Sol-gel processing of silver-doped silica and assessment of its structural and antimicrobial properties
Sol-jel yöntemiyle gümüş-aşılanmış silikat esaslı malzemelerin geliştirilmesi ve yapısal ve antibakteriyel özelliklerinin karakterizasyonu
- Tez No: 415517
- Danışmanlar: PROF. DR. CANER DURUCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Gümüş biyosit taşıyan silika esaslı antibakteriyel malzemelerin kaplama ve toz formunda sol-jel metodu ile üretim süreçleri belirlenmiş ve bu sistemlerde antibakteriyel aktiviteyi ve dayanımı belirleyen malzeme özellikleri tanımlanmıştır. Projenin ilk aşamasında gümüş aşılanmış silika esaslı tozlar tetraetil ortosilikat ve gümüş nitrat solüsyonlarının hidroliz ve yoğunlasma reaksiyonları sonucu elde edilmistir. Sol-jel kimyasında yapılan değişimlerin - asit katalizleme, asit/baz katalizleme- ve takip eden ısıl işlemlerin silika mikroyapısına ve gümüş parçacık boyutuna olan etkileri incelenmiştir. Asit katalizleme metodu ile elde edilen tozlar mikroporoz bir yapı gösterirken, asit-baz katalizleme metodu ile üretilen tozların, daha büyük gözenekli (mesoporoz) bir yapı gösterdiği bulunmuştur. Mesoporoz yapının daha büyük gümüş parçacık oluşumuna neden olarak, silika matrisin kristalleşmesini kolaylaştırdığı ve antibakteriyel performansı arttırdığı bulunmuştur. Takip eden çalışmalarda toz üretimi esnasında kullanılan sol formülasyonlari kullanılarak gümüş aşılanmış cam üstü kaplamalar hazırlanmıştır. Kaplama sonrası uygulanan ısıl işlem sıcaklığının (100-700 ºC) yapısal ve antibakteriyel özelliklere olan etkisi incelenmiştir. Gümüş nanoparçacıkların silika matriks içindeki oluşum mekanizması açıklanmıştır ve yapısal ve antibakteriyel performans özellikler arasındaki ilişki tanımlanmıştır. Göreceli olarak düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilen ısıl işlem sonucu gümüşün metalik formda kaplama yüzeyine yakın bulunduğu gözlemlenmiştir. Gümüş nanoparçacıkların yüzeye yakın bulunduğu bu kaplamaların yüksek antibakteriyel özellik gösterdiği bulunmuştur. Kalsinasyon sıcaklığının 500 ºC ve üzerine artışı ile birlikte yüzeye yakın yerlerde bulunan gümüş parçacıkların cam altlığa difuz ettiği ve buna bağlı olarak antibakteriyel performansın azaldığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Sol-gel processing routes for development of silver biocide-doped antibacterial silicate based coatings and powders were established and structural properties defining the antibacterial activity and long term durability were determined. During the first phase of this study, silver-doped silica based powders have been synthesized by hydrolysis and condensation of tetraethyl orthosilicate (TEOS, Si(OC2H5)4) in the presence of a silver nitrate (AgNO3) solution. The effects of modifications in sol-gel chemistry -acid catalysis and acid/base catalysis- and subsequent heat treatments on silica microstructure and on silver particles size were investigated. The acid-catalyzed sol-gels formed a microporous silica network whereas the two-step catalyzed silica exhibited a mesoporous structure. It was found that mesoporous structure leads to formation of bigger silver particles and promotes crystallization of silica network upon calcination and improving the antibacterial performance. In the following phase, silver nanoparticle containing silica coatings on soda-lime glass were prepared by the sol–gel process. The effect of thermal densification treatment at different temperatures in the range of 100– 700ºC on microstructure and antibacterial properties of the coatings were examined. The mechanisms for formation and distribution of silver nanoparticles in the silica matrix with respect to the calcination temperature were discussed, and the correlation between the microstructural properties and antibacterial activity was described. The investigations revealed that silver nanoparticles were mainly in the metallic state during thermal treatments and silver accumulated on the surface diffuse into glass substrate at higher calcination temperatures. A high level of antibacterial activity was observed for the coatings calcined at 300ºC or lower temperatures allowing accommodation of silver on the surface of the coating. Silver diffusion into bulk via ion-exchange with sodium and calcium ions from glass substrate during calcination at higher temperatures (500 or 700ºC) resulted in apparent degradation in the antibacterial activity.
Benzer Tezler
- Sol-gel synthesis of antibacterial silver-doped silica powders from sodium silicate (Water glass)
Sol-jel yöntemiyle sodyum silikat (Cam suyu) kullanarak antibakteriyel gümüş aşılanmış silika tozlarının sentezi
EVRİM ÖZDEM TUFAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Optimization of peltier elements in terms of mechanical behaviours and developing new peltier materials
Peltier elemanlarda mekanik açıdan optimizasyon ve yeni peltier malzemelerin geliştirilmesi
ÇAĞDAŞ BADAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMET ZOR
PROF. DR. ERDAL ÇELİK
- Experimental analyses and modeling of thermoelectric generators
Termoelektrik jeneratörlerin modellenmesi ve deneysel olarak incelenmesi
ENES KILINÇ
Doktora
İngilizce
2018
EnerjiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KURT
- Silver nitrate-oligo(ethylene oxide) surfactant mesoporous nanocomposite films and monolith
Gümüş nitrat-oligo(etilen oksit) sörfektant mezoporlu nanokompozit filmler ve monolitler
OLGA SAMARSKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER DAĞ
- Elektronik baskı uygulamalarına yönelik alaşım ve metalik nano partiküllerin üretimi
Alloy and metallic nanoparticle production for printed electronics
ŞERZAT SAFALTIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN