1.   1,4-Benzokinon ve Hidrokinon İçeren 1,2,3-Triazollerin Regio-seçici Olarak Sentezi: Yeni Bir Bileşik Grubuna Giriş ve Bazı Sentetik Uygulamalar. Sponsor: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK, Proje No. 107T769), 2008-2010.

Biyolojik sistemlerde fonksiyonel açıdan çeşitliliği sağlayan seçici kimyasal reaksiyonlar son zamanlarda özellikle organik kimya ve biyokimyada oldukça önem kazanmaya başlamıştır. Sentetik organik kimya repertuarında yeni yeni göze çarpan bu reaksiyonlar çeşitli bileşik gruplarının sentezinde ilham kaynağı olmaya devam etmektedir.

Doğal ürün ve heterosiklik bileşiklerin sentezi ve uygulamalarına bakıldığında organik azitlerin önemli bir rol oynadığı görülmektedir. Bu heterosiklik bileşikler arasında 1,2,3-triazoller doğada bulunmamaları, kendine has kimyasal yapı ve özellikleri, indirgenme, yükseltgenme, asidik-bazik hidroliz vb. dönüşümlere karşı oldukça dayanıklı olmaları nedenleriyle en ilgi çekenleridir. Ayrıca bu bileşikler boya, floresan, korozyon önleyici, ışığa dayanıklı ve biyolojik olarak aktif bileşikler başta olmak üzere oldukça geniş bir uygulama sahasına hitap etmektedir. Son zamanlarda, özellikle sentezleri için yeni metotların geliştirilmesini müteakiben 1,2,3-triazoller, güvenilir ve kararlı bağlantı birimleri sağlayan araçlar olarak organik sentez ve malzeme bilimlerinde oldukça popüler hale gelmişlerdir.

Öte yandan, benzokinonlar ve hidrokinonlar birbirlerinin redoks eşleridir ve organik bileşiklerin önemli bir sınıfını oluştururlar. Benzokinonlar ve hidrokinonlar canlılar için vazgeçilmez olup biyolojik sistemlerde fotosentez ve solunum metabolizmalarında önemli ko-faktörler  için elektron taşıyıcı olarak önemli rol oynarlar.

Bütün bunlar gözönüne alındığında, bir yanda triazol halkasını ve diğer yanda benzokinon/hidrokinon ünitesini içinde barındıran bir bileşiğin her iki fonksiyonel grubun önemli özelliklerini ayrı ayrı ortaya koymasını beklemek son derece doğaldır. Ayrıca böyle bir molekül elektron ve/veya enerji transfer sistemleri açısından oldukça ilginç olabilir. Bu çalışmada söz konusu iki fonksiyonel grubu (triazol ve benzokinon/hidrokinon üniteleri) aynı anda içinde barındıran ve literatürde daha önce sentezi bilinmeyen yeni bir bileşik grubu sentezlenecektir. Bu yeni bileşiklerin yapıları spektroskopik (NMR, IR, UV, Elementel Analiz, Kütle, Lüminesant, Döngülü Voltametri) olarak karakterize edilecek ve ardından bazı sentetik uygulamalara geçilecektir. Ayrıca uygulama sonucunda elde edilecek bileşiklerin yapıları, fotofiziksel ve elektrokimyasal özellikleri spektroskopik (NMR, IR, UV, Elementel Analiz, Kütle, Lüminesant, Döngülü Voltametri) olarak ortaya konularak elektron ve/veya enerji transfer sistemlerine uygulanabilirlikleri test edilecektir.

2.   Foto- ve Elektro- Aktif Yeni Bir İyon Sensörü Sentezi, Tanımlanması ve Fotofiziksel Özellikleri. Sponsor: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK, Proje No. 107T883), 2008-2009.

Canlılarda alkali metal iyonlarının özellikle sodyum ve potasyumun çeşitli biyolojik işlemlerde önemli roller aldıkları ve hatta bazen birbirlerinden tamamen zıt roller üstlendikleri bilinmektedir.¹ Biyolojik olarak önem taşıyan bu ve benzeri iyonların çeşitli yöntemlerle seçici olarak tayin edilmesi son zamanlarda oldukça ilgi çekmektedir. Bu amaç doğrultusunda metal ile koordinasyonu sağlayabilen ve bir etkileşim durumunda fotofiziksel (absorbsiyon, emisyon vs) ve/veya elektrokimyasal özelliklerinde meydana gelen değişiklikleri sinyal olarak yansıtabilen alıcı grupları (taç eter, kriptant, kaliksaren, siklodekstrin vb) içinde barındıran moleküler sensörlerin dizayn edilmesi ve sentezi oldukça önemlidir.

IA Grubu metallerinin (Li⁺, Na⁺ ve K⁺) organik ve/veya sulu ortamda varlığını hem spektrofotometrik hem de spektroelektrokimyasal yöntemlerle tanımlayabilecek dual tipte yeni bir moleküler sensör dizayn edilerek sentezlenecek ve spektroskopik (NMR, UV-vis, floresans, döngülü voltametre vs) yöntemlerle tanımlanacaktır. Sensörün etkin bir biçimde söz konusu metal katyonlarını tayin etmesi beklenmektedir.

3.   Yeni Fonksiyonel Fotokromik Malzemelerin Sentezi, Özellikleri ve Uygulamaları.Sponsor: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK, Proje No. 110T871), 2011-2014.

Yeni fonksiyonel organik bileşiklerin tasarımı ve sentezi, bu bileşiklerden elde edilen malzemelerden yararlanılarak moleküler elektronik ve fotonikler, algılayıcılar, makine ve aygıtlar, ışık saçan diyotlar (LED’ler), güneş pilleri, transistörler, elektrokromik cihazlar, veri işleme ve depolama aygıtları gibi ileri teknolojik uygulamalar nedeniyle oldukça önem arz etmektedir.  Bu vesileyle dünyanın dört bir yanında başta sentetik organik kimya olmak üzere araştırma grupları uygulamaya açık yeni fonksiyonel bileşiklerin tasarımı, sentezi ve tanımlanmasına yönelik çalışmalara geniş bir yer ve önem vermektedirler.

Fonksiyonel organik bileşikler arasında fotokromik özellik gösteren ditiyenileten (DTE) türevleri, termal olarak oldukça kararlı olmaları ve yüksek fatigue dirençleri nedeniyle oldukça ilgi çekmektedir. Zira bu iki önemli özellik optoelektronik cihaz uygulamaları için vazgeçilmezdir. Bunun yanısıra hem çözelti fazında hem de katı halde mükemmel fotokromik özellik göstermeleri, hızlı anahtarlanmaları, yüksek kuvantum verimi ve iki izomerin soğurma dalgaboyları arasındaki büyük farklılıklar da DTE’lerin özellikle son on yılda popülaritesinin artmasına; biyo- ve nano- teknolojik bilimlerden malzeme bilimlerine kadar varan çeşitli disiplinlerde moleküler anahtarlar, optik veri işleme ve depolama ortamları, belirteçler, makinalar, fotoiletken cihazlar ve görüntüleme ajanları gibi birçok akıllı malzemenin geliştirilmesine olanak sağlamıştır.

Bu çalışmada,  fotokromik ve redoks aktif özellik gösteren ve literatürde bilinmeyen yeni bir bileşik grubu sentezlenecek ve bu bileşiklerin yapı tayini ve özellikleri spektroskopik yöntemler (UV-vis, Luminesans, FTIR, NMR, Elementel Analiz, Kütle, Döngülü Voltametri) ile aydınlatılacaktır. Sentez ve karakterizasyon çalışmalarını müteakiben son aşamada ise elde edilecek bu yeni bileşiklerin -özelliklerine göre- malzeme bilimlerine yönelik bazı uygulamaları (fotokromik, elektrokromik, dual -foto ve elektro-kromik, fotoiletken, ısıya duyarlı akıllı malzemeler olarak) test edilecektir.

4.   Bor Esaslı Yeni Anorganik-Organik Melez Polimerik Malzemelerin Tasarımı, Sentezi ve Teknolojik Uygulamaları. Sponsor: Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN, Proje No. 2011 Ç0276), 2011-2012.

İletken polimerler ile bor kimyasalının aynı çatı altında birleştirilmesi çok yakın bir tarihte, ilk defa 2003 yılında, gerçekleştirilmiştir. Literatürde bir elin parmakları kadar az olan çalışmalarda bor kimyasalının iletken polimerlere, termal, mekanik, optiksel ve elektrokimyasal kararlılık kazandırdığı rapor edilmiştir.

Bu çalışmada amaç, endüstriyel alanda iletken polimerlerin karşılaştığı sorunları (çözünmezlik, termal, mekanik, optiksel ve elektrokimyasal kararsızlık vesaire) aşmak için anorganik ve organik birimleri aynı potada eriterek yeni üstün özelliklere sahip bor esaslı melez malzemeler üretilmesi ve sanayiye kazandırılması olacaktır. Projenin ilk aşamasında literatürde bir ilk olacak bor esaslı donör-akseptör-donör (D-A-D) düzeninde yeni anorganik-organik melez monomerler tasarlanıp uzman bir ekip tarafından sentezlenecektir. Daha sonrasında bu bileşiklerden iletken polimer sentezi gerçekleştirilecektir. Elektrokimyasal ve kimyasal yöntemler kullanılarak iletken polimerler elde edilmeye çalışılacaktır. İlk aşamanın sonunda elde edilen bor esaslı anorganik-organik polimerik malzemelerin elektrokimyasal, optiksel ve de termal özellikleri deşifre edildikten sonra projenin bir sonraki aşaması olan endüstriyel ve teknolojik uygulamalara yönelik çalışmalar bu uygulamalarda deneyimli ekipler tarafından yapılacaktır. Endüstride çok değerli olan termal, renk ve elektrokimyasal kararlılığa sahip bu yeni malzemeleri elde ettikten sonra bu malzemelerin elektrokromik cihazlar, organik ışık saçan diyotlar (LED) ve “Güneş Pilleri”nde bor kullanımını sağlayacak temel araştırma, malzeme ve teknoloji geliştirmeye yönelik çalışmalar yapılacak ve bu cihazların prototipleri üretilmeye çalışılacaktır.

