Geri Dön

Design and synthesis of green nanostructures and their applications

Yeşil nano yapıların tasarımı ve sentezi ve uygulamaları

PDF İndir

  1. Tez No: 830124
  2. Yazar: MILAD TORABFAM
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MERAL YÜCE, DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL BAYAZIT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

Nanobilimdeki gelişmeler yeşil kimyada yeni araştırma alanlarının yolunu açmıştır. Çeşitli boyut, şekil ve modifikasyonlara sahip nanoyapılar, üstün mekanik ve antimikrobiyal özelliklerinden dolayı birçok algılama, antimikrobiyal ve plazmonik uygulamada önemli bir potansiyele sahiptir. Son yıllarda, bir matris içinde dar bir boyut dağılımına sahip saf nanokristallerin etkin üretimi çok zor olmuştur. Ayrıca, gelişmiş uygulamalar için tam potansiyellerini elde etmek son derece önemlidir. Bu tez esas olarak nanoyapıların tasarımı ve sentezi ile uygulamalarının değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Bu tez çalışmasında, çeşitli sentez yöntemleri kullanılarak antimikrobiyal özelliklere sahip dar dağılımlı nanopartiküllere sahip nanoyapılar sentezlendi. Gümüş nanopartiküllerin pratik sentezi, hem indirgeyici hem de stabilize edici madde olarak bir alg kaynağı olan Chlorella vulgaris kullanılarak gümüş nitrat çözeltisinin indirgenmesi yoluyla elde edildi. Bu sentez için gereken enerji mikrodalga radyasyonu ile sağlandı. Yüksek kararlılığa (-17mV'lik bir zeta potansiyeli), 1-50 nm'lik hidrodinamik boyut dağılımına ve çoğunlukla küresel şekle sahip gümüş nanopartiküller, 10 dakikalık bir işlemle elde edildi. Üretilen gümüş nanopartiküllerin antibakteriyel özellikleri, Salmonella enterica subsp. enterica serovar typhimurium ve Staphylococcus aureus'a karşı doğrulandı. Ayrıca, uzun süredir devam eden bir nanokompozit üretim zorluğunun üstesinden ilk kez mikrodalga gücüyle çalışan akışkan sistemimiz geldi. Reaktiflerin konsantrasyonunun etkisi, mikrodalga gücü, ve akış hızı sistematik olarak incelenmiştir. Ortalama boyutu ~2,59 ± 0,639 nm olan eşit dağılmış gümüş nanoparçacıkları taşıyan naylon-6 nanokompozit, yeşil bir solvent olan formik asit kullanılarak ~50–55 °C'de ~2 dakika içinde sürekli olarak üretildi. MWF tarafından üretilen nanokompozit'lerdeki küçük boyutlu gümüş nanopartiküller göz önüne alındığında, Escherichia coli, Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa ile yapılan antibakteriyel aktivite testleri, konveksiyonel ısıtmaya sahip olan akışkan bir sistemde üretilen büyük gümüş nanopartikül taşıyan (∼50 nm) nanokompozit'lerinkine kıyasla üstün aktivite gösterir. Ayrıca, mikrodalga destekli bir akış sistemi, ortalama çapı 10 nm'den küçük ve dar boyut dağılımına sahip bakır nanoparçacıklara sahip poliamid 11 ve selüloz asetat nanokompozit'lerin sürekli üretimi için başarıyla kullanıldı. Mikrodalga destekli batch sisteminde hemen hemen aynı deneysel koşullar altında hiçbir gümüş nanoparçacık oluşumu meydana gelmedi. Mikrodalga gücü, polimer konsantrasyonu, metal tuzu konsantrasyonu ve akış hızı gibi deneysel parametreler tamamen optimize edildi ve tekrar üretilebilirlik test edildi.

