Chemical Engineering / Kimya Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/14
Browse
56 results
Search Results
Research Project Kontrollü salım özelliklerine sahip antimikrobiyel, nanokompozit gıda ambalaj filmlerinin geliştirilmesi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Alsoy Altınkaya, Sacide; Pekşen Özer, Bahar Başak; Oymacı, Pelin; Uz, Metin; Büyüköz, MeldaAntimikrobiyal gıda ambalaj malzemelerinde aktif maddenin kontrollü salımı kritiktir. Bu çalışmada kontrollü salım antimikrobiyal ajanı nanotanecik içine yükleyerek sağlanmıştır. Doğal bir antimikrobiyal ajan olan lisozim serbest halde ya da poliakrilik asit (PAA) ile tanecik oluşturarak peynir altı suyu izolatı (WPI) filmlerine ilave edilmiştir. Serbest lisozim içeren filmlerden salımın çok hızlı olduğu, 45 dakika gibi kısa bir sürede lisozimin tamamının ortama geçtiği, PAA içine yüklenmesi durumunda ise salım hızının oldukça yavaşladığı gözlenmiştir. PAA’nın molekül ağırlığı ile PAA/LIS oranının lisozimin salım hızı üzerinde oldukça etkili olduğu belirlenmiştir. Her iki parametrenin artması ile daha büyük boyutta tanecikler elde edilmiş ve bu tanecikleri içeren filmlerden lisozimin salım hızı düşmüştür. Film hazırlama esnasında lisozimin aktivitesinde kayıp yaşanmış, ancak salınan aktivite zamanla değişim göstermemiştir. Lisozim hem serbest, hem de PAA/LIS kompleksi içinde filme ilave edildiğinde ortama kontrollü bir şekilde salınarak antimikrobiyal etkisini daha uzun süre koruyabilmiştir. Çalışmada PAA/LIS komplekslerinin yanısıra kitosan nanotanecikler de hazırlanmış, bu taneciklerin WPI filmlerinin mekanik ve bariyer özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. %2 oranına kadar kitosan nanotanecik içeren filmlerin mekanik ve bariyer özelliklerinde önemli bir değişiklik olmazken, % 4 nanotanecik ilavesiyle çekme mukavemetinde ani bir artış, % uzama değerinde ve su buharı geçirgenliğinde de azalma gözlenmiştir. Ayrıca, kitosan nanotanecikler WPI filmlere antibakteriyel özellik de kazandırmıştır. Filme ilave edilen nanotanecik miktarının % 6’ya artırılması sonucunda homojen dağılımın sağlanamamasından dolayı mekanik ve bariyer özelliklerindeki iyileşme azalmaya başlamıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara dayanarak kitosan nanotaneciklerin WPI filminin mekanik ve bariyer özelliklerinin iyileştirilmesinde, PAA/LIS komplekslerinin de kontrollü salım yapabilen, antimikrobiyal özelliğe sahip WPI filmlerinin hazırlanmasında kullanılabileceği düşünülmektedir.Research Project Enzim immobilize edilmiş membranların hazırlanması ve karakterizasyonu: membran performanslarının belirlenmesi(2008) Alsoy Altınkaya, Sacide; Yemenicioğlu, Ahmet; Yürekli, YılmazBu çalışmada üreaz enzimi polietilenimin (PEI) ve kitosan (CHI) ile modifiye edilmiş poliakrilonitril (PAN) membranları üzerine immobilize edilmiştir. PEI ve CHI ile modifikasyon PAN membranı üzerine adsorbe olan üreaz miktarını etkilemezken, aktiviteler sırayla 2 ve 1.5 kat artış göstermiştir. Membranların üreye karşı gösterdikleri kinetik performans aşağıdaki şekilde bulunmuştur: PAN+PEI+CHI>PAN+PEI>PAN+CHI>PAN. pH 7 ile 9 aralığında modifiye edilmiş membranlar üzerine immobilize edilen üreaz PAN üzerine immobilize edilene göre daha iyi bir aktivite profili sergilemiştir. PAN+CHI ve PAN membranları üzerine immobilize edilen üreaz 30 ve 37 o C’de optimum aktivite gösterirken, PAN+PEI ve PAN+PEI+CHI üzerine immobilizasyon optimum aktivitenin gözlendiği sıcaklığın 50 ve 60 o C’ye yükselmesine neden olmuştur.Research Project Pentablok kopolimer bazlı yeni bir ince film kompozit nanofiltrasyon membranı geliştirilmesi(2018) Mallapragada, Surya K.; Alsoy Altınkaya, SacideDıs uyarıcılara tepki veren membranlar, farklı uygulamalarda kirlenmenin önlenmesi ve seçiciligin düzenlenmesi için kullanılmaktadır. Ince film kompozit membranlar genellikle bir uyarıcıya tepki veren monomerin yüzeyde polimerizasyonu veya uyarıcıya tepki veren bir polimerin yüzeye kaplanması ile üretilmektedir. Dıs etkilere duyarlılık, polimerin pH, sıcaklık ve iyonik kuvvet gibi dıs ortamdaki degisiklikler sonucunda kütle transferi ve ara yüzey özelliklerindeki degisikliklerden kaynaklanmaktadır. Bu çalısmada orta blok olarak sıcaklıga duyarlı Pluronik F127 (PEO-b-PPO-b-PEO) ve uç bloklar olarak pH'a cevap veren poli(N, N- (dietilamino) etil metakrilat) (PDEAEM) içeren bir pentablok kopolimer (PBC) yeni bir ince film kompozit (TFC) nanofiltrasyon membranının gelistirilmesi için kullanılmıstır. Kompozit membranın destek katmanı, polisülfon/sülfonlanmıs polietersülfon karısımı ile çözücü olmayan faz ayrımı yöntemi ile hazırlanmıs, PBC elektrostatik etkilesim yoluyla destege tutturulmustur. Yüzeye tutunan PBC zincirlerinin konformasyonu, adsorpsiyon çalısmaları ve X ray photoelektron spektroskopisi (XPS) karakterizasyonu ile tespit edilmistir. PDEAEM blok uzunlugu, kopolimer konsantrasyonu ve adsorpsiyon süresinin adsorbe olan PBC miktarı üzerine olan etkileri arastırılmıstır. Incelenen üç kopolimer numunesi (15, 20 ve 25 kDa) arasında pH ve sıcaklıga karsı en fazla cevabı 25 kDa?lık polimer örnegi verdiginden daha sonraki çalısmalarda bu örnekle hazırlanmıs membranların seçicilik ve kirlenme potansiyelleri belirlenmistir. pH ve sıcaklıgın membranın yapısı ve seçiciligi üzerindeki etkileri, saf su akısı ölçümleri ile nötr bilesiklerin membranlar tarafından itilme düzeylerinden gözenek boyutundaki degisimin belirlenmesi ile incelenmistir. Diger taraftan membranların pH ve sıcaklık duyarlılıgının kirlenme potansiyeli üzerindeki etkileri model kirletici olarak seçilen sıgır serum albumini, aljinat ve E coli ?nin filtrasyonu sonucu akılardaki azalma düzeylerine göre degerlendirilmistir. Membranlar SEM, AFM, temas açısı, XPS ve zeta potansiyeli ölçümleri ile karakterize edilmistir. Bu çalısmada pH ve sıcaklıga duyarlı, yüksek akıya sahip, yeni bir ince film kompozit nanofiltrasyon membranı üretilebilecegi gösterilmistir.Article Jelatin Doku İskelesinin Mekanik Özellikleri Üzerine Gözenek Oluşturucu Ajanın Boyutu ve Bağlantı Süresinin Etkileri(Manisa Celâl Bayar Üniversitesi, 2015) Büyüköz, Melda; Alsoy Altınkaya, SacideBu çalışmada, makrogözenekli ve gözenekleri birbirleri ile bağlantılı olarak kalıplama, ısı etkili faz ayrımı ve tanecik uzaklaştırma yöntemleri ile üretilen jelatin bazlı doku iskelelerinde gözenek oluşturucu ajan olan parafin kürelerin boyutu ve bağlantı sürelerinin doku iskelelerinin mekanik özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Sünger formlu ve açık hücreli yapıda olan doku iskelelerinin mekanik özellikleri sıkıştırma testi ile ölçülmüştür. Yapılan ölçümler parafin küre çapındaki artışın doku iskelelerinin sıkıştırma katsayısını istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde etkilemediğini göstermiştir. Ancak, parafin kürelerin maruz bırakıldığı ısı etkileşim süresinin 100 dakikadan 400 dakikaya arttırılmasının 250-425 µm çapındaki parafin kürelerle hazırlanan doku iskelesinin elastisite değerini arttırdığı belirlenmiştir (p<0.05). Ayrıca, 425-600 µm çapındaki parafin kürelerle hazırlanan doku iskelelerinde, ısı etkileşim süresi 100 dakikadan 400 dakikaya arttırıldığında sıkıştırma katsayısı anlamlı bir şekilde azalmıştır (p<0.05). Elde edilen sonuçlar, bu tür doku iskelelerinde parafin kürelerin boyutundan çok bağlantı süresinin mekanik özellikler üzerinde etkili olduğunu göstermiştirConference Object Predicting Drying in Solvent-Coated Polymeric Films(American Chemical Society, 2000) Alsoy Altınkaya, Sacide; Duda, John Larry[No abstract available]Conference Object Development of Functional Materials for Sirna Delivery and Neural Tissue Engineering(AIChE, 2015) Uz, Metin; Alsoy Altınkaya, Sacide; Mallapragada, Surya K.The current nonviral siRNA delivery systems in the literature face many problems such as, cellular entry, endosomal escape and efficient siRNA release. Considering this motive, we developed gold nanoparticles (AuNPs) and temperature/pH responsive pentablock copolymer based siRNA delivery systems to address these problems. The temperature and pH responsive cationic and amphiphilic pentablock copolymers, which were consisted of the temperature responsive Pluronic F127 middle block constructed by PEO-PPO-PEO ((poly(ethyleneoxide)-block-poly(propyleneoxide)-block-poly(ethyleneoxide))) blocks contributing cellular entry through temperature responsive micellization and pH responsive cationic PDEAEM (poly(2-diethylaminoethyl methacrylate)) end blocks facilitating nucleic acid condensation and endosomal escape, were used for the first time in the development of polyplex and AuNP based multicomponent siRNA delivery systems (MCSs). The results indicated that systems managed to protect siRNA from external effects, maintain the system stability, facilitate cellular entry and enhance endosomal escape. It was noted that the transfection efficiency of the MCSs, which were boosted by the presence of cleavable disulfide bond, was ~15% higher than the commercial product RNAiMax while the efficacy of polyplexes alone were similar to the RNAiMax.Article Citation - WoS: 28Citation - Scopus: 29Development of a High-Flux Thin-Film Composite Nanofiltration Membrane With Sub-Nanometer Selectivity Using a Ph and Temperature-Responsive Pentablock Co-Polymer(American Chemical Society, 2019) Bar, Canbike; Çağlar, Nagahan; Uz, Metin; Mallapragada, Surya K.; Alsoy Altınkaya, SacideProducing block co-polymer-based nanofiltration (NF) membranes with sharp molecular weight cutoffs via an efficient method exhibiting persistent size-based separation quality is challenging. In this study, this challenge was addressed by reporting a facile approach to fabricate pentablock co-polymer (PBC)-based thin-film composite (TFC) NF membranes. The PBC, consisting of temperature-responsive Pluronic F127 (PEO-b-PPO-b-PEO) middle blocks and pH-responsive poly(N,N-(diethylamino)ethyl methacrylate) end blocks, were synthesized by atom-transfer radical polymerization. This polymer was then attached electrostatically to the surface of polysulfone/sulfonated polyether-sulfone support membranes fabricated using a non-solvent-induced phase separation technique. The conformational changes of the PBC chains in response to pH and temperature determined the, pure water flux and neutral solute (PEG 1000) rejection performance of TFC membranes. Permeability of the membranes increased from 13.0 +/- 0.63 to 15.9 +/- 0.06 L/m(2).h bar and from 6.7 +/- 0.00 to 13.9 +/- 0.07 L/m(2).h.bar by changing the solution pH from 4 to 8.5 and temperature from 4 to 25 degrees C, respectively. The pH- and temperature-responsive conformational changes did not affect the PEG 1000 rejection and membrane pore radius, which remained constant at similar to 89% and similar to 0.9 nm, respectively. This important finding was attributed to the high grafting density of co-polymer chains, resulting in spatial limitations among the grafted chains. The pore size of similar to 0.9 nm achieved with the proposed membrane design is the smallest size reported so far for membranes fabricated from block copolymers. TFC membranes demonstrated high stability and maintained their flux and rejection values under both static (storage in an acidic solution for up to 1 month) and dynamic (filtering PEG 1000 solution over 1 week) conditions. Pentablock copolymers enable a NF membrane with a sharp molecular weight cutoff suitable for size-selective separations. The membrane fabrication technique proposed in this study is a scalable and promising alternative that does not involve complex synthetic routes.Article Citation - WoS: 30Citation - Scopus: 44A Review on Computational Modeling Tools for Mof-Based Mixed Matrix Membranes(MDPI Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2019) Keskin, Seda; Alsoy Altınkaya, SacideComputational modeling of membrane materials is a rapidly growing field to investigate the properties of membrane materials beyond the limits of experimental techniques and to complement the experimental membrane studies by providing insights at the atomic-level. In this study, we first reviewed the fundamental approaches employed to describe the gas permeability/selectivity trade-off of polymer membranes and then addressed the great promise of mixed matrix membranes (MMMs) to overcome this