Astarlık deriler üzerine Ag, TiO2 ve Ag-TiO2 nano filmlerinin uygulanması ve antimikrobiyal etkilerinin araştırılması
Application of Ag, TiO2 and Ag-TiO2 nano films on shoe lining leather and investigation of their antimicrobial effects
Yazar: NATSAG LKHAGVAJAV
Danışman: DOÇ. DR. ERDAL ÇELİK ; PROF. DR. ÖZCAN SARI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Deri Mühendisliği = Leather Engineering

Özet:
Bu araştırmada nanoteknolojik yöntemlerle üretilmiş nano Ag, TiO2 ve Ag-TiO2 filmlerinin astarlık derilerde antimikrobiyal madde olarak ayak sağlığı ve hijyeni açısından kullanılabilirliği, karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. Bu kapsamda, sol-jel yöntemi ile elde edilen kolloidal çözeltilerin karakterizasyonu ve astarlık deriler üzerine optimum çözeltilerden elde edilen nano filmlerinin kaplama işlemleri yapılmıştır. Hazırlanan metal esaslı çözeltilerin bulanıklık testi ve pH özellikleri tespit edilmiştir. Çözeltilerin viskozitesinin belirlenmesinde CVO 100 dijital reometre cihazı kullanılmıştır. Ag, TiO2 ve Ag/TiO2`in partikül büyüklükleri nanometre cinsinden ölçülmüştür. Belirli bir sıcaklık aralığında bu çözeltilerden film üretimi sırasında, ara sıcaklıklardaki ürünlerin kimyasal yapısı ve reaksiyon tiplerini belirlemek ve uygun proses rejimini sağlamak için diferansiyel termal analiz-termogravimetre (DTA-TG) cihazı kullanılmıştır. Optimum elde edilen çözeltiler deri örneklerinin cilt yüzeyine uygulanarak kaplanmıştır. Daha sonra deri örnekleri kurutma ve ütü işleminden geçirilerek nano filmler elde edilmiştir. Ag, TiO2 ve Ag-TiO2 filmleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM-EDS) ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak karakterize edilmiştir.Mikroorganizmalara karşı etkin konsantrasyonlarının belirlenmesinden sonra, üç tür filminin antimikrobiyal özellikleri denemelerle mukayese edilmiştir. Araştırma sonucunda Ag, TiO2 ve Ag-TiO2 nano filmlerinin astarlık deride antimikrobiyal madde olarak kullanım potansiyelleri net biçimde ortaya konulmuştur. Öncelikle elde edilen nano ürünler, astarlık derilerin üst yüzeylerine tatbik edilmiştir. Bu şekilde işlem görmüş deriler test mikroorganizmaları ile muamele edilerek agar yayma metodu ve % azalma testlerine tabi tutulmuştur. Denemelerde bakteri olarak Staphylococcus aureus, Escherichia coli, mayalardan Candida albicans ve filamentöz bir fungus olan Aspergillus flavus test mikroorganizmaları olarak incelenmiştir. Araştırma sonucunda Ag ve Ag-TiO2 nanopartiküllerinin tek başına uygulanan TiO2'a göre deride düşük konsantrasyonlarda iyi bir antimikrobiyal özelliğine sahip oldukları tespit edilmiştir.Anahtar sözcükler: Ag, TiO2, Ag-TiO2, astarlık deri, antimikrobiyal aktivite

Abstract:
In this study, the usability of Ag, TiO2 and Ag-TiO2 nano films which were produced by nanotechnological methods as antimicrobial agents for foot health and hygiene in shoe lining leather was investigated comparatively. With this respect, characterization of solutions which were prepared by sol-gel technique and coating process of nano films which obtained optimum solutions on shoe lining leather were performed. Turbidity and pH properties of the obtained solutions were determined using turbidimeter and pH meter. Viscosities of solutions were determined using CVO 100 digital rheometer tool. In order to determine chemical structures, reaction types and to find appropriate process regime depending on products obtained in the temperature intervals during film formation from these solutions in a given temperature range, Differential Thermal Analysis-Thermogravimetry (DTA-TG) equipment was used. The optimum solutions were applied on the surface of leather. After that, leather samples were passed through drying and ironing processes to obtain nano films. Ag, TiO2 and Ag-TiO2 films were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS) and Atomic Force Microscopy (AFM).After determining their effective concentrations to microorganisms, antimicrobial properties of these nano films were compared by trials. According to studies, it was decided about possible usability of nano-sized Ag, TiO2 and Ag-TiO2 nano films as antimicrobial agent on leathers. By this aim, nano products to be obtained were applied to grain sides of shoe lining leathers. After leathers processed with these nano-sized products were treated by the test microorganisms, there were applied agar spread method and test of reduction in the number of microorganism. In the trials, Staphylococcus aureus and Escherichia coli as bacteria; Candida albicans as yeast; and Aspergillus flavus as fungus which is a flament was studied as test microorganisms. As a result, Ag and Ag-TiO2 nanoparticles show strong antimicrobial activity in leather at low concentrations, on the contrary TiO2 nanoparticles were not indicated antimicrobial effects on leather samples in daylight.Keywords: Ag, TiO2, Ag-TiO2, shoe lining leather, antimicrobial activity