Silika esaslı kserojel ve aerojel kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında TEOS, volkanik tüf ve yerfıstığı kabuğu külünden sol-jel yöntemi ile silika kserojel ve aerojeller sentezlenmiştir. Malzemelerin çeşitli özellikleri XRD, FTIR, FESEM, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri, TGA, termal iletkenlik, yoğunluk ve temas açısı ölçümleri ile incelenmiştir. Silika aerojellerin silika kserojeller ile karşılaştırıldığında daha yüksek yüzey alanı, gözenek hacmi, termal dayanım ve daha düşük yoğunluk ve termal iletkenlik gösterdiği belirlenmiştir. PEG ve karbon siyahının malzemelerin özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla silika kserojel ve aerojel kompozitleri hazırlanmıştır. PEG ve karbon siyahı ilavesinin malzemelerin özellikle gözenek yapısına olumlu etkileri olmuştur. Ardından TMCS ile yapılan yüzey modifikasyonu sonucu malzemelerin hidrofilik yapısının hidrofobik hale dönüştüğü gözlemlenmiştir. Elde edilen malzemeler arasında oldukça ucuz bir malzeme olan volkanik tüften atmosfer basıncında kurutma sonucu düşük bir maliyetle sentezlenen silika kserojeller (yüzey alanı: 195 m2/g ve yoğunluk: 0,037 g/cm3) MB adsorpsiyonunda adsorbent olarak değerlendirilmiştir. Taguchi optimizasyon yönteminin kullanıldığı bu proseste optimum deney koşullarında (zaman: 60 dakika, derişim: 20 mg/L, adsorbent miktarı: 0,0016 g/mL, sıcaklık: 40°C ve pH: 5) maksimum MB giderimi ve adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %96,18 ve 51,967 mg/g olarak belirlenmiştir. 5 kez yapılan adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü sonucunda silika kserojelin MB adsorpsiyonu için hâlâ %70 verimle kullanılabildiği görülmüştür. Volkanik tüften sentezlenen silika kserojellerin antibakteriyel aktivite uygulamalarında taşıyıcı malzeme olarak kullanılabilirliği de araştırılmıştır. Farklı derişimlerdeki ε-poli-l-lizin kaplı linezolid yüklü silika kserojellerin E. coli bakterisine (Gram-negatif) karşı gösterdiği aktivite yayma plak metodu ile incelenmiştir. Silika kserojel ve linezolidin (Gram-pozitif bakteriler için etkili) tek başına antibakteriyel aktivite göstermediği, ancak ε-poli-l-lizin kaplı linezolid yüklü silika kserojellerin 0,220 μg/mL gibi düşük derişimlerde E. coli oluşumunu tamamen engellediği görülmüştür. Ucuz bir malzeme olan silika kserojellerin yeni tasarlanan bu sistemlerde taşıyıcı malzeme olarak kullanımının antibakteriyel hastalıkların azaltılması için yeni antibiyotiklerin üretimi yerine hazırda var olan antibiyotiklerin spektrumunun genişletilmesinde avantaj sağlayacağı düşünülmektedir.