Biyopolimer fiberlerin üretilmesinde kullanılabilecek farklı yöntemlerin ve karakterizasyon metotlarının araştırılması
Research on different methods and characterization techniques for the production of biopolymer fibers
- Tez No: 996000
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT KAZANCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Biyomühendislik, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Biyopolimerler, Karboksimetil selüloz, Nanolif, Biopolymers, Carboxymethylcellulose, Nanofiber
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında biyopolimer nanolif üretim sistemlerinin ve bu malzemelerin mekanik ve optik karakterizasyonuna yönelik cihazların tasarımı, imalatı ve optimizasyonunu başarıyla gerçekleştirmiştir. Çalışma, özellikle biyomedikal uygulamalar için nanolif üretim yöntemleri geliştirmeye ve biyomalzemelerin hassas nicel analizine odaklanmıştır. Çalışma kapsamında, merkezkaç kuvvetine dayalı Santrifüj Eğirme Sistemi tasarlanmış ve üretilmiştir. %20 'lik Polivinil Alkol (PVA) konsantrasyonu ve 12.000 RPM dönüş hızı altında, 362 ± 38 nm ortalama çapı olan düzgün morfolojili nanolifler üretilmiştir. Sistemin jelatin gibi farklı biyopolimerlerle uyumluluğu da kanıtlanmıştır. Malzeme karakterizasyonu alanında, ince biyolojik filmlerin mekanik özelliklerini belirlemek için 0,01 N kuvvet ve 0,48 µm yer değiştirim çözünürlüğüne sahip bir Mikro Çekme Test Cihazı ve gözenekli iskelelerin basma kuvveti altındaki davranışını analiz etmek üzere bir Mikro Basma Test Düzeneği geliştirilmiştir. Bu sistemler, kollajen iskelelerin elastik, plato ve yoğunlaşma bölgelerini hassasiyetle ölçerek mekanik modifikasyonların etkilerini doğrulamıştır. Optik analizler için ise, Mueller Matris Polimetri sistemine entegre edilebilen, 4°C ile 55°C ile arasında kontrol sağlayan bir Sıcaklık Kontrol Sistemi tasarlanmış ve biyomalzemelerin sıcaklığa bağlı optik değişimlerini inceleme olanağı sunulmuştur. Ayrıca, Santrifüj Eğirme yöntemi kullanılarak Karboksimetil Selüloz (CMC) takviyeli PVA kompozit nanolif membranlar üretilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, CMC nanokristal kümelerinin varlığının, kompozit nanoliflerin morfolojik, mekanik ve optik özellikleri üzerinde kritik bir role sahip olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, bu çalışma, yüksek voltaj gerektirmeyen, ölçeklenebilir nanolif üretim platformlarının geliştirilmesinde önemli bir ilerleme kaydetmiş ve biyomalzemelerin mekanik ve optik performansını hassasiyetle karakterize etmeye yarayan test cihazlarını başarıyla imal etmiştir. Elde edilen bulgular, bu tekniklerin doku mühendisliği, ilaç salım sistemleri ve ileri filtrasyon uygulamaları için nanolif üretimine yönelik güçlü alternatifler olduğunu kanıtlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Bu tez çalışmasında biyopolimer nanolif üretim sistemlerinin ve bu malzemelerin mekanik ve optik karakterizasyonuna yönelik cihazların tasarımı, imalatı ve optimizasyonunu başarıyla gerçekleştirmiştir. Çalışma, özellikle biyomedikal uygulamalar için nanolif üretim yöntemleri geliştirmeye ve biyomalzemelerin hassas nicel analizine odaklanmıştır. Çalışma kapsamında, merkezkaç kuvvetine dayalı Santrifüj Eğirme Sistemi tasarlanmış ve üretilmiştir. %20 'lik Polivinil Alkol (PVA) konsantrasyonu ve 12.000 RPM dönüş hızı altında, 362 ± 38 nm ortalama çapı olan düzgün morfolojili nanolifler üretilmiştir. Sistemin jelatin gibi farklı biyopolimerlerle uyumluluğu da kanıtlanmıştır. Malzeme karakterizasyonu alanında, ince biyolojik filmlerin mekanik özelliklerini belirlemek için 0,01 N kuvvet ve 0,48 µm yer değiştirim çözünürlüğüne sahip bir Mikro Çekme Test Cihazı ve gözenekli iskelelerin basma kuvveti altındaki davranışını analiz etmek üzere bir Mikro Basma Test Düzeneği geliştirilmiştir. Bu sistemler, kollajen iskelelerin elastik, plato ve yoğunlaşma bölgelerini hassasiyetle ölçerek mekanik modifikasyonların etkilerini doğrulamıştır. Optik analizler için ise, Mueller Matris Polimetri sistemine entegre edilebilen, 4°C ile 55°C ile arasında kontrol sağlayan bir Sıcaklık Kontrol Sistemi tasarlanmış ve biyomalzemelerin sıcaklığa bağlı optik değişimlerini inceleme olanağı sunulmuştur. Ayrıca, Santrifüj Eğirme yöntemi kullanılarak Karboksimetil Selüloz (CMC) takviyeli PVA kompozit nanolif membranlar üretilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, CMC nanokristal kümelerinin varlığının, kompozit nanoliflerin morfolojik, mekanik ve optik özellikleri üzerinde kritik bir role sahip olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, bu çalışma, yüksek voltaj gerektirmeyen, ölçeklenebilir nanolif üretim platformlarının geliştirilmesinde önemli bir ilerleme kaydetmiş ve biyomalzemelerin mekanik ve optik performansını hassasiyetle karakterize etmeye yarayan test cihazlarını başarıyla imal etmiştir. Elde edilen bulgular, bu tekniklerin doku mühendisliği, ilaç salım sistemleri ve ileri filtrasyon uygulamaları için nanolif üretimine yönelik güçlü alternatifler olduğunu kanıtlamaktadır.
Benzer Tezler
- Production of functionalized amniotic membrane nanofiber for utilizing in ocular surface disorders
Oküler yüzey hastalıklarında kullanılacak fonksiyonelleştirilmiş amniyotik membran üretimi
HÜSEYİN BERKAY ÖZARICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ
PROF. DR. CANAN DOĞAN
- Production and properties of biopolymer based fibers and films
Biyopolimer tabanlı fiber ve filmlerin üretimi ve özellikleri
TUĞÇE KÖROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM
- Introducing a single stage in-situ fibrillation of PA, PET, & PBT within pla matrix
Pla matris içindeki PA, PET ve PBT'nin tek aşamalı in-situ fibrilasyonu
ELİF ÖZPERK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHAMMADREZA NOFAR
- Production and characterization of biocompatible wound dressings by electrospinning method
Elektrospinning yöntemi ile biyouyumlu yara örtülerinin üretimi ve karakterizasyonu
MERVE ÖZGÜNEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİGEN KAYA
- Biyo-kompozit tabanlı gaz sensörü algılama katmanının geliştirilmesi ve karakterize edilmesi
Development and characterization of bio-composite-based gas sensor detection layer
MERVE BAHAR OKUYUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE AKAY SEFER
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖZDE KONUK EGE