Development of multifunctional nanofibrous materials via electrospinning
Elektroeğirme yöntemi ile çok fonksiyonlu nanoliflerden oluşan malzemelerin geliştirilmesi
- Tez No: 367511
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 346
Özet
Elektroeğirme yöntemi ile elde edilen nanolifler yüksek yüzey alanı, nano boyutta gözenekleri, yüksek kapsülleme verimi, düşük ağırlığı ve fiziksel/kimyasal modifikasyon çeşitliliği sebebiyle fonksiyonel tekstil, biyomedikal, enerji, sensör, biyoteknoloji ve gıda paketlemesi alanlarında ilgi çekmektedir. Siklodekstrinler (CD) değişik moleküller ile kovalent olmayan misafir-ev sahibi inküzyon kompleks (IC) oluşturabilme yetenekleri sayesinde ilaç, kozmetik, tekstil, fonksiyonel gıda ve filtrasyon endüstrilerinde kullanılabilirler. Bunların yanı sıra, atomik katman kaplama (ALD) tekniği sıcaklık hassasiyesti olan organik maddelere metal oksit kaplanması için etkin bir biçimde kullanılabilir. Bu tezde, ilk olarak, antibakteriyel ve/veya antioksidan özellikleri olan biyoaktif bileşimlerin (vanilya, öjenol, geraniol, triklosan) CD-IC'leri elektrospin yöntemi sırasında nanoliflerin içerisine katılmıştır. CD-IC'ler sayesinde bu bileşimlerin ısıl dayanımı, kontrollü/devamlı salımı, çözünürlükleri ve etkinlikleri geliştirilmiştir. CD-IC'lerin bu özellikleri ile nanoliflerin yüksek yüzey alanı ve nanoboyutta gözenekli yapısı birleştirilmiştir. Bu nedenle elde edilen fonksiyonel nanolifler gıdalarda güven/kalite sağlayıp gıdaların raf ömürlerini uzatarak, gıda kaynaklı hastalıkları engellemek amacıyla paketleme malzemesi olarak oldukça kullanışlı olabilirler. Diğer taraftan, hem nanoliflerin yüksek yüzey alanı ve nanoboyutta gözenekli yapılarının hem de CD'lerin IC oluşturma kabiliyetlerinin avantajları kullanılarak havadan istenmeyen kokuların ve zararlı atık moleküllerin etkin bir şekilde uzaklaştırılması için CD içeren nanolifler geliştirilmiştir. CD'ler suda çözündüğü için, sulu ortamda poliaromatik hidrokarbonların moleküler filtrasyonunu sağlamak amacıyla CD polimeri (CDP) kaplanmış nanolifler de elde edilmiştir. Ayrıca, su saflaştrılması ve atık arıtımında etkili ve enerji tasarrufu sağlayan yenilikçi membran malzemeleri geliştirmek için elektrospin ile elde edilen nanoliflerin üzerine ALD tekniği ile metal oksitler (ZnO, TiO2) kaplanmıştır. Böylece, yüksek yüzey alanına sahip bu nanoliflerin fotokatalitik özellikleri sayesinde su içerisindeki organik kirliliklerin bozunması sağlanmıştır. Sonuç olarak, filtrasyon, gıda paketlemesi ve fonksiyonel tekstil alanlarında nanoliflerin kullanım potansiyellerini arttırmak amacıyla nanoliflerin içerisine CD-IC veya CD katarak, ya da yüzeylerine CDP veya metal oksit (ZnO, TiO2) kaplayarak çok fonsiyonlu nanolif tabanlı malzemeler geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electrospun nanofibers are very attractive for many applications including functional textile, biomedical, energy, sensor, biotechnology, food packaging and filtration due to their large surface area to volume ratio, pores in nano range, high encapsulation efficiency, low basis weight and design flexibility for physical/chemical modification. Cyclodextrins (CD) are applicable in several industries such as pharmaceutical, cosmetic, textile, functional food and filtration owing to their intriguing ability to form non-covalent host-guest inclusion complexes (IC) with a variety of molecules. Furhermore, atomic layer deposition (ALD) technique can be effectively used to deposit metal oxides onto temperature-sensitive polymeric substrates. In this dissertation, initially, CD-IC of bioactive compounds (vanillin, eugenol, geraniol, triclosan) having antibacterial and/or antioxidant properties were incorporated into electrospun nanofibers via electrospinning. Higher thermal stability, controlled/sustained release, enhanced solubility and functionality of these compounds have been provided by CD-IC. These specific properties of CD-IC have been combined with high surface area and nanoporous structure of electrospun nanofibers. Thereby, the resulting functional nanofibrous materials can be quite applicable in active food packaging in order to prevent foodborne diseases by providing safety/quality of nutrition and extending shelf life of food. On the other hand, CD incorporated electrospun nanofibers have also been developed for efficient removal of unpleasant odors, hazardous organic waste molecules from air by taking advantages of not only high surface area and nanoporous structure of nanofibers but also IC capability of CD. Since CD are water soluble, CD polymer (CDP) coated onto nanofibers have been also obtained for molecular filtration of polyaromatic hydrocarbons from aqueous environment. Moreover, metal oxides (ZnO, TiO2) have been deposited onto electrospun nanofibers via ALD in order to develop efficient and energy saving innovative nanofibrous membrane materials for water purification and waste treatment. Thus, organic pollutants in water have been effectively disintegrated by photocatalytic activity of these nanofibrous filtering materials having high surface area. Overall, the multifunctional electrospun nanofibrous materials have been improved by incorporating CD-IC or CD into the fiber matrix; by coating either CDP or metal oxides (ZnO, TiO2) onto fiber surface to enhance possible applications of nanofibers for filtration, food packaging, functional textiles, etc.
Benzer Tezler
- Basınca duyarlı MWCNTS dekoratif elektrospun MWCNTS/TPU nanolif yapıların sentez ve piezorizistif karakterizasyonu
Synthesis and piezoresistive characterization of pressure‐ sensitive MWCNTS decorated electrospun MWCNTS/TPU nanofibrous structures
İHSAN FATİH ERTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET UZUN
DR. ABDULKADİR ŞANLI
- Nöral doku mühendisliği için biyoaktif doku iskelelerinin geliştirilmesi ve kök hücreler üzerinde biyolojik etkilerin incelenmesi
Development of bioactive tissue scaffolds for neural tissue engineering and investigation of biological effects on stem cells
BETÜL MUTLU ÖZÇINAR
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. RABİA ÇAKIR
- Termoset polyester reçine esaslı çok fonksiyonlu kompozit malzemelerin geliştirilmesi
Development of multifunctional composite materials based on thermoset polyester resin
DENİZ KARABULUT
Doktora
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDE ÇELEBİ
PROF. DR. MUSTAFA ERDEM ÜREYEN
- Fototermal terapide kullanılmak üzere çok fonksiyonlu nanotaşıyıcıların geliştirilmesi
Development of multifunctional nanocarriers for use in photothermal therapy
BÜŞRA ÇETİN
- İlaç etken maddelerinin tayini ve fotokatalitik giderimi için çok fonksiyonlu hibrit nanomateryallerin geliştirilmesi
Development of multifunctional hybrid nanomaterials for the determination and photocatalytic removal of pharmaceutical active ingredients
GÖKHAN SARP
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiErciyes ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN YILMAZ