Yeşil sentez yöntemiyle elde edilmiş nanogümüş takviyeli biyobozunur polimer kaplama malzeme üretimi
Production of nanosilver reinforced biodegradable polymer coating material obtained by green synthesis method
Yazar: HATİCE ELVAN ERKAN
Danışman: DOÇ. DR. ARZUM IŞITAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİNE SULAK
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine ve İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Antibakteriyel ajanlar = Anti-bacterial agents ; Biyobozunur polimerler = Biodegradable polymers ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Polimer kaplama = Polymer coating ; Yüzey kaplama malzemeleri = Surface coating materials

Özet:
Günlük yaşamda birçok yerde insan sağlığına zararlı, uygun koşullarda çok hızlı çoğalabilen bakteriler bulunmakta ve üreyebilmektedir. Antibakteriyal özellikli kaplamalar ile bakterilerin varlığı, üremesi engellenebilmektedir. Antibakteriyal kaplama üretiminde kullanılan fiziksel ve kimyasal yöntemlerin çevreye ve insan sağlığına zararlı atıklar oluşturması, bu atıkların giderilmesinde kullanılan tekniklerin pahalı ve uygulanmasının zor olması problem teşkil etmektedir.
Bu tez çalışmasında aromatik roka bitkisi kullanılarak yeşil sentez yöntemi ile yüz merkezli kübik ve ortalama tane boyutu 16 nm olan antibakteriyal gümüş nanopartiküller (R-AgNP) elde edilmiştir. Elde edilen nanopartiküller analiz şartlarına uygun saklama ve koruma yöntemleri göz önünde tutularak UV-Vis, SEM, FT-IR, EDX ve XRD yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Biyolojik olarak parçalanabilen ve yenilebilir kaynaklardan üretilen kitosan ve aljinat kullanılarak 4 farklı kombinasyonda biyobozunur polimer matrisler hazırlanmıştır. Elde edilen biyobozunur polimer matrislerin çekme deneyi, yoğunluk ölçümü, nem ve şişme deneyi uygulanmıştır. İçyapı analizleri için optik mikroskop, SEM karakterizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Testlerde en iyi sonuç alınan 45 °C'de hazırlanan kitosan çözeltiye önceden hazırlanan gümüş nanopartiküller %1, %2,5, %5 oranında ilave edilerek antibakteriyal biyobozunur kaplama malzemesi üretilerek antibakteriyal özellikleri incelenmiştir. Biyobozunur kaplama malzeme üretiminde solvent-casting yöntemi kullanılmıştır. Nanogümüş katkılı biyobozunur kaplama malzemelerine, kurutma işlemlerinden sonra, çekme deneyi, yoğunluk ölçümü, nem ve şişme deneyleri uygulanmış ve optik mikroskop, SEM, FT-IR yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Antibakteriyal duyarlılığın saptanmasında disk difüzyon tekniği kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda 45 °C'de kitosan biyobozunur matrise nanogümüş ilavesi arttıkça antibakteriyal aktivitenin artmıştır.

Abstract:
In many places in daily life, there are bacteria that are harmful to human health and can multiply very quickly under suitable conditions and can reproduce. Antibacterial coatings prevent the presence of bacteria and reproduction. It is a problem that the physical and chemical methods used in the production of antibacterial coatings create wastes harmful to the environment and human health, and the techniques used to remove these wastes are expensive and difficult to implement.
In this thesis study, antibacterial silver nanoparticles (R-AgNP) with face-centered cubic and average particle size of 16 nm were obtained by green synthesis method using aromatic arugula plant. The obtained nanoparticles were characterized by UV-Vis, SEM, FT-IR, EDX and XRD methods, taking into account the appropriate storage and preservation methods for the analysis conditions. By using chitosan and alginate produced from biodegradable and edible sources, biodegradable polymer matrices were prepared in 4 different combinations. Tensile test, density measurement, humidity and swelling test of the obtained biodegradable polymer matrices were applied. Optical microscope and SEM characterization methods were used for internal structure analysis. Antibacterial properties were investigated by producing antibacterial biodegradable coating material by adding % 1, % 2.5 and % 5 previously prepared silver nanoparticles to the chitosan solution prepared at 45 °C, which had the best results in the tests. Solvent-casting method was used in the production of biodegradable coating material. After drying, tensile test, density measurement, moisture and swelling tests were applied to nanosilver doped biodegradable coating materials and they were characterized by optical microscope, SEM, FT-IR methods. Disc diffusion technique was used to detect antibacterial susceptibility. As a result of the study, the antibacterial activity increased as the addition of nanosilver to the chitosan biodegradable matrix at 45 °C increased.