Antibakteriyel sentetik ve doğal elyafların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of antibacterial synthetic and natural fibers
Yazar: BETÜL YENİDOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Son yıllarda COVİD-19 salgını ile antibakteriyel malzemeler büyük önem kazanmıştır ve antibakteriyel aktivite gösterecek şekilde hazırlanan malzemelere ihtiyaç ve ilgi de büyük ölçüde artmıştır. Çeşitli alanlarda kullanılan elyafların yüzey modifikasyonu işlemiyle beraber işlevselliği arttırılarak istenen özellikler eklenebilmektedir. Bu bağlamda metal-organik kafes yapılar (MOF), geniş yüzey alanları, gözenekli yapılarıyla ilgi çekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında; farklı MOF yapıları, MOF@GO hibrit nanokristalleri ile kitosan, aleo vera ve fumarik asit fonksiyonlanmış grafen oksit yapıları sentezlenerek poli(etilen tereftalat) (PET) ve koton elyafların yüzey modifikasyonunun yapılması ve antibakteriyel özellik kazandırılması amaçlanmıştır. Elyaflarda antibakteriyel özellik elde etmek amacıyla bakır, çinko ve zirkonyum esaslı farklı MOF nanokristalleri ile grafen oksit fonksiyonlanmış MOF/GO hibrit nanokristalleri elyaf yüzeylerinde sentezlenmiştir. PET ve pamuk elyaflar ile dokuma kumaşların yüzey modifikasyonu sentezlenen MOF ve MOF/GO nanokristalleri ile kaplanarak yapılmıştır. Elyafların ve MOF yapıların karakterizasyonu için FTIR, XRD ve SEM analizleri yapılarak yüzey kimyasal yapıları ile morfolojileri incelenmiştir. MOF ve MOF/GO nanokristallerinin elyaf yüzeylerine bağlandığı belirlenmiştir. Yüzey modifikasyonu yapılarak hazırlanan PET ve pamuk elyafların antibakteriyel aktivite testleri Staphylococcus Aureus mikroorganizması ile yapılmıştır. Bakır esaslı Cu-MOF ve Cu-MOF@GO nanokristalleri ile yüzey modifikasyonu yapılan elyafların en yüksek antibakteriyel aktivite (%99) gösterdiği belirlenmiştir. Tez çalışması kapsamında, sentezlenen farklı MOF yapıları ve MOF@GO hibrit yapıları sentezlenerek PET ve pamuk elyaflar ile bunların dokunmuş tekstillerinin yüzey modifikasyonunun yapılabildiği ve antibakteriyel özellik kazandırılabildiği anlaşılmıştır.
Anahtar kelimeler: PET, pamuk elyaf, yüzey modifikasyonu, metal organik kafes,
antibakteriyel elyaf

Abstract:
In recent years, with the COVID-19 pandemic, antibacterial materials have gained significant importance, and there has been a considerable increase in the need for and interest in materials prepared to exhibit antibacterial activity. Desired properties can be added by increasing the functionality of fibers used in various fields through surface modification. In this context, metal organic cage structures (MOF) attract attention with their large surface areas and porous structures. Within the scope of this thesis study; By synthesizing different MOF structures,MOF@GO hybrid nanocrystals and chitosan, aloe vera and fumaric acid functionalized graphene oxide structures, it was aimed to make surface modification of poly(ethylene terephthalate) (PET) and cotton fibers and to provide antibacterial properties. In order to obtain antibacterial properties in fibers, different MOF nanocrystals based on copper, zinc and zirconium and graphene oxide functionalized MOF/GO hybrid nanocrystals were synthesized on fiber surfaces. Surface modification of PET and cotton fibers and woven fabrics was done by coating them with synthesized MOF and MOF/GO nanocrystals. For the characterization of fibers and MOF structures, FTIR, XRD and SEM analyzes were performed and their surface chemical structures and morphologies were examined. It was determined that MOF and MOF/GO nanocrystals bonded to fiber surfaces. Antibacterial activity tests of PET and cotton fibers prepared by surface modification were carried out with Staphylococcus Aureus microorganism. It was determined that fibers surface modified with copper-based Cu-MOF and Cu-MOF@GO nanocrystals showed the highest antibacterial activity (99%). Within the scope of the thesis study, it has been understood that the surface modification of PET and cotton fibers and their woven textiles can be made and antibacterial properties can be achieved by synthesizing different MOF structures and MOF@GO hybrid structures.
Keywords: PET, cotton fiber, surface modification, metal organic framework,
antibacterial fiber.