Elektromanyetik nanokompozitlerin biyoteknoloji uygulamalarına yönelik olarak üretimi ve geliştirilmesi
Production and development of electromagnetic nanocomposites for biotechnology appliations
- Tez No: 625422
- Danışmanlar: PROF. DR. YAŞAR MURAT ELÇİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyomühendislik, Kimya, Biochemistry, Bioengineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, polianilin polimerinin silika kaplı demir oksit nanoparçacıklar ile katkılanması sonucu biyoaktif bileşen içerikli iletken ve manyetik alana duyarlı nanokompozit malzemeler geliştirilip, sentez protokolü oluşturuldu ve bu nanokompozit malzemelerin hücre etkileşimlerini kapsayan biyoteknolojik ve biyomedikal uygulamalarda kullanım potansiyeli değerlendirildi. Çalışmanın ilk aşamasında nanokompozit malzemenin bileşenleri olan silika kaplı manyetik nanoparçacıklar (Si-MNP) ile polianilin (PANİ) polimerinin sentez ve karakterizasyon işlemleri gerçekleştirildi. Daha sonra PANİ'nin %10, %25 ve %50 oranlarında Si-MNP'ler ile katkılanması işlemi iki farklı yöntem ile gerçekleştirilerek elde edilen iletken ve manyetik alana duyarlı Si-MNP/PANİ nanokompozit yapıların sentez protokolleri oluşturuldu. Nanokompozit yapıların morfolojik özelliklerini belirlemek amacıyla SEM ve TEM analizleri, kimyasal özellikleri için FTIR, XRD ve zeta potansiyeli analizleri, termal özellikleri için TGA, manyetik özelliklerini belirlemek amacıyla VSM analizi, elektriksel iletkenlik ve termoelektrik özelliklerini belirlemek için ise sırasıyla özdirenç ölçümleri ve Seebeck analizleri gerçekleştirildi. Nanokompozit yapıların biyolojik uygulamalarda kullanım potansiyeli kan uyumluluğu ve ekstraksiyon temelli in-vitro sitotoksisite testleri ile gerçekleştirildi. İn-vitro sitotoksisite deneylerinde dermal fibroblast hücreleri kullanıldı ve hücre canlılığı MTT yöntemi ile analiz edildi. Elde edilen nanokompozit yapıların biyouyumluluğunun doza bağımlı olduğu ve biyolojik uygulamalarda kullanıma uygun olduğu sonucuna ulaşıldı. Bu tez çalışması kapsamında farklı yöntemlerle elde edilen biyoaktif bileşen içerikli, iletken ve manyetik alana duyarlı nanokompozitlerin bileşimleri benzer olmasına karşın, sentez ortamları ve basamaklarının farklı olmasından dolayı manyetik, elektriksel ve ısıl özelliklerinin birbirinden farklılıklar gösterdiği belirlendi. Sonuç olarak, tez çalışması kapsamında optimize edilen sentez protokollerinin ve geliştirilen Si-MNP/PANİ nanokompozitlerinin hedeflenen uygulama alanına spesifik olarak seçilmesi sonucunda, bu uygulama alanlarında üstün özellikler gösterebilen nanokompozitlerin elde edilebileceği sonucuna ulaşıldı.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, conductive and magnetic field-sensitive nanocomposite structures containing bioactive components were developed by doping polyaniline with silica coated iron oxide nanoparticles. Synthesis protocols of the nanocomposites were optimized and the potential for use in biotechnological and biomedical applications were evaluated. In the first part of the study, the synthesis and characterization of silica-coated magnetic nanoparticles (Si-MNP) and polyaniline (PANI) polymer in the composition of the nanocomposite material were performed. Then, the doping process of PANI with 10%, 25% and 50% of Si-MNPs was carried out by two different methods and the synthesis protocols of conductive and magnetosensitive Si-MNP/PANI nanocomposite structures were optimized. The morphological properties of the obtained nanocomposite structures were determined by SEM and TEM, chemical properties by FTIR, XRD and zeta potential, the thermal properties by TGA, magnetic properties by VSM, and finally the electrical conductivity and thermoelectric properties were determined by resistivity measurements and Seebeck analysis, respectively. Biocompatibility studies of nanocomposite structures were performed using hemocombatibility and the extraction-based in vitro cytotoxicity assay. Dermal fibroblast cells were used during the in vitro cytotoxicity experiments and the cell viability was analyzed by the MTT method. As the conclusion, biocompability of the Si-MNP/PANI nanocomposites was found to be dose-dependent, and showed potential for use in prospective biological applications. In this study, conductive and magnetic field-sensitive, bioactive component-containing Si-MNP/PANI nanocomposites were developed by different methods. It was found that the magnetic, electrical and thermal properties of the nanocomposites synthesized by different methods differed although their chemical compositions were the same. It was concluded that the selection of the synthesis protocol allows the development of Si-MNP/PANI nanocomposites that exhibit superior properties according to the field of application.
Benzer Tezler
- Nanopartikül katılmış pan nanofiberler ile güçlendirilmiş termoplastik kompozitlerin üretimi, X-ışını ve elektromanyetik dalgaların soğurulması
Production of thermoplastic composites reinforced with nanoparticle added pan nanofibers, absorption of X-ray and electromagnetic waves
MUSTAFA MERT KURDİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiNecmettin Erbakan ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AVCI
- Development of electromagnetic wave absorption properties of graphene-based nanocomposites by using stochastic optimization methods
Grafen tabanlı nanokompozitlerin elektromanyetik dalga soğurma özelliklerinin stokastik optimizasyon yöntemleri kullanılarak geliştirilmesi
KEMAL BARTU AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHULLAH GÜNEŞ
DOÇ. DR. LEVENT AYDIN
- Elektromanyetik kalkanlama uygulamalarına yönelik epoksi matrisli nanokompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of epoxy matrix nanocomposites for electromagnetic shielding applications
BEGÜM BERİL İNCECİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZARİFE GÖKNUR BÜKE
- Karbon nanotüp takviyeli segrege san/aype çok fonksiyonlu nanokompozitlerin geliştirilmesi ve elektromanyetik kalkanlama performanslarının belirlenmesi
Carbon nanotube reinforced ldpe/san thermoplastic nanocomposites: thermo-mechanical and electromagnetic interference shielding properties
ONUR DİVAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN ESKİZEYBEK
- Lanthanide and/or quantum dot doped luminescent glasses/glass nanocomposites as wavelength convertors for advanced opto electronic applications
İleri opto-elektronik uygulamalar için dalga boyu dönüştürücüler olarak lantanit ve/veya kuantum nokta katkılı luminesan cam ve cam nanokompozitler
ORHAN KIBRISLI
Doktora
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU