Bamya ve kenevir bitkilerinden selüloz nanokristal elde edilmesi

Bu çalışmada, nanoselüloz üretmek üzere selüloz kaynağı olarak tarım artığı olan bamya bitkisi kullanılmıştır. Bamya bitkisi tarladan toplanarak biyolojik çürütmeye maruz bırakılmış ve bamya sak lifleri elde edilmiştir. Kıyaslama yapabilmek için konvansiyonel bir tekstil bitkisi olan kenevir bitkisinden de aynı şekilde çürütme yöntemi ile sak lifleri çıkarılmıştır. Bitkilerin farklı kısımlarının da incelemeye dahil edilmesi amacıyla bamya bitkisinin olgun meyveleri ve çürümeden geriye kalan sap kısımları ile kenevir bitkisinin çürümeden arda kalan sap kısımları da çalışmaya eklenmiştir. İlk olarak, bamya ve kenevir bitkilerinin farklı kısımları ayrı ayrı selüloz izolasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Selüloz izolasyon işlemleri, alkalizasyon, asidik ağartma ve bazik ağartma adımlarından oluşmaktadır. Ağartıcı olarak çevreye zararlı NaClO2 veya NaOCl gibi klor içeren ağartıcılar değil, çevreye daha az yük oluşturan H2O2 kullanılmıştır. Her işlem basamağında elde edilen numuneler Fourier-Transform Kızılötesi (FTIR) spektrumu ve Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) analizine tabi tutulmuş, selülozun saflaştırılma etkinliği ve elde edilen selüloz liflerinin niteliği incelenmiştir. Saflaştırılan selüloz lifleri ayrıca X-Işını Kırınımı (XRD), ısıl Termogravimatrik (TGA) ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) analizlerine tabi tutulmuş. Bu analizler, selüloz izolasyon işlemleri sonucu elde edilen numunelerin selüloz malzemelerine uygun özellik sergilediğini ve %76,26-%85,65 arasında yüksek kristalinite indisine sahip olduğunu göstermiştir. SEM analizi sonucunda bamya sak ve kenevir sak liflerinden elde edilen selülozun daha homojen morfolojik yapıya sahip olduğu belirlenmiştir. Homojen olan bu selüloz lifleri nano boyutta parçalama işlemine alınmıştır. Selülozun nano boyutta parçalanması için sülfürik asit ile asidik hidroliz işlemi uygulanmıştır. Asidik hidroliz işleminden sonra santrifüj, diyaliz ve liyofilizasyon işlemleri ile nanoselüloz derişim artırılmış, kimyasal maddelerden arındırılmış ve kurutulmuştur. Sonrasında Alan salınımlı taramalı elektron mikroskopisi (FE-SEM) analizi ile elde edilen parça boyutları incelenmiştir va nano-ölçekteki boyutları belirlenmiştir.