Clay-based photothermal agents for antibacterial applications
Antibakteriyel uygulamalar için kil bazlı fototermal ajanlar
- Tez No: 761762
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİYE ÜNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Etkili fototermal aktiviteye sahip ışıktan ısıya dönüşüm nanoparçacıkları, ışıkla uzaktan ısıtılan fototermal malzemelerin tasarımında önemli bir rol oynamaktadır. Bu tezde, yeni kil bazlı fototermal ajanlar ve bunların hava filtreleri için ışıkla aktive olan bir antibakteriyel kaplama olarak kullanımları sunulmuştur. Bir fototermal polimer olan polidopamin (PDA) ile kaplanarak, halloysit nanotüpler (HNT'ler), yakın kızılötesi (NIR) ışıkla uzaktan etkinleştirilebilen nano-ısıtıcılara dönüştürüldü. HNT-PDA nanohibritleri, ışıkla aktive olan sıcaklık yükselmeleri açısından araştırıldı ve NIR ışığına maruz kaldıklarında HNT'ler üzerindeki PDA kaplama miktarıyla orantılı olarak ısındıkları gösterildi. HNT-PDA nanohibritlerinin fototermal aktivitesinin çoklu NIR ışınlama döngüleri üzerindeki kararlılığı ve yeniden kullanılabilirliği incelenmiştir. HNT-PDA nanohibritleri ile tedavi edilen Staphylococcus aureus'un (S. aureus), 5 dk ışınlamada canlılıkta 6,3 log azalma ile sonuçlanan NIR ışınlaması üzerine fiziksel olarak bozulduğu gösterilmiştir. HNT-PDA nanohibritlerinin antibakteriyel uygulamalardaki potansiyel kullanımının bir göstergesi olarak, bunların hava filtrasyon membranları üzerinde ışıkla aktive olan antibakteriyel hava filtrelerine dönüştürülmesi için kaplama olarak kullanımları incelenmiştir. Ticari bir HEPA filtresi, NIR ışığına maruz kaldığında mikroorganizmaları öldürmek için yeterli sıcaklıklara ısıtılabilen hava filtreleri ile sonuçlanan HNT-PDA nanohibritleri ile spreyle kaplanmıştır. S. aureus ile muamele edilmiş HNT-PDA nanohibritleri kaplı HEPA filtreleri, 20 dk NIR ışımasından sonra 3.4 log öldürme aktivitesi sergiledi. Ayrıca filtre yüzeyinde oluşan S. aureus biyofilminin NIR ışığına maruz bırakılarak yok edildiği gözlemlendi. Hava filtresi üzerindeki HNT-PDA kaplamanın filtrasyon performansını olumsuz etkilemediği gösterildi. Ek olarak, HNT-PDA kaplı hava filtreleri, biyoaerosol giderimi ve deaktivasyon performanslarında mükemmel aerosol filtrasyon verimliliği gösterdi. Bu tezde sunulan yeni kil bazlı fototermal ajanlar, çeşitli uygulamalarda ışıkla aktive olan antibakteriyel ajanlar olarak kullanım için güçlü bir potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
Light-to-heat conversion nanoparticles with effective photothermal activity play an important role in the design of photothermal materials that are remotely heated by light. In this thesis, novel clay-based photothermal agents and their utilization as a light-activated antibacterial coating for air filters were presented. By coating them with polydopamine (PDA), a photothermal polymer, halloysite nanotubes (HNTs) were turned into nano-heaters that can be remotely activated by near infrared (NIR) light. HNT-PDA nanohybrids were investigated in terms of their light-activated temperature elevations and were demonstrated to heat up proportionally to the amount of PDA coating on HNTs upon exposure to NIR light. The stability and reusability of the photothermal activity of the HNT-PDA nanohybrids upon multiple NIR irradiation cycles were studied. Staphylococcus aureus (S. aureus) treated with HNT-PDA nanohybrids were shown to be physically disrupted upon NIR irradiation resulting in 6.3 log reduction in viability in 5 min irradiation. As a demonstration of the potential use of HNT-PDA nanohybrids in antibacterial applications, their utilization as coatings on air filtration membranes for turning them into light-activated antibacterial air filters was studied. A commercial HEPA filter was spray-coated with HNT-PDA nanohybrids resulting in air filters, which can be heated to temperatures sufficient to kill microorganisms when exposed to NIR light. HNT-PDA nanohybrids coated HEPA filters treated with S. aureus presented a 3.4 log killing activity after 20 min NIR irradiation. Furthermore, it was observed that the S. aureus biofilm established on the filter surface was eradicated via NIR light exposure. The HNT-PDA coating on the air filter was shown not to negatively affect the filtration performance The HNT-PDA coated air filters presented excellent aerosol filtration efficiency in addition to their bioaerosol removal and deactivation performance. The novel clay-based photothermal agents presented in this thesis have a strong potential for utilization as light-activated antibacterial agents in various applications.
Benzer Tezler
- Antimikrobiyal ve antikanser özellikli halloysit esaslı kappa karragenan/PEG nanokomopozitinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of halloysite based kappa carrageenan/PEG nanocomposite with antimicrobial and anticancer properties
GİZEM KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELCAN KARAKUŞ
- In sıtu polimerizasyon ile yağ bazlı polimer ?organokil nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of oil based polymer/organokil nanocomposites by in situ polymerization
YAĞMUR BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMEL AKYOL
PROF. DR. A. TUNCER ERCİYES
- Engobsuz duvar karosu (monoporoza) üretimi için sır kompozisyonlarının geliştirilmesi.
Development of matte glaze compositions for (monoporosa) wall tile without engobe.
BAYRAM ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriDumlupınar ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TUNCER
- Sodyum bor hidrürlü bir hidrojen üretim sisteminde farklı kil bazlı katalizörlerin hidrojen üretimine etkileri
Effects of different clay-based catalysts on hydrogen production in a sodium boron hydride hydrogen production system
NURAN SELVİTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiSiirt ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASIM BALBAY
- Kil katkıların sert poliüretan köpüklerin ısıl iletkenlik ve basma dayanımı özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of clay based additives on the thermal conductivity and compressive strength properties of rigid polyurethane foams
KÜBRA SARPER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ERDEM