Titanyum dioksit
Bu konu başlığı altında 66 tez
Fotoelektrokimyasal sistemler için ileri malzemeler geliştirilmesi: Üretim, karakterizasyon ve sistem entegrasyonu
Geleneksel bataryalarda depolama, statik katı elektrotta gerçekleşmektedir. Depolama kapasitesinin elektrotların hacmi ile doğru orantılı olması nedeniyle enerji depolama kapasitesi sınırlıdır. Enerjinin sıvı elektrolitlerde depolandığı redoks akış bataryaları ise büyük ölçekli enerji depolama kapasitesine sahiptir. Depolama kapasitesi, elektrolit hacmi, konsantrasyonu ve redoks çiftlerinin çeşidi ile, güç yoğunluğu ise elektrot alanı ve akım yoğunluğuyla belirlenmektedir. Esnek tasarım, yüksek verimli ve uzun ömürlü olması gibi özellikleri redoks akış bataryasını önemli bir depolama yöntemi yapmaktadır. Günümüze kadar birçok farklı redoks çiftleri üzerinde çalışmalar yapılmakla birlikte, bunlardan en dikkat çekeni vanadyum redoks akış bataryası olmuştur. Diğer redoks çiftlerinin aksine, anolitte ve katolitte aynı türden redoks çiftlerinin (V2+-V3+ ve V4+-V5+) kullanılması birçok avantajı beraberinde getirmektedir. Vanadyum redoks akış bataryaları genellikle güneş enerjisini depolamak için kullanılmaktadır. Güneş enerjisinin dönüşümünün ve depolamasının farklı sistemlerde gerçekleşmesi maliyeti arttırmakta, ayrıca sistemi kompleksleştirerek düşük verimli entegrasyon sorunu oluşturmaktadır. Bu soruna istinaden, güneş enerjisinin dönüşümü ve depolanmasının tek bir sistemde meydana gelmesi, enerji araştırma ve uygulamaları alanında ivme kazanan bir konu haline gelmiştir. Vanadyum redoks akış bataryalarının fotoelektrokimyasal hücre ile birleşimiyle, fotoelektrotun soğurduğu güneş ışığı elektrokimyasal enerjiye dönüştürülmektedir. Eş zamanlı olarak aynı sistemde kimyasal enerji formunda depolanabildiği görülmektedir. Bu kapsamda gerçekleştirilen tez çalışmasında ilk olarak, solar vanadyum redoks akış bataryalarına dar bant aralığına sahip ve toksik olmayan indiyum sülfür (In2S3) ve hibrit titanyum dioksit-indiyum sülfür (TiO2-In2S3) yarı iletkenleri entegre edilmiştir. TiO2 yarı iletkenin yoğun katmanı saçtırma, mezofor katmanı spin kaplama yöntemi ile üretilmiştir. In2S3 katmanı ise solüsyon temelli maliyet etkin bir yöntem olan ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile üretilmiştir. Fotoelektrokimyasal testlerde maksimum performans 75 pas In2S3 fotoanot ile elde edilmiştir. TiO2 yapısı eklenmesi ile akım yoğunluğu değerlerinde artış görülürken vanadyum çözeltisinin asidik yapısına direnci artarak stabilite performansı gelişmiştir. Tez çalışmasının son bölümünde, solüsyon temelli kimyasal banyo yönetimi ile farklı morfolojideki üretilen ZnO ince filmlerin X-ışını soğurmasını ve atomlar arası bağ uzunlukları incelenmiştir. En yaygın metal oksit malzemelerden biri olan çinko oksit (ZnO); yüksek iletkenliği, toksik olmaması gibi birçok özelliğe sahip bir yarı iletkendir. Fotoelektrokimyasal hücrelerden ışık yayan diyotlara (LED) kadar birçok uygulamada kullanılmaktadır. Metal oksit malzemelerin elektronik ve kristal yapı özellikleri X-ışını soğurma spektroskopisi (XAS) ile ayrıntılı olarak belirlenmektedir. X-ışını gönderildiğinde, ışın madde içindeki atom tarafından soğurulmaktadır. Soğurma, atomun yapısına ve düzenine göre değişiklik göstermektedir. Soğurma sonrası çıkan spektrum malzemedeki atomların koordinasyon sayısı, komşu atomlar arasındaki mesafesi, kimyasal bağ yapısı gibi birçok özellik hakkında bilgi vermektedir. Bu bağlamda yapılan tez çalışması ile X-ışını soğurma verilerini analiz edilerek nano yapıdaki değişimin X-ışını soğurmasına etkisi belirlenmiş ve atomlar arası bağ uzunlukları karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Solar vanadyum redoks akış bataryası, İndiyum sülfür, Titanyum dioksit, Sprey piroliz, XAS, EXAFS, XANES
Metal katkılı TiO2 öncülleri kullanılarak boya duyarlaştırılmış güneş hücresi üretimi ve analizi
Bu tez çalışmasında, boyaya duyarlaştırılmış güneş hücrelerinin (DSSC) verimini artırmaya yönelik, DSSC ana bileşenlerinden yarıiletken malzeme ele alınmıştır. Yarıiletken malzeme olarak titanyum dioksit (TiO2) seçilmiştir. Alttaş olarak flor katkılı kalay oksit (FTO) camlar üzerine Niyobyum (Nb) katkılı ve katkısız TiO2 kaplanmış ve elde edilen camlar DSSC'nin çalışma elektrodu olarak kullanılmıştır. FTO camlara kaplama yapmak için ultrasonik sprey piroliz (USP) ince film kaplama tekniğinden yararlanılmıştır. Öncül solüsyon titanyum (IV) izopropoksit öncül malzemenin 1-propanol (%99.9) içerisinde 0.5 M konsantrasyonda çözdürülmesi ile hazırlandı. Reaksiyonun tamamlanmasını sağlamak ve boya adsorpsiyonunu artırmak için az miktarda glasial asetik asit eklendi. Hazırlanan başlangıç çözeltisi 275 °C' deki FTO camlar üzerine ince film formunda biriktirildi. Nozül frekansı 120 kHz, basınç 2.5 psi ve akış oranı 0.2 ml/dk olarak ayarlandı. Üretilen Nb katkılı ve katkısız TiO2 kaplı FTO camlar 500 °C' de 40 dakika boyunca tavlandı. Tavlama sonrasında kristal yapılarının değişimi X-ışını kırınım cihazı (XRD), yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve elementel özellikleri ise EDS analizi ile incelenmiştir. XRD sonuçlarından, tavlamanın pik şiddetini artırdığı ve kristal yapıyı geliştirdiği sonucuna varılmaktadır. Buna ek olarak katkılanan Nb'nin de olumsuz bir etki oluşturmadığı sonucuna varılmıştır. EDS analizi ile kaplamanın başarılı bir şekilde gerçekleştiği desteklenmiştir. Nb katkılanarak üretilen hücrenin verimliliği katkısız TiO2 ile karşılaştırıldığında Nb katkısının bulunduğu hücrelerde daha yüksek verimlilik sergilendiğini göstermiştir. Katkısız TiO2 kaplı çalışma elektroduna sahip DSSC'nin verimi %0,03 ve FF ise %10,22 elde edilmiştir. Nb katkılı TiO2 çalışma elektroduna sahip DSSC'nin verimi ise %0.13, FF ise %10.89 elde edilmiştir.
Nano örgü katkılı kendi kendini temizleme özellikli kumaşların performans özelliklerinin araştırılması
Yapılan çalışmada; yarı iletken olan TiO2'in fotokatalitik özelliği kullanılarak güneş ışınları ile organik kirleticilerden kurtarılıp kendi kendini temizleyebilen kumaşlar üretmek ve bu üretilen kumaşları tekstil sektörüne kazandırmaktır. TiO2 ya da farklı metal oksitlerin, nano yapılar ile birleştirilmesi sonucu tekstil sektörüne etkin işlenebilir özellikler aktarmıştır Yapılan çalışma ile kumaşın genel özelliklerine bakılmaksızın (hammadde, renk, vs..) üzerine uygulanan kirleticilerden gözle görülür derecede kurtarılmıştır. Bu çalışma kumaşların kopma, uzama, yırtılma, kalınlık, mukavemet gibi özellikleri belirlemek için yapılacak çalışmalar için yol gösterici olmuştur. Anahtar kelimeler: TiO2, Nano, Fotokatalitik, Kendi Kendini Temizleyebilen.
Kendi kendini temizleyen boyar maddelerle boyanmış dokuma kumaşların performans özellikleri üzerine bir araştırma
Son yıllarda tüm dünyada artan nüfus ve endüstrinin her alanında yaşanan teknolojik gelişmelerin bir sonucu olarak `'çevresel kirlilik'' sorunuyla karşı karşıya gelmiş durumdayız. Bireysel ve endüstriyel temizlik için deterjanlar, su ve elektrik kullanımına devam edilmesi durumunda tüm dünyada doğal enerji kaynakları yakın zamanda tükenecektir. Öte yandan güneş temel enerji kaynağımız olmakla beraber, Ozon tabakasında oluşan delik nedeniyle güneşten gelen ışınım insan cildi ve sağlığı için tehlikeli hale gelmiş durumdadır. Doğanın temiz kalmasını sağlamak, doğal enerji kaynaklarını korumak ve temizlik maliyetlerini düşürmek için kendi kendini temizleyen boyarmaddeler ticari olarak üretilmiş durumdadır. Bu boyarmaddelerin içerdikleri TiO nanoparçacıkları sayesinde aynı zamanda UV koruyucu özellikte olduğu bilinmektedir. TiO yarıiletken bir malzeme olup, günışığına maruz kaldığında fotokatalitik olarak aktif hale gelir ve yüzeyinde bir dizi redoks tepkimesi meydana gelerek organik kirleri parçalar.Çalışmada, yukarda sözü geçen boyarmaddelerle fularda emdirme yöntemine göre boyanmış üç farklı tipteki dokuma kumaş kullanılmıştır. Bu kumaşların boyama sonrası performans özellikleri, UV koruma değerleri ve kendi kendini temizleme özellikleri kumaşların yapısal özelliklerine ve hammaddeye bağlı olarak değerlendirilmiştir.
Kan filtrasyon uygulamaları için titanyum dioksit nanotüp tabanlı membran sistemlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Titanyum dioksit nanotüp yüzey dizileri, yüksek biyouyumluluk özelliklerinden dolayı ortopedik ve dental implantlarda, biyosensör ve ilaç salım sistemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Sunulan tez çalışmasında, üç basamaklı elektrokimyasal anodik oksidasyon yöntemi ile üretilmiş ve anodizasyon sonunda uygulama potansiyelinin farklı sıcaklıklarda aniden değiştirilmesi ile yığın bütünlüğünü koruyan titanya nanotüp tabanlı membran yapıların fabrikasyonu yapılmıştır. Üretilen titanya nanotüp tabanlı membran yapıların kimyasal ve morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobisi (SEM), enerji dağılımlı x-ışını analizi (EDX), x-ışını kırınım analizi (XRD), su temas açısı (WCA), atomik kuvvet mikroskobisi (AFM) ile tayin edilmiş olup kan filtrasyon uygulamalarında giyilebilir/taşınabilir ve implante edilebilir yapay böbrekler için kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, bu nanoyapıların üremik toksin filtrasyon performansları poli(etilen tereftalat – glikol) (PETG) malzeme ile üç boyutlu modern katmanlı imalat teknolojisi ile üretilen akış hücreleri içinde test edilmiştir. Yüzeylerinin %36'sının 50 nm yarıçaplı ve 30 µm uzunluğunda nanotüplerden oluştuğu tespit edilen 2 farklı membran yapının, çapraz akış saf su geçirim miktarları (PWF), kreatinin tasfiye ve bovin serum albümin (BSA) reddediş oranları incelenmiştir. Dijital ve deneysel hata analizleri sonucunda uygun bulunan kan filtrasyon uygulaması dahilinde kreatinin tasfiye miktarları %95 seviyelerinde tespit edilen bu nanoseramik ultrafiltrasyon membranlarının negatif itici elektrostatik kuvvetler nedeniyle %20'ye varan BSA reddediş oranı gösterdiği belirlenmiştir.
Development of particulate sorbents for lithium recovery and preconcentration
Within the scope of the thesis, development of particle-shaped titanium-based sorbents for lithium recovery and preconcentration has been studied. For this purpose, it is aimed to use Ti(OH)4–polymer composite microspheres, synthesized by a newly developed sol-gel templating method, in the sorbent synthesis. Ti(OH)4–polymer composite microspheres were reacted with both Li2CO3 and LiOH compounds at 700°C for 5 hours to synthesize Li2TiO3 precursor. The resulting dilithium titanate precursor has a spherical form and a porous structure. H2TiO3 ion sieve (sorbent) was obtained by treating Li2TiO3 particles with a solution of HCl at 70°C. Li+ recovery of these sorbents from the aqueous solution medium with porous spherical adsorbent, which is not available in the literature, was investigated in batch system. In adsorption experiments, the effect of sorbent concentration, Li initial concentration in the medium and the change in ambient pH value on equilibrium Li adsorption of the sorbent used was investigated. Eti Mine Works General Directorate Kırka Boron Operation Directorate Factory Weak solution was used as adsorption medium containing lithium, different from the literature. Sorbent adsorbed only B and Na ions from ions such as B, Na, Mg, Ca and K, found in media other than lithium. The separation coefficients (α) of B and Na ions relative to Li ion were calculated as 3.6 and 12, respectively. The reusability of the prepared sorbent was studied and it was observed that the amount of 17.15 mg Li+/ g particle adsorption has decreased to 14 mg Li+/g particle adsorption as a result of 5 consecutive usage. While the initial lithium concentration of the synthesized ion sieve was in the range of 70-1700 mg/l, the amount of lithium adsorption was followed and it was found that the adsorption value at the concentration of 1700 mg/l was 92.59 mg Li+/g particles. The prepared titanium-based sorbent was compared with materials of similar form used in the literature
Fabrication and characterization of multilayer TiO2 membranes with hierarchically porous structure
Clean water is a fundamental need for humans and other living organisms. It is not only crucial to life on earth, but also is necessary for industrial, agricultural and municipal activities. Due to the rapid population growth and urbanization, the quantity of wastewater produced and the environmental pollution load have drastically increased. Combined with the impacts of global warming and climate change, water scarcity has become a global problem affecting us all. According to the latest researches, global water demand will increase by 55% by 2050, due to the increasing demands arising from daily human activities and industrial processes. Because of the rapidly increasing population and urbanization, insufficient environmental policies, serious environmental pollution and increasing energy consumption, Turkey is ranked as one of the highest water stressed countries, even though it is surrounded by water on three sides. Therefore, development of advanced wastewater treatment technologies is the most necessary action to be taken in order to protect our water sources, to prevent environmental pollution and to recycle and reuse as much water as possible. Membrane filtration is one of the most cost-effective, efficient and environment-friendly technologies, which allows to remove many types of contaminants from water, such as chemicals and biological compounds, based on their size and molecular weight. Besides their considerably long lifetime and high performance, ceramic membranes have tremendeous advantages over polymeric membranes like their bioinert structure, higher chemical, thermal and mechanical resistance, higher stability, higher hydrophilicity, higher separation efficiency, higher permeating flux and higher antifouling property. Thus, they have gained increasing attention in the last few decades. Al2O3 is the most widely used material because of its low cost and chemical and physical stability. However, the stability of the Al2O3 in highly alkaline environments is lower than the TiO2 membranes. Thanks to its outstanding chemical and thermal stability, bioinert and biocompatible structure and photocatalytic activity, TiO2 has wide range of applications in many different fields. In this thesis, multilayer TiO2 membranes with hierarchically porous structure were fabricated and characterized in detail. Several characterization tests such as XRD, DTA/TGA, SEM-EDS, MIP, BET, etc. were performed to investigate the physical, microstructural, chemical and mechanical properties of the prepared materials. The fabricated membranes consist of three main parts: a highly permeable macroporous TiO2 support, a mesoporous TiO2 intermediate layer and a thin, sol-gel derived TiO2 top layer. The macroporous TiO2 support provides mechanical strength to the membrane and acts as a carrier and the mesoporous TiO2 layer is used to gradually decrease the pore size of the support and acts as a bridge between the support and the top layer. The thin, sol-gel derived TiO2 top layer is the selective layer and responsible for the separation. The study includes: 1) fabrication of the disc-type and tubular macroporous TiO2 supports, 2) preparation of the mesoporous TiO2 intermediate layers, 3) synthesis of the TiO2 selective (top) layers, 4) preparation of multilayer TiO2 membranes and 5) characterization studies. Submicron-scale and micron-scale anatase TiO2 powders were used as starting materials for preparing the porous titania ceramic supports. Disc-type TiO2 supports were fabricated by uniaxial pressing in a hydraulic press, whereas the tubular ones were extruded to form single-channel tubular supports using an extrusion machine. Both types of supports were then dried and sintered. The optimum sintering temperatures were 1100 and 1200°C for tubular and disc-type samples, respectively. These temperatures were determined either from thermal analyses and from preliminary experiments. The open porosity and closed porosity for tubular support were calculated as 33.56% and 0%, whereas the bulk density and water uptake were 2.81 g/cm3 and 11.92%, respectively. The average pore diameter values obtained from MIP were between 1.02-2.44 μm for disc-type supports and 0.73 μm for tubular sample. In addition, the porosity given by MIP for the tubular support is about 41.7%, which is higher than the porosity calculated from Archimedes' results. The pure water flux was ~650 Lm−2h−1bar−1 for the selected disc support and was ~1020 Lm−2h−1bar−1 for the tubular one. The intermediate layers were prepared as either supported membranes or unsupported films from homogeneous suspensions of two types of TiO2 powders having different particle sizes, in the presence of a dispersant, an organic binder and a solvent. Once the titania interlayers prepared, they were characterized in terms of their crystalline phase, pore characteristics, microstructural properties and thermal behavior. The pore size distributions of the prepared titania films were measured with Brunauer-Emmet-Teller (BET) nitrogen adsorption and desorption analysis. Considering the BET results together with the visual evaluation of the morphological characteristics of the intermediate layers before and after thermal treatment, it is decided to use TARA-2 in coating experiments. The BET surface area and the mean pore diameter of the TARA-2 were 29.350 m2/g ve 32.38 nm, respectively. Intermediate layers were calcined at 400°C for 1 h by a heating rate of 1°C/min. The sol-gel derived TiO2 selective (top) layers were synthesized via the hydrolysis of titanium (IV) isopropoxide (TIP) in an alcoholic solution in the presence of an acid catalyst. The BET surface area and average pore diameter of the calcined titania gel were 77.180 m2/g and 14.08 nm, respectively. It exhibits Type IV isotherm with H3 hysteresis loop, which is known as a typical isotherm for mesoporous materials. The multilayer ceramic membranes with hierarchically porous structure were produced through coating the support surfaces with intermediate and top layers. The intermediate layer was coated onto the inner surface of the tubular support and onto the disc supports via manually pouring and spray-coating techniques respectively. The desired coating layer thickness was achieved by applying multiple coating steps, if needed. Coated supports were then dried and calcined at 400°C for 1 h by a heating rate of 1°C/min. For the top layer, disc-type samples were coated by manually dipping one side of the disc into the TiO2 sol and tubular ones was coated by pouring the sol through the inner surface of the tube. The coated membranes were dried and then subsequently calcined at 400°C for 1 h by a heating rate of 0.2°C/min. The coating/drying/calcination cycle was repeated until required thickness is achieved. It was concluded that the highly permeable TiO2 supports fabricated in this study are surely suitable for some microfiltration applications as filters themselves, or as supports for membrane layers for ultrafiltration applications. The current results show that the titania top layer exhibits high potential to serve as separation layer for ultrafiltration applications. However, since some of the experiments are still in progress, the complete results are not ready to be reported yet. The further details will be presented in future work.
Seramik uygulamalarına yönelik fotokromik malzemelerin geliştirilmesi
Bu tez çalışmasının amacı dış tepkileri algılayarak yeterli uyarım sonucu yapıda renk değişimi sergileyen ve farklı birçok endüstride yaygın olarak kullanılan fotokromik malzemelerin seramik uygulamalarına yönelik geliştirilmesidir. Organik ve inorganik yapılar kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Öncelikle organik fotoaktif başlangıç malzemeleri, yapısal modifikasyonlar sonucu optimum kaplama prosesleri ile seramik yüzeylere uygulanarak, seramik ürünlere fotokromik etkinin kazandırılmasına yönelik çalışmalar yürütülmüştür. Sonraki aşamada TiO2 yapıları katı hal reaksiyonları ve sol-jel yöntemleri ile saf ve katkılı olarak üretilerek fotokromik etkiye sahip nanoboyutlu tozların sentezleme çalışmaları yapılmıştır. Üretilen malzemelerin fotokromik etkileri ve son ürün özellikleri, mikroyapısal ve optik karakterizasyon çalışmalarıyla etkin olarak belirlenmiştir.
Investigation of the biochemical effects of nanoparticle titanium dioxide and zinc oxide on the development of pathogenic Candida albicans
In this study, the effects of titanium dioxide (TiO2) and zinc oxide (ZnO), which have nanoparticle properties and antifungal properties, against H2O2 on C.albicans (ATCC90028), a pathogenic fungus species, were studied. In the study protocol, the groups were arranged as control, H2O2, TiO2, ZnO, TiO2+H2O2 and ZnO+H2O2 groups. 100 L of 35% hydrogen peroxide solution was added to H2O2, TiO2+H2O2 and ZnO+ H2O2 groups. Cultures were incubated for 72 hours at 30°C. The culture density was then measured at 600 nm and the cell pellets were collected by centrifugation. The cell pellet was extracted with buffer solutions and organic solvents and biochemical analyzes were performed. In our findings, it was observed that the addition of hydrogen peroxide decreased the cell density and pellet amount of C.albicans (ATCC90028). It was determined that total protein, GSH and GSSG levels, and catalase and GST activities increased in groups given H2O2. It was determined that the addition of hydrogen peroxide to the C. albicans culture medium affected the synthesis of lipophilic vitamins and phytosterols. It was determined that the addition of TiO2 and ZnO to the culture medium together with H2O2 increased the amounts of these molecules. While the amount of palmitic acid in the fatty acid composition decreased partially in the TiO2+H2O2 group, a significant increase was observed in the ZnO group. It was determined that the ratio of stearic acid and total saturated fatty acid decreased in the groups given TiO2, ZnO and H2O2 compared to the control group. On the other hand, increases were observed in the total unsaturated fatty acid ratio. An increase in the amount of palmitoleic acid, one of the fatty acids with single double bonds, and a decrease in the amount of oleic acid, which is the other single double bonded fatty acid, were determined. It was determined that C. albicans has a high content of Linolenic acid, one of the 18 C fatty acids, in its cell structure. Keywords: Candida albicans, Titanium dioxide, Zinc oxide, Catalase, Glutathione S Transferase, Lipophilic vitamins, Fatty acids
Nano titanyum dioksit içeren cüruf tabanlı geopolimer harçların donma-çözülme dayanıklılığı ve kendi kendini temizleme özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, nano titanyum dioksit (TiO2) içeren bazalt lif takviyeli öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu tabanlı geopolimer harçların donma-çözülme dayanıklılığı ve fotokatalitik özellikleri incelenmiştir. Geopolimer karışımlarda nano titanyum dioksit (TiO2) ve bazalt lif %0, %0.25, %0.5 ve %1 oranlarında kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında geopolimer harçların fotokatalitik özelliğini (kendi kendini temzileme) belirlemede Rhodamine-B deneyi kullanılmıştır. Üretilen geopolimer harç numunelerin donma-çözülme deneyi TS EN 15177 standardına göre gerçekleştirilmiştir. Üretilen geopolimer harç numunelerin basınç dayanımı, eğilme dayanımı, ultrasonik ses geçirgenliği, kılcal su emme, Rhodamine-B ve ağırlık kayıpları incelenmiştir. Bu tez çalışmasının sonucunda, donma-çözülmeye maruz bırakılan geopolimer harç numunelerinde nano TiO_2 ve bazalt lif yüzde oranları arttıkça hem ultrasonik ses geçirgenliği, basınç dayanımı ve eğilme dayanımı değerleri artmıştır. Kılcal su emme ve ağırlık kayıpları değerlerinde ise azalmalar olmuştur. Ayrıca, harç numunelerindeki nano TiO_2 oranı artıkça numunenin kendi kendini temizleme özelliğinin arttığı bulunmuştur.
Motor yağlarına metal oksit ve hekzagonal bor nitrür nanoparçacık katkısının alüminyum alaşımlarının tribolojik davranışına etkisinin araştırılması
Hareketli mekanik sistemlerde optimum performansın sağlanabilmesi için sistemdeki enerji kayıplarının en aza indirilmesi önemli bir yere sahiptir. Hareketli sistemlerde enerji kaybına neden olan ana faktörlerden biri sürtünmedir. Sürtünme sırasında enerji verimliliğinin iyi düzeyde olabilmesi için yağlama mekanizmasının ideal özellikler sergilemesi gerekmektedir. Yağlayıcılar, hareketli parçalar arasında koruyucu bir sıvı film oluşturarak parçaların sürtünmeden zarar görmesini bir dereceye kadar önler. Yağlayıcıların özelliklerinin iyileştirilmesiyle sürtünmeden kaynaklanan hasarlar minimum seviyelere indirilebilir. Yağlayıcıların özelliklerini iyileştirmenin en etkili ve verimli yöntemlerinden biri yağlara nano malzemeler katmaktır. Bu çalışmada Al 6013 alüminyum alaşımı pin-on-disk aşınma test cihazı kullanılarak farklı aşınma koşullarında (kuru, sadece motor yağı, ağırlıkça %10 TiO2 nano katkılı yağ, ağırlıkça %7.5 TiO2 ve ağırlıkça %2.5 h-BN nano katkılı yağ, ağırlıkça %5 TiO2 ve ağırlıkça %5 h-BN nano katkılı yağ, ağırlıkça %2.5 TiO2 ve ağırlıkça %7.5 h-BN nano katkılı yağ, ağırlıkça %10 h-BN nano katkılı yağ) ve farklı yüklerde (10 N, 30 N ve 50 N) aşındırılmıştır. Yağ olarak 5W-30 motor yağı kullanılmıştır. Aşınma testleri 100 mm/s kayma hızında ve 350 m kayma mesafesinde gerçekleştirildi. Deneyler sonucunda alüminyum parçalarda farklı koşullar ve yükler altında meydana gelen ağırlık kayıpları ölçülmüştür. Deneylerde kullanılan nanopartiküllerin aşınma ve sürtünmeyi iyileştirdiği görüldü. 10 N'luk yük altında ortalama en düşük sürtünme katsayısı ağırlıkça %2.5 TiO2 ve ağırlıkça %7.5 h-BN nano katkılı yağ ile yapılan deneyde elde edildi. 30 N ve 50 N'luk yükler altında ortalama en düşük sürtünme katsayısı sadece motor yağı ile yapılan deneylerde elde edildi. Yük arttıkça aşınma kaybının arttığı belirlendi. Aşınma testleri sonucunda tüm yağlama koşulları kıyaslandığında aşınma kaybı noktasında en üstün değerler ağırlıkça %5 TiO2 ve ağırlıkça %5 h-BN nano katkılı yağ karışımı ile yapılan deneylerde elde edildi.
Atomik katman biriktirme (ALD) ile cam kumaş yüzeyinde oluşturulan Al katkılı metal oksit ince filmlerin fotokatalitik aktivitesi
Bu çalışmada ALD yöntemini kullanılarak yüksek yüzey alanına sahip alttaş malzemede farklı kompozisyonlara sahip AZO ve ATO filmler oluşturarak, farklı katkı oranlarının ve tavlamanın fotokatalitik aktivite üzerindeki etkinlikleri belirlenmiştir. Filmlerin karakterizasyon ve fotokatalitik aktivite çalışmalarında kullanılmak üzere dört farklı alttaş (Si Wafer, Kuartz, Cam Lamel ve Cam kumaş) malzemesi kullanılmıştır. Tavlama işleminin üretilen filmin yapısı ve performansı üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla her alttaştan iki adet üretim gerçekleştirilerek birine 450 °C'de tavlama işlemi uygulanmıştır. Al katkısının ZnO ve TiO2 ALD filmlerin fotokatalitik aktivitesi üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla %0, %5, %10 ve %20 olmak üzere dört farklı katkı oranı ile film üretimi yapılmıştır. Fotokatalitik aktivitenin belirlenmesi için dört saat boyunca metilen mavisi boyar maddesinin solar simülatör altında bozulmasının ölçümü yaklaşımı tercih edilmiştir. AZO ve ATO ALD ince filmlerin morfolojisinin incelenmesi amacıyla FESEM analizleri, kristal yapısının incelenmesi amacıyla XRD ve XPS analizleri, optik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla UV-Vis ve PL analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen filmler arasında tavlanmış %20 Al katkılı ZnO filmler (%20 AZO) en yüksek fotokatalitik aktiviteyi göstermiş, hemen ardından sadece ZnO (%0 AZO) kaplı filmler gelmiştir. %5 ve %10 Al katkılı ZnO filmler ise daha zayıf fotokatalitik etkinlik göstermiştir. Bu durum katkı oranının belirli bir değerin üzerine çıktıktan sonra AZO filmin bant yapısında değişimlere sebep olduğunu göstermektedir. ATO filmler içerisinde en yüksek fotokatalitik aktiviteyi tavlanmış olan yalnızca TiO2 kaplı film göstermiştir ve AlO2 katkısının TiO2 filmlerin fotokatalitik aktivitesi üzerinde pozitif etkisinin olmadığı tespit edilmiştir.
FTO/TiO2/MAPbI3/C60/Ag tabakaları ve perovskit güneş hücresinin stres faktörleri altında karakterizasyonu
Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan Güneş enerjisi büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak yenilenebilir enerjilerden elektrik enerjisi üreten sistemler ve teknolojiler sürdürülebilir kullanım için yüksek verim ve düşük maliyetleri karşılamak noktasında yetersiz kalmaktadır. Güneş hücrelerinin üretimindeki teknolojilerin ilerlemesi ile yeni nesil güneş hücreleri kendilerine bu alanda yer bulmaya başlamışlardır. Bu yeni nesil güneş hücreleri arasında olan perovskit güneş hücreleri düşük maliyetleri ve yüksek verimleriyle bilim insanlarının dikkatini çekmektedir. Ancak perovskit güneş hücrelerinin piyasada ticari olarak bulunamamasının sebebi üretimlerinden kısa bir süre sonra bozunmaları ve verimlilik değerlerini kaybetmeleridir. Bu tez çalışmasında; FTO/TiO2/CH3NH3PbI3/C60/Ag konfigürasyonunda üretilmiş olan perovskit güneş hücrelerinin hem hücre hem de tabaka bazlı bozunmaları incelenmiştir. Bu bağlamda tabakalardan CH3NH3PbI3 ve C60 termal buharlaştırma yöntemi ile TiO2 tabakası ise sputter (saçtırma) yöntemi ayrı ayrı cam taban malzemeler üzerine büyütülmüştür. Üretilen malzemelerin yapısal karakterizasyonu için XRD (X- ışını Kırınımı) desenlerinin analizleri, yüzey morfolojisi analizleri için Taramalı Elektron Mikroskobu, optik absorbasyon ve ışıl geçirgenlik için UV-Vis Soğurma Spektroskopisi analizleri yapılmıştır. Üretilen malzemelerin bozunma mekanizmaları laboratuvar atmosferi, vakum atmosferi, ışık banyosunda, ultraviyole ışık altında ve oksijen gazı altında yaşlandırılmış durumları için elektriksel karakterizasyon yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Elektriksel karakterizasyon yöntemleri olarak ışık akısına bağlı, sıcaklığa bağlı, zamana bağlı, karanlık ve aydınlık iletkenlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Stres faktörleri altında tabakalarda elde edilen sonuçlar ile hücrelerde elde edilen sonuçlar arasında korelasyon kurularak bozunmanın etkilerine ışık tutulmaya çalışılmıştır.
Fabrication and optimization of homojunction photoanodes-based dye-sensitized solar cells
Today, when fossil resources are exhausted and energy needs increase day by day, interest in new energy sources and renewable energy resources has increased considerably. Furthermore, the growing global population, industrialization, and the negative effects of human hunger are manifesting themselves as an increase in greenhouse gas emissions, global warming, water pollution, and air pollution. Although the yields of existing solar cells are modest, the poisonous gases and production costs during production are a large dead end. At this point, third-generation solar cells grow. These batteries have a low recycling cost, and the cost is quite promising in terms of performance. Painted solar cells, one of the third-generation solar cell technologies, stand out with a low cost, low toxicity, and a simple production process. In the thesis study, the blocking layer and the key parameters affecting dye-sensitized solar cells efficiency, including porous TiO2 and electrolyte, were studied. A strategy has been developed to increase the open circuit voltage and short circuit current together. A blocking layer has been produced using TiCl3-based solutions optimized for production parameters. The efficiency is optimized with electrolytes used frequently in the literature for the final cell. Initially obtained, the battery's JSC value was approximately 10 percent, the VOC value was approximately 20 percent, and total cell performance was increased by approximately 80 percent to 8.03 percent. As a result, dye-sensitized solar cells are a promising renewable energy technology with great potential to reduce production costs and increase the efficiency of solar batteries. With ongoing research and development, dye-sensitized solar cells can eventually become the most cost-effective solar cells available on the market.
Farklı yöntemlerle yapılan devital ağartmanın etkinliği ve dişin fiziksel özellikleri üzerine etkisi
Bu çalışmanın amacı; kanal patlarıyla renklendirilen çekilmiş dişlerde sodyum perboratın (SP), tek başına kimyasal ve titanyum dioksit (TiO2) nanopartikülleri ile güçlendirildikten sonra lazerle aktive edilerek meydana getirdiği beyazlatma ve demineralizasyon miktarının incelenmesidir. Çalışmaya çürüksüz 120 üst küçük azı diş dahil edildi. Renklendirme öncesi tüm dişlerin mineralizasyon ve renk ölçümleri yapıldı. Dişler, rastgele 2 gruba ayrıldı (n=60), her bir grubun pulpa odasına MTA Fillapex ve AH26 kanal patları yerleştirilip geçici dolgu yapıldı ve 3 hafta yapay tükürük solüsyonu içerisinde bekletildi. Bir haftanın sonunda tekrar renk ölçümü yapıldı. Daha sonra her grup beyazlatma uygulaması için rastgele 4 ayrı alt gruba ayrıldı (n=15). Grup 1; sadece kimyasal olarak SP materyaliyle ağartıldı. Grup 2; SP materyali diod lazer ile aktive edildi. Grup 3; SP materyali Er:Cr.YSGG ile aktive edildi. Grup 4; SP-TiO2 jel' i LED ile aktive edildi ve ağartma işlemleri tamamlandı. Ağartma sonrası tüm gruplara geçici dolgu yapılıp 1 hafta yapay tükürükte bekletildi. Bir haftanın sonunda renk ve mineral ölçümü tekrarlandı. Kanal patlarıyla renklendirme sonrası renk değişimi açısından gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark görülmedi (p>0,05). Beyazlatma sonrasında ise; MTA Fillapex ile renklendirilen dişlerde, Er,Cr:YSGG laser ile aktive edilen SP, diğer gruplara göre daha etkin beyazlama sağladı (p<0.05). Diğer gruplar arasında ise renk değişimi istatistiksel olarak farklılık göstermemektedir (p>0,05). TiO2 partikülü eklenerek elde edilen ağartma jeliyle ağartma sonrası mineral kaybının diğer gruplara göre istatistiksel olarak daha az olduğu tespit edildi (p<0,05) Sonuç olarak tüm gruplarda etkin beyazlatma sağlandı, TiO2'li jel ile beyazlatmanın daha güvenli bir yöntem olduğu gösterildi.
Medikal Atıklardan TiO2 Üretimi, Modifikasyonu ve Uygulama Alanlarının Belirlenmesi
TiO2, başlıca pigment, adsorban, filtre, kaplama, yarı iletken, dielektrik malzemesi olarak kullanılır. Son yıllarda, TiO2 fotokatalitik aktivitesi ile ve çevresel arıtmada uygulamalarındaki yüksek potansiyeli ile iyi bilinen bir yarıiletken haline gelmiştir. TiO2 çoğunlukla anatas, rutil ve brokit fazlarında bulunmaktadır. bu tez çalışmasında Farklı uygulama alanlarını incelemek için öğütme prosesleri ile TiO2 (rutil) üretimi araştırılmıştır.TiO2 rutil tozları bilyalı öğütme ve tavlama metodları ile birlikte üretilmiştir. Tozlar Ti6Al4V atık talaşlarından 1.5, 3, 6 ve 15 saat SPEXTM ile paslanmaz hazne ve bilyalar kullanılarak elde edilmiştir. Öğütme prosesinden sonra, tozlar 600 oC, 700 oC ve 1000 oC'de farklı sürelerde tavlanmıştır. Öğütülmüş numunelerin Mikroyapısal analizleri, ve termal karakteristikleri XRD metodu, Termal gravimetrik analiz yöntemi ve Taramalı elektron mikroskubu ile gerçekleştirlimiştir. Tavlanmış tozların partikül dağılımları Malvern mastersizer partikül analizcihazı ile ölçülmüş ve sonuçlar raporlanarak tartışılmıştır.TiO2 üretiminden sonra, Kullanım alanı belirlemek için 1. Bölüm çalışmaları olarak Yüksek enerjili bilyalı öğütme ile Fe kullanılarak Fe dop edilmiş TiO2 hazırlanmıştır. Yapısal analizi ve fotokatalitik özellikleri incelenmilştir. TiO2 katalizi ve UV ışını ile etkileşimi soınucu fotodegradasyonu sağlanan Basic Yellow 28 boyar maddesi tekstil boyası olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. Bölüm 1 çalışmasının amacı ise Fed op edilmiş TiO2 varlığında UV ışını ile uyarılmış BY28 çözelitisnin fotokatalitik parçalanmasının araştırılmasıdır. Bölüm 1 çalışmaları üretilen malzemenin fotokatalitik degradasyona uygun olmadığını göstermiştir ve Bölüm 2 çalışmaları üretilen TiO2 nin diğer bir kullanım alanı olarak Al2TiO5 seramik malzemesi üretimini kapsamaktadır. Sonuçlar üretilen TiO2 ile elde edilen Al2TiO5 in ticari Al2TiO5 e göre alternatif olabileceğini göstermiştir.
Influence of nanoparticle addition to electrical properties of TCO films produced using electrospinning technique
In this study, the effect of nanoparticle addition on morphology and electrical properties electrospun nanofibers coated on transparent conductive oxide glass, namely, Indium Tin Oxide (ITO) has been investigated. For this purpose, an aqueous solution of Polyvinyl Alcohol (PVA) was prepared and nanoparticles of silver, zinc oxide, and titanium dioxide were added in the range of 3, 5, 10 and 20 wt.% under the magnetic stirring action. Then, prepared nanoparticle doped PVA solutions were electrospun and coated on ITO glass for 1 h. Morhological characteristics of nanoparticle containing fibers in films were investigated using scanning electron microscope and the resistance and resistivity values of obtained thin films were measured. It has been observed that the nanoparticles displayed agglomeration in PVA fibers and the size of the agglomerated regions increased as the content of nanoparticle in solution increased. The smallest size of the agglomerated region in all type of solutions was seen in TiO2 added fibers. As low as 643.7 ± 85.5 nm agglomerate size was detected in 3 wt.% TiO2 added PVA solutions. Likewise, the smallest fiber diameter size and more homogenous fiber size distribution was observed in TiO2 added fibers. For example, the average fiber diameter were found to be around 370, 376 and 380 nm for TiO2, ZnO and Ag nanoparticle doped fibers by 3 wt.%, respectively. Less agglomeration and homogenous fiber size distribution in TiO2 doped fibers influencedthe electrical conductivity of thin film deposited on ITO glasses positively as well. In all of the thin films containing fibers doped with different amounts of nanoparticles, the resistance and the resistivity values decreased by decreasing the content of nanoparticles. For the TiO2 doped fiber containing film, the resistance became equilivalent to resistance of ITO glass (34 ohm) at 10 wt.% TiO2 addition, below which the resistance of the thin film decreased well beyond the resistance of ITO glass as targeted. On the other hand, for the thin films containing fiber doped with ZnO and Ag nanoparticles, ITO resistance value was reached when the nanoparticle content decreased down to 5 wt.%.
Erbiyum katkılı/katkısız ince filmlerin elektrokromik özelliklerinin incelenmesi
Elektrokromik aygıtlar günümüz teknolojisinde geniş bir uygulama alanına sahip olsa da düşük renklenme kinetikleri ve kısa yaşam süreleri kullanım potansiyellerini sınırlandırmaktadır. Bu nedenle elektrokromik aygıtı oluşturan tabakaların ayrı ayrı incelenmesi elektrokromik aygıt teknolojisinin gelişimi açısından önemlidir. Bu tez kapsamında, pasif iyon depolayıcı tabaka olarak bilinen CeO2 ve renklenen elektrokromik tabaka olarak bilinen TiO2, V2O5 ve WO3 tabanlı ince filmlerin üretilmesi ve incelenmesi amaçlanmıştır. Göreli olarak geniş bant aralığına sahip oldukları bilinen bu oksitler farklı reçeteler kullanılarak daldırarak kaplama yöntemi ile üretilmiştir. Ek olarak bu sollere, optik telekominikasyon dünyasında 1540nm civarındaki salınımı ile önemli bir yere sahip olduğu bilinen Er katkısı yapılmıştır. Filmlerin yapısal ve morfolojik özellikleri FTIR, XRD, AFM, optik özellikleri ise UV-vis spektrofotometri, elipsometri ve fotolüminesans ölçümleri ile araştırılmıştır. Filmlerin elektrokimyasal özellikleri çevrimsel voltametri ve kronoamperometri deneyleri ile üç elektrot sistemi kullanılarak 1M LiClO4/propilen karbonat elektrolit içerisinde incelenmiştir.
