BİREYSEL ÖDÜLLER
Fen ve Mühendislik Bilimleri
Tez Sahibi:
Dr. Houman BAHMANI JALALI
Tez Danışmanı:
Doç. Dr. Sedat NİZAMOĞLU
Tez Adı :
Optoelektronik Nöral Arayüzleri için Yeni Biyouyumlu Kuantum Noktaları ve
Nanoteknolojik Birleşimler
Doktoranın Yapıldığı Üniversite:
Koç Üniversitesi
Kolloidal yarı iletken kuantum noktaları, düşük maliyetli üretim, geniş
spektral ayarlanabilirliği ve yüksek fotostabilite sayesinde hedeflenebilir
ve uzaktan kontroledilebilir biyo arayüzler alanında yüksek potansiyele
sahiplerdir. Ancak popüler ve gelişmiş kuantum noktaları, biyomedikal
uygulamalar için oldukça toksik ve kanserojen olduğu bilinen kadmiyum ve
kurşun içerir. Bu nedenle, uygun biyouyumlu kuantum noktalarının
araştırılması ve bunların kullanımı, kuantum nokta tabanlı biyoelektronik
cihazların geliştirilmesinde önemli bir aşamadır. Bu tez, yeni ve
biyouyumlu kuantum noktalarının nanoteknolojik birleşimlerine dayanan
verimli nöral arayüzlerini ele almaktadır.
Tezde ilk kez tip II indiyum fosfit / çinko oksit çekirdek / kabuk kuantum
noktaları sentezlendi. Bu kuantum noktaları, fotoelektrot yapısına dahil
edildi ve tek bir nöral hücrenin, görünür ışığa sürekli maruz kalma için
oküler güvenlik sınırından 26 kat daha düşük olan 4 μW mm-2'de
ateşlenmesini tetikleyen biyoelektrik akımı üretti. Daha sonra,
fotosentetik sistemler tarafından kullanılan radyatif olmayan enerji
transferinden ilham alarak indiyum bazlı gökkuşağı kuantum noktalarına
dayanan kuantum hunileri geliştirdi. Bu yeni nanomühendislik düzeneği, tek
bir hücrenin optik nöromodülasyonunu kolaylaştırdı ve kontrol numunesine
kıyasla birim absorbans başına biyoelektrik akımı% 215 artırdı. Tez de
ayrıca ilk kez kolloidal alüminyum antimonid kuantum noktaları rapor
edildi. Sentez, alüminyum klorür ve antimon bis (trimetilsilil) amidin
süperhidrit varlığında kontrollü reaksiyonu yoluyla gerçekleştirildi. Bu
kuantum noktaları, UV-A bölgesinde eksitonik geçişler ve mavi spektral
aralıkta ayarlanabilir emisyonu gösterdi (% 18'e kadar kuantum verimi). Tüm
III-V kuantum noktaları arasında, alüminyum antimonid kuantum noktaları
mavi spektral bölgedeki en parlak çekirdek emisyonunu gösterdi. Son olarak,
alüminyum antimonid kuantum noktaları nöral uyarım için fotovoltaik bir
cihazda biyo-arayüz katmanı olarak kullanıldı. Bu tür nöral arayüz, ~ 55 μs
yükselme süresine ve 600 μA.cm-2'nin üzerinde bir büyüklükte kapasitif
biyoelektrik akım oluşturdu ve en hassas kuantum nokta tabanlı kapasitif
biyo arayüz özelliğini gösterdi. Bu biyo-arayüz, hücreler üzerinde herhangi
bir toksik etki göstermedi ve sulu ortamda bir yıllık çalışma ömrü
gösterdi. Bu bulgular, kadmiyum içermeyen yeni kuantum noktalarının
biyouyumlu ve etkili bir biyolojik bağlantı oluşturabileceğini ve yapay
retina protezleri gibi uygulamalarda yeni bir yol sunabileceğini
göstermektedir.
