Nanolif
Bu konu başlığı altında 58 tez
Samaryum (III)/PMMA nanoliflerin elektroeğirme yöntemiyle hazırlanması ve incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, Sm(III) küme tabanlı 2D koordinasyon polimeri {[Sm(2-stp).3(H2O)].(H2O)}n, (2-Stp = 2-sülfoterefitalat), hidrotermal olarak sentezlenmiş ve yeni bir 1D ışıldayan kompozit liflerden olan Sm/PMMA'yı elde etmek için elektroeğirme tekniği ile polimetil metakrilat (PMMA) liflerine katkılanmıştır. Sm(III) kompleksinin kristal yapısı, tek kristal X-ışını kırınım ölçümleri ile belirlenmiştir. Sm/PMMA kompozit lifleri, saf Sm(III) kompleksine kıyasla alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM), Fourier transform kızılötesi spektroskopisi (FTIR), fotolüminesans spektroskopisi (PL) ve termogravimetrik analiz (TGA) ile karakterize edilmiştir. Kompozit nanoliflerin (Sm/PMMA) ışıldayan spektrumları, Sm(III) iyonlarının güçlü karakteristik ışımasını göstermiş ve ayrıca saf Sm(III) kompleksinden çok daha iyi termal stabiliteye sahip olduğunu işaret etmiştir.
Polivinil alkol (PVA) esaslı kitosan katkılı nanoliflere, inula viscosa bitki özütünün yara iyileştirici etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada elektrospinleme yo ntemiyle kitosan (CS) katkılı polivinil alkol (PVA) ile inula viscosa (IV) o zu tu kullanılarak yara iyileştirici nanolifler u retmek amaçlanmıştır. Çalışmada medikal amaçlı nanolif üretmek üzere polivinil alkol (PVA) ve kitosan birlikte kullanılmıştır. Ayrıca bu karışıma inula viscosa (IV) özütleri katılarak elektrospinleme yöntemi ile nanolifler elde edilmiştir. İnula viscosa bitkisinin özütünü elde etmek için ekstraksiyon işlemi dört farklı ortamda yapılmıştır. Farklı ortamlarda elde edilen inula viscosa bitki özütlerindeki etken maddeler Gaz Kromatografi Kütle Spektrometri (GC-MS) ile tespit edilmiştir. Yüksek vizkoziteye sahip olan kitosan ile PVA farklı ağırlık oranlarında uzun süre karıştırılarak jel halinde çözeltiler elde edilmiştir. Hazırlanan çözeltilerden elektrospinleme ile elde edilen nanoliflerin taramalı elektron mikroskobu ile analizleri yapılarak, yüzey görünümleri değerlendirilmiştir. Daha sonra PVA/CS (%2 asetik asit) jel çözeltisine inula viscosa bitki özütünden farklı oranlarda ilave edilerek elektrospinleme işlemi yapılmıştır. Her bir nanolif üretimi planlanırken gerekli parametreler optimize edilmiştir. Elde edilen farklı oranlara sahip bütün nanoliflerin taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzey karakterizasyonu, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrumu (FT-IR) ile yapısal karakterizasyonu, Termogravimetrik ve Diferansiyel Termal Analiz (TGA/DTA) ile termal karakterizasyonu yapılmıştır. PVA/CS nanolif ile farklı oranlarda inula viscosa özütü içeren PVA/CS/IV nanoliflerinin antibakteriyel aktiviteleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
Amoksisilin baskılanmış polimerik nanopartikül gömülü nanolifli yüzeyin hazırlanması ve ilaç salım özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada, elektro çekim yöntemi kullanılarak amoksisilin (AMOX) baskılanmış poli (hidroksietil metakrilat-N-metakriloil-amido-L-glutamik asit metil ester) (AMOX-MIP) nanopartikül gömülü polivinil alkol (PVA) /sodyum aljinat (SAlg) nanolifli yüzey (PVA/SAlg/AMOX-MIP) hazırlandı. Nanopartiküller moleküler baskılama metodu kullanılarak sentezlendi ve Fourier Transform infrared spektroskopisi (FTIR), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskopisi (FE-SEM), konvansiyonel geçirimli elektron mikroskopisi (CTEM) ve Zeta potansiyel analizi ile karakterize edildi. Moleküler baskılama metodu kalıp molekül, fonksiyonel monomer ve çapraz bağlayıcı oranlarının değiştirilmesi ile optimize edildi. PVA/SAlg/AMOX-MIP nanolifli yüzey, PVA/SAlg elektro çekim çözeltisine %15 (w/v) oranında AMOX-MIP nanopartikül eklenmesi ile hazırlandı. Nanolifli yüzey glutaraldehit (GA) ile çapraz bağlandı ve FTIR, SEM, temas açısı ölçümü, şişme, degredasyon ve kalınlık testleri ile karakterize edildi. AMOX-MIP ve baskılanmamış (NIP) nanopartiküller ile PVA/SAlg/AMOX-MIP nanolifli yüzeyden ilaç salım çalışmaları yapıldı. İlaç salım kinetiği sıfırıncı derece, birinci derece, Higuchi ve Korsmeyer-Peppas modelleri kullanılarak araştırıldı. AMOX-MIP nanopartiküller 50 nm çapında olup -36,4 mV Zeta potansiyel değerine sahiptir. Çapraz bağlı PVA/SAlg/AMOX-MIP nanolifli yüzeyin ortalama lif çapı 304,5±92,9 nm, kalınlığı 0,658±0,01 mm, şişme oranı %333 ve temas açısı 52°±1,02'dir. 20 gün sonunda degredasyon oranı %7,8'dir. AMOX-MIP ve NIP nanopartiküllerden ilaç salımı ilk 30 dakikada sırasıyla %76,8 ve %93,8'dir ve 4 saat süre sonunda %85,7 ve %97,6 değerine ulaşmaktadır. PVA/SAlg/AMOX-MIP nanolifli yüzeyden AMOX salımı ise ilk 30 dakikada %48, 4 saatte %77,3 ve 4 gün sonunda %100'dür. İlaç salımı Korsmeyer-Peppas modeline uygundur. Elde edilen sonuçlara göre, PVA/SAlg/AMOX-MIP nanolifli yüzey antibiyotik salımı yapan yara örtüsü uygulamalarında yüksek bir kullanım potansiyeline sahiptir.
Silymarin katkılı nanolif yüzeylerin üretimi, karakterizasyonu ve yara örtüsü olarak kullanım performanslarının in vivo araştırılması
Bu tezin amacı, elektro çekim (elektrospinning) yöntemiyle üretilmiş Silymarin katkılı nanolif yüzeylerin yara örtüsü olarak kullanım performanslarının incelenmesidir. Farklı konsantrasyonlarda Silymarin içeren nanolif yüzeyler üretilerek karakterize edilmiştir. Üretilen yüzeylerin in vitro ilaç salıverme potansiyelleri ve in vivo olarak yara iyileşmesi üzerine olan etkinliği gösterilmiştir. Tez iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda farklı konsantrasyonlarda Silymarin içeren polikaprolakton (PCL) çözeltileri hazırlanmış, viskozite değerleri ölçülmüş ve elektro çekim yöntemi ile en uygun parametreler belirlenerek nanolif yüzeylerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen yüzeylerin karakterizasyonu, Fourier dönüşüm kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve temas açısı ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Silymarin katkılı nanolif yüzeylerden, etken madde salıverilmesi ultraviyole-görünür ışık (UV-VIS) spektrofotometre ile ölçülmüştür. Karakterizasyon ve in vitro salıverme çalışmaları sonucunda yara örtüsü olarak kullanılacak olan en iyi nanolif yüzey morfolojisine ve etken madde salıverme potansiyeline sahip yüzey belirlenmiştir. Tezin ikinci kısmında, in vivo deneyler gerçekleştirilmiştir. Silymarin katkılı nanolif yüzeylerin, yara iyileşmesi üzerine olan etkinliği tam kat eksizyon yara modeli oluşturulmuş sıçanlarda ticari bir ürün ve katkısız PCL nanolifli yüzey ile karşılaştırılarak gösterilmiştir. Bu çalışmanın sonucunda; üretilen Silymarin katkılı nanolif yara örtülerinin, katkısız PCL ve ticari örtüye kıyasla yara iyileşme hızını arttırdığı gösterilmiştir. Böylelikle yara tedavisinde kullanılabilecek güvenli ve etkin bir yara örtüsü özelliğine sahip bir biyomalzeme geliştirilmiştir.
Production of activated carbon nanofibers using natural catalysts and their use in miRNA biosensors
In recent years of researches, sciences and technologies have been focused on the nanoscale for enhancing the properties and efficiency of materials. Nanotechnology investigates the production, manipulation and analysis of materials in the molecular scale. The nanomaterials are known for their large surface area that promote a wider active zone for modification, control and improvement of the conceived surface structures. Electrochemical biosensors are one of the widely used detection technique for the investigation of biomolecules. The efficiency of theses biosensors and their selectivity depends mostly on the surface characteristics of working electrodes. Enhancing the quality of the electrode's surface led to a better immobilization and enhance the hybridization process, for this reason many materials were used and carbon nanofibers shows high performances and flexibility with ease of use which made researchers focused on its development. PAN is the most common polymer used as electrospun carbon nanofiber precursor In the light of the plethora of researches converged on the nanomaterial's applications, the present study focused on combining the properties of natural catalyst as Lawsone and Hemoglobin in different amounts for the production of an activated carbon nanofibers by electrospinning methods. The obtained carbonized nanofibers and their graphitic properties were electrochemically investigated to enhance the sensitivity of the biosensory system, and the amelioration of the selectivity detection of miRNA molecules. A study of the optimization of the electrochemical measurements was also investigated to determine the efficient temperature, storage time and concentrations in the electrochemical measurements. The electrochemical measurements result for both Lawsone and Hemoglobin enriched CNFs investigations validates the efficiency of the miRNA molecules employing CNFs for a biosensing apparatus using SPEs with a low content of catalyst added (Leading to improve the level of catalysation observed in the carbonisation step). The conceived biosensory configuration can be safely used for a detection of specific RNA molecules.
Üridin katkılı nanolifli yara örtülerinin üretimi, karakterizasyonu ve in vivo performanslarının araştırılması
Bu tez çalışmasının amacı, farklı konsantrasyonlarda üridin eklenerek polikaprolakton (PCL) polimerinden elektro çekim yöntemi ile nanolifli yüzeylerin üretilmesi ve yara örtüsü olarak kullanımlarının araştırılmasıdır. Çalışma, nanolifli yüzeylerin üretimi, karakterizasyonu ve in vitro-in vivo araştırmalarının yapılması olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda, farklı konsantrasyonlarda PCL polimer çözeltilerinden nanolifli yüzeyler üretilmiş ve üridin katkısı yapılacak olan en uygun polimer çözelti konsantrasyonu belirlenmiştir. Optimum polimer konsantrasyonunun belirlenmesinden sonra, polimer çözeltilerine farklı oranlarda (ağırlıkça %0,1, %0,5 ve %1) üridin eklenmiş ve nanolif üretimine imkân veren en uygun üretim parametreleri kullanılarak elektro çekim yöntemi ile nanolifli yüzeyler elde edilmiştir. Üretilen numunelerin yüzey karakterizasyonları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve temas açısı ölçümleri ile, içyapı analizleri ise Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FTIR) ile tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında üridin katkılı nanolifli yüzeylerin yara örtüsü olarak performansı in vitro ve in vivo olarak incelenmiştir. In vitro çalışmalarda üridinin salıverilmesi ultraviyole görünür ışık (UV-VIS) spektrofotometresi ile takip edilmiştir. Eklenen üridin konsantrasyonu arttıkça yüzeyden patlama salıverilmesinin arttığı tespit edilmiştir. In vivo deneylerde, üridin katkılı ve katkısız nanolifli yüzeylerin yanısıra, yara örtüsü performansını karşılaştırabilmek amacı ile ticari bir yara örtüsü kullanılmıştır. Deneylerde Sprague Dawley cinsi dişi sıçanların sırt bölgelerinde yara modeli oluşturulmuş ve yara kapanma oranı belirli günlerde takip edilmiştir. Bu oranlar incelendiğinde, üridin içeren yara örtülerinin, katkısız nanolifli yara örtüsünden daha iyi performans sergilediği, ticari yara örtüsüne göre ilk günlerde yara iyileşmesini daha çok hızlandırdığı görülmüştür.
PVA/kitosan ve PEO/kitosan kompozit nanoliflerin elektroeğirme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, elektrospinning teknolojisi ile kitosan nanolifleri üretilmiştir. Kitosan nanoliflerini elde etmek için, polivinil alkol ve polietilen oksit şeklinde iki yardımcı malzeme kullanılmıştır.İki yardımcı polimer ile üretilen kitosan nanoliflerinin kapsamlı bir analizi gerçekleştirilmiştir.Kitosan/polivinil alkol ve kitosan/polietilen oksit farklı polimerik karışımları için viskozite, elektriksel iletkenlik ve yüzey gerilimi testleri uygulanmıştır.Elde edilen nanolifler FESEM, FTIR, XRD testleri ile değerlendirilmiş ve en uygun nanolifin belirlenmesi için istatistiksel ANOVA testler yapılmıştır.Nanolif numunelerinin Gram pozitif organizma olarak Staphylococcus aureus ve Gram negatif organizma olarak Klebsiella pneumoniae mikroorganizmalarına karşı antibakteriyel aktivitesi disk difüzyon yöntemi kullanılarak araştırılmıştır.
Elektro-üretim yöntemi ile termoplastik poliüretandan (TPU) nanolif eldesi
Fibers are the main building blocks of all textile structures. Fabrics, yarns, and othertextiles are constructed by fibers which directly affect the finished products infunctionality and performance. Fine fibers have increasingly been used in textileproducts due to the fact that the handling and performance of yarns and fabricsconstructed by fine fibers are more preferable than the coarse fibers. In terms of fibers,?nano? refers to the diameter of the fiber. Generally speaking, nanofibers have diametersless than one micron and cannot be seen without visual amplification. In the nanometerrange, electrospinning technique has been proved to be convenient, effective and hasbeen used for processing many fibers.In this study, solution electrospinning and melt electrospinning setups were establishedin order to produce nanofibers from thermoplastic polyurethane (TPU). In solutionelectrospinning process solution concentration, applied voltage and distance from tip ofthe needle to collector were used as experimental parameters while in meltelectrospinning process processing temperature, applied voltage and distance fromspinneret exit to collector were used. The electrospinning processes of TPU fibersobtained in two different setups have been observed. Finally the results obtained byevaluating samples which were formed by two different electrospinning setups arediscussed visually and statistically.Key words: Electrospinning, nanofiber, thermoplastic polyurethane (TPU)iii
Biyojenik gümüş nanoparçacık içeren polisülfon nanofiberlerin marin ortamda Nikel ve Kobalt metallerini mikrobiyal korozyondan koruma etkinliğinin belirlenmesi
Korozyon birçok endüstri alanında sıklıkla karşılaşılan ciddi bir sorun olup korozyonun önlenmesi önemlidir. Korozyon önleme yöntemleri arasında sıklıkla yüzey kaplama yöntemi kullanılmaktadır. Bu kaplamaların uygulama maliyetlerinin yüksek olması ve özellikle çevre için toksik yan ürünler içermeleri sebebiyle farklı kaplama yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Son yıllarda nanoteknoloji ile üretilen malzemelerin metal ya da alaşımları korozyondan koruma potansiyelleri çalışmalar ile gösterilmiştir. Özellikle, nanoparçacıklar ile yüklenmiş nanofiberlerin (Nf) kullanım potansiyeli yüksektir. Tez çalışmasında, bakteri süparnatantı kullanılarak biyojenik gümüş nanoparçacık (AgNP) üretilmiş, üretilen AgNP içeren Polisülfon (PSU) polimerinden elektro eğirme yöntemi ile eş zamanlı olarak, Nikel (Ni) ve Kobalt (Co) yüzeyleri nanofiber ile kaplanmıştır. Nanoparçacık ve nanofiberler Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Enerji Dağılım X ışını spektrometresi (EDX) ve Zayıflatılmış Toplam Yansıma –. Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrometresi (ATR-FTIR) ve Endüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi (ICP-MS) ile karakterize edilmiştir. Mikrometre kalınlığında nanofiber ile kaplanan yüzeyler, Ni için yapay deniz suyu ortamında model biyofilm bakterisi olan Pseudomonas aeruginosa, Co metali için mineral su ortamında Aeromonas eucrenophila bakterisine karşı korozyon ölçümleri elektrokimyasal yöntemler ve ağırlık kaybı yöntemleri ile araştırılmıştır. Korozyon sonrası yüzeyler ve nanofiberdeki morfolojik değişim SEM analizi ile görüntülenmiştir. Elektrokimyasal ve yüzey analizleri sonucunda, üretilen ve antibakteriyel özellik gösteren AgNP taşıyan PSU-Nf kaplamaların Ni ve Co metallerini korozyon ve mikrobiyal korozyondan koruduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, üretilen gümüş nanoparçacık içeren polisülfon nanofiberlerin metalleri korozyon ve mikrobiyal korozyondan korunmasında kullanım potansiyeli taşımaktadır.
Çift tabaka antibakteriyel ve antioksidan etkili nanofiberlerin elektroeğirme yöntemi ile üretilmesi, üretilen nanofiberlerin karakterizasyonu ve gıda uygulamalarında kullanım potansiyellerinin araştırılması
Tez çalışmasının amacı antibakteriyel ve antioksidan özellik gösteren çift tabakalı nanofiber (Nf) üretilmesi, üretilen nanofiberlerin karakterizasyonu ve çift tabakalı Nf'in gıda uygulamasında kullanım potansiyelinin belirlenmesidir. Nanofiber üretilmesi amacıyla sitotoksik etkisi bulunmayan, biyobozunabilirliği kanıtlanmış, Polikaprolakton (PCL) ve Hidroksipropil Beta Siklodekstrin (HPβ-CD) polimerleri kullanılmıştır. Nanofiberlerin etkili antibakteriyel özellik göstermesi amacıyla GRAS sınıfında yer alan Nisin ve antioksidan etki için ise Çörekotu yağı (ÇOY) kullanılmıştır. Çift katlı Nf üretimi için öncelikle ÇOY ve Nisin'i taşıyabilen Nf'ler üretilmiştir. İkinci aşamada ise dual spin yönteminden yararlanarak PCL_ÇOY_HPβ-CD_Nisin-Nf'i üretilmiş ve Nf'lerin morfolojik yapısı Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) analizleri ile değerlendirilmiştir. Üretilen çift katlı Nf'in antibakteriyel etkisi disk difüzyon yöntemi ile Staphylococcus aureus (S. aureus) bakterisine karşı araştırılmış ve 3,1± 0,36 cm inhibisyon zon çapı ile antibakteriyel etkisi gösterilmiştir. Üretilen Nf ayrıca %52,99 antioksidan etki göstermektedir. Üretilen çift katlı Nf'lerin uzun süre depolanma süreçleri sonrasında antibakteriyel ve antioksidan etkilerindeki değişim araştırılmıştır. Çift katlı Nf'lerin S. aureus bakterisine karşı 60 gün depolama süresi sonunda dahi 3,4 ± 0,2 cm inhibisyon zon çapı ile antibakteriyel etkilerini korudukları görülmüştür. Ayrıca, çift katlı Nf'lerin 7 güne kadar antioksidan etkisini korudukları da belirlenmiştir. Tez çalışmasının en son aşamasında ise çift katlı Nf'lerin gıda koruma etkinliğinin belirlenmesi için çilek ile deneme kurulmuş ve 22 gün çileklerdeki görüntü değişimleri takip edilmiştir. 22. günde kontrol grubundaki çilekler küflenmişken çift katman Nf ile temasta olan çileklerde 22. günün sonunda herhangi bir bozulma ya da küflenme görülmemiştir. Yapılan tez çalışması ile üretilen antibakteriyel ve antioksidan etki taşıyan çift katlı Nf'lerin gıda kaplama ya da paketlemede kullanım potansiyeli olduğu kanıtlanmıştır.
