19
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Nano boyutlu titanyum dioksit (TiO2) tozlarının ultraviyole ışık altında yüzeyel venlere etkilerinin tavşan modelinde araştırılması
Titanyum dioksit gıda, kozmetik, kâğıt sanayi gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı; aynı zamanda iyi bir fotokatalik özelliğe sahip titanyum dioksitin, nano boyut tozunun solüsyon haline getirildikten sonra, ultraviyole ışık altında tavşan kulağında bulunan marjinal vene etkilerinin histopatolojik olarak incelenmesidir. Bu çalışma, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanoteknoloji yüksek lisans tezi olarak 11.10.2016 tarih ve 10127589 referans numarası ile Yüksek Öğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi kaydı ile yapılmıştır. Çalışmaya, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etki Kurulu'nun 01.06.2017 tarih ve 65202830-050.04.04-62 sayılı etik kurul kararı sonrasında başlanmıştır. Çalışmada toplam 4 grup tavşan kullanılmıştır. Birinci grup kontrol grubu, ikinci grup yalnızca %20'lik nano TiO2 uygulanan grup, üçüncü grup yalnızca UV ışık uygulanan grup ve dördüncü grup nano TiO2 ve UV ışık eş zamanlı uygulanan grup olarak çalışma yapıldı. Çalışmada kullanılan nano TiO2 %20'lik sulu çözelti ve UV ışık 368 nm dalga boyunda idi. Çalışmada tavşanlar UV ışığa günde 12 saat maruz bırakıldı. Nano TiO2 çözeltisi ise 0,2 cc cilt üzerine uygulandı. Çalışmaya toplam 14 gün devam edildi ve 15. gün kulak marjinal veninden örnekler alındı. Alınan örnekler Hematoksilen-Eozin boyası ile boyanarak inflamasyon (yangı) yönünden değerlendirildi. Tavşanlardan alınan kulak doku örnekleri %10'luk tamponlu formalin solüsyonuna alındı. Alınan örnekler daha sonra rutin takip işlemlerinden geçirilerek parafin bloklara gömüldü. Bloklardan alınan 5 μm'lik kesitler histopatolojik değişiklikler yönünden Hematoksilen-Eozin ile boyanarak incelendi. Işık mikroskobunda incelenen kesitler kronik yangı yönünde semikantitatif olarak yok (-), hafif (+), orta (++) ve şiddetli (+++) olarak değerlendirildi. Kontrol ve TiO2 gruplarındaki tavşanların kulak dokuları normal histolojik görünümdeydi. Yalnızca UV ışık uygulanan grupta perivasküler alanlarda ve kıl foliküllerininetrafında mononükleer hücrelerden oluşan şiddetli düzeyde bir kronik yangının şekillendiği görüldü. Tespit edilen bu bulguların UV- nano TiO2 grubunda ise hafiflediği belirlendi. Nano TiO2 grubunda perivaskülerinflamasyon istatistikî olarak en az olarak saptandı. Nano TiO2 grubunda perivasküler kronik yangı elemanlarının azlığı üç teori ile açıklanabilir; birincisi UV ışığa karşı TiO2' ninfotokatalitik aktivasyonu sonucu UV ışığın zararlı etkilerinin önüne geçilmiş olması, ikincisi makroskobik olarak gerileyen ve yer yer yok olan ve histolojik olarak preparatlarda görünmeyen küçük venözkolleratal yapıların gerilemesi sonucu perivasküler alana mononükleer hücrelerin gelişinin azalması, üçüncüsü ise her iki teorinin kombinasyonudur. Ancak sayılan teorilerin açıklanması için daha ileri çalışmalar olan; genetik, sitogenetik, biyokimya, histokimya ve immünohistokimyasal çalışmalara ihtiyaç vardır. Anahtar Kelimeler: Cilt, Damar, Dermal, Dioksit, Hayvan, Histolojik, Işık, Model, Nano, Tavşan, TiO2, Titanyum, Toplardamar, Ultraviyole, Ven
Gümüş nanopartiküllerin Termofilik Geobacillus vulcani 2CX ve enzimleri üzerindeki etkileri
Son yıllarda gerek endüstriyel sektörde gerekse ev uygulamalarında nanopartiküllerin kullanımının hızlı bir şekilde artması, bu tür malzemelerin doğaya daha fazla salınmasına neden olmuştur. Nanopartiküllerle tasarlanmış bu malzemelerin çevresel süreçler ve bunları gerçekleştiren organizmalar üzerindeki etkileri tam olarak ölçülememektedir. Bu bilgi boşluğu göz önünde alındığında bu çalışmada çeşitli konsantrasyonlarda (62,5-1000 μg mL-1) gümüş nanopartiküllerin (AgNP), termofilik Geobacillus vulcani 2Cx bakterisinin büyümesi, hücre iç membran geçirgenliği, nanopartikülerle etkileşimi, hücre morfolojisi, fizyolojik aktiviteleri üzerindeki etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. G. vulcani 2Cx için artan AgNP konsantrasyonuna bağlı olarak bakterilerin büyüme inhibisyonu incelendiğinde kontrole kıyasla 62,5 μg mL−1 AgNP varlığında bakterilerin büyümesinde %71 iken 1000 μg mL−1 AgNP varlığında %96 inhibisyon olduğu belirlenmiştir. Yapılan hücre morfolojisi (TEM deneyleri), NP ile etkileşim (FT-IR deneyleri) hücre duvarı, hücre zarı yapılarının ve hücredeki protein ve DNA yapısının bozunmuş olabileceğini göstermektedir. Artan AgNP konsantrasyonuna bağlı olarak hücre canlılığının azaldığı ve 62,5 μg mL-1 AgNP konsantrasyonunda G. vulcani 2Cx %62'lik değeriyle en yüksek hücre canlılığını göstermektedir. G. vulcani 2Cx'in süperoksit üretimi ile ilgili 570 nm'deki spektral ölçümlerine bakıldığında, 62,5 μg mL-1 AgNP varlığında 1,6 iken 1000 μg mL-1 AgNP varlığında 2,28 absorbans değerine sahip olduğu belirlendi. Nanopartiküllerin doza bağlı olarak süperokist üretiminde önemli bir artışa neden olduğunu tespit edildi. Enzim biyosentezinin artan AgNP konsantrasyonuna bağlı olarak azaldığı, enzim aktivitesinin 62,5 μg mL-1 AgNP varlığında %41, 500 μg mL-1 AgNP varlığında ise %29 olduğu belirlendi. AgNP'nin enzim salgılanması üzerindeki etkisi incelendiğinde, kontrolle kıyaslandığında G. vulcani 2Cx için enzim sekresyonunun 250 mg mL-1 AgNP varlığında %32 olduğu belirlendi. Bu nedenle, AgNP'lerin yakın ilişkili mikroorganizmalara uygulanması durumunda güçlü antibakteriyel etkiler gösterebileceği sonucuna varılmıştır.
G-C3N4/TiO2 destekli Ru(0) nanoparçacıkların (Ru@g-C3N4/TiO2) transfer hidrojenasyon reaksiyonlarındaki fotokatalitik etkinliklerinin incelenmesi
Katalitik transfer hidrojenasyon, kararlı hidrojen vericisi içermesiyle moleküler hidrojenlemeye alternatif bir metottur. Proton vericisi olarak iso-PrOH'un kullanıldığı bir hidrojen transfer reaksiyonu çevre açısından zararlı madde kullanılmaması ve yüksek basınç koşulları altında çalışma sistemine sahip olmaması gibi nedenlerden dolayı oldukça avantajlıdır. Çoğunlukla Ru katalizörleri kullanılarak gerçekleştirilen transfer hidrojenleme reaksiyonları aromatik veya alifatitik ketonları ikincil alkollere dönüştürmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ru katalizli transfer hidrojenleme reaksiyonları moleküler hidrojenasyona göre ılıman reaksiyon koşulları ve düşük toksisite gibi avantajları nedeniyle farmasötik ara ürünlerin, doğal ürünlerin, fonksiyonel materyallerin ve biyomoleküllerin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada kütlece farklı yüzdelerde üretilen g-C3N4/TiO2 destekli Ru(0) nanoparçacıklar (Ru@g-C3N4/TiO2) ıslak emdirme ve indirgeme yöntemiyle kütlece %0.1, %0.5, %1, %2 ve %3 olarak hazırlandı. Ru@g-C3N4/TiO2 nanoparçacıkların karakteristik özellikleri P-XRD, TEM, HRTEM, FT-IR, SEM-EDX, XPS, ICP, BET gibi ileri düzey analitik yöntemlerle tanımlandı. Ru@g-C3N4/TiO2 nanoparçacıkların transfer hidrojenasyonundaki katalitik ve fotokatalitik etkinliği görünür ışık altında incelendi ve katalitik dönüşüm oranları gaz kromotagrafisi tekniği ile belirlendi. Çalışmamızda katalik ve fotokatalitik transfer hidrojenasyon reaksiyonlarında ilk kez farklı yüzdelerde hazırlanan Ru@TiO2/g-C3N4 nanokatalizörü kullanılmıştır. Ru@TiO2/g-C3N4 nanokatalizörünün etkinliği asetofenon türevlerinin izopropil alkol ile transfer hidrojenasyon tepkimlerinde test edildi. GC cihazındaki en yüksek dönüşüm kütlece 4:1 TiO2/g-C3N4 kullanılarak hazırlanan destek maddesine yüklenen Ru(0) (kütlece %2 oranı) nanokatalizörlerinden elde edildi. HRTEM ile elde edilen görüntülere göre hazırlanan Ru@TiO2/g-C3N4 nanokatalizörün tanecik boyutu ortalama 2.8 nm olduğu görüldü. Sonuç olarak %2 metal yüklü hazırlanan Ru@TiO2/g-C3N4nanokatalizörünün katalitik etkinliği GC dönüşüm oranı 24 saatte % 88,57 bulundu. Bunun yanı sıra görünür ışık altında 24 saatte fotokatalitik olarak etkinliğinin çok düşük (24 saatte %20) olduğu gözlendi.
BD-g-C3N4 destekli Pd(0) (Pd@BD-g-C3N4) nanoparçaciklarin hazirlanmasi ve suzuki-miyaura C-C eşleşme reaksiyonlarindaki fotokatalitik etkinliklerinin incelenmesi
Paladyum katalizörleri kullanılarak yapılan C-C çapraz eşleşme reaksiyonları, aromatik halka, alkin ve alken gibi çeşitli fonksiyonel grupların doymamış bileşiklere katılma reaksiyonunda çok fazla tercih edilmektedir. Bu reaksiyonlarda karbon-karbon bağ oluşumu, Grignard ve organoboron bileşikleri gibi organometalik bileşikler ile aril/vinil halojenürlerin tepkimeleri ile gerçekleştirilebilir. C-C bağının oluşturulması için en önemli yaklaşımlardan biri Paladyum katalizli Suzuki-Miyaura Eşleşme Reaksiyonlarıdır (SMR). Reaktiflerin düşük toksisitesi, ılıman reaksiyon koşulları gibi birçok avantajları sebebiyle farmasötik ara ürünlerin, doğal ürünlerin, fonksiyonel materyallerin ve biyomoleküllerin sentezinde Suzuki-Miyaura eşleşme reksiyonları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu eşleşme işleminin ancak uygun katalizör eşliğinde katalitik reaksiyonlarla gerçekleştiği görülmektedir. Bu reaksiyonlarda genellikle Pd içeren koordinasyon bileşikleri kullanılmakla beraber son dönemlerde Pd nanoparçacıklarını içeren kolloidal ve destekli yapılar da katalizör olarak kullanılmaktadır. C-C eşleşme reaksiyonları için kullanılan katalitik sistemlere bakıldığında nano boyutlu malzemelerden yapılan sistemlerin meydana getirdiği yüksek yüzey alanları ve yüzey etkin atom sayıları ile çok daha iyi katalitik performanslar sağladığı ortaya konulmuştur. Bununla birlikte C-C eşleşme reaksiyonlarında klasik kataliz yöntemine alternatif olarak düşük maliyetli ve ılıman koşullarda ve gün ışığında gerçekleştirilen fotokatalitik yöntemler yer almaya başlamıştır. Bu çalışmada kütlece farklı yüzdelerde (%0,1, %0.5, %1, %2, %3) palladyum, benzen yüklenmiş gafitik karbon nitrür (BD-g-C3N4) destek malzemesine ıslak emdirme-indirgeme yöntemiyle dekore edilerek Pd@BD-g-C3N4 katalizörleri hazırlandı. Katalizörlerin elektronik ve morfolojik özellikleri ICP-MS, Toz X-ışınları kırınımı (P-XRD), Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM), Taramalı Elektron mikroskopisi (SEM), Enerji Dağılımlı X-ışınları spektroskopisi (EDX), X-ışınları Fotoelektron spektroskopisi (XPS), BET, UV-NIR ve FTIR gibi ileri düzey analitik yöntemlerle tanımlandı. Hazırlanan Pd@BD-g-C3N4 katalizörlerin Suzuki-Miyaura C-C Eşleşme Reaksiyonlarında katalitik ve fotokatalitik etkinliği incelendi. Katalitik dönüşüm oranları gaz kromotagrafisi (GC) yöntemiyle hesaplandı. Hazırlanan Pd@BD-g-C3N4 katalizörünün yaklaşık olarak parçacık boyutu dortalama= 6.24 ± 0,5 nm olarak tespit edilmiştir. %2 Pd yüklenmiş Pd@BD-g-C3N4-35 katalizörü Suzuki-Miyaura C-C eşleşme tepkimelerinde, suyun çözücü olarak kullanıldığı koşullarda (100 oC) ve açık havada yüksek dönüşüm (>%97) göstermiştir. Ayrıca, %2-Pd@BD-g-C3N4 nano katalizörünün dayanıklılığının yüksek olması ile Suzuki-Miyaura C-C eşleşme tepkimelerinde tekrar kullanılabiliğini (<5 çevrim sayısı) ve yeşil bir heterojen katalizör olarak çalıştığını ortaya koymaktadır. Pd@BD-g-C3N4'ün farklı yüzdeleri ile yapılan fotokatalitik incelemeler sonunda en yüksek dönüşüm %2-Pd@BD-g-C3N4 katalizöründe gün ışığında oda koşullarında 4 saatte %51 olarak ölçülmüştür
Bazı nano sistemlerin elektron paramanyetik rezonans çizgi şekli analizine dayalı nanopartikül boyut dağılımının hesaplanması
Bu tez çalışmasında, bor karbür (B₄C) nanopartiküllerinin iki farklı boyutta (25 µm ve 150 µm) gama ışınları ile ışınlanmasının ardından elde edilen Elektron Paramanyetik Rezonans (EPR) spektrumları incelenmiştir. Işınlama işlemi sonrasında toz formundaki örneklerden elde edilen EPR verileri analiz edilmiş ve spektrumlar simülasyon yoluyla değerlendirilerek oluşan serbest radikallerin tespiti amaçlanmıştır. Her iki boyuttaki bor karbür örneklerinde gözlemlenen serbest radikallerin spektroskopik yarılma (g) değerleri, sırasıyla 25 µm için g = 2.0021 ve 150 µm için g = 2.0023 olarak hesaplanmıştır. Aşırı ince etkileşim sabitleri (hyperfine splitting constants), 25 µm boyutundaki örnek için a₁α = 1.82 mT, a₂α = 2.08 mT, a₃α = 0.82 mT; 150 µm boyutundaki örnek için ise a₁α = 1.84 mT, a₂α = 2.13 mT, a₃α = 0.80 mT olarak belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, nanopartikül boyutlarının EPR spektroskopisi ile karakterize edilmesinde çizgi şekli ve rezonans sinyal şiddetinin tek başına önemli bir parametre olabileceğini ortaya koymaktadır.
The effect of reactive sintering on the densification of boron carbide zirconium diboride composite
In this thesis, different additives (Zirconia, Zirconium Silicate, Carbon) are used to produce Boron Carbide/Zirconium Diboride (B4C/ZrB2) composite by Spark Plasma Sintering (SPS). Effects of different additives and sintering parameters (sintering temperature, sintering time, pressure, heating rate, etc.) on the densification of the composite is observed. Firstly, B4C/ZrB2 composite is produced by using B4C and ZrB2 powders via non-reactive sintering then different additives (ZrO2-ZrSiO4), as zirconium (Zr) source, are used to produce the same composite by reactive sintering, and effects of reactive sintering is observed. The relative density of the sample produced by B4C and ZrB2 powders at 2150 °C by 15.7 MPa pressure is %99.4734. When reactive sintering (samples produced by B4C and ZrO2 powders) is considered, the highest relative density (%97.2111) is achieved by sintering 15 minuteS at 2000 °C via 31.4 MPa pressure. The samples in which ZrSiO4 is the zirconium source, the highest relative density (%96.0524) is achieved by sintering 15 minutes at 2107 °C by 15.7 MPa pressure. Archimedes Method is used for relative density calculations, Scanning Electron Microscope (SEM) is used for microstructure observation and X-ray Diffraction analysis is used to observe phases that exist in produced parts. The positive effect of reactive sintering on the densification at lower temperatures is observed besides the importance of the contribution of the control on the phases and gases produced during reactive sintering is observed.
Investigation of structural, magnetic and magnetocaloric properties of ho and fe substituted cocr2o4 spinel nanoparticles
In this study, structural, magnetic and magnetocaloric properties of Co(Cr1-xFex)2O4 (0.0≤x≤1.0) spinel multiferroic compounds produced by sol-gel method were investigated. Structural, morphological and elemental properties of all synthesized compounds were investigated by measuring X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy-Dispersive X-Ray Spectrometry (EDS). It is determined that Co(Cr1-xFex)2O4 (0.0≤x≤1.0) spinel materials have cubic crystal structure and the lattice parameter increases with increasing Fe content. In addition, it is observed from the SEM images that the particle size increases with Fe content. From the elemental analysis results, it has been determined that the atomic percent ratios of the synthesized compounds are close to the desired values. It is observed that the magnetization values both temperature and magnetic field dependence increase with increasing of Fe content in the main structure. It is determined that the magnetic transition temperature increases with increasing Fe content in the main structure. Magnetic entropy change of the samples is determined from isothermal magnetization measurements taken in the magnetic transition temperature region. Furthermore, various concentrations of Ho3+ ions were substituted by Cr3+ and Fe3+ ions in CoCrFeO4. The structural, magnetic and magnetocaloric properties of the synthesized Ho-substituted CoCrFeO4 compounds were investigated using the measurement methods mentioned above. No significant change in magnetic transition temperature is observed by Ho3+ ions in CoCrFeO4 compound. However, it is observed that the magnetization value decreases with increasing amount of Ho.
Gerçek zamanlı impedimetrik mikroakışkan damlacık ölçümü: IDM
Droplet-based microfluidic systems require a precise control on droplet physical properties, hence measuring the morphological properties of droplets is critical to obtain high sensitivity analysis. The ability to perform such measurements in real-time is another demand which has not been addressed yet. In this study, coplanar electrodes were used, and configured in differential measurement mode for impedimetric measurement of size and velocity. To obtain the size of the droplets, detailed 3D finite element simulations of the system were performed. The interaction of the non-uniform electric field and the droplet was investigated. The electrode geometry optimization steps were described and design guideline rules were laid out. Size of the electrodes was optimized based on the simulations for droplet lengths ranging from 300 to 1500 µm. A user-friendly software was developed for real-time observation of droplet length and velocity together with in-situ statistical analysis results. A detailed comparison between impedimetric and optical measurement tools is given. Finally, to illustrate the benefit of having real-time analysis, iDM was used for experimental studies. First study case is the response time of the syringe pump and pressure pump driven droplet generation devices. This analysis allows one to evaluate the 'warm-up' time for a droplet generator system after which droplets reach the desired stead-state size required by the assay of interest. Second, an evaluation chip was designed to investigate effective factors and their interplay with droplet length variation. A comprehensive design of experiment (DoE) method is utilized. Analyzing the obtained results, revealed effect of each factor and their interactions. Exploiting results of this study contributes to monodisperse microfluidic droplet generation. Monodisperse polymeric particles of polyethylene glycol were synthesized to demonstrate the potentials of monodisperse droplet generation in biochemical synthesis/analysis.
Azabodıpy ve indirgenmiş grafen oksit tabanlı yeni bir nanoteranostik: tasarım ve sentez
Kanser, hücrelerin kontrolsüz çoğalmasıyla oluşan ve klinik görünümü, tedavisi ve yaklaşımı birbirinden farklı olan bir hastalık grubudur. Kanser tedavi yöntemleri; cerrahi, kemoterapi ve radyoterapidir. Son yıllarda geliştirilmiş tedavi yaklaşımları olan fotodinamik terapi ve fototermal terapi oldukça dikkat çekmektedir. Fotodinamik terapi kanserli veya kötü huylu olmayan bazı hastalıkların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tedavi yöntemi, hastalıklı hücreleri seçici ve etkili bir şekilde yok eden bir fotoduyarlaştırıcı ve ona uygun bir ışık kaynağının, tercihen yakın kızıl ötesi bölgede (650-800 nm), kullanılması ile gerçekleştirilir. Son yıllarda geliştirilmiş bir çok fotoduyarlaştırıcı olmasına rağmen, klinik uygulamalar için onaylanmış terapi ajanı sayısı oldukça azdır. Fototermal Terapi (FTT), soğurulan yakın kızıl ötesi (NIR) ışığın ısı enerjisine dönüşmesi esasına dayanan bir tedavi yöntemidir. FTT son dönemde oldukça ilgi çekmektedir. Bu tezde indirgenmiş grafen oksitle kombine edilmiş AzaBODIPY temelli yeni bir nanoteranostik ajanın, AzaBODIPY@NrGO, sentezi ve karakterizasyonu yapılmıştır. Bu yeni malzemenin fotodinamik terapi ve fototermal terapi yapabileceği in vitro deneylerle gösterilmiş olup kanser tedavisinde umut vaat ettiği ortaya konmuştur.
GeSe bileşiğinin iki ve üç boyutlu kristal yapılarının kararlılıklarının ab-initio yöntemle incelenmesi
Bu tez çalışmasında, GeSe bileşiğinin α, β ve γ fazlarının iki ve üç boyutlu kristal yapılarının yapısal, elektronik, mekanik, termodinamik ve termoelektrik özellikleri yoğunluk fonksiyoneli teorisine dayanan ab initio metoduyla incelendi. Değiş-tokuş korelasyon enerjisinin hesabında genelleştirilmiş grandyent yaklaşımı ve Grimme methodu kullanıldı. GeSe bileşiğinin elektronik bant yapıları, elastik sabitleri, polikristal özellikleri hesaplandı ve yorumlandı. Ayrıca, fonon dağınımı ve fonon durum yoğunlukları, termodinamik ve termoelektrik özellikler detaylı incelendi. Hesaplanan örgü parametreleri kuramsal ve deneysel çalışmalar ile uyum içindedir. GeSe bileşiğinin α, β ve γ fazları mekaniksel ve dinamik yönden kararlılık göstermektedir.
PEM yakıt hücresi diziliminde grafit akış kanallı gaz difüzyon tabakasının malzeme özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışma, PEM yakıt hücresi için farklı tasarımlara sahip grafit akış plakalarının malzeme özelliklerini sunmaktadır. Bu çalışmanın amacı, PEM yakıt hücreleri için gerekli elektriksel iletkenliği sağladığını göstermektir. Yakıt hücrelerinin performansları, yakıt hücresini oluşturan bileşenlerin malzeme özelliklerinden etkilenmektedir. Akış plakaları PEM yakıt hücresinde önemli bileşenlerden biridir. Reaksiyona girecek gazlar akış plakaları üzerinden gaz difüzyon tabakası aracılığıyla katalizör tabakaya iletilmektedir. Ayrıca hücrede üretilen elektriğin iletilmesinde de önemli bir role sahiptirler. Bu çalışmada, farklı akış alanı tasarımına sahip 4 grafit plakanın malzeme özellikleri SEM, EDS, TGA analizleri ile ve elektriksel iletkenliği dört nokta ölçüm tekniği ile ortaya konmuştur. Plakaların SEM görüntüleri grafitin katmanlı yapısını ortaya koyarken, EDS analizi sonucunda karbon dışında herhangi bir elemente rastlanmamıştır. Plakaların TGA analizi sonucunda PEM yakıt hücresinin termal kararlılık açısından son derece kararlı olduğu ve nem kaybı (% 0.40-% 4.40) dışında herhangi bir kütle değişimi olmadığı gözlenmiştir. Hücrenin elektriksel iletkenliği, farklı ölçümler neticesinde 678.17 [S cm-1] ve 847.71 [S cm-1] olarak elde edilmiştir. Böylece, bu çalışma ileride PEM yakıt hücresi akış kanalları ile ilgili yapılacak çalışmalara bir model oluşturmuştur.
