Alteration of self-assembled patterns by microorganisms in evaporating droplets
Buharlaşan damlalarda kendiliğinden oluşan desenlerin mikroorganizmalar tarafından değiştirilmesi
- Tez No: 434225
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GIOVANNI VOLPE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Kendi kendini organize etme bilimi, parçaları dağınık olan sistemlerin dışardan bir talimat olmadan, kendiliğinden düzenli bir desen ya da yapı oluşturduğu birçok işlemi kapsar [1]. Bu fenomenin örneklerine doğada neredeyse her düzeyde rastlanabilir [2]. Son yıllarda, sadece fizikte değil kimya, biyoloji ve malzeme biliminde birçok uygulamada yenilikler sunduğu için öztoplanma (self-assembly) araştırmacıların gözbebeği haline geldi [3]. Muhtelif yöntemler arasında, buharlaşan damlaları kullanmak ise sağladığı kolaylık ve sadelik sayesinde biraz daha öne çıkmakta. Bu faydaların yanısıra, buharlaşan damlaları kullanmak eşit dağılımlı tortular, merkezi tümsekler, çokgenler, altıgenler [4] ve daha çok bilinen (kahve) halkaları gibi birçok deseni elde etme olanağı da sağlayarak popülaritesini arttırmakta [5]. Ama, bu desenlerin elde edildiği çoğu çalışma, asılı kaldıkları akışkanın molekülleri ile çarpışmalarından dolayı gelişigüzel hareket eden Brown parçacıkları ile yapılmakta iken söz konusu aktif parçacıklar olduğunda çok az şey bilinmekte. Aktif parçacıkların kendi kendilerine hareket edebilme doğaları sayesinde çevrelerini Brown parçacıklarından daha farklı keşfetmeleri bu araştırma çizgisinde yeni kapılar açıyor. Aktif parçacıkların bulunduğu durumlarda neler olacağını anlamanın arayışında, buharlaşan damlalarda en çok çalışılanlardan olan Esherichia Coli (E. coli) bakterilerinin bulunduğu durumlarda kendiliğinden oluşan desenleri dijital video mikroskopi ile inceleyip araştırıyoruz. E. coli bakterilerinin kendiliğinden oluşan desenleri değiştirdiğini gösteriyoruz. Aktif ve hareketli bakterilerle elde edilen karakteristik dallantılı kristallerden ve aktivitesi kısıtlanan hareketsiz bakterilerden elde edilen düzgün kristallerden yola çıkarak, bu mikroorganizmaların aktivitelerinin tuzun kristalleşmesini etkilediğini gösteriyoruz. Elde ettiğimiz sonuçlar, diğer metodlara kıyasla, tuzun bakterilerin aktivitelerini gösteren bir biyoişaret olarak kullanılabileceği daha kolay, hızlı ve ucuz bir yöntem öneriyor.
Özet (Çeviri)
The science of self-organization comprises a diverse range of processes where a disordered system of components form ordered pattern or structure spontaneously without any external instruction [1]. Plentiful examples of this phenomenon appear in nature at almost all scales [2]. Over the past decades, self-assembly has become the apple of many researchers' eye by offering breakthroughs for many applications in not only physics but also chemistry, biology and material sciences [3]. Among several self-assembly methods, using evaporating droplets shines out as it provides ease and simplicity. Along with these advantages, it increases its popularity by providing the opportunity of obtaining a variety of patterns such as uniform depositions, central bumps, polygons and hexagons [4] and more famously (coffee) rings [5]. Nonetheless, most of the studies resulting in these patterns have been carried out by using Brownian particles which fluctuate randomly due to the collisions with the molecules of the surrounding fluid, while only little is known when it comes to active particles suspended in evaporating droplets. The self-propelling nature of active particles [6] permits them to explore their environment differently from Brownian particles and opens new doors in this research line. Being in the quest of understanding what will happen in the presence of active particles such as the well-studied bacteria Esherichia coli (E.coli), we investigate and explore the self-assembled patterns in evaporating droplets by using digital video microscopy. We demonstrate that the presence of E. coli bacteria tunes the self-assembled patterns. Moreover, we enrich the patterns by introducing salt. We show that the activity of these microorganisms has an influence on salt crystallization based on the characteristic dendritic crystals obtained with active and motile bacteria and unaltered, regular crystals obtained with non-motile bacteria with inhibited activity. Our results suggest a simpler, faster and cheaper method in which common salt can be used as a biomarker to detect bacterial activity.
Benzer Tezler
- Chemical and mechanical control of liesegang patterns in polyacrylamide hydrogels
Poliakrilamit hidrojellerde liesegang desenlerinin kimyasal ve mekanik kontrolü
RAHYM ASHIROV
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLGE BAYTEKİN
- Array platformlarında hassasiyeti arttırmak üzere diatomların kullanılması
Using diatoms in array platforms to increase sensivity
EBRU ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
- Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen karbon nanolif ve karbon nanotüplerin karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi
Characterisation and functionalization of electrospun carbon nanofibers and carbon nanotubes
MERVE YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. FİLİZ ALTAY
- Well-controlled modification of emission kinetics of colloidal semiconductor quantum wells
Kolloidal yarıiletken kuantum kuyuları ışıma kinetiklerinin iyi kontrol edilebilen değişikliği
MUHAMMAD HAMZA HUMAYUN
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Organojel yapısında lipit taşıyıcı partikül sistemlerin üretimi ve fonksiyonel özelliklerinin araştırılması
Production and investigation of some functional properties of lipid carrier systems based on organogelation
KÜBRA ŞİŞLİOĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Gıda Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN KARABULUT