Metakrilat bazlı yeni polimerlerin ZnO ve ag içeren nanokompozitlerinin hazırlanması, termal ve biyolojik özelliklerinin belirlenmesi
Preparation of novel methacrylate-based polymers containing ZnO and ag nanocomposites, determination of their thermal and biological properties
- Tez No: 997504
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM EROL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Gümüş nanopartiküller, Karboksimetil kitosan, Metal kompozitler, Metal nanopartiküller, Mikrobiyolojik aktivite, Polimer kompozitler, Polimetakrilat, Silver nanoparticles, Carboxymethyl chitosan, Metal composites, Metal nanoparticles, Microbiological activity, Polymer composites, Polymethacrylate
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, kitosan (CS) biyopolimeri ile yeni bir metakrilat türevi olan poli[2-{[(2,4-diklorofenil)metil]amino}-2-oxoetil-2-metilprop-2-enoat] (PDCBMA) polimeri harmanlanarak PDCBMA-CS blendi elde edilmiştir. Bunun ardından, Prunus spinosa meyve özütü kullanılarak yeşil sentez yöntemleriyle nano yapılı ZnO ve Ag malzemeleri hazırlanmış ve bu nanopartiküller PDCBMA-CS karışımı içerisine ağırlıkça farklı oranlarda (%3, %5, %7) katılarak PDCBMA-CS/ZnO ve PDCBMA-CS/Ag nanokompozitleri üretilmiştir. Böylece biyopolimer tabanlı nano katkılı ve fonksiyonel yeni kompozit yapılar geliştirilmiştir. Elde edilen kompozit ve nanokompozitlerin karakterizasyonu FT-IR, XRD, TEM, SEM, EDX, TGA ve DSC analizleri ile incelenmiştir. FT-IR sonuçları, PDCBMA'nın CS ile etkileşime girerek amid, ester, OH ve NH grupları arasında hidrojen bağlarına dayalı güçlü ikincil bağ oluşturduğunu göstermiştir. XRD ve TEM analizleri, sentezlenen ZnO nanopartiküllerinin hekzagonal wurtzite yapıda ve ortalama ~22 nm boyutlarında; Ag nanopartiküllerinin ise küresel morfolojide ve ~25 nm boyutlarında olduğunu doğrulamıştır. SEM ve EDX analizleri nanopartiküllerin kompozit matris içinde homojen olarak dağıldığını ve elementel yapının başarıyla oluşturulduğunu göstermiştir. TGA ve DSC analizleri, nanopartikül katkısının kompozitlerin termal kararlılığını ve camsı geçiş sıcaklığını artırdığını ortaya koymuştur. Nanokompozitlerin biyolojik özellikleri antioksidan, antimikrobiyal etki, sitotoksisite, antikarsinojenik etki ve yara iyileştirme testleriyle değerlendirilmiştir. DPPH radikal süpürücü aktivite sonuçları kompozitlerin antioksidan aktivitelerinin nanoparçacık içeriğine bağlı olarak arttığını göstermiştir. ZnO ve Ag nanoparçacık katkısının kompozitlerin antioksidan özelliğini belirgin biçimde etkilediği tespit edilmiştir. Antimikrobiyal özellik ZnO katkısı (özellikle %5 ve %7) ile belirgin şekilde artırmış ancak yüksek oranlarda hücre canlılığını azaltarak sitotoksisiteyi yükseltmiştir. Buna karşılık %3 ZnO katkısı, antimikrobiyal etkinlik ile hücre biyouyumluluğu arasında dengeli bir profil sunmuştur. Ag katkısı, daha düşük dozlarda dahi güçlü antimikrobiyal ve antikanserojen özellik göstermiş, ancak ZnO'ya kıyasla sitotoksisiteyi daha erken artırma eğilimi sergilemiştir. Yara iyileştirme testleri, PDCBMA-CS karışımının CS'ye göre daha iyi hücresel göç ve kapanma sağladığını, %3 ZnO katkısının yara iyileşmesini olumsuz etkilemeden yapısal desteği artırdığını göstermiştir. Sonuç olarak bu çalışma PDCBMA-CS tabanlı nanokompozitin hem antimikrobiyal hem de antikanserojen özelliklerinin nanopartikül içeriğine bağlı olarak düzenlenebileceğini ortaya koymaktadır. PDCBMA'nın CS ile uyumlu bir yapı oluşturması, nanopartikül dağılımının kararlı olması ve özellikle %3 ZnO katkılı kompozitin biyouyumlu ve işlevsel bir profil göstermesi, bu materyali yara örtüleri, doku mühendisliği ve biyomedikal yüzey kaplamaları gibi uygulamalar için güçlü bir aday haline getirmektedir. Bu araştırmada, literatürde PDCBMA polimerinin CS ile harmanlandığı ve Prunus spinosa kaynaklı ZnO ve Ag nanoparçacıkları ile nanokompozit yapı oluşturulduğu ilk çalışma olması bakımından yenilikçi bir özellik taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, a PDCBMA-CS composite structure was obtained by blending the biopolymer chitosan (CS) with a new methacrylate derivative, poly[2-{[(2,4-dichlorophenyl)methyl]amino}-2-oxoethyl-2-methylprop-2-enoate] (PDCBMA). Subsequently, ZnO and Ag nanoparticles were synthesized using a green synthesis approach with Prunus spinosa fruit extract. The nanoparticles were incorporated into the PDCBMA-CS matrix at different concentrations (3, 5, and 7%) to produce PDCBMA-CS/ZnO and PDCBMA-CS/Ag nanocomposites. In this way, new functional composite structures based on biopolymers and nano-additives were successfully developed. The structural and morphological properties of the materials were characterized using FT-IR, XRD, TEM, SEM, and EDX analyses. FT-IR analysis confirmed strong secondary interactions between PDCBMA and CS through hydrogen bonding among amide, ester, OH, and NH groups. XRD and TEM revealed that ZnO nanoparticles exhibited a hexagonal wurtzite structure (~22 nm), while Ag nanoparticles displayed spherical morphology (~25 nm). SEM and EDX results demonstrated homogeneous nanoparticle dispersion within the composite matrix. TGA and DSC analyses showed that nanoparticle incorporation enhanced thermal stability and increased the glass transition temperature. The biological performance of the nanocomposites was evaluated using antioxidant, antimicrobial, cytotoxicity, anticancer, and wound healing assays. DPPH results revealed that antioxidant activity increased with nanoparticle content. ZnO, particularly at 5% and 7%, significantly improved antimicrobial activity; however, higher concentrations increased cytotoxicity. The 3% ZnO loaded composite presented a favorable balance between antimicrobial efficiency and biocompatibility. Ag loaded composites exhibited strong antimicrobial and anticancer activity even at low concentrations but demonstrated an earlier onset of cytotoxicity compared to ZnO. Wound healing assays indicated that the PDCBMA-CS composite enhanced cellular migration relative to CS alone, and that the 3% ZnO-containing composite supported wound closure without compromising cell viability. Overall, the results show that the antimicrobial and anticancer properties of PDCBMA-CS nanocomposites can be tuned by adjusting nanoparticle content. The compatibility of PDCBMA with CS, stable nanoparticle dispersion, and the promising biofunctional profile of the 3% ZnO reinforced composite highlight these materials as strong candidates for wound dressings, tissue engineering scaffolds, and biomedical surface coatings. This study represents the first report of PDCBMA-CS composites reinforced with Prunus spinosa derived ZnO and Ag nanoparticles, underscoring its novel contribution to the literature.
Benzer Tezler
- Atomic layer deposition of III-nitrides and metal oxides; their application in area selective ALD
III-nitratların ve metal oksitlerin atomik katman kaplamısı; bunların alan seçici ALD`deki uygulamaları
ALI HAIDER
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Assist. Prof. AYKUTLU DANA
DR. NECMİ BIYIKLI
- Utilization of some new polymers to enhance the selectivity of optical chemical sensors
Optik kimyasal sensörlerin seçiciliğini artırmak için bazı yeni polimerlerin kullanılması
VEDAT AZRAK
- Semiconductor nanoparticles as heterogeneous photoinitiators for conventional and controlled radical polymerizations
Konvansiyonel ve kontrollü radikal polimerizasyonları için yarı iletken nanoparçıkların heterojen fotobaşlatıcı olarak kullanımı
SAJJAD DADASHI SILAB
- Color tunable upconversion based white light properties of er-Tm-Yb phosphors and pmma nanocomposites
Er-Tm-Yb fosfor ve polimer nanokompozitlerde renk ayarlanabilir üst dönüşüm esaslı beyaz ışık özellikleri
SEVCAN TABANLI
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- The synthesis and characterization of methacrylate based hydrogen bonded liquid crystalline polymers
Metakrilat bazlı hidrojen bağlı sıvı kristal polimerlerin sentez ve karakterizasyonu
CEREN AYTAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. B. FİLİZ ŞENKAL