Development of biointegrated electrospun nanofibers for environmental applications
Elektrospin yöntemi ile üretilmiş nanolif yapılara biyolojik malzemelerin entegre edilerek çevresel uygulamalar için kullanılması
- Tez No: 436340
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- 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: 186
Özet
Elektrospin yöntemi değişik polimerlerden, polimer karışımlarından, inorganik malzemelerden, supramoleküler yapılardan ve kompozitlerden nanolif/nanoağ elde edilen, kolay ve maliyeti düşük bir üretim tekniğidir. Bu nanolifler, yüksek yüzey alanları ve nano boyuttaki gözenekli (boşluklu) yapıları sayesinde sıra dışı fiziksel/kimyasal özellikler göstermektedirler. Üstün özelliklere, birçok işleve sahip olan ve fiziksel/kimyasal yollarla modifiye edilebilen bu nanolifler özellikle membran/filtre uygulamarında yüksek kullanım potansiyeline sahiptirler. Biyogiderim yöntemi sudaki kirleticilerin temizlenmesi amacıyla uygulanan yaygın bir tekniktir ve çeşitli türdeki bakteriler sucul sistemlerde biyogiderim yapması amacıyla kullanılmaktadır. Biyoentegre sistemlerin biyogiderim amacıyla kullanımı alternatif bir yaklaşım olup, daha yüksek başarı, uygulama kolaylığı ve tekrar kullanılabilirlik sağlayabilmektedir. Elektrospin edilmiş nanolifler bakteriler için uygun bir tutunma ortamı olabilir, zira elektrospin yöntemi nano/mikro düzeyde kompozit malzemelerin ayarlanabilir fiziksel ve kimyasal özelliklerde üretilmesine olanak sağlamaktadır. Tez çalışması kapsamında, elektrospin yöntemi ile üretilen nanoliflere, biyogiderim özelliği bulunan bakterilerin immobilizasyon/enkapsülasyon teknikleri kullanılarak entegrasyonu ve elde edilen biyokompozit malzemelerin atık su arıtımındaki potansiyellerinin araştırılması amaçlanmıştır. Amonyum, ağır metal, tekstil boyar maddesi ve surfaktan giderim özelliği gösteren bakterilerin nanoliflerle entegrasyonu iki farklı yaklaşımla gerçekleştirilmiştir. Birinci yaklaşımda, homojen bir morfolojide elde edilen selüloz asetat (CA), polisülfon (PSU), polistiren (PS), polikaprolakton (PCL) ve polilaktikasit (PLA) nanoliflerinin yüzeyine fiziksel yollarla bakteriler immobilize edilmiştir. Nanolif/nanoağ morfoloji veya dizilimdeki değişikliklerin bakteri tutunmasında neden olabileceği farklılıkları incelemek açısından, bu nanoliflerin, gözenekli, paralel dizilimli ve farklı çaplara sahip halleri de üretilerek etkileri incelenmiştir. İkinci yaklaşımda ise, polivinilalkol (PVA) ve polietilenoksit (PEO) polimerleri kullanılarak, bakterilerin eş zamanlı nanolif yapılarına enkapsülasyonu sağlanmıştır. Daha sonra, bu yöntemlerle üretilen biyokompozit malzemelerin entegre edilen bakterinin özelliğine göre endüstriyel atık su arıtımındaki kullanım potansiyelleri test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electrospinning is an easy and economical production technique to produce nanofiber/nanofibrous webs from different polymers, polymer mixtures, inorganic materials, supramolecular structures and composite materials. These nanofibers have unique physical/chemical properties due to their large surface areas and highly nanoporous structures. Since these nanofibers have superior properties, various functions and can be modified by physical/chemical methods, they have a great potential to be applied in membrane/filter applications. Bioremediation is a commonly used technique for removal of water contaminants, and different kinds of bacteria have been used for bioremediation of water systems. Use of biointegrated hybrid materials is an alternative approach for bioremediation, and this may provide higher efficiency, ease of application and reusability. As a carrier system, electrospun nanofibers are suitable materials for integration of bacteria, since electrospinning can allow production of nano/micro scale composites with tunable physical/chemical properties. In this thesis, it was aimed to integrate bacteria that have bioremediation capability with electrospun nanofibers by using immobilization/encapsulation techniques and test the potential of these biocomposites for treatment of contaminated water systems. The integration of bacteria that can remediate ammonium, heavy metal, textile dye and surfactant with electrospun nanofibers was achieved by two different approaches. In the first approach, bacterial cells were physically immobilized on cellulose acetate (CA), polysulfone (PSU), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL) and polylactic acid (PLA) electrospun nanofibers. In order to observe effects of nanofiber/nanofibrous web morphology and arrangements on the immobilization of bacteria, some of these nanofibers were produced as porous, parallelly arranged, and with different diameters. In the second approach, by using polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene oxide (PEO) polymers, simultaneous encapsulation of bacteria in nanofiber structures was provided. Afterwards, all these different kinds of biocomposites were tested for their remediation potential in accordance with the intended use of the integrated bacteria.
Benzer Tezler
- Menopoza ilişkin Belirti Tarama Listesi'nin geliştirilmesi: Geçerlik ve güvenirlik çalışması
Development of symptom check list related with menopause: The study of validity and reliability
NİHAN TEMİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
PsikolojiHacettepe ÜniversitesiPsikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜVEYDE BAYRAKTAR
- Development of an artificial neural network model for the estimation of chlorophyll-a in lakes
Göllerdeki klorofil-a'nın belirlenmesi için bir yapay sinirsel ağ modelin geliştirilmesi
CÜNEYT KARUL
Doktora
İngilizce
1999
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK SOYUPAK
- Development of a computer aided quality control software for the integration of CMM in meticum
Metucım bilgisayar tümleşik üretim sisteminde koordinat ölçme tezgahının entegrasyonu için bilgisayar destekli kalite kontrol yazılım geliştirilmesi
YUSUF BAŞIBÜYÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER ANLAĞAN
- Development of an axisymmetric Euler solver using finite volume method for internal and external flows
Sonlu hacim metodu kullanılarak iç ve dış akışlar için eksenel simetrik Euler çözücüsü geliştirilmesi
LEVENT KANTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HALUK AKSEL