Development of biointegrated electrospun nanofibers for environmental applications
Elektrospin yöntemi ile üretilmiş nanolif yapılara biyolojik malzemelerin entegre edilerek çevresel uygulamalar için kullanılması
- Tez No: 436340
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrospin yöntemi değişik polimerlerden, polimer karışımlarından, inorganik malzemelerden, supramoleküler yapılardan ve kompozitlerden nanolif/nanoağ elde edilen, kolay ve maliyeti düşük bir üretim tekniğidir. Bu nanolifler, yüksek yüzey alanları ve nano boyuttaki gözenekli (boşluklu) yapıları sayesinde sıra dışı fiziksel/kimyasal özellikler göstermektedirler. Üstün özelliklere, birçok işleve sahip olan ve fiziksel/kimyasal yollarla modifiye edilebilen bu nanolifler özellikle membran/filtre uygulamarında yüksek kullanım potansiyeline sahiptirler. Biyogiderim yöntemi sudaki kirleticilerin temizlenmesi amacıyla uygulanan yaygın bir tekniktir ve çeşitli türdeki bakteriler sucul sistemlerde biyogiderim yapması amacıyla kullanılmaktadır. Biyoentegre sistemlerin biyogiderim amacıyla kullanımı alternatif bir yaklaşım olup, daha yüksek başarı, uygulama kolaylığı ve tekrar kullanılabilirlik sağlayabilmektedir. Elektrospin edilmiş nanolifler bakteriler için uygun bir tutunma ortamı olabilir, zira elektrospin yöntemi nano/mikro düzeyde kompozit malzemelerin ayarlanabilir fiziksel ve kimyasal özelliklerde üretilmesine olanak sağlamaktadır. Tez çalışması kapsamında, elektrospin yöntemi ile üretilen nanoliflere, biyogiderim özelliği bulunan bakterilerin immobilizasyon/enkapsülasyon teknikleri kullanılarak entegrasyonu ve elde edilen biyokompozit malzemelerin atık su arıtımındaki potansiyellerinin araştırılması amaçlanmıştır. Amonyum, ağır metal, tekstil boyar maddesi ve surfaktan giderim özelliği gösteren bakterilerin nanoliflerle entegrasyonu iki farklı yaklaşımla gerçekleştirilmiştir. Birinci yaklaşımda, homojen bir morfolojide elde edilen selüloz asetat (CA), polisülfon (PSU), polistiren (PS), polikaprolakton (PCL) ve polilaktikasit (PLA) nanoliflerinin yüzeyine fiziksel yollarla bakteriler immobilize edilmiştir. Nanolif/nanoağ morfoloji veya dizilimdeki değişikliklerin bakteri tutunmasında neden olabileceği farklılıkları incelemek açısından, bu nanoliflerin, gözenekli, paralel dizilimli ve farklı çaplara sahip halleri de üretilerek etkileri incelenmiştir. İkinci yaklaşımda ise, polivinilalkol (PVA) ve polietilenoksit (PEO) polimerleri kullanılarak, bakterilerin eş zamanlı nanolif yapılarına enkapsülasyonu sağlanmıştır. Daha sonra, bu yöntemlerle üretilen biyokompozit malzemelerin entegre edilen bakterinin özelliğine göre endüstriyel atık su arıtımındaki kullanım potansiyelleri test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electrospinning is an easy and economical production technique to produce nanofiber/nanofibrous webs from different polymers, polymer mixtures, inorganic materials, supramolecular structures and composite materials. These nanofibers have unique physical/chemical properties due to their large surface areas and highly nanoporous structures. Since these nanofibers have superior properties, various functions and can be modified by physical/chemical methods, they have a great potential to be applied in membrane/filter applications. Bioremediation is a commonly used technique for removal of water contaminants, and different kinds of bacteria have been used for bioremediation of water systems. Use of biointegrated hybrid materials is an alternative approach for bioremediation, and this may provide higher efficiency, ease of application and reusability. As a carrier system, electrospun nanofibers are suitable materials for integration of bacteria, since electrospinning can allow production of nano/micro scale composites with tunable physical/chemical properties. In this thesis, it was aimed to integrate bacteria that have bioremediation capability with electrospun nanofibers by using immobilization/encapsulation techniques and test the potential of these biocomposites for treatment of contaminated water systems. The integration of bacteria that can remediate ammonium, heavy metal, textile dye and surfactant with electrospun nanofibers was achieved by two different approaches. In the first approach, bacterial cells were physically immobilized on cellulose acetate (CA), polysulfone (PSU), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL) and polylactic acid (PLA) electrospun nanofibers. In order to observe effects of nanofiber/nanofibrous web morphology and arrangements on the immobilization of bacteria, some of these nanofibers were produced as porous, parallelly arranged, and with different diameters. In the second approach, by using polyvinyl alcohol (PVA) and polyethylene oxide (PEO) polymers, simultaneous encapsulation of bacteria in nanofiber structures was provided. Afterwards, all these different kinds of biocomposites were tested for their remediation potential in accordance with the intended use of the integrated bacteria.
Benzer Tezler
- Developing peptide modified novel bioactive materials for bone tissue engineering applications
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için peptit ile modifiye edilmiş özgün biyoaktif malzemelerin geliştirilmesi
GÜNNUR PULAT
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OZAN KARAMAN
- Development of a methodology and a tool supporting ontology reuse in semantic cloud architecture
Ontoloji yeniden kullanımını destekleyen yöntem ve aracın anlamsal bulut mimarisinde geliştirilmesi
CEMİL ABİŞ
Doktora
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT OSMAN ÜNALIR
- Design and development of on-chip dep based antibiotic permeability device
Çip üzerine dielektroforez dayalı antibiyotik geçirgenlik cihazının tasarımı ve geliştirilmesi
JASPREET KAUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA DOĞAN GÜZEL
- DNA functionalized nanoparticles in nanobiosensor and sensor array development for molecular diagnostics and in vitro identification of biomolecules
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA SALİH HIZIR
Doktora
İngilizce
2018
BiyomühendislikUnıversıty At Albany, State Unıversıty Of New YorkProf. Dr. MEHMET YİĞİT
- Saponin içerikli lipozom formülasyınlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of the saponin containing liposome formulations
SİBEL BARBAROS
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