Design of functional materials via emulsion templating: Energy and biomedical applications

İşlevsel malzemeleri birbiriyle karışmadığı ortamlara karıştırmak malzeme biliminde alışılagelmiş bir zorluktur. Bu durumla başa çıkmak için kararlı emülsiyonlar kalıp olarak kullanarak katı yapılar oluşturulabilir. Tezin ilk kısmında, Pickering emülsiyon kalıplama yoluyla, asfalt yüzeylerde buzlanma-karşıtı özellik için hidrofobik stiren-bütadien-stiren (SBS) polimerini iyonik tuzları içeren hidrofilik agar fazına entegre eden bir bileşim membran tasarladık. Bileşim modifiye bitümde -2 ve -14 °C sıcaklıklardaki farklı sıcaklık kontrollü odalarda normal bitüme nazaran önemli derecede buzlanmada gecikme olduğunu ispatladık. Ayrıca bileşim modifiye bitümün biçimsel ve tuz salım özelliklerini inceledik ve 67 gün boyunca potasyum format salımı gözlemledik. Dahası magnezyum klorür ve sodyum klorür içeren değişik iyonik tuzları da inceledik. Bu sonuçlar umut vericidir ve bu bileşim modifiye bitümüm buzlanma karşıtı ve endüstriyle alakalı uygulamalardaki potansiyelini gösterir. Tezin ikinci kısmında, biyomedikal uygulamalar için su-içinde-su (s/s) emülsiyon kalıplama yöntemiyle, dekstran ve polietilen glikol (PEG)'in faz ayrımına dayanarak nanoküre PEG sentezini araştırdık ve biyomedikal uygulamalar için nano-skala PEG nanoküresi sentezini başardık. Bundan sonra, model ilaç pregabalinin nanokürelerden salım kinetiğini araştırdık. Tezin son kısmında, çaprazbağlı SBS ağı sentezledik ve sürdürülebilir ilaç salımı için SBS-PEG hibrit jelleri tasarladık. Eklem iltihabı ilacının SBS-PEG hibrit jellerden 28 güne kadar uzatılmış olan salımını başardık. Hücre canlılığı testleri PEG nanokürelerin ve SBS-PEG hibrit jellerin toksik olmadığını ve kontrollü ilaç/molekül dağıtımında kullanılabileceğini gösterdi.