Akademik Veri Yönetim Sistemi
Yola M. L. (Yürütücü), Bankoğlu Yola B., Soylak M., Kızıl N.
TÜBİTAK Projesi, 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı, 2023 - 2025
Sunulan
projede, yüzeyi moleküler baskılı polimerik (MIP) film ile kaplanmış Nikel (Ni)
metal organik kafes yapılar (Ni-MOFs)/karbon nanofiberler (CNFs) hibriti temelli
yeni bir elektrokimyasal sensörün tasarlanması ve deprem bölgelerinde sıklıkla
kullanılan kapalı şekilde muhafaza edilen içme sularından Ziram tespitinin yapılması hedeflenmektedir.
Dünya nüfusundaki
artışa paralel olarak açlık ve kıtlık problemlerinin üstesinden gelmek için
tarımsal üretimi artırmak adına çeşitli kimyasal maddeler kullanılmaktadır. Bu
kimyasal maddeler içinde tarım ürünlerinin üretimi esnasında hızla bulaşabilen
pestisitler yaygın şekilde kullanılmaktadır. Pestisitler üretimde artışı
sağlamakla birlikte tarım ürünlerinde ve çevrede önemli kirliliğe sebep
olmaktadır. Bu durum insan sağlığını ve çevreyi ciddi anlamda olumsuz
etkileyebilmektedir. Pestisitlerin stabilitesi yapısal özelliklerine bağlı
olarak değişmektedir. Ülkemizde kullanılan pestisit miktarı ortalama 45000 ton
olup kullanılan pestisit çeşitlerine baktığımızda ilk sırayı fungisitler yer
almaktadır. Fungusitler, mantarların hücresel işleyişlerini bozup
patojenik veya parazitik mantarları öldürürler. Pek çok sayıda fungisit,
spesifik patojenlere de karşı yüksek etkinlik sağlamakta olan hedeflenmiş
aktivitelere sahiptir. Son yıllarda fungusit ailesinden olan ditiyokarbamat
sınıfında yer alan Ziram (çinko
dimetilditiyokarbamat)’ın tarımsal ürünlerin gelişimi esnasında sıklıkla
kullanıldığı görülmektedir. Bunun yanı sıra antioksidanlar olarak endüstriyel
veya diğer ticari uygulamalarda da kullanılmaktadır. Yapılan çalışmalarda yüksek
miktarlarda Ziram'ın kromozom anomalilerine ve kardeş kromatid değişimine neden
oldukları da bildirilmiştir. Böylece ciddi çevresel ve sağlık problemlerine
neden olan Ziram’ın tespiti için literatürde var olan tekniklerle
kıyaslandığında daha hassas, seçici ve hızlı bir analiz yöntemine olan ihtiyaç
halihazırda önemini korumaktadır.
Ziram tayini
için literatürde yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), sıvı
kromatografi-kütle spektrometresi (LC-MS), alevli atomik absorpsiyon spektrometresi (FAAS) ve
indüktif olarak eşleşmiş plazma-kütle spektrometresi (ICP-MS) gibi analitik
teknikler sunulmuştur. Hemen hemen her pestisit için geliştirilen bu
tekniklerin belirli dezavantajları bulunmaktadır. Örneğin yüksek maliyet içeren
bu sistemlerin her laboratuvar şartlarında bulunma ihtimali düşüktür. Bunun
yanısıra son yıllarda Yeşil Kimyaya
(Green Chemistry) yönelik analizler yeşil mutabakat açısından çok
önemli bir yer teşkil etmektedir. Yukarıdaki analiz tekniklerinde özellikle
çevresel kirleticiliği fazla olan kimyasalların/çözücülerin yüksek miktarlarda
kullanılması ekolojik döngüye doğal olarak insan sağlığı açısından ciddi
tehditler sunmaktadır. Özellikle çalışma ekibimiz tarafından çevre dostu, yüksek
kararlılığa ve hassasiyete sahip nanokompozit temelli elektrokimyasal
sensörlerin tasarlanması ve uygulanması başarılı bir şekilde gerçekleşmektedir.
Sunulan bu projede, öncelikli olarak yüzeyi MIP’den oluşan bir filmle kaplı Ni-MOFs/CNFs
hibriti temelli elektrokimyasal sensörün geliştirilmesi ve Ziram'ın etkin tayininde
kullanılması planlanmaktadır. Böylece, MIP’lerin en önemli avantajı olan
seçicilik ve yüksek kararlılık özellikleri ile Ni-MOFs/CNFs temelli
nanokompozit malzemenin yüksek duyarlılık özellikleri birleştirilerek deprem
bölgelerinde sıklıkla kullanılan içme sularının analizine yönelik hızlı, yüksek
seçici ve duyarlı özgün bir yöntem geliştirilecektir. Ayrıca literatürde Ziram tespitine yönelik böyle bir çalışmanın
olmaması önerilen projenin özgünlüğünü kanıtlanmaktadır.
Ni-MOFs/CNFs nanokompozit
sentezi için bileşenler arasında güçlü arayüz bağı oluşumunu sağlayan
mikrodalga destekli sentez yöntemi uygulanacaktır. Özellikle yüksek verimde ve saflıkta literatürde çalışılmamış bir MOFs
sentezi tasarladık. Bunun için, mikro dalga sentez yöntemi kullanarak
oldukça esnek yapıda ve metal iyonlarına kendi kendine koordine olabilen ve
literatürde ilk olan 1,3-Bis(1-metil-1H-benzimidazol-2-yl)-2-oksopropan
(MeBbop) ligandı ile Nikel arasında koordinasyon polimeri (CPs) oluşturacağız.
Sonrasında, kararlı ve güçlü mekanik özelliğe sahip karbon nano fiberler (CNFs)
ve Ni-MOFs temelli hibrit malzeme üretimini gerçekleştireceğiz. Üreteceğimiz Ni-MOFs/CNFs
hibrit malzeme geniş bir pH ve sıcaklık aralığında yüksek kararlılık ve katalitik
aktivite özelliklerinin yanısıra çevre dostu bir malzeme özelliği taşıyacaktır.