Tekstilde Farklı Kullanım Olanaklarına Sahip Çinkooksit Nanopartiküllerinin Hidrotermal Sentezi Üzerinde Ultrason Enerjisinin Etkisinin Araştırılması

Yıl 2019, Cilt: 26 Sayı: 113, 33 - 41, 26.03.2019

Burcu Sancar Beşen , Onur Balcı

Öz

Bu çalışmada, hidrotermal yöntemi ile çinkooksit nanopartiküllerinin üretiminde ultrasonik homojenizatör kullanımının, elde edilen partiküller üzerindeki etkisi ve elde edilen partiküllerin tekstilde kullanım olanakları araştırılmıştır. Bu amaçla, başlangıç çözeltisinde kullanılan farklı çinko tuzları, çalışma süresi ve ultrason enerjisi varlığı olmak üzere üç farklı değişken belirlenmiş ve bu değişkenlerin elde edilen partiküller üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen ZnO nanopartikülleri SEM, EDX ve XRD analizleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca çalışmada, elde edilen nanopartiküllerin tekstilde kullanım olanaklarının araştırılması amacıyla, en verimli şekilde elde edilmiş nanopartikül numunesi % 100 pamuklu dokuma kumaşa kaplama yöntemi ile aktarılmıştır. Kaplanan tekstil yüzeyi SEM ve EDX analizleri ile karakterize edilmiş ve kumaşa antibakteriyel aktivite ve UV geçirgenlik testleri yapılmıştır. Çalışma sonuçları, başlangıç çözeltisinde kullanılan tuzun üretilen nanopartiküller üzerinde önemli bir etkisinin olduğunu, işlem sırasındaki ultrasonik enerjinin varlığının, üretilen nanopartiküllerin aglomerasyonunu önlediğini ve boyutlarını küçülttüğünü göstermiştir. Ayrıca, verimli bir şekilde üretilen nanopartikül numunesi, aktarıldığı tekstil yüzeyine yüksek bir antibakteriyel özellik ve yeterli bir UV koruma özelliği kazandırabilmektedir. 

Anahtar Kelimeler

Hidrotermal yöntem, nanopartikül, çinkooksit, ultrason

Investigation of the Effect of the Ultrasound Energy on the Hydrothermal Synthesis of the Zinc Oxide Nanoparticles Which Have Different Usage Possibilities in the Textile

Öz

In the present study, the effect of ultrasonic homogenizer usage on the obtaining of zinc oxide nanoparticles by hydrothermal method and the usage possibilities of these particles in the textile were investigated.  For this aim, three variables as usage of different zinc salts in the precursor solutions, process time, and presence of ultrasonic energy were determined and the effects of them on the produced particles were researched. The produced particles were characterized via SEM, EDX, and XRD analyses. Besides in this study, in order to investigate the usage possibilities of the produced nanoparticles in the textile, the most productive nanoparticle sample was applied to the 100% cotton weaving fabric through coating process. SEM and EDX analyses were used for characterizing the coated textile surface and antibacterial activity and UV permeability tests were carried out to the sample. The results showed that the salt used in the precursor solution had had crucial effect on the nanoparticles, the presence of the ultrasonic energy in the process had prevented the agglomeration of the nanoparticles and had downsized them. Besides, the nanoparticle sample produced most productive had given high antibacterial activity and sufficient UV protection properties to the applied textile surface. 

