55
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için saf ve klinoptilolit katkılı hidroksiapatit bileşiklerinin sentezi ve karakterizasyonu
Kemik dokusunun temel inorganik bileşeni olan kalsiyum fosfat temelli hidroksiapatit (HA) bileşiği, yüksek biyouyumluluğu ve biyomimetik yapısı sayesinde Kemik Doku Mühendisliği'nde skafold ve dolgu malzemesi olarak yaygın şekilde kullanılan bir biyoseramiktir. HA büyük bir biyoaktif potansiyele sahip olmasına rağmen, sentetik HA'nın yüksek kristal stabilitesi onun in-vivo olarak biyoemilebilirliğini kısıtlamakta ve bu da dokuların iyileşme sürecini uzatmaktadır. Bu nedenle, hidroksiapatitin kristal özelliklerini ve biyoaktivitesini ayarlamak için farklı iyonik katkılarla ya da minerallerle zenginleştirme yönünde çeşitli araştırmalar gerçekleştirilmektedir. Son zamanlarda HA'ya katkı maddesi olarak çeşitli biyomimetik iyonlar oluşturan doğal minerallerden yararlanılmaktadır. Kemik Doku Mühendisliği'nde sentetik ve doğal zeolitler, anjiogenezi ve osteogenezi tetikleyen silikat bakımından zengin bileşimleri, gözenekli morfolojisi, yüksek yüzey alanı ve iyonik değişim kapasitesi nedeniyle sıklıkla tercih edilmektedir. Klinoptilolit (CLP), biyouyumlu bir aluminasilikat bazlı zeolittir ve sıklıkla biyomedikal uygulamalar için kullanılır. Bu çalışmada, %5, %10 ve %20 oranlarındaki ve CLP katkılı HA'in sol-jel metodu ile sentezi yapılarak farklı sıcaklıklarda (800°C, 950°C ve 1100°C) sinterlenmiştir. Üretilen saf ve CLP katkılı HA numuneleri çeşitli morfolojik, kimyasal, mekanik ve biyolojik analizler ile karakterize edilmiştir. Sol-jel yöntemi, hidroksiapatit sentez yöntemlerinden en başarılı sonuç alınan, işlem tekrarlanabilirliği ve kolaylığı yönünden çok sık tercih edilen yöntemdir. Sol-jel yöntemi reaktiflerin moleküler düzeyde karışması, homojen partiküller elde edilmesi, düşük sıcaklıkta gerçekleştirilebilmesi, basınç gerektirmemesi ve yüksek saflıkta ürün elde edilmesi gibi avantajlara sahiptir. Ayrıca bu proseste partikül boyutu ve partikül şekli gibi özellikleri kontrol etmek mümkündür. SEM ve S-TEM ile yapılan morfolojik karakterizasyonlara bakıldığında, nano boyutlu çubuksu biyomimetik partiküller elde edilmiştir. İnce tabakalar halinde bulunan geniş CLP partikülleri üzerine ince HA partikülleri yapışmış formda yer almaktadır. CLP katkılı HA numuneleri, 950°C ve 1100°C'de camsı yapıda ve birbirine bağlı porozif bir mikro yapıya sahiptir. 800°C'de sinterlenen numunelerde %5, %10 ve %20 CLP katkısı kristalin yapıyı çok fazla etkilemediği ve bütün numunelerde saf HA fazının korunduğu görülmüştür. FT-IR ve XRD analiz sonuçları, katkılı numunelerde CLP konsantrasyonu arttıkça termal kararlılığın azalarak 950°C ve 1100°C'de tri-kalsiyum fosfat bileşiklerinin oluştuğunu göstermektedir. Biyouyumluluk ve sitotoksisite testleri, tüm CLP katkılarının hücre canlılığını olumlu yönde etkilediğini ve en yüksek konsantrasyondaki CLP katkısının en yüksek hücre canlılık oranına neden olduğunu göstermektedir. HA ve CLP katkılı HA'nın ölçülmüş olan BET sonuçları karşılaştırıldığında CLP katkısının, yüzey alanını ve gözenek boyutunu düşürdüğü görülmüştür. Ek olarak tüm örneklerin basınç dayanımı trabeküler kemik ve kortikal kemik basınç dayanımı değer aralığında olmasına rağmen en yüksek CLP oranı ve en yüksek sinterleme sıcaklığında maksimum mekanik dayanıma sahip olduğu tespit edilmiştir.
GGG-50 dökme demirin kutu sementasyon yöntemiyle tic kaplanabilirliğinin araştırılması
Bu tez çalışmasında Küresel Grafitli Dökme Demir çeşitlerinden GGG-50 sınıfı seçilmiştir. Termo Reaktif Difüzyon yöntemi kullanılarak belirli oranlarda Titanyum Karbür (TiC) kaplaması gerçekleştirilmiştir. TiC kaplamalar 900°C, 950°C, 1000°C sıcaklıklarda 2-4 saat sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Farklı sıcaklık ve sürelerde kaplama davranışları optik, mikro sertlik, X-ışını olarak incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda kaplanan malzemelerin optik mikroskop ile incelendiğinde sıcaklık ve süre arttıkça kaplama kalınlığının arttığı gözlenmiştir. Ayrıca kaplama tabakası, geçiş bölgesi ve ana malzeme şeklinde üç farklı yapı gözlenmiştir. Sertlik ölçüm cihazları ile kaplamaların sertlik davranışları incelendiğinde kaplama kalınlığı arttıkça sertlikte artış gözlenmiştir. XRD çalışmalarında ise TiC, Fe ve Fe3S yapıları gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırılarak tartışılmıştır.
Elektrokimyasal yöntem ile ZnO'nun manyetik malzemelerle katkılanması ve optik, elektrik, morfolojik ve yapısal özelliklerinin nanokarakterizasyonu.
ZnO (Çinko Oksit) yarıiletken oksit bileşiği çok çeşitli uygulamaları nedeniyle son yıllarda birçok elektronik ve optoelektronik uygulamaların temelini oluşturmuştur. Güneş pillerinde şeffaf bir elektrot olarak (Fortunato vd., 2005), kimyasal ve gaz sensörlerinde (Rao, 2000), spintronik cihazlarda (Liu vd., 2005) ve ışık yayan diyotlarda (Matsubara vd., 2003), telekom iletişiminde, uydu yayıncılığında, ayrık ve çok katmanlı kapasitörlerde, belleklerde (Dang vd., 2003; Ram, 2010), UV ışığı veya güneş ışığı emisyonu yoluyla organik kirleticileri suya dönüştürmek için başarıyla kullanıldı (Amine Khodjaa vd., 2001). Ancak ışıkla indüklenen delik-elektron çiftleri, kuantum verimliliği veya ZnO hızlı rekombinasyonu nedeniyle oldukça düşüktür (Dindar ve İçli, 2001). ZnO'nun çok yönlülüğünü artırmak için genellikle yapısal modifikasyonlar kullanılmıştır, iyon katkılanması iyi bilinen ve en etkili yaklaşımdır (Panatarani vd., 2004; Wang vd., 2006; Sajid Ali, 2012). Bu nedenle, bu tez çalışmasında ZnO nano yapılı malzemelerin elektrik, optik özellikleri ile yapı ve yüzey morfolojisi arasındaki bağlantı ve demir (Fe+3) iyonları katkılı ZnO (ZnO:Fe) filmlerinin elektrik, optik ve yapısal özelliklerinin Fe+3 iyon konsantrasyonuna bağımlılığı araştırılarak incelenmiştir. Sentezlenen numunelerin elektrik, optik, yapısal ve morfolojik özellikleri sırasıyla Dört Noktalı Prob, Ultraviyole-Görünür Spektroskopi (Uv-vis), Fotolüminesans Spektrometresi (PL), X-ışınları Kırınım Difraktometresi (XRD), X-ışını Fotoelektron Spektrometresi (XPS), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-ışını Spektrometresi (EDX) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile elde edilmiştir. Yapılan karakterizasyonlar sonucunda, nanoyapılı ZnO:Fe yarıiletken ince filmlerin tane boyutları ve yasak enerji aralıkları Fe+3 iyonlarının konsantrasyonları arttıkça azalırken, elektriksel iletkenlikleri artmıştır. Bu tez çalışmasında nanoyapılı ZnO ve Fe+3 iyonu katkılı ZnO:Fe yarıiletken malzemesi Elektrokimyasal Biriktirme (ED) Tekniği ile Versa STAT 3 potansiostat kullanılarak üretilmiştir. ZnO ince film üretimi, Fe+3 iyonunun katkı molaritesi değiştirilerek ITO kaplı cam alt taban üzerine gerçekleştirilmiştir.
Kimyasal banyo biriktirme yöntemi ile üretilen nanoyapılı CdS ince filminin eksiton bağlanma enerjisinin belirlenmesi
Nanomalzemeler 0 boyutlu, 1 boyutlu, 2 boyutlu ve 3 boyutlu olmak üzere dört farklı grupta sınıflandırılabilir. Güneş pillerinde pencere malzemesi olarak kullanılan ince filmler 2 boyutlu nanomalzemeler sınıfına girmektedir. Bu çalışmada Güneş pillerinde pencere malzemesi olarak da kullanılan II-VI yarıiletken bileşiği olan CdS üretilmiştir. CdS ince filmleri kimyasal banyo biriktirme (CBD) yöntemi ile cam alttaş üzerine biriktirilmiştir. CBD yönteminde banyo sıcaklığı 80℃'de sabit tutulmuştur ve biriktirme işlemi toplam 80 dakika sürmüştür. Elde edilen CdS ince filmlerinin yapısal, optik ve morfolojik özellikleri sırasıyla XRD (X-ışını kırınımı), UV-vis (Ultraviyole-görünür) spektroskopisi, SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ile incelenmiştir. Elementel analiz ise EDS (Enerji Dağılımlı Spektroskopi) kullanılarak yapılmıştır. XRD verilerine bakıldığında CBD yöntemi ile üretilen CdS ince filminin kübik yapıda olduğu görülmektedir. UV-vis sonuçlarına göre ince filmin yasak enerji bant aralığı ise Tauc methodu uygulanarak 2.46 eV olarak bulunmuştur. Elliott-Toyozawa teorisi kullanılarak yasak enerji bant aralığı 2.46 ve eksiton bağlanma enerjisi 4.1 meV olarak bulunmuştur. Bu tez çalışmasında CdS ince filmlerini CBD yöntemi ile üretilmiş ve elde edilen ince filmlerin nanokarakterizasyon ile optik, yapısal ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. CBD yönteminin ucuz ve kolay uygulanabilir olması üretim maliyetlerini düşürmüştür.
Ultrasonik kontrast ajanı mikrobalonların deterministik yanal yerdeğiştirme yöntemi kullanılarak boyuta göre saflaştırma özelliklerinin incelenmesi
Mikrobalonlar, gazla doldurulmuş kabuklu kapsüller olarak tıbbi ultrasonik görüntüleme ve ilaç taşıyıcı sistemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultrasonik kontrast ajanları (UKA) olarak kullanılan mikrobalonlar, dokuya kıyasla farklı akustik özellikleri sayesinde gerçek zamanlı tanı ve yüksek kontrastlı görüntü elde edilmesine olanak tanımaktadır. Ancak, mevcut üretim yöntemleri genellikle geniş çap dağılımına sahip mikrobalonlar üretmekte, bu da etkinliklerini ve kullanım alanlarını sınırlamaktadır. Ayrıca, UKA'ların boyutlarına göre saflaştırılması için mevcut yöntemlerin yetersizliği, mikrobalonların homojen ve kararlı bir şekilde üretilmesini zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada, mikrobalonların boyutlarına göre saflaştırılması için yenilikçi bir mikroakışkan yöntem olan Deterministik Yanal Yerdeğiştirme (DYY) sisteminin uygulanabilirliği incelenmiştir. DYY, herhangi bir harici enerji kaynağı gerektirmeyen, parçacıkların boyutlarına göre ayrıştırılmasını sağlayan pasif bir yöntemdir. Bu çalışmada, DYY sistemi mikrobalonların hassas ve deforme olabilen yapıları göz önünde bulundurularak tasarlanmış ve sonlu elemanlar yöntemine dayalı simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, kritik çaptan büyük mikrobalonların yer değiştirme modunda, daha küçük mikrobalonların ise zigzag modunda ilerlediğini göstermiştir. Çalışma, DYY sisteminin mikrobalon boyutlarının ayrıştırılmasında etkili bir yöntem olduğunu teorik olarak ilk kez ortaya koymaktadır. Bu yöntem, mikrobalonların saflaştırılmasında hem verimliliği artırabilecek hem de literatüre önemli katkılar sunabilecek bir yenilik olarak değerlendirilmektedir. Teorik bulguların deneysel çalışmalarla desteklenmesi, yöntemin uygulama alanlarının genişlemesine olanak tanıyabilir.
Bazı pestisitlerin kuantum kimyasal hesaplamaları ve insan dna'sı üzerindeki etkisinin moleküler yerleştirme yöntemi ile incelenmesi
Bu çalışmada, seçilen pestisitlerin insan DNA'sı üzerindeki potansiyel etkilerini değerlendirmek amacıyla yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) ve moleküler kenetleme (docking) analizleri kullanılmıştır. DFT hesaplamaları ile pestisit moleküllerinin yapısal ve elektronik özellikleri detaylı olarak incelenmiş, moleküler optimizasyon işlemi gerçekleştirilerek en kararlı konformasyonlar belirlenmiştir. Titreşim spektroskopisine yönelik olarak, teorik titreşim bantları atamaları yapılmış ve deneysel verilerle karşılaştırılabilecek spektral bilgiler elde edilmiştir. Elektronik özelliklerin incelenmesi kapsamında, HOMO-LUMO enerji değerleri hesaplanarak moleküllerin kimyasal reaktivitesi ve kararlılığı analiz edilmiştir. Ayrıca, geçiş olasılıkları ve osilatör şiddetleri belirlenerek pestisitlerin elektronik geçişleri araştırılmıştır. Mulliken yük analizi ile atom bazında yük dağılımı değerlendirilmiş ve moleküler elektrostatik potansiyel (MEP) haritaları oluşturularak reaktif bölgeler görselleştirilmiştir. Moleküler kenetleme çalışmaları ile pestisitlerin insan DNA'sı üzerindeki bağlanma bölgeleri ve bağlanma afiniteleri belirlenmiş, böylece DNA ile olası etkileşim mekanizmaları ortaya konmuştur. Ayrıca, ilaç benzeri özelliklerin değerlendirilmesi için ADME (Absorpsiyon, Dağılım, Metabolizma ve Eliminasyon) analizleri gerçekleştirilerek pestisitlerin biyoyararlanımı ve toksikolojik profili incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, pestisitlerin genetik materyal ile etkileşim potansiyelini ve olası toksik etkilerini anlamaya yönelik bilimsel veriler sunmaktadır.
Yeşil sentez ile elde edilen çinko oksit katkılı yumurta kabuğu nanokompozitlerinin (ZNO@YK) karakterizasyonu ve potansiyel biyomalzeme özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında Althaea officinalis çiçek özütü kullanılarak çevre dostu bir yöntemle çinko oksit-yumurta kabuğu (ZnO@YK) nanokompozitleri sentezlenmiş ve biyomalzeme potansiyelleri araştırılmıştır. Çiçek özütlerinin kuersetin içeriği yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) ile belirlenmiş, en yüksek içeriğe sahip pembe çiçek özütü ile farklı molaritelerde çinko nitrat çözeltileri belirli hacimlerce karıştırılarak yumurta kabuğunda ZnO nanopartikülleri (NP) içeren nanokompozitler sentezlenmiştir. Nanokompozitlerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonu; ultraviyole-görünür bölge spektroskopisi (UV-Vis), zayıflatılmış toplam yansıma-Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (ATR-FTIR), X-ışını difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu-enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM-EDX) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ile yapılmıştır. Hemoliz testleri, ZnO@YK nanokompozitlerinin %5'in altında hemolitik aktivite gösterdiğini ve hemokompatibiliteye sahip olduğunu ortaya koymuştur. Antimikrobiyal etkinlik, Escherichia coli ATCC 35218, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 ve Candida albicans ATCC 10239 karşı değerlendirilmiş; minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) ve agar difüzyon testlerinde özellikle ZnO@YK4 numunesi güçlü etki göstermiştir. Escherichia coli ATCC 35218 ve Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 karşı yapılan biyofilm inhibisyon testleri ZnO@YK2 ve ZnO@YK4'ün biyofilm oluşumunu önemli ölçüde engellediğini ortaya koymuştur. L929 fibroblast hücreleri üzerinde yapılan MTT sitotoksisite testleri, nanokompozitlerin biyouyumlu olduğunu ve hücre proliferasyonunu desteklediğini göstermiştir. Bu çalışma, ZnO@YK nanokompozitlerinin biyomedikal uygulamalar için umut vadeden, biyouyumlu ve antimikrobiyal materyaller olarak değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Büyükbaş hayvancılıkta kullanılan ilaçların kalıntılarının biyokömür ve biyokömür/nanopartikül hibrit malzemeler ile sulu çözeltilerden uzaklaştırılması
Bu çalışmada, yenilenebilir bir biyokütle kaynağı olan Helichrysum arenarium (Altınotu) bitkisinden biyokömür üretilmiş ve bu biyokömüre manyetik özellik kazandırmak amacıyla Fe₃O₄ nanopartiküller ile hibritlenmiştir. Üretilen biyokömür ve biyokömür/nanopartikül hibritleri, büyükbaş hayvancılıkta yaygın olarak kullanılan Fluniksin meglumin ilacının sulu çözeltilerden gideriminde adsorban olarak değerlendirilmiştir. Biyokömür, yüksek yüzey alanı, gözenekli yapısı ve yüzeyindeki fonksiyonel gruplar sayesinde kirleticileri etkin biçimde adsorbe etme kapasitesine sahiptir. Hibrit malzeme ise manyetik geri kazanım imkânı sunarak çevresel ve ekonomik açıdan önemli avantajlar sağlamaktadır. Adsorpsiyon deneyleri, kinetik, izoterm ve termodinamik modeller kullanılarak analiz edilmiş; elde edilen veriler ticari aktif kömür ile karşılaştırılmıştır. Adsorpsiyon kapasitesi ve bağlanma enerjileri teorik hesaplamalarla desteklenmiş, böylece moleküler düzeydeki etkileşim mekanizmaları ortaya konmuştur. FT-IR, SEM-EDX, TEM, BET ve XRD analizleri ile malzemelerin yapısal, morfolojik ve yüzey özellikleri detaylı biçimde karakterize edilmiştir. UV-Vis spektrofotometri ile Fluniksin meglumin derişimleri hassas şekilde tayin edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, Altınotu biyokömür ve manyetik hibritlerinin farmasötik atıkların sudan uzaklaştırılmasında yüksek verimlilik ve yeniden kullanılabilirlik potansiyeli sunduğunu göstermektedir. Bu bulgular, düşük maliyetli, çevre dostu ve geri kazanılabilir adsorbanların geliştirilmesine yönelik önemli bir katkı sağlamaktadır.
İnterferometrik fononik kristal sıvı sensörleri
Tez çalışmasında suda periyodik katı saçıcılardan oluşan iki boyutlu fononik kristallerin kullanıldığı Mach-Zehnder interferometresine dayalı sıvı yoğunluk algılayıcıları sayısal hesaplama yöntemleriyle tasarlanıp etil alkol (etanol) içindeki metil alkol (metanol) oranını belirleme özellikleri incelenmiştir. Sonlu Elemanlar Yöntemi simülasyonları ile fononik kristal band yapısı, çizgisel kusur band yapıları, Mach-Zehnder interferometresinin akustik özellikleri ve interferometrenin frekans tepkisinin etanol içerisindeki hacimce metanol oranına bağlı değişimi incelenmiştir. Suda örgü sabiti 4.2 mm olan kare örgü düzeninde yerleştirilen 2.0 mm yarıçaplı çelik çubuklardan oluşan fononik kristalde 119.673-263.901 kHz arasında geniş band aralığı gözlenmiştir. Bir sıra çelik çubuğun çıkarılması ile elde edilen boş çizgisel kusur dalga kılavuzunda 187.460-238.964 kHz arasında iletim sağlayan çizgisel kusur bandı görülmüştür. Bu bandın temel dispersiyon özellikleri kılavuz merkezine içi etanol ile dolu iç ve dış yarıçapları sırasıyla 1.0 mm ve 1.4 mm olan düşük yoğunluklu polietilen hortum konulduğunda önemli değişim sergilememektedir ve iletim bandı çalışma frekansı olan 200 kHz'i kapsamaktadır. Çizgisel kılavuzların 45°, 90° ve 135° bükümlerinde az kayıpla iletim gözlenmiştir. Ek olarak, kılavuzların T ve Y dallanmalarının %50-50 demet bölücü olarak davrandığı belirlenmiştir. 90° büküm ve T dallanması temel alınarak oluşturulan interferometrenin çıkışında 200 kHz civarında 3 adet yüksek kalite faktörlü iletim piki ortaya çıkmaktadır. Etanol içinde metanol oranının %0-20 aralığında artırılması ile bu piklerin tepe frekansının 180 Hz, 160 Hz, 140 Hz oranında doğrusal olarak daha düşük değerlere (kırmızıya) kaydığı gözlenmiştir. Ayrıca, sıfırdan farklı metanol oranları için 202 kHz civarında dördüncü bir pik belirmiştir. Kalite faktörü yüz bin mertebesinde olan bu pikin şiddetinin metanol oranı ile arttığı ve pik frekansının 180 Hz oranında kırmızıya kaydığı gözlenmiştir. Bu sonuçlar önerilen Mach-Zehnder interferometresinin etanol içindeki metanol oranını yüksek hassasiyetle algılayabileceğini göstermiştir. Bu sensör ayrıca doğrusal tepki vermektedir, etiketsiz yapıdadır ve ısınma veya geri kazanım süresi gerektirmemektedir. Sensör başka ikili sıvı karışımları için de kalibre edilip kullanılabilir.
Yeşil sentez yöntemiyle bitki özütü kullanarak sentezlenen altın (Au) nanopartiküllerinin antibakteriyel aktivitesinin belirlenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, kurutulmuş kiraz sapı (Cerasus avium L.) özütü dışında başka hiçbir indirgeyici ve/veya kararlaştırıcı ajan kullanmadan yeşil sentez yöntemi ile altın nanopartiküllerinin (AuNP) sentez çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Belirlenen en uygun sentez şartlarında elde edilen AuNP'lerin karakterizasyon çalışmalarında UV-Vis spektrometresi, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), X-Işını Kırınım Difraktometresi (XRD) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrofotometresi (FTIR) yöntemleri kullanılmıştır. AuNP'lerin en uygun sentez şartlarının belirlenmesinde ise özüt derişimi, eklenen metal çözeltisi derişimi ve sentez süresi parametrelerinin optimizasyonları gerçekleştirilmiş ve bu kapsamda optimum özüt derişimi %1,5, optimum Au çözeltisi derişimi 10-2 M ve sentez süresi ise 60 dakika olarak belirlenmiştir. Bu tez çalışmasının uygulama basamağında ise sentezlenen AuNP'lerin gram pozitif Enterococcus faecalis ATTC29212, Listeria monocytogenes ASKK472, Bacillus cereus ATTC 11778, Staphylococcus aureus ATTC 43300 ve gram negatif Salmonella Typhimurium ATTC 14028, Enterobacter aerogenes ATTC 13048, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli 0157:H7, Salmonella Enterocolitica, Escherichia coli 0157:H7 ATTC 43895, Escherichia coli ATTC 35150 bakterilerine karşı etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, elde edilen AuNP'lerin katalitik etkinlikleri ise metil oranj (MO) ve metilen mavisi (MM) boyalarının renk giderim çalışmaları yürütülerek belirlenmiştir.
Kiraz sapı özütü kullanarak yeşil sentez yöntemiyle elde edilen gümüş (Ag) nanopartiküllerinin antibakteriyel özelliklerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, gümüş nanopartiküllerinin (AgNP) sentezi, yeşil sentez yöntemi kullanılarak kurutulmuş kiraz sapı özütü ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda nanopartiküllerin sentezinde önemli rol oynayan özüt ve eklenen metal derişimi ve sentez süresi parametrelerinin optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda optimum özüt derişimi %1,0, Ag çözeltisi derişimi 10-2 M, sentez süresi ise 48 saat olarak belirlenmiştir. Ayrıca belirlenen bu şartlarda elde edilen AgNP'lerin karakterizasyon çalışmaları UV-Vis Spektrofotometresi, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), X-Işını Kırınım Difraktometresi (XRD), ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrofotometresi (FTIR) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Son olarak sentezlenen AgNP'lerin gram pozitif Enterococcus faecalis ATTC29212, Listeria monocytogenes ASKK472, Bacillus cereus ATTC 11778, Staphylococcus aureus ATTC 43300 ve gram negatif Salmonella Typhimurium ATTC 14028, Enterobacter aerogenes ATTC 13048, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli 0157:H7, Salmonella Enterocolitica, Escherichia coli 0157:H7 ATTC 43895, Escherichia coli ATTC 35150 bakterilerine karşı etkisi araştırılmıştır.
Nanoparçacıklar için fotonik kristal optik cımbızların sayısal yöntemlerle tasarlanması
Bu tez çalışması hücreler ve daha küçük boyutlu biyomateryallerin odaklanmış bir lazer demeti ile optik ışıma kuvvetlerinden yararlanılarak bir bölgede hapsedilmesine yarayan optik cımbızlarla ilgilidir. Cımbızlama için genellikle karmaşık optik düzenekler ve hizalama sistemleri gereklidir. Son yıllarda daha pratik bir yaklaşım olan fotonik kristallerden de yararlanılmaktadır. Tez, fotonik kristal noktasal ve çizgisel kusur durumlarının nanoparçacıkların tuzaklanmasında veya boyutlarına göre ayrıştırılmasında kullanılabileceğini göstermek için 2 boyutlu dielektrik fotonik kristallerin sayısal olarak modellenmesini, noktasal ve çizgisel kusur frekanslarının optimize edilmesini ve nanoparçacıkların hareketlerinin bu kusur durumlarının elektromanyetik alan dağılımlarının etkisi altında izlenmesini kapsamaktadır. Fotonik kristaller için bant yapıları sırasıyla Düzlem Dalga Açılımı ve Sonlu Elemanlar yöntemleri ile elde edilmiştir. Elde edilen bulgular, kolay üretilebilir, karmaşık optik bileşenler ve hizalama düzenekleri gerektirmeyen, küçük hacimli, ölçeklenebilir ve çok yönlü optik cımbızların pratikte gerçekleştirilebileceğini göstermektedir.
