Geri Dön

Gemi yüzeylerinde yosun yapışmasını ve enerji tüketimini azaltmak için çevre dostu biyolojik olarak kirlenmeyen kaplama geliştirilmesi

Developing eco-friendly antibiofouling coating to reduce algae adhesion and energy consumption in ship surfaces

PDF İndir

  1. Tez No: 1004883
  2. Yazar: SEMA NUR BELEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR CENGİZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Enerji, Chemical Engineering, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Kaynakları ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışmasında, yüzey modifikasyonu yoluyla geliştirilmiş amfifilik kaplamaların mikroalg tutunmasını ve biyolojik kirlenmeyi (biofouling) önleyici performansları sistematik olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, farklı oranlarda florlu (hidrofob) ve hidroksil (hidrofil) gruplar içeren amfifilik/zwitteriyonik yapılar (FACS) ve amfifilik/anyonik bazlı polimer kaplamalar (AMPS), cam yüzeyler üzerine uygulanarak su temas açısı, kayma hızı, kimyasal stabilite ve protein/alg yapışma testleri ile kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Yüzey karakterizasyonu sonuçlarına göre, özellikle FACS-0,45, FACS-0,6 ve AMPS-0,6 kodlu kaplamalar, düşük kayma süresi ve düşük yüzey enerjisi ile öne çıkmış, yüzeyde tutunmayı minimize eden performans göstermiştir. Kimyasal stabilite testleri sonucunda, FACS-0,6 kaplamasının en başarılı yüzey olduğu görülmüştür. Doğal ortamı simile edilmiş akvaryum sonuçlarına göre kaplamaların biyolojik kirlenme test sonuçlarına göre FACS-0,6 amfifilik yüzeyin %80,70'e varan alg adezyonu ile en yüksek biyolojik kirlenmeyi önleyerek (antifouling) etkinlik göstermiştir. AMPS-0,4-A amfifilik/anyonik yüzeyin ise %32,00 oranında başarı sağlamıştır. Ayrıca, Micro BCA protein testi ve optik mikroskop analizleri sonucunda her iki kaplamanın, kaplanmamış cam yüzeylere kıyasla protein ve alg adsorpsiyonunu anlamlı düzeyde azalttığı tespit edilmiştir. Saf kültür (C. vulgaris, N. gaditana, D. tharense) ile yapılan akvaryum deneylerinde C. Vulgaris türüne karşı FACS-0,6 yüzeyin %16,67 alg adezyonunda azalma sağlarken, N. Gaditana türüne karşı kaplamaların başarız olduğu görülmüştür. D. Tharense türüne karşı FACS-0,6 yüzeyin %82,90 alg adezyonunu engellerken AMPS-0,4-A %51,40 oranında yapışmayı azalttığı görülmüştür. Mikroskop görüntü analizleri, bu bulguları destekleyerek her iki kaplamanın yüzey üzerinde alg kümelenmesini belirgin biçimde engellediğini ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, florlu gruplar içeren amfifilik kaplamaların, yüzeydeki hidrofilik/hidrofobik denge sayesinde mikroalg kaynaklı biyolojik kirlenmeyi etkin biçimde baskılayabildiğini ve ileri düzey antifouling uygulamaları için umut vadettiğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this doctoral study, the antifouling performance of amphiphilic coatings developed through surface modification was systematically investigated in terms of their ability to prevent microalgal adhesion and biofouling. For this purpose, amphiphilic/zwitterionic structures (FACS) containing various ratios of fluorinated (hydrophobic) and hydroxyl (hydrophilic) groups, as well as amphiphilic/anionic polymer-based coatings (AMPS), were applied onto glass substrates. These coatings were comprehensively characterized by measuring water contact angle, sliding angle and velocity, chemical stability, and protein/algal adhesion. According to the surface characterization results, coatings coded FACS-0.45, FACS-0.6, and AMPS-0.6 demonstrated superior performance in minimizing surface adhesion due to their low sliding time and low surface energy values. Among them, FACS-0.6 exhibited the best chemical stability under various pH conditions. Biofouling tests conducted in a simulated natural seawater aquarium revealed that the FACS-0.6 amphiphilic surface reduced algal adhesion by up to 80.7%, showing the highest antifouling efficiency. In comparison, the AMPS-0.4-A amphiphilic/anionic surface achieved a 32% reduction. Furthermore, Micro BCA protein adsorption tests and optical microscopy analyses confirmed that both coating types significantly reduced protein and algal adsorption compared to uncoated glass surfaces. In aquarium experiments using axenic cultures of C. vulgaris, N. gaditana, and D. tharense, the FACS-0.6 surface achieved a 16.67% reduction in algal adhesion for C. vulgaris, while neither coating was effective against N. gaditana. However, D. tharense adhesion was inhibited by 82.9% on the FACS-0,6 surface and by 51.4% on the AMPS-0.4-A surface. Microscopic imaging supported these findings, showing that both coatings substantially suppressed algal clustering on the surfaces. Overall, the results demonstrate that amphiphilic coatings containing fluorinated groups can effectively suppress microalgal biofouling by optimizing the hydrophilic/hydrophobic balance on the surface. These findings suggest that such coatings hold significant promise for advanced and environmentally friendly antifouling applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    53445

    Erken Hristiyan ve ilk Bizans resim ve kabartma sanatında kaynak ve okullar (2 cilt)

    Sources and school of painting and sculpture during the early Christian and first Byzantine period

    AHMET MEHMET KİPMEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Güzel SanatlarMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    PROF.DR. SEMRA GERMANER

  2. Tez No

    838083

    Gemilerde kullanılan seçici katalitik indirgeme sistemlerinde tortu oluşumunun ve azot oksit indirgeme performanslarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of urea-deposit formation and nitrogen oxide reduction performances in selective catalytic reduction systems used on marine vessels

    TALAT GÖKÇER CANYURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

  3. Tez No

    874222

    Exploring the use of microbial fuel cells for sewage treatment on cargo and cruise ships

    Kargo ve yolcu gemilerinde atık su arıtımı için mikrobiyal yakıt hücrelerinin kullanımının araştırılması

    HÜSEYİN FATİH NACAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GAZİ KOÇAK

  4. Tez No

    112267

    FDTD ve MOM sayısal yöntemleriyle radar saçılma yüzeyi modelleme ve azaltma teknikleri

    Radar cross section modelling with FDTD and moment numerical methods and reduction techniques

    BEKİR ÇİBER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. RÜSTEM ASLAN

  5. Tez No

    942830

    Karbon fiber takviyeli polimer kompozit yüzeylerine uygun SOL-GEL yöntemiyle antifouling ve antibakteriyel özellikli kaplamaların geliştirilmesi

    Development of anti-fouling and antibacterial SOL-GEL coatings suitable for carbon fibre-reinforced polymer composites

    MUSTAFA CİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Deniz BilimleriAkdeniz Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELTEM ASİLTÜRK ERSOY

Geri Dön