Yazar
Yıldız, Taner
Basım Tarihi
2022-06-22T08:16:18Z
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
fe7a802e-49ac-4a5f-92e2-884846bd9efe
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2022-06-22T08:16:18Z
Örnek Metin
Diyaliz makinelerindeki polimerik membranlar şu anda kronik böbrek hastalarının kanından üremik toksinleri ayırmak için kullanılıyor. Bununla birlikte, polimerik membranlar yalnızca üre ve kreatinin gibi suda çözünebilen küçük üremik toksinleri filtreleyebilir ve genellikle üremik toksinler için zayıf ayırma performansı (<40 mg/g) gösterir. Membranlara alternatif olarak, üremik toksinlerin kandan uzaklaştırılması için adsorpsiyon bazlı ayırma yöntemleri kullanılabilir. Bu tezde, atomik olarak ayrıntılı simülasyonlar gerçekleştirerek 315 biyo-uyumlu metal organik çerçevenin (biyo-MOF'ler) adsorpsiyona dayalı üremik toksin ayırma performanslarını belirledik. İlk önce hidrofobik biyo-MOF'leri belirledik ve ardından 310 K ve 1 bar'da büyük kanonik Monte Carlo (GCMC) simülasyonları gerçekleştirerek üre, kreatinin ve su alımlarını hesapladık. Sonuçlar, birçok biyo-MOF'nin, kreatinin ve üre alımı açısından zeolitler, aktif karbonlar, zeolit-polimer kompozit nanofiberler ve polimerler gibi geleneksel adsorbanlardan daha iyi performans gösterdiğini gösterdi. Üre/su, kreatinin/su ve kreatinin/üre ayırmaları için adsorpsiyon seçicilikleri hem sonsuz seyreltme hem de 1 bar, 310 K'da hesaplanmıştır. Çoğu biyo-MOF'un 1 bar'da hesaplanan üre/su ayırma için adsorpsiyon seçiciliklerinin sonsuz seyreltmede hesaplananlardan çok daha yüksek olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, kreatinin/su ayrımı için 1 barda hesaplanan adsorpsiyon seçicilikleri, çerçeveler içindeki kreatinin ve üre moleküllerinin etkileşim gücündeki farklılık nedeniyle çoğu biyo-MOF için sonsuz seyreltmede hesaplananlardan çok daha düşüktü. Ayrıca üremik toksinlerin ikili ve üçlü karışımları için hesaplama açısından zorlu GCMC simülasyonları gerçekleştirdik ve sonuçlar, kreatinin biyo-MOF'lerin gözenekleri içerisinde güçlü bir şekilde adsorbe edildiğinden, biyo-MOF'lerin kreatinin alımlarının su varlığında önemli ölçüde değişmediğini gösterdi. Bununla birlikte, biyo-MOF'lerde su adsorpsiyonu, üremik toksinler ve su molekülleri arasında oluşan hidrojen bağlarından dolayı karışım durumunda bir miktar arttı. Genel olarak, bio-MOF-11 (YUVSUE) ve bio-MOF-12 (BEYSEF) dahil olmak üzere adenin bazlı biyo-MOF'ların ve disyanamid bazlı bir MOF olan KEXDIB'in hem üre/su hem de kreatinin su ayrımları için umut verici adaylar olduğu bulundu. Sonuçlarımız, üremik toksin ayrımı için yüksek performanslı biyo-MOF adsorbanlarının geliştirilmesinde oldukça faydalı olacaktır. Polimer membranlar böbrek hastalarının kanından üremik kalmasıi için diyaliz makinelerinde şu anda kullanılmaktadır. Ancak polimerik membranlar üre ve kreatinin gibi sadece suda değişkenlik gösteren küçük üremik dağılımları filtrelenebilir ve genellikle üremik değişimi ayırmada düşük performans (<40 mg/g) gösterirler. Membranlara alternatif olarak, üreme kandan uzaklaştırmak için adsorpsiyona dayalı ayırma yöntemleri de mevcuttur. Bu tezde, atomik düzeyde ayrıntılı işlemler gerçekleştirilerek 315 biyolojik-uyumlu metal organik geçiş (biyo-MOFların) adsorpsiyona dayalı üremik toksin ayırma performansları belirlenmiştir. Öncelikle hidrofobik biyo-MOFlar tayin edilmiş ve daha sonra 310 K ve 1 bar'da Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) işlemleri kullanılarak bu hidrofobik biyo-MOFlar içerisinde tutulan üre, kreatinin ve su miktarları hesaplanmıştır. Sonuçlar birkaç biyo-MOF'un kreatinin ve üre satın alma beklentisi zeolitler, aktif karbonlar ve polimerler gibi geleneksel adsorbanlardan daha iyi performans gösterdiğini göstermiştir. Üre/su, kreatinin/su ve kreatinin/üre ayrımları için adsorpsiyon seçimleri hem sonsuz seçmede hem de 1 bar, 310 K'de hesaplanmıştır. Çoğu biyo-MOF için üre/su bileşimi için 1 bar'da hesaplanan adsorpsiyon seçiciliği, sonsuz seçmemede hesaplanan seçicilik değerlerinden çok daha yüksek kullanıcılar. Ancak biyo-MOFların vücutlarındaki kreatinin ve üre moleküllerinin ışıklandırma gücündeki farklılık nedeniyle 1 bar'da kreatinin/su bölümü için hesaplanan adsorpsiyon seçiciliği sonsuz seyreltmede hesaplanan seçicilik değerlerinden çok daha düşük sıcaklıkta. Ayrıca, programlama gücündeki GCMC işlemlerinin üremik olarak ikili ve üçlü karışımları için gerçekleştirilmiş ve sonuçlar biyo-MOFların kreatinin alımlarının su ortamında önemli ölçüde değişmediği görülmüştür çünkü kreatinin, biyo-MOFların yapıları içinde güçlü bir şekilde tutulmuştur. Bununla birlikte, biyo-MOFlarda adsorplanan su miktarı, üremik genetiklerin ve su moleküllerinin arasında, gelen oksijen bağları nedeniyle karışım durumundaki bazı parlaklıklar meydana gelir. Genel olarak, adenin bazlı biyo-MOFların (biyo-MOF-11 (YUVSUE) ve biyo-MOF-12 (BEYSEF) gibi) ve disyanamit bazlı bir MOF olan KEXDIB'in hem üre/su hem de kreatinin/su ayrımları için umut verici adaylar olduğu görüldü. Sonuçlarımız, üremik toksin analizi için yüksek performanslı biyo-MOF adsorbanların oluşturulması için oldukça faydalı olacaktır.
