Akıllı biyomimetik nano hibrit yüzey formlarının tasarımı ve lignoselülozik yüzeyde hidrotermal modifikasyonun incelenmesi
Design of smart biomimetic nano hybrid surface forms and investigation of hydrotermal modification on the lignocellulosic surface
Yazar: DOĞU RAMAZANOĞLU
Danışman: DOÇ. FERHAT ÖZDEMİR
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Kimya = Chemistry ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında, kayın masifinin zorlu hava şartlarına karşı kendi kendini koruyabilen akıllı davranış kazandırılması amaçlanmıştır. Hidrotermal yöntem kullanılarak iki farklı kimyasal rota ile sekiz farklı yüzey sentezlenmiştir.
Birinci kimyasal rotada, numune yüzeyleri titanyum dioksit ve çinko oksit nano parçacıkları ile kaplanmıştır. Daha sonra, floroalkil silan (FAS-17) kullanılarak hidrofobizasyon gerçekleştirilmiştir. İkinci kimyasal rotada, manyetik özellikli MeFe2SO4 nano partikülleri ile fonksiyonlandırılan yüzeyler oktadesiltriklorosilan (OTS) kullanılarak hidrofabizasyon yapılmıştır.   Karakterizasyon çalışmalarında; UV-vis, FTIR, SEM, EDX ve TGA analizleri yapılmıştır. Fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde ise yüzey pürüzlülüğü, su temas açısı, renk analizi, hava kurusu yoğunluk, tam kuru yoğunluk, hacim-ağırlık değerleri, sorpsiyon denemeleri yapılmıştır. Sonuçlara göre; en iyi yanma dayanımı çinko borat, amonyum heksafluorotitanat ve floroalkil silan uygulanan yüzeyde, en iyi hidrofobizasyon derecesini ise 145 ile su temas açısı ile çinko borat, çinko oksit ve floroalkil silan ile oluşturulan yüzeyde elde edilmiştir. En yüksek hava kurusu yoğunluk değeri: 0.76 ile nikel, krom ve demir çözeltileriyle müdahale edilen yüzeylerde görülmüştür. En yüksek tam kuru yoğunluk değeri 0,73 ile mangan ve demir nano partikülleri ile kaplı yüzeyde hesaplanmıştır. En yüksek hacim-ağırlık değerleri 0,62 olarak çinko borat ve çinko oksit uygulanan yüzey için hesaplanmıştır. En yüksek daralma ve genişleme değerleri sırasıyla yüzde 35,9 ve yüzde 56,0 olarak mangan ve demir ile işlem görmüş yüzeyde elde edilmiştir. Aynı zamanda bu yüzey en iyi UV absopsiyon özelliği sergilemiştir.
 Çalışma sonucunda üretilen akıllı biyomimetik nano hibrit yüzey formları klima sistemlerinden çatı imalatına ve insan elinin temasta olduğu her türlü yüzeyde oluşturularak Covid-19, SARS, İspanyol gribi gibi pek çok salgın hastalığın yayılmasını önlemek üzere uygulanabilir. Ayrıca, sentez aşamasına önemli rol alan pH, süre, sıcaklık ve kullanılan reaksiyon çözeltilerinin türleri değiştirilerek literatüre yeni çalışmalar kazandırılabilir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to give the beech massive intelligent behavior that can protect itself against tough weather conditions. Eight different surfaces were synthesized with two different chemical routes using the hydrothermal method. 
In the first chemical route, the sample surfaces were coated with titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles. Hydrophobization was then carried out using fluoroalkyl silane. In the second chemical route, hydrofabrication was carried out using octadesyltrichlorosilane, which is functional with magnetic properties MeFe2SO4 nanoparticles. In characterization studies; UV-vis, FTIR, SEM, EDX and TGA analyzes were done. In determining the physical properties, surface roughness, water contact angle, color analysis, air dry density, full dry density, volume-weight values, Sorption tests were performed. According to the results; The best combustion resistance has been obtained on the surface where zinc borate, ammonium hexafluorotitanate and fluoroalkyl silane are applied, and the best degree of hydrophobization is on the surface formed by zinc borate, zinc oxide and fluoroalkyl silane with water contact angle of 145. The highest dry density value of 0.73 was calculated on the surface covered with manganese and iron nanoparticles. The highest volume-weight values were calculated as 0.62 for the surface where zinc borate and zinc oxide were applied. The highest contraction and expansion values were obtained on the surface treated with manganese and iron as 35.9 percent and 56.0 percent, respectively. At the same time, this surface has the best UV absorption feature.
 The smart biomimetic nano hybrid surface forms produced as a result of the study can be created from air conditioning systems to roof manufacturing and on any surface that the human hand is in contact with and can be applied to prevent the spread of many epidemic diseases such as Covid-19, SARS and Spanish flu. In addition, new studies can be introduced to the literature by changing the pH, duration, temperature and types of reaction solutions that play an important role in the synthesis phase.