Biyopolimer-kil nanokompozit adsorbenti ile Cu(II) giderimi ve geri kazanımı
Atık sular organik ve inorganik bileşikler, ağır metaller, patojenik mikroorganizmalar gibi birçok kirletici içerebilmektedir. Bu kirletici maddelerden olan ağır metaller insanlar, hayvanlar ve bitkiler için tehlikelidir. Atık suların arıtılması, ağır metallerin atık sulardan uzaklaştırılması ve suyun geri kazanılması için uygun maliyetli çözümler gerekmektedir. Kontrol edilebilen özelliklere sahip, biyolojik olarak parçalanabilen, çevre dostu adsorbent malzemelerin geliştirilmesi önemli bir araştırma konusudur. Bentonit sahip olduğu yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle istenmeyen maddeleri sulu çözeltilerden uzaklaştırmak için tercih edilen bir malzemedir. Kitosan ise biyouyumluluğu ve biyobozunurluğu nedeniyle biyolojik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kitosan ile modifiye edilen bentonitler, ağır metal kontaminasyonunu önlemek ve su kalitesini iyileştirmek için önemli bir adsorbent adayıdır. Bu tez çalışmasında kitosan ve bentonit kullanılarak nanokompozit adsorbent sentezlenmiştir ve bu sentezlenen adsorbent ile Cu(II) ağır metalinin uzaklaştırılması gerçekleştirilmiştir. Bunun için pH değerleri 1 ile 6 arasında, temas süresi 5 dakika ile 1440 dakika arası zamanlarda, adsorbent miktarı 0.5 ile 3 g/L ve sıcaklık 25 ile 35 °C arasında olacak şekilde, bu parametrelerin etkileri optimize edilmiştir. pH=3, temas süresi 1440 dakika, adsorbent miktarı 1 g/L ve 25 °C optimum koşulları altında adsorpsiyonun en verimli hale geldiği ve Cu(II)'nin sulu çözeltiden %99.74 oranında giderimi elde edilmiştir. Ayrıca bu adsorpsiyon verileri Langmuir, Freundlich ve Temkin İzotermleri ile modellenmiştir. Langmuir Adsorpsiyon İzoterminin Cu(II) için en uygun adsorpsiyon izoterm modeli olduğu belirlenmiştir. Kitosan-Bentonit Nanokompozit (KBNK) adsorbentin maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qm), Cu(II) için 214.28 mg/g bulunmuştur. Ayrıca sözde ikinci dereceden reaksiyon kinetik modeli Cu(II) adsorpsiyonu için en uygun kinetik modeldir. Daha sonra adsorbent molekülünün geri eldesi için desorpsiyon deneyleri uygulanıp, 2 mol/L HNO3 kullanılarak KBNK yüzeyinden desorpsiyon verimi %99.36 olmuştur. Bu sonuçlar, KBNK'nin hem %99.74 uzaklaştırma verimliliği hem de 214.28 mg/g adsorpsiyon kapasitesine dayalı olarak Cu(II) giderimi için oldukça etkili, ekonomik ve önemli bir alternatif adsorbent olarak kabul edilebileceğini ortaya koymuştur.
Lantanoid iyonlarıyla katkılanmış silikat bazlı yeni ışıldarların hazırlanması ve karakterizasyonu
Işıldar maddeler çeşitli iyonları içeren inorganik tuzları kapsayan kristalin maddelerdir. Etkili bir ışıma sağlayabilmek için konut kristalin kimyasal bileşimi, aktivatörün katkı oranı ve cinsi, ortam sıcaklığı, kullanılan sıcaklık ve kristalleşme süreci önemlidir. Son yıllarda birçok ışıldar madde geliştirilmiştir. Fakat sadece bazıları görünür doğal ışıkla uyarılabilmektedir. İnorganik ışıldar maddeler genel olarak, fosfat, oksisülfür, sülfür, borat, titanat, aluminat, selenür, silikat gibi iyonları içeren kristallerdir. Bu tez çalışmasında lantanoid iyonlarıyla katkılanmış silikat bazlı yeni ışıldarların hazırlanması ve karakterizasyonu incelenmiştir. Maddelerin sentezinde katı hal sentez yöntemi kullanılmıştır. Araştırmada BaCO3 + 6SiO2 → Ba4(Si3O8)2 + 4CO2 reaksiyon denklemi sonucu Ba4(Si3O8)2 ışıldar konut olarak kullanılmıştır. Ba4(Si3O8)2: Eu3+, Ba4(Si3O8)2: Dy3+, Ba4(Si3O8)2: Ce3+, Ba4(Si3O8)2: Nd3+, Ba4(Si3O8)2: Tb3+ iyonları katı hal sentez yöntemi kullanılarak uygun stokiyometrik oranlarla tartılıp yatay tüp fırında 1100 º C de katkılanmış ve yeni ışıldarlar hazırlanmıştır. XRD cihazı kullanılarak lantanoid iyonlarıyla katkılanmış silikat bazlı maddelerin faz analizleri ve yapı tanımlama çalışmaları için X-ışını toz difraksiyon desenleri incelenmiş olup teorik ve deneysel veriler karşılaştırılmıştır. X-ışını toz difraksiyonu sonuçları incelendiğinde kristal yapısının monoklinik olduğu hesaplanmıştır. Fotolüminesans cihazı kullanılarak ışıldar maddelerin uyarma ve ışıma spektrumları alınmış ve ışıma parametreleri hesaplanmıştır. Ba4(Si3O8)2: Eu3+, Ba4(Si3O8)2: Dy3+, Ba4(Si3O8)2: Ce3+, Ba4(Si3O8)2: Nd3+, Ba4(Si3O8)2: Tb3+ iyonlarının uyarma spektrumları incelendiğinde gözlemlenen piklerin dalga boylarına karşılık gelen elektron geçişleri hesaplanmıştır.
Yapay sinir ağları algoritmaları ile PVP nanoliflerin çaplarının tahmini
Bu araştırmada, Polivinilpirolidon (PVP) polimer, su ve alkol çözeltisi ile elektroeğirme yöntemi kullanılarak nanolifler üretilmiş, üretilen nanoliflerin akış hızı, iğne ucu ve toplayıcı plaka arası mesafe ile uygulanan voltaj değeri kullanılarak veri seti oluşturulmuştur. Nanoliflerin analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile çapı Fibraquant programı ile saptanmıştır. Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen geleneksel test ve test yöntemleri zaman almakta ve maliyetli olmaktadır. Geleceğe yönelik tahmin ve analizler, geçmişte yapılan gözlem sonucunda elde edilen değerler ile oluşturulan modeller aracılığıyla gerçekleştirmektedir. Yapay Sinir Ağları (YSA) ve Derin Öğrenme Algoritmaları günümüzde tahmin alanında oldukça kullanılan bir yöntem haline gelmiştir. Bu çalışmada, Yapay Sinir Ağları algoritmaları nanoliflerin çaplarının tahmin edilmesi için kullanılmıştır. Yapay Sinir Ağları ve Derin Öğrenme algoritmalarıyla nanoliflerin çapını etkileyen 4 adet bağımsız değişken girdi değişkeni olarak, nanolif çap değerleri çıktı değişkeni olarak belirlenerek modeller oluşturulmuş, bu modellerden ortaya çıkan sonuçlar literatürle karşılaştırılmıştır. Çalışma, nanoliflerin çaplarının ölçümü uygulamalarında Yapay Sinir Ağlarının ve Derin Öğrenme algoritmalarının uygulanabileceğini göstermiştir. Veri miktarının küçük olması nedeniyle Yapay Sinir Ağı modelinin Derin Öğrenme modeline göre daha başarılı olduğu belirlenmiştir.
Bazı bitkisel çayların kimyasal ve nanopartikül radyoaktif kontaminasyon düzeylerinin belirlenmesi
Bu çalışmanın amacı, dünyada yaygın olarak kullanılan ekinezya (Echinacea purpurea), adaçayı (Salvia officinalis), ıhlamur (Flos tiliae), kekik (Origanum majorana) ve rezene (Foeniculum vulgare) bitki çaylarının kimyasal ve radyoaktif kirlenme düzeylerinin incelenmesidir. Belirtilen bitki çayları; mineral maddeler, sabit yağ, ağır metaller, pestisitler ve radyoaktivite incelenmiştir. Konya'dan temin edilen bitki çayları; GC-MS, ICP ve gama spektrometresi ile incelenmiştir. Bu doğrultuda; ICP analiz yöntemi ile Ge, As, Se, Mo, Cd, Sn, Pb, Na, Mg, Al, P, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu ve Zn olmak üzere toplam 20 mineral ve ağır metal tespit edilmiştir. Pestisitler açısından incelendiğinde adaçayında kitozen, ekinezya ve ıhlamurda dieldrin, kekikte dieldrin ve 2,4 DDE ve rezenede metoksiklor saptanmıştır. Rezene için sırasıyla Ra226, Th-232, K-40değerleri29,219±0,708 (Bq/kg-1), 28,721±0,641 (Bq/kg-1), 104,675±1,774 (Bq/kg-1); ekinezya için sırasıyla; 34,418±0,415 (Bq/kg-1), 26,199±0,595 (Bq/kg-1), 90,123±1,015 (Bq/kg-1). Adaçayı için değerler; 15.481±0,509 (Bq/kg-1), 16,435±0,520 (Bq/kg-1), 285,159±2,101 (Bq/kg-1) bulunmuştur. Kekik için; 21,254±0,235 (Bq/kg-1), 20,943±0,341 (Bq/kg-1), 100,785±1,584 (Bq/kg-1) ve ıhlamur için; 10,917±0,134 (Bq/kg-1), 24,697±0,297 (Bq/kg-1), ve 252,270±1,995 (Bq/kg-1) olarak tespit edilmiştir. Bu çalışmada yaygın olarak tüketilen tıbbi ve aromatik bitki çaylarında belirli seviyelerde pestisitler, ağır metaller ve radyoaktif maddeler belirlenmiştir. Tıbbi ve aromatik bitki çaylarının radyoaktivite içerikleri ile ilgili az sayıda çalışma vardır ve daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Gıda teknolojisi ve nanoteknoloji sayesinde bu bulaşmaların en aza indirileceği ve tedavi amaçlı kullanılan bitki çaylarının toplum beslenmesi ve sağlığı açısından tüketiminin artacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Ekinezya, Adaçayı, Ihlamur, Kekik, Rezene, Bitki çayları, Ağır metaller, Pestisit, Radyoaktivite, Bulaşma, Nanoteknoloji
Termal sulardan zenginleştirilerek nano silisin elde edilmesi
Bu çalışmada Afyonkarahisar bölgesine ait jeotermal sulardan elektrokoagülasyon yöntemini kullanarak nano silis elde etmek üzere çalışmıştır. Yapılan bu çalışmada AFJET Y260 termal su kuyusuna bağlı dönüş suyundan alınan su numuneleri kullanılmış olup mevcut suyun kimyasal özelliklerini, pH ve sıcaklık değerlerinde değişiklik yapmadan deneyler yapılmıştır. Deney setinde anot ve katoda sırasıyla demir elektrot çubuklar ve demir elektrot plaka bağlanmıştır. Bu esnada tüm deneyler boyunca değişik akım yoğunlukları ve sistemi beslemek için değişik pompa hızları kullanılmıştır. İlk etap demir elektrot çubuklar ve plaka bulunan deney setinin davranışlarını karakterize etmek NaCl ilave edilen saf suyla deneyler yapılmıştır. Sonraki aşamada elektrokoagülasyon düzeneği 30 dk boyunca dışarıdan sürekli termal suyla beslenmiş yani açık çevrim deneyleri yapılmıştır. Diğer bir aşamada ise 30 dk süren deneyler iki aşamaya bölünmüş ilk 15 dk açık çevrim sonraki 15 dk'da elektrokoagülasyon yapılan su tekrar deney setine basılarak tohumlama (CEED) yapılmıştır. Bütün bu çalışmalarda amaç nano silis elde etmek için yapılacak nihasi son deneylerde kullanılmak için doğru akım değeri ve doğru pompa hızı seçmekti. Elektrokoagülasyon işlemlerinden sonra elde edilen termal sular filtreleme işlemlerine tabi tutulmuştur. Elde edilen katıların miktarları tartılmış sonrasında lamel üzerine filtrelenen katılar dökülüp, saf suyla açılıp, lamel üzerine homojen dağılım yapılarak optik mikroskopta incelenmiştir. Nihai en son nano silis elde etme deneylerinde seçilen üç elektrik akım ve pompa hızlarında kapalı çevrim termal su deneyleri ve silan ilaveli kapalı çevrim termal su deneyleri yapılmıştır. Bu deneylerde tohumla yapılan kapalı çevrim deneylerle laboratuvar ortamında elde silan kapalı devre çalıştırılarak elektrokoagülasyon yapılmıştır. Son olarak yine filtreleme, tutulan katı malzemelerim tartımı ve tane dağılımlarını incelemek için SEM ve EDX analizleri yapılmıştır. Kapalı çevrim termal su deneylerinin sonuçlarıyla silan içeren kapalı çevrim deney sonuçlarına SEM'de tane dağılımlarına, elde edilen ürünün tane boyutuna ve EDX'te tutulan katı malzeme türleri ve oranlarına bakılmıştır.
