Publication:
Organik-Inorganik Hibrit Hidrojellerin Sentezi Ve Karakterizasyonu

Thumbnail Image
Date
2013-01-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Research Projects
Organizational Units
Journal Issue
Abstract
Dış ortam koşullarına duyarlı cevap verebilen akıllı polimerik malzemeler son yıllarda artanbir ilgiyle araştırmalara konu olmaktadır. Dış ortam koşullarındaki küçük değişikliklerehacimsel geçişler ile tepki göstermelerinin yanı sıra yapılarında gerçekleşen bumakroskopik değişimlerin tersinir olması bu malzemeleri üstün kılan özellikleridir.Sıcaklık değişimi, polimer sistemlerinde en çok kullanılan fiziksel değişimdir. Sıcaklıkdeğişimleri sadece kontrol kolaylığı sağlamanın yanı sıra in vitro ve in vivo olarak dauygulama kolaylığı sağlamaktadır. Sıcaklığa duyarlı faz geçişi gösteren polimerlerarasında en sık kullanılan poli(N-izopropilakrilamid) (PNIPA)’in alt kritik çözelti sıcaklığı(LCST) 32C’dir. Bu sıcaklığın altında hidrofilik olan PNIPA, bu sıcaklığın üzerinde isehidrofobik özellik taşımaktadır. Sahip olduğu bu eşsiz özellik nedeni ile de biyomoleküllerinayrılmasında, ilaç salınım sistemlerinde ve hücre adhezyonlarının kontrolünde, hızlı cevapveren yüzeyler oluşturmak için sıklıkla kullanılmaktadır.Akıllı jeller, uyarana karşı hızlı tepki göstermelerine rağmen zayıf mekanik mukavemetesahiptirler. Monomer ve başlatıcı içeren reaksiyon çözeltisinin donma sıcaklığının altındagerçekleştirilmesi olarak tanımlanan kriyojelasyon yöntemi ile sentezlenen jeller, makrogözenekli, daha hızlı cevap veren ve daha yüksek mekanik dayanıma sahiptir. Organikinorganikhibrit hidrojeller ise sahip oldukları üstün mekanik özellikleri nedeniyle önemli biryere sahiptir.Bu projenin amacı sıcaklığa duyarlı poli(N-isopropilakrilamid) (PNIPA) hidrojellerininmekanik dayanımını arttırmak ve aynı zamanda çevresel uyarılara daha hızlı cevapvermesini sağlamaktır. Bu amaçla çalışmanın ilk bölümünde 3-(metakriloksi)propiltrimetoksisilan (MPTMS) ile Aerosil®200 nanosilika yüzeyi modifiye edildi. İkincibölümünde ise modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş nanosilika içeren PNIPA kriyojelleriserbest radikal polimerizasyonu ile sentezlendi. Modifiye edilmiş nanosilikalarınmodifikasyon verimi Termal Gravimetrik Analiz (TGA) ile, partikül boyutu ise Dinamik IşıkSaçılımı (DLS) metodu ile belirlendi. Jeller morfoloji,şişme oranı, ve mekanik özeliklerinegöre karakterize edildi. Modifiye nanosilika katkısıyla jellerin mekanik özellikleri arttı.
Smart polymeric materials, which exhibit response to external stimuli, have gathered agreat interest in recent years. The characteristic feature that actually makes them ‘‘smart’’is their ability to respond to very slight changes in the surrounding environment. Theuniqueness of these materials lies not only in the fast macroscopic changes occurring intheir structure but also these transitions being reversible.Temperature is the most widely used physical stimulus in environmentally responsivepolymer systems. Not only is the change in temperature relatively easy to control, but alsoit is readily applicable both in vitro and in vivo. The most extensively studied thermoresponsivepolymer is poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), which exhibits a lowercritical solution temperature (LCST) of about 32C in an aqueous medium. It assumes aswelled coil structure (hydrophilic state) below the LCST and a collapsed globular structure(hydrophobic state) above the LCST. Because of this unique property, it has been widelyused in the preparation of stimuli-responsive surfaces for controlling cell adhesion,separation of biomolecules, and drug delivery.Smart gels, despite the poor mechanical strength have to react quickly to stimuli. If thetemperature is below zero during the synthesis of gels of this process is called‘’cryogelation’’. Gels synthesized in this way, will possess macro-porous, fast responsiveand have high degree of toughness. Organic-inorganic hybrid hydrogels have an importantplace due to their superior mechanical properties.In this project, we aimed to synthesize mechanically improved and fast responsivetemperature-sensitive PNIPA hydrogels. Hence, in the first part of the study Aerosil ®200nanosilica surface modified with 3 - (methacryloxy) propyl trimethoxysilane (MPTMS) andthe second part temperature-sensitive nanocomposite hydrogels synthesized by freeradical polymerization in the existence of organically modified Aerosil ®200. The yield ofmodified nanosilica modification were determined by Thermogravimetric Analysis (TGA)and the particle size distribution of modified nanosilica particles were investigated bydynamic light scattering technique (DLS). Morphological, mechanical and swellingbehaviors were investigated. Mechanical strength was increased by addition of modifiednanosilica.
Description
Keywords
Kimya, İnorganik ve Nükleer, Kimya, Organik, Malzeme Bilimleri, Biyomalzemeler, Malzeme Bilimleri, Kompozitler, Polimer Bilimi
Citation