Akademik Veri Yönetim Sistemi
3. Uluslararası Ege Bilimsel Araştırmalar Sempozyumu, İzmir, Türkiye, 11 - 12 Mart 2023, ss.11-12
Bu çalışmada, çinko asetat dihidrat (Zn(CH3COO)2.2H2O) öncülünden sol-jel reaksiyonuyla sentezlenen çinko oksit (ZnO) partikülleri ve doğal nanokil (halloysit nanotüp ve sepiyolit) katkılarını içeren kitosan bazlı nanokompozitler, çözelti döküm (solution casting) yöntemiyle film halinde hazırlanmıştır. Elde edilen kitosan/ZnO/nanokil kompozit filmlerinin yapısal, termal, ve mekanik özellikleri sırasıyla Fourier transform infrared spektroskopi (FTIR), termogravimetrik analiz (TGA) ve dinamik mekanik analiz (DMA) yöntemleriyle incelenmiştir. Ayrıca nanokompozitlerin biyobozunma özellikleri, ASTM D6954-04 standardına göre toprakta yapılan bozunma deneyleriyle araştırılmıştır. Nanokompozit filmlerin hazırlanmasında ZnO miktarı sabit tutulurken, halloysit nanotüp (HNT) ve sepiyolit (SEP) nanokilleri farklı oranlarda (polimer:nanokil oranı ağırlıkça 1:0.25, 1:0.50 ve 1:1) karışıma katılmıştır. FTIR analizlerinden her üç bileşenin de nanokompozit yapısında bulunduğu teyit edilmiştir. Termal analiz sonuçlarından hem HNT hem de SEP katkılarının, kitosan bazlı kompozit filmlerin termal dayanımlarını iyileştirdiği gözlenmiştir. Bunun yanında nanokompozitlerin mekanik özellikleri depolama modülü (E') üzerinden değerlendirilmiştir. Buna göre ZnO partiküllerinin saf kitosan filmlerin depolama modülünü çok büyük oranda düşürdüğü, ancak nanokil ilavesiyle kompozit filmlerin mekanik dayanımlarının iyileştiği gözlenmiştir. Toprakta yapılan biyobozunma deneylerinde, kitosan/ZnO/HNT-0.25 ve kitosan/ZnO/HNT-0.50 örneklerinin bir hafta içerisinde; kitosan/ZnO/HNT-1.00 örneğinin ise iki haftada tamamen bozunduğu görülmüştür. SEP ise nanokompozitlerin toprakta bozunma sürelerini uzatmıştır. 4 hafta sonunda kitosan/ZnO/SEP-0.25 örneği %68 oranında bozunurken; kitosan/ZnO/SEP-0.50 örneği %65, kitosan/ZnO/SEP-1.00 örneği ise %53 oranında bozunmaya uğramıştır. Buna göre SEP miktarının artmasıyla beraber kitosan bazlı nanokompozit filmlerin biyobozunma süreleri artarken; bozunma oranlarında da azalma meydana gelmiştir. Deniz kaynaklarından üretilen bir biyopolimer olan kitosanın yeni nesil akıllı gıda ambalajı uygulamalarında kullanım alanının genişletilmesi için termomekanik özellikleri nanokatkılar sayesinde geliştirilebilir. Bu çalışmada içi boş tüpsü yapısıyla karbon nanotübe benzeyen alimüna silikat HNT ile lifli yapıdaki magnezyum silikat SEP’in kitosan kompozitler üzerindeki etkisi incelenmiş; özellikle HNT’nin kitosanın biyobozunurluğuna etki etmeden biyopolimer matrisin termal ve mekanik özelliklerini geliştirdiği görülmüştür. SEP ise kitosanın termomekanik özelliklerini iyileştirirken biyobozunma süresini uzatmıştır. Bu açıdan akıllı gıda paketleme uygulamalarına yönelik çalışmalarda kitosan içerisine eklenebilecek katkı maddeleri arasında HNT, SEP’in bir adım önünde yer almaktadır.