Preparation and characterization of ultra thin films containing silver-copper nanoalloys using layer-by-layer depositon technique for antibacterial applications
Antibakteriyel uygulamalar için gümüş-bakır nanoalaşımlar içeren ve katman-katman-kaplama yöntemi ile hazırlanan ultra ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 309840
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİK SÜZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Bu yüksek lisans tezinin ana amacı, AgCu nanoalaşımlar içeren ve katman-katman-kaplama (KKK) tekniği ile oluşturulmuş ultra ince filmlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve antibakteriyel uygulamalarını incelemektir. Bu kapsamda araştırmanın ilk bölümü esas olarak Ag nanoparçacık ve bakır oksit içermeyen AgCu nanoalaşım sentezi, depolama süresince bakır oksit oluşumunun engellenmesi ve Katman-Katman Kaplama yöntemi ile polielektrolit filmlerin hazırlanması üzerine yoğunlaşmaktadır. Bu noktadan hareketle, Ag nanoparçacıkları ve AgCu nanoalaşımlar kompleks yapıcı ajan varlığında, çok güçlü indirgeyici ajanlar olan sodyum borohidrür ve hidrazin hidrat yardımı ile gümüş ve bakır tuzlarının sulu çözeltilerinin indirgenmesi ile sentezlenmiştir. Ayrıca, bu nano boyuttaki ikili alaşımların çözelti fazında kararlığı, üçüncü bir metal olan çinkonun `sacrificial anode' olarak mevcudiyetinde uzatılabilmiştir. Daha sonra da, önceden sentezlenen Ag ve AgCu nano-parçacık/alaşım içeren ultra ince polielektrolit filmler Katman-Katman kaplama tekniği kullanılarak farklı kombinasyonlarda inşa edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında katman-katman-kaplama tekniği kullanılarak hazırlanan ultra ince polielektrolit ve metal nanoparçacık içeren filmlerinin Optik (UV-visible) ve X-ray Fotoelektron Spektroskopi (XPS) teknikleri kullanılarak karakterizasyonu ele alınmıştır. Tek ve bimetalik nanoparçacıklar hakkında optik yanıt ve bilgi alabilmek için, Ag nanoparçacık ve AgCu nanoalaşım dahil edilmiş ultra ince polielektrolit filmleri de optik spektroskopi ile incelenmiştir. Bu noktadan sonra KKK filmleri, elemental ve kimyasal durum analizleri yapılarak atomik düzeyde bilgi elde etmek için `Statik XPS' metodu ile incelenmiştir. Ayrıca, moleküler düzeyde daha fazla bilgi elde etmek amacıyla numuneler `Dinamik XPS' yöntemi ile dışarıdan uygulanan elektriksel gerilim altında incelenmiştir. Gümüş ve bakırın nanoalaşım oluşturmasının sonucu olarak aynı yapısal çevrede bulunması halinde dışarıdan gelen elektriksel uyarana aynı şekilde tepki verdiği Ag3d ve Cu2p tepeciklerinin bağlanma enerjilerindeki kaymalarla kanıtlanmıştır. Son olarak, çalışmanın üçüncü bölümde sentezlenen mono-metalik ve multi-metalik nanoparçaçık çözeltilerinin ve Ag ya da AgCu nanopartiküller içeren organize ultra ince polielektrolit katmanlarının, Escherichia coli bakterisi oluşumuna karşı detaylı antibakteriyel özellikleri analiz edilmiştir. Bu yaklaşımlar AgCu nanoalaşımların çok daha iyi antibakteriyel özellik gösterdiğini ve bakır oksit içermeyen başarılı bir sentez yolunun antibakteriyel özellik üzerindeki etkisini açıkça ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The main objective of this master thesis is to explore the preparation, characterization and antibacterial applications of Layer-by-Layer (LbL) assembled ultra thin films containing AgCu nanoalloys. Within this purpose, first part of the research mainly focused on the preparation of Ag nanoparticles and AgCu nanoalloys in order to prevent the oxidation of copper to copper oxide and the formation of polyelectrolyte-AgCu nanoalloy films by Layer-by-Layer assembly. Accordingly, Ag nanoparticles and AgCu nanoalloys were synthesized by the chemical reduction of silver and copper salts in aqueous solution with the help of strong reducing agents sodium borohydride or hydrazine hydrate in the presence of complexing agent and stabilizer, then ultra thin polyelectrolyte layers containing pre-prepared AgCu nanoalloys were constructed by Layer-by-Layer deposition technique in different combinations. Also the stability of these nano sized binary alloys in solution phase were prolonged in the presence of third metal zinc as a sacrificial anode. In the second part of the study, characterization of LbL assembled ultra thin polyelectrolyte and metal nanoparticle thin films using Optical (UV-visible) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) was studied. In order to get further information on the optical response of single and bimetallic nanoparticles, Ag nanoparticle and AgCu nanoalloy incorporated ultra thin polyelectrolyte films were investigated by optical spectroscopy. In addition the LbL films were analyzed by Static XPS to extract atomic level chemical information due to elemental and chemical state analysis. In order to get further understanding at the molecular level, samples were analyzed under external bias application by Dynamic XPS and it was shown that Ag and Cu respond in the same way to applying external electrical stimuli when both are in the same environment as a result of alloy formation, as reflected by the same shifts in Ag3d and Cu2p binding energy positions. Lastly, in the third part of the study detailed antibacterial analysis of synthesized monometallic and multimetallic nanoparticle solutions and the organized ultra thin polyelectrolyte layers containing Ag and AgCu nanoclusters against Escherichia coli strain was performed. These approaches enabled us to show the better antibacterial behavior of AgCu nanoalloys as a result of successful synthesis of AgCu nanoalloy without any copper oxide formation as the end product.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of ultra-thin films containing Au and Ag nanoparticles using layer-by-layer deposition technique
Katman-katman kaplama yöntemiyle Au ve Ag nanoparçacıkları içeren ultra-ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
CAN PINAR CÖNGER
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. ŞEFİK SÜZER
- Preparation and characterization of stimuli-responsive layer-by-layer films for food technology applications
Gıda teknolojisi uygulamaları için ortam koşullarına duyarlı katman katman ince filmlerin hazırlanması ve tanımlanması
AYŞE GÜREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İREM EREL GÖKTEPE
PROF. DR. YEŞİM SOYER KÜÇÜKŞENEL
- İyon seçici sol-jel film sentezi ve optik sensör olarak kullanmı
Ion selective sol-gel film synthesis and usage as optical sensor
MERVE UMUTLU
- Bazı trimerik fosfazen türevlerinin sentezi, kristalografik, spektroskopik yöntemler ile incelenmesi ve langmuir-blodgett tekniği kullanılarak ultra-ince filmlerinin hazırlanması
The syntheses of some trimeric phosphazene derivatives and investigations by crystallographic, spectroscopic methods and fabrication of langmuir-blodgett ultra-thin films
MEHMET CİVAN
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCER HÖKELEK
- Gama ışınlarına maruz kalmış ZrO2 ince filmlerin karakterizasyonu
The characterization of ZrO2 thin films irradiated with gamma radiation
DEFNE ABAYLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN