniz’deki en büyük
su seviyesi değişimi olan 2 metre genliğe ulaştığını göstermiştir (Şekil 2). Burada,
yerel bir rezonans sonucunda, 6 saatlik (ebb / flood) gelgit döngüsü ve gelgit
eşitsizliği de denilen (spring / neap) gelgitleri daha büyük genliğe sahip olduğu
için kolay gözlemlenebilmektedir (Sammari ve diğ., 2006).
Piri Reis’ten çok sonra yaşayan Galileo Galilei (1564-1642), 1616’da ayın etkisinin
anılmadığı dünya merkezli bir gelgit teorisi ortaya koymuştur. Galileo, çağdaşı
Kepler’in (1571-1630) gelgitlere ayın neden olduğu yönündeki görüşünü yararsız
bularak reddetmiştir. Gelgitlerin dünya ve ayın birlikte yarattıkları yerçekimi
etkileri ile oluştuğu, çok sonra, 1778’de Pierre-Simon Laplace (1749-1827)
tarafından geliştirilen kuramla açıklanabilmiştir.
Şekil 2. Sicilya Boğazı ve Gabes Körfezi’nde M2 gelgiti harmonik genlikleri (5 cm
aralıkla, noktalı çizgiler) ve UT referanslı faz aralıkları (derece, kesik çizgiler).
(Sammari ve diğ., 2006).
LUIGI FERDINANDO MARSILI (1658-1730)
Bugünkü anlamıyla oşinografi veya deniz-biliminin temeli, genç bir bilimci olarak
Venedik elçisiyle birlikte İstanbul’a gelen Luigi Ferdinando Marsili tarafından
1679-1680 yıllarında, İstanbul Boğazı’nda atılmıştır. Marsili (1681), Galileo’nun
mirası olan ‘bilimsel yöntemi’ ilk kez kullanarak ‘denizin ölçülebilirliğini”
kanıtlamış, geminin yolu üzerinde ve İstanbul Boğazı’nda yoğunluk, akıntı
ölçümleri ve daha sonra Roma’da gerçekleştirdiği deneyle, boğaz akımlarının
fiziksel nedenlerini açıklamayı başarmıştır. İstanbul Boğazı’nda alt ve üst
tabakalarda ters yönlerde olan iki tabakalı akım Marsili tarafından kanıtlandıktan
tam üç yüzyıl sonra bilimsel literatürde yerini bulabilmiş, geçen yüzyılın başında
Möller (1928) tarafından yapılan ölçümlerle gösterilmiştir. Öte yandan ülkemizde
önceki yıllarda yapılan araştırmalar yetersiz kaldığı için deniz-bilim
araştırmalarının başladığı 1980’lere kadar konuya şüpheyle yaklaşılmış, son yarım
yüzyılda gözlemler ve model sonuçları ile kanıtlanmıştır (Ünlüata ve diğ., 1990;
Özsoy et al., 2001; Sözer, 2013).
DENİZ-BİLİM VE UYGARLIK
Roma İmparatorluğu’nun Akdeniz için kullandığı ‘Mare Nostrum’ (bizim
denizimiz) iddiası, Roma’nın mirasçısı olduğunu iddia eden İtalyan faşizmince
kullanılmak istenmiştir. Osmanlı İmparatorluğu, altın çağında Akdeniz’i bir ‘Türk
gölü’ olarak sahiplenmiştir. Günümüzde ise çevresinde yaşayan bütün halkların
ortak mirası olan Akdeniz medeniyeti (ör. Braudel, 1996), eski dünya kültürünün
bütünleyici bir parçasıdır. Önceki uygarlıkları özümseyerek, “Akdeniz’e bir kısrak
başı gibi uzanan” ülkemizin ve çevre denizlerimizin değerini bilebilmemiz için,
ortak medeniyetin ve bilimin içindeki yerimizin gösterilmesi ve toplumca
algılanması gerekir.
Oysa, Montreaux, Barcelona ve Bükreş Sözleşmelerine aykırı Kanal İstanbul
çılgınlığı ile kendi denizlerimizi ve çevre güvenliğini bu kadar rahat elden çıkarır,
kendi denizlerimize ilgi gösterilmediği için ülkenin gereksinimi olan deniz-bilim
strateji ve politikasını, deniz yönetişimini oluşturamazken, üstelik bir de son
zamanlarda pompalanan Antarktika macerasına kapılmanın haklarımızı
savunmayı daha da zorlaştıracağı öngörülebilir. Bunlar apayrı tartışmaların
konularıdır; burada Piri Reis’e ve deniz-bilime haksızlık etmemek için kısaca
değinilmiştir. Toplumca haklarımızı savunmak ise ancak bilimi ve medeniyeti
sahiplenmek ve paylaşmakla olanaklıdır.
KAYNAKLAR
[1] Atkinsons, G. (1935). Les nouveaux horizons de la renaissance francaise,
Geneve, Droz, 1935.
[2] Braudel, F. (1996). The Mediterranean and the Mediterranean World in the Age
of Philip II, University of California Press.
[3] Bursa, P. (2010). Antikçağ’da Anadolu’da Balık ve Balıkçılık, Türk Eskiçağ
Bilimleri Enstitüsü Yayınları, 28, 60s.
[4] Deacon, M. (1982). Modern Concepts of Oceanography, Hutchinson Ross, 385
s.
[5] Gill, A. E. (1982). Atmosphere-Ocean Dynamics, Academic Press, 662 s.
[6] Gilles, P. (1561). De Bosporo Thracio, book 3, Leuven, Gulielmum Rouillium.
[7] Harley, J. B. ve D. Woodward (editörler), (1987). The History Of Cartography,
Cartography in Prehistoric Ancient, and Medieval Europe and the
Mediterranean, V. 1, The University of Chicago Press, 656 s.
[8] Korfmann, M. ve J. Neumann, Subsurface countercurrent in the Bosporus
already known to 6th century A. D. Byzantine fishermen, Ocean
Dynamics,189-190, 1985.
[9] Marsili, L. F. (1681). Osservazioni Intorno al Bosforo Tracio overo Canale di
Constantinopoli, Rappresentate in Lettera alla Sacra Real Maestá Cristina
Regina di Svezia da Luigi Ferdinando Marsigli. Nicoló Angelo Tinassi,
Roma.
[10] Möller, L. (1928). Alfred Merz’ hydrographische Untersuchungen im Bosphorus
und Dardanellen. Veröffentlichungen des Instituts für Meereskunde an
der Universität Berlin, 18 (Neue Folge A), 284.
[11] Pinardi, N. (2009). Misurare il mare. Luigi Ferdinando Marsili nell'Egeo e nel
Bosforo 1679-1680, Bononia University Press (collana Grandi opere), 83 s.
[12] Sammari, C., Koutitonsky, V. G., and M. Mahmoud (2006). Sea level
variability and tidal resonance in the Gulf of Gabes, Tunisia, Continental
Shelf Research, 26(3), 338-350.
[13] Seydi, S. (2007). An Outline of 2000 Years of Turkish History, Ministry of
Culture and Tourism of the Republic of Turkey, 128 s.
[14] Soffientino B. and M. E. Q. Pilson (2005). The Bosphorus Strait. A Special
Place in the History of Oceanography, Oceanography, 18(2), 16-23.
