Kombucha bakteriyel selülozundan aerojelin üretimi, karakterizasyonu ve bazı özelliklerinin incelenmesi
Production, characterization and investigation of some properties of aerogel from kombucha bacterial cellulose
Yazar: CANAN KARAKUŞ
Danışman: PROF. DR. AYŞE ZEHRA AROĞUZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Aerojeller yaklaşık %99 luk kısmı hava ile dolu nano yapıda gözenekleri olan yalıtkan materyallerdir. Çok gözenekli yapıları sayesinde geniş yüzey alanına sahip olan aerojeller, bu gözeneklerinin hava ile dolu olması sebebiyle oldukça hafiftirler. Bu özelliklerinden dolayı aerojeller üzerinde yapılan bilimsel çalışmalar büyük hızda artmıştır. Birçok materyal kullanılarak elde edilen aerojellerde silika gibi inorganik materyallerin yanısıra selüloz gibi biyobozunur organik polimerler de kullanılabilir. Son yıllarda, çevre dostu olması, mekanik etkilere karşı dayanıklı olması, basit prosesler ile kısa sürede ve ekonomik yollarla elde edilebilir olması nedeniyle bakteriyel selülozun aerojel yapımında kullanımı artmıştır.
Bu tez çalışmasının amacı kombucha mayası ile elde edilen bakteriyel selüloz kullanılıp ısı dayanımı, adsorpsiyon ve elektrik iletkenliği özellikleri olan üç ayrı aerojel elde etmek ve bu aerojellerin elde edilmesinde kullanılan yöntemlerin önemini incelemektir. Bu amaçla, kombucha bakteriyel selüloz, iskelet yapısı olarak kullanılmış, ısı dayanımının arttırılması için TEOS ile sol-jel prosesi, elektrik iletkenliğinin verilmesi için Fe3O4 ile in-situ ve basit difüzyon yöntemleri ve adsorpsiyon özelliğinin arttırılması için ise PVA biyopolimer ile çapraz bağlanma yöntemleri uygulanmış, çeşitli özelliklere sahip aerojeller elde edilmiştir. Elde edilen bu aerojellerin morfolojik ve yapısal karakterizasyonları SEM, FT-IR, TGA cihazları ile incelenmiştir. Elektrik iletkenliği multimetre cihazı ile test edilmiş, toplam inorganik madde analizi yapılarak madde miktarı tayin edilmiştir.
Yapılan analizler sonucunda sol-jel prosesi ile TEOS kullanarak elde edilen bakteriyel selüloz aerojelin ısıya karşı dayanımının arttığı görülmektedir. Fe3O4 kullanarak elektrik iletkenlik direcinin düştüğü, elektriği ilettiği tespit edilmiş ve bu durum en iyi in-situ yöntemle sağlanmıştır. PVA'nın çapraz bağlanma yöntemi ile elde edilen aerojelin ise saf sudaki adsorpsiyonu PVA homopolimer aerojele göre artış göstermiştir. Bu çalışmada kombucha bakteriyel selüloz kullanarak çeşitli tekniklerle ve ekonomik olarak elde edilen aerojellerin farklı kullanım alanlarında yer alabildikleri gösterilmiştir.

Abstract:
Aerogels are instulator materials having nano structure pores with 99% of air filled. Aerogels with large surface area, are very light due to the filling of pores with air. Due to these features scientific studies on aerogels have increased at great speed. Aerogels are obtained using many material as inorganic materials like silica as well as cellulose as biodegradable organic poymers. In recent years, the use of bacterial cellulose in the production of aerogels increase related to their eco- friendly properties, mechanical resistant to the effects, achieved in short time and in ecenomic ways with simple processes.
The aim of this thesis is to investigate the importance of the bacterial cellulose obtained by kombucha scoby in order to obtain three separate aerogels with heat resistance, adsorption and electrical conductivity properties and the importance of the methods used to obtain aerogels. For this purpose, kombucha bacterial cellulose has been used as skeletal structure to increase heat resistance by sol-gel process with TEOS, increase the electrical conductivity by in-situ and simple diffusion methods with Fe3O4 and increase the adsorption roperties by crosslinked process with PVA and aerogels with various properties have been obtained. Morphological and structural characteristics of these aerogels were investigated by SEM, FT-IR and TGA. Electrical conductivity was tested with multimeter device and total inorganic matter analysis was performed. 
As a result of the analyzes, the resistance of the bacterial cellulose aerogels obtained by using TEOS with the sol-gel process increases the degradation temperature. Using Fe3O4 in the preparation of aerogel the electrical conductivity of aerogel increased and the electricity was transmitted and this was best achieved by the in-situ method. The adsorption of the aerogel obtained by the cross-linked PVA in distiled water was increased compared to the PVA homopolymer aerogel. In this study, kombucha bacterial cellulose can be use in different fields of use by various techniques and can be obtain economically aerogels.