Diyatomit-kitosan kompozitlerinin geliştirilmesi ve ilaç salım sistemi olarak değerlendirilmesi
Kontrollü ilaç salım sistemleri, etken madde derişimini uzun süreli terapötik aralıkta tutan sistemlerdir. Böylece, dozlama sıklığını azaltmak, ilacın etkinliğini artırmak, olası yan etkileri mümkünse ortadan kaldırmak veya en aza indirmek hedeflenmektedir. Mikro ve nano ölçekli ilaç salım sistemleri, etken maddenin kısa plazma yarı ömrü, zayıf stabilite, yan etkiler gibi dezavantajlarını en aza indirerek ilaç endüstrisini büyük ölçüde etkilemiştir. Son yıllarda gözenekli silika bazlı mikro ve nano yapılar farmasötik uygulamalarda ilgi çekmiştir. Diatomit olarak bilinen diatomlu toprak, göllerin dibinde veya deniz ortamlarında bulunan sudaki tek hücreli mikro alglerin silisli iskeletleri tarafından yüzyıllar boyunca oluşturulan tortul kökenli fosil bir malzemedir. Bu çalışmada endüstriyel bir hammadde olan diatomitin zenginleştirilmesi ve bir ilaç salım sistemi olarak değerlendirilmesi araştırıldı. Çalışmanın ilk aşamasında Seydiler/Afyonkarahisar bölgesinden temin edilen diatomit uygun zenginleştirme teknikleriyle saflaştırıldı. Bunun için tane boyutu küçültülen diatomit kalsine edildi. Ardından diatomit-kitosan kompozitlerine bir antihistaminik etken maddesi olan difenhidramin hidroklorür'ün (DPH) yüklenme (absorpsiyon) performansları araştırıldı. DPH yüklenme çalışmaları tamamlandıktan sonra kompozitlerden DPH salım profilleri (desorpsiyon) ve salım kinetikleri araştırıldı. İn vitro salım profilleri 37°C ortam sıcaklığında ve süreye karşı simüle mide ortamında (pH: 1.2) incelendi. Bunun için USB aparatus 1 yöntemi (basket yöntemi) kullanıldı. Ayrıca hazırlanan ürünler XRD, XRF, FTIR, BET-BJH, SEM-EDX, tane boyut dağılımı, zeta potansiyeli testleri ile karakterize edildi. Elde edilen sonuçlara göre, diatomitin amorf silikadan oluştuğu tespit edildi. Zenginleştirme işleminin ardından yüzey alanı doğal diatomit için 21.69 m2/g ve kalsine diatomit için 75.11 m2/g olduğu tespit edildi. Toplam gözenek hacimleri doğal ve kalsine diatomit için sırasıyla 0.24 cm3/g ve 0.76 cm3/g olduğu belirlendi. Ortalama gözenek çaplarında ise kalsinasyon işlemi sonucunda %6 küçülme olduğu görüldü. Kalsine diatomitin tane boyut dağılımları incelendiğinde %90'ının 21.3 µm'den küçük olduğu tespit edildi. Bilindiği gibi diatomitin geniş pH aralığında negatif yüzey yükü zeta potansiyeli ölçümleri ile bir kez daha kanıtlandı. Hazırlanan DPH yüklü formülasyonlarda en yüksek yüklenme kapasitesi 91.13 mg/g ve en düşük yüklenme kapasitesi 48.75 mg/g olarak hesaplandı. İn vitro salım çalışmaları için kapsül formülasyonlar tercih edildi. Elde edilen sonuçlara göre diatomit-kitosan kompozitinin %90 oranında ve 60 dakika boyunca kontrollü ilaç salımı yaptığı ve Higuchi kinetiği ile uyum içerisinde kaldığı görüldü.
Ti6Al4V implantlar üzerine elektroforetik yöntem ile antibakteriyel malzemelerin kaplanmasının osseintegrasyona etkilerinin araştırılması
Ti6Al4V gibi titanyum alaşımları ortopedik ve dişçilik uygulamalarında tıbbi implantlar için yaygın olarak kullanılan metalik malzemelerdir. Bununla birlikte, implantları kapsülleyen avasküler fibröz dokunun oluşmasının bir sonucu olarak, bu implantların çevresinde iltihabi reaksiyonlara ilişkin raporlar mevcuttur. Böylece, bu implantların çevre dokularla osseointegrasyonuna yardımcı olmak için metal alaşımı üzerine bir hidroksiapatit tabaka kaplanması önerilmektedir. Hidroksiapatit saf bir kalsiyum fosfat fazıdır ve olumlu osteokondüktif ve biyoaktif özelliklerinden dolayı hem diş hem de ortopedi alanında tercih edilen bir biyomalzemedir. Bunun yanında çinko ve bor elementleri de kendilerini kanıtlamış antibakteriyel özelliklere sahip elementlerdir. Bu çalışmada, kaplama işleminden önce levha yüzeylerinin temizlenmesi için zımparalama, taşlama, asitle yaşlandırma ve ultrasonik banyoda bekletme gibi çeşitli işlemler uygulanmıştır. Yüzeyi temizlenen numuneler elektroforetik biriktirme yöntemiyle kaplama işlemine hazır hâle getirilmiştir. Bu yöntemde hidroksiapatit, bor ve çinko tozlarının farklı oranlarda etanole katılmıştır. Etanole ayrıca DMF, SLES ve gliserin eklenmiştir. Ti6Al4V levhaları üzerine elektroforetik biriktirme yöntemiyle hidroksiapatit, çinko ve bor tozlarının farklı oranlarda katkılandırılmasıyla kaplama yapılmıştır. Kaplama işlemiyle implant olarak kullanılan Ti6Al4V levhasının antibakteriyel ve biyoaktiflik etkinliklerinin artırılması hedeflenmiş, kaplanan numunelere biyoaktiflik, antibakteriyel etkinlik, yüzey pürüzlülük, çizilme testlerinin yanı sıra SEM-EDX analizleri de yapılarak kaplama işleminin osseointegrasyona etkileri araştırılmıştır.
Nano bentonit içerikli polilaktik asit (PLA) kapak ambalaj filminin zeytinyağının fizikokimyasal özellikleri üzerine etkisi
Bu araştırma kapsamında, nano bentonit içerikli polilaktik asit kapak ambalaj filminin (BPLAKAF) natürel sızma zeytinyağının fizikokimyasal özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çevre dostu ve biyobozunur özellikleri ile dikkat çeken BPLAKAF, zeytinyağının depolama süresi boyunca kalite ve tazeliğini koruma potansiyeli açısından değerlendirilmiştir. Araştırma, nano bentonit üretimi, BPLAKAF üretimi ve bu filmin zeytinyağı depolamasında kapak ambalajı olarak kullanımı olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, nano bentonitin XRF analizi ile baskın bileşenleri %65,53 SiO2, %16,63 Al2O3 %6,22 KK ve %4,21 Fe2O3 olarak tespit edilmiştir. BPLAKAF'ın kalınlığı 200 mikrometre olarak belirlenmiş ve Enerji Dağılımı X-Işını Analizi sonucunda baskın elementler karbon, oksijen, silisyum ve alüminyum olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, BPLAKAF'ın görünür yağ sızdırmadığı gözlenmiştir. Diğer taraftan, BPLAKAF ile ambalajlanmış zeytinyağının serbest yağ asitliği, peroksit sayısı, iyot sayısı, renk, refraktif indeks, viskozite, oksidatif stabilite sonuçları sırasıyla 0-6 aylık dönemde %0,46-0,46, 2,94-3,56 meq O2/kg, 85,11-82,84 gI₂/100g, 2,1K/70S-3,2K/70S,1,4684-1,4689, 101-85 mPa ve 5,92-7,78h olarak belirlenmiştir. Kontrol grubu olarak kullanılan plastik kapak ambalajlı zeytinyağında ise yine aynı analizler sırasıyla ve aynı dönemde %0,46-0,48, 2,94-3,82 meq O2/kg, 85,11-83,02 gI₂/100g, 2,1K/70S-3,6K/70S, 1,4684-1,4719, 101-80 mPa ve 5,92-7,78h olarak tespit edilmiştir. BPLAKAF ve kontrol grubu plastik kapak ambalajı kullanılarak depolanmış zeytinyağlarının yağ asitleri kompozisyonu açısından depolama süresi boyunca Türk Gıda Kodesksi natürel sızma zeytinyağı yağ asitleri kompozisyonu spesifikasyonları içerisinde kaldığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, üretilen BPLAKAF ile ambalajlanmış natural sızma zeytinyağının, fizikokimyasal özelliklerini ve oksidatif stabilitesini koruduğu, serbest yağ asitliği ve peroksit sayısı değerlerinin gıda olarak tüketilebilirlik kriterlerine uygun olduğu ve sürdürülebilir, doğa dostu özellikleri ile zeytinyağı teknolojisinde kapak ambalaj filmi olarak kullanılabilir olduğu belirlenmiş olup, kapak ambalaj yerine ileriki çalışmalarda tüm amabalajın bu malzemeden üretilip kullanılabilirliğinin araştırılmasıda tavsiye edilmektedir.
Nano montmorillonit içeren kapak ambalaj filminin tereyağı depolanmasında fizikokimyasal özellikleri üzerine etkisi
Yapılan bu araştırma kapsamında çevre kirliliğine neden olan petrol türevli ambalaj malzemelerine alternatif olarak nano içerikli ambalaj filmi üretilmiştir ve üretilen film tereyağı depolanmasında kapak ambalajı olarak kullanılmıştır. Üretilen filme lazer tane boyutu, diferansiyel taramalı kalorimetri, biyobozunurluk, oksijen geçirgenliği analizleri, depolanan tereyağına ise serbest yağı asitliği, renk, kırılma indisi, peroksit sayış, viskozite, yağ asitleri kompozisyonu, psikrofilik mikroorganizma, toplam maya ve küf mikrobiyolojik analizleri yapılmıştır. Bu doğrultuda biyofilmin 1 gün süre boyunca tereyağını sızdırmadığı, biyofilmin 6 ay süre boyunca toprakta bozunma oranının %31, oksijen geçiş hızının 4485 cc/m2/gün olduğu, diğer taraftan biyofilm kapak ambalaj filminin kullanıldığı 6 aylık sürede tereyağının, serbest yağ asitliği, peroksit sayısı, renk, kırılma indisi sonuçları sırasıyla, % 0,62-1,07, 0-1,73 meqO2/kg, L*79,99-97,74, a* -0,07- 4,18, b* 26,09-29,77, 1,4367-1,472 nD olarak değiştiği belirlenmiştir. Depolanan tereyağının yağ asitleri kompozisyonu incelendiğinde, baskın yağ asitleri, doymuş yağ asitleri arasından bütirik asit, miristik asit, palmitik asit ile stearik asit doymamış yağ asitleri arasından ise de oleik asit belirlenmiş olup mikrobiyolojik olarak psikrofilik mikroorganizma, toplam maya ve küf değerleri tespit edilmiştir. Sonuç olarak; elde edilen nano montmorillonit içeren kapak ambalaj filminin tereyağını fiziko-kimyasal açıdan koruduğu, mikrobiyolojik açıdan ise film yapımı sırasında hijyen koşullarına azami derecede dikkat edilerek geliştirilmesi gerektiği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ambalaj, depolama, fiziko-kimyasal, gıda, nano montmorillonit, nanoteknoloji, tereyağı.
