Studies of polysaccharide adsorption onto model cellulose surfaces and self-assembled monolayers by surface plasmon resonance spectroscopy
Yüzey plazmon rezonans spektrokopisiyle model selüloz yüzeylere ve kendinden montajlı tek tabakalar üzerine polisakkarit adsorpsiyonu çalışmaları
- Tez No: 761517
- Danışmanlar: PROF. DR. ALAN ESKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Polisakkaritler, Selüloz, Yüzey plazmon rezonans teorisi, Adsorption, Polysaccharides, Cellulose, Surface plasmon resonance theory
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Vırgınıa Polytechnıc Instıtute And State Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Fizikokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hava/su ve katı/su arayüzlerindeki polimer adsorpsiyonu çalışması boyunca, yüzey gerilimi ölçümleri ve yüzey plazmon rezonans (SPR) spektroskopisi, yapısal ve termodinamik bilgilerin elde edilmesi için anahtar yöntemler olarak tanımlanmıştır. Bu teknikler, pullulan (P) ve pullulan sinnamatların (PC'ler), 2-hidroksipropiltrimetilamonyum ksilanlar (HPMAX'lar) ve hidroksipropil ksilanların (HPX'ler) hava/su ve selüloz/su ara yüzey özelliklerini belirlemek için kullanıldı. Pullulan'ın sinnamat gruplarıyla hidrofobik modifikasyonu, rejenere selülozun model yüzeylerine adsorpsiyonunu teşvik etti. PC adsorpsiyonuna hidrofilik ve hidrofobik etkileşimlerin nispi katkılarını anlamak için, PC adsorpsiyonu farklı fonksiyonel gruplara sahip kendinden montajlı tek tabakalar (SAM'ler) üzerinde de incelenmiştir. Sinamat sübstitüsyonunun derecesi arttıkça, selüloz, metil-sonlu SAM'ler (SAM-CH3) ve hidroksil-sonlu SAM'ler (SAM-OH) üzerinde daha fazla adsorpsiyon gözlendi. Bu çalışma, tek başına hidrojen bağının selüloz üzerine PC adsorpsiyonu için tam bir açıklama sağlayamayacağını göstermiştir. Farklı sübstitüsyon derecelerine (DS) sahip katyonik 2-hidroksipropiltrimetilamonyum (HPMA) ksilanların SAM'ler ve rejenere selüloz üzerine adsorpsiyonu SPR ile incelenmiştir. Yüzey konsantrasyonu (Г), 0,10'luk bir ara HPMA DS'de karboksilik asitle sonlandırılmış SAM'ler (SAM-COOH) üzerine HPMAX adsorpsiyonu için bir maksimum (Гmax) sergilemiştir. Bu gözlem, polimer omurgası boyunca daha yüksek doğrusal yük yoğunlukları nedeniyle daha yüksek HPMA DS'ye sahip adsorbe edilmiş HPMAX'lar için nispeten düz bir konformasyonun göstergesiydi. Rejenere selüloz ve SAM-OH yüzeylerinde HPMAX adsorpsiyonu için gözlemlenen Г, SAM-COOH yüzeyleri üzerindeki HPMAX adsorpsiyonuna kıyasla nispeten düşüktü. Wilhelmy plakası yöntemi ile belirlenen HPX'in sulu çözeltileri için yüzey gerilimi ölçümleri, artan hidroksipropil (HP) DS ile yüzey gerilimi değişikliklerinin (Δγ = γwater – γHPX(aq)) arttığını ve kritik agregasyon konsantrasyonlarının genel olarak azaldığını göstermiştir. Bu nedenle, sulu çözünürlüğü sağlamak için HP sübstitüsyonu gerekli olsa da, aşırı hidroksipropilasyon suda agregasyonu teşvik etmiştir. SPR çalışmaları, HPX'lerin rejenere selüloz veya SAM-OH yüzeylerine (alt tek tabaka kaplama) önemli ölçüde adsorbe etmediğini göstermiştir. Buna karşılık HPX, SAM-CH3 yüzeylerine (~ tek tabaka kaplama) adsorbe etmiştir. Toplu olarak, bu çalışmalar, doğal polimerlerin, yeterli kimyasal kontrole sahip yüzey değiştirici maddeler üretmek için kimyasal olarak değiştirilebileceğini gösterdi; bu sayede, elde edilen sistemlerin yüzey özellikleri, kimyasal yapı ve moleküller arası etkileşimler açısından açıklanabilir.
Özet (Çeviri)
Throughout the study of polymer adsorption at the air/water and solid/water interfaces, surface tension measurements and surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy have been identified as key methods for the acquisition of structural and thermodynamic information. These techniques were used to determine air/water and cellulose/water interfacial properties of pullulan (P) and pullulan cinnamates (PCs), 2-hydroxypropyltrimethylammonium xylans (HPMAXs), and hydroxypropyl xylans (HPXs). Hydrophobic modification of pullulan with cinnamate groups promoted adsorption onto model surfaces of regenerated cellulose. In order to understand the relative contributions of hydrophilic and hydrophobic interactions towards PC adsorption, PC adsorption onto self-assembled monolayers (SAMs) with different functional groups was also studied. As the degree of cinnamate substitution increased, greater adsorption onto cellulose, methyl-terminated SAMs (SAM-CH3), and hydroxyl-terminated SAMs (SAM-OH) was observed. This study showed that hydrogen bonding alone could not provide a complete explanation for PC adsorption onto cellulose. The adsorption of cationic 2-hydroxypropyltrimethylammonium (HPMA) xylans with different degrees of substitution (DS) onto SAMs and regenerated cellulose was studied by SPR. Surface concentration (Г) exhibited a maximum (Гmax) for HPMAX adsorption onto carboxylic acid-terminated SAMs (SAM-COOH) at an intermediate HPMA DS of 0.10. This observation was indicative of a relatively flat conformation for adsorbed HPMAXs with higher HPMA DS because of higher linear charge densities along the polymer backbone. Г observed for HPMAX adsorption onto regenerated cellulose and SAM-OH surfaces was relatively low compared to HPMAX adsorption onto SAM-COOH surfaces. Surface tension measurements for aqueous solutions of HPX by the Wilhelmy plate technique showed that surface tension changes (Δγ = γwater – γHPX(aq)) increased and critical aggregation concentrations generally decreased with increasing hydroxypropyl (HP) DS. Hence, even though HP substitution was necessary to induce aqueous solubility, excessive hydroxypropylation promoted aggregation in water. SPR studies indicated that HPXs did not adsorb significantly onto regenerated cellulose or SAM-OH surfaces (submonolayer coverage). In contrast, HPX did adsorb (~monolayer coverage) onto SAM-CH3 surfaces. Collectively, these studies showed natural polymers could be chemically modified to produce surface modifying agents with sufficient chemical control, whereby the surface properties of the resulting systems could be explained in terms of chemical structure and intermolecular interactions.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Nükleer rezonasta moleküler yapıların incelenmesi (yapısal faz geçiş kuramları üzerine bir inceleme)
Başlık çevirisi yok
ABDURRAHMAN ANDİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Fizik ve Fizik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTAÇ YALÇINER
- Cam ve plastik seraların sonbahar domates üretimi yönünden karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
ERGUN DURAN
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Doğuştan kalça çıkıklı hastalarda kalça patolojilerinin bilgisayarlı tomografi ile değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
NECDET ŞÜKRÜ ALTUN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Ortopedi ve TravmatolojiGazi ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ORHAN ASLANOĞLU