Nano Bilim ve Nano Mühendislik - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 2 / 2
  • Öge
    Lityum-iyon Bataryalar İçin Elektro Eğirme Yöntemiyle Üretilmiş Carbon Nanolif Tabanlı Kompozit Anot Malzemeleri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-12-21) Dirican, Mahmut ; Kızıl, Hüseyin ; 10095946 ; Nano Bilim ve Nano Mühendislik ; Nanoscience and Nanoengineering
    Lityum-iyon bataryalar, yüksek enerji yoğunluğu, uzun ömürlü oluşu ve iyi güç performansı göstermesi vb. özelliklerinden dolayı mevcut şarj edilebilir batarya teknolojileri içerisinde en çok tercih edilen batarya tipi olarak öne çıkmaktadır. Son yıllarda cep telefonu ve dizüstü bilgisayar gibi taşınabilir cihazlar ve elektrikli arabalarda elde edilen teknolojik yeniliklerle beraber bu cihazların ihtiyaç duyduğu enerji gereksinimini sağlayacak lityum-iyon bataryalar için yüksek kapasitede anot malzemesi geliştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Lityum iyonlarıyla alaşım oluşumu seklinde reaksiyon veren ve bu şekilde lityum iyon saklama özelliği bulunan lityum aktif malzemelerden oluşan anotların (silikon, kalay, germanyum ve oksitleri vb.) lityum depolama kapasitesi günümüzde ticari olarak kullanılan grafit tabanlı anotlardan (375 mAh g-1)  çok daha yüksektir. Örneğin anot olarak kullanılabilecek saf kalayın teorik kapasitesi 992 mAh g-1 iken bu değer silikonda 4200 mAh g-1’a kadar ulaşabilmektedir. Ancak, lityum depolama kapasitesi yüksek olan bu aktif malzemelerin hacmi şarj işlemi (lityum iyonunu yapısına katması) esnasında büyük oranda artmaktadır. Örneğin silikonda oluşan hacim genişlemesi % 400 civarındayken, kalay için % 300 civarında hacim genişlemesi oluşmaktadır. Deşarj işlemiyle yapıdan lityum iyonunun çıkması sonucunda hacim genişlemesi kaybolmaktaysa da anot için yapısal bozunum (pulvarizasyon) kaçınılmazdır. Şarj-deşarj işlemi esnasında meydana gelen aktif malzemenin pulvarizasyonu stabil olmayan katı elektrolit ara yüz (SEI) oluşumunu ve iletkenlik sağlayıcı karbonla lityum aktif malzeme arasındaki elektronik iletkenliğin kaybolması sorunlarını beraberinde getirmektedir. Aktif malzemede meydana gelen bu problemlerden dolayı pil kapasitesi stabil olmamakta ve hızla düşmektedir. Lityum aktif malzemelerde oluşan bu problemlerin önüne geçebilmek amacıyla değişik yapıda kompozit malzemelerden oluşan anotlar üzerine son zamanlarda çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmaların büyük bir kısmını nano üretim teknikleri kullanılarak yeni anot malzemesi geliştirilmesi oluşturmaktadır. Yapılan çalışmalar sonucunda nano boyutlarda lityum aktif malzeme (Si, Sn vb.) kullanılması ve nano boyuttaki bu malzemelerin karbon yapıların içerisine homojen bir dağılımla hapsedilmesi şimdiye kadar en olumlu sonuçların alındığı metotlar olarak dikkat çekmektedir. Nano boyutta lityum aktif malzeme/karbondan oluşan kompozit anotlardaki lityum aktif malzeme bileşeni yüksek lityum depolama kapasitesine sahipken, karbon bileşeni ise mükemmel elektronik iletkenlik ve yapısal stabilite özelliği sağlamaktadır. Bu çalışmada lityum-iyon bataryalarda kullanılmak üzere kompozit nanoliflerden oluşan, yüksek kapasiteli anot malzemeleri geliştirilmesi üzerine araştırmalar yapılmıştır. Bu amaçla kompozit nanoliflerden oluşan yeni anot malzemelerin üretimi gerçekleştirilmiş ve elde edilen anotların elektrokimyasal performansları detaylı olarak analiz edilmiştir.  Lityum-iyon bataryalar için yüksek kapasitede anot geliştirilmesi üzerine yapılan çalışmalardan ilkinde dış yüzeyi nano mertebede (10 nm) amorf karbonla kaplanmış olan SnO2/gözenekli karbon kompozit nanoliflerden oluşan anot malzemesi elde edilmesi üzerine deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla ilk olarak elektro eğirme ve karbonizasyon işlemleri sonucu gözenekli karbon nanolifler üretilmiştir. Elde edilen gözenekli yapıdaki karbon nanoliflerin yüzeyi elektro kaplama yöntemiyle SnO2 nanoparçacıklarla kaplanarak yüksek kapasiteli anot oluşturulması amaçlanmıştır. Elektro kaplama işlemi için kullanılan karbon nanoliflerin gözenekli yapıda olması lif yüzeyine daha fazla SnO2 kaplanabilmesine ve bunun sonucu olarak daha yüksek anot kapasitesi elde edilmesine imkân vermiştir. Elektro kaplama işlemi sonucunda elde edilen SnO2/carbon kompozit nanoliflerin dış yüzeyi son olarak kimyasal buhar biriktirme (chemical vapor deposition, CVD) yöntemiyle nano boyutta amorf karbonla kaplanmış ve bu şekilde uzun anot ömrü oluşturulması hedeflenmiştir. Üretilen kompozit nanoliflerin herhangi bir bağlayıcı kimyasal ve akim toplayıcı kullanımına gerek olmadan direkt olarak lityum-iyon bataryalar için anot malzemesi olarak kullanılması üzerine deneysel çalışmalar yapılmıştır. Elektrokimyasal test sonuçlarına göre gözenekli yapıda karbon nanolif kullanıldığında daha yüksek anot kapasitesi elde edildiği gözlemlenmiştir. Bununla beraber gözenekli karbon nanoliflerin yüzeyine daha fazla SnO2 nanoparçacık kaplandığı yapısal karakterizasyon çalışmalarıyla da ispatlanmıştır.  Ayrıca elektrokimyasal testlerden elde edilen sonuçlara göre amorf karbonla kaplanmış olan SnO2/karbon kompozit nanoliflerin amorf karbon kaplanmamış olana göre çok daha uzun anot ömrü gösterdiği saptanmıştır. Yapılan çalışma sonucu elde edilen amorf karbon kaplanmış SnO2/gözenekli karbon kompozit nanolif anotların uygulanan 100 şarj-deşarj işlemi sonucunda ilk kapasitesinin yüzde 78’ini koruduğu ve kolombik verimliliğinin yüzde 99.8 olduğu gözlemlenmiştir.    Yüksek kapasiteli anot geliştirilmesi üzerine yapılan diğer bir çalışmada dış yüzeyi nano mertebede (10 nm) amorf karbonla kaplanmış olan silikon/silika/karbon (Si/SiO2/karbon) kompozit nanoliflerden oluşan anot malzemesi geliştirilmesi üzerine araştırmalar yapılmıştır. Bu amaçla ilk olarak Si nanoparçacıklar, sol-jel tetra etil orto silikat (TEOS) solüsyonu ve polyvinil alkol (PVA)’den elde edilen çözeltiden elektro eğirme yöntemiyle Si/SiO2/PVA kompozit nanolifleri üretilmiştir. Elde edilen nanolifler uygulanan karbonizasyon işlemi sonucunda Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflere dönüştürülmüştür. Karbonizasyon işlemi sonucunda elde edilen Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin herhangi bir bağlayıcı kimyasal ve akim toplayıcı kullanımına gerek olmadan direkt olarak lityum-iyon bataryalar için anot malzemesi olarak kullanılması üzerine batarya testleri yapılmıştır. Oluşturulan Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin yapısındaki silikon yüksek anot kapasitesi sağlaması için kullanılmıştır. Yapıdaki silika ise şarj-deşarj işlemleri esnasında silikonda meydana gelen hacimsel genişlemenin karbon yapısına zarar vermeden soğurulması amacıyla oluşturulmuştur. Ayrıca üretilen Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin dış yüzeyi daha sonra kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle nano boyutta amorf karbonla kaplanarak anot ömrünün uzatılması amaçlanmıştır. Üretilen anotlarla yapılan batarya testlerine göre yapısında silika bulunan kompozit nanoliflerin (Si/SiO2/karbon kompozit nanolifler) Si/karbon kompozit nanoliflere göre çok daha yüksek anot ömrü ve batarya performansı verdiği tespit edilmiştir. Elektrokimyasal testlerden elde edilen sonuçlara göre ayrıca amorf karbonla kaplanmış olan Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin amorf karbon kaplanmamış olana göre çok daha uzun anot ömrü gösterdiği gözlemlenmiştir. Yapılan çalışmada üretilen amorf karbon kaplanmış Si/SiO2/karbon kompozit nanolif anotların uygulanan batarya testlerinde 50 şarj-deşarj işlemi sonucunda ilk kapasitesinin yüzde 91.0’ini koruduğu ve kolombik verimliliğinin yüzde 97.4 olduğu belirlenmiştir.   Katlanabilir ekranlar, vücuda implante edilebilir medikal cihazlar ve giyilebilir elektronik cihazlar gibi katlanabilir özellikteki elektronik cihaz teknolojilerinde son yıllarda ortaya çıkan yeniliklerle beraber bu cihazlarda enerji kaynağı olarak kullanılacak esnek lityum-iyon bataryaların ve dolayısıyla esnek elektrot malzemelerinin geliştirilmesi kritik derecede önem arz etmektedir. Yapılan diğer bir çalışmayla katlanabilir lityum-iyon bataryalar için yüksek kapasiteli, esneyebilir anot malzemesi geliştirilmesi üzerine araştırmalar yapılmıştır. Bu amaçla esneyebilir ve katlanabilir özellikte, yüksek kapasiteli silikon/silika/karbon (Si/SiO2/karbon) kompozit nanoliflerden oluşan anot malzemeleri geliştirilmiştir. Esnek anot üretimi için ilk olarak Si nanoparçacıklar, sol-jel tetra etil orto silikat (TEOS) solüsyonu ve poliakrolinitril (PAN)’den oluşan çözeltiden elektro eğirme yöntemiyle Si/SiO2/PAN kompozit nanolifleri üretilmiştir. Üretilen kompozit nanolifler uygulanan karbonizasyon işlemi sonucunda Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflere dönüştürülmüştür. Karbonizasyon işlemi sonucunda elde edilen Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin, yapısında silika bulunmayan Si/karbon kompozit nanoliflerin tersine oldukça esnek yapıda hatta katlanabilir özellikte olduğu gözlemlenmiştir. Üretilen Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin herhangi bir bağlayıcı kimyasal ve akim toplayıcı kullanımına gerek olmadan direkt olarak lityum-iyon bataryalar için esnek anot malzemesi olarak kullanılması üzerine batarya testleri yapılmıştır. Esnek Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin yapısındaki silikon üretilen anot malzemesinin yüksek lityum kapasitesi vermesi amacıyla kullanılmıştır. Yapıdaki silika ise üretilen anot malzemesine esneyebilme özelliği vermesi amacıyla oluşturulmuştur. Oluşturulan silika yapısı üretilen anot malzemesine esneyebilme özelliği vermesi yanında şarj-deşarj işlemleri esnasında silikonda meydana gelen hacimsel genişlemenin karbon yapısına zarar vermeden soğurulması işlevini de görmüştür. Üretilen esnek Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin dış yüzeyi daha sonra kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle nano boyutta amorf karbonla kaplanarak elde edilen esnek yapıdaki anotların ömrünün uzatılması amaçlanmıştır. Yapılan mekanik testlerle üretilen Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin yüksek derecede esneyebilir özellikte oldukları kanıtlanmıştır. Yapılan batarya testlerine göre esnek Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin kırılgan özellikteki Si/karbon kompozit nanoliflere göre daha yüksek anot ömrü ve batarya performansı verdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, elektrokimyasal testlerden elde edilen sonuçlara göre amorf karbonla kaplanmış olan esnek Si/SiO2/karbon kompozit nanoliflerin anot ömrünün amorf karbon kaplanmamış olana göre daha uzun olduğu tespit edilmiştir. Çalışma sonucu geliştirilen amorf karbon kaplanmış esnek Si/SiO2/karbon kompozit nanolif anotların uygulanan batarya testlerinde 50 şarj-deşarj işlemi sonucunda ilk kapasitesinin yüzde 86.7’sini koruduğu ve kolombik verimliliğinin yüzde 96.7 olduğu gözlemlenmiştir.      Yapılan başka bir çalışmada dış yüzeyi nano mertebede, değişik kalınlıklarda (7, 10 ve 15 nm) silika (SiO2) kaplanmış silikon/karbon (SiO2-Si/karbon) kompozit nanoliflerden oluşan yüksek kapasiteli anot malzemesi geliştirilerek optimum anot performansını sağlayan SiO2 kaplama kalınlığının tespit edilmesi üzerine deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Çalışmada ilk olarak Si nanoparçacıklar, PAN ve dimetilformamit (DMF)’den elde edilen çözeltiden elektro eğirme yöntemiyle Si/PAN kompozit nanolifleri üretilmiştir. Elde edilen nanolifler uygulanan karbonizasyon işlemi sonucunda Si/karbon kompozit nanoliflere dönüştürülmüştür. Üretilen Si/karbon kompozit nanoliflerin dış yüzeyi daha sonra değişik kalınlıklarda SiO2 kaplanarak SiO2-Si/karbon kompozit nanolif anot malzemeleri elde edilmiş ve bu şekilde anot ömrünün uzatılması amaçlanmıştır. Elde edilen SiO2-Si/karbon kompozit nanoliflerin lityum-iyon bataryalar için anot malzemesi olarak kullanılması üzerine batarya testleri yapılmıştır. Oluşturulan SiO2-Si/karbon kompozit nanoliflerin yapısındaki silikon yüksek lityum kapasitesi sağlaması için kullanılmıştır. Üretilen anotlara uygulanan batarya testlerine göre nano boyutta SiO2 kaplanmış bütün Si/karbon (SiO2-Si/karbon) kompozit nanoliflerin SiO2 kaplanmamış Si/karbon kompozit nanoliflere göre daha yüksek anot ömrü ve batarya performansı gösterdiği tespit edilmiştir. Elektrokimyasal testlerden elde edilen sonuçlara göre SiO2-Si/karbon kompozit nanolifler için optimum anot performansı 7 nm’lik SiO2 kaplamasıyla elde edilmiştir. Yapılan çalışmada üretilen 7 nm’lik SiO2 kaplanmış SiO2-Si/karbon kompozit nanolif anotların uygulanan 50 şarj-deşarj işlemi sonucunda ilk kapasitesinin yüzde 89.8’ini koruduğu ve kolombik verimliliğinin yüzde 97.2 olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan çalışmada sunulan özgün anot malzemelerinin yeni nesil lityum-iyon bataryalar için yüksek kapasiteli anot malzemelerinin geliştirilmesi için yapılacak yeni çalışmalarda araştırmacılar için yol gösterici nitelikte olacağı temenni edilmektedir.
  • Öge
    Kemik Doku Rejenerasyonu İçin Elektroaktif-biyoaktif Biyomalzeme Olarak P3ana/pcl Nanofiberleri: Sentez, Karakterizasyon Ve Hücre Çalışmaları
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-06-20) Güler, Zeliha ; Saraç, Abdülkadir Sezai ; 10110721 ; Nano Bilim ve Nano Mühendislik ; Nanoscience and Nanoengineering
    Doku mühendisliği, organa özgün hücrelerin bir iskelet yapı üzerinde çoğaltılması ile yapay doku ve organların üretilmesini sağlamaktadır. Doku mühendisliğinde kullanılan iskelet, doğal hücredışı matrisi taklit ederek,  hücrelere geçici olarak destek sağlayan üç boyutlu bir taslak olarak görev almaktadır. Hücreler, iskelet üzerinde çoğalır, göç eder ve özgün hücrelere farklılaşırlar. Kullanılan iskelet, hücrelere gerekli olan kimyasal, morfolojik ve yapısal sinyaller iletmektedir. Bu nedenle, istenilen şekil, boyut ve işleve sahip dokunun oluşturulması amacıyla iskelet seçimi oldukça önemlidir. İskelet tasarımında biyouyumluluk ve porozite gibi çeşitli özelliklerin gözönünde bulundurulması gereklidir. Porlu yapıları ve geniş yüzey alanına sahip olmalarından dolayı nanofiberler doku mühendisliği iskeleti olarak ideal yapılardır. Nanofiber, boyutları ve fibrilli yapıları dolayısıyla doğal hücredışı matrise benzerlik göstermektedir. Elektrospin yöntemi ile sentetik veya doğal polimerler kullanılarak, doku mühendisliği iskeleti olarak kullanılmak üzere nanofiberler üretilmektedir. Polimerik malzemeler arasında, poli(ε- kaprolakton) (PCL) ve PCL içeren kopilimer veya karışımlar doku mühendislik çalışmalarında yaygın olarak kullanılmıştır. PCL nanofiberleri biyobozunur, biyouyumludur ve özellikler kemik doku mühendisliği çalışmalarına uygun mekanik özelliklere sahiptir. Nanofiberlerin morfolojik özelliklerine rağmen, hücre ve nanofiber arasındaki etkileşimin arttırılması ve doku yenilenmesinin uyarılması amacıyla, hücrelerin fiziksel veya kimyasal faktörlerle uyarılması gerekmektedir. Nanofiberler, büyüme faktörlerinin nanofiber yüzeyinde bulunan fonksiyonel gruplara kovalent olarak immobilizasyonu ile kimyasal olarak modifiye edilebilirler. Fiziksel uyaran olarak ise, özellikle kemik dokusunu uyarmak üzere elektriksel uyarı kullanılabilir. Hem fiziksel hem de kimyasal uyarıların doku mühendisliğinde kullanılabilmesi için uygun bir iskelet malzemenin seçilmesi gerekmektedir. Bu doğrultuda iletken polimerin kullanımı uygun bir alternatif sağlamaktadır. Son yıllarda iletken polimerlerin doku mühendislik uygulamalarında kullanımı ilgi çekmektedir. Polianilin ve türevleri, biyouyumlu ve elektrokimyasal özellikleri tanımlanmış iletken polimerlerdir. Ancak, polianilin ve türevleri çeşitli çözücüler içerisindeki çözünürlüğünün sınırlı olması nedeniyle sınırlı işlenebilirliğe sahiptirler. Bu sorunun aşılması amacıyla anilin monomeri çeşitli fonksiyonel grupların monomere eklenmesi ile modifiye edilmektedir. Poli(m-antranilik asid) (P3ANA), anilin monomerine karboksil (-COOH) grubu eklemesi ile elde edilmiş bir polianilin türevidir. P3ANA yapısına eklenen karboksil grubu, polimerin sulu ve sulu olmayan çözücüler içerisinde çözünmesi sağlamaktadır. P3ANA, iyi tanımlanmış elektrokimyasal özellikleri, yapısında bulunan fonksiyonel grupların varlığı bakımından hem elektriksel uyarıların hücrelere iletilmesi hem de nanofiberlerin biyomoleküller ile kovalent olarak modifiye edilemesi için uygun bir iletken polimerdir.  Hücrelere kimyasal ve fiziksel biyoaktif sinyaller ileten bir elektoaktif ve biyoaktif nanofiber hücre iskeleti üretilmiştir. Poli(ε-kaprolakton)/poli(m-antranilik asit) (PCL/P3ANA) nanofiberleri, PCL çözeltisine artan miktarda P3ANA ilave edilmesinin ardından elektrospin yöntemi ile elde edilmiştir. Fiber yapısına artan miktarda P3ANA eklenmesi, daha küçük fiber çapına, daha fazla yüzey pürüzlülüğüne ve yüzey alanına sahip nanofiberlerin üretilmesini sağlamıştır. PCL/P3ANA nanofiberlerinin geniş yüzey alanına sahip olması, nanofiberlerin büyüme faktörleri ile biyoişlevsel hale getirilmesi için daha fazla uygun bölge ve karboksil grubu sağlamaktadır. Nanofiber yapısına artan miktarda P3ANA ilave edilmesi, nanofiberlerin yapısal özelliklerinin değişmesine neden olarak nanofiberlerin mekanik özelliklerini iyileşmesine neden olmuştur. Elektrokimyasal empedans spektroskopik (EIS) ölçümler, PCL/P3ANA nanofiberlerinde bulunan P3ANA miktarının artmasıyla birlikte, oluşan nanofiberlerin yük transfer direncinin düştüğünü ve daha yüksek iletkenliğe sahip nanofiberlerin elde edildiğini göstermiştir. Bu yüksek elektroaktivite hücrelere elektriksel sinyallerin iletilmesi bakımından avantaj sağlamaktadır. Bu sepeble, yapısında en fazla miktarda P3ANA içeren PCL/P3ANA nanofiberlerinin en fazla yüzey alanına, en iyi mekanik ve elektokimyasal özelliğe sahip olmasından dolayı, bu nanofiberler büyüme faktörleri ile işlevsel hale getirilmiş ve hücrelerin elektriksel olarak uyarılması çalışmalarında kullanılmıştır.  Proteinlerin, PCL/P3ANA nanofiber hücre iskeletine kovalent olarak bağlanması sonucu biyoişlevsel hale getirilmesi 1-etil-3-(dimetil-aminopropil) karbodiimid hidroklorid (EDC) and N-hidroksisuksinimid (NHS) aktivayonu işlemi ile gerçekleştirilmiştir. Nanofiber yapısında bulunan karboksil gruplarının aktivasyon verimi, değişen EDC/NHS konsatrasyonuna bağlı olarak spektroskopik ve morfolojik olarak incelenmiştir. Elektrokimyasal empedans spektroskopik ölçümler, karboksil gruplarının aktivasyon derecesine bağlı olarak nanofiberlere kovalent bağlanan protein miktarının değiştiğini göstermiştir. Aktivasyon süreci detaylı olarak incelenmiş ve 50/50 mM EDC/NHS konsantrasyonunun nanofiberleri en etkili şekilde aktive eden konsatrasyon olduğu bulunmuştur. Elde edilen nanofiberler arasından hücre kültür çalışmalarında kullanılmak üzere uygun nanofiberlerin seçilmesinden ve kovalent protein immobilizasyonu için en etkili EDC/NHS konsatrasyonun belirlenmesinin ardından, PCL/P3ANA nanofiber hücre iskeleti, in vitro hücre kültür çalışmalarında kullanılmak üzere kemik morfogenetik protein-2 (BMP-2) ve RGD peptid büyüme faktörleri ile biyoişlevsel hale getilmiştir. BMP, kemik oluşumunu destekleyen güçlü bir osteoindüktif faktördür. BMP varlığı, mezenkimal kök hücrelerin alkalin fosfataz aktivitesinin artışına neden olarak osteoblastik fenotipe yönelimini uyarmaktadır. RGD peptid ise birincil kemik hücre cevabını arttırmak üzere bir adezyon peptidi olarak nanofiber yapısına dahil edilmiştir. RGD peptid, mezenkimal kök hücrelerin osteoblastik farklılaşmasını sağlar ve hücre çoğalmasını arttırır. Hücre ve nanofiber iskelet arasındaki etkileşimini arttırarak, hücrelerin nanofiber üzerinde yayılmasını sağlamaktadır. Nanofiberlere bağlanan BMP-2 ve RGD peptid miktarı bikinkoninik acit (BCA) protein deneyi ve Enerji-Dağılımlı X-ray Spektroskopisi (EDX) ile N atomlarının elemental analizleri sonucu belirlenmiştir. Temas açısı deneyleri sonucunda, yüzeye protein bağlanmasının ardından hidrofobik özellik gösteren nanofiber yüzeyinin hidrofilik özellik kazandığı görülmüştür. EIS ölçümleri, nanofiberlere bağlanan proteinlerin nanofiber çift tabaka kapasitansı ve yük transfer direncinin artmasına neden olduğunu göstermiştir. Nanofiberler, Saos-2 hücreleri üzerinde toksik etki göstermemiş ve hücrelerinin tutunma ve büyüme özelliklerini desteklemiştir. En fazla hücre çoğalması RGD peptid immobilize edilen nanofiberler üzerinde gözlenmiştir. Hücre canlılığının, hücrelerin adhezyonu ve nanofiberin yapısal özellikleri ile ilişkili olduğu görülmüştür. PCL, PCL/P3ANA ve PCL/P3ANA-RGD nanofiberleri üzerinde büyütülen hücrelerin morfolojileri birbirine benzerlik göstermiş ve poligonal şekil sergilemiştir. BMP-2 ile işlevsel hale getirilen nanofiber üzerinde büyütülen hücreler osteosit benzeri morfoloji göstermiştir. Cam lamel, PCL, PCL/P3ANA, BMP-2/PCL/P3ANA ve PCL/P3ANA-RGD nanofiberleri üzerinde büyütülen Saos-2 hücrelerinin alkalin fosfataz (ALP) aktivetisi ve kalsiyum birikimi incelenmiştir. BMP-2 immobilize edilmiş nanofiberler üzerinde büyütülen hücreler, diğer nanofiber ve cam lamel üzerinde büyütülen hücrelere kıyasla en fazla ALP aktivitesi ve kalsiyum birikimine sahip olarak, en yüksek osteogenez derecesine sahip olmuştur. Elektriksel uyarının kemik iliği mezenkimal kök hücrelerin kemik hücresine farklılaşmasına etkisi ve PCL/P3ANA nanofiberlerinin elektriksel sinyalleri hücrelere iletimi incelenmiştir. Hücrelerin elektriksel olarak uyarılması amacıyla, 0.5 kHz, 1 kHz, 5 kHz ve 10 kHz frekansta; 200 mV/mm, 400 mV/mm and 800 mV/mm elektrik alan (birim mesafede uygulanan voltaj) uygulanmıştır. En yüksek hücre canlılığı 1 kHz frekans uygulanması ile elde edilmiştir. 0.5 kHz ve 1 kHz frekansta en yüksek hücre canlılığı ise hücrelere 400 mV/mm elektrik alan uygulandığında gözlenmiştir. 800 mV/mm elektrik alan uygulandığında ise uygulanan frekanstan bağımsız olarak hücre canlılığı % 50 oranında düşmüştür. Yüksek frekans (5 kHz ve 10 kHz) hücre canlılık değerlerinin belirgin bir şekilde düşmesine neden olmuştur. Elektriksel uyarı varlığında PCL/P3ANA nanofiberleri üzerinde büyütülen hücreler, nanofiberler üzerine yayılarak çoğalmışlardır. 200 mV/mm ve 400 mV/mm voltaj uygulandığında kök hücreler, adherent hücrelerin sahip olduğu aktin uzantılarıyla birlikte osteosit benzeri morfoloji göstermişlerdir. Kemik iliği mezenkimal kök hücrelerinin osteojenik farklılaşmasını incelemek adına, hücreler ALP aktivetesi ve kalsiyum birikiminin gösterilmesi için boyanmıştır. Hücreler, çoğalma testinde görülen eğilime uygun olarak ALP aktivitesi ve kalsiyum birikimine sahip olmuştur. 800 mV/mm voltaj uygulanan hücreler ALP aktivitesi ve mineralizasyon göstermemiştir. Hücrelerin düşük osteogenez derecesinin, yüksek voltaj uygulanması ile hücre canlılığının azalması ile ilişkili olduğu görülmüştür. En fazla kalsiyum birikimi ve ALP aktivitesi hücreler 1 kHz frekansta 400 mV/mm voltaj ile uyarıldıklarında görülmüştür. Hücrelerin elektriksel uyarıya verdikleri cevabın incelenmesi ile, nanofiber yapısında bulunan P3ANA polimerinin, nanofiberler üzerindeki kemik iliği mezenkimal kök hücrelerine elektriksel sinyalleri iletebildiği gösterilmiştir.