Preparation and characterization of ultra thin films containing silver-copper nanoalloys using layer-by-layer depositon technique for antibacterial applications

Bu yüksek lisans tezinin ana amacı, AgCu nanoalaşımlar içeren ve katman-katman-kaplama (KKK) tekniği ile oluşturulmuş ultra ince filmlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve antibakteriyel uygulamalarını incelemektir. Bu kapsamda araştırmanın ilk bölümü esas olarak Ag nanoparçacık ve bakır oksit içermeyen AgCu nanoalaşım sentezi, depolama süresince bakır oksit oluşumunun engellenmesi ve Katman-Katman Kaplama yöntemi ile polielektrolit filmlerin hazırlanması üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu noktadan hareketle, Ag nanoparçacıkları ve AgCu nanoalaşımlar kompleks yapıcı ajan varlığında, çok güçlü indirgeyici ajanlar olan sodyum borohidrür ve hidrazin hidrat yardımı ile gümüş ve bakır tuzlarının sulu çözeltilerinin indirgenmesi ile sentezlenmiştir. Ayrıca, bu nano boyuttaki ikili alaşımların çözelti fazında kararlığı, üçüncü bir metal olan çinkonun `sacrificial anode' olarak mevcudiyetinde uzatılabilmiştir. Daha sonra da, önceden sentezlenen Ag ve AgCu nano-parçacık/alaşım içeren ultra ince polielektrolit filmler Katman-Katman kaplama tekniği kullanılarak farklı kombinasyonlarda inşa edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında katman-katman-kaplama tekniği kullanılarak hazırlanan ultra ince polielektrolit ve metal nanoparçacık içeren filmlerinin Optik (UV-visible) ve X-ray Fotoelektron Spektroskopi (XPS) teknikleri kullanılarak karakterizasyonu ele alınmıştır. Tek ve bimetalik nanoparçacıklar hakkında optik yanıt ve bilgi alabilmek için, Ag nanoparçacık ve AgCu nanoalaşım dahil edilmiş ultra ince polielektrolit filmleri de optik spektroskopi ile incelenmiştir. Bu noktadan sonra KKK filmleri, elemental ve kimyasal durum analizleri yapılarak atomik düzeyde bilgi elde etmek için `Statik XPS' metodu ile incelenmiştir. Ayrıca, moleküler düzeyde daha fazla bilgi elde etmek amacıyla numuneler `Dinamik XPS' yöntemi ile dışarıdan uygulanan elektriksel gerilim altında incelenmiştir. Gümüş ve bakırın nanoalaşım oluşturmasının sonucu olarak aynı yapısal çevrede bulunması halinde dışarıdan gelen elektriksel uyarana aynı şekilde tepki verdiği Ag3d ve Cu2p tepeciklerinin bağlanma enerjilerindeki kaymalarla kanıtlanmıştır. Son olarak, çalışmanın üçüncü bölümde sentezlenen mono-metalik ve multi-metalik nanoparçaçık çözeltilerinin ve Ag ya da AgCu nanopartiküller içeren organize ultra ince polielektrolit katmanlarının, Escherichia coli bakterisi oluşumuna karşı detaylı antibakteriyel özellikleri analiz edilmiştir. Bu yaklaşımlar AgCu nanoalaşımların çok daha iyi antibakteriyel özellik gösterdiğini ve bakır oksit içermeyen başarılı bir sentez yolunun antibakteriyel özellik üzerindeki etkisini açıkça ortaya koymaktadır.