[15] Sözer, A. (2013). Numerical Modeling of the Bosphorus Exchange Flow
Dynamics, Institute of Marine Sciences, Middle East Technical
University, Erdemli, Mersin, Turkey (Doktora tezi).
[16] Tekin, O. (2010). Eskiçağ’da İstanbul’da Balık ve Balıkçılık, Arkeoloji ve Sanat
Yayınları, 72 s.
[17] Tolmazin, D., (1985). Changing Coastal Oceanography of the Black Sea, II.
Mediterranean Effluent, Prog. Oceanogr., 15, 277-316.
[18] Ülkekul, C. (2009). Türk Seyir, Hidrografi ve Oşinografi Çalışmalarının 1909
Öncesi Tarihi, Seyir, Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanlığı, 146 s.
[19] Ünlüata, Ü., Oğuz, T., Latif, M. A., and E. Özsoy, (1990). On the Physical
Oceanography of the Turkish Straits, in: The Physical Oceanography of
Sea Straits, L. J. Pratt (editor), NATO/ASI Series, Kluwer, Dordrecht, 2560.
[20] Zaimeche, S. (2002). Piri Reis’s World Maps and Kitab-ı Bahriye (the Book of
Sea Lore), Foundation of Science, Technology and Civilization,
Manchester, UK, 11 s.
Sıvı damla rezonatör temelli optofluidik
mikrolazerler
Alper KİRAZ
Fizik Bölümü, Koç Üniversitesi, Rumelifeneri Yolu, 34450 Sarıyer, İstanbul
Sıvı damlalar arayüz enerjilerini minimize etme eğilimlerinden dolayı havada ya
da çözünmedikleri başka sıvılarda hemen hemen küresel şekiller alırlar. Pürüssüz
yüzeyleri de düşünüldüğünde bu tür diyelektrik küreler fısıldayan galeri modları
(FGMler) dediğimiz optik rezonansları barındırırlar. FGM’ler sahip oldukları
yüksak kalite faktörleri ve düşük hacimleri nedeniyle doğrusal olmayan optik
etkilerin kolaylıkla gözlenmesine olanak tanır. Bu sunumda son zamanlarda
mikrodamlaları kullanarak geliştirdiğimiz değişik optofluidik mikrolazerleri
anlatacağım. Sonuçlarımız üç alt başlıkta toplanabilir:
a) Optik cımbızlama ile manipüle edilebilen optofluidik mikrolazerler: Sıvı
içerisindeki emülsiyon mikrodamlalarını ya da havadaki aerosol
mikrodamlalarını optik cımbızlama ile manipüle ederken aynı
zamanda bu mikrodamlalardan lazer ışıması elde ettik.
b) Optik esnetme ile spektral olarak taranabilen optofluidik mikrolazerler:
Mikrofluidik kanal içinde bulunan iki fiber optik kablo ile
kurduğumuz çift hüzmeli optik tuzakta emülsiyon mikrodamlalarını
sabitledik. Bu mikrodamlaları optik esnetme ile esneterek onlardan
elde ettiğimiz lazer ışımasının spektral olarak taranmasını gösterdik.
c) Mikrodamla temelli biyolojik lazerlerin: Süperhidrofobik yüzek
üzerindeki mikrodamlaların içine sarı ışıyan proteinin sulu
solüsyonunu ya da sarı ışıyan protein sentezleyen E-Coli bakterilerini
yerleştirdik. Her iki durumda da lazer ışıması elde ettik.
Elde ettiğimiz bu sonuçların yeni biyo-sensörlerin ve biyolojik olarak
programlanabilen fotonik aygıtların geliştirilmesine ön ayak olmasını bekliyoruz.
Bulk Liquid Structure Calculations of ZnSe
Sedat ŞENGÜL, Hülya KES, Serap ŞENTÜRK DALGIÇ *
Trakya University, Department of Physics, Balkan Campus 22030- Edirne-TURKEY
*
In this study, the liquid structure of ZnSe has been obtained by Tersoff type semiemprical model potential employing with the Variational Modified Hypernatted
Chain (VMHNC) liquid state theory [1]. The Tersoff potential developed for ZnSe
in zinc blende structure by empirical fitting to the solid state properties has been
applied to obtain the atomic ordering in ZnSe near their melting using the
integral equation theories. The pair and total distribution functions and static
structure factors have also calculated at different temperatures. The predicted
results have compared with those obtained by molecular dynamics simulations
determined in our previous work [2]. The temperature dependence of the local
structure changes of liquid ZnSe will be discussed by comparison the methods
used in this work.
References
[1] H. Kes, S. Senturk Dalgic and S. Dalgic, J. Optoelectronics and Advanced
Materials, 7, 2047 (2005).
[2] S. Sengul, S. Senturk Dalgic, J. Optoelectronics and Advanced Materials,
13, 1542 (2011).
Aşırı Soğuk Atomik Gazlarda Lokalizasyon Etkileri
Serpil CIKITa, Serpil SUCUb, Zehra AKDENİZ c
Haliç Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, [email protected]
b
Trakya Üniversitesi, Edirne, Türkiye, [email protected]
c
Piri Reis Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, [email protected]
a
Bir boyutlu düzensiz bir sistemde düzensizliğin delta ilişkilendirilmiş olduğu
herhangi bir enerjide Anderson lokalizasyonunun ortaya çıktığı bilinir. Fakat
belirli bir kısa mesafe korelasyonu verildiğinde özdurumlar için delokalizasyon
ortaya çıkabilir. Bu RDM’de meydana gelir. RDM bir örgü sitelerinin ɛa ve ɛb olarak
işaretlendiği ve ɛb enerji sitesinin çifter ya da dimer grupları olarak ortaya çıktığı
bir modeldir. Aynı olay RDM’in ikiz eşi ɛb enerjili örgü sitelerinin komşu olarak
asla ortaya çıkmadığı DRDM’ de ortaya çıkar
Bu model, DNA gibi belli biopolimerlerde ve ağır damlacıklı polyacetylene ve
polyaniline gibi iletken polimerlerin bir kısmında metal-yalıtkan geçişine yol açan
mümkün mekanizma olması için önerilmiştir. Günümüzde delokalize elektronik
durumların kanıtı bir random-dimer GaAs-GaAlAs süperlatisinde deneysel olarak
tartışılmaktadır. Son zamanlarda bir RDM akustik dalgaların delokalizasyonunu
tartışmak için önerilmiştir.
Yaptığımız bu çalışmada bir boyutlu optik örgü potansiyelinde bozon( 87Rb)bozon(41K) atomlarının karışımının Bose-Einstein yoğunlaşması incelenmiştir.
Kısa mesafe ilişkilendirilmiş düzensiz sistemin durumu sıkı-bağlılık BoseHubbard Hamilton fonksiyonu ile belirlenmiş ve sistemin durum yoğunluğu ve
yerelleşme özelliklerinin belirlenmesinde Green Fonksiyonları kullanılmıştır.
Sistemin faz diyagramının belirli bir bölgesi için site enerjileri değiştirilerek
sistemin durum yoğunluğu ve yerelleşmesi incelenmiş ve saçılma uzunluklarının
değiştirilmesiyle elde edilen sonuçlarla[1] karşılaştırması yapılmıştır.
