Vapor phase synthesis of smart membranes for macromolecule separation applications
Makromolekül ayırma uygulamaları için buhar fazında sentezlenmiş akıllı membranlar
- Tez No: 488362
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖZDE İNCE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Günümüzde, kimyasal ve biyokimyasal üretim sektöründe yüksek saflıkta moleküller elde etmek için maliyeti düsük ve kısa sürede sonuç veren ileri teknoloji sentez ve gelismis arıtma yöntemleri gerekmektedir. En önemli metotlardan biri, membranlarda geçirgenliği ve seçiciliği arttırmaya yönelik fonksiyonel polimerler kullanmaktır. Akıllı membranlar pH, sıcaklık, iyonik kuvvet, ısık, elektrik alan ve manyetik alan gibi çevresel değisimlere karsı fizikokimyasal özelliklerini değistirirler. Bu çalısmada, membranların geçirgenliğini ve seçiciliğini arttırmak adına, buhar biriktirme yöntemleri ile farklı ayrıstırma membranlarını tasarlamak ve üretmek hedeflenmistir. Uyarıya duyarlı polimerler, geçirgenliği kontrol etmek ve salınım kinetiğini ayarlamak amacıyla membranların fonksiyonlanması için kullanılmıstır. Birinci bölümde, gözeneksiz, asırı-ince, genis alanlı, desteksiz fonksiyonel membranlar gelistirilmistir. Farklı boyut ve kutupsallıktaki model boya moleküllerinin ayrısmasında, membran geçirgenliği ve seçiciliğini kontrol etmek için gözenek boyutu ayarlanmıstır. Đkinci kısımda, hibrit membranlar, AAO sablonlu gözeneklerin akıllı polimerler kullanılarak modifiye edilmesi ile üretilmistir. Membranlar ve makromoleküller arası sekil, boyut ve yük etkilesimleri, farklı pH değerlerindeki membran gözenek boyutu kontrolü ile elde edilen membran seçiciliğinde en önemli faktörlerdir. Đki farklı pH yanıtlı, çift taraflı Janus membranları, protein moleküllerinin membrane boyunca akısının kontrolü için geçit membranı olarak gelistirilmistir. Anahtar sekilli konformal olmayan kaplamalar, protein difüzyonunun asit ortamına bağlı olarak protein engellenmesi, geciktirilmesi ve salınımı ile kontrol edilmesini sağlamıstır. Ek olarak, nanokanalların sekli, proteinlerin membranlar ile ayrıstırılmasında bir diğer kritik faktördür. Simetrik silindirik ve asimetrik konik sekilli fonksiyonlandırılmıs nanokanallar, protein akısı ve ayrıstırılmasını kontrol etmek amacıyla gelistirilmistir. Son olarak, eksi yüklü ve yüksüz membranlar, aynı boyutlu fakat farklı yüklü iki proteinin ayrıstırılması için pH duyarlı polimerler ile üretilmistir.
Özet (Çeviri)
Today, state-of-the-art synthesis and advanced purification at a reasonable price and in a short time is necessary to reach the high purity of molecules in chemicals and biochemical manufacturing industry. One of the most important methods is to use functional polymers in order to increase the permeability and selectivity of commonly used membranes. Smart membranes change their physicochemical properties in response to changes in their environment such as pH, temperature, ionic strength, light, electric and magnetic fields. The main goal of this thesis is to design and prepare different types of separation membranes via vapor polymerization methods to improve the permeability and selectivity of the membranes. Stimuli responsive polymers are used to functionalize the membranes for triggered control of permeation and tuning of the release kinetics. In the first chapter, nonporous, ultra-thin large area free-standing functional membranes are developed. The mesh size is tuned to control the permeability and selectivity of the membranes for separation of model dye molecules with different size and polarity. In the second part, hybrid membranes are produced by modifying AAO template pores using smart polymers. Shape, size and charge interactions between the membranes and macromolecules are the key factors in controlling the membrane selectivity via changing the membrane pore size at different pH values. Double-sided Janus membranes with two different pH responses are developed as gating membranes to control the flow of the protein molecules through the membrane. The key-shaped non-conformal coatings allow to control protein diffusion by blocking, delaying and releasing protein depending on the acidity of the medium. Furthermore, the shape of the nanochannels is another critical factor in separation of proteins by membranes. Membranes with symmetric cylindrical and asymmetric conical functionalized nanochannels are developed to control the protein flux and separation. Finally, negatively charged and neutral membranes are fabricated to separate two proteins with the same size but different charges using pH responsive polymers.
Benzer Tezler
- Termokromik özellik gösteren vanadyum oksit esaslı ince film kaplamaların sol-jel yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of vanadium oxide-based thermochromic thin films produced by sol-gel method
MELİS CAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
YRD. DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Isıya ve pH'A duyarlı akıllı tekstillerin geliştirilmesi
Development of thermo-responsive and pH sensetive smart textiles
SENA DEMİRBAĞ GENÇ
Doktora
Türkçe
2019
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENNUR ALAY AKSOY
- Taze meyve sebze ürünlerinin modifiye atmosferde paketlenmesine yönelik ambalaj malzemesi geliştirme
Development of a packaging material for modified atmosphere packaging of fresh produce products
DENİZ TURAN KUNTER
Doktora
Türkçe
2018
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ
- Synthesis of copper zinc tin sulfide CZT(S,Se) with solution based method and formation and characterization of CZT(S,Se) thin films for photovoltaic application
Solüsyon yöntemiyle CZTS sentezi ve fotovoltaik devreler için CZTS ince film oluşturma ve film özelliklerini inceleme
RIDVAN ERĞUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÜLKÜ ARICI