Nar (Punica granatum) kabuğu özütü kullanılarak ZnO nanopartikül sentezi,  biyobozunur nanokompozit film üretimi ve karakterizasyonu
ZnO nanoparticle synthesis using pomegranate (Punica granatum) shell extract,  biodegradable nanocomposite film production and characterization
Yazar: ZEHRA SEBA KESKİN
Danışman: PROF. DR. ÜNSAL AÇIKEL
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Nanokompozitler = Nanocomposites ; Nar = Pomegranate ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Bu tez çalışmasında petrol kaynaklı polimerlerden elde edilen ambalajlara alternatif olabilecek daha çevre dostu ve geliştirilmiş özelliklere sahip biyobozunur nanokompozit filmlerin hazırlanması amaçlanmıştır.
Tezin ilk aşamasında yeşil sentez yöntemiyle ZnO nanopartikülleri (NP) elde edilmiştir. Sentezde indirgeyici bitki materyali olarak nar (Punica granatum) kabuğu ekstraktı, başlatıcı metal olarak ise çinko asetat dihidrat (Zn(CH3COO)2. 2H2O) çözeltisi kullanılmıştır. Sentez için optimum koşullar ise çinko asetat dihidrat derişimi 0,15 M,  nar kabuğu ekstrakt miktarı 10 mL, pH 12.0 ve tepkime sıcaklığı 60 0 C olarak belirlenmiştir. Belirlenen optimum koşullar altında sentezlenen ZnO NP'lerin karakterizyonu için SEM, EDX,  XRD, FTIR, DLS, zeta potansiyeli ve AFM analizleri yapılmıştır. Sentezlenen ZnO NP' lerin yüksek saflıkta ve nanoboyutta olduğu belirlenmiştir.
Tezin ikinci aşamasında biyobozunur bir polimer olan polilaktik asite (PLA),  kitosan ve ZnO NP'leri farklı oranlarda ilave edilmiş ve ekstrüzyon yöntemiyle biyobozunur nanokompozit filmler hazırlanmıştır. Elde edilen bu filmlerin karakterizasyonları SEM, FTIR, XRD, AFM, DSC, su buharı geçirgenliği, oksijen geçirgenliği, yüzey temas açısı, migrasyon ve antibakteriyel analizleri ile yapılmıştır. ZnO NP'lerinin ve kitosan partiküllerinin eklenmesiyle elde edilen filmlerin saf PLA filmine göre yapısal, termal, bariyer ve antimikrobiyal özelliklerinin nasıl değiştiği tartışılmıştır.
Tez çalışmasında yapılan analizler sonucunda gıda ambalajlamasında kullanılabilecek optimum özelliklere sahip filmlerin PLA/ZnO(0,5) ve PLA/ZnO(1) nanokompozit filmleri olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to prepare biodegradable nanocomposite films with more environmentally friendly and improved properties that can be an alternative to packages obtained from petroleum-based polymers.
In the first stage of the thesis, ZnO nanoparticles (NPs) were obtained by green synthesis method. In the synthesis, pomegranate (Punica granatum) peel extract was used as the reducing plant material and zinc acetate dihydrate (Zn(CH3COO)2. 2H2O) solution was used as the starting metal. Optimum conditions for synthesis were determined as zinc acetate dihydrate concentration 0.15 M, pomegranate peel extract amount 10 mL, pH 12.0 and reaction temperature 60 ° C. SEM, EDX, XRD, FTIR, DLS, zeta potential and AFM analyzes were made for the characterization of ZnO NPs synthesized under specified optimum conditions. It has been determined that synthesized ZnO NPs are of high purity and nanosize.
In the second stage of the thesis, polylactic acid (PLA), a biodegradable polymer, chitosan and ZnO NPs were added in different proportions and biodegradable nanocomposite films were prepared by extrusion method. The characterizations of these films were made by SEM, FTIR, XRD, AFM, DSC, water vapor permeability, oxygen permeability, surface contact angle, migration and antibacterial analysis. It has been discussed how the structural, thermal, barrier and antimicrobial properties of films obtained by adding ZnO NPs and chitosan particles change compared to pure PLA film.
As a result of the analyzes made in the thesis study, the films with optimum properties that can be used in food packaging were determined as PLA/ZnO(0.5) and PLA/ZnO(1) nanocomposite films.