Controlled temozolomide release with HPMC modified montmorillonite
This study examines the potential applications of montmorillonite (Mt) clay, both in its natural and as a suitable candidate for controlled drug release when modified with hydroxypropyl methylcellulose (HPMC). The main focus of the research specifically revolves around temozolomide (TMZ), which is a critical element for the treatment of glioblastoma. Inorganic composite such as mesoporous silica supported clay nanomaterials offer suitable solutions due to their large surface areas and precisely defined pore structures. It is known that Mt clay, obtained by enriching bentonite, stands out with its high adsorption capacity and biocompatibility and has a promising position as a drug carrier. HPMC is a hydrophilic cellulose derivative widely used in the pharmaceutical industry, increasing the potential of Mt clay for controlled-release drug formulations. TMZ chemotherapy, which is frequently used in the treatment of glioblastoma, is usually applied together with standard treatment protocols including maximal surgical resection. TMZ is also can be used for breast cancer, melanoma and non-small-cell (NSCL). It is known to be widely used in other types of cancer, such as lung cancer (for example, NSCL), but it may or may not be associated with glioblastoma. Although it improves the survival rates of cancer patients, TMZ is known to be limited by rapid clearance, low solubility, and undesirable side effects. Therefore, the main aim of this study was investigating the controlled release of TMZ through HPMC-modified Mt clay. The purification process of Mt clay involves mineral enrichment techniques, allowing the material to be checked for quality and suitability for pharmaceutical applications. The enrichment process was carried out by purifying Mt clay from non-clay minerals by sedimentation method and aimed to separate clay particles with sizes below 3-5 micrometers. After enrichment, raw and purified Mt samples were comprehensively characterized using various analytical techniques. X-ray diffraction (XRD) technique was used to analyze the crystal structure, X-ray fluorescence (XRF) spectroscopy to determine the elemental composition, scanning electron microscopy (SEM) for surface imaging, and transmission electron microscopy (TEM) to examine the morphological structure. Surface areas of clay mineral samples were determined using the BET (Brunauer- Emmett-Teller) N2 sorption technique. Zeta potential and particle size analyzes were also performed to evaluate surface charge and particle size distribution. Loading TMZ ingredient into enriched Mt was performed as described follow. First, 150 mL of TMZ solution was added to various Mt and HPMC compositions to prepare six different drug formulations. Each formulation was incubated on a magnetic stirrer at 37°C for 24 hours, then dried at 37-40°C. The dried mixtures were then turned into powder form using a agate mortar. To determine the concentration of TMZ in solutions, TMZ solutions of different concentrations were prepared. Spectra within the wavelength range 200-400 nm were then recorded and the wavelength at which the TMZ exhibited the most prominent absorbance peak was determined as 289 nm. Formulation's TMZ release profiles were evaluated in simulated gastric fluid. For this, each capsule from each formulation was added into dialysis bags containing simulated gastric fluids, and then each dialysis bag was placed in release media. While the stirring process was continuing by magnetic stirrer, samples were taken from the aqueous media at certain time intervals and TMZ concentration measurements were made with a UV spectrophotometer at 289 nm wavelength, and thus TMZ release amounts were determined against time. According to the data obtained from TMZ release profiles, a rapid release started in the first 15 minutes in all drug formulations except F1 and this rapid release continued for 45-60 minutes. Thus, at the end of 60 minutes, approximately 60-70% cumulative TMZ release was achieved. In the F1 formulation, rapid release continued for 90 minutes and cumulative TMZ release reached approximately 92%. The reason for the faster release in the F1 formulation is that the drug carrier system consists only of Mt clay, that is, there is no HPMC in the formulation. It has thus been proven that HPMC molecules cause delayed release because they cover the surface of TMZ-loaded Mt clay. Again, it was determined that the F4 formulation exhibited a rapid release of TMZ since it did not contain HPMC. It was determined that TMZ release was slower as the HPMC ratio increased in the formulations. Another result obtained from the release profiles is that the carrier system and TMZ composition ratio change the release kinetics. It was determined that the release was slower in formulations with a TMZ/carrier system ratio of 1/5 compared to those with a 1/10 ratio. This can be explained by the fact that in 1/5 ratio formulations, the TMZ ratio is higher than the carrier system, which causes a higher driving force. Namely, it can be said that as the adsorbate (TMZ) concentration increases, the mass transfer between the clay layers becomes more intense and stronger. Thus, when the TMZ concentration is less than the amount of clay, adsorption mostly occurs on clay surfaces, while as the concentration increases, adsorption occurs on the surface and at the same time, intense adsorption occurs between the clay layers. During the drug release process, TMZ molecules accumulated between clay layers show slower release kinetics than molecules accumulated on the surfaces. According to the release profiles, it was seen that as the HPMC ratio increased, the cumulative TMZ release amount decreased slightly. As a result, it was determined that the F6 formulation showed the best controlled release kinetics. The F6 formulation exhibited rapid TMZ release of 50% levels in the first 45 minutes. In the following period, the release occurred more slowly for 360 minutes and reached approximately 90%.
Grafen takviyeli orta entropili alaşımların bor kaplanabilirliğinin araştırılması
Bu araştırmada, iki farklı üretim yöntemi kullanılarak, farklı oranlarda nano partikül yapılı grafen ilavesi yapılarak Fe/Co alaşımları üretilmiştir. Elde edilen alaşımların bor kaplanabilirliği ve partikül takviyesinin kaplama tabakası kalınlığına etkisi araştırılmıştır. Çalışmada takviye elemanı olarak da nano boyutta (3nm) grafen tercih edilmiştir. Takviye oranı değişken durum olarak düşünülmüştür. Takviyesiz, % 2 ve % 4 grafen takviyeli alaşımların üretiminde hem döküm yöntemi hem de toz metalürjisi yöntemi kullanılarak numuneler üretilmiştir. Üretimi yapılan alaşımlar kutu borlama yöntemi ile 800 ˚C sıcaklıkta 2 saat süre ile borla kaplanmıştır. Çalışma da üretilen numunelerin karakterizasyon işlemleri tarayıcılı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X ışını (EDS), X-ışını difraktometresi (XRD) ve Vickers mikro sertlik yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Döküm yöntemi ile üretilen alaşımların XRD analiz sonuçlarında CoFe, CoFe2O4 ve Fe3O4 fazlarına ait pikler tespit edilirken, toz metalurji ile üretilen alaşımlarda ise CoFe, CoFe2O4, Fe3O4, FeO ve C fazlarına ait pikler belirlenmiştir. Döküm yöntemi ile üretilen alaşımların sertlikleri 264 HV0,05 ile 314 HV0,05 arasında değişirken, toz metalurjisi yöntemi ile üretilen alaşımların sertlik değerleri ise 258 HV0,05 ile 270 HV0,05 aralığındadır. Borür tabaka kalınlığı döküm yöntemi ile üretilen alaşımlarda 22 µm ile 30 µm arasında, toz metalurjisi ile üretilen alaşımlarda ise 23 µm ile 34 µm arasında değişmektedir. Döküm yöntemi ile üretilenlen alaşımların XRD analizlerinde FeB, Fe2B, CoB ve Co2B fazlarına ait pikler gözlemlenmiştir. Toz metalurji yöntemi ile üretilen alaşımların XRD analiz sonuçlarında ise FeB, Fe2B ve CoB fazlarına ait pikler tespit edilmiştir. Bor kaplama işlem sonrasında numunelerin yüzey sertliklerinin belirgin bir şekilde arttığı gözlemlenmiştir. Döküm yöntemi ile üretilerek bor kaplanan alaşımların yüzey sertlikleri 1918 HV0,05 ile 2020 HV0,05 aralığında iken toz metalurji ile üretilerek borlanan alaşımlardaki yüzey sertliklerinin ise 2042 HV0,05 ile 2124 HV0,05 arasında değiştiği tespit edilmiştir.
Nanopartiküller (TiO₂ ve SiO₂) ile modifiye edilen verniklerin ahşap malzemede bazı yüzey özelliklerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, nano partiküller (TiO₂ ve SiO₂) ile modifiye edilen verniklerin ahşap malzemelerde bazı yüzey özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada farklı özgül ağırlıkları temsilen iki ağaç türü tercih edilmiştir: yerli, düşük yoğunluklu Pinus brutia (kızılçam) ve ithal, yüksek yoğunluklu Chlorophora excelsa (iroko). Deney örnekleri TS 3129 standardına uygun olarak hazırlanmıştır. Nano katkı maddesi olarak titanyum oksit (TiO₂) ve silika (SiO₂), %1 ve %2 oranlarında kullanılmıştır. Kaplama malzemesi olarak ise çift komponentli sertleştiricili epoksi reçine ile akrilik esaslı çift komponentli sertleştiricili vernik tercih edilmiştir. Bu kapsamda; 2 ağaç türü × 2 vernik türü × 2 nano partikül türü × 2 katkı oranı olmak üzere toplamda 8 farklı kombinasyon elde edilmiştir. Deney örnekleri ASTM D 3023 esaslarına göre verniklenmiştir. Deney örneklerinden, renk değeri ASTM D 2244, parlaklık değeri ASTM D 523, yüzey pürüzlülüğü TS 2495 EN ISO 3274 ve TS 6212 EN ISO 4288 standartları esas alınarak belirlenmiştir Vernik uygulamaları fırça yöntemi ile gerçekleştirilmiş, ardından standartlara uygun testlerle yüzey özellikleri değerlendirilmiştir. Renk ölçümlerinde CIE L*, a*, b*, C* ve h° değerleri; parlaklık ölçümlerinde 60° açıda liflere paralel ve dik yönlerde, parlaklık değerleri; pürüzlülük ölçümlerinde ise Ra, Rz ve Rq parametreleri incelenmiştir. Elde edilen veriler SPSS paket programı kullanılarak varyans analizi (ANOVA) ve Duncan çoklu karşılaştırma testine tabi tutulmuştur. Üstyüzey işlem maddelerinin renk değişiminde L* değeri en fazla iroko odunu akrilik vernik+%2 TiO2 uygulamasında 138,34 artış, en az iroko odunu epoksi reçine+%2 SiO2 uygulamasında 0.65 azalış göstermiştir. a* değeri en fazla kızılçam odunu epoksi reçine+%2 SiO2 uygulamasında 58,77 artış, en az iroko odunu akrilik vernik+%2 TiO2 uygulamasında 103,41 azalış göstermiştir. b* değeri en fazla kızılçam odunu epoksi reçine+%2 SiO2 uygulamasında 16,85 artış, en az iroko odunu akrilik vernik+%2 TiO2 uygulamasında 124,12 azalış göstermiştir. Liflere dik parlaklık değişiminde en fazla kızılçam odunu epoksi reçine+%1 SiO2 uygulamasında 5,11 gloss artış, en az iroko odunu akrilik vernik+%2 TiO2 uygulamasında 18,29 gloss azalış gerçekleşirken, liflere paralel parlaklık değişiminde ise en fazla kızılçam odunu epoksi reçine+%1 SiO2 uygulamasında 6,85 gloss artış görülürken, en az iroko odunu akrilik vernik+%2 SiO2 uygulamasında 4,38 gloss azalış görülmüştür. Ra pürüzlülük değerleri en fazla kızılçam odunu akrilik vernik+%1 SiO2 uygulamasında 190,17 μm artış, en az ise kızılçam odunu epoksi reçine kontrol grubunda çıkmıştır. Rq pürüzlülük değerleri en fazla kızılçam odunu akrilik vernik+%1 SiO2 uygulamasında 161,09 μm artış, en az kızılçam odunu epoksi reçine kontrol grubunda çıkmıştır. Rz pürüzlülük değerleri en fazla iroko odunu akrilik vernik kontrol grubu uygulamasında tespit edilirken, en az ise iroko odunu epoksi reçine+%2 SiO2 uygulamasında 42,40 μm tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda nano partikül katkılarının ahşap yüzeylerin estetik ve fiziksel özellikleri üzerinde belirgin etkiler oluşturduğu görülmüştür. Özellikle nano TiO₂ ve SiO₂ katkılarının, ahşap yüzeylerin parlaklık ve pürüzlülük değerlerini iyileştirdiği; renk değerlerinde ise ağaç türü, vernik türü ve katkı oranına bağlı farklılıkların meydana geldiği belirlenmiştir. Bu sonuçlar, endüstride kullanılan üst düzey yüzey işlem malzemelerine nano katkılar eklenerek daha dayanıklı ve estetik açıdan geliştirilmiş ahşap kaplama yüzeyleri elde edilebileceğini göstermektedir.
Antikanser ilaç taşıyıcı sistem olarak sunitinib malat-yüklü karboksimetil selüloz-poli(vinil alkol)-ZnO nanokompozit küreler
Son yıllarda, nanokompozit küreler biyomedikal alanda, özellikle kontrollü ilaç salım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Polimerleri çapraz bağlamak için üç değerlikli demir iyonlarının kullanılması ve bu sistemin çinko oksit nanopartikülleri (ZnO) ile birleştirilmesi yenilikçi bir yöntemdir. Tez çalışmasında, ZnO nanopartikülleri içeren karboksimetil selüloz/poli(vinil alkol) (CMC/PVA) biyo nanokompozit küreler, antikanser ilacı sunitinib malatın (SM) kontrollü salımını gerçekleştirmek için tamamen yeşil ve çevre dostu yöntem ve araçlar kullanılarak tasarlanmıştır. Elde edilen nanokompozit küreler FTIR, SEM-EDX, XRD, DSC ve TGA ile karakterize edilmiştir. Ayrıca polimer oranı, % ilaç miktarı, FeCl3 derişimi ve % ZnO miktarının tutuklama verimi, küre verimi ve kürelerden sunitinib malat salımı üzerine etkileri incelenmiştir. Ek olarak, boş nanokompozit kürelerin % denge şişme değerleri pH 1,2 ve pH 7,4 ortamlarında pH'ın bir fonksiyonu olarak bulunmuştur. Oluşturulan kürelerdeki ZnO nanopartiküllerinin varlığı XRD, FTIR, SEM-EDX, DSC ve TGA gibi yöntemlerle doğrulanmıştır. Hazırlanan nanokompozit kürelerin pH'a çok duyarlı şişme davranışı gösterdiği ve bu sonuçların nanokompozit kürelerden SM salımını desteklediği gözlenmiştir. ZnO içeren CMC/PVA nanokompozit kürelerden pH 1,2'deki SM salımının iki aşamada gerçekleştiği, hızlı bir başlangıç salımı, ardından sürekli ve kontrollü salım izlediği gözlenmiştir. Öte yandan, pH 7,4 fosfat tamponunda SM salımının 24 saat boyunca kontrollü ve sürekli bir şekilde arttığı görülmüştür. ZnO nanopartiküllerinin küre polimer yapısına dahil edilmesi SM salımını artırmıştır. Bu bulgulara dayanarak, hazırlanan nanokompozit kürelerin, çeşitli kanserlerin tedavisinde kemoterapötik ilaç olarak kullanılan SM'nin salımı için umut vadeden bir ilaç taşıyıcı sistem adayı olabileceği sonucuna varılabilir.
Korozyona dayanıklı kompozit malzeme üretimi ve performansının incelenmesi
Bu çalışmada, AISI 304 çelik yüzeyine uygulanan farklı kaplama içeriklerinin korozyon direncine etkisi incelenmiştir. Kaplamasız yüzey (R) ile Zn asetat (A), titanyum izopropoksit (B), seryum oksit (C) ve zirkonyum izopropoksit (D) içerikli kaplamalar karşılaştırılmıştır. Çalışmanın amacı, kaplamaların korozyona karşı etkinliklerini değerlendirmek ve en uygun kaplama kompozisyonunu belirlemektir. Deneylerde, açık devre potansiyeli (OCP), potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemleri kullanılarak kaplama performansları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca, temas açısı ölçümleri ve mikroskop görüntüleri ile yüzey morfolojisi ve kaplama homojenliği değerlendirilmiştir. Sonuçlar, kaplamasız yüzeyin (R) en düşük korozyon direncine sahip olduğunu, A numunesinin ise zayıf performansı nedeniyle yeterli bir bariyer etkisi sunamadığını göstermiştir. Titanyum izopropoksit içerikli B numunesi, en düşük korozyon akım yoğunluğu, en yüksek empedans değerleri ve pozitif korozyon potansiyeli ile en iyi korozyon direncini sergilemiştir. Seryum oksit (C) ve zirkonyum izopropoksit (D) içerikli kaplamalar ise orta düzeyde performans göstererek kaplamasız yüzeye göre önemli bir iyileşme sağlamış ancak B numunesine göre daha düşük direnç sergilemiştir. Temas açısı ölçümleri, C numunesinin hidrofobik bir yüzey yapısına sahip olduğunu, D numunesinin ise hidrofilik karakter gösterdiğini ortaya koymuştur. Mikroskop görüntüleri ise B numunesinin homojen ve sağlam bir kaplama yapısına sahip olduğunu, A numunesinde ise kaplamanın yetersiz ve düzensiz olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, AISI 304 çelik yüzeylerinde korozyon direncini artırmak için kaplama içeriklerinin dikkatle seçilmesi gerektiğini ve özellikle titanyum izopropoksit içerikli kaplamaların yüksek koruma potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Çalışmanın sonuçları, endüstriyel uygulamalar için kaplama malzemesi seçiminde yol gösterici bir nitelik taşımaktadır.
Afyonkarahisar bölgesi endemik bitkileri ekstratlarını kullanarak gümüş nanopartiküllerin yeşil sentezi; Antibakteriyel, antioksidan ve antifungal aktivitelerinin araştırılması
DAHA SONRA DOLDURULACAKTIR.
Nano özellikli minerallerin mermer plaka dolgu malzemesi olarak uygulanmasında optimal yöntemlerin belirlenmesi
Türkiye'de mermercilik, madencilik faaliyetleri içinde önemli bir paya sahip stratejik bir sektördür. İnşaat ve doğal taş endüstrilerindeki hızlı büyüme, mermer plakaların kullanımını artırırken, doğal taş oluşum süreçlerinden kaynaklanan çatlak, gözenek ve boşluk gibi kusurlar ürünün dayanıklılığını, estetik görünümünü ve ticari değerini azaltmaktadır. Bu nedenle, mermer yüzeylerdeki yapısal ve görsel kusurların giderilmesine yönelik dolgu uygulamaları, sektör için kritik bir ihtiyaç haline gelmiştir. Günümüzde epoksi, polyester, mastik ve çimento esaslı dolgular yaygın olarak kullanılmakla birlikte, bu malzemeler mikro çatlakları kapatmada yetersiz kalmakta; renk uyumsuzluğu, sararma ve çevresel sürdürülebilirlik gibi sorunlar oluşturmaktadır. Traverten plakalar, yüksek boşluklu yapıları nedeniyle özellikle dolgu gerektiren doğal taşlardır. Çimento esaslı dolgular ekonomik ve uygulanabilir olmalarına rağmen, dolgu–taş renk uyumunun sağlanması zordur ve mermer çamurunun flokülant içeriği nedeniyle sağlık açısından riskleri bulunmaktadır. Literatürde, dolgu malzemelerinin mekanik, estetik ve fiziksel etkilerini inceleyen çeşitli çalışmalar bulunmakla birlikte, nano-mineral katkılı çimento dolguların mermer yüzeylerdeki performansı üzerine araştırmalar sınırlıdır. Bu kapsamda nano kalsit ve nano bor minerallerinin çimento sistemleriyle kombinasyonu hem dolgu dayanımının artırılması hem de mikro çatlakların kapatılması açısından yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Ayrıca travertenin kendi atık tozunun kullanılması, renk uyumunu iyileştirerek estetik bütünlüğü artırmakta ve sürdürülebilir üretim açısından önemli bir avantaj sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında beyaz çimento, nano kalsit, nano bor minerali ve traverten atıklarının kullanımıyla beş farklı dolgu reçetesi hazırlanmış, bu reçeteler priz süresi, dayanım, renk uyumu ve parlaklık özellikleri açısından karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında elde edilen veriler, traverten dolgu uygulamalarında estetik kaliteyi ve mekanik performansı artıracak optimum çimento–nano mineral formülasyonlarının belirlenmesine katkı sağlamaktadır. Böylece mermercilik sektöründe daha dayanıklı, çevresel açıdan sürdürülebilir ve yüksek performanslı yeni nesil dolgu malzemelerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir.
Ayçiçek yağının rafinasyon aşamalarında meydana gelen fizikokimyasal değişimleri ve nanoboyutdaki safsızlıkların tespit edilmesi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi AYÇİÇEK YAĞININ RAFİNASYON AŞAMALARINDA MEYDANA GELEN FİZİKOKİMYASAL DEĞİŞİMLERİ ve NANOBOYUTTAKİ SAFSIZLIKLARIN TESPİT EDİLMESİ Tuğba KARAYİĞİT Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Nanobilim ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı Danışman:Dr. Öğr. Üyesi Erman DUMAN Bu çalışmada, Türkiye'de işlenen ayçiçeği tohumlarından elde edilen ayçiçek yağının rafinasyon aşamalarındaki ham yağ, nötralizasyon, ağartma, vinterizasyon ve deodorizasyon basamaklarının her birinin fizikokimyasal özellikleri ve nanoboyutta safsızlıklarının tespiti için, serbest yağ asitleri değeri, peroksit değeri, refraktif indeks değeri, viskozite, renk tayini, sabunlaşma ve sabunlaşmayan madde analizi, sterol analizi, yağ asitleri kompozisyonu, mineral madde analizi ve SEM analizleri yapılmıştır. Asitlik, peroksit sayısı, refraktif indeks, viskozite, renk, sabun sayısı, sabunlaşma ve sabunlaşmayan madde sayısı, sterol, yağ asitleri kompozisyonu, mineral madde ve SEM analizi değerleri ölçülmüştür. Rafinasyon aşaması tamamlanınca deodorizasyon aşaması sonrası serbest asitlik, peroksit, refraktif indeks, viskozite değerleri tespit edilmiştir ve serbest asitlik değeri 0,05 mgKOH/g, peroksit sayısı 8,40 meqO2/kg, refraktif indeks tayini 1,48 nD, viskozite değeri 61,80 mPa, sabun sayısı 0, sabunlaşma sayısı 204,74 m/m ve sabunlaşmayan madde tayini %0,79 g/kg olarak hesaplanmıştır. Yağ asitleri kompozisyonuna bakıldığında, rafinasyonun son aşamasında toplam doymuş yağ asitleri %10,01, tekli doymamış yağ asitleri %25,12 ve çoklu doymamış yağ asitleri ise %64,88 oranında olduğu tespit edilmiştir. Mineral madde analizinde Li, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ga, As, Se,Ru, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ba, Pt, Pb tespit edilen mineraller olup bunlardan Mg, Si, P, Mn, Cu, Ga ve Ag rafinasyonun tüm aşamalarında tespit edilmiştir. 2018, xi + 78 sayfa Anahtar Kelimeler: Heliantus Annuus, Ayçiçek Yağı, Bitkisel Yemeklik Yağ, Rafinasyon, Nanoteknoloji, SEM Analizi.
Çok fonksiyonlu daldırmalı kaplama cihazı tasarımı ve modifiye yüzeylerin hazırlanması
Bu çalışmada; sol-jel kaplama proseslerinden daldırma kaplama yöntemini uygulamaya yönelik olarak, yerli üretimi olmayan ve yüksek fiyatlı laboratuar cihazlarından biri olan daldırma kaplama cihazı tasarımı, imalatı ve bu cihaz ile farklı katkılı modifiye yüzeylerin kaplaması yapılmıştır. Tasarlanan daldırma kaplama cihazı, daldırma süresi ayarlama, çoklu daldırma yapabilme ve farklı sıcaklık değerlerinde kurutma yapabilmesinin yanında, piyasadaki muadillerinden farklı olarak opsiyonel biçimde UV ışını filtresi kullanımı da sunmaktadır. Bu cihazla yapılan 4 farklı katkı maddesi kullanılarak hazırlanan çözeltilerle yapılan kaplamalara ait SEM görüntülemesi yapılmıştır. Yapılan çalışmalarla farklı katkılı modifiye yüzeylerin kaplanması ve bu kaplamaların yerli tasarım bir cihazla başarıyla yapılması sağlanmıştır.
Bentonit, zeolit nanopartiküllerinin ve bentonit-zeolit nanokompozitinin melanom hücrelerine etkileri
Bu çalışmada; bentonit nanopartiküllerinin, zeolit minerallerinden zeolit 4A nanopartiküllerinin ve bunların nanokompozitlerinin melanom hücreleri üzerine etkileri incelendi. Çalışmada insan G361 kutanöz melanom hücre hattı kullanıldı. Uygun sayıda pasajlamalar ile çoğaltılan melanom hücrelerine flasklar içerisinde belirlenen farklı konsantrasyon aralıklarında bentonit ve zeolit 4A nanopartikülleri hem ayrı ayrı hem de nanokompozit olarak uygulanarak 24 saat inkübasyondan sonra MTT viabilite testi ile hücre canlılık ölçümleri yapıldı. Bentonit, zeolite 4A nanopartikülleri ve nanokompozitleri için sitotoksik dozlar ve etkin dozlar (IC50) belirlendi. Ayrıca, hücre lizatlarında ELİSA tekniği ile apoptoz analizi yapılarak kaspaz-3 düzeyleri değerlendirildi. Yapılan analizlerde bentonit ve zeolit 4A nanopartikülleri hem ayrı ayrı hem de nanokompozit formda G361 melanom hücrelerinde doza bağımlı sitotoksik etkiler göstermiştir. Bu iki ajan kompozit halindeyken sinerjik etki göstererek birbirlerinin sitotoksik etkisini potansiyelize ederek her ikisi için gerekli etkin dozların azaltılabilmesine imkan sağlamıştır. Ayrıca, sitotoksisiteye rağmen bu ajanların hücrelerde kaspaz-3 düzeylerini değiştirmediği görülmüştür. Bu da bu ajanlarla görülen sitotoksisitenin nekroz gibi apoptozdan farklı yolaklarla oluştuğunu veya apoptoza giderken kaspaz-3 kaskadını kullanmadığını düşündürmektedir. Bunun aydınlatılabilmesi için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır.
Silan ve metal oksitlerle cam yüzeylerin modifiye edilmesi
Bu araştırmada, sol-jel yöntemi kullanılarak mikroskop lam cam malzemelerin yüzeyleri silan ve metal oksit çözeltileri ile kaplanıp yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmanın önemi, cam malzemelerin geliştirilen yüzeylerin sertliği ve çizilme direncinin artırılması için uygun içeriğe sahip çözeltilerin belirlenmesi ve cam yüzeylere uygulanmasıdır. Çalışmada sol-jel yöntemi kullanılarak çeşitli silan ve metal oksitlerin farklı miktarda karıştırması ile hazırlanan çözeltiler ıslak film aplikatörü yardımıyla cam malzemelerin yüzeylerine kaplanmıştır. Kaplanan yüzeylerin özelliklerini incelemek için ışık geçirgenlik, bulanıklık, temas açı ve kalem sertlik testleri uygulanmıştır. Bulanıklık %0,39 ile %37,3, ışık geçirgenlik %85 ile %91,7, temas açı 45,16° ile 115,44° ve kurşun kalem sertlik 2H ile 6H değerleri arasında sonuçlar bulunmuştur. Bulunan değer aralıklarına göre 4. Grup çözeltisine sahip SR13 ve SR14 numuneleri 6H, SR11 ve SR12 numuneleri ise 5H değerleri ile en sert numune olarak gözlenmiştir.
Grafenoksit nanotanecikleri katkılı alümina seramik üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, yüksek saflığa sahip ticari alfa alüminasına %1, 2 ve 3 oranlarında grafen oksit katkılandırılması yapılmıştır. 200 bar basınç altında şekillendirilen numuneler 1300 ˚C' de 4 saat sinterlemeye tabii tutulmuştur. Numuneler su emme, bulk yoğunluk, gözeneklilik ve basma testi ile karakterize edilmiştir ve SEM-EDX analizlerine tabii tutulmuştur. Grafen oksit ilavesi arttıkça su emme ve gözeneklilik değerlerinde azalmalar gözlemlenmiştir. Sinterleme süresi ve sıcaklığın etkisiyle porozitede azalmalar meydana gelmiştir. 3 nokta eğme mukavemet testi için %3 GO-NP katkılı numunelerde 372 MPa olarak gözlemlenmiştir.
Antibakteriyel hibrit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, polikarbonat (PC) ve polimetil metakrilat (PMMA) yüzeylere nano gümüş, boroksit ve nano TiO2 katkılı silan bağlayıcı madde bazlı hibrit kaplamalar uygulanmıştır. Silan esaslı hibrit kaplama yüzeyleri termal ve UV ile kürlenmiştir. Kaplanan PC ve PMMA yüzeyler temas açısı analizi, FTIR analizi, dijital mikroskop ve antibakteriyel aktivite ile karakterize edilmiştir. Katkısız GLYMO kaplamalar PMMA için 95.89°, PC için 87.84° temas açısı vermiştir. FTIR analizlerinde GLYMO, Ag, Ti, Si ve B için karakteristik pikler elde edilmiştir. Dijital mikroskop görüntülerinde kaplama kalınlığı 3.275-16.116 μm aralığında çıkmıştır. Antibakteriyel testinde e. coli için bakteri üremesini önlemiştir. Staphylococcus aureus için ise en etkili olanlar Ag, Ti ve B sırasını takip etmiştir.
