Teorik moleküler modelleme ve deneysel FT-IR ve raman spektroskopisi teknikleri ile tarihi eserlerin incelenmesi
Investigation of historical artifacts with theoretical molecular modeling and experimental FT-IR and raman spectroscopy techniques
- Tez No: 712796
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN ÖZEL, PROF. DR. SEVİM AKYÜZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 288
Özet
Geçmişten bugüne kültürel mirasımız olan tarihi tekstil dokumalarımızdan kilimler, insan yaşamında çok önemli bir değere sahiptir. Eski çağlarda yaşayan insanlar yaşamlarında sürdürebilirliği sağlamak için hayvanlardan postlar, savaş ve günlük yaşam için kıyafetler, dokumalar, ipek ve bitkilerden keten, pamuk gibi tekstil ürünleri üretmişlerdir. Bu çalışmamızda 100-200 yıllık 6 tane Güneydoğu Anadolu yöresine ait kilimlerin tarihi dokusu, yün ve selüloz yapıları incelenerek bağıl bozulmaları yorumlanmıştır. İncelenen tarihi kilimler protein lifi olan yün liflerinden ve bitkisel lif olan selülozik liflerden dokunmuş olduğu gözlenmiştir. Selülozik liflerin içinde büyük oranda selüloz bulunduğundan çalışmamızın teorik kısmında selüloz 1 alfa, selüloz 1 beta, selüloz II, selüloz III1 ve selüloz IV2 moleküllerinin 1, 2, 3 ve 4 halkalı formlarının en kararlı moleküler geometrileri Gaussian 05 paket programı kullanılarak Ab-initio hesaplamalarından Yoğunluk Fonksiyonu Teorisi (DFT) için B3LYP fonksiyonelinin 6-31G (d,p) baz seti ile optimize edilip titreşim dalgasayıları belirlenmiştir. Selüloz molekülü ve türevlerinin her biri için 1, 2, 3 ve 4 halkalı formlarına ait temel bandları karakterize etmek için titreşim kiplerinin Potansiyel Enerji Dağılımı (PED) hesaplamaları Molvib programı kullanılarak yapılmıştır. Kilim1, kilim2 ve kilim 5' de bulunan selüloz ipliklerin kimyasal bileşenlerine karşılık gelen dalga sayıları tespit edilerek literatürlerle karşılaştırılıp tablolandırılmıştır. Kilim 1 beyaz iplik, kilim 2 pembe iplik, kilim 2 bej iplik ve kilim 5 beyaz iplik selüloz iplikleri içindeki selüloz moleküllerinin (selüloz I alfa, selüloz I beta, selüloz II, selüloz III1 ve selüloz IV2 moleküllerinin) ATR-FTIR spektroskopisi ile tayin edilen 2 halkalı, 3 halkalı ve 4 halkalı formlarının hesaplanmış titreşim modları ve deneysel dalgasayıları 2 halkalı potansiyel enerji dağılımına ( PED %) bağlı olarak literatürlerle karşılaştırılması yapılıp tablolandırılmıştır. Ayrıca, band bileşen analizi de yapılarak geniş bandlar bileşenlerine ayrılmış ve titreşim dalgasayısı atamaları yapılmıştır. Yün kompozit bir yapıya sahiptir 20 amino asitin hepsini içeren 170 farklı protein-polipeptid yapısındadır. Zaman ve çeşitli koşullar nedeniyle (ısı, ışınım vs) yünün protein yapısında bozulma ve yün yapısında büyük ölçüde bulunan keratin proteininde disülfit bağlarının kopması beklenir. FTIR-ATR ve Raman spektroskopi tekniği kullanılarak amid (I, II ve III) bandları, S-S ve S-O bandları ve yapıda bulunan amino asit bandlarındaki bağıl şiddet ve dalgasayılarındaki değişimi incelenerek kilimlerin bağıl eskiliği saptanmaya çalışılmıştır. SEM görüntüleme tekniği kullanılarak incelenen kilimlerin yün ipliği ve selüloz ipliği (keten, pamuk ipliği) morfolojisindeki ayrıntılı karakterizasyonu da ayrıca yapılmıştır. Bu çalışmamızda, selülozik iplikler için“kristalite ve ”amorf" durumunu karakterize eden I1430/I895 ve I1375/I895 şiddet oranları alınarak örneklerin ampirik kristallik indeksleri hesaplanmıştır. Yün iplikler için ise, I(-SO3-) / I(S-S) şiddet oranı, A(AmidI+AmidII) /A(δCH2) alan oranı ve I(AmidI) / I(AmidII) şiddet oranları hesaplanarak ipliklerin eskimişlikleri tartışılmıştır. Selüloz I alfa, Selüloz I beta, Selüloz II, Selüloz III1 ve Selüloz IV2 moleküllerinin 1, 2, 3 ve 4 halkalı formlarının teorik modelleme yöntemi (Kuantum Mekaniksel Metod) hesaplamaları yapılarak dalgasayılarındaki değişim yorumlanarak deneyselle teorik sonuçların uyum içinde olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Rugs from our historical textile weavings, which are our cultural heritage from past to present, have a very important value in human life. People living in ancient times produced textile products such as animal skins, clothes for war and daily life, textiles, silk and linen and cotton from plants to ensure sustainability in their lives. In this study, the historical texture, wool and cellulose structures of 6 rugs belonging to the Southeastern Anatolia region of 100-200 years were examined and their relative deterioration was interpreted. It was observed that the historical rugs examined were woven from wool fibers, which are protein