Development of electrically conductive coaxially electrospun PVA-PEDOT: PSS-CNT/pHEMA core-shell composite fiber material for tıssueengineering applications
Doku mühendisliği uygulamalarına yönelik elektriksel olarak iletken çekirdek-kabuk tipi eşeksenli elektroeğrilmiş PVA-PEDOT: PSS-KNT/pHEMA kompozit fiber malzemenin geliştirilmesi
- Tez No: 840993
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLAL TÜRKOĞLU ŞAŞMAZEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Bu çalışmanın amacı eşeksenli elektroeğirme tekniği kullanılarak elektriksel olarak iletken PEDOT: PSS-KNT/pHEMA çekirdek-kabuk tipi fiberler üretmektir. Kalınlık, fiber çapı, por büyüklüğü, porozite yüzdesi, temas açısı, elektriksel iletkenlik ve mekanik özelliklerin belirlenmesi için pHEMA, PVA-PEDOT: PSS, PVA-KNT, PVA-PEDOT: PSS-CNT, pHEMA/PVA-PEDOT: PSS, pHEMA/PVA-KNT, pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-KNT kompozit malzemeleri karakterize edilmiştir. SEM'den elde edilen görüntülere göre üretilmiş olan tüm malzemeler boncuksuz ve tekdüze yapılardır, ayrıca görüntüler göstermiştir ki pHEMA fiberlerin çapı 825±118 nm iken pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT fiberlerinin çapları 578±79 nanometredir. Buna ek olarak pHEMA'nın fiberlerarası por büyüklüğü 2.62 µm iken pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-KNT malzemesindeki fiberlerarası por büyüklüğü 1.75 µm'dir. elde edilen malzemelerin çekirdek-kabuk yapısına sahip olduğu TEM görüntüleriyle kanıtlanmış ve iç ve dış çaplarının SEM sonuçlarıyla uyumlu olduğu belirtilmiştir. Temas açısı ölçümlerinde göstermiştir ki pHEMA, hidrofilik bir malzeme olup temas açısı 10.48±0.08'dir, buna ek olarak pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-KNT benzer karakteristik göstermiş olup temas açısı 11.24±0.54 olarak belirlenmiştir. En yüksek elektrik iletkenliği PVA-PEDOT: PSS-KNT malzemesinde 14.27 µS/cm olarak ölçülmüş olup pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-KNT'de daha düşük olup 10.58 14.27 µS/cm şeklinde belirlenmiştir. Son olarak mekanik testler gerçekleştirilmiş olup bu testler sonucunda en yüksek elastik modüle sahip örnek 8500 kPa ile PVA-PEDOT: PSS iken pHEMA 200 kPa, pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-KNT ise 600 kPa elastik modüle sahiptir. TGA analizi sonuçlarına göre, pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT'nin pHEMA'dan daha yüksek bir bozunma sıcaklığı gerektirdiği gösterilmiştir. PVA-PEDOT: PSS-CNT'nin çekirdeğe eklenmesiyle pHEMA'nın ATR-FTIR spektrumunda hafif bir kayma gözlemlenmiş. Son olarak, L929 fibroblast hücre hattı kullanılarak hücre-malzeme etkileşimleri gözlemlenmiştir. Bu çalışma, koaksiyel elektrospun pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT çekirdek-kabuk liflerinin doku mühendisliği uygulamaları için umut verici bir aday olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The study aims to fabricate electrically conductive PEDOT: PSS-CNT/ pHEMA core-shell fibers via the coaxial electrospinning method. Characterizations of the poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (pHEMA), Polyvinyl alcohol (PVA)-poly (3,4-ethylene dioxythiophene) (PEDOT): polystyrene sulfonate (PSS), PVA-carbon nanotube (CNT), PVA-PEDOT: PSS-CNT, pHEMA/PVA-PEDOT: PSS, pHEMA/PVA-CNT and pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT composite materials were performed to determine thickness, fiber diameter, pore size and percentage of the porosity, contact angle, electrical conductivity, and mechanical properties. According to the SEM figures, all of the samples showed uniform and bead-free structures and from the SEM pictures, it is determined that pHEMA has a diameter of 825±118 nm while pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT possesses a diameter of 578±79 nm. Also, the average inter-fiber pore size of the pHEMA is around 2.62 µm, while the pore size of the pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT material is 1.75 µm. The TEM images proved that the obtained materials possess core-shell structure while the inner and outer diameters showed correlation with the SEM results. The contact angle measurements showed that pHEMA is a hydrophilic material with an anger degree of 10.48±0.08 and pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT showed similar characteristics with 11.24±0.54. The highest electrical conductivity value was measured for the sample PVA-PEDOT: PSS-CNT with 14.27 µS/cm while pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT showed a lower electrical conductivity value of 10.58 µS/cm. The mechanical measurement showed that the highest elastic modulus is measured at the sample PVA-PEDOT: PSS with 8500 kPa while pHEMA has 200 kPa and pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT has 600 kPa elastic modulus. The TGA analysis results demonstrated that pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT requires a higher temperature for decomposition than pHEMA alone. A slight shift in ATR-FTIR spectra of pHEMA was observed with the addition of PVA-PEDOT: PSS-CNT to the core. Additionally, cell-material interactions were observed using the L929 fibroblast cell-line. In conclusion, it is suggested that coaxially electrospun pHEMA/PVA-PEDOT: PSS-CNT core-shell fibers are promising for tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Çözeltiden üfleme tekniği ile yeni tip filtre ve membranların geliştirilmesi
Development of novel filters and membranes by solution blowing technique
YUSUF POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
YRD. DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen karbon nanolif ve karbon nanotüplerin karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi
Characterisation and functionalization of electrospun carbon nanofibers and carbon nanotubes
MERVE YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. FİLİZ ALTAY
- Geliştirilen yuvarlak örme sandviç kumaşların elektromanyetik kalkanlama ve termofizyolojik konfor özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electromagnetic shielding and thermophysiological comfort properties of circular knitted sandwich fabrics which were developed
SİNEM BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN GAZİ ÖRTLEK
- Işınlayıcı dizileriyle doku-içi hipertermide enrji yoğunlaştırılması
Başlık çevirisi yok
ABDULLAH FERİKOĞLU
Doktora
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. İNCİ AKKAYA
- Yüksek darbe gerilimleri altında gazlarda kısmi boşalma akımlarının zaman-frekans analizi
Time-frequency analysis of partial discharge currents in gases under lightning impulse voltages
KEMAL ARIKAN
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN EMEL ÖNAL