Bakteri tutundurulmuş polisülfon nanofiberlerin Cr(VI) ve reaktif boyar madde içeren atık suların arıtımında kullanılması
Bu tez çalışmasında polisülfon nanofiberine (PSU-Nf) biyoremediasyon yeteneği yüksek olan Clavibacter michiganensis (GQ466171) bakterisi tutundurulmuş ve üretilen nanobiyokompozit malzemenin Cr(VI) ve Reaktif Blue (RB) giderim verimi belirlenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında rastgele (çap: 954,07 ± 222,86 nm) ve sıralı morfolojide (çap: 784,01 ± 174,61 nm) üretilen Nf'lere tutunan maksimum bakteri sayısı ve Cr(VI) giderim verimleri belirlenmiştir. Buna göre, rastgele morfolojide PSU-Nf mat için Cr(VI) giderim verimi %89,66 ± 0,17 iken sıralı morfolojide PSU-Nf için %87,93 ± 0,17 olarak ölçülmüştür. Sonuç olarak, rastgele morfolojide üretilen Nf'ler biyonanokompozit malzeme üretimi için seçilmiştir. Maksimum sayıda bakterinin nanofibere tutunması için gerekli olan inkübasyon süresi 4 gün (2,54×106 kob/mL) olarak belirlenmiştir. Çalışmanın bir sonraki aşamasında optimum koşulların belirlenmesi amacıyla 20 ppm kirletici içeren ortamda biyogiderim çalışmaları yapılmıştır. Cr(VI) için optimum koşullar pH 8, temas süresi 24 saat, sıcaklık 23 °C ve çalkalama hızı 100 rpm olarak bulunmuş olup en yüksek Cr(VI) giderimi %94,15 ± 0,2 olarak belirlenmiştir. RB için optimum koşullar pH 8, temas süresi 15 saat, sıcaklık 30 °C, çalkalama hızı 100 rpm olarak bulunmuş olup en yüksek giderim verimi %100 olarak belirlenmiştir. Optimizasyon koşullarının belirlenmesinin ardından bakteri tutundurulmuş PSU-Nf mat ile giderim çalışmaları yapılmış ve Cr(VI) giderim verimi %96,79 ± 0,2 ve RB giderim verimi ise 13 saat temas süresi sonunda %100 olarak bulunmuştur. Bakteri tutundurulmuş nanofiberlerin tekrar kullanımları ekonomik açıdan önemli bir faktördür. Bu sebeple bakteri tutundurulmuş PSU-Nf'lerin tekrar kullanım özellikleri 5 siklusa kadar belirlenmiştir. 5. siklus kullanım sonrası giderim verimi 10 ppm Cr(VI) için %70,37 ± 0,34; 20 ppm RB için ise %51,85 ± 2,07 olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar, nanobiyo-kompozit malzemenin 5. siklus sonrasında bile başarılı bir şekilde giderime devam ettiğini göstermiştir. Ayrıca bakteri tutundurulmuş PSU-Nf mat, 4 °C ve 23 °C'de 30 güne kadar depolanmış ve depolama sonrası giderim verimleri test edilmiştir. 4 °C'de 30 günlük depolama sonrası giderim verimi Cr(VI) için %71,52 ± 1,11 RB için %46,67 ± 1,03 olarak hesaplanmıştır. 23 °C'de 30 günlük depolama sonrası giderim verimi ise Cr(VI) için %92,12 ± 0,53 RB için %56,67 ± 1,03 olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar bakteri tutundurulmuş PSU-Nf matin uzun süre depolanmaları sonrasında dahi çok yüksek giderim verimi ile atıksu arıtımında kullanım potansiyellerini göstermektedir.
Elektro çekim yöntemiyle biyouyumlu katkılar içeren PLA bazlı nanolifli yüzeylerin üretimi
Günümüzde nanoliflerin kullanımı çevre, sağlık, iletişim, tekstil ve güvenlik gibi geniş bir alanı kapsamakta ve bu liflere duyulan ihtiyaç ise kullanım alanlarının farklılığına göre her geçen gün önemini artırmaktadır. Gün geçtikçe nüfusu artan bir dünyada doğal tekstil liflerinin sektörlerin talebine tam anlamıyla cevap veremediği bilinmektedir. Oluşan bu boşluğun ise sentetik lif üretimiyle doldurulacağı düşünülmekte ve düşük maliyetli nanoliflerin üretimi, ticari firmaların günümüzde oldukça ilgi gösterdiği alanlar arasında yerini almaktadır. Nanolif üretim yöntemlerinden biri olan elektro lif çekim (elektrospinning) yöntemi, polimer çözeltisinin ya da polimer eriyiğinin elektriksel olarak yüklenmesi ve topraklanmış bir toplayıcı üzerinde dağınık halde nanoliflerin konumlanması esasına dayanan yeni ve etkili bir nanolif üretim tekniğidir. Bu çalışmada, tıbbi ve biyomalzeme olarak kullanılmak üzere biyouyumluluk oranları iyi olan farklı özelliklere sahip titanyum dioksit (TiO2), hidroksi apatit (HA), polilaktik asit (PLA) ve Tobramisin antibiyotiği kullanılarak farklı konsantrasyon ve karışım oranlarında farklı çözeltiler hazırlanmış ve bu farklı çözeltilerden sabit proses parametrelerinde elektro lif çekim yöntemi kullanılarak nanolifli yüzeyler üretilmiştir. Üretilen nanolif örtülerin karakteristik özellikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM-EDX), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve Diferansiyel Termal Analiz (DTA) testleri ile tespit edilmiştir. Deney sonuçlarından, boncuk oluşumunun olmadığı, en düşük çaplı liflerin ve en düşük kütle kaybının %96 PLA, %2 TiO2, %2 HA ve %2 Tobramisin çözeltisi kullanıldığında elde edilmiştir.
