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.