Altın nanopartiküllerle modifiye edilmiş biyokömür üzerinde elektrokatalitik hidrojen gazı üretimi
Bu çalışmada suyun elektrolizi ile hidrojen elde etmek amacıyla katalitik aktivitesi yüksek, düşük maliyetli ve yüksek verimli bir elektrot materyalinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla camsı karbon elektrot (CKE) yüzeyi, portakal kabuğunun pirolizi ile elde edilen biyokömür ile kaplanmış, elde edilen yüzey, hidrojen oluşumunda yüksek katalitik aktiviteye sahip olduğu bilinen Au nanopartiküller ile modifiye edilmiştir. Geliştirilen yeni elektrokatalizörün hidrojen oluşumundaki performansı, dönüşümlü voltametri (CV), Tafel polarizasyon eğrileri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) teknikleri ile test edilmiş, kararlılığı için kronoamperometrik (CA) ölçümler alınmıştır. Sonuç olarak, suyun elektroliziyle hidrojen eldesinde yüksek aktivite gösteren, uzun süre kararlı davranan ve ekonomik yeni bir elektrot malzemesi geliştirilmiştir.
Elektrokatalitik hidrojen üretiminde g-C3N4/NiFe2O4/Ni nanokompozit yapısının aktifliğinin incelenmesi
Alternatif bir enerji kaynağı olarak sudan hidrojen üretimi temiz bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Suyun elektrolizi ile hidrojen üretimi yoğun olarak çalışılan bir araştırma konusudur. Literatürde bu konuda birçok çalışma olmasına rağmen; aktif, kararlı ve ekonomik elektrokatalizörlerin geliştirilmesi için yoğun araştırmalar devam etmektedir. Bu çalışmada, hidrojen üretimi ile ilgili önceki çalışmalar göz önünde bulundurularak, suyun elektrolizinden hidrojen elde etmek için elektroliz sisteminde gerekli olan aşırı potansiyeli azaltarak hidrojen oluşumunda katalitik aktivitesi yüksek, ekonomik ve kararlı yeni bir elektrokatalizör geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle, uygun maliyetli ve katalitik bir aktif malzeme olarak grafit karbon nitrür (g-C 3 N 4 )/nikel ferrit (NiFe 2 O 4 )/Ni nanokompozit yapısı ile modifiye edilmiş kalem grafit elektrot geliştirilmiştir. Böylece yüzey alanı yüksek, sentezlenmesi kolay ve yüzeyinde çok sayıda fonksiyonel grup bulunan bir elektrot hazırlanması sağlanmıştır. İlk olarak, g-C 3 N 4 /NiFe 2 O 4 kompozit yapısının katalitik aktivitesi, döngüsel voltametri (CV), Tafel polarizasyon eğrileri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) gibi çeşitli elektrokimyasal yöntemlerle hidrojen oluşum reaksiyonu için incelenmiştir. Daha sonra Ni nanoparçacıkları ile modifiye edilen yüzey, aynı elektrokimyasal yöntemlerle test edilmiş, hazırlanan elektrokatalizörün performansı değerlendirilmiştir. Ayrıca kronoamperometri yöntemiyle stabilite çalışmaları gerçekleştirilmiş ve tüm yüzeylerin yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı X-Ray spektroskopisi tekniği ile incelenmiştir.