Tez Sahibi:
Dr. Houman BAHMANI JALALI
Dr. Houman Bahmani Jalali Tebriz Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisiği
Bölümü’nden 2013’de mezun oldu. Yüksek lisansını 2015 yılında İstanbul
Teknik Üniversitesi’nde Nano Bilimi ve Nano Mühendisliği bölümünde Prof.
Dr. Levent Trabzon danışmanlığında bitirdi. Sonrasında doktora eğitimini
Koç Üniversitesinde Biyomedikal Bilimi ve Mühendisliği bölümünde Doç. Dr.
Sedat Nizamoğlu danışmanlığında Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) destekli
“Yeni Nano-Mühendislik Ürünü Optoelektronik Biyo-Arayüzler” projesinde
çalışarak sürdürdü. Dr. Bahmani Jalali 2020 yılında “Optoelektronik Nöral
Arayüzleri için Yeni Biyouyumlu Kuantum Noktaları ve Nanoteknolojik
Birleşimler” başlıklı tezi ile doktora derecesini aldı ve doktora sürecinde
kuantum noktaları sentezi ve uygulamaları alanında Q1 dergi kategorisinde
15 makale yayınladı. Ayrıca, 2018’de Toronto’da düzenlenen QD2018
konferansında “Nano Scale Horizons” ödülünü ve 2019 yılında Avrupa Malzeme
Araştırma Topluluğu (EMRS)’den “Graduate Student Award” ödülünü kazandı.
Dr. Bahmani Jalali son olarak Avrupa Konseyinden dünyanın en prestijli ve
rekabetçi burs programlarından biri olan Marie Skłodowska-Curie Bireysel
Bursunu "Yeni kurşunsuz kuantum noktalarına dayalı tamamen RoHS uyumlu
kızılötesi ışık yayan diyotlar" başlıklı projesi ile kazanmıştır ve şu anda
İtalyan Teknoloji Enstitüsü (Cenova, İtalya) Photonic Nanomaterials
grubunda çalışmaktadır.

Tez Danışmanı:
Doç. Dr. Sedat NİZAMOĞLU
1 Ağustos 1982’de Bursa’da doğan Sedat Nizamoğlu, aslen Yozgat nüfusuna
kayıtlıdır. Bilkent Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
Bölümü’nde doktorasını bitirdikten sonra, Harvard Tıp Fakültesi ve
Massachusetts General Hospital’da Bullock-Wellman Fellow olarak
çalışmalarına devam etti. 2013 yılında Özyeğin Üniversitesi’nde öğretim
üyesi olarak çalışmaya başladı ve 2015 yılı Şubat ayından itibaren Koç
Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü’nde çalışmalarına
devam etmektedir. 2014 yılında Türkiye’nin 7. kabul olan ERC (Avrupa
Araştırma Konseyi) projesini ülkemize kazandırmıştır. Dünyanın en eski ve
prestijli teknoloji dergilerinden olan MIT Technology Review tarafından
bilim ve teknolojiye etki eden 35 yaş altı mucitlerden biri seçilmiştir.
TÜBİTAK tarafından teşvik ödülü, Türkiye Bilimler Akademisi tarafından
Üstün Başarılı Genç Bilim İnsanı Ödülü ve Bilim Akademisi tarafından Genç
Bilim İnsanları Ödülüne layık görülmüştür. Nanomalzeme sentezinden aygıt
fabrikasyonuna fotoelektrokimyasal karakterizasyondan tek-hücre
elektrofizyolojisine kadar nanoteknoloji, biyoelektronik ve optoelektronik
alanlarını kapsayan multidisipliner ve özgün araştırma çalışmaları
yürütmektedir. Körlüklere karşı nanoteknolojik suni retina implantları,
ultra-verimli LED’ler ve güneş enerjisi hasatlama aygıtları üzerine
çalışmaktadır.