trade-off. We then reviewed the current approaches for predicting the gas permeation through MMMs and specifically focused on MMMs composed of metal organic frameworks (MOFs). Computational tools such as atomically-detailed molecular simulations that can predict the gas separation performances of MOF-based MMMs prior to experimental investigation have been reviewed and the new computational methods that can provide information about the compatibility between the MOF and the polymer of the MMM have been discussed. We finally addressed the opportunities and challenges of using computational studies to analyze the barriers that must be overcome to advance the application of MOF-based membranes.Article Citation - WoS: 34Citation - Scopus: 35Development of High Flux Nanofiltration Membranes Through Single Bilayer Polyethyleneimine/Alginate Deposition(Elsevier Ltd., 2019) Tekinalp, Önder; Alsoy Altınkaya, SacideThe aim of this study is to prepare high flux, stable, antifouling nanofiltration membranes through single bilayer polyelectrolyte deposition. To this end, a tight ultrafiltration support membrane was prepared from a polysulfone/sulfonated polyethersulfone blend. Deposition of a polyethyleneimine and alginate pair on this support has reduced the molecular weight cut off from 6 kDa to below 1 kDa. The pure water permeability and polyethylene glycol 1000 rejection of the coated membrane were found to be 15.5 ± 0.3 L/m2·h·bar and 90 ± 0.6%, respectively, by setting the deposition pH for each layer to 8 and the ionic strengths to 0.5 M and 0 M. This membrane has exhibited significantly higher permeability than commercial membranes with the same molecular weight cut off, retaining 98% of the initial flux during 15 h filtration of bovine serum albumine. In addition, the membrane has been able to completely remove anionic dyes from aqueous solution by showing 99.9% retentions to Reactive red 141, Brilliant blue G and Congo red with a 2 bar transmembrane pressure. High flux and membrane stability in acidic and salty environments have been achieved when deposition conditions favor high adsorption levels for the first layer and strong ionic cross-linking between the carboxyl group on the alginate and the amine groups on the polyethyleneimineArticle Citation - WoS: 49Citation - Scopus: 55A Facile Approach for Preparation of Positively Charged Nanofiltration Membranes by In-Situ Crosslinking Between Polyamide-Imide and Polyethylenimine(Elsevier Ltd., 2018) Cihanoğlu, Aydın; Alsoy Altınkaya, SacidePolyamide-imides (PAI) are attractive materials for membrane formation due to their high chemical and thermal stability. In this study, we report a facile approach for preparing positively charged nanofiltration (NF) membranes using a one-step process. Polyethylenimine (PEI) was dissolved in a coagulation bath and formed in-situ ionic crosslinking with PAI during phase inversion. The membranes were characterized by attenuated total reflectance Fourier Transform Infrared spectroscopy (ATR-FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX), atomic force microscopy (AFM), contact angle and zeta potential measurements. The most positively charged membrane was obtained when the pH of the coagulation bath was adjusted to 10. This membrane showed a significant decrease in contact angle and surface roughness and increase in the pure water permeability (PWP) compared to the plain PAI membrane. The salt rejection performance of the crosslinked PAI membrane was measured using MgCl2, CaCl2, NaCl and Na2SO4 salts. The rejection of Mg2+ and Ca2+ ions was found to be 95.6% and 90.2%, respectively. The crosslinked membrane showed excellent chemical stability when stored in HCl solution at pH 3 up to 7 days. Antifouling behaviour of the optimized membrane was tested using bovine serum albumin (BSA) and flux recovery ratio of the membrane was found to be 92.2% at the end of 3 h filtration. The results suggest that the positively charged PAI membranes crosslinked with PEI may have a potential in recovering valuable cationic metals from acid mine wastewater.