Sonuç olarak, sentezlenecek malzemeler ile bor ürün yelpazesinin genişletilmesi ve endüstriyel kullanım alanlarında (elektrokromik cihazlar, LEDler ve güneş pilleri) karşılaşılaşılan sorunların ülkemizde üretilebilecek özel bor ürünleri ile aşılabilmesi projemizin öncelikli amacı ve hedefidir. Yoğun Ar-Ge faaliyeti ve yüksek teknoloji bilgisi gerektiren bu uygulamalar ülkemizin yenilikçi yeteneklerini ve rekabet gücünü artıracaktır.

5.   Yeni Floresans Bir Moleküler İyon Algılayıcının Tasarımı Sentezi ve Özellikleri. Sponsor: Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK, Proje No. 113T016), 2013-2014.

Yeni fonksiyonel organik bileşiklerin tasarımı ve sentezi, bu bileşiklerden elde edilen malzemelerden yararlanılarak moleküler algılayıcılar, elektronik ve fotonikler, makine ve aygıtlar, ışık yayan diyotlar, güneş pilleri, transistörler, elektrokromik cihazlar, veri işleme ve depolama aygıtları gibi ileri teknolojik uygulamalar nedeniyle oldukça önem arz etmektedir. Fonksiyonel organik bileşikler içerisinde floresans bileşikler, son zamanlarda hem biyo- ve nanoteknoloji ve çevre bilimleri, hem de malzeme bilimlerinde iyon ve/veya molekül tanıyan moleküler algılayıcılar, elektron ve/veya enerji transfer sistemleri, görüntüleme ajanları, moleküler makina ve aygıtlar, aritmetik işlem yapabilen moleküler mantık kapıları vb. olarak kullanılabilir olmaları nedeniyle yoğun bir ilgi çekmektedir. Bu vesileyle dünyanın dört bir yanında başta sentetik organik kimya olmak üzere araştırma grupları uygulamaya açık yeni lüminesans bileşiklerin tasarımı, sentezi ve tanımlanmasına yönelik çalışmalara geniş bir yer ve önem vermektedirler.

Bu çalışmada, literatürde bilinmeyen, lüminesans ve redoks aktif özellik gösteren yeni bir bileşik 1 sentezlenecek ve bu bileşiğin yapı ve özellikleri spektroskopik yöntemlerle (UV-vis, lüminesans -floresans, FTIR, NMR, elementel analiz, kütle, vb.) aydınlatılacaktır. Son aşamada ise bu bileşiğin çeşitli metal iyonlarına karşı duyarlı floresans bir algılayıcı olarak işlev görüp göremeyeceği test edilecektir. Elde edilecek supramoleküler yapı, özellikleri bakımından potansiyel olarak iyonlara karşı duyarlı floresans bir moleküler algılayıcı olarak ümit vaat etmekte olup analitik, biyo, nanoteknoloji ve malzeme bilimlerinde uygulanabilirliği araştırılacaktır.

  6.     Lantanit Metali İçeren Grafen Esaslı Nano Malzeme Geliştirilmesi: Tasarım ve Sentez. Sponsor: Türkiye Bilimler           Akademisi Üstün Başarılı Genç Bilim İnsanlarını Ödüllendirme Programı (GEBİP), 2015-

Grafen, 2004 yılında grafit tabakasını bir zemin üzerine kaydırarak grafen tabakalarının ayrılması ile keşfedilmiştir. Grafen, iki boyutlu karbon atomlarından oluşan, bal peteği görünümlü, sp² hibritleşmesi yapmış, bir atom kalınlığında, hegzagonal yapıda karbon atomunun allotropu olan ve üstün termal, mekanik, elektronik ve optik özelliklere sahip bir malzemedir. Bu özelliklerinden dolayı grafen ve türevleri biyomedikal, enerji, çevre, doku mühendisliği, ilaç salınımı ve sensör gibi uygulama alanlarında kullanılabilmektedir.

Diğer yandan, lantanit metalleri manyetik, elektronik ve fotonik özelikleri nedeniyle tıbbi görüntüleme, enerji, güvenlik, çevre, katalizör, metal ekstraksiyonu vb alanlarda kullanılabilmektedir. Zira lantanitler oldukça yüksek manyetik momente ve/ya paramanyetik özelliklere sahip olduğundan manyetik rezonans görüntülemede yüksek çözünürlük sağlayan kontrast ajanları, tomografik reaktifler ve manyetik/elektronik teknoloji gereçleri olarak işlev görebilmektedir.

Bu çalışmada, lantanit metali içeren grafen tabanlı yeni bir nano malzemenin tasarımı ve geliştirilmesi üzerinde durulacaktır. Elde edilecek nano malzemenin biyolojik olarak önem arz eden bazı iyonların tayin ve tespitinde sensör olarak kullanılıp kullanılamayacağı test edilecektir.