Nanopartikülle modifiye edilmiş çelik yüzeylerin antifouling performansı
Antifouling performance of nanoparticle modified steel surfaces
Yazar: OSMAN ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. GÜL ÖZYILMAZ
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Deniz suyuyla temas halinde bulunan yüzeylerde biyomolekül, mikroorganizma ve makroorganizmaların adsorpsiyonu ve çoğalması sonucu oluşan biyofouling önemli ekonomik kayıplara neden olur. Çok eski çağlardan beri insanların biyofoulingi engelleme ve azaltma faaliyetleri oldukça önemli bir konu olmuştur. Bu çalışmada paslanmaz çelik yüzeyin iletken polimerlerle kaplanması ve kaplamanın metal oksit nanopartikülerle modifikasyonu sonrasında denizde antifouling performansının araştırılması amaçlanmıştır. Bunun için 0,01 mm kalınlığında paslanmaz çelik (304) ile hazırlanan 9x40 mm boyutlarındaki kuponlar döngüsel voltametri tekniği ile anilin, N-metilanilin ve N-etil anilin'nin homo-, ko- ve terpolimerleri sentezlenmiştir. Kuponlar Hatay-İskenderun'da deniz içinde 6 gün bekletilerek yüzeydeki biyofilm miktarları kristal viyole boyama tekniği ile spektrofotometrik olarak karşılaştırılmıştır. En yüksek antifouling özellik gösteren poli(N-metilanilin) (PmA) kaplama ZnO, CuZnFeOx, ZnFeOx, NiZnFeOx ve ZnTiOx nanopartikülleri (NP) ile modifiye edildiğinde en yüksek antifouling etkiyi ZnO NP ile hazırlanmış PmA'nin gösterdiği saptanmıştır. Son olarak PmA polimeri farklı miktarlarda ZnO NP ile hazırlanarak en yüksek antifouling özellik gösteren ZnO NP derişimi 0,5 mg/ml olarak belirlenmiştir. Ayrıca çalışmanın her aşamasında, denizde bekletilmeye bağlı olarak kuponların yüzey özellikleri SEM, EDX, floresans mikroskobu, temas açısı ölçümü ve AFM görüntüleri ile karakterize edilmiştir.

Abstract:
Biofouling, which occurs as a result of the adsorption and proliferation of biomolecules, microorganisms and macroorganisms on surfaces in contact with sea water, causes significant economic losses. People's activities to prevent and reduce biofouling have been a very important issue since ancient times. In this study, it was aimed to investigate the antifouling performance in the sea after coating the stainless steel surface with conductive polymers and modifying the coating with metal oxide nanoparticles. For this purpose, homo-, co- and terpolymer of aniline, n-methylaniline and N-ethyl aniline were synthesized using 9x40 mm coupons prepared with 0.01 mm thick stainless steel (304) using cyclic voltammetry technique. The coupons were kept in the sea in Hatay-Iskenderun for 6 days and the amount of biofilm on the surface was compared spectrophotometrically using the crystal violet staining technique. When the poly(N-methylaniline) (PmA) coating, which has the highest antifouling property, was modified with ZnO, CuZnFeOx, ZnFeOx, NiZnFeOx and ZnTiOx nanoparticles (NP), it was determined that PmA prepared with ZnO NP showed the highest antifouling effect. Finally, PmA polymer was prepared with different amounts of ZnO NPs and the ZnO NP concentration showing the highest antifouling property was determined as 0.5 mg/ml. In addition, at each stage of the study, the surface properties of the coupons, depending on their storage at sea, were characterized by SEM, EDX, fluorescence microscopy, contact angle measurement and AFM images.