Yük boşalımı tekniğiyle hazırlanan akıllı jel materyallerinin karakterizasyonu
Characterisation of glow discharge modified smart gel materials
Yazar: PELİN ATİLLASOY
Danışman: PROF.DR. MEHMET MUTLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu Â  tezin Â  amacı Â  akıllı Â  materyaller Â  üretmek Â  amacıyla Â  yüksek Â  molekül Â  ağırlıklı Â  bileşiklerin Â  yığınÂ özellikleriniÂ modifiyeÂ etmektir.Â YüksekÂ molekülÂ ağırlıklıÂ polisakaritlerleÂ akıllıÂ jelÂ hazırlanmasıÂ dahaÂ öncekiÂ çalışmalardaÂ denenmişÂ veÂ örneklerÂ doğalÂ halleriyleÂ çalışılmıştır.Â YükÂ boşalımıÂ tekniğiyleÂ buÂ materyallerinÂ akıllıÂ jelÂ performanslarınınÂ artırılmasıÂ hedeflenmiştir.Â İlkÂ olarak,Â 13.56Â MHzÂ frekanstaÂ havaÂ plazmasıÂ ileÂ farklıÂ boşalımÂ güçleriÂ (75Â W,Â 125Â W)Â veÂ farklıÂ sürelerdeÂ (20,Â 30,Â 40Â dak)Â çalışılmış,Â buÂ parametrelerinÂ örneklerÂ üzerindekiÂ etkileriÂ incelenmiştir.Â Plazmanın, Â  materyallerin Â  kimyasal Â  yapıları Â  üzerindeki Â  etkilerini Â  belirlemek Â  için Â  ATRÂ­IR, Â  XPS;Â yüzeydeÂ oluşanÂ farklılıklarıÂ incelemekÂ içinÂ SEM,Â ısılÂ davranışlarındakiÂ değişiklikleriÂ izlemekÂ içinÂ DSC Â  tekniklerinden Â  yararlanılmıştır. Â  Ayrıca Â  sulu Â  çözeltilerde Â  pH Â  ve Â  viskozite Â  ölçümleriÂ gerçekleştirilmiştir. Â  FTIR Â  ve Â  XPS Â  sonuçlarına Â  göre, Â  hava Â  plazması, Â  örneklerde Â  oksidasyonaÂ neden Â  olmuştur. Â  KarbonÂ­oksijen Â  bağlarındaki Â  değişimler, Â  pH'ta Â  düşmeyle Â  sonuçlanmıştır.Â Plazmanın Â  örneklerde Â  depolimerizasyona Â  yol Â  açtığı Â  görülmüştür. Â  30 Â  dakikaya Â  kadar Â  artanÂ plazma Â  sürelerinde, Â  viskozitede Â  azalma Â  görülmüştür. Â  Ayrıca, Â  bu Â  teknikle Â  örneklerin Â  ısılÂ davranışlarındaÂ daÂ değişimÂ sağlanabileceğiÂ görülmüştür.BunlaraÂ ekÂ olarak,Â akıllıÂ jelÂ olarakÂ kullanılacakÂ biyopolimerlerinÂ yükÂ boşalımıÂ öncesiÂ veÂ sonrasıÂ performanslarınıÂ incelemekÂ üzere,Â NaÂ­aljinat Â 13.56Â MHzÂ frekanstaÂ farklıÂ boşalımÂ güçleriÂ (75Â W,Â 125Â W)Â veÂ farklıÂ sürelerdeÂ (20,Â 30,Â 40Â dak)Â modifiyeÂ edilmiştir.Â PlazmaÂ ileÂ modifiyeÂ edilmişÂ NaÂ­aljinatlardanÂ eldeÂ edilenÂ CaÂ­aljinatÂ kürelerinÂ şişmeÂ veÂ salımÂ davranışlarıÂ farklıÂ pHÂ veÂ sıcaklıklardaÂ incelenmiştir. Â  Çapraz Â  bağ Â  yoğunluğunun Â  artması Â  ile, Â  %şişme Â  ve Â  salım Â  oranlarında Â  azalmaÂ görülmüştür.Â AnahtarÂ Kelimeler:Â AkıllıÂ jel,Â düşükÂ basınçlıÂ yükÂ boşalımÂ tekniği,Â ĞºÂ­karajenan,Â NaÂ­aljinat,Â ksantan,Â kontrollüÂ salım,Â riboflavin,Â XPS,Â FTIRÂ Â Danışman:Â Prof.Â Dr.Â MehmetÂ Mutlu,Â HacettepeÂ ÜniversitesiÂ GıdaÂ MühendisliğiÂ Bölümü

Abstract:
SeveralÂ typesÂ ofÂ materialsÂ suchÂ asÂ ĞºÂ­carrageenan,Â sodiumÂ alginateÂ andÂ xanthaneÂ haveÂ been Â  reported Â  on Â  literature Â  to Â  prepare Â  smart Â  gels. Â  Most Â  of Â  them Â  were Â  used Â  in Â  theirÂ naturalÂ forms.Â WeÂ believeÂ thatÂ glowÂ dischargeÂ plasmaÂ willÂ enhanceÂ theÂ performanceÂ ofÂ theseÂ materialsÂ asÂ smartÂ Â materials.In Â  this Â  research, Â  it Â  was Â  aimed Â  to Â  investigate Â  the Â  changes Â  on Â  the Â  structure Â  of Â  smartÂ materials Â  by Â  means Â  of Â  glow Â  discharge Â  treatment. Â  The Â  chemical Â  and Â  physicalÂ characteristicsÂ ofÂ theÂ materialÂ priorÂ toÂ andÂ afterÂ modificationÂ areÂ reported.Â Â InÂ theÂ firstÂ partÂ ofÂ theÂ study,Â samplesÂ wereÂ exposedÂ toÂ 13.56Â MHzÂ RFÂ airÂ plasmaÂ atÂ aÂ residualÂ pressureÂ ofÂ 0.99Â mbar.Â TheÂ glowÂ dischargeÂ powerÂ andÂ theÂ exposureÂ timeÂ wereÂ 75,Â 125Â WattsÂ andÂ 20,Â 30Â andÂ 40Â min,Â respectively.Â ATRÂ­IR,Â XPS,Â SEM,Â DSCÂ techniques,Â pHÂ andÂ viscosityÂ measurements Â  were Â  used Â  in Â  order Â  to Â  determine Â  the Â  effect Â  of Â  air Â  glowÂ­dischargeÂ treatment Â  on Â  the Â  samples. Â  The Â  air Â  plasma Â  produced Â  oxidation Â  and Â  ablation Â  of Â  theÂ samples. Â  Several Â  carbonÂ­oxygen Â  moieties Â  were Â  created Â  on Â  the Â  surface, Â  allowing Â  aÂ decreaseÂ inÂ pHÂ values.Â Furthermore,Â theÂ airÂ plasmaÂ treatmentÂ noticeablyÂ decreasedÂ theÂ viscosity,Â indicatingÂ thatÂ ?depolymerisation?Â wasÂ produced.Â ExtendedÂ exposureÂ timeÂ (>30Â min)Â increasedÂ theÂ viscosityÂ dueÂ toÂ theÂ crossÂ linkingÂ ofÂ fibres.Â TheÂ thermalÂ behaviourÂ ofÂ theÂ materialÂ priorÂ toÂ andÂ afterÂ modificationÂ wasÂ alsoÂ investigated.In Â  the Â  second Â  part, Â  plasma Â  modified Â  NaÂ­alginate Â  samples Â  were Â  studied Â  in Â  order Â  toÂ investigateÂ theÂ performanceÂ asÂ smartÂ materials.Â TheÂ samplesÂ wereÂ exposedÂ to Â 13.56Â MHzÂ RFÂ oxygenÂ plasmaÂ atÂ aÂ residualÂ pressureÂ ofÂ 0.4Â mbar.Â TheÂ glowÂ dischargeÂ powerÂ andÂ theÂ exposureÂ timeÂ were Â 75,Â 100Â WattÂ andÂ 20,Â 30Â andÂ 40Â minutes,Â respectively.Â %Â swellingÂ andÂ %Â releaseÂ wereÂ investigatedÂ atÂ differentÂ pHÂ andÂ temperatureÂ values.Â AfterÂ oxygenÂ plasma,Â CaÂ­alginateÂ beadsÂ hadÂ moreÂ crossÂ­linkings,Â dueÂ toÂ theÂ depolymerisationÂ ofÂ NaÂ­alginate.Â AsÂ aÂ result,Â swellingÂ ratioÂ decreasedÂ andÂ riboflavinÂ releaseÂ wasÂ moreÂ controlled.Keywords:Â  smart Â  gel, Â lowÂ­pressure Â  glow Â  discharge, Â  ĞºÂ­carrageenan, Â  xanthane, Â  sodiumÂ alginate,Â controlledÂ release,Â riboflavin,Â XPS,Â FTIRAdvisor:Â Prof.Â Dr.Â MehmetÂ Mutlu,Â HacettepeÂ University,Â EngineeringÂ Faculty,Â DepartmentÂ ofÂ FoodÂ Engineering