Titanyum dioksit nanopartiküllerinin yeşil sentez yöntemiyle sentezlenmesi ve antifungal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of titanium dioxide nanoparticles by green synthesis and investigation of their antifungal properties
Yazar: CANSU ZEYBEK
Danışman: PROF. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN ; PROF. DR. SAİP NAMİ KARTAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Antifungal aktivite = Antifungal activity ; Bakır = Copper ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Titanyum dioksit = Titanium dioxide ; Yeşil sentez = Green synthesis

Özet:
Titanyum dioksit (TiO2), anataz, rutil ve brokit formlarında bulunabilen geçiş metal oksit bir malzemedir. Toksik olmayan, biyouyumlu, antimikrobiyal, yüksek termal ve kimyasal kararlılık, yüksek fotokatalitik aktivite göstermesi gibi üstün özellikleri nedeniyle TiO2 birçok uygulama alanına sahiptir. En yaygın kullanım uygulama alanları, boya, güneş pilleri, kağıt, plastik, seramik, çimento ve inşaat sektörleridir. Sol jel, hidrotermal, solvotermal, elektro birikim, sonokimyasal, kimyasal ve fiziksel buhar birikimi gibi birçok kimyasal sentez yöntemi ile TiO2 nanopartikülleri sentezlenebilmektedir. Tüm bu kimyasal sentez yöntemlerinin yanı sıra, biyolojik bir malzemenin ekstrakte edilerek indirgeyici ve ajan olarak kullanıldığı yeşil sentez yöntemi de bir diğer TiO2 nanopartikül sentezleme yöntemidir. Bu yöntem, indirgeyici ve ajan olarak kullanılacak kimyasal malzemelerin yerine çevreye zararsız biyolojik ve doğal bir malzeme kullanılması nedeniyle dikkat çekmektedir. Yeşil sentez yöntemi, enerji verimi yüksek, maliyeti düşük, kolay bir proses ve güvenilir olması gibi çeşitli avantajlara da sahiptir. Çevremizde, hemen hemen her yerde mantarlar ile karşılaşmaktayız. Hava yoluyla sporlarını taşıyan mantarlar, nem, duman ve kirlilik olan ahşap, plastik maddeler, lastik, duvar sıvası ve alçı kartonlar gibi birçok yüzeyde aktif olarak çoğalırlar. Yapılan literatür çalışmalarında, TiO2 nanopartiküllerinin çeşitli bakterileri ve mantarları inhibe ettiği kanıtlanmıştır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, yeşil sentez yöntemiyle portakal kabuğu ekstraktı kullanılarak TiO2 nanopartiküllerin sentezlenmesi, yapısal özelliklerinin karakterize edilmesi (SEM, TEM, XRD, FTIR, TG/DTA) bakır ve bor katkılandırması yapılarak nanopartiküllerin modifiye edilmesi gerçekleştirilmiştir. Özellikle küf mantarlarına ve odun çürüten mantarlara karşı etkinlik denemeleri gerçekleştirilerek antifungal özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, bakır katkılandırılması yapılarak yeşil sentez ile sentezlenen TiO2 nanopartiküllerinde küf mantarlarına ve odunda beyaz çürüklük yapan mantarlara karşı etkin antifungal aktivite elde edilmiştir. Beyaz çürüklük (T. versicolor ve I. lacteus) ve küf mantaralarında (P. fellutanum ve A. pullulans) suni büyüme ortamının (malt ekstrakt agar) %1 (v/v) konsantrasyonuyla hazırlanan TiO2 nanopartiküller %100 inhibisyon oranlarında büyümeyi engellemiştir.

Abstract:
Titanium dioxide (TiO2), which can be found in anatase, rutile and brookite forms, has many applications due to its superior properties such as biocompatible, non-toxic, antimicrobial, high photocatalytic activity, high thermal and chemical stability. The most common application areas are paint, solar cells, plastics and construction industries, and synthesized by chemical synthesis methods such as sol-gel, hydrothermal, chemical and physical vapor deposition. In addition to these chemical synthesis methods, green synthesis methods, in which a biological material is extracted and used as a reducing agent, are other synthesis methods for producing TiO2 nanoparticles. These methods draw attention because of the use of environmentally friendly and natural materials instead of chemical materials to be used as reducing agents. Green synthesis method also has several advantages such as high energy efficiency, easy process and reliability. We encounter fungi everywhere in our environment. Fungi, which carry their spores through the air, reproduce actively on many surfaces such as wood, plastic, which are moisture and pollution. In the literature, it has been proven that TiO2 nanoparticles inhibit various bacteria and fungi. In this master's thesis, the synthesis of TiO2 nanoparticles, characterization of their structural properties (SEM, TEM, XRD, FTIR, TG/DTA) using orange peel extract by green synthesis method and modification of nanoparticles by copper and boron doping were carried out. Antifungal properties of the TiO2 nanoparticles were also investigated, by growth inhibition tests in vitro against mold and wood decaying fungi. According to the results obtained, effective antifungal activity against mold and white-rot fungi was obtained by TiO2 nanoparticles synthesized by green synthesis by doping copper. Inhibition rates of 100% were obtained by TiO2 nanoparticles prepared with 1% (v/v) concentration of artificial growth medium (malt extract agar) against white-rot fungi (T. versicolor and I. lacteus) and mold fungi (P. fellutanum and A. pullulans).