fibers, and flax fibers, which are vegetable fibers. Since cellulosic fiber contains a large amount of cellulose, in the theoretical part of our study, the most stable molecular geometries of 1, 2, 3 and 4 ring forms of cellulose I alpha, cellulose I beta, cellulose II, cellulose III1 and cellulose IV2 molecules were obtained from Ab-initio calculations using the Gaussian 05 package program. For the Theory of Function (DFT), the B3LYP functional was optimized with the 6-31G (d,p) basis set and vibrational wavenumbers were determined. Potential Energy Distribution (PED) calculations of the vibrational modes were made using the Molvib program to characterize the fundamental bands of the 1, 2, 3 and 4 ring forms for each of the cellulose molecules and its derivatives. The wavenumbers corresponding to the chemical components of the cellulose yarns in kilim1, kilim2 and kilim 5 were determined and compared with the literature and tabulated. Determination of cellulose molecules (cellulose 1 alpha, cellulose 1 beta, cellulose II, cellulose III1 and cellulose IV2 molecules) in kilim 1 white yarn, kilim 2 pink yarn, kilim 2 beige yarn and rug 5 white yarn by ATR-FTIR spectroscopy. The calculated vibration modes and experimental wavenumbers of the 2-ring, 3-ring and 4-ring forms are compared with the literature, depending on the 2-ring potential energy distribution (PED %) and tabulated. In addition, band component analysis was performed and broad bands were separated into their components and vibration wavenumber assignments were made. Wool has a composite structure and 170 different protein-polypeptide structures containing all 20 amino acids. Due to time and various conditions (heat, radiation, etc.), it is expected that the protein structure of the wool will deteriorate and the disulfide bonds in the keratin protein, which is largely found in the wool structure, are broken. By using FTIR-ATR and Raman spectroscopy technique, the relative age of the rugs was tried to be determined by examining the changes in relative intensity and wavenumbers in amide (I, II and III) bands, S-S and S-O bands and amino acid bands in the structure. The detailed characterization of the wool yarn and cellulose yarn (linen, cotton yarn) morphology of the rugs examined using SEM imaging technique was also performed. In this study, the empirical crystallinity indexes of the samples were calculated by taking the intensity ratios I1430/I895 and I1375/I895, which characterize the“crystalline and amorphous”state for cellulosic yarns. For wool yarns, I(-SO3-) / I(S-S) intensity ratio, A(AmidI+AmidII) /A(δCH2) area ratio and I(AmidI) / I(AmidII) intensity ratios are calculated and the aging of the yarns is discussed. The theoretical modeling method (Quantum Mechanical Method) calculations of the 1, 2, 3 and 4 ring forms of Cellulose I alpha, Cellulose I beta, Cellulose II, Cellulose III1 and Cellulose IV2 molecules were made and the changes in wavenumbers were interpreted and it was shown that the experimental and theoretical results were in agreement.
Benzer Tezler
- Sudan moleküllerinin ve metal komplekslerinin deneysel ve teorik olarak yapılarının incelenmesi
The experimental and theoretical investigation of molecular structures of sudan molecules and its metal complexes
ASLI EŞME
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA GÜNEŞDOĞDU SAĞDINÇ
- Anti-kanser ilaç adayı L-Glu-L-Gln-L-Arg-L-Pro-L-Arg pentapeptidinin moleküler modellemesi ve titreşimsel spektral analizi
Molecular modelling and vibrational spectral analysis of anti-cancer drug candidate L-Glu-L-Gln-L-Arg-L-Pro-L-Arg pentapeptide
GÖZDE YILMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. AYŞEN ÖZEL
PROF. SEVİM AKYÜZ
- Flutamıde molekülünün yapısal özellikleri ve titreşimsel spektrumlarının analizi
Structural properties of flutamide molecule and analysis of its vibrational spectra
CANSU ARMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. KUBİLAY BALCI
- Experimental and theoretical approaches in macromolecules design, synthesis, modification and nanosensor applications
Makromoleküllerin dizayn, sentez ve modifikasyonunda teorik ve deneysel yaklaşımlar ve nanosensör uygulamaları
MERVE SENEM AVAZ
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- 1H-indol-2,3-dion-3-(N-substituetiyosemikarbazon) türevlerinin ve metal komplekslerinin sentezleri, yapı tayinleri ve moleküler modelleme çalışmaları
Synthesis, structure determination and molecular modeling studies of 1H-indole-2,3-dione-3-(N-substituted thiosemicarbazone) derivatives and metal complexes
YUSUF AKKAYA