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: Antibakteriyel aktivite, Halloysit, Nanotüp, Polidopamin, Antibacterial activity, Halloysite, Nanotube, Polydopamine
- 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: Belirtilmemiş.
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
- Synthesis and characterization of organic-inorganic hybrid materials
Organik-inorganik hibrit malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
MÜFİDE DURİYE KARAHASANOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Mechanics of a marine clay based on physico-chemical interactions with organic contaminants
Başlık çevirisi yok
AHMET TUNCAN
- Lıght-clay blocks ın archıtectural desıgn: proposals for an ınterlockıng modular ınfıll wall system based on straw and hemp
MİMARİ TASARIMDA HAFİF KİL BLOKLAR:SAMAN VE KENEVİR TEMELLİ, BİRBİRİNE GEÇMELİMODÜLER DOLGU DUVAR SİSTEMİ İÇİN ÖNERİLER
BENGÜ İTMEÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
MimarlıkYaşar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MATTHIEU JOSEPH PEDERGNANA
PROF. DR. YENAL AKGÜN
- Properties of limestone-calcined clay incorporated cement-based materials (LC3)
Kalsine edilmiş kil ve kalker tozu içeren çimento esaslı bağlayıcı malzemelerin geliştirilmesi (LC3)
MUHAMMAD RAFI AZIMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜNAL ANIL DOĞAN
- Impact behavior of nano-clay and nano-sio15 filled epoxy matrix based fiber reinforced composite laminates
Nanokil ve nano-sio15 katkılı epoksi matris esaslı elyaf takviyeli kompozit laminatların darbe davranışı
ATBAN RAFEA ABDO ABDO
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER YAVUZ BOZKURT
