Design of functional materials via emulsion templating: Energy and biomedical applications
Emulsiyon kalıplama yöntemiyle fonksiyonel malzeme tasarımı: Enerji ve biyomedikal uygulamalar
- Tez No: 473050
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
İşlevsel malzemeleri birbiriyle karışmadığı ortamlara karıştırmak malzeme biliminde alışılagelmiş bir zorluktur. Bu durumla başa çıkmak için kararlı emülsiyonlar kalıp olarak kullanarak katı yapılar oluşturulabilir. Tezin ilk kısmında, Pickering emülsiyon kalıplama yoluyla, asfalt yüzeylerde buzlanma-karşıtı özellik için hidrofobik stiren-bütadien-stiren (SBS) polimerini iyonik tuzları içeren hidrofilik agar fazına entegre eden bir bileşim membran tasarladık. Bileşim modifiye bitümde -2 ve -14 °C sıcaklıklardaki farklı sıcaklık kontrollü odalarda normal bitüme nazaran önemli derecede buzlanmada gecikme olduğunu ispatladık. Ayrıca bileşim modifiye bitümün biçimsel ve tuz salım özelliklerini inceledik ve 67 gün boyunca potasyum format salımı gözlemledik. Dahası magnezyum klorür ve sodyum klorür içeren değişik iyonik tuzları da inceledik. Bu sonuçlar umut vericidir ve bu bileşim modifiye bitümüm buzlanma karşıtı ve endüstriyle alakalı uygulamalardaki potansiyelini gösterir. Tezin ikinci kısmında, biyomedikal uygulamalar için su-içinde-su (s/s) emülsiyon kalıplama yöntemiyle, dekstran ve polietilen glikol (PEG)'in faz ayrımına dayanarak nanoküre PEG sentezini araştırdık ve biyomedikal uygulamalar için nano-skala PEG nanoküresi sentezini başardık. Bundan sonra, model ilaç pregabalinin nanokürelerden salım kinetiğini araştırdık. Tezin son kısmında, çaprazbağlı SBS ağı sentezledik ve sürdürülebilir ilaç salımı için SBS-PEG hibrit jelleri tasarladık. Eklem iltihabı ilacının SBS-PEG hibrit jellerden 28 güne kadar uzatılmış olan salımını başardık. Hücre canlılığı testleri PEG nanokürelerin ve SBS-PEG hibrit jellerin toksik olmadığını ve kontrollü ilaç/molekül dağıtımında kullanılabileceğini gösterdi.
Özet (Çeviri)
Incorporating functional materials into immiscible mediums has been a conventional challenge in materials science. Solid structures are formed via templating stable liquid emulsions to overcome this challenge. In the first part of thesis, we designed a composite membrane via Pickering Emulsion templating, which integrates a hydrophobic styrene-butediene-styrene (SBS) polymer phase and hydrophilic agar phase that incorporates ionic salts for anti-icing property on bitumen surfaces. We demonstrated significant freezing delay with composite-modified bitumen compared to base bitumen in different temperature controlled chambers with temperatures of -14 and -2 °C. In addition, we investigated morphological and salt release properties of composite modified bitumen and observed potassium formate release for 67 days. Furthermore, we investigated altered ionic salts consisting of potassium formate, sodium chloride or magnesium chloride. These results are promising and suggest the potential of this polymer composite-modified bitumen for anti-icing functionality and for industrially relevant applications. In seond part of thesis, we synthesized polyethylene glycol (PEG) nanospheres via water-in-water emulsion templating method based on phase separation of dextran and PEG prepolymer and achieved the synthesis of nano-scale PEG hydrogel particles for biomedical applications. Next, we investigated the release kinetics of a model drug, pregabalin from PEG nanospheres. In the last part, we synthesized photocrosslinked SBS network and designed SBS-PEG hybrid gels for sustained drug release purposes. We achieved extended release of anti rheumatoid arthritis drug from SBS-PEG gels up to 28 days. Cell-survival assay suggested that PEG nanospheres and SBS-PEG gels are non-toxic, and can be considered for controlled drug/molecule delivery.
Benzer Tezler
- Design of a functional composite membrane via particle stabilized emulsion templating
Kararlılaştırılmış, parçacıklı emulsiyon kalıplama tekniği ile fonksiyonel kompozit zar tasarımı
SELİN KANYAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilim ve TeknolojiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
- Biomedical application of an enzymatically synthesized biopolyester
Enzimatik olarak sentezlenmiş bir biyopoliesterin biyomedikal uygulaması
ŞENOL BEYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Synthesis and functionalization of 3-arm star polypentafluorostyrene via thiol/para fluoro click reaction
Üç kollu polipentaflurostiren yıldız polimerlerin sentezi ve thiol/para floro 'click' reaksiyonları ile modifikasyonu
GİZEM PALAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRKAN HIZAL
- Synthesis of waterborne, branched, functional poly(urethane)s and their applications
Su bazlı, dallanmış, fonksiyonel poliüretanların sentezlenmesi ve uygulamaları
NİHAN ONGUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK CEBECİ
YRD. DOÇ. DR. SERKAN ÜNAL
- An easy way to modify triglyceride oils for oil-based binder preparation
Yağ temelli bağlayıcı üretimi için trigliserid yağların modifikasyonunda kolay bir yöntem
DİDEM AYCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUNCER ERCİYES