Referanslar
[1] SCHAFF J. F., AKDENİZ Z., VİGNOLO P., 2010, Localization and delocalization
transition in ultracold atomic mixtures, Phys. Rev. A 81, 041604(R)
A New Interatomic Potential for Cu-Ni Alloys and Its
Applications: Thermodynamical Properties of Cu-Ni
Alloys
a*
b, c
Berk ONAT , and Sondan DURUKANOĞLU
a
Informatics Institute, İstanbul Teknik Üniversitesi, Maslak, 34469, İstanbul
Faculty of Engineering and Natural Sciences, Sabancı Üniversitesi, Orhanlı,
Tuzla, 34950, İstanbul
c
Nanotechnology Research and Application Center, Sabancı Üniversitesi, Orhanlı,
*
b
We have developed a new semi-empirical and many-body type model potential
to investigate static and dynamic properties of Cu-Ni alloys. The formalism is
based on the embedded atom method with improved optimization techniques.
To test the potentials, we calculated phonon dispersions of bulk Ni, Cu and its
alloys and found that the results are consistent with the outcome of the
experiments. In addition, we investigated the effect of temperature dependent
vibrational thermodynamical properties of Cu-Ni alloys with both disorder and
order phases in fcc structures to further test the potential transferability to high
temperature applications. Vibrational thermodynamic functions are determined
within the harmonic approximation of lattice dynamics and the vibrational
densities of states are calculated using real space Green's function technique. Our
results for enthalpy, free energy, heat capacity and entropy of ordered/disordered
Cu-Ni alloys will be presented with the experimental findings and the lattice
dynamic contributions to thermodynamical functions will be discussed.
Growth of Cu-Ni Nanostructures on Cu(111): A
Molecular Dynamic Study
a
b, c*
Berk ONAT , and Sondan DURUKANOĞLU
a
Informatics Institute, İstanbul Teknik Üniversitesi, Maslak, 34469, İstanbul
Faculty of Engineering and Natural Sciences, Sabancı Üniversitesi, Orhanlı,
c
Nanotechnology Research and Application Center, Sabancı Üniversitesi, Orhanlı,
*
b
We have studied energetics and growth mechanisms on nanostructures both
using molecular dynamic simulations and total energy calculations to understand
the nature of Ni and Cu growth on Cu(111) surface. The interactions between the
atoms in the systems are defined using a many-body type potential developed for
Cu-Ni alloys within the EAM formalism. Our simulations on Cu-Ni systems with
mono/double-layer Ni islands on Cu(111) show that Cu atoms could migrate to Ni
islands and decorate the bottom and even the upper layer of Ni islands.
Furthermore, we find that the formation of the islands is governed by the nature
of the decoration process. From total energy calculations we also discuss the
governing diffusion mechanisms for the formation of Cu-Ni islands on Cu(111).
An upper-bound on the discontinuity at the nematicsmectic A transition in octylcyanobiphenyl (8CB)
liquid crytals: A high-resolution birefirngence study
a
a, b
c
c
c
H. ÖZBEK , M. C. ÇETINKAYA , S. YILDIZ , P. Losada-PÉREZ , J. LEYS ,
c
and J.THOEN
a
Department of Physics, Istanbul Technical University, 34469 Maslak, Istanbul,
Turkey
b
Piri Reis University, 34970 Tuzla, Istanbul, Turkey
c
Laboratorium voor Akoestiek en Thermische Fysica, Departement Natuurkunde
en Sterrenkunde, KU Leuven, 3001 Leuven, Belgium.
Although the nematic-smectic A (N-SmA) transition in liquid crystals (LCs) has
been extensively studied up to now, it has still been quite controversial [1]. It is
well known that, without any long-range positional order, the N phase is
characterized by long-range orientational order, while in the SmA phase, in
addition to long-range orientational order, one-dimensional layering structure
occurs. Thus this layered structure can be described by a two-component
complex order parameter signaling that the N-SmA transition should belong to
the three-dimensional (3D) XY universality class. However, the experimental
results to date have not established a clear case of 3D XY universality, since the
situation is quite complicated due to coupling between the N and the SmA order
parameters and their fluctuations as well. Experimentally, non-universal effective
critical exponents and anisotropic correlation length divergences have been
observed [1]. It was shown by de Gennes [2] that owing to the coupling between
the N and SmA order parameters, a crossover behavior from second order
transition up to a tricritical point, beyond which the N-SmA transition is of first
order is seen. The N-SmA transition is of second order for wide N range (weak
coupling), while the N range is narrow (strong coupling) the transiton is of first
order. Subsequently, it was predicted by Halperin, Lubensky and Ma (HLM) [3]
that the coupling between the SmA order parameter and the N director
fluctuations should make the N-SmA transition always first order, although the
latent heats involved might be very small. The HLM fluctuation-induced firstorder character of the N-SmA transition has been experimentally evidenced from
the analysis of the latent heat data of binary mixtures of several LCs obtained by
adiabatic scanning calorimetry (ASC) [4-6]. Of particular relevance is the case of
pure 8CB LC with an estimated HLM contribution substantially smaller than the
upper limit for the latent heat L = 1.4 J kg-1 from ASC [7]. The entropy
discontinuity for 8CB reported by Yethiraj et al. [8] was one order of magnitude
larger than the ASC upper limit [7] and the HLM value [4]. On the other hand
Lelidis [9] reported for 8CB a birefringence-derived discontinuity in the N order
parameter of 0.01 corresponding with a latent heat more than one order of
magnitude larger than the ASC and the HLM results.
In view of the above inconsistences our aim is here to revisit the problem by
carrying out new high-resolution birefringence measurements near the N-SmA
transition of 8CB LC. Within the experimental resolution we find that the SmA-N
phase transition is continuous [10]. For a possible discontinuity in the N order
parameter S(T) at TAN we obtain an upper limit of 0.0002, which is substantially
smaller than other estimates in literature [8,9], but consistent with the values of
0.00008 derived from the upper limit of the latent heat from ASC, which is
consistent with the HLM theory [10]. The temperature derivative of S(T) exhibits
a power law divergence with a critical exponent that is consistent with the value
α = 0.31±0.03 for the specific heat capacity obtained by ASC [7].
[1] C.W. Garland and G. Nounesis, Phys. Rev. E 49, 2964 (1994).
[2] P.G. de Gennes, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 21, 49 (1973).
[3] B.I. Halperin, T.C. Lubensky, and S.K. Ma, Phys. Rev. Lett. 32, 292 (1974).
[4] M.A. Anisimov, P.E. Cladis, E.E. Gorodetskii, D.A. Huse, V.E. Podneks, V.G.
Taratuta, W. van Saarloos, and V.P. Voronov, Phys. Rev. A 41, 6749 (1990).
[5] G. Cordoyiannis, C.S.P. Tripathi, C. Glorieux, and J. Thoen, Phys. Rev. E 82,
031707 (2010).
[6] C.S.P. Tripathi, P. Losada-Pérez, J. Leys, G. Cordoyiannis, C. Glorieux, and J.
Thoen, Eur. Phys. J. E 35, 54 (2012).
[7] J. Thoen, H. Marynissen, and W. Van Dael, Phys. Rev. A 26, 2886 (1982).
[8] A. Yethiraj and J. Bechhoefer, Phys. Rev. Lett. 84, 3642 (2000).
[9] I. Lelidis, Phys. Rev. Lett. 86, 1267 (2001).
[10] M. C.Cetinkaya, S. Yıldız, H. Özbek, P. Losada-Perez, J .Leys, and J. Thoen,
Phys. Rev E 88 042502 (2013)
The Levantine Sea
Coupled Modeling and Forecasting Experience
*
Emin ÖZSOY , Ali AYDOĞDU, Hazem NAGY, Adil SÖZER and Murat
GÜNDÜZ
*
Abstract. The complex, multi-scale dynamics of the Mediterranean Sea gives
fascination to oceanographers trying to understand and predict its short or
long-term behavior. Eddies, jets, meanders, wind driven currents, topographic
/ continental shelf waves, inertial / internal / gravity waves and sea-level
oscillations add significant time and space dependence to the basic
circulation exemplified by the satellite SST and chlorophyll fields.
Confirmation of these features of the Levantine Basin circulation elaborated
by long-term experiments and modeling is used to make short-term
operational simulations of the Mediterranean Forecasting System.
Keywords: Eddies, jets, currents, Levantine basin, Mediterranean.
INTRODUCTION
In the Levantine Basin (area east of the Cretan Passage) of Mediterranean Sea
(Fig.1), the only wide continental shelf areas to speak of are those adjoining the
Nile river and the Mersin and İskenderun Bays of the Cilician Basin (area
between Cyprus and Turkey) in the northeast. Perennial rivers Göksu, Lamas,
Tarsus, Seyhan, Ceyhan and Asi, in this region plus some smaller rivers account
for a total fresh water flux of 27km3/yr, much greater than the present discharge
3
of the Nile (presently estimated to be about 16 km /yr [1]), constituting one of the
rare regions of freshwater influence (ROFI) supporting active shelf ecosystems in
contrast with the oligotrophic deep sea. A sea-breeze system is superposed on
westerly winds in summer. Storms steered by steep mountain ranges but
intercepted by valleys often lead to local gale force winds during the rainy and
mild winters [2].
FIGURE 1. Major current systems of the Mediterranean Sea [4].
OBSERVATIONS
Contrary to the mean cyclonic circulation proposed earlier in the Levantine
Sea, the combined data of the international program Physical Oceanography of
the Eastern Mediterranean (POEM) in the 1985-95 period showed for the first
time a Mid-Mediterranean Jet that bifurcated several times, forming the AsiaMinor current following the Turkish coast, the complex anticyclonic circulations
of the Mersa Matruh and Shikmona gyres to its south, interspersed with cyclonic
and quasi-permanent anticyclonic long-lived eddies circulating around the basin
with the mean currents and transporting water masses such as AW and LIW in
deep eddy structures (Fig. 2) [4-7].
FIGURE 2. (a) The surface circulation in the first POEM experiment 1986, (b) a
west-east cross-section approximately along the 36.5°N latitude in June 1987
showing water masses transported by eddies [4,7].
Modeling AND FORECASTING
Following the demands of an earlier generation models of the circulation
dynamics of the Mediterranean Sea and its sub-basins, integration on European /
international scale was achieved by the Mediterranean Forecasting System (MFS)
providing data at open boundaries and common hydro-climatic forcing for the
whole basin with nested models of many sub-domains. The Cilician Basin (CIL)
and Northern Levantine (NLEV) operational forecast models have been
developed, initially based on the Princeton Ocean Model (POM) [8] and recently
on the Regional Ocean Modeling System (ROMS), published at http://linuxserver.ims.metu.edu.tr/. The NLEV forecast model domain currently covers the
Turkish Mediterranean coast (35.12-36.93ºN, 28.15-36.25ºE) with fine scale
horizontal grid resolution of x = y = 1.35 km and 30 vertical s-levels, nested in
the MFS Aegean Levantine Regional Model (ALERMO) and the Athens
University SKIRON system providing atmospheric fields to determine interactive
surface fluxes of mass, heat and momentum. The fine scale model bathymetry
was generated from UNESCO bathymetric data, smoothed with a selective filter
to make r=ΔH/(2H)<0.2 (where H is the depth) between adjacent grids and 10
rows of grids at open boundaries imitating the bathymetry of the coarse grid. The
Generic Length-Scale (GLS) turbulence scheme is used in the model, with
MPDATA advection for scalars, third-order upstream horizontal and fourth-order
vertical advection of momentum, and selectable Smagorinsky lateral diffusivity
and viscosity on geopotential surfaces. The 2d Flather (momentum) and
Chapman (free surface) boundary conditions with 2d and 3d radiation and 3d
nudging of momentum, temperature, salinity are applied at the open boundaries.
The external and internal integration time steps typically are Δte=3 s and Δti=60 s
respectively, and other model constants are: horizontal mixing coefficients Am=
2
-4
2
Ah=200 m /s, background vertical mixing coefficients Km=Kh=Ks=2x10 m /s
respectively for momentum, heat, salt and bottom roughness parameters z0=0.01,
Cb,min=0.0025.
In continuing work, coupled simulations with a nitrogen based ecosystem
model [9] have been added in the ROMS system based on the original NLEV
model configuration, including the riverine water and nutrient fluxes to the
coastal ocean (Fig.3). The coupled model has been developed with nesting in the
OPABFM Mediterranean coupled model [10] and has been used to test climate
scenarios comparing two 5-year slices 1996-2001 and 2030-2035.
A coastal observation network concurrent with marine and atmospheric
modeling (http://linux-server.ims.metu.edu.tr/) supports the system for
calibration / validation as illustrated in Fig. 4 (further details can be found at
http://gnoo.bo.ingv.it/myocean/calval/).
One of the successful predictions of the forecast model is the dense water
formation on the shallow continental shelf are adjacent to İskenderun Bay in
winter, verified by observations (Fig. 5).
FIGURE 3. (a) Currents and temperature at 10 m depth in the POM version of the
NLEV model [6], sea surface height in (b) March and (c) November 2009 based
on the ROMS version of the NLEV model, (d) sea surface salinity and (e) surface
phytoplankton concentration (bloom conditions) simulated in April 1998, based
on the NLEV model.
FIGURE 4. Comparison of observed daily mean sea level data at Taşucu
(36°16'53"N, 33°50'09"E) on the Turkish coast with the MFS and NLEV model
results at the same location.
FIGURE 5. Dense water formation in the Gulf of İskenderun based on
observations and the NLEV model.
Acknowledgments
This work owes much to observational studies carried out over the last 30
years, including those under the POEM research programme, and modeling
studies under the research project MOMA (105G029) sponsored by the Turkish
Scientific and Technical Research Council (TÜBİTAK), the European projects
MFSTEP (FP5), ECOOP, IASON, SESAME, MyOcean (FP6) and MyOcean2 (FP7)
carried out at the IMS-METU.
References
[1] Reiter, E. R. (1979). Handbook for Forecasters in the Mediterranean; Weather
Phenomena of the Mediterranean Basin; Part 1: General Description of the
Meteorological Processes, Tech. Pap. 5-75, 344 pp., Environmental Prediction
Research Facility, Naval Postgraduate School, Monterey, California
[2] Özsoy, E. (1981). On the Atmospheric Factors Affecting the Levantine Sea,
European Center for Medium Range Weather Forecasts, Reading, U.K.,
Technical Report No. 25,30p.