Skuarin İçeren Hidrojeller ve Antikanser Özelliklerinin In Vitro İncelenmesi
Kanser, anormal hücrelerin hızla bölünerek diğer doku ve organlara yayılıp onları istila etmesiyle ortaya çıkan geniş bir hastalık grubudur. Kanser, en ölümcül hastalıklar arasındadır. Günümüzde kanser ile mücadelede cerrahi müdahale, kemoterapi ve radyoterapi en çok kullanılan yöntemlerdir. Ancak, bu tedavi yöntemleri tek başına her zaman yeterli olamamakta hatta ağır yan etkileri söz konusu olabilmektedir. Bu nedenle yenilikçi terapi yöntemleri ve bu yöntemler için elverişli yeni nesil malzemelerin geliştirilmesi için yoğun bir çaba harcanmaktadır. Yenilikçi terapi yöntemleri arasında fotodinamik terapi (FDT), hastaların ışığa maruz bırakılarak tedavi edilmesi esasına dayanan bir yöntemdir. Tedavi süresinin kısa olması, maliyetinin düşük olması, yüksek oranda seçicilik göstermesi, düşük toksisitesi, noninvaziv olması ve düşük yan etki göstermesi gibi sebeplerden ötürü araştırmacıların ilgi odağı haline gelmiştir. Tez çalışması kapsamında fotodinamik terapi ajanı olabilecek suda çözünür skuarin boyası tasarlanıp sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve biyomedikal görüntüleme ile fotodinamik terapi (FDT) uygulamaları in vitro çalışmalarla test edilmiştir. Skuarinin 1'e özgü yüksek soğurma, emisyon, kuantum verimi, parlaklık gibi özellikleri çalışmanın diğer aşamalarında olumlu etki bırakmıştır. Skuarinin ile poliakrilamit (PAAm) ve poli(N-izopropilakrilamit) (PNIPAAm) tabanlı fotodinamik hidrojeller elde edilmiştir. Hidrojellerin sentez, karakterizasyon ve fotodinamik terapi (FDT) uygulamaları in vitro çalışmalarla incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fotodinamik Terapi, Hidrojel, Fotoduyarlaştırıcı, Skuarin
YbFe2As2 nano kristali üzerine mekanik ve titreşimsel kararlılık analizi
Bu tez çalışmasında, YbFe2As2 nano kristalinin muhtemel temel durumlarının belirlenmesi amacıyla kuantum kimyası temelli VASP paket programı ile hesaplamalar yapıldı. Yüksek sıcaklık tek kristal deneysel ve kuramsal çalışmalarında monoklinik fazda olduğu raporlanan bu bileşik için 1-2-2 sitokiyometride birçok yapı incelendi. İncelemelerde Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT) temelli standart Genelleştirilmiş Gradyent yaklaşımı (GGA) esas alındı. Değiş-tokuş korelasyon katkısını ise Perdew-Burke-Enzerhof (PBE) parametrizasyonu kullanılarak hesaba katıldı. Yapılan hesaplamalar sonucu 7 farklı fazda kristallerin mekanik ve titreşimsel olarak kararlı olabileceği belirlendi. Zor-Zorlanma yöntemi ve Yoğunluk Fonksiyonel Pertürbasyon teorisi ile belirlenen ikinci dereceden elastik sabitleri (Cij) ve fonon dağınımları incelenerek bu kararlılıklar belirlendi. Bileşiğin bu tespit edilen fazlarda mekanik modülleri (Bulk modülü, Shear modülü, Young modülü, Poisson oranı, Debye sıcaklığı ve Ortam ses hızları) ve Vickers sertlik parametreleri hesaplanıp yorumlandı. Ek olarak, oda sıcaklığı ısı kapasiteleri ve temel titreşim modları elde edildi. Ulaşılan bulgular mevcut deneysel ve teorik verilerle karşılaştırıldı.
İki durumlu piezoelektrik malzemelerden enerji hasadı
Bu çalışma da iki durumlu piezoelektrik malzemelerden enerji hasadı incelenmiştir. Çalışmada STONEHENGE yazılımı kullanılarak sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiş, parametre taramaları yapılmış ve Python tabanlı optimizasyon algoritması ile sistem performansı değerlendirilmiştir. Analizlerde başlangıçta uyarım frekansı Ω = 0.8 ve uyarım genliği f = 0.147 değerleri kullanılmış, optimizasyon sonucunda ise en uygun değerlerin Ω = 1.181129 ve f = 0.4734 olduğu belirlenmiştir. Bu parametreler ile maksimum güç çıkışı 69.052 mW olarak elde edilmiş, doğrusal olmayan bağlanım katsayısının (β) enerji verimini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Ayrıca, OGY yöntemi ile sistem kaotik rejimden çıkarılarak kararlı periyodik rejime geçirilmiş ve enerji üretiminin öngörülebilirliği artırılmıştır. Sonuç olarak iki durumlu piezoelektrik sistemlerin enerji hasadı uygulamaları için yüksek potansiyel sunduğu ortaya konulmuştur.
İmpedimetrik DNA analizi için yeni cam fiber karbon elektrotların hazırlanması ve uygulaması
Bu tez çalışmasında, yüksek sıcaklık tüp fırınında inert ortamda, ısıl işlemle cam fiber üzerine kömür katranı esaslı karon malzeme kaplanarak iletkenliği yüksek karbon elektrot elde edilmiştir. Karbon malzeme, kimyasal oksidasyonla asit uçları olan yapıya dönüştürüldükten sonra karbodiimitle muamele edilmiş ve 4–aminotiyofenol ile amitleştirilmiştir. Elde edilen malzemenin tiyol uçlarına altın nanoparçacık (AuNP) bağlanarak elektrot tamamlanmıştır. Hazırlanan malzemelerin karakterizasyonu elektrokimyasal (doğrusal voltametri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi), spektroskopi (X-ışınları foroelektron spektroskopisi ve infrared spektroskopisi) ve mikroskopi (taramalı elektron mikroskopisi ve geçirimli elektron mikroskopisi) teknikleriyle karakterize edilmiştir. AuNP ihtiva eden elektrota, Hiv-1 DNA sekansına (T-DNA) uygun bir tiyol grubu ihtiva eden yakalayıcı DNA oligonükleotidi (C-DNA) bağlanmıştır. Elde edilen sensorün; T-DNA ile en uygun hibritleşme sıcaklığı ve süresi hesaplanmıştır. Optimum şartlarda sensörün, 0,1 pM – 10 nM konsantrasyon aralığındaki hedef analit (T-DNA)'le hibridizasyonu sonucunda redoks prob yardımıyla impedimetrik kalibrasyon çalışmaları yapılmıştır. Kalibrasyon eğrisi çizilerek, regrasyon eşitliği Rct = 0,7878[logC] + 11,8581 (R2: 0,9966) ve alt tayin sınırı (LOD) 0,013 pM (S/N:3) olarak hesaplanmıştır. Yedi günlük kararlılık deneyi sonucunda sensörün geri kazanımı % 96,7 ile % 101,4 değerleri arasında hesaplanarak, elektrotun kararlı olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen yöntemin hassasiyeti ve doğruluğu gün içi ve yedi ardışık günler arası incelenmiş olup doğruluğu ve kesinliği yüksek bulunmuştur. Girişim deneylerinde iki farklı sekans kullanılarak Rct değişimlerinin <1% ve >-1.5% aralığında olduğu, herhangi bir girişimin olmadığı sonucu elde edilmiştir.
