Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/11147/10971
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorBarışık, Murat-
dc.contributor.authorYakın, Fetiye Esin-
dc.date.accessioned2021-07-04T09:33:04Z-
dc.date.available2021-07-04T09:33:04Z-
dc.date.issued2020-07en_US
dc.identifier.citationYakın, F. E. (2020). Numerical and experimental investigations on the zeta potential of different size mesoporous silica nanoparticles with different porous properties. Unpublished master's thesis, İzmir Institute of Technology, İzmir, Turkeyen_US
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11147/10971-
dc.descriptionThesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Biotechnology, Izmir, 2020en_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves: 55-62)en_US
dc.descriptionText in English; Abstract: Turkish and Englishen_US
dc.description.abstractMesoporous silica nanoparticles (MSN) are utilized by many applications due to their high surface to volume ratio, tunable pore size, low toxicology, and colloidal stability. These properties make silica nanoparticles good candidates for targeted drug delivery applications. Targeted drug delivery steps include cellular internalization, endosomal escape, and cargo release to the selective tissue. The geometric properties of MSN such as particle size, pore size, and porosity, as well as surface chemistry and resulting surface charge density determine the MSN behavior in these steps. This study examines the influence of particle size, pore size, and porosity of an MSN to its surface zeta potential. We performed both numerical and experimental investigations. The zeta potential of various MSNs at different salt concentrations was calculated by solving the Poisson-Nernst-Planck equation with active surface charge boundary conditions considering surface chemistry. We validated our multi-ion model through experiments. Results indicate that zeta potential exhibits a strong dependence on particle size, pore size, and porosity. By increasing porosity and/or pore size, the absolute average zeta potential decreased up to 25% from the theoretical predictions. Second, zeta potentials of silica particles at different sizes and surface areas were experimentally measured at different salt concentrations. Particles were systematically characterized by measuring particle size using Dynamic Light Scattering (DLS), analyzing chemical properties using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), measuring surface area using Brunauer– Emmett–Teller (BET) analysis, and imaging using Scanning Electron Microscopy (SEM). A well-dispersed solution in colloidal stability was obtained by systematically tuning corresponding parameters. The absolute average zeta potential was found to increase with a decrease in particle size, while zeta potential was found to decrease with a decrease in surface area at a constant particle diameter, similar to numerical calculations.en_US
dc.description.abstractMezopor silika nanoparçacıkları (MSN) yüksek yüzey / hacim oranı, ayarlanabilir gözenek boyutu, düşük toksikoloji ve koloidal stabilitesi nedeniyle birçok uygulama tarafından kullanılmaktadır. Bu özellikler, silika nanopartiküllerini, hedeflenen ilaç verme uygulamaları için iyi adaylar kılar. Hedeflenen ilaç verme aşamaları arasında hücresel içselleştirme, endozomal kaçış ve seçici dokuya kargo salımı yer alır. MSN'in parçacık boyutu, gözenek boyutu ve gözeneklilik gibi geometrik özellikleri, yüzey kimyası ve sonuçta oluşan yüzey yük yoğunluğu bu adımlarda MSN davranışını belirler. Bu çalışma, bir MSN'nin parçacık büyüklüğü, gözenek boyutu ve gözenekliliğinin yüzey zeta potansiyeline etkisini incelemektedir. Hem sayısal hem de deneysel araştırmalar yapıldı. Farklı tuz konsantrasyonlarında çeşitli MSN'lerin zeta potansiyeli, yüzey kimyası göz önünde bulundurularak, Poisson-Nernst-Planck denkleminin aktif yüzey yükü sınır koşulları ile çözülmesiyle hesaplanmıştır. Çok iyonlu modelimizi deneylerle doğruladık. Sonuçlar, zeta potansiyelinin parçacık boyutu, gözenek boyutu ve gözenekliliğe güçlü bir bağımlılık gösterdiğini göstermektedir. Gözenekliliği ve/veya gözenek boyutunu artırarak, mutlak ortalama zeta potansiyelini teorik tahminlerden% 25'e kadar azalmıştır. İkinci olarak, farklı boyutlarda ve yüzey alanlarındaki silika parçacıklarının zeta potansiyelleri, farklı tuz konsantrasyonlarında deneysel olarak ölçülmüştür. Parçacıklar sistematik olarak Dinamik Işık Saçılımı (DLS) kullanılarak parçacık boyutunun ölçülmesi, Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) kullanılarak kimyasal özelliklerin analiz edilmesi, Brunauer – Emmett – Teller (BET) analizi kullanılarak yüzey alanının ölçülmesi ve Taramalı Elektron Mikroskobu ( SEM) ile görüntü alınması gibi deneysel adımlara tabi tutulmuştur. Kolloidal stabilitede iyi dağılmış bir çözelti, karşılık gelen parametrelerin sistematik olarak ayarlanmasıyla elde edildi. Mutlak ortalama zeta potansiyelinin parçacık boyutunda bir azalma ile arttığı, zeta potansiyelinin ise sayısal hesaplamalara benzer şekilde sabit bir parçacık çapındaki yüzey alanında bir azalma ile azaldığı bulunmuştur.en_US
dc.description.sponsorshipTUBITAK (MAG/118M710)en_US
dc.format.extentix, 62 leavesen_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherIzmir Institute of Technologyen_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subjectMesoporous silica nanoparticlesen_US
dc.subjectMesoporous materialsen_US
dc.subjectPorous materialsen_US
dc.subjectNanoparticlesen_US
dc.titleNumerical and experimental investigations on the zeta potential of different size mesoporous silica nanoparticles with different porous propertiesen_US
dc.title.alternativeFarklı gözenek özelliklerine sahip farklı boyutlardaki mezoporlu silika nanoparçacıkların zeta potansiyelinin deneysel ve nümerik incelenmesien_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.authorid0000-0001-5124-2462en_US
dc.departmentIzmir Institute of Technology. Biotechnology and Bioengineeringen_US
dc.relation.tubitakinfo:eu-repo/grantAgreement/TUBITAK/MAG/118M710-
dc.relation.publicationcategoryTezen_US
item.openairetypeMaster Thesis-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.languageiso639-1en-
item.fulltextWith Fulltext-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextopen-
Appears in Collections:Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Files in This Item:
File SizeFormat 
10350866.pdf2.54 MBAdobe PDFView/Open
Show simple item record

CORE Recommender

Page view(s)

26
checked on Oct 26, 2021

Download(s)

16
checked on Oct 26, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in GCRIS Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.