Self-assembly of molecular components have attracted attention of scientific community in the past decades because of their great potential in designing functional devices in material science. Formed by simultaneous diffusion and precipitation reaction of co-precipitating chemicals in gel media, Liesegang patterns (LPs) are one of the examples of spontaneous pattern formation. LPs have been an attractive topic since their discovery in 1896, due to their wide occurrence in nature and potential applications in sensors, surface sciences, MEMS, bioengineering and microfluidics and fabrication of microstructured materials. Yet, mystery behind formation mechanism of LPs has not been completely solved. More parameters and conditions are needed to be investigated to understand the mechanism.In this study, we show that formation of Liesegang patterns in polyacrylamide hydrogels can be chemically and mechanically controlled. Firstly, we changed the chemical composition of the hydrogels and monitored the changes in the LPs formed at different locations. Then, we demonstrated that mechanical stress can alter LP formation both in terms of geometry of the rings and of their 'appearance times'. Without any mechanical input, in (pseudo-) 2D gels, LPs form in circular shape. However, when mechanical stress is applied on gels, LPs appear as concentric ovals, the aspect ratio of which increases as applied mechanical stress increases.In this thesis, for the first time in the literature, we have provided mechanical manipulation of LPs. The time-dependent formation of the patterns and their significant alteration by mechanical input can help us build elastic deformation sensor through the visible patterns.

Moleküler ölçekte kendi kendiliğine düzen oluşumu (self-assembly) fonksiyonel malzemeleri tasarlamamıza olanak verdiği için geçtiğimiz yıllardan beri bilim dünyasının ilgisini çekmeye devam etmektedir. Jel ortamında, birbiriyle etkileşiminde çökelek oluşturan maddelerin eşzamanlı difüzyon ve çökelme reaksiyonu gerçekleştirmesiyle oluşan Liesegang desenleri (LD) kendi kendiliğine desen oluşumunun örneklerinden biridir. Liesegang desenleri 1896 yılında keşfedilmesinden beri, gerek doğada çokça rastlanmasından dolayı, gerekse sensör tasarımında, yüzey bilimlerinde, mikroelektronik mekanik sistemlerinde, biomühendislik ve mikroakışkan alanlarında ve mikroyapılı malzeme üretimi gibi değişik alanlarda olası uygulamalarından ötürü ilgi odağı olmaya devam etmektedir. Yine de, Liesegang desenlerinin nasıl oluştuğunun sırrı hala tam olarak açıklanabilmiş değil. Oluşma mekanizmasını daha iyi anlayabilmemiz için daha fazla etkenlerin ve farklı koşulların araştırılması gerekiyor.Bu çalışmada, biz Liesegang desenlerinin poliakrilamid hidrojellerinde kimyasal ve mekanik olarak kontrol edilebileceğini gösterdik. Öncelikle, jellerdeki kimyasal içeriğin değişmesiyle Liesegang desenlerindeki değişmeyi gözlemledik ve LD'nin farklı konumlarda oluştuğunu gördük. Sonrasında ise, mekanik gerilimin Liesegang desen oluşumunu hem geometrik olarak hem de oluşma sıklığı yönünden değiştirdiğini ortaya koyduk. Mekanik gerilim uygulanmadığında, yalancı (pseudo) 2 boyutlu jellerde Liesegang desenleri halkasal olarak oluşur. Halbuki, jellere mekanik gerilim uyguladığımızda halkasal desenler oval şekiller olarak meydana geldi. Desenlerin boy-en oranı mekanik gerilimi arttırdıkça yükseldi.Bu tezde, literatürde ilk defa çökelme desenlerinin mekanik gerilimle kontrol edilebileceğini gösterdik. Zamana bağlı oluşumu ve desenlerin mekanik girdiyle büyük ölçüde değişebilirliği sayesinde, çıplak gözle görülebilir şekilleri kullanarak elastik deformasyon sensörü üretebilmemiz mümkün olacaktır.