Elektrospinning yöntemi ile kenevirden nanolif üretimi ve analiz çalışmaları
Bu tezde, geleneksel elyaf üretim yöntemlerine kıyasla polimer esaslı nanolif üretiminde en etkili yöntemlerden biri olan elektrospinning yöntemi kullanılarak kenevir lifi, kenevir tohumu ve kenevir sapından nano boyutlara indirgenen nanolifler elde edilmiştir. Nanolif sentezi için, DMF (N,N-dimetilformamid) içerisinde PAN (poliakrilonitril) çözeltisi hazırlanmıştır. Öncelikle, hazırlanan bu çözelti ile elektrospinning düzeneğinde PAN polimer lifi üretilmiştir. Daha sonra, kenevir sapı, lifi ve tohumu Ball Milling (bilyalı öğütme) tekniği ile mekanik olarak toz haline getirilmiştir. Elde edilen kenevir tozlarının PAN polimer çözeltisine ilavesiyle PAN polimerli kenevir saplı, kenevir lifli ve kenevir tohumlu nanolifler, elektrospinning tekniği kullanılarak üretilmiştir. Elektrospinning işleminin optimizasyon parametreleri (şırınga çapı, toplama mesafesi, voltaj, püskürtme hızı ve toplama süresi gibi) birçok değişkenin hassas bir kontrolünü içerdiğinden elektrospinning işlemi, her biri (PAN polimerli kenevir saplı, kenevir lifli ve kenevir tohumlu) için; voltaj, mesafe ve biriktirme süresi değiştirilerek tekrarlanmıştır. Üretilen nanoliflerin 30 ila birkaç yüz nanometre arasında değişen çaplarda olduğu gözlenmiştir. Nanoliflerin morfolojisi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak belirlenmiş ve karakterize edilmiştir. Ayrıca absorbsiyon spektrumunu belirlemek için UV-Vis-NIR spektroskopik tekniği kullanılmıştır. FTIR ile kimyasal yapı analizi yapılmış ve içerikte bulunan bağlanma grupları tespit edilmiştir. PAN ve kenevire ait piklerin varlığı teyit edilmiştir. PAN polimerli kenevir sapından ve PAN'dan üretilen nanoliflerin termal dayanıklılığını belirlemek için 20 ila 800 oC'ye kadar olan sıcaklık aralığında Termogravimetrik Analiz (TGA) yapılmıştır. Bunun sonucunda, sırasıyla 15 dakikalık biriktirme süresi ile % 6 PAN polimerli kenevir sapının ve PAN'ın TGA spektrumu elde edilmiştir. PAN nanolifleri için 300 oC'de % 40'lık bir kütle kaybını gösterirken, kenevir nanolifleri için 314 oC'de % 20'lik bir kütle kaybını göstermektedir. Hem PAN hem de kenevir nanoliflerin, ilk keskin düşüşten sonra yavaş yavaş kütle kaybının devam ettiği ve 800 oC'de neredeyse tamamen parçalandığı gözlenmiştir.
Diyabetik yara iyileşmesinde kullanılmak üzere geliştirilen çok katmanlı akıllı yara örtüsü
Önümüzdeki on yıl içerisinde sayıları yarım milyarı aşacak olan diyabet hastaları, bu hastalık nedeniyle oluşan kronik yaralardan büyük zarar görmekte ve gelecekte uygun tedavi sağlanmazsa, yaranın bulunduğu uzvun bir kısmının veya tamamının ampüte edilmesi söz konusu olmaktadır. Bahsedilen amputasyondan sonra hastaların kaybedilme olasılığı da artmaktadır. Bu nedenle bu tür yaraların iyileşmesinde tedavinin etkinliğini artırmak için yeni nesil akıllı yara örtü malzemelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sunulan tezin temel amacı; diyabetik ayak yaralarının tedavisinde etkinliği artırmak, uzvun işlevini geri getirmek, geliştirmek ve korumak için gerekli olan terapötik ajanları bünyesinde barındıran ve doğal polimerin ihtiyaç duyulduğunda terapötik ajanı istenen bölgeye kontrollü salmasını sağlayan yeni nesil/akıllı yara örtüsünün geliştirilmesidir. Çok katmanlı ve her katmanın farklı fonksiyona sahip olduğu yapılar yara iyileşmesine katkıda bulunmaktadır. Yeni nesil diyabetik yara örtüsü malzemesinin çok katmanlı akıllı örtüler olarak hazırlanmasında iki farklı yöntem kullanılmıştır. Burada, ilk olarak yara bölgesine temas edecek olan alt katman ve kararlı bir yapı sağlanması için koruyucu üst katman, ipek proteini olan fibroin kullanılarak elektroeğirme yöntemi ile üretilmiştir. İpek proteinlerinin yara örtüsü oluşturulmasında kullanılması için ipek kozaları piyasadan temin edilmiş ve kimyasal çözücüler kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Etkili tedavi sunabilmek adına yara kısmına temas edecek katmanda kontrollü salım yapabilen ilaç taşıyıcı sistemler oluşturarak (Polidopamin, Sığır Serum Albümini) antibiyotiklerin (Gentamisin, Siprofloksasin) lokal olarak salımı gerçekleştirilmiştir. İlaç taşıyıcı sistemlerin farklı enfeksiyon seviyelerindeki farklı pH değerlerine duyarlı etken madde salımı sağlanmıştır. Orta katmanı oluşturmak için ise kriyojenik jel matris hazırlama yöntemi kullanılmıştır. Aljinat ve kondroitin sülfat katkılı antienflamatuar etken madde (Metformin) yüklü orta katman için kullanılacak yapı dondurarak kurutma yöntemi ile elde edilmiştir. Değişen sıcaklığa bağlı olarak ilaç salımı gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak hem sıcaklık hem de pH duyarlı çok katmanlı akıllı, yeni nesil bir yara örtüsü malzemesi geliştirilmiştir. Diyabetik yara örtü malzemesi için elde edilen katmanlar, morfolojik olarak (Taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak) karakterize edilmiştir, orta katmanın hidrojel yapısından dolayı su alma kapasitesi ve biyolojik uyumluluk (sitotoksisite) testi gerçekleştirilmiştir. İlaç taşıyıcı sistemlere yüklenmiş ilaçların salım deneyleri yapılmıştır.
Elektrostatik eğirme sistemi tasarımı ve nanolif üretimi
Elektrostatik Eğirme tekniği ile nano lif üretimi polimer jet'inin (çözeltisinin) yüksek gerilim altında toplayıcı plakaya doğru hareketi ile gerçekleşmektedir. Polimer, kompozit ve metal nano lif gibi çok çeşitli malzemeler bu yöntemle işlenebilmektedir. Nano fiber oluşumundaki en önemli engel polimer jetinin kaotik hareketinin yol açtığı kararsızlık olgusudur.Bu çalışmada, sonlu uzunluktaki içi boş silindirik plaka ve paralel düzlemsel elektrotlar kullanılarak oluşturulan ikincil elektrik alanlar yardımıyla, polimer jetinin kaotik saçılımının bastırılması ve düzenli fiber elde edilebilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın ilk adımında standart eğirme sistemi modeli oluşturulmuş ve elektrik alan ifadesi çıkarılan silindirik elektrot ile bütünleştirilmiştir. İkinci aşamada kurgulanan sistem modeli bilgisayar benzetimleri ve deneysel sonuçlar kullanılarak karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Son adımda paralel elektrotlar üzerinde zaman bağlı değişen bir elektrik alan oluşturularak toplayıcı plaka üzerinde düzenli nano fiber ağ diziliminin elde edilebilirliği araştırılmıştır.Çalışma sonucunda, sonlu uzunluktaki silindirik elektrot üzerinde oluşan ikincil elektrik alanın, toplayıcı plaka üzerinde oluşan fiber ağ yapısı saçılımını önemli oranda azalttığını göstermiştir. Deneysel sonuçlar ve bilgisayar benzetimleri ile uyumlu sonuçlar vermiştir. Paralel elektrotlar kullanılarak oluşturulan zamana bağlı değişen elektrik alan yardımıyla düzenli ağ dizilimi elde edilmiştir.
Elektrik eğirme yöntemini kullanarak nanofiberlerin elektrtik alan ile yönlendirme olasılığının araştırılması
Elektrostatik eğirme ile nanofiber üretimi, polimer çözeltisine uygulanan yüksek voltajın etkisiyle gerçekleşmektedir. Bu işlem ile oluşturulan nanofiberler, genellikle polimer jetinin kaotik hareketinden dolayı rastgele bir dizilim sergilemektedir. Bu çalışmada, polimer jetinin kaotik uçuşunun bastırılması ve düzenli nanofiberlerin elde edilebilmesi için, boş silindirik iletken elektrotlar ve iletken paralel plakalar kullanılarak ikincil elektrik alanlar oluşturulmuştur. Çalışmanın ilk aşamasında herhangi bir elektrot ya da paralel plaka kullanılmadan klasik elektrostatik eğirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, toplayıcı plakadaki fiber saçılım genişliğinin düşürülmesi için sisteme silindirik iletken elektrotlar eklenmiştir. Son aşamada ise, iletken paralel plakalar dâhil edilerek, toplayıcı plakadaki nanofiber diziliminin, örgü geometrisinde yönlendirilebilme olasılığı araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, silindirik elektrotlar üzerindeki alanlar sayesinde, fiber saçılım genişliğinin azaltılması sağlanmıştır. Paralel plakalar aracılığıyla yaratılan elektrik alan sayesinde nanofiberlerin örgü geometrisinde düzenlenmesi için deneyler yapılmıştır. SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) fotoğraflarında fiber çaplarının 800 nm ile 3 µm arasında değiştiği görülmüştür. Son olarak görüntü üzerinden fiberler sayılıp, bulundukları doğrultudan sapma açıları hesaplanarak, herhangi bir açı yapmadan %37,5 oranında düzenlenme görülmüştür.
Canlı bakteri enkapsüle edilmiş polietilen oksit nanofiber matların reaktif boyar madde gideriminde kullanımı
Gıda sektöründen çevresel uygulamalara kadar, biyolojik maddelerin nanofiberler içine kapsüllenmesi yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Özellikle biyoremediasyon süreçlerinin geliştirilmesi ve sürdürülebilir hale getirilmesi için, tekstil atık sularının arıtımında kullanılabilecek, canlı mikroorganizmalar içeren maliyeti etkin nanomalzemelerin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, bakterilerle kapsüllenmiş polietilen oksit (PEO) nanofiberler (Nf) elektrospin yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri, PEO nanofiberlerin boncuksuz ve homojen bir dağılıma sahip olduğunu gösterirken, bakteri kapsüllemesi sonrası nanofiberlerde genişlemelerin meydana geldiği gösterilmiştir. Elektrospin öncesinde polimerde canlı bakteri sayısı 10¹⁰ kob/mL iken, işlem sonrasında nanofiberde kapsüllenmiş canlı bakteri sayısı 10⁸ kob/mL olarak sayılmıştır. Bu durum, elektrospin işlemi sonrasında nanofiberlerin çok yüksek bir bakteri yükü taşıyabildiğini göstermekte olup, bu bulgu Floresan mikroskobu görüntüleriyle de desteklenmiştir. Ayrıca ATR-FTIR analizleri, PEO nanofiberleri ile bakteriler arasındaki moleküler etkileşimleri doğrulamıştır. PEO-bakteri nanofiberlerin boyar madde giderim etkinliği, 5 ppm boya konsantrasyonunda %26,6 ± 0,3; ve 20 ppm boyar madde konsantrasyonunda ise %9 ± 0,1 olarak ölçülmüştür. +4 °C'de depolanan bakteri enkapsüle edilen nanofiberlerin, 60 günden daha uzun bir süre boyunca canlılıklarını koruduğu tespit edilmiştir. Çalışmanın ileri aşamalarında, bakterilerin elektrospin yoluyla üretilen nanofiberler içerisindeki ömrünü uzatmak amacıyla, toksik olmayan kalsiyum iyonları kullanılarak yapılan çapraz bağlama yaklaşımları araştırılmıştır. Bu kapsamda, üretilen kompozit nanofiber matlarının 4 döngüde tekrar kullanımı sağlanmıştır.
Yapay sinir ağları algoritmaları ile PVP nanoliflerin çaplarının tahmini
Bu araştırmada, Polivinilpirolidon (PVP) polimer, su ve alkol çözeltisi ile elektroeğirme yöntemi kullanılarak nanolifler üretilmiş, üretilen nanoliflerin akış hızı, iğne ucu ve toplayıcı plaka arası mesafe ile uygulanan voltaj değeri kullanılarak veri seti oluşturulmuştur. Nanoliflerin analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile çapı Fibraquant programı ile saptanmıştır. Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen geleneksel test ve test yöntemleri zaman almakta ve maliyetli olmaktadır. Geleceğe yönelik tahmin ve analizler, geçmişte yapılan gözlem sonucunda elde edilen değerler ile oluşturulan modeller aracılığıyla gerçekleştirmektedir. Yapay Sinir Ağları (YSA) ve Derin Öğrenme Algoritmaları günümüzde tahmin alanında oldukça kullanılan bir yöntem haline gelmiştir. Bu çalışmada, Yapay Sinir Ağları algoritmaları nanoliflerin çaplarının tahmin edilmesi için kullanılmıştır. Yapay Sinir Ağları ve Derin Öğrenme algoritmalarıyla nanoliflerin çapını etkileyen 4 adet bağımsız değişken girdi değişkeni olarak, nanolif çap değerleri çıktı değişkeni olarak belirlenerek modeller oluşturulmuş, bu modellerden ortaya çıkan sonuçlar literatürle karşılaştırılmıştır. Çalışma, nanoliflerin çaplarının ölçümü uygulamalarında Yapay Sinir Ağlarının ve Derin Öğrenme algoritmalarının uygulanabileceğini göstermiştir. Veri miktarının küçük olması nedeniyle Yapay Sinir Ağı modelinin Derin Öğrenme modeline göre daha başarılı olduğu belirlenmiştir.
Elektro-eğirme yöntemi ile nanofiber ve nanotüp üretimi
Bu çalışmada karbon nanofiber üretimi için gerekli prekürsor fiber olarak poliakrilonitril nanofiberler, sürekli nanofiber üretim yöntemlerinden biri olan elektro-eğirme yöntemi ile üretilmiştir. Üretim parametrelerinden voltaj ve çözelti konsantrasyonun nanofiber yapısı üzerine etkisi incelenmiştir. Bu şekilde elde edilen poliakrilonitril nanofiberlere uygulanan ısıl işlemler sonucunda karbon nanofiberler başarıyla elde edilmiştir.Elektro-eğirme yöntemiyle nanotüp üretimi için gerekli olan sistem tasarlanarak Bölüm laboratuvarına kurulmuş ve titanyum dioksit nanotüpler bu sistem yardımıyla üretilmiştir.Nanofiber ve tüplerdeki bağ yapıları ile ısıl işlem öncesi ve sonrası mevcut fazlar, FTIR ve XRD cihazları kullanılarak saptanmıştır. Fiberlerin ve tüplerin yapıları ve boyutları SEM cihazı ile belirlenmiştir.
Gümüş ve esansiyel yağ içeren antifungal, antibakteriyel nanolif kaplı cerrahi maskelerin üretimi
Bu çalışmada, selüloz asetat (CA) çözeltisi gümüş nitrat, pelargonium yağı, okaliptüs yağı, citronella yağı ve cypress yağı ile katkılandırılarak 6 adet çözelti elde edilmiştir. Elde edilen çözeltilerden elektroeğirme yöntemi kullanılarak nanolifler üretilip cerrahi maskenin ara katmanı olan melt blown tabakası üretilen nanolifler ile kaplanmıştır. Nanoliflerin morfolojik analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile çapı, homojenitesi ve dağılımı ise Fibraquant programı ile saptanmıştır. Fibraquant programı analiz sonuçları nanolif çaplarının 100 nm ile 800 nm aralığında olduğunu göstermiştir. Başlangıçta hazırlanan çözeltiler FTIR analizi, antifungal ve antibakteriyel aktivite ile karakterize edilmiştir. FTIR analizlerinde selüloz asetat, gümüş ve esansiyel yağlar için karakteristik pikler elde edilmiştir. Staphylococcus aureus bakterisine uygulanan antibakteriyel analiz sonucuna göre gümüş nitrat ve okaliptüs yağı katkılı selüloz asetat çözeltisinin en yüksek antibakteriyel etkinliğe sahip olduğu saptanmıştır. Aspergillus flavus ve penicillium notatum mantarları üzerinde yapılan antifungal teste göre ise gümüş nitrat ve pelargonium yağı katkılı selüloz asetat çözeltisinin en yüksek antifungal etkinliğe sahip olduğu görülmüştür.
Metronidazolün elektrokimyasal tayini için nanoyapılı iletken polimerlerin kullanımı
Bu çalışmada, birçok enfeksiyon tedavisinde kullanılan metronidazol (MNZ) ilaç aktif maddesinin elektrokimyasal tayini için nanoyapılı iletken polimerlerle modifiye elektrot geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bunun için grafit kalem ucu elektrotları (KUE), elektropolimerizasyon yöntemiyle nanofiber yapılı poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOTNF) ve polipirol (PPyNF) ile modifiye edilip aşırı yükseltgenmiştir. Hazırlanan KUE/AYPEDOTNF ve KUE/AYPPyNF elektrotlarının MNZ'ye karşı performansları diferansiyel puls voltametri yöntemiyle incelenmiştir. Ayrıca nanofiber ve nanofiber yapılı olmayan elektrotların MNZ'ye karşı verdiği elektrokimyasal sinyaller belirlenmiştir. Modifiye elektrotların yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile elektrokimyasal karakterizasyonu ise dönüşümlü voltametri ile belirlenmiştir. KUE/AYPEDOTNF elektrotunun MNZ'ye karşı cevabının 10-200 µM derişim aralığında, KUE/AYPPyNF elektrotunun ise 5-500 µM derişim aralığında doğrusal olduğu tespit edilmiştir. MNZ tayininde, KUE/AYPEDOTNF için gözlenebilme sınırı (LOD) 2,8 µM ve tayin sınırı (LOQ) 9,2 µM olarak hesaplanmıştır. KUE/AYPPyNF için ise LOD değeri 3,8 µM ve LOQ değeri 12,8 µM olarak hesaplanmıştır. Ayrıca bu modifye elektrotların gerçek numunedeki performansı MNZ içeren ilaç tabletlerleri için test edilmiştir. Bu çalışmada, nanofiber yapılı elektrotların KUE ve nanofiber yapılı olmayan elektrotlara göre ve aşırı yükseltgenmiş elektrotların aşırı yükseltgenmemiş elektrotlara göre daha iyi performans gösterdiği bulunmuştur. KUE/AYPEDOTNF, KUE/AYPPyNF'den daha uzun kullanım ömrüne ve daha düşük gözlenebilme sınırına sahip olsa da KUE/AYPPyNF'in tekrarlanabilirliği daha iyidir ve daha geniş bir doğrusal çalışma aralığına sahiptir. Ayrıca KUE/AYPPyNF ile optimum çalışma pH'sı 8,0'dir ve bu nedenle vücut sıvılarının pH değerine yakın ortamlarda çalışma imkanı sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, KUE/AYPPyNF'in MNZ'nin elektrokimyasal tayinlerindeki performansının KUE/AYPEDOTNF'e göre daha iyi olduğu belirlenmiştir. Bununla beraber her iki modifiye elektrot MNZ tayinlerinde başarıyla kullanılabilmektedir.
Elektroeğirme yöntemiyle INP nanoliflerin üretimi ve karakterizasyonu
Elektroeğirme; viskoelastik polimer çözeltisi damlasının elektrostatik alan etkisiyle, mikron altı incelikde polimer ve seramik nanoliflerinin üretildiği prosesdir. Endüstride; optoelektronik ve mikroelektronik cihazlar için InP çok önemli bir malzemedir. Enerji band boşluğu 1,34 eV olup bileşikleri yüksek absorbans ve güneş pili uygulamarı için elverişlidir.Bu çalışmada elektroeğirme yöntemi kullanılarak InP nanolif üretim teknolojisi irdelenmiş, lif morfolojisi, XRD, DTA-TGA, optik ve elektrik özellikleri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda elektroeğirme yöntemi esnasında işlem değişkenleri olarak; uygulanan voltajın etkisi, toplayıcı ile besleme ünitesi arasındaki mesafenin ve akış hızının etkisi incelenmiştir. Elektroeğirme yönteminde kullanılan çözelti InCl3, PVP, NaHPO4 içermektedir. Bu yöntemle. InP nanolifler boyutunda52,95-86 nm başarıyla üretilmiştir.Deneyler sonucunda 25-30 kV voltaj değerinde ve 7-10 cm elektrotlar arası mesafede en iyi üretim sonuçları alınmıştır. InP nanoliflerinin enerji bant aralığı değerliği 0.4 eV-1.06 eV arasında bulunmuştur. Aktivasyon enerjisi 30 kV'da 0.040 eV, 25 kV'da 0.029 eV ölçülmüştür.
Elektroeğirme yöntemiyle Al2O3.TiO2 nanoliflerin üretimi ve karakterizasyonu
Genel anlamda lifler söz konusu olduğunda `nano' terimi, lif çapının büyüklüğü hakkında bilgi verir. Bazı araştırmacılar çapı bir mikronun altındaki liflere nanolif derken, diğerleri ise nanolif için çapı 0,3 mikron veya daha az olan lifler tanımını uygun görmüşlerdir. Günümüzde, mevcut lif üretim teknikleriyle çapı bir mikron ve altında lif üretilemediği için bu araştırma kapsamında ?çapı bir mikron ve altındaki lifler? nanolif olarak kabul edilmiş ve bu lifleri üretmek için en son teknolojilerden biri olan elektro üretim (elektroeğirme) yöntemi araştırılmıştır.Bu çalışmada elektro üretim yöntemi kullanılarak nanolif üretim teknolojisi irdelenmiş ve lif morfolojisi ve sistem incelenmiştir.Deneysel çalışmalarda elektro üretim yöntemi esnasında işlem değişkenleri olarak; uygulanan voltajın etkisi, toplayıcı ile besleme ünitesi arasındaki mesafenin ve akış hızının etkisi incelenmiştir.Sonuç olarak voltajın artması ile beslemedeki düzensiz artış oranından dolayı nanoliflerde düzensizlik ve yüksek çap dağılımı gözlenmiştir. Aradaki mesafenin artması ile lif çapının azaldığı gözlenmiştir.
Elektroeğirme ile siklodekstrin fonksiyonlu nanolifler
Electrospinning is a commonly studied and widely applied technique for generating nanofibers, with a diameter ranging from several tens of nanometers to a few micrometers. The low-cost, simple set-up, relatively high production rate and reproducibility increase the interests on this method in both academia and industry. Electrospun nanofibers are produced from a broad range of materials with extremely high surface area, very light-weight, nano-porous features and distinct physical/mechanical properties. The general talk in this technique focuses on the production of nanofibers from polymer base materials. However, very recent studies demonstrated that, it is also possible to obtain nanofibers from non-polymeric systems. For this novel development in electrospinning researches, we have achieved to generate nanofibers from cyclodextrins (CD) without using a polymeric template. CD are cyclic oligosaccharides consisting of α-(1,4)-linked glucopyranose units. The truncated cone shape structure of CD provides a favorable place for various kinds of organic molecules to form non-covalent host-guest inclusion complexes (IC). The enhancements and progressing at the guest molecules property and situation, creating with the inclusion complexation, make CD applicable in variety of areas including filtration, pharmaceuticals, cosmetics, functional foods, textiles, analytic chemistry etc. In this thesis, we report on the electrospinning of CD nanofibers, represent their functionalization and potential applications. Firstly, we produced CD nanofibers from three different chemically modified CD types (hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD), hydroxypropyl-γ-cyclodextrin (HPγCD) and methyl-β-cyclodextrin (MβCD)). Afterwards, the electrospinning of native CD (α-CD, β-CD and γ-CD) nanofibers was achieved. The molecular entrapment capability of CD nanofibers was shown by capturing toxic volatile organic compounds (VOCs) from the surrounding. As the next step, the polymer-free nanofibers were obtained from the cyclodextrin inclusion complexes (CD-IC) with antibacterial agent, vanillin and essential oils. Here, we have also indicated applicability of CD-IC nanofibers as a result of antibacterial test. The functionalization of the CD nanofibers was continued with the green and one-step synthesis of metal nanoparticles (Ag-NP, Au-NP and Pd-NP) incorporated nanofibers, in which CD were used as reducing, stabilizing agent and fiber template. Even, the antibacterial, SERS and catalyst potential of these CD based nanofibers were demonstrated for the related nanoparticles. Our research is expanded to a new stage by the production of insoluble poly-CD nanofibers. We have worked on different crosslinking agents to attain insoluble poly-CD nanofibers with uniform morphology. After the optimization of poly-CD nanofibers, the most durable poly-CD nanowebs were selected for further analysis and evaluation of the filtration performance in liquid environment. Within poly-CD nanofibers, we have eliminated the solubility challenge of CD nanofibers that restrict their usage. So, we assume that, poly-CD nanofibers will lead-up to generation of new advances for practices of CD nanofibers. All studies showed that, the self-assembly and self-aggregation property of CD are the prior requirements for the electrospinnability of these small molecules. To conclude, very intriguing materials were obtained by integrating large surface area of nanofibers with specific host-guest inclusion complexation capability and non-toxic, biocompatible nature of the CD. Moreover, CD molecules, which are generally used in the powder form, were rendered into more applicable nanofibers form that will represent ease during their usage.