Biyomedikal uygulamalarda kullanılan metal nano malzemelerin üretimi,  karakterizasyonu ve lazer ile etkileşimlerinin incelenmesi
Fabrication and characterization of metal nanomaterials used in biomedical applications and investigation of their interactions with the laser
Yazar: HALİT ÇAVUŞOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA SELMAN YAVUZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, altın nanoparçacıkların lokal yüzey plazmon rezonans (LSPR) özellikleri sayesinde emdikleri lazer ışınlarını ısı şeklinde dışarı vermesi durumunda, altın yüzeyinde ve çevresinde oluşturduğu sıcaklık değişiminin sıcaklık-duyarlı akıllı polimerler kullanılarak ölçülmesi deneysel olarak araştırılmıştır.
Geniş sıcaklık aralığında (28-90 °C) büzülebilen Poli(etilen glikol) metil metakrilat (PEGMA) polimerleriyle kaplanmış altın nanoparçacıkları lazer ışınlarına maruz bırakılarak, polimerlerin büzülme-genleşme hareketleri analiz edilip nanoparçacıkların yaydığı ısının kaç derecelik sıcaklık değişimine neden olduğu anlaşılmıştır. Bu çalışmada görünür ve yakın kızıl-ötesi bölgesi dalga boylarındaki ışınları kuvvetli emebilen altın nanoparçacıklardan olan nanoküreler (525-540 nm), nanoçubuklar (630-655 nm) ve nanokafesler (790-820 nm) kullanılmıştır. Altın nanoyapıların yüzeyindeki PEGMA polimerlerinin büzülme hareketi sonucunda geçirgenliklerinde meydana gelen değişiklikler UV-Vis spektroskopisiyle tespit edilmiş ve büzülmesi sonucunda PEGMA kaplı altın nanoparçacıkların dinamik çaplarındaki değişim miktarı Dinamik Işık Saçılımı (DLS) spektroskopisiyle belirlenmiştir. Bu sayede altın nanoparçacık yüzeylerindeki sıcaklık değişimleri detaylı olarak analiz edilmiştir. Böylece farklı dalga boyunda, güçte ve sürelerde lazer ışınına maruz bırakılarak ısıtılan altın nanoparçacıkların çevresinde, her bir durumda kaç derecelik sıcaklık değişiminin ortaya çıktığı hesaplanmıştır. Bu deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar kullanılarak, altın nanoparçacıkların yüzeylerinde oluşturulmak istenilen sıcaklığın elde edilmesi çok daha kolay ve kontrollü olması sağlanmıştır.

Abstract:
In this study, we investigated experimentally the measurement of the heat release from Au nanoparticles (AuNPs) owing to localized surface plasmon resonance (LSPR) characteristics during laser light irradiation by using thermo-sensitive smart polymers for the temperature change.
Gold nanoparticles were coated with poly(ethylene glycol) methylether methacrylate (PEGMA) polymers which shrink in wide temperature range (28-90 °C) and these nanocomposites were exposed to laser light. By analyzing the shrinkage-swelling movements of PEGMA polymers, the temperature change by heat generation on the nanoparticle surface was understood. In this study, among the gold nanostructures, gold nanospheres (525-540 nm), nanorods (630-650 nm) and nanocages (790-820 nm) were used. These nanostructures can intensely absorb the light in the visible and near-infrared region. The changes occurring in the permeability as a result of shrinkage of the PEGMA polymers on the surface of the gold nanostructures were determined by UV-Vis spectroscopy. The change in the size of PEGMA coated AuNPs was monitored by using dynamic light scattering (DLS) spectroscopy. Thus, temperature change on the gold nanoparticle surfaces was analyzed in detail. Hereby, depending on different wavelength, power and duration of laser light exposure to the heated gold nanoparticles, the temperature change was calculated in each case. One can easily reach the desired temperature in a controlled manner by using the results of these experimental studies.