1. Nisin-loaded gelatin microparticles for the enhanced bioactivity of bacterial nanocelluloseMaša Hren, Janja Trček, Aleksandra Šakanović, Hristina Obradović, Mateja Erdani-Kreft, Silvo Hribernik, Selestina Gorgieva, 2025, original scientific article Abstract: Bacterial nanocellulose (BnC) is of immense importance in medicine, although its lack of bioactivity present intriguing issue. We propose a method to modify BnC with gelatin and nisin biomolecules, and explore their synergistic effect on the antimicrobial activity. Gelatin microparticles (without/with nisin loading) with a size ~0.5 μm and ~ 1.3 μm were prepared by spray drying and stabilised by dehydrothermal treatment. Modified BnC-based membranes supported the formation of biologically relevant minerals and were non-cytotoxic to human gingival fibroblast cells (HGF). The presence of gelatin microparticles improved the viability of HGF by approximately 20 %, due to the effect of gelatin alone, independent of the addition of nisin. BnC coated with a nisin/gelatin solution reduces the viability of HGF by about 20 %, but this negative effect is not observed by nisin coated gelatin microparticles. The cell viability of BnC membranes was above 90 % in both porcine and human urothelial cells. The antimicrobial activity study confirmed an inhibitory effect of membranes modified with nisin-coated microparticles or a gelatin/nisin solution against Staphylococcus aureus at a non-cytotoxic nisin dose (150 μg/mL). The study demonstrates the structural effects of gelatin and gelatin/nisin mixtures on the bioactivity of BnC and provides a rationale for the modification procedure.
Keywords: bacterial nanocellulose, gelatin, nisin, spray-drying, antimicrobial function, bioactivity
Published in DKUM: 10.03.2025; Views: 0; Downloads: 8
 Full text (7,52 MB)
This document has many files! More... |
2. Efficiency of neat and quaternized-cellulose nanofibril fillers in chitosan membranes for direct ethanol fuel cellsMaša Hren, Damjan Makuc, Janez Plavec, Michaela Roschger, Viktor Hacker, Boštjan Genorio, Mojca Božič, Selestina Gorgieva, 2023, original scientific article Keywords: chitosan, cellulose nanofibrils, anion exchange membrane, direct alkaline alcohol fuel cells
Published in DKUM: 10.04.2024; Views: 222; Downloads: 24
Full text (5,47 MB)
This document has many files! More... |
3. Study on commercially available membranes for alkaline direct ethanol fuel cellsMichaela Roschger, Sigrid Wolf, Andreas Billiani, Kurt Mayer, Maša Hren, Selestina Gorgieva, Boštjan Genorio, Viktor Hacker, 2023, original scientific article Abstract: This study provides a comparison of different commercially available low-cost anion exchange membranes (AEMs), a microporous separator, a cation exchange membrane (CEM), and an anionic-treated CEM for their application in the liquid-feed alkaline direct ethanol fuel cell (ADEFC). Moreover, the effect on performance was evaluated taking two different modes of operation for the ADEFC, with AEM or CEM, into consideration. The membranes were compared with respect to their physical and chemical properties, such as thermal and chemical stability, ion-exchange capacity, ionic conductivity, and ethanol permeability. The influence of these factors on performance and resistance was determined by means of polarization curve and electrochemical impedance spectra (EIS) measurements in the ADEFC. In addition, the influence of two different commercial ionomers on the structure and transport properties of the catalyst layer and on the performance were analyzed with scanning electron microscopy, single cell tests, and EIS. The applicability barriers of the membranes were pointed out, and the ideal combinations of membrane and ionomer for the liquid-feed ADEFC achieved power densities of approximately 80 mW cm–2 at 80 °C.
Keywords: bioethanol, electrodes, fluoropolymers, ionomers, membranes
Published in DKUM: 26.03.2024; Views: 189; Downloads: 19
Full text (5,64 MB)
This document has many files! More... |
4. Oblikovanje kompozitnih membran na osnovi hitozana s funkcionalizirano nanofibrilirano celulozo za uporabo v gorivnih celicah : doktorska disertacijaMaša Hren, 2022, doctoral dissertation Abstract: Gorivne celice so obetavne naprave za neposredno pretvorbo kemijske energije v električno s potencialno aplikacijo na številnih področjih, vendar komercializacijo trenutno najbolj razvitih vodikovih gorivnih celic ovira visok strošek nekaterih komponent, kot so katalizatorji na osnovi platine. Kot ekonomsko bolj ustrezna alternativa se razvijajo alkalne gorivne celice (AAEMFC), ki kot trdni polielektrolit med elektrodama uporabljajo anionsko izmenjevalno membