Bakır destekli bor–grafen nanoplaka hibrit nanokompozitlerinde grafen oksit yüklemesinin elektriksel iletkenlik üzerine etkilerinin Box–Behnken tasarımı ile optimizasyonu

Bakır destekli bor katkılı grafen (CuBG) hibrit nanokompozitleri, basit, ekonomik ve ölçeklenebilir bir sıvı faz karıştırma yöntemiyle hazırlanmıştır. Çalışmada, Cu(NO₃)₂·3H₂O, bor ve grafen oksidin (GO) ağırlık yüzdeleri değişkenleri kullanılarak elektriksel iletkenliğin optimizasyonu Yanıt Yüzey Metodolojisi (RSM) ve Box–Behnken tasarımı (BBD) ile gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma, literatürde ilk kez, bakır destekli bor–grafen hibrit nanokompozitlerinde grafen oksit yüklemesine bağlı elektriksel iletkenliğin RSM tabanlı sistematik optimizasyonunu ortaya koymaktadır. Optimum koşullar ağırlıkça %70 bor, %10 GO ve %25 Cu(NO₃)₂·3H₂O olarak belirlenmiş olup, bu koşullarda sentezlenen nanokompozitin iletkenliği GO’ya kıyasla 4.4 μS·cm⁻¹’den 144.7 μS·cm⁻¹’e yükselmiştir. Optimum koşullarda hazırlanan nanokompozitler Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD) ve alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FESEM) teknikleriyle karakterize edilmiştir. FESEM görüntüleri, Cu ve bor partiküllerinin grafen nanoplakaları üzerinde homojen şekilde dağıldığını ve bu partiküllerin grafen tabakaları arasına gömülerek sandviç benzeri bir yapı oluşturduğunu göstermiştir. Bulgular, RSM’nin yüksek elektriksel iletkenliğe sahip nanokompozitlerin düşük maliyetle sentezlenmesinde etkili bir optimizasyon aracı olduğunu ve CuBG hibrit nanokompozitlerinin sensör, enerji depolama ve iletken malzeme uygulamaları için yüksek potansiyel sunduğunu ortaya koymaktadır.