Development of multifunctionally coated zinc oxide powders and evaluation of their solubility behavior and uv-filtering performance
Multifonksiyonel kaplanmış çinko oksit tozlarının geliştirilmesi ve çözünürlük davranışları ile uv-filtreleme performansının incelenmesi
- Tez No: 1016243
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YASEMİN ÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Chemistry, Science and Technology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çinko oksit (ZnO), özellikle UV ışınlarını engelleme yeteneği nedeniyle kozmetik formülasyonlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak ZnO'nun sulu ortamlarda çözünmesi Zn2+ iyonlarının salınmasına yol açmakta ve bu durum sucul ortamlar için potansiyel toksisiteye ve su bazlı formülasyonlarda kararsızlığa neden olabilmektedir. Bu nedenle ZnO'nun çözünürlük davranışının anlaşılması, aynı zamanda UV ve mavi ışık engelleme yeteneği, su içinde dağılabilirlik ve yağ ile uyumluluk gibi fonksiyonel performansı iyileştirilirken çözünürlüğünün kontrol altına alınması büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, farklı tane boyutları ve morfolojilere sahip ZnO tozlarının çözünme davranışı ultra saf su ve deniz suyunda incelenmiştir. Sulu ortamlarda ZnO'nun çözünmesinin, çözünme–kompleksleşme ve çözünme–çökelme mekanizmalarını izlediği görülmüştür. Deniz suyunda bulunan farklı iyonların varlığı, kompleks ortam oluşturarak Zn2+ salınımını ve ikincil faz oluşumlarını önemli ölçüde etkilemiştir. Zn2+ salınımını bastırmak ve fonksiyonel performansı artırmak amacıyla MicNo®-ZnO yüzeyi gliserin, kitosan, selüloz ve salisilik asit kullanılarak modifiye edilmiştir. Farklı karakterizasyon teknikleri kullanılarak elde edilen sonuçlar, kaplama ajanına ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak farklı bağlanma mekanizmalarının oluştuğunu göstermiştir. Gliserin ve salisilik asit gibi küçük moleküllü kaplamalar etkin yüzey örtüsü sağlayarak Zn2+ salınımını azaltırken, katmanlı gliserin/kitosan kaplamasının Zn2+ salınımını en güçlü şekilde sınırlayan yüzey modifikasyonu olduğu görülmüştür. Kaplanmış ZnO tozları, gelişmiş UV ve mavi ışık engelleme yeteneği, su içinde dağılabilirlik ve yağ ile uyumluluk gibi iyileştirilmiş çok fonksiyonlu özellikler sergilemiş olup, bu özellikler kozmetik uygulamaları açısından avantaj sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Zinc oxide (ZnO) is widely used in cosmetic formulations mainly due to its UV blocking ability. However, dissolution of ZnO in aqueous media results in Zn2+ release, which may lead to aquatic toxicity and instability in water-based formulations. Therefore, it is crucial to understand the solubility behavior of ZnO in aqueous media and improving its functional properties, such as UV blocking performance, water and oil compatibility. In this study, the dissolution behavior of ZnO powders with different particle sizes and morphologies was investigated in ultrapure water (UPW) and seawater, and it was proposed that the dissolution proceeds via dissolution-complexation and dissolution- precipitation mechanisms in aqueous media. The presence of a variety of dissolved ions in seawater creates a complex environment which significantly affected the Zn2+ release and secondary phase formation. The understanding of ZnO solubility in aqueous media developed in this study was then utilized to design multifunctional coatings on MicNo®- ZnO powder. To suppress the Zn2+ release and improve functional properties, surface modification of MicNo®-ZnO was performed using glycerin, chitosan, cellulose, and salicylic acid. Characterization of coated powders by various techniques revealed different bonding mechanisms depending on the coating agent and reaction conditions. Small molecule coatings such as glycerin and salicylic acid provided effective surface coverage and suppressed Zn2+ release, while layer-by-layer glycerin/chitosan coating exhibited the highest suppression on the Zn2+ release. Additionally, coated ZnO powders demonstrated improved multifunctional properties including enhanced UV and blue light blocking ability, improved water dispersibility, and oil compatibility, which are advantageous for cosmetic applications.
Benzer Tezler
- Biyomedikal uygulamalar için çok fonksiyonlu metal oksit esaslı biyonanokompozitlerin sentezi ve incelenmesi
Fabrication and investigation of multifunctional metal oxide based bionanocomposites for biomedical applications
EZGİ TAN
Doktora
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaFizikokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELCAN KARAKUŞ
PROF. DR. AYBEN KİLİSLİOĞLU
- Havacılık ve uzay uygulamaları için saydam, çizilmeye dayanıklı ve antistatik kaplamaların geliştirilmesi
Development of transparent, scratch-resistant and antistatic coatings for aerospace applications
ANIL KUBAN
Doktora
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN
DOÇ. DR. BİLGE BAYTEKİN
- Fotodedektör uygulamaları için maskesiz lazer litografi ile desenlenen çinko oksit heteroeklemlerin geliştirilmesi
Development of zinc oxide based heterojunctions patterned with maskless laser lithography for photodetector applications
AYŞE NUR EROĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
- PH duyarlı çoklu ilaç salımı için metal organik çerçeve temelli mikro kapsüllerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of metal organic framework based microcapsules for pH responsive multi-drug release
EMİN UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
- Designing and manufacturing superamphiphobic flexible sensors
Süperamfifobik esnek sensör tasarlanması ve üretilmesi
FATMA SAİME ERDÖNMEZ
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU