Nanoçiçekler, geniş yüzey/hacim oranı ve yüksek yüzey pürüzlülüğü sayesinde optoelektronik, kataliz ve analitik kimyada ilginç uygulamalar bulan, çiçek şekilli nanokristallerdir.[1]. Gerçek çiçeklerle alakası olmayan bu nanopartiküller, 1,0-100 nm farklı boyut aralığına giren malzemelerdir ve daha büyük malzeme analoglarından önemli ölçüde farklı fiziksel ve kimyasal özellikler sergilemektedirler.
Nanoçiçeklerin Yapısı
Son birkaç on yılda nanoteknoloji insan yaşamının neredeyse her alanında devrim yaratmıştır. Nano malzemelerin çeşitli formları, ilaç dağıtımı, biyo görüntüleme, kataliz, tarım, kirliliğin iyileştirilmesi, enerji üretimi ve depolanması vb. alanlarda benzeri görülmemiş uygulamalara dahil olmuştur.
Nanoçiçekler, farklı uygulamalar için bilim insanlarının dikkatini çeken nispeten yeni nanomalzemelerdir. Nanoçiçeklerin yüzey morfolojisi mikroskobik incelemede çiçek şeklindeki birkaç yaprağın birleşimi gibi görünmektedir. Basit sentez yöntemlerine ek olarak nanoçiçeklerin farklı katmanları adsorpsiyon kapasitelerini, elektrokatalitik aktivitelerini, yükleme kapasitelerini ve stabilitelerini arttırmaktadır[2] .
Nanoçiçekler bileşimlerine göre; inorganik, organik ve hibrit (hem organik hem de inorganik bileşenler) nanoçiçekler olarak sınıflandırılabilmektedir.
İnorganik nanoçiçekler yalnızca metaller, metal oksitler, alaşımlar ve metaloidler gibi inorganik malzemelerden oluşmaktadır veya inorganik malzemeler metaloidler, karbon, nitrür, sülfit, fosfit, selenit ve tellür kullanılarak kaplanmaktadır.[3]
Organik nanoçiçekler yalnızca organik moleküllerden oluşmaktadır veya organik moleküllerin ana bileşen olduğu ortamın bir parçası olarak inorganik elementler içermektedir. Örneğin, suda elektrik arkı deşarj yöntemi kullanılarak sentezlenen karbon nanoçiçekleri rapor edilmiştir. Elde edilen karbon nanoçiçeklerin, çiçekler gibi düzenlenmiş yüksek kristalli grafen nano tabakalarından oluştuğu bildirilmiştir. [4]
Hibrit nanoçiçekler olarak da adlandırılan organik-inorganik hibrit nanoçiçekler, organik materyallerle ilişkili inorganik nanoyapıların tüm bileşenleri olarak tanımlanmaktadır. [5] Genel olarak organik bileşenler, koordinasyon etkileşimi yoluyla metal iyonlarıyla kompleksler oluşturmak için enzimleri, proteinleri, amino asitleri, biyopolimerleri, DNA'yı ve amid veya amin grupları ihtiva eden peptitleri içermektedir.
2000'li yılların başından itibaren inorganik nanoçiçekler; yani inorganik elementlerden sentezlenen nanoçiçekler, benzersiz nanoyapısal özelliklerinin yanı sıra bileşimlerine, kristal yapılarına ve lokalize yüzey plazmon rezonansına bağlı olarak mükemmel katalitik verimlilikleri ve optik özellikleri nedeniyle araştırmacıların dikkatini çekmiştir.
Nanoçiçeklerin Bulunma Hikayesi ve Gelişimi
Nanoçiçekler ilk olarak Richard Zare ve çalışma grubu tarafından sentezlenmiştir. Zare'nin grubu, hibrit organik-inorganik nanoçiçekler hazırlamak için kullanılan enzimleri hazırlamışlardır. Sonuç olarak enzimler gelişmiş aktivite, dayanıklılık ve stabilite sergilemiştir. Bu hibrit nanoçiçekler glikoz, hidrojen peroksit ve fenol gibi kimyasalların tespitinde daha yüksek hassasiyet göstermiştir. [6] Sonrasında, Mahyari ve arkadaşları çekirdeksiz tek kap yöntemiyle altın nanoçiçekleri sentezlemiştir.
Reaksiyon, biyolojik olarak parçalanabilen, toksik olmayan ve ekonomik bir çözücünün yanı sıra indirgeyici bir madde olarak da görev yapmıştır. Bu yeşil yaklaşım, yüzeyle geliştirilmiş Raman saçılımı (SERS) özelliklerine sahip oldukça kararlı ve dallanmış AuNF'ler sağlamıştır. [7]
Mahyari ve arkadaşları gümüş nanoçiçeklerin (AgNF'ler) tek kapta biyosentezi için kapatma ve indirgeme maddesi olarak L-sistein kullanmıştır. Bu yaklaşım, herhangi bir sentetik stabilizatör veya kapatma maddesi içermediğinden çevre dostu olarak etiketlenmiştir[8] .
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Nanoçiçeklerin Kullanım Alanları
Biyosensörler
Biyosensörler, çeşitli hastalık ve bozuklukları tespit etmek için tanıma ünitesi için dönüştürücüler ve sinyal dönüştürme sistemi ile birleştirilen biyolojik olarak türetilmiş analitik cihazlardır. [9]
Yeni geliştirilen çiçek benzeri nanopartikül türü olan nanoçiçekler; basit sentezi, yüksek verimliliği ve enzimin harika stabilitesi sayesinde büyük ilgi görmektedir. Ayrıca geniş yüzey alanları daha aktif alanlar sunmakta, böylece katalitik performansın, yakalama yeteneğinin ve algılama hassasiyetinin artmasına olanak sağlamaktadır. Hareketsizleştirilmiş enzimler, ağır metal iyonlarının adsorpsiyonu ve boyanın uzaklaştırılması vb. alanında yeni bir malzeme olarak nanoçiçekler üzerine çok sayıda teorik ve deneysel araştırma yapılmasına rağmen, biyoalgılamaya dayalı nanoçiçeklerdeki önemli ilerlemeler göz ardı edilmemelidir.[10]
Saflaştırma
Enzimle kaplı nanopartiküller, özel yapısal ve fonksiyonel özelliklerinden dolayı giderek daha fazla ilgi görmektedir. Daha yüksek yüzey alanına sahip nanomalzemeler, enzim aktivitesinin arttırılması nedeniyle enzim immobilizasyonunda substrat olarak kullanılmaktadır. Bu, kolay uygulanabilir ve düşük maliyetli bir yöntemdir. Bu nedenle, saflaştırma yöntemini basitleştirmek, maliyeti azaltmak ve aktiviteyi arttırmak için kendi kendine kapanan nanoçiçeklerin kullanımı artmaktadır. [11]
Alzheimer Tanısı
Wang ve arkadaşları, amiloid öncü proteini ve yaban turpu peroksidazından oluşan bir kompozit malzeme sentezlemişlerdir.[12] Bu kompozit malzeme sayesinde Alzheimer tanısı kalorometrik olarak konulabilmektedir.
İlaç Salım Sistemi
Organik-inorganik hibrit nanomateryaller biyosensörler, ilaç taşıyıcı ajanlar ve kataliz gibi pek çok umut verici uygulama göstermektedir. Nhung ve arkadaşları yüzeyi geliştirilmiş rezonans saçılımı tabanlı sensör için altın nanoçiçekleri geliştirmiştir. Yüzeyi altın kaplamalı olan nanoçiçeklerin ilaç salım sistemi ve tümör tedavisinde efektif bir kullanım sağladığı bildirilmiştir. [13] Bir diğer örnek ise Baek ve arkadaşlarının glikoz tespiti için geliştirdiği biyosensördür. Araştırıcılar, glikoz tespiti için bir elektrokimyasal biyosensör olarak bakır nanoçiçekle kaplanmış altın nanopartikülleri, grafen oksit nanofiberinin üretimi için yeni bir elektrospinning yaklaşımı önermiştir. Çalışmalarında grafen oksiti vinil alkol ile karıştırarak, elektrokimyasal özellikleri büyük ölçüde artıran bir fiber öncüsü olarak kullanmışlardır. Çözeltiyi yüzeylerin üzerine düzgün bir şekilde kaplamışlar ve biyosensörü geliştirmişlerdir.[19] Wang ve arkadaşları ise tandem kataliz yapmak amacıyla yapay bir enzim sistemi hazırlamak için kolay bir yaklaşım rapor etmişlerdir. Çalışmada içi boş nano parçacıklar ve glikozoksidaz, eş zamanlı çökeltme yöntemi yoluyla zeolitisimidazolat çerçevesi8 (ZIF-8) üzerinde aynı anda hareketsiz hale getirilmiştir. Bu nano partiküllerin sadece peroksidaz aktivitesi göstermekle kalmadığını, aynı zamanda glioksidazın enzimatik aktivitesini koruduğunu göstermişlerdir.[20]
Nanoçiçekler Ne Gibi Avantajlar Sunar?
Nanoçiçekler çeşitli avantajlara sahiptir. Nanoçiçeklerin kullanım avantajları aşağıdaki gibi açıklanabilir: [14], [15], [16]
- Nanoçiçekler, reaksiyonların kinetiğini hızlandırmak ve yüzey adsorpsiyonunu arttırmak için yüksek yüzey/hacim oranı gösterir.
- Nanoçiçekler, geniş yüzey alanı sayesinde daha iyi yük aktarımı ve taşıyıcı hareketsizliği göstermektedir.
- Nanoçiçeklerin 3 boyutlu yapısında yüzey reaksiyonunun etkinliği arttırılmıştır.
- Nanoçiçeklerin hazırlanmasına yönelik kullanılan iyonotropik jelasyon, çöktürme yöntemi ve yeşil sentez gibi sentetik yöntemler basit ve uygun maliyetlidir.
- Proteinlerin ve enzimlerin kararsızlığı nedeniyle metal yüzeyinde immobilizasyonu stabiliteyi arttırır.
Nanoçiçeklerin Dezavantajları
Nanoçiçeklerin kullanımındaki dezavantajlar aşağıdaki gibi açıklanabilir: [17], [18]
- Nanoçiçeğin yaprakları ve boyutları gibi yapısal özelliklerinin, reaksiyon aşaması ve tamamlanması sırasında kontrol edilmesi çok zordur.
- Sentetik reaksiyonlarda nanoçiçekler, toksik elementlerin veya yan ürünlerin oluşabileceği 80-550 °C gibi ekstrem koşullarda hazırlanır.
- Protein ve peptidin immobilizasyonu nedeniyle terapötik aktiviteleri serbest formlara göre azalır. Glikoz oksidazın immobilizasyonu, E. coli'nin gıda patojeni olarak belirlenmesine yönelik terapötik aktivitesini azaltabilir.
Gelecekteki Uygulamalar
Nanoçiçeklerin gelecekte biyoalgılama, biyo-kataliz ve ilgili cihazlar, nanokompozitler, doping, nanokümeler, biyo-nanokompozit ve yapay zeka alanlarında çok büyük uygulama ve kapsama sahip olacağı öne sürülmektedir. Nanoçiçekler dekoratif ilaç dağıtımında enerji tasarrufu sağlamak amacıyla elektronikte kullanılabilir. Ayrıca, enzimlerin ve proteinlerin dayanıklılığını ve stabilitesini arttırmak için nanoçiçek sentezlemeye yönelik çevre dostu yöntemler geliştirilmektedir. Yakın gelecekte nanoçiçek fotodetektör olarak kullanılabilecektir.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git-
3
-
3
-
2
-
2
-
2
-
2
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
- ^ H. Heli, et al. (2016). Synthesis And Applications Of Nanoflowers. Recent Patents on Nanotechnology, sf: 86-115. doi: 10.2174/1872210510999160517102102. | Arşiv Bağlantısı
- ^ D. S. Chormey, et al. (2023). Nanoflower Synthesis, Characterization And Analytical Applications: A Review. Environmental Chemistry Letters, sf: 1863-1880. doi: 10.1007/s10311-023-01572-8. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Q. Liu, et al. (2009). Hierarchical Growth Of Co Nanoflowers Composed Of Nanorods In Polyol. American Chemical Society (ACS), sf: 3436-3441. doi: 10.1021/jp8081744. | Arşiv Bağlantısı
- ^ S. Karan, et al. (2008). Nanoflowers Grown From Phthalocyanine Seeds: Organic Nanorectifiers. American Chemical Society (ACS), sf: 2436-2447. doi: 10.1021/jp709780a. | Arşiv Bağlantısı
- ^ D. Shcharbin, et al. (2019). Hybrid Metal-Organic Nanoflowers And Their Application In Biotechnology And Medicine. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, sf: 110354. doi: 10.1016/j.colsurfb.2019.110354. | Arşiv Bağlantısı
- ^ J. Ge, et al. (2012). Protein–Inorganic Hybrid Nanoflowers. Nature Nanotechnology, sf: 428-432. doi: 10.1038/nnano.2012.80. | Arşiv Bağlantısı
- ^ F. A. Mahyari, et al. (2016). Synthesis Of Gold Nanoflowers Using Deep Eutectic Solvent With High Surface Enhanced Raman Scattering Properties. Materials Research Express, sf: 095006. doi: 10.1088/2053-1591/3/9/095006. | Arşiv Bağlantısı
- ^ X. Ma, et al. (2016). Green Chemistry For The Preparation Of L-Cysteine Functionalized Silver Nanoflowers. Chemical Physics Letters, sf: 148-151. doi: 10.1016/j.cplett.2016.04.004. | Arşiv Bağlantısı
- ^ A. Hiratsuka, et al. (2008). Amperometric Biosensor Based On Glucose Dehydrogenase And Plasma-Polymerized Thin Films. Analytical Sciences, sf: 483-486. doi: 10.2116/analsci.24.483. | Arşiv Bağlantısı
- ^ J. Zhu, et al. (2018). Recent Progress In Biosensors Based On Organic-Inorganic Hybrid Nanoflowers. Biosensors and Bioelectronics, sf: 175-187. doi: 10.1016/j.bios.2018.08.058. | Arşiv Bağlantısı
- ^ P. Shende, et al. (2018). Nanoflowers: The Future Trend Of Nanotechnology For Multi-Applications. Informa UK Limited, sf: 413-422. doi: 10.1080/21691401.2018.1428812. | Arşiv Bağlantısı
- ^ C. Wang, et al. (2018). One-Step Synthesized Flower-Like Materials Used For Sensitively Detecting Amyloid Precursor Protein. Analytical and Bioanalytical Chemistry, sf: 6901-6909. doi: 10.1007/s00216-018-1293-2. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. Khakbiz, et al. (2023). Engineered Nanoflowers, Nanotrees, Nanostars, Nanodendrites, And Nanoleaves For Biomedical Applications. Nanotechnology Reviews. doi: 10.1515/ntrev-2022-0523. | Arşiv Bağlantısı
- ^ G. Zhang, et al. (2017). Zno/Ag Composite Nanoflowers As Substrates For Surface-Enhanced Raman Scattering. Applied Surface Science, sf: 154-160. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.01.042. | Arşiv Bağlantısı
- ^ X. Wang, et al. (2014). Facile One-Pot Preparation Of Chitosan/Calcium Pyrophosphate Hybrid Microflowers. American Chemical Society (ACS), sf: 14522-14532. doi: 10.1021/am503787h. | Arşiv Bağlantısı
- ^ R. Ye, et al. (2016). Bioinspired Synthesis Of All-In-One Organic-Inorganic Hybrid Nanoflowers Combined With A Handheld Ph Meter For On-Site Detection Of Food Pathogen. Wiley, sf: 3094-3100. doi: 10.1002/smll.201600273. | Arşiv Bağlantısı
- ^ S. W. Lee, et al. (2015). Organic–Inorganic Hybrid Nanoflowers: Types, Characteristics, And Future Prospects. Journal of Nanobiotechnology, sf: 1-10. doi: 10.1186/s12951-015-0118-0. | Arşiv Bağlantısı
- ^ B. I. Kharisov. (2008). A Review For Synthesis Of Nanoflowers. Recent Patents on Nanotechnology, sf: 190-200. doi: 10.2174/187221008786369651. | Arşiv Bağlantısı
- ^ S. H. Baek, et al. (2020). Cu-Nanoflower Decorated Gold Nanoparticles-Graphene Oxide Nanofiber As Electrochemical Biosensor For Glucose Detection. Materials Science and Engineering: C, sf: 110273. doi: 10.1016/j.msec.2019.110273. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Q. Wang, et al. (2017). Gox@Zif‐8(Nipd) Nanoflower: An Artificial Enzyme System For Tandem Catalysis. Wiley, sf: 16082-16085. doi: 10.1002/anie.201710418. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 23/11/2024 10:56:51 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/15821
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
