Kitosan katkılı iletken polimerlerin hazırlanması, elektrokromik ve biyosensör uygulamaları
Preparing conductive polymers containing kitosan for electrochromic and biosensor applications
Yazar: BETÜL ÇİÇEK ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN TURHAN ; PROF. DR. METİN AK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Kitosan iyi film olabilme özelliğine ve –NH2 ve –OH gibi aktif gruplara sahip olan bir biyopolimerdir. Yeni nesil amid sübstitüye 2,5-di(2-tiyenil) pirol (SNS) türevi elektroaktif monomerler, elektroaktif materyal uygulamalarında geniş yer bulan iyi optik, elektriksel iletkenlik ve stabilite özelliklerine sahip iletken polimerler sentezlenebilir. 
Kitosan ve elektroaktif monomerler kullanılarak yeni bir metotla kompozit oluşturulması ve oluşturulan kompozitlerin elektrokimyasal, elektrokromik ve biyosensör özelliklerinin araştırılması amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda kompozit üretmek için indiyum tin oksit (ITO) kaplı cam elektrot ve grafit elektrot olmak üzere iki farklı elektrot kullanılmıştır. Kitosanın SNS türevi üç farklı monomer ile ITO elektrot yüzeyinde oluşturulan kompozitlerinin redoks özellikleri dönüşümlü voltametri tekniği ile araştırılmıştır. Ayrıca üretilen kompozitlerin optik özelliklerinin potansiyele bağlılığı, kinetik, elektrokromik, spektroelektrokimyasal davranışları incelenmiştir. Aynı yöntemle grafit elektrot yüzeyinde kompozitler oluşturulmuş ve oluşturulan kompozit malzemelere glikoz oksidaz enzimi immobilize edilerek amperometrik yöntemle glikoz sensörü olabilme özellikleri araştırılmıştır. Bunun yanında hem ITO elektrotu yüzeyinde hazırlanan hem de grafit elektrot yüzeyinde hazırlanan kompozit malzemelerin SEM ile morfolojik karakterizasyonu yapılmıştır.
Oluşturulan kompozit malzemelerle iletken polimerlerin optik ve elektriksel özellikleri geliştirilerek elektrokromik uygulamalar için istenen düzeyde optik kontrast, stabilite ve tepki zamanına sahip malzemeler, biyosensör uygulamaları için de oldukça iyi kararlığa ve seçiciliğe sahip, ticari uygulamalar için uygun sensör platformu tasarlanarak glukoz biyosensörleri elde edilmiştir.

Abstract:
Conducting polymers (CP)  with extraordinary optical, electrical, conductivity and stability properties can be synthesized from new generation amide-substituted 2,5-di (2-thienyl) pyrrole (SNS) derived electroactive monomers used in divers field of electroactive material applications and researches.
The objective of this study was to produce new composite materials by using electroactive monomers and chitosan (CH) with a novel composite preparation method and to characterize electrochemical, electrocromic and biosensor properties of produced composite films. For this purpose, to prepare composites with a new method, it was used indium tin oxide coated (ITO) glass electrode and graphite electrode. Three different SNS derived monomers were electrochemically deposited on the CH modified ITO electrode surface, respectively and redox behavior of resulting composite films have been studied by cyclic voltammetry (CV). Moreover, the electrochromic, spectroelectrochemical properties and the kinetic of redox reaction of the composite films were investigated. For biosensor studies, same CH/CP composite films have been prepared on the graphite electrode surface and each one used as an immobilization matrix for glucose oxidase.  After biosensor preparation, the working condition of biosensor was optimized and biosensing abilities and properties such as stability, selectivity and interference effects were studied. The surface morphologies of the composite films on ITO and graphite surfaces were characterizd by scanning electron microscopy (SEM). 
 According to result of studies, it was figured out that the aimed composites film was generated on ITO electrode surface and they have good optical and electrochemical properties. However, the produced enzyme immobilization platforms for GOx on the graphite electrode surface had good stability and selectivity and they are convenient for practical applications.