[3] POEM Group (1992), General circulation of the Eastern Mediterranean, Earth
Sci. Rev. 32, 285–309.
[4] Özsoy, E., Hecht, A. and Ü. cnlüata, (1989). Circulation and Hydrography of
the Levantine Basin, Results of POEM Coordinated Experiments 1985/1986,
Prog. Oceanogr., 22, 125-170.
[5] Özsoy, E., Hecht, A., Ünlüata, Ü., Brenner, S., Oğuz, T., Bishop, J., Latif, M. A.,
and Z. Rosentroub (1991). A Review of the Levantine Basin Circulation and Its
Variability During 1985-88, Dyn. Atmos. Oceans, 15, 421-456.
[6] Özsoy, E. and H. Güngör (1993). The Northern Levantine Sea Circulation
Based on Combined Analysis of CTD and ADCP Data, In: P. Brasseur (editor),
Data Assimilation: Tools for Modelling the Ocean in a Global Change
Perspective, NATO ASI Seeries, Springer-Verlag, Berlin.
[7] Özsoy, E., A. Hecht, Ü. Ünlüata, S. Brenner, H. İ. Sur, J. Bishop, M. A. Latif, Z.
Rozentraub and T. Oğuz (1993). A synthesis of the Levantine Basin circulation
and hydrography, 1985-1990. Deep-Sea Research, 40, No. 6, pp. 1075-1119.
[8] Özsoy, E. and A. Sözer (2006). Forecasting circulation in the Cilician Basin of
the Levantine Sea, Ocean Sci. Discuss., 3, 1481-1514.
[9] Fennel, K., J. Wilkin, J. Levin, J. Moisan, J. O’Reilly, and D. Haidvogel (2006).
Nitrogen cycling in the Middle Atlantic Bight: Results from a threedimensional model and implications for the North Atlantic nitrogen budget,
Global Biogeochem. Cycles, 20, GB3007, doi:10.1029/2005GB002456.
[10] Lazzari, P., A. Teruzzi, S. Salon, S. Campagna, C. Calonaci, S. Coltella, M.
Tonani, and A. Crise (2010). Pre-operational short-term forecast for
Mediterranean Sea biogeochemistry, Ocean Sci., 6, 25-39.
Modelling the Bosphorus Strait Hydrodynamics:
Hydraulically Controlled Turbulent Exchange Flows
Adil SÖZER and Emin ÖZSOY*
*
Abstract. The hydrodynamic behavior of the Bosphorus Strait exchange
flow is investigated with high-resolution idealized and realistic models
adequately representing its complex topography, active free-surface,
hydraulic controls, dissipative hydraulic jumps, mixing and turbulence
mechanisms under strong density stratification and varied reservoir
conditions. The application of upstream and radiation type boundary and
initial conditions and judiciously selected numerical and physical model
options including the k-epsilon formulation of the Generic Length-Scale
(GLS) turbulence model enhance the results. A unique regime of
maximum exchange is shown to exist under a wide range of barotropic
fluxes. Asymmetrical and nonlinear behavior of the strait dynamics is
observed as a result of the hydraulically controlled turbulent flow
dynamics.
Keywords: Turkish Straits System, inter-basin coupling, water and
nutrient fluxes, maximal exchange, hydraulic control, turbulence.
INTRODUCTION
The Turkish Straits System (TSS), consists of the Sea of Marmara (surface area
11,500 km2) connected the Aegean and Black Seas respectively through the
Dardanelles (length 75 km, min. width 1.3 km) and Bosphorus (length 35 km,
min. width 0.7 km) Straits. The entire TSS is two-layer stratified with a density
-2
difference on the order of /  10 , possibly one of the highest values in the
world ocean.
A sill standing at 60m depth on the canyon cutting across the Black Sea shelf
and a contraction in the southern Bosphorus [1,2] are the expected locations of
two hydraulic controls, establishing the unique maximal exchange regime of [3].
The exchange flow in the strait has many small-scale features linked to
turbulence, interfacial instabilities, hydraulic transitions and downstream
“jumps” revealed by high-resolution measurements [4-7].
MODEL DESCRIPTION
We use the ROMS, a well-documented and tested community model [8]
allowing selectable options of higher-order advection and turbulence closure
schemes, with compatible boundary conditions. There are two different versions
of the model used for the Bosphorus: (i) an idealized geometry version only used
for the analysis of model sensitivity, (ii) a realistic geometry version with full
topography to study the response of the Bosphorus Strait. While extensive work
has been accomplished on the sensitivity tests and dynamical behavior of the
model [9,10]), we report here only the major findings from the realistic
topography case.
The model with realistic geometry (Fig. 1), uses bathymetric data of [11]
subjected to scale-selective smoothing, with minimum depth set equal to 25 m.
The following model setup and run parameters are used: 163x716 rectilinear grid,
variable x = 50 - 200 m, y = 50 - 325 m and 35 s-levels with z = 0.7 - 2.85 m,
the k-epsilon Generic Length-Scale (GLS) turbulence scheme, MPDATA
advection for scalars, third-order upstream horizontal and fourth-order vertical
advection of momentum, VOLCONS switch at boundaries, Smagorinsky lateral
diffusivity and viscosity on constant geopotential surfaces, radiation b.c. at open
boundaries, barotropic velocity prescribed at the southern boundary, no-slip
boundary conditions at side-walls and a quadratic bottom friction
(RDRG2=0.005) at the bottom. All surface fluxes are set to zero, assumed to be
insignificant for short transit times through the strait.
FIGURE 6. Model layout and topography of the Bosphorus model domain
showing also the expanded layout and model grid-points in the contraction zone.
RESULTS
We check the along-channel variation of the two-layer composite densimetric
Froude number G2 = F12 + F22 estimates to verify the existence of anticipated
hydraulic controls [4-7], but the direct computations using average properties in
Fig. 2 fail to confirm their existence anywhere, although local increases are
observed at the Marmara exit, the southern sill, south of the contraction and at
the northern sill. By applying energy flux correction factors accounting for
vertical shear and excluding low average velocity zones in inactive regions to
account for horizontal shear, the layer and composite Froude numbers increase
to supercritical values G2 ≥ 1 past the contraction, the sharp headland at Üsküdar
(Scutari Pt.) and past the northern sill, with the value always remaining in the
subcritical range G2 < 1 between them, confirming the establishment of the twolayer maximal-exchange regime through the strait.
FIGURE 2. Variation of the two-layer densimetric Froude number components
along the Bosphorus, showing the uncorrected total (black), upper layer (red)
and lower layer (green) contributions, and the corrected total (blue) based on
energy fluxes. For reference the bathymetry is shadowed in the background.
The controlled flows at the northern sill is immediately followed by a
hydraulic jump, followed by a reformed flow, and later again a second hydraulic
2
jump. We believe the oscillatory trend in G past the sill is sensitively connected
to the changes in the flow area of the canyon sloping down to join the Black Sea
shelf, noticeable in Fig. 1.
We present briefly in Fig. 3 the results from RUN5, which is forced by
stratified reservoir conditions representative of the adjacent Black Sea and the
Marmara Sea. With this set of boundary conditions the Cold Intermediate Water
(CIW) of the Black Sea entering from the north considerably changes the
stratification inside the Strait, making the interface less stable but at the same
time decreasing the layer fluxes and consequently the bottom generated
turbulence (compared to the case without reservoir stratification, not shown).
The stratification at the interface largely limits the turbulence but there are cores
inside the interfacial layer where the Richardson number drops below the critical
value of ¼ (not shown). Yet the change in salinity (density) along the strait in
each layer occurs entirely due to turbulent entrainment across the interface.
FIGURE 3. The (a) temperature (°C), (b) σθ density and (c) vertical viscosity
(m2/s) distribution along the thalweg of the Bosphorus in RUN5 [9,10]. The zero
velocity contour (black) is shown in (a) and (b) which divides the layers in the
two layer decomposition. and The layer limits (black) separating the top,
interfacial and bottom layers in the three layer decomposition is shown in (c).
The turbulent dissipation in the upper and lower layers of the Bosphorus are
shown in Fig. 4. The exit to the Marmara Sea of the surface jet in the upper layer,
and the outflow onto the Black Sea past the sill and through the canyon of the
lower layer are the locations of the largest and widest areas of dissipation. There
are also local increases inside the strait past headlands, inside the shallow areas
of bends and past the contraction.
Comparison of model results with the observed data indicates complex
behavior that is in many ways quantitatively similar. The flow field with many
well-known meanders and recirculation areas and mechanical energy dissipation
at intensified turbulence areas, surface elevation and interface depth changes at
hydraulic controls, the jet-like buoyant or negatively buoyant outflows into
adjacent seas, and response under varying strengths of the barotropic flux are
successfully reproduced.
2
FIGURE 4. Horizontal distribution of mechanical energy dissipation (W/m ) in
the (a) upper and (b) lower layers.
Acknowledgments
This paper benefited from various independent observational studies carried
out over the last 30 years at the IMS-METU, and research projects 104Y202,
105G029, 110Y344 and 111Y308 sponsored by the Turkish Scienti c and Technical
Research Council (TÜBİTAK), the FP7 European projects SESAME, MyOcean and
MyOcean2, and past work carried out for the Water and Sewerage Administration
of the Municipality of İstanbul (İSKİ) and the Defense Research Center of the
İstanbul Technical University Foundation (İTÜV/SAM).
References
[1] Ünlüata, Ü., Oğuz, T., Latif, M. A., and E. Özsoy, (1990). On the Physical
Oceanography of the Turkish Straits, in: The Physical Oceanography of Sea
Straits, L. J. Pratt (editor), NATO/ASI Series, Kluwer, Dordrecht, 25-60.
[2] Latif, M. A., Özsoy, E., Oğuz, T. and Ünlüata, Ü. (1991). Observations of the
Mediterranean inflow into the Black Sea, Deep-Sea Res., 38 (Suppl. 2), 711–723.
[3] Farmer, D. M. and L. Armi (1986). Maximal two-layer exchange over a sill and
through the combination of a sill and contraction with barotropic flow, J.
Fluid Mech., 164, 53-76.
[4] Gregg, M. C., Özsoy E. and M. A. Latif (1999). Quasi-Steady Exchange Flow in
the Bosphorus, Geophys. Res. Lett., 26, 83-86.
[5] Gregg, M. C. and E. Özsoy (1999). Mixing on the Black Sea Shelf North of the
Bosphorus, Geophys. Res. Lett., 26, 1869-1872.
[6] Gregg, M. C. and E. Özsoy (2002). Flow, Water Mass Changes and Hydraulics
in the Bosphorus, J. Geophys. Res., 107 (C3), 10.1029/2000JC000485.
[7] Özsoy E., Di Iorio D., Gregg M. and J. Backhaus (2001). Mixing in the
Bosphorus Strait and the Black Sea Continental Shelf: Observations and a
Model of the Dense Water Outflow, J. Mar. Sys., 31, 99-135.
[8] Shchepetkin, A. F., and J. C. McWilliams (2005), The regional oceanic
modeling system (ROMS): A split-explicit, free-surface, topographyfollowing-coordinate oceanic model, Ocean Modeling, 9, 347 – 404.
[9] Sözer, A., Tutsak, E., Tuğrul, S. and E. Özsoy (2013). The Turkish Straits
System: Inter-Basin Coupling of the Mediterranean and Black Seas
(submitted).
[10] Sözer, A. (2013). Numerical Modeling of the Bosphorus Exchange Flow
Dynamics, Ph.D. thesis, Institute of Marine Sciences, Middle East Technical
University, Erdemli, Mersin, Turkey.
[11] Gökaşan, E., Tur, H., Ecevitoğlu, B., Görüm, T., Türker, A., Tok, B., Çağlak, F.,
Birkan, H. and M. Şimşek (2005). Evidence and implications of massive
erosion along the Strait of İstanbul (Bosphorus), Geo-Mar. Lett., 25, 324–342.
Application of Combined Hartree-Fock-Roothaan
Theory to Evaluate Wave Function of Water Molecule
B.A. MAMEDOVa, I.M. ASKEROVa, E. ÇOPUROGLUa, S.A. ALİYEVb
a
Department of Physics, Faculty of Arts and Sciences, Gaziosmanpaşa
University, Tokat, Turkey
b
Azerbaijan State Marine Academy, Department of Physics, Baku, Azerbaijan
The Hartree-Fock-Roothaan (HFR) approach is one the approximate
theories for solving the many-body systems. HFR equations give physical
properties of various atomic and molecular systems in the non-relativistic
independent particle approximation. These data are also important for molecular
calculation, for it is impossible to develop basis sets and pseudo-potentials for
use in molecular calculations without them. Moreover, solutions of atomic HF
equations are needed for atomic and molecular calculations, including electron
correlation or relativistic effects. The new combined Hartree –Fock-Roothaan
(CHFR) introduced author [1]. In this study, the applicability of the CHFR theory
of atomic-molecular and nuclear systems to the molecules is demonstrated using
minimal basis set of Slater type orbitals (STO). As an example of application of
unsymmetrical one-range addition expansion method to evaluate the multicenter
electronic integrals, the calculation has been performed for the ground state of
H 2O molecule. The results of computer calculations for the orbital and total
energies, and linear combination coefficients of symmetrized molecular orbitals
are presented.
Reference
[1] I. I. Guseinov, J. Math. Chem. 42, 177 (2007).
Cu25X75 (X=Ni, Pd,Pt) ikili düzensiz alaşımlarının
termodinamik özellikleri: MD simülasyonu
incelemesi
Ü. BAYHAN a * , Ç. Ş. GÜÇLÜ b ve S. ÖZDEMİR KART c
a
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Burdur
Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta
c
Pamukkale Üniversitesi, Denizli
*
b
Bu çalışmada fcc yapıda bazı Cu bazlı düzensiz ikili metal alaşımlarını
termodinamik özellikleri Moleküler Dinamik Simülasyon yöntemi ile incelendi.