Grafen nanotabaka katkılı TİO2 kullanarak boya duyarlı güneş hücresi üretimi
Bu çalışmamızda farklı silan bağlayıcı bileşiklerine nano boyutlu, birkaç tabakalı grafen nanotabaka katkılı Boyar madde içeren TİO2 ince filmler üretilicektir. Çalışmada grafen nanotabaka miktarı, TİO2 nin kaynağı ve silan cinsi gibi parametrelerin etkisi araştırılacaktır. indirgenmiş grafen oksit, FT-IR ve SEM-EDX analizleri ile karakterize edilecektir.Kaplama işleminden sonra güneş pili hücresine dönüştürülerek UV, karanlık ve aydınlıkta akım gerilim ölçümü yapılarak verim tespit edilecektir. Daha sonra SEM ve UV-Visible analizlerine tabi tutulup ve boyarlı ve boyar maddesiz güneş pili numunelerinden elde edilen bulgular karşılaştıracaktır.
Nano boyutlu grafen oksit katkılı polimer kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Grafen karbon esaslı 2boyutlu malzemeler sınıfında bulunan ve mekanik, termal ve elektriksel özellikleri bakımından üstün özellikler gösterebilen bir malzemedir. Sp2 bağ yapısına sahip olan bu malzeme, günümüzde bilinen en yüksek dayanıma sahip malzemedir. Aynı zamanda spesifik yüzey alanı diğer malzemelere oranla yüksektir ve uygulama alanları oldukça geniştir. Ancak grafen, kısıtlı kullanıma sahip olduğundan polimer nano kompozit üretimi esaslı araştırmalar tercih sebebidir. Bu çalışmada, Hummers modifiye yöntemi kullanılarak grafit pullarından grafen oksit(GO) üretilmiştir. Üretilen grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksidin (rGO) % 0,5 ve 1 oranlarında polyester ve silikona katkılandırma yapılmıştır.Numuneler çekme, basma testiyle ayırıcı özellikleri ortaya konmuştur. XRD, SEM analizleri yapılmıştır.
Bor mineral katkılı polimerik malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, bor mineralleri katkılı polimer kompozitlerin mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Matriks malzeme olarak polyester reçine kullanılmış olup takviye elemanı olarak da 100 μm boyutunda kolemanit, üleksit ve tinkal olmak üzere bor mineralleri kullanılmıştır. Ağırlıkça farklı miktarlarda (0-5-10-15-20 gr) kolemanit, üleksit ve tinkal mineralleri, polyester reçine ile karıştırılarak kalıplara dökülmüştür ve oda sıcaklığında 1 gün bekletildikten sonra kalıptan çıkarılmıştır. Sonrasında numunelere fiziksel ve mekanik testler yapılıp sonuçları incelenmiştir
Cam fiber katkılı Hematit ve Manyetit içeren polimer nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, elektronik devreler, makine ve otomotiv üretiminde yeni tercih edilen cam fiber ait mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiş, farklı miktarlarda demir cevheri takviye edilerek malzemelerin mekanik özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Cam fiber katkılı Hematit ve Manyetit içeren polimer numunelerin daha iyi elastik, hafif, yüksek korozyona dayanımı gözlenmiştir. Bu sonuçlar sayesinde inşaat sektörü, bilgisayar ve uydu teknolojilerine dayalı sektörler için cam fiber katkılı Hematit ve Manyetit içeren polimerlerin daha ekonomik olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Polimer, Cam fiber, Hematit, Manyetit, Mekanik ve Fiziksel Özellikler, CTP
Grafen katkılı aramid esaslı kompozit malzemelerin mekanik ve balistik özelliklerinin değerlendirilmesi
Bu araştırmada, aramid esaslı kompozit plakalara farklı miktarlarda grafen ve epoksi reçine karışımı takviye ederek nanokompozit yapıda numuneler elde edilmiştir. Deneysel çalışmada kullanılan grafen nano tabakalara; FTIR, Raman analizleri yapılarak karakteristik pikler elde edilmiştir. Balistik kompozitler için referans olabilecek bir balistik plakanın üretim prosesi ayrıntılarıyla açıklanmıştır. Grafen nano tabaka takviyeli ve takviyesiz balistik plakalara, balistik test laboratuvarında NIJ-STD-0101.04 standardında atış testleri uygulanmış ve test sonuçlarının kıyaslaması yapılmıştır. Atış testleri sonucunda bir plaka haricinde grafen ve epoksi reçine takviyeli balistik plakalarda başarılı sonuçlar elde edilememiş ve bunun epoksi reçinenin aramid katmanların esneklik ve enerji sönümleme özelliklerine olumsuz tesir etmesinden kaynaklandığı değerlendirilmiştir. Söz konusu balistik nanokompozit numunelerin dijital fotoğrafları çekilerek balistik etki altında oluşan delinme, fiber kopması, delaminasyon gibi enerji yayılım mekanizmaları incelenmiştir. Çekme testleri sonucunda ağırlıkça % 0,5 ve 1 grafen katkılı numunelerin nihai gerilme kuvvetlerinin artarak mekanik özelliklerinde iyileşme olduğu görülmüştür.
Use of boron-containing flame retardants in the rubber industry
Thanks to its geographical location, our country is at the forefront with its boron and reserves. It has approximately 230 kinds of boron compounds. Boron derivatives used in this study; boric acid, sodium tetraborate pentahydrate and sodium tetraborate decahydrate. The flame retardant feature, which is the common feature of these compounds, is discussed. Since the cost of aluminum trihydrate, which is widely used for this purpose, is higher than other flame retardants, a search for alternative raw materials has arisen. In this study, rubbers, flame retardants and conveyor belts made of rubber are included. Conveyor belts are also called conveyor belts. The working principle of conveyor belts is a mechanism used to transfer any material from one end to another. It is economical, efficient and safe. With the use of conveyor belts, the human factor is minimized, allowing the desired material to be transported quickly and safely. Conveyor belts have various usage areas, both underground and above ground. The tapes used underground should be suitable for safety class and flame resistant tapes. In the production phase of the conveyor belt, flame retardants play an important role in this sense. The first step in the conveyor belt formation process is to create a rubber formulation. This formulation is approximately 80% rubber raw material and the remaining 20% contains antioxidants, plasticizers, flame retardants, process facilitators, etc. ATH and boron derivatives added rubber pastes were produced and then turned into a conveyor belt. To these produced bands; Flammability Characteristic (TS EN 12881-1) and Flame Resistance (TS EN ISO 340) and Determination of Adhesion Between Main Elements (TS EN ISO 252) tests were applied and compared with reference to the standards. Keywords: Polymer, Rubber, Mineral, Filler, Flame Retardant
Metronidazolün elektrokimyasal tayini için nanoyapılı iletken polimerlerin kullanımı
Bu çalışmada, birçok enfeksiyon tedavisinde kullanılan metronidazol (MNZ) ilaç aktif maddesinin elektrokimyasal tayini için nanoyapılı iletken polimerlerle modifiye elektrot geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bunun için grafit kalem ucu elektrotları (KUE), elektropolimerizasyon yöntemiyle nanofiber yapılı poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOTNF) ve polipirol (PPyNF) ile modifiye edilip aşırı yükseltgenmiştir. Hazırlanan KUE/AYPEDOTNF ve KUE/AYPPyNF elektrotlarının MNZ'ye karşı performansları diferansiyel puls voltametri yöntemiyle incelenmiştir. Ayrıca nanofiber ve nanofiber yapılı olmayan elektrotların MNZ'ye karşı verdiği elektrokimyasal sinyaller belirlenmiştir. Modifiye elektrotların yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile elektrokimyasal karakterizasyonu ise dönüşümlü voltametri ile belirlenmiştir. KUE/AYPEDOTNF elektrotunun MNZ'ye karşı cevabının 10-200 µM derişim aralığında, KUE/AYPPyNF elektrotunun ise 5-500 µM derişim aralığında doğrusal olduğu tespit edilmiştir. MNZ tayininde, KUE/AYPEDOTNF için gözlenebilme sınırı (LOD) 2,8 µM ve tayin sınırı (LOQ) 9,2 µM olarak hesaplanmıştır. KUE/AYPPyNF için ise LOD değeri 3,8 µM ve LOQ değeri 12,8 µM olarak hesaplanmıştır. Ayrıca bu modifye elektrotların gerçek numunedeki performansı MNZ içeren ilaç tabletlerleri için test edilmiştir. Bu çalışmada, nanofiber yapılı elektrotların KUE ve nanofiber yapılı olmayan elektrotlara göre ve aşırı yükseltgenmiş elektrotların aşırı yükseltgenmemiş elektrotlara göre daha iyi performans gösterdiği bulunmuştur. KUE/AYPEDOTNF, KUE/AYPPyNF'den daha uzun kullanım ömrüne ve daha düşük gözlenebilme sınırına sahip olsa da KUE/AYPPyNF'in tekrarlanabilirliği daha iyidir ve daha geniş bir doğrusal çalışma aralığına sahiptir. Ayrıca KUE/AYPPyNF ile optimum çalışma pH'sı 8,0'dir ve bu nedenle vücut sıvılarının pH değerine yakın ortamlarda çalışma imkanı sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, KUE/AYPPyNF'in MNZ'nin elektrokimyasal tayinlerindeki performansının KUE/AYPEDOTNF'e göre daha iyi olduğu belirlenmiştir. Bununla beraber her iki modifiye elektrot MNZ tayinlerinde başarıyla kullanılabilmektedir.
Alüminyum parçaların bor içeren malzemeler ile kaplanması
Alüminyum ve alaşımları dayanıklı ve ekonomik olmalarından dolayı günümüzde otomotiv, havacılık ve uzay, inşaat, gibi çeşitli alanlarda tercih edilmektedir. Bu metalin birçok alanda tercih edilmesine rağmen bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bunların başında ilk akla gelen korozyon direncinin ve aşınma direncinin düşük olmasıdır. 1946 senesinde ilk olarak bu dezavantaja yönelik çalışmayı iki arkadaş olan Riddel ve Brinnel tarafından gerçekleştirilmiştir. Yaptıkları çalışmada akımsız yöntem kullanarak alüminyum yüzeyine nikel kaplayarak yüzeyde sert, aşınmaya ve korozyona dirençli bir tabaka oluşturdular. Tercih edilen bu yöntemde herhangi bir elektrik kaynağına ihtiyaç gerekmemektedir. Ayrıca bu yöntemin diğer yüzey kaplama yöntemlerine göre en büyük avantajı kaplamanın tüm yüzeyde homojen ve sabit kalınlıkta kaplamalar elde edilebilir olmasıdır. Yapılan bu çalışmada Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının yüzeylerine akımsız Ni-B kaplanması hedeflenmektedir. Yapılan literatür çalışmaları sonucunda uygun bir Ni-B banyosu hazırlanmıştır. Kaplama yapılacak olan alüminyum alaşımları banyoya alınmadan önce belirli ön işlemlerden geçirilerek kaplamaya hazır hale getirilmiştir. Kaplama parametresi olarak farklı kaplama süreleri ile çalışılmıştır. 10 dk, 20 dk, 30 dk, 60 dk ve 90 dk' kaplama sürelerine sahip numuneler hazırlanmış ve 4000C'de 2 saat tavlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan kaplama ve tavlama işlemlerinden sonra numuneler SEM, XRD faz analizi, korozyon testi ve sertlik testleri yapılaması üzere analiz laboratuvarına gönderildi. Gelen sonuçlar doğrultusunda kaplamaların yüzeyde başarılı bir şekilde oluştuğu gözlenmiştir. Yapılan XRD testinin sonuçları doğrultusunda elde ettiğimiz Ni-B kaplamadaki fazlar literatürdeki Ni-B kaplamalar neticesinde elde edilen fazlarla uyuştuğu gözlemlenmiştir. Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının korozyon dirençlerinin ölçülmesinde GAMRY G750TM kullanılmış ve %3.5 NaCl çözeltisi içerisinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlardan her iki alaşımda da yapılan kaplamaların korozyona karşı direnç gösterdiği ve böylelikle istenilen hedefe ulaşıldığı gözlemlenmiştir. Al. 2024 ve 7075 alaşımlarının Vicker sertlik testi ölçümlerinde Shimadzu HMV-G-20 kullanılmıştır. Yapılan analiz 50 gr yük altında 10 sn süreyle her numune için 5 adet ölçüm gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde her iki alaşımda da gerçekleştirilen kaplamaların sertlik değerleri saf numuneye göre fazla olduğu, literatürdeki değerlerle uyuştuğu ve istenen hedefe ulaşıldığı gözlemlenmiştir.
Sol-jel yöntemi ile Zn katkılı SiO2 kaplamanın yüzey özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Sol-Jel yöntemi ile farklı miktarlarda Zn katkılı SiO2 kaplamanın düzcam ve solar cam yüzey özelliklerine etkisi incelenecektir. Öncelikle Sol-Jel yöntemiyle TEOS, HMDS, Etanol kimyasalları belirli oranlarda 450 rpm'de manyetik karıştırıcıda karıştırılarak kaplama çözeltisi hazırlanmıştır. Bu çözelti 6 eşit parçaya bölünerek katkısız, %0,1 Zn katkılı, %0,2 Zn katkılı, %0,3 Zn katkılı, %0,4 Zn katkılı ve %0,5 Zn katkılı olmak üzere karıştırma işlemine devam edilip 6 farklı kaplama çözeltisi elde edilmiştir. Elde edilen çözeltiler kullanılarak solar cam ve düzcam yüzeylerine 30 cm mesafeden sprey tabancası kullanılarak püskürtme yöntemi ile kaplama işlemi yapılmıştır. Kaplanan camlar 60oC sıcaklıkta ısıl işleme tabii tutulmuş ve sonrasında temas açısı analizi, FT-IR, ışık geçirgenlik analizi, kesit görüntüsü, renk ölçüm analizi, parlaklık ölçüm analizlerine tabii tutulmuşlardır. Elde edilen sonuçlar incelenerek Zn katkısı ile cam tipinin yüzey karakteristiğine etkisi gözlemlenmiştir.
Hibrit süperkapasitörler için metal-organik kompozit temelli malzemeler
Hybrid supercapacitors, consisting of battery-like and capacitive electrodes, are considered promising energy storage devices due to their favorable power and density. The style and manufacture of battery-like and capacitive electrodes with high specific capacitances, high performance, and desired toughness are crucial to improving the overall energy storage performance of hybrid supercapacitors. Metal-organic frameworks (MOF) with functional properties, tunable chemical structures can result in preferable energy storage efficiencies of hybrid supercapacitors. Different types of MOF calcinations have been studied in supercapacitor applications In this work, a cobalt-based 2D coordination polymer was prepared under standard solvothermal conditions using Co(NO3)2.6H2O as metal precursor, 1,4-benzenedicarboxylate(BDC) and 1-vinylimidazole (1-VIM) as organic ligants and N,N-dimethylformamide (DMF) and ethanol as solvents. 2D coordination polymer [Co3(BDC)3(1-vim)2] was obtained and chracterized by thermogravimetry/differential thermal analysis (TA), powder X-ray diffraction (PXRD) and Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR). TA results confirmed that [Co3(BDC)3(1-vim)2] decomposes in three main stages and the finally Co3O4 formation was observed. Vibration of vinily, carboxyl and C—H were observed in FTIR results. Powder X-ray data was used to characterise crystal structures formed. Cobalt-based active materials, Co3O4 was obtained by thermal treatments at diffrenet temperratures and chracterized by powder X-ray diffraction. Polyvinylidene fluoride was used as the binder material and and conductive carbon was used to improve the conductivity in making of electrodes for supercapacitors. Electrochemical performance of [Co3(BDC)3(1-vim)2] and Co3O4 were studied by the cyclic voltammetry in a three- electrode system in KOH and Na2SO4 electrolyte. The results are compatible with the literature values.
Dental metalik malzemelerin bitki özütü katkılı biyo uyumlu polimerler ile kaplanması
The present study was designed to applicate the coating of metallic biomaterials used in dentistry with polymer materials containing plant extracts. The electrospray deposition (ESD) technique, which is a low-cost and practical method, was used to form micrometer scale coatings produced with nanoparticles produced by green synthesis, plant extracts, and Polyvinyl Alcohol (PVA). The properties of nanoparticles and polymer composite coating materials produced using Hemp seeds, St. John's Wort, Rosemar,y and Cherry Laurel Leaf extracts were investigated and compared with different concentrations and plant groups. The effects of fabrication technique and initial composition on the morphology, thermal, mechanical, and chemical behavior of nanocomposite coatings are investigated and discussed. Scanning Electron Microscope (SEM) analysis showed that green synthesized nano silvers were produced with an average size of 34 nm, with homogeneous size and distribution. It was revealed that there are different mineral elements from plant extracts in the contents of the initial nanocomposite films and post-coating surfaces produced. Dynamic mechanical analyzes showed that the samples produced with 0.3%(D) and 0.5%(E) nano silver modification were the samples with the highest thermal and mechanical strength after coating. Antibacterial tests revealed that all nano silver-added coatings reduced bacterial growth up to 100 times and the sample with the highest antibacterial effect was the 0.5% nano silver modified E sample. The scratch test applied to determine the coating mechanical properties showed that the hardest samples among the coating surfaces were 0.1%(C), 0.3%(D), and 0.5%(E). In addition, it was determined that the mechanical strength of the coatings increased at least 2 times with the modification of plant extracts to PVA compared to the pure coatings. It was determined that the chemical and mechanical stability of nanosilver-modified C, D , and E samples in water at 37°C were higher than the other samples. Toxicity tests confirmed that the green synthesized nano silvers did not show toxic effects on HaCaT live cells and A549 lung cancer cells, with the use of concentrations at 62 ug/mL and below in coatings. The present study has offered a framework for the exploration of the plant extracts and nano-silver modified polymer nanocomposite coatings coating applications in the health field. The empirical findings in this study provide a new understanding for the antibacterial and biocompatible production of metallic biomaterials using plant extracts. This study will have a wide range of uses for scientific and biomedical communities with its important findings such as low raw material and production cost, easy manufacturability, environmental and human health friendly, low toxic effect, thermal and mechanical strength.
Biyomedikal uygulamalar için kitosan/polivinilalkol/polivinilproliden hidrojellerin sentezi ve karakterizasyonu
This work focuses on the synthesis of a novel biocompatible hydrogel film for biomedical applications, incorporating chitosan, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), and nano-hydroxyapatite (nHA) as a filler. The aim is to investigate the effect of nHA on the polymeric matrix and explore the potential of the hydrogel film in biomedical applications. The hydrogel films were prepared using a solution-casting technique. Solutions of 1.75% chitosan in 1% aqueous acetic acid at 20 C, 1% PVA, and 2% PVP in distilled water at 80°C were mixed together, followed by the addition of varying ratios of nHA. The prepared hydrogel film samples were subjected to various characterizations, including thermogravimetric analyses (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), antibacterial activity testing, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, mechanical testing, swelling analysis, and drug release profiling. The hydrogel film exhibited excellent antibacterial behavior, particularly against Gram-positive bacteria, with the incorporation of nHA enhancing the antibacterial properties. TGA results showed that the weight loss percentage during degradation stages was lower in hydrogel films containing nHA compared to those without. FTIR spectra indicated that the molecular structure of the hydrogel was minimally affected by the incorporation of nHA. The swelling behavior of the hydrogel films was influenced by the quantity of nHA incorporated. The drug release profile demonstrated rapid release and good stability. The addition of nHA to the films increases the force and elongation at break, indicating improved mechanical strength and ductility. However, it decreases Young's modulus, making the films softer or less stiff. The combination of the polymeric hydrogel film with nHA shows promising potential for biomedical applications. Further research is needed to explore its full potential in biomedical fields.
pH güdümlü nano ilaç taşıyıcı bir sistem olarak nanosponge eldesi, karakterizasyonu in vitro ilaç salınım ve toksisite özelliklerinin araştırılması
Thesis aimed to fabricate and investigate usability of ALD-NS as a pH responsive drug delivery agent. For this aim, functionalized β-CD with aldehyde (CHO) groups were fabricated by oxidation process using varying molar ratios of NaIO4 and characterization results confirmed formation of OX-β-CDs with functional CHO groups. OX-β-CDs was crosslinked with PMDA crosslinker to obtain water soluble, solid ALD-NS with the method developed and DOX.HCl due to the presence of NH2 group was integrated by reflux method, aiming to ensure both pH sensitive Schiff base (C=N) bond and hydrophilic part of the ALD-NS. ALD-NS+DOX was characterized, and results showed this formation, encapsulation, and morphological change with PS (372.7±8.21nm), negative ZP (-12.8±1.54), high EE (85.5%). In vitro release behavior of ALD-NS+DOX was evaluated in three buffer conditions at different pH and observed that drug release at pH 5.2 is higher than at pH 7.4 environment occurring, sustain, prolong drug release profile compared to pure DOX due to easy hydrolysis of Schiff base and crosslinker. Time and dose dependent cytotoxicity and cellular uptake of ALD-NS+DOX were determined on A549 cancer cells. Cell viabilities of drug loaded NC decreased with increasing the concentration but have found higher viabilities and displayed the intensive drug accumulation on the surface or inside of the cell compared to free DOX in the all-equivalent concentration at various time range. Drug release kinetics was best expressed by the Krosmeyyer-Peppas model based on the highest correlation coefficient (R2=0.97), revealing that diffusion coefficient "n" was found 0.622 for PBS and 0.71 for NaAcetate at pH 5.2 specifying drug release occurs due to both dissolution (hydrolysis of Schiff base) and non-Fickian diffusion. As a result, the novel kind of functionalized nanostructure has the potential to be a candidate drug carrier in a low pH environment, especially for drugs containing NH2 side group.
Biylojik sentezlenmiş gümüş nanoparticles'e maruz kalan candida albicans diferansiyel gen ekspresyon analizi
Silver nanoparticles are extensively used in nanotechnology and biomedicine for various purposes due to their intrinsic therapeutic properties. Plants, algae, fungi, and bacteria have been known to produce silver nanoparticles (AgNPs) biologically, and those nanoparticles have various effects on the cells, such as antibacterial, antioxidant, and cytotoxic. There are reports showing that actinobacteria producing many bioactive secondary metabolites could produce silver nanoparticles. In this study, an actinobacterium isolated from Antarctica, Microbacterium sp. H37-C3 was used to produce silver nanoparticles extracellularly, and the cytotoxicity of these biologically synthesized silver nanoparticles on Candida albicans was investigated by a transcriptomic approach. The physical properties of the synthesized silver nanoparticles were characterized by UV–visible spectroscopy (UV–Vis), scanning electron microscopy (SEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray diffraction (XRD). It was determined that the silver nanoparticles synthesized by Microbacterium sp. H37-C3 showed the maximum absorbance peak at 417 nm. The average particle size of the silver nanoparticles ranges from 15-30 nm, and the synthesized silver nanoparticles are in crystalline structure. Moreover, genome characteristics of strain Microbacterium sp. H37-C3 was also analyzed to reveal secondary metabolite biosynthetic gene clusters and the phylogenetic relationship of the strain by downloading the whole-genome sequence of the strain from the NCBI GenBank database. Differential gene expression analysis between silver nanoparticle-exposed Candida albicans and the control group was conducted to reveal its antimicrobial activity mechanism in gene expression level. Although no statistically significant change in the gene expression levels was observed between the samples, the expression of several genes coding for small nucleolar RNAs as well as the expression of the gene coding for cytochrome c oxidase and a gene responsible for maintenance of telomere length was affected by the AgNP treatment. The results contribute insight into the toxicity mechanisms of silver nanoparticles on eukaryotic cells at the gene expression level.
Al-sı hibrit nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
This thesis uses the Al-Si as a base matrix composite, adding the hybrid nanoparticles of MoS 2 & BN. It aims to fabricate self-lubrication parts, and the manufacturing process utilizes the technology of powder metallurgy is a favored strategy for manufacturing metal matrix nanocomposites (MMNCs). Aluminum alloys are one of the widely applied composites in MMNCs as base alloys from analysis and manufacturing estimation. As an abrasive material, Boron Nitride (BN) has a long service life and sensible wear resistance. The Molybdenum disulfide (MoS 2 ) could be a 2-dimensional semiconductor matter; it has anti-wear properties, reinforces cohesion, and reduces abrasion. Thus, it has a greasing realization that might utilized as a solid lubricator within severe heat and compression conditions. The thermal stability of BN is far more than that of diamond and has more excellent chemical stability than iron components. Therefore, BN is suitable to use for the protection of components, anti-wear, and anti-corrosion. Several experiments have been prepared to achieve optimal conditions for the alloying procedure. The samples were characterized by different methods such as XRD, SEM, EDS, physical examination, microhardness, and tribology. This study used 2, 4, and 6 weight % addition of nanoparticles MoS 2 and h-BN to the base powder alloy of Al-Si. Before tribological characterization, novel, outstanding nanocomposites are produced by mechanical milling, 7-ton pressing, and sintering at 550 °C. It is concluded that the excellent self-lubrication, high hardness, and good surface finishing of produced parts caused the wear rate to decrease whenever the hybrid addition increased to 4 %.
SLA 3b yazıcı ile nanokompozıt üretiminin optimizasyonu
3D printing is a revolutionary technology that has transformed the manufacturing industry. It is a process of creating three-dimensional objects from a CAD model or a digital 3D model using additive manufacturing technology. The surface roughness and hardness test of the parts produced using the 3D printer is one of the most important factors that greatly affect the quality of the product. The major target of this research is to find optimal values of input parameters in 3D SLA printer to minimize the surface roughness and maximize the hardness of the object using methods of experiment design such as Box-Behnken and Taguchi Method which is done with three independent parameters with three levels. The parameters are cure time, printing speed, and the weight ratio of nanoparticle mixed with the standard resin. The purpose of mixing nano clay nanoparticles with resin to improve the mechanical property of a 3D printed object is important to used in many applications. Based on the results of Response Surface Method (RSM), the optimal input parameters to obtain minimum roughness are cure time 3 s, platform speed 50 mm/s and the nanoparticle ratio %1 and the optimal input parameters to obtain maximum hardness are cure time 5 s, platform speed 100 mm/s and the nanoparticle ratio %1. In addition, the grey relation analysis for two response surface is used to find the optimal experiment conditions. It was found that the experiment 2 has the highest value of grey relational grade. The parameters of experiment number 2 is cure time is 5 s, platform speed 100 mm/s, added nanoparticle ratio % 1.