Boya duyarlı güneş pilleri için yeni nesil nanomalzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Bu tez çalışmasında, fonksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüp (Pt NPs @ f-ÇDKNT) ile desteklenmiş Pt nanomateryallerinin gelişimini ve boya duyarlı güneş pili (DSSC) yapımında karşı elektrot (CE) olarak kullanımı denenmiştir. Pt NPs @ f-ÇDKNT nanokompozitler, mikrodalga yöntemi kullanılarak kolayca ve verimli bir şekilde hazırlanmıştır. Veriler, sentez yönteminin, fonksiyonelleştirilmiş çok duvarlı karbon nanotüpler üzerindeki Pt NP'lerin homojen bir dağılımını sağlamak için çok etkili olduğunu açıkca göstermiştir. Pt NPs @ f- ÇDKNT, XRD, TEM, HR-TEM, Raman ve XPS gibi çeşitli teknikler ile karakterize edilmiştir. Ayrıca Pt NPs @ f-ÇDKNT elektro-katalitik performansı döngüsel voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ölçümleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Boya Duyarlı Güneş Pili (DSSC) , Elektrokimyasal Aktiviteler, Karbon Nanotüp Platin Nanopartiküller.
Vanadyum Pentaoksit Fotoanot malzemesinin Nanokristal TiO2 tabanlı güneş pillerinin fotovoltaik özelliklerine etkisi
Bu tez çalışmasında, boya duyarlı güneş pillerinde kullanılmak amacıyla üretilen ve ticari V2O5 tozların hücre verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir.V2O5 tabanlı fotoanot elektrotlar üretilmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Fotoanot elektrotların, sıyırma yöntemiyle pasta uygulamasında yaklaşık 15 µm kalınlığında filmler elde edilmiştir. Sol jel yöntemiyle ince film kaplanan numunelerde ise döndürerek kaplama (1200 devir/dk.) metodu kullanılarak birkaç mikron kalınlıkta filmler üretilmiştir. İnce filmlerin kristal yapı analizleri X-Işını Kırınımı Difraksiyonu (XRD) tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Bu analizler sonucunda istenilen fazların yapıda oluştuğu tespit edilmiştir. Üretilen ve ticari V2O5 tozlara tane boyut analizi yapılmıştır. Üretilen V2O5 tozun, ticari V2O5 toz boyutu olan 95,3 µm'den 43 µm'ye indirilebildiği görülmüştür. Filmlerin optik geçirgenlik özelliği ise UV-Vis Spektrofotometre ile belirlenmiştir. Üretilen ince filmlerin yasak enerji aralıkları (Eg), soğurma spektrumundan hesap edilmiştir. FTO cam üzerine kaplanan filmlerin Eg değerleri indirekt geçiş için TiO2 pasta kaplı numune de 3,34 eV iken, V2O5 içeren farklı numuneler için (2-3,05 eV) aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Filmlerin yüzey morfolojisi ve mikroyapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile görüntülenmiştir. Optik ölçümleri tamamlanan filmler boya duyarlı güneş piline dönüştürülerek, oluşan pilin fotovoltaik özellikleri (açık devre voltajı (Voc), kısa devre akımı (Isc), dolum faktörü (FF) ve verimlilik (% η) ) ölçülerek belirlenmiştir. Yapılan ölçümlerden elde edilen verilere göre, vanadyum pentaoksit tabanlı numunelerin verimliliklerinin katkı maddesi oranına göre değiştiği (% verimlilik 0,04 – 1,25 arasında) saptanmıştır. Bununla birlikte TiO2 pasta kaplanan fotoanotlarda,V2O5 tabanlı numunelerle aynı deneysel yöntemler kullanılmış olup, %5,6 verimlilik değeri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Boya duyarlı güneş pilleri, Fotoanot, Fotovoltaik verimlilik, Vanadyum pentaoksit, Sol-jel ve pasta kaplama.