Özet (Çeviri)

Advances in nanoscience have paved the way for new research fields in green chemistry. Nanostructures with various sizes, shapes, and modifications have considerable potential in many sensing, antimicrobial and plasmonic applications due to their superior mechanical and antimicrobial properties. In recent years, effective manufacturing of pure nanocrystals with a narrow size distribution in a matrix has been very challenging. Also, it is highly crucial to get their full potential for advanced applications. This thesis mainly focuses on the design and synthesis of nanostructures and the evaluation of their applications. In this thesis, nanostructures with narrowly distributed nanoparticles having antimicrobial features were synthesized using various synthesis methods. The practical synthesis of silver nanoparticles was achieved through the reduction of silver nitrate solution using an algal source, Chlorella vulgaris, as the reducing as well as the stabilizing agent. The energy required for this synthesis was supplied by microwave radiation. The silver nanoparticles with high stability (a zeta potential of −17mV), a hydrodynamic size distribution of 1–50 nm, and a mostly spherical shape were obtained through a 10-min process. Antibacterial features of the produced silver nanoparticles were verified against those of Salmonella enterica subsp. enterica serovar typhimurium and Staphylococcus aureus. Also, A long-lasting nanocomposite manufacturing challenge was, for the first time, overcome by our microwave-powered fluidic system. The effect of microwave power, flow rate, and concentration of the reagents were systematically studied. The nylon-6 nanocomposite bearing evenly distributed silver nanoparticles with a mean size of ∼2.59 ± 0.639 nm were manufactured continuously in ∼2 min at ∼50–55 °C using a green solvent, formic acid. Given the small-sized silver nanoparticles in the microwave fluidic-manufactured nanocomposites, the antibacterial activity tests with Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa show superior activity compared to that of the large silver nanoparticle-bearing (∼50 nm) nanocomposites produced in a fluidic system which has convectional heating. Furthermore, a microwave-promoted flow system was successfully employed for in-situ, continuous manufacturing of polyamide 11 and cellulose acetate nanocomposites having copper/copper oxide nanoparticles with a mean diameter of less than 10 nm and narrow size distribution. No copper/copper oxide nanoparticle formation occurred under almost identical experimental conditions in the microwave-batch system. The experimental parameters, including microwave power, polymer concentration, metal salt concentration, and flow rate, were fully optimized, and reproducibility was tested. These experiments proved that the above-mentioned green nanostructures which have been synthesized using environmentally friendly, time-saving, and scalable techniques have the potential to exhibit high efficiency for antimicrobial applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    360906

    White-emitting conjugated polymer nanoparticles:Tuning emission via förster resonance energy transfer in nanostructures assembled through click reactions

    Beyaz ışıma yapan konjuge polimer nanoparçacıkları: Çıtçıt tepkimeleriyle oluşturulan nanoyapıların ışımalarının förster rezonans enerji transferi ile ayarlanması

    HAMİDOU KEİTA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL

  2. Tez No

    867486

    Kimyasal tehdit ajanı pestisitlerin tayini için nanometal modifiye elektrot sistemlerinin hazırlanması

    Fabrication of nanometal modified electrode systems for the determination of pesticides as chemical threat agent

    ALPEREN KURTCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    KimyaSelçuk Üniversitesi

    Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer Savunma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASEMİN ÖZTEKİN

  3. Tez No

    735657

    Enerji, optik sensör ve aktif gıda paketleme alanlarında kullanılmak üzere yüzeyi işlevselleştirilmiş floresans karbon noktaların geliştirilmesi

    Development of surface functionalized fluorescence carbon dots for use in energy, optical sensor, and active food packaging areas

    MELİS ÖZGE ALAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK

  4. Tez No

    389358

    Poly(Phenylenevinylene)s as sensitizers for visible light induced cationic polymerization

    Poli(Fenilen vinilen) türevlerinin görünür bölgede katyonik polimerizasyon için fotobaşlatıcı olarak kullanımı

    SEMİH ERDUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF YAĞCI

  5. Tez No

    5857

    Peyzaj planlamada proje ve uygulama tekniğinin gelişimi üzerine bir araştırma

    A Research on the progress of project and applied techniques in landscape planning

    SUAT DURMUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1988

    Peyzaj MimarlığıAnkara Üniversitesi

    Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. METİN BAŞAL

Geri Dön