Negatif iyon yayan antimikrobiyal kompozit duvar boyasının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of negative ion-emitting antimicrobial composite wall paint
Yazar: AYÇA ASLAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET BURÇİN PİŞKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Antibakteriyel aktivite = Antibacterial activity ; Biyomalzemeler = Biomaterials ; Kil mineralleri = Clay minerals ; Yapı malzemeleri = Building materials

Özet:
Hava kirliliği dünya genelinde sağlık açısından en büyük çevresel risklerden biridir. Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre her yıl yaklaşık 7 milyon insan hava kirliliği yüzünden hayatını kaybetmektedir. Son yıllarda yapılan araştırmalar, modern toplumda insanların zamanlarının %90'ını iç mekanlarda geçirdiğini göstermiş ve bu nedenle dış mekan hava kirliliğinin yanında iç mekan hava kirliliğinin de insan sağlığı açısından büyük bir tehdit oluşturduğunu ortaya koymuştur. Negatif hava iyonları, iç mekan hava kirleticileri olan partiküler maddeleri, uçucu organik bileşikleri, havada bulunan mikroorganizmaları azaltan hava vitaminleri olarak bilinmektedir. Havada artmış negatif iyon varlığı yabancı partiküllerin solunum sisteminden uzaklaştırılmasını sağlamakta ve böylece solunum sistemine bağlı rahatsızlıkları azaltmakta ve kişilerin bulundukları ortamda daha rahat nefes almalarını sağlamaktadır. Ayrıca bu iyonların kalp ritimlerini düzenlediği, immün sistem fonksiyonlarını güçlendirdiği ve kişilerin kendini daha sağlıklı hissetmesini sağladığı da gösterilmiştir. Tüm bu nedenlerden, iç mekan hava kirleticilerinin zararlı etkilerini azaltmak ve bireylerin bulundukları ortamdaki yaşam kalitesini arttırmak adına negatif iyon yayan malzemelerin geliştirilmesi büyük bir önem taşımaktadır. 
Bu çalışmada, negatif iyon yayan, antibakteriyel ve antifungal özelliklere sahip kil minerali temelli sedefli pigmentlerin geliştirilmesi ve bu pigmentlerin iç mekan kompozit duvar boyası olarak kullanım potansiyellerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, Türkiye ve Çin'den temin edilen iki farklı mika grubu kil mineralleri duvar boyalarında sıkça kullanılan TiO2 ile birleştirilmiş ve sonuçta mika kil minerali temelli sedefli pigmentler sentezlenmiştir. Daha yüksek kimyasal stabiliteye ve daha parlak bir renge sahip boya elde etmek için pigmentler farklı oranlarda SnO2 katkı maddesi ile katkılandırılmış ve katkı maddesi kullanımı ve kalsinasyon parametrelerinin anataz-rutil faz dönüşümüne, pigmentlerin renk özelliklerine ve UV ışık altında degredasyon sabitlerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, bu pigmentlerin, negatif iyon yayma etkilerini arttırmak adına pigmentler, negatif iyon yaydığı bilinen ve latincesi Chlorophytum comosum olan kurdele çiçeği bitki ekstraktları ile birleştirilmiş ve elde edilen pigmentlerin antibakteriyel ve antifungal özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen bulgular, bu yöntemle sentezlenen pigmentlerin duvar boyası olarak kullanılmasının ortamdaki negatif hava iyonu oranını arttırarak iç mekan hava kalitesinde artış sağlayacağını gösterir niteliktedir.

Abstract:
Air pollution is one of the biggest environmental risks for health around the world. According to World Health Organization data, approximately 7 million people die every year due to air pollution. Researches in recent years have shown that people in modern society spend 90% of their time indoors, and for this reason, it has been revealed that in addition to outdoor air pollution, indoor air pollution poses a great threat to human health. Negative air ions are known as air vitamins that reduce indoor air pollutants such as particulate matter, volatile organic compounds and airborne microorganisms. The presence of increased negative ions in the air ensures that foreign particles are removed from the respiratory system, thereby reducing diseases associated with the respiratory system and allowing people to breathe more easily in their environment. It has also been shown that these ions regulate heart rhythms, strengthen immune system functions and make people feel healthier. For all these reasons, in order to reduce the harmful effects of indoor air pollutants and increase the life quality of the individuals, the development of negative ion emitting materials is of great importance.
In this study, it was aimed to develop clay mineral-based pearlescent pigments with negative ion emitting, antibacterial, and antifungal properties and to evaluate their potential for use as indoor composite wall paint. For this purpose, two different mica groups clay minerals, which are obtained from Turkey and China, were combined with TiO2 which is frequently used in wall paints, and thus, mica clay mineral-based pearlescent pigments were synthesized. In order to obtain dye with higher chemical stability and a brighter color, pigments were combined with different proportions of SnO2 dope additive. The effects of dope additive use and calcination parameters on the anatase-rutile phase conversion, color properties of pigments, and degradation constants under UV light were analyzed. In addition, in order to increase the negative ion-emitting effects of these pigments, the pigments were combined with spider plant extracts, known to emit negative ions and whose Latin name is Chlorophytum comosum, and the antibacterial and antifungal properties of the obtained pigments were investigated. The obtained findings indicate that the use of pigments synthesized by this method as wall paint will increase the indoor air quality by increasing the negative air ion rate in the environment.