Geopolimer harcın mağara bakterileri kullanılarak kendi kendine iyileştirilmesi
Self-healing of geopolymer mortar using cave bacteria
Yazar: YAĞMUR AVCI
Danışman: PROF. DR. NİHAL DOĞRUÖZ GÜNGÖR ; PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Denitrifikasyon = Denitrification ; Geopolimerler = Geopolymers ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Mikroçatlaklar = Microfissuring

Özet:
Mikroorganizmaların ekosistemlerde önemli rolleri ve etkileri vardır.  Bulundukları ekosistemin değişimi ve oluşumunda metabolik aktiviteleri ile etkili olurlar. Ekstrem ortamlar arasında bulunan mağaralardaki mikroorganizmalar da çevrelerini biyomineralizasyon gibi çeşitli süreçlerle etkilerler. Mikrobiyal olarak indüklenen kalsiyum karbonat çökelmesi (MICP) biyomineralizayonun baskın örneğidir. Üre hidrolizi, denitrifikasyon, amonifikasyon, sülfat indirgenmesi gibi çeşitli yolaklarla gerçekleşmektedir. MICP mekanizmalarından yararlanarak betonların kendi kendine iyileştirilmesi gerçekleştirilmektedir. 
Dupnisa Mağarası'ndan izole edilen bakterilerdeki amonifikasyon, nitrit-nitrat indirgeme ve üre hidrolizinde metabolik fenotip sergileyip sergilemedikleri ve üre hidrolizi (ureC) ile nitrat indirgeme (napA) yolaklarına ait genlerin varlığını belirlemek amaçlanmıştır. Bakteriler metabolik fenotip ve ureC ile napA genlerine sahip olma durumlarına göre seçilmiştir. Kendi kendini iyileştirme için iki metot uygulanmıştır. İlkinde iki farklı içerikli seriler (%75 metakaolin+%25 cüruf ve %100 cüruf) metakaoline emdirilmiş bakteriler eklenerek üretilmiş ve basınç-eğilme dayanımlarıyla su emme oranları belirlenmiştir. İkinci metotta iki farklı içerikli seriden biri (%75 metakaolin+%25 cüruf) bakteri ilavesi olmadan üretilmiştir Çatlak oluşturulduktan sonra Rhodococcus erythropolis ile 49 günde, Achromobacter pestifer ve Bacillus zhangzhouensis ile 28 günde çatlak onarımı gerçekleştirilmiştir Çalışmamız kapsamında 63 günde çatlak onarımını tamamlayan Sporosarcina pasteurii bakterisine kıyasla 21 günde onarımı tamamlayan daha önce kullanılmamış iki bakteri türü (Viridibacillus arvi ve Streptomyces spororaveus) literatüre kazandırılmıştır.

Abstract:
Microorganisms plays a huge role in ecosystems. They are effective in the change and formation of the ecosystem they are in by their metabolic activitiesMicroorganism in caves-which are considered as extreme environments- affect their environment through various processes such as biomineralization. Microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) is the predominant example of biomineralization. MICP occurs through various pathways such as urea hydrolysis denitrification, ammonification, and sulfate reduction. Self-healing of concrete is carried out by using MICP mechanisms.
It was aimed to determine whether bacteria isolated from Dupnisa Cave exhibit metabolic phenotype in ammonification, nitrite-nitrate reduction and urea hydrolysis, and the presence of genes belonging to urea hydrolysis (ureC) and nitrate reduction (napA) pathways. Bacterias were selected according to their metabolic phenotype and contaning ureC and napA genes. Two methods have been applied for self-healing. In the first, two different content series (75% metakaolin + 25% slag and 100% slag) were produced by adding bacteria impregnated to metakaolin and their compressive-bending strength and water absorption rates were determined. In the second method, one of the two different batches (75% metakaolin + 25% slag) was produced without the addition of bacteria. After crack formation, crack repair was performed with Rhodococcus erythropolis in 49 days, Achromobacter pestifer and Bacillus zhangzhouensis in 28 days. Within the scope of our study, two previously unused bacterial species (Viridibacillus arvi and Streptomyces spororaveus) that completed the repair in 21 days compared to Sporosarcina pasteurii, which completed crack repair in 63 days, were brought to the literature.