Atomlar arası etkileşimleri tanımlayan Quantum Sutton Chen (q-SC) çok cisim
potansiyeli ile genişletilmiş Hamiltonyen formuna dayalı MD (Moleküler
Dinamik) simülasyonu algoritması kullanıldı. Sıcaklık artışının aynı alaşım
konsantrasyonuna sahip Cu25Ni75, Cu25Pd75 ve Cu25Pt75 düzensiz ikili
alaşımların fiziksel özelliklerine etkisi incelendi. Cu-Ni, Cu-Pd, Cu-Pt ikili
alaşımları için hesaplanan kohesif enerji, erime noktası (T m), ikinci derceden
elastik sabitleri (Cij) ve bulk modülü (BT) mevcut deneysel veri ve benzer teorik
çalışmalar ile karşılaştırıldı. Sonuçların mevcut veriler ile benzer eğlime sahip
oldukları gözlemlendi.
Anahtar Kelimeler: Moleküler Dinamik (MD), düzensiz ikili alaşım, termal ve
mekanik özellikler.
Performance Analysis Of Parallel Algorithms Used In
Simulations Of (7,7) Metallic Single Wall Carbon
Nanotubes
G.DERELİa , Ö.EYECİOĞLUb, N.VARDARc , B.SÜNGÜ
MISIRLIOĞLUd and İ. ARIe
a
b
Deparment of Physics, Koç University, Istanbul,Turkey
Deparment of Mechatronics Eng.,Istanbul Gelisim University, Istanbul, Turkey
c
Department of Materials Science and Nanotechnology Eng., KTO Karatay
University, Istanbul, Turkey,
d
Deparment of Physics,Yildiz Technical University, Istanbul,Turkey
e-mail address: [email protected] (a), [email protected](b),
(c)
(d)
[email protected] , [email protected]
Single-Wall carbon nanotubes are new class of materials with many possible
applications due to their promising nano-material characteristics. An Order N,
Tight Binding Molecular Dynamics (O(N) TBMD) code is designed by Dereli et. al
[1-3] in real space simulations of SWCNTs. This code is used in SWCNTs
simulations successfully and the details of the technique can be followed in [4-10].
We performed an Order N, parallel Tight-Binding Molecular Dynamics simulation
(O(N)TBMD) to optimize the (7,7) Single Walled Carbon Nanotube (SWCNT) at
300K. We introduce O(N) parallel TBMD algorithms in real space simulations of
SWCNTs and describe its numerical implementation for serial and parallel
computation platforms. Performance of the code in terms of the number of the
processors with varying system size is examined. Our results on the speed up,
efficiency are given. We calculated physical properties of this SWCNTat room
temperature and also at a higher temperature (1800K). We presented the total
energies, Fermi energy level, bond length distribution, bond angle distribution
and radial distribution functions of (7,7) armchair SWCNT.
The research reported here is supported through the Yildiz Technical University
Research Fund Projects YTU 29-01-01-YL02 and YTU 24-01-01-04. The simulations
are performed at the Carbon Nanotubes Simulation Laboratory, Department of
Physics, Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey
(http://www.yildiz/edu/tr/~gdereli/lab_homepage/index.html)
References
[1]G. Dereli, C. Özdoğan, Phys. Rev. B67, 0354416, 2003.
[2]G. Dereli, C. Özdoğan, Phys. Rev. B67, 0354415, 2003.
[3]C. Özdoğan, G. Dereli, T. Çağın, Comput. Phys. Commun., 148, 188-205, 2002.
[4]G. Dereli, B.Süngü, Phys. Rev. B75, 184104, 2007.
[5]G. Dereli, B. Süngü, Ö. Eyecioğlu, N. Vardar, American Institute of Physics
Conference Proceedings, 899, 381-382, (2007).
[6]G. Dereli, B.Süngü, C. Özdoğan, Nanotechnology 18, 245704, 2007.
[7]B.Onat, M.Konuk, S.Durukanoğlu and G. Dereli, Nanotechnology 20 ,075707,
2009.
[8]G. Dereli, B. Süngü and Ö. Eyecioğlu, Balkan Physics Lett. 18, 181023 pp. 171-179
(2010).
[9]G.Dereli, N.Vardar, and Ö. Eyecioğlu, "Effect of Strain on the Energy Band
Gaps of (13,0) and (15,0) Carbon Nanotubes", Nanotechnology 2010: Advanced
Materials, CNTs, Particles, Films and Composites - Technical Proceedings of the
2010 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech 2010.
[10]G.Dereli, B.Süngü Mısırlıoğlu, Ö. Eyecioğlu and Necati Vardar, “A New Lower
Limit For The Bond Breaking Strains Of Defect-Free Carbon Nanotubes: Tight
Binding MD Simulation Study” Computational Materials Science 69, 234-242
(2013).
PAAm- NIPA Copolymer: Drying, Swelling, and
Elasticity with various NIPA Contents
Gülşen AKIN EVİNGÜRa, Önder PEKCANb
a
Piri Reis University, 34940, Tuzla, Istanbul, TURKEY,
[email protected]
b
Kadir Has University, 34083, Cibali, Istanbul, TURKEY, [email protected]
The steady-state fluorescence technique was introduced for studying the drying
and swelling of disc-shaped PAAm-NIPA composites. Disc-shaped gels were
formed with various acrylamides (AAm) and N-isopropylacrylamides (NIPA) by
free radical crosslinking copolymerization in water. Composites were prepared
with pyranine (Py) doped as a fluorescence probe. Scattered light, Isc, and
fluorescence intensities, I, were monitored during drying, and swelling of these
gels. The fluorescence intensity of pyranine increased and decreased as drying
and swelling time increased respectively for all samples. The Stern-Volmer
equation combined with moving boundary and Li-Tanaka models were used to
explain the behavior of I during drying and swelling, respectively. It was found
that the desorption coefficient, D, increased as NIPA contents were increased for
a given temperature during drying. However, the cooperative diffusion
coefficient, D0, increased as NIPA contents were decreased during swelling at a
given temperature. Supporting gravimetrical and volumetric experiments were
also carried out during drying and swelling of PAAm- NIPA composites. It was
observed that NIPA contents affect the drying and swelling process. And also
their elastic properties were studied as a function of NIPA contents. NIPA
content dependency of the shear modulus, S of the PAAm- NIPA copolymers due
0
to volume phase transition was measured using tensile testing technique at 30 C.
It was observed that its shear modulus and toughness were found to be strongly
dependent on NIPA content. It is understood that the shear modulus was found
0
to increase with NIPA contents, keeping constant temperature at 30 C. Elastic
properties of the PAAm- NIPA copolymers show compositional dependence.
Chemical Short Range Order in NixTi1-x (x=0.50, 0.68)
liquid alloys
Hülya KES, Serap ŞENTÜRK DALGIÇ *
Trakya University, Department of Physics, Balkan Campus 22030- Edirne-TURKEY
*
In this study, the chemical short range order (CSRO) in liquid NixTi1-x (x=0.50;
0.68 ) alloys have been derived from the integral equation theory of liquids such
as the Variational Modified Hypernatted Chain (VMHNC) liquid state theory [1].
The Lennard-Jones (LJ) type model potential developed for Ni-Ti system by
empirical fitting to the solid state properties has been applied to obtain the
atomic ordering in Ni-Ti alloys near their melting. In order to understand the
apliciability of LJ potential in CSRO calculations, the LJ-VMHNC results have
been compared with those obtained by Modified Analytic Embedded Atom
Method (MAEAM) type potentials with VMHNC [2, 3].
References
[1] H. Kes, S. Senturk Dalgic and S. Dalgic, J. Optoelectronics and Advanced
Materials, 7, 2047 (2005).
[2] H. Kes, S. Senturk Dalgic, U. Domekeli, S. Uslu, ‘‘Static structure of NiTi alloy
using the modified embedded atom method potentials’’, Sixth International
Conference on Amorphous and Nanostructured Chalcogenides (ANC6), 24-28th
June 2013, Brasov-Romania, Conference Book of Abstracts p.32.
[3] S. Senturk Dalgic, H. Kes, S. Uslu, ‘‘Effective Interatomic Pair Potentials for
liquid Ni0.5Ti 0.5 alloy ”,Turkish Physical Society 30th International Physics
Congress,2-5 th September 2013, Istanbul-Turkey, Conference Book of Abstracts
p. 72.
Tln X m (n  1, m  4) Nano Kümelerinin Denge Durum
Yapıları
M. ÇALIŞKAN*, D. MAVİGÖZ, S. ŞENTÜRK DALGIÇ
Trakya Üniversitesi, Fizik Bölümü, 22030 Edirne
*[email protected]; [email protected]
Bu çalışmada moleküler dinamik (MD) simülasyonu ile Tl nXm nano-cluster (nano
atomik kümeleri) için yapı analizlerinde kullanılabilecek parametrelere sahip bir
potansiyel modeli oluşturulmaktadır. Nötr Tl nXm nano-kümelerinin (n=1; m=4)
denge durumundaki geometrik yapıları polarizasyon etkisinin de hesaba katıldığı
iyonlararası kuvvet modeli [1,2] ile birlikte MD simülasyon hesaplamalarından
belirlenmektedir [3,4]. TlF4, TlCl4, TlBr4 ve TlI4 molekülleri için oluşturulan
model potansiyeli ile moleküllerin denge durumundaki statik özellikleri:
moleküler geometrileri, bağ uzunluklarını, bağ açıları ve titreşim frekansları
hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar var olan Raman Spektroskopisi, x-ışınları
Kırınımı vb. deneysel ölçüm sonuçları [5,6] ile karşılaştırıldığında; MD
simülasyonu ile birlikte oluşturulan model potansiyelinin monomerik TlX4
tetrahalojenür nanokümelerinin denge durum özelliklerini doğru verdiği
gözlenmiştir. Ayrıca TlX4 moleküllerinin bağlanma enerjileri; atomlar arası
Vij ( rij ) çiftler etkileşme potansiyelleri kendi aralarında karşılaştırılarak
tartışılmıştır. Farklı büyüklüklerde (TlX4)N nanokümeleri oluşturularak geometrik
yapıları verilmiştir.
Referanslar
[1] Z. Akdeniz, Z. Çiçek, and M. P. Tosi, Chem. Phys. Lett. 308, 479 (1999).
[2] Z. Akdeniz, M. Caliskan, Z. Çiçek, and M. P. Tosi, Z. Naturforsch. 55a, 575
(2000).
[3] S. Senturk Dalgic, M. Caliskan, J. Opto. Electron. Adv. Mater.,9, 3054 (2007).
[4] S. Senturk Dalgic, M. Caliskan, C. Canan, J. Opto. Electron. Adv. Mater., 12,
244 (2010).
[5] A. Linden, A. Petridis, B. D. James, Inorganica Chimica Acta, 332, 67 (2002).
[6] J. Glaser, Acta Chemica Scand., 36, 451 (1982).
Part I. Cross-Linking Of Skin Collagen
a
b
Hilal ÖZDEMİR , Selahattin DİNÇ , F. Gülay ACAR
a
c*
İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, Physics
Program, 34469 İstanbul, Turkey
b
İstanbul Technical University, Faculty of Sciences and Letters, Physics
Engineering Department, 34469 İstanbul, Turkey
*[email protected]
Background: Both photopolymerization and photodynamic therapy are being
used for collagen remodelling.
Objective: To determine contribution of photopolymerization in photodynamic
therapy for collagen remodelling in human skin.
Patients and methods: 3 to 10 healty random volunteers with fitzpatrick skin type
2 to 5 and with type 2 photoaging underwenth a baseline visit for a splitface
comparison of threatments with 5-ALA and Riboflavins.To evaluate increase in
collagen,photos have been taken for photographic evaluation and collagen
amount is measured with suction blister method.Both 5-ALA and Riboflavins
were exposed to an intensed pulsed light (IPL) with wavelengths between 400720 nm.
Results(Speculations):
a)Collagen remodelling amount was similar in both sides of face indicating
Riboflavins and PPIX have same effect on collagen remodelling.Since Riboflavins
are more available also that they have a higher safety profile,using them in
threatments over 5-ALA is adviced.
b)Collagen remodelling is much higher on Riboflavin side indicates higher
absorption of light and higher efficacy over 5-ALA.
c)Collagen remodelling is much higher on 5-ALA side indicates higher absorption
of light and higher efficacy over Riboflavin.
Part II. The Effect Of Fractional Laser With 5-Ala And
Riboflavin
Selahattin DİNÇ1, Hilal ÖZDEMİR2, F. Gülay ACAR*
a
İstanbul Technical University, Faculty of Sciences and Letters, Physics
Engineering Department, 34469 İstanbul, Turkey
b
İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, Physics
Program, 34469 İstanbul, Turkey
*[email protected]
Background: Light is being used for collagen remodeling in human skin in
various ways
Objective: To compare safety and effectivity of photodynamic therapy and
photopolimerization over fractional laser’s controlled damage method in collagen
remodeling
Patients and methods: 3 to 10 healthy random volunteers with Fitzparic skin type
2 to 4 and wih photoaging type 2 underwent a baseline visit for a splitface
comparions of treatments with 5-ALA, riboflavins and fractional CO-2 or
fractional Er:YAG treatments
To evaluate increase in collagen, before after photos taken for photographic
evaluation and collagen amount is measure with suction blister method. For
photodynamic therapy an intense pulsed light source emitting light between 400
to 720 nm wavelengths used.
Results(Speculations):
a) Collagen increase was similar in both sides indicating similarity of
effectiveness for both methods. However, since there is a scarring, bleeding,
hyperpigmentation and hypopigmentation risk in fractional laser methods; safety
profile of PDT and riboflavins is much higher thus, preferable
b) Collagen increase was lower in PDT and riboflavin side indicating fractional
laser methods are more effective. However due to safety profile of PDT and
riboflavins patient selection of method is skewed on behalf of the methods
c) Collagen increase was lower and inconsistent in fractional laser side indicates
that the method should be replaced with more effective and safer other option.
PDT and Ribolavins stands as method of choice for collagen remodelling

13-14 Aralık 2013 - 19.Ulusal Sıvı Hal Sempozyumu

Transkript

Benzer belgeler

5 Mart 2013, İstanbulun Sesi Korosu ve Küçük Nüanslar Korosu

15 Nisan - SMT

Untitled

Güvenlik Veri Levhası SM 625 Tarihli Güvenlik Veri

Ekonomi - Koç Üniversitesi