Farklı oranlardaki titanyum dioksit nanotüplerin bulk fill kompozitin mekanik ve antibakteriyel özellikleri üzerine etkisi
Amaç: Bu tez çalışmasının amacı; farklı oranlarda titanyum dioksit nanotüp eklenmesinin akışkan bulk fill kompozit rezinin, mekanik ve antibakteriyel özellikleri üzerine etkisinin in vitro laboratuvar şartları altında değerlendirilmesidir. Gereç ve Yöntem: Titanyum dioksit nanotüpler, laboratuvar koşullarında hidrotermal yöntemle sentezlendi. Nanotüplerin karakterizasyonu; SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) ve Raman Spektroskopisi kullanılarak değerlendirildi. Akışkan bir bulk fill rezin olan Estelite Bulk Fill Flow'un içerisine; farklı oranlarda (%0,1, %0,5, %1) TiO2 nanotüp eklendi. Kontrol grubuna TiO2 nanotüp eklenmeyerek dört farklı grup oluşturuldu. Akışkan bulk fill kompozitin mekanik özelliklerini değerlendirmek amacıyla; Vicker's mikrosertliği, yüzey pürüzlülüğü, eğme dayanımı gibi testler uygulandı. Eğme dayanımı değerlendirilmesinde, kompozit rezinin kırılan yüzeyleri SEM ile incelendi. Ayrıca nanotüp ilavesinin S.mutans ve L.casei bakterilerine antibakteriyel etkinliğinin değerlendirilmesi, direkt kontakt test uygulanarak yapıldı. Çalışmada elde edilen bulgular değerlendirilirken, istatistiksel analizler için IBM SPSS Statistics 22 (IBM SPSS, Türkiye) programı kullanıldı. Ayrıca Mann Whitney U Testi, Shapiro Wilks, Kruskal Wallis testi, Dunn's testi, Friedman Testi ve Wilcoxon işaret testi kullanıldı ve anlamlılık p<0.05 düzeyinde değerlendirildi. Bulgular: Mekanik testlerin sonuçları değerlendirildiğinde; TiO2 nanotüp eklenmesinin kompozitlerin yüzeyinde hem polisaj öncesi hem de polisaj sonrasında pürüzlülükte değişim yaratmadığı, hem polisaj öncesi hem de polisaj sonrasında kompozit rezin içine %0.5 ve %1 TiO2 nanotüp eklemenin kompozitin mikrosertlik değerlerini arttırdığı, kompozitin alt yüzeylerinde değişim yaratmadığı (p>0.05), kompozit rezinlere polisaj uygulaması sonucunda, bütün gruplarda hem pürüzlülük hem de mikrosertlik değerlerinde artış gözlendiği (p<0.05), titanyum eklenmesinin eğme dayanımında değişiklik meydana getirmediği gözlendi (p>0.05). Antibakteriyel sonuçlar değerlendirildiğinde ise titanyum dioksit nanotüp eklenmesi, akışkan bulk fill kompozit rezinin S.mutans bakterisine karşı, antibakteriyel etki kazandırmadı (p>0.05). L.casei bakterisi içinse; %0.5 TiO2 nanotüp içeren grupta antibakteriyel etkinlik gözlendi (p<0.05). Sonuçlar: Titanyum dioksit nanotüp eklenmesi, akışkan bulk fill kompozit rezinin mekanik özelliklerinde olumsuz etki yaratmadan, üst yüzey mikrosertlik değerinde artış sağladı. Akışkan bulk fill kompozit rezinin L.casei bakterisine karşı antibakteriyel etkinlik elde edildi. Anahtar Kelimeler: nanotüp, akışkan bulk fill kompozit rezin, antibakteriyel ajan, S.mutans, L.casei, üç nokta eğme dayanımı, mikrosertlik, yüzey pürüzlülüğü
Nanoparçacık içeren uv ile kürleştirilmiş kaplamaların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Tiyokzanton türevi olan Tiyokzanton-antrasen (TX-A), 2-Merkapto-tiyokzanton (TX-SH),2-Tiyokzanton-tiyoasetikasit (TXSCH2COOH) ve 2-(Karboksimetoksi)tiyokzanton(TXOCH2COOH) fotobaslatıcıları beraberinde yardımcı bir fotobaslatıcı ilave edilmeksizin,epoksidiakrilat (P-3016) ve Tripropilenglikoldiakrilat (TPGDA) akrilat sistemi içerisine,nanoparçacık ilave edilmeden ve edildikten sonra hazırlanan formülasyonların polimerizasyonreaksiyonları Foto-Diferansiyel Kalorimetre (Foto-DSC) kullanılarak gerçeklestirildi. Foto-DSC'den elde edilen ısı akısları kullanılarak, polimerizasyon hızları ve monomerin polimeredönüsüm yüzdeleri hesaplandı. Nanoparçaçık katkılı ve katkısız formülasyonlar ZamanaBağlı Fourier Dönüsüm Infrared Spektroskopisi (RT-FTIR) kullanılarak sertlestirildi vemonomerin polimere dönüsüm yüzdeleri hesaplandı. Hazırlanan formülasyonlar 60?m kalınlığında, önceden kalıp ayırıcı (Polivaks) uygulanmıs teflon plaka üzerine kaplanıpUV ile kürlestirme tekniği kullanılarak, Mini UV-Kür cihazından 5 m/dk hızla geçirilereksertlestirildi. Filmler teflon plaka üzerinden çıkarılarak 5.3 mm eninde film kesme aparatıylakesilerek örnekler hazırlandı. Hazırlanan film örneklerinin, 0.5 N sabit gerilim altında, odasıcaklığından 100-130 0C' ye kadar 5 0C/dk hızla ısıtılarak kayıp modülü, depolama modülüve Tan d grafikleri elde edildi. Grafiklerin maksimum noktalarından Tg değerleri saptandı.Ayrıca elde edilen filmlerin çözücü dirençleri Metiletilketon ile silinerek saptandı.Anahtar kelimeler: Nanoparçacık, TiO2, SiO2, DSC, DMA
Silisyumdioksit ve titanyumdioksit ile bu malzemelerin hibrit nanoakışkanlarının hazırlanması, karakterizasyonu ve optimizasyonu
Nanoparçacıkların bir temel akışkan içerisinde dağıtılması ile elde edilen nanoakışkanlar, yüksek ısı iletim katsayıları sebebi ile ısı transferi artırımı amacıyla tercih edilmektedirler. Bu çalışmada nanoparçacık olarak SiO2 ve TiO2 ve temel akışkan olarak su, etilen glikol ve etil alkolün kullanıldığı SiO2, TiO2 ve SiO2-TiO2 hibrit nanoakışkanlar hazırlanmıştır. Çalışmada Taguchi L9 deney tasarımı kullanılmış, Minitab 15 yazılımı yardımıyla optimum nano akışkan belirlenmiştir. Ayrıca nanoakışkanların ısı iletim katsayısı, viskozite, zeta potansiyeli ve partikül çapları deneysel olarak elde edilmiştir. Nanoakışkanların katı oranları artırıldıkça ısı iletim katsayıları ve viskoziteleri artmıştır. En iyi ısı iletim katsayısı değerleri SiO2 nanoparçacıklarla hazırlanan nanoakışkanlarda elde edilmiştir. Saf su ve etilen glikolün temel akışkan olduğu nanoakışkanlarda en yüksek viskozite değerleri SiO2-TiO2 hibrit nanoakışkanlarda çıkarken etil alkol ile hazırlanan nanoakışkanlarda hibrit nanoakışkanlar en düşük ısı iletim katsayısına sahiptir. SiO2 nanoparçacıklar ile hazırlanan nanoakışkanlar, -30, -40 aralığında en iyi zeta potansiyeli değerlerine sahiptir.
Determination of nanotixicity of functionalized titanium dioxide (TiO2) nanoparticles (NPs) towards Rhizobium etli bacteria in soil
Emerging pollutants such as metal nanoparticles and TiO2 nanoparticles have varying impacts on the survival of nitrogen-fixing bacteria in the soil. The health of the soil can be affected due to the harmful effects of these contaminants on plant-growth-promoting bacteria (PGPB), thereby impacting plant productivity. The produced TiO2 NPs were examined using X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. The toxicity of nano-titanium dioxide and the molecular effect of a gene on Rhizobium bacteria isolated from broad bean (Vicia faba L.) roots were studied. B cell receptor (BCR) was used to identify the isolates. To test the bacterial sensitivity to TiO2, four holes were bored into the menthol medium using a 6 mm sterile drill. Titanium NPs were added at different concentrations (1225, 2500, and 5000 ppm) in the well; and after 24 hours, TiO2 had no influence on bacterial growth but there was a high density of actively growing microorganisms. The relative gene expression of the rhizobium isolates (ropA) compared to the housekeeping gene (recA) was then measured. As a result, it was determined that the gene expression activity of the bacteria increased or decreased depending on the titanium concentration. It was concluded that titanium is a good option for increasing the activity and productivity of rhizobium bacteria, provided the appropriate concentration is determined.
Antimikrobiyal tekstil ürünlerinin geliştirilmesinde Ag-TiO2 ve ZnPT komplekslerinin kullanımı
Bu çalışmada sentezlenen Ag-TiO2 ve ticari ZnPT komplekslerinin antimikrobiyal tekstil geliştirmede kullanılması amaçlanmıştır. Çalışmada %70 pamuk ve %30 polyester içeren tekstil malzemesi kullanılmıştır. Kompleksler, çektirme yöntemi ile tekstil materyali üzerine uygulanmıştır. Tekstil numunelerinin antimikrobiyal aktivitesi AATCC 147 yöntemi ile belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, Ag-TiO2 ve ZnPT kompleksleri, E. cloaceae, E. faecalis, S. typhimurium, S. epidermidis, P. vulgaris, Y. pseudotuberculosis, S. aureus, P. aeruginosa, K. pneumoniae, B. subtilis, E. coli, L. monocytogenes ve C. albicans dahil olmak üzere tüm test mikroorganizmalarına karşı antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu tespit edilmiştir. Tekstil materyali üzerine optimum uygulama koşulları, 50oC'de 60 dakika aplikasyon ve 70oC'de 60 dakika kurutma olarak belirlenmiştir. Uygulama için optimum konsantrasyon değerleri Ag-TiO2 için 4g/L ve ZnPT için 0.01g/L olarak belirlenmiş ve bu değerlerin shake-flask yöntemi ile bakterisidal konsantrasyon (MBC) olduğu gösterilmiştir. Optimum koşullarda gerçekleştirilen uygulama sonrasında tekstil numunelerinin ciddi antimikrobiyal özellikler kazandığı ve tekstil malzemelerinin çevresinde 30 mm'den daha büyük bir inhibisyon zonu oluşturduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca tekstil malzemelerinin antimikrobiyal aktivitelerinin 10 tekrarlı yıkamaya kadar dayanıklı olduğu, açık hava ve oda sıcaklığında 25 günden fazla kalıcı olduğu belirlenmiştir. Ag-TiO2 ve ZnPT karşılaştırıldığında ZnPT'nin daha aktif ve daha dayanıklı olduğu söylenebilir. Allium cepa L. ile yapılan sitogenetik çalışmalar sonucunda, ≤ 0.1g/L konsantrasyonunun toksik bir etkisi görülmemiştir. Bu çalışma sonucunda Ag-TiO2 ve ZnPT komplekslerinin antimikrobiyal tekstillerin geliştirilmesinde kullanılabileceği ortaya çıkarılmıştır.
Tio2/ kitosan içeren beyazlatma jelinin diş yüzey pürüzlülüğü, mikrosertliği ve renk değişimi üzerine etkisinin değerlendirilmesi
Bu çalışmada deneysel ağartma jeli (TiO2 / Kitosan/ %6 Hidrojen peroksit (HP)) ile Opalescence Boost PF (%40 HP) ve Philips Zoom (%25 HP) ağartma maddelerinin diş yüzey pürüzlülüğü, mikrosertliği ve renk değişimi üzerine olan etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Yüzey pürüzlülüğü ve mikrosertlik ölçümleri için sığır keser dişlerden 72 örnek (4x4x3 mm) hazırlanarak rastgele 2 gruba ayrıldı (n=36). Renk analizi için ise 36 adet insan premolar dişi kullanıldı. Beyazlatma uygulaması öncesi profilometre ile yüzey pürüzlülüğü, Vicker's test cihazı ile mikrosertlik ölçümü ve spektrofotometre ile renk ölçümü yapıldı. Daha sonra her bir grup beyazlatma uygulaması için rastgele 3 alt gruba ayrıldı (n=12). Grup 1'e deneysel jel (TiO2/ Kitosan/ %6 HP) uygulanarak, D-Light Duo Led cihazı ile aktive edildi (5 dk x 9). Grup 2'de Opalescence Boost PF (%40 HP) beyazlatma jeli kimyasal olarak uygulandı (15 dk x3). Grup 3'e Philips Zoom (%25 HP) uygulanarak Zoom Advanced Power UV ışığı ile aktive edildi (15 dk x 3). Testler, beyazlatma uygulaması sonrası aynı koşullar altında tekrarlandı. İstatistiksel analizde; normal dağılan değişkenler için ANOVA- Bonferroni ve Pair t testi. Normal dağılmayan değişkenler için ise Kruskal Wallis-Dunn ve Wilcoxon testi kullanıldı. p < 0.05 anlamlı kabul edildi. Tüm gruplarda beyazlatma sonrası yüzey pürüzlülük değerlerinde artış görülürken istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmadı (p > 0.05). Mikrosertlik değerlerinde ise beyazlatma sonrası istatistiksel olarak anlamlı olmayan azalma görüldü (p > 0.05). Tüm gruplarda etkin beyazlatma tespit edildi ve en düşük etkinlik Grup 2'de, en yüksek etkinlik Grup 3'te görüldü (p < 0.05). Sonuç olarak TiO2 ve kitosan içeren düşük konsantrasyondaki (%6 HP) deneysel jelin etkin beyazlatma sağladığı, diş yüzey pürüzlülüğü ve mikrosertliği üzerinde herhangi bir olumsuz etkiye neden olmadığı tespit edilmiştir.