Anahtar Kelimeler

Hydrothermal method, nanoparticle, zinc oxide, ultrasound

Kaynakça

• Balcı, O., Alver, U., Sancar Beşen, B., Tanrıverdi, A., Tutak, M., (2014), In-Situ Generation of ZnO on the Textile Surfaces by Hydrothermal Method, Industria Textila, 65(2), 80-84
• Can, C., Körlü, A., (2011), Antibakteriyel Tekstil Üretiminde Sıkça Kullanılan Gümüşün Etki Mekanizması ve Toksisitesi, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 5(3), 54-59
• Dumitrescu I., Mocioiu, A. M., Iordache, O. G., Nicula, G., (2013), Antimicrobial Functionalization of Textile Materials with Hydrophobins and Ag/ZnO Composite Nanopowders, Industria Textila, 64(6), 303-312
• Küçük, D., Balcı, O., (2016), In-situ Coated of Ag, ZnO, Ag/ZnO Composite Nano Particles to the Technical Fiber by Hydrothermal Method, International Journal of Clothing Science and Technology 28(3), 340-367
• Sancar Beşen, B., Balcı, O., Hidrotermal Yöntemi ile Nano Çinko Oksit- Gümüş İçeren Toz Partiküllerinin Sentezi ve Tekstil Yüzeylerine Aktarılması, 15. Ulusal Tekstil Teknolojisi ve Kimyasındaki Son Gelişmeler Sempozyumu, 14-16 Mayıs 2015, Bursa, Türkiye
• Wang, R. H., Xin, J. H., Tao, X. M., Daoud, W. A., (2004), ZnO Nanorods Grown on Cotton Fabrics at Low Temperature, Chemical Physics Letters, 398(1-3), 250-255
• Wang, R. H., Xin, J. H., Tao, X. M., (2005), UV-Blocking Property Of Dumbbell-Shaped Zno Crystallites On Cotton Fabrics, Inorganic Chemistry, 44(11), 3926-3930
• Vigneshwaran, N., Kumar, S., Kathe, A. A., Varadarajan, P. V., Prasad, V., (2006), Functional Finishing of Cotton Fabrics Using Zinc Oxide-Soluble Starch Nanocomposites, Nanotechnology, 17(20), 5087-5095
• Bacaksız, E., Aksu, S., Yılmaz, S., Parlak, M., Altunbaş, M., (2010), Structural, Optical and Electrical Properties of Al-Doped ZnO Microrods Prepared By Spray Pyrolysis, Thin Solid Films, 518(15), 4076-4080
• Esen, B. (2011), Hidrotermal Yöntemle Sentezlenen Nano Metal Oksitlerin Fotokatalitik Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s.13-14, Ankara
• Yu, J., Wang, G., Cheng, B., Zhou, M., (2007), Effects of Hydrothermal Temperature and Time on the Photocatalytic Activity and Microstructures of Bimodal Mesoporous TiO2 Powders, Applied Catalysis B: Environmental, 171-180
• Duran, K, Körlü, A.E., Perincek, S.D., Bahtiyari, M.İ., (2007), Ultrason Teknolojisinin Tekstilde Kullanım Olanakları, Tekstil ve Konfeksiyon, 3, 162-166
• Erişmiş, B., Eren, H.A., (2010), Tekstil Terbiye İşlemlerinde Ultrason Kullanımı, Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 4(3), 30-38
• Karaboğa, C., Körlü, A.E., Duran, K., Bahtiyari, M. İ., (2007), Use of Ultrasonic Technology in Enzymatic Pretreatment Processes of Cotton Fabrics, Fibres & Textiles in Eastern Europe, 15(4), 97-100
• Hielscher - Ultrasound Technology, https://www.hielscher.com/tr/homogenize_01.htm [Erişim Tarihi: 10.04.2018
• Zak, A.K., Razali, R., Majid, W.H.A., Darroudi, M., (2011), Synthesis and Characterization of a Narrow Size Distribution of Zinc Oxide Nanoparticles, International Journal of Nanomedicine, 6, 1399-1403
• Becheri A., Dürr, M., Nostro, P.L., Baglioni, P., (2008), Synthesis and Characterization of Zinc Oxide Nanoparticles: Application to Textiles as UV-absorbers, 10(4), 679-689
• Yadav, A., Prasad, V., Kathe, A.A., Raj, S., Yadav, D., Sundaramoorthy, C., Vigneshwaran, N., (2006), Functional Finishing in Cotton Fabrics Using Zinc Oxide Nanoparticles, 29(6), 641-645
• Kathirvelu, S., D’Souza, L., Dhurai, B., (2009), UV Protection Finishing of Textiles Using ZnO nanoparticles, Indian Journal of Fibre & Textile Research, 34, 267-273