Açar, Gülistan; Cihangir, Salih; Omaç, Basri; Aydoğdu, Hacı Mehmet; Oflaz, Mücahit

Both pharmacological and material-based approaches aim to slow bacterial evolution toward resistance. In this context, imparting specific antibacterial properties to materials is essential. Traditionally, alloying was a method to equip entire metals with antibacterial features, such as incorporating small amounts of copper (Cu) and/or silver (Ag). However, due to the high cost and inherent limitations of alloying, surface modification processes have gained prominence. Recent antibacterial studies on copper have led to the application of Cu(Ag) electrochemical coatings on AISI430 steel surfaces. This study aims to combine copper’s antibacterial properties with enhanced corrosion resistance and surface hardness. The coatings were deposited using deep eutectic solvents, known for their environmentally friendly properties, followed by potentiodynamic analysis. Microstructural and phase distribution characteristics were examined through SEM-EDS analysis, while surface roughness was analyzed using profilometry. Transitioning from micro-disc electrodes to macro-scale AISI430 substrates, Cu(Ag) films containing 16% Ag demonstrated nanoscale roughness, approximately double the hardness, and superior corrosion resistance compared to conventional copper surfaces. Antibacterial tests compared the coated surfaces with untreated AISI430 steel. Results showed that Cu(Ag)-coated surfaces exhibited improved antibacterial properties. This study shows how Cu(Ag) electrochemical coatings can be used to make surfaces that are antibacterial, long-lasting, and resistant to corrosion.

İncele

Gülistan Açar

Çelik en basit anlamda dayanıklı malzeme grubunun temel bileşeni olup medikal uygulamalardan gıda üretim taşınım sistemlerine kadar her alanda kullanılmaktadır ancak farklı alaşım elementlerinden oluşan çelikler birçok yüzey gibi bakteri oluşumuna üremesine ortam hazırlayabilmektedir. Bu yüzden antibakteriyel teknolojiler üzerine araştırmalar önem arzetmektedir. Son zamanlarda antibakteriyel metal alaşımları üzerine yapılan araştırmalarda, Cu ve Ag içeren metal alaşımlarının antibakteriyel etkiye sahip olduğu ortaya konulmuştur. Bu çalışmanın amacı yeşil sıvılar olarak literatürde yer bulmuş derin ötektik sıvılar içinde elektrokimyasal kaplama ile antibakteriyel Cu-Ag alaşımı elde etmek ve elde edilen kaplamaların antibakteriyel özelliklerinin bir kısmını incelemektir. Bu çalışmada kaplanacak altlık malzeme AISI 430 serisi olarak seçilmiştir. Hazırlanan çözeltilerin elektrokimyasal analizleri potantiyostat cihazı ile elde edilen kaplamaların yüzey morfolojisi yüksek çözünürlüklü optik mikroskop, SEM-EDS cihazları ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar sonucunda 20 µm üzerinde Cu-Ag alaşımları çelik altlık malzeme üzerinde elde edilmiş olup anti bakteriyel analizler de Salmonella bakterisinin konsantrasyonunun gümüş oranı azalmasından negatif etkilendiği ancak Pilisteria monocytogenes bakterisine karşı bu etkinin varlığı gözlemlenmemiştir. Genel olarak antibakteriyel testler sonucunda farklı gümüş oranlarının kaplama yüzeylerinde farklı bakteri çeşidine göre farklı etki meydana getirdiği görülmüştür. Genel anlamda Ag ve Cu ile kaplanan metallerin antibakteriyel etkiye sahip olduğu ortaya konmuş olup medikal uygulamalardan gıda sektörüne kadar kullanılmakta olan çelik yüzeylerde bu kaplamaların uygulanmasının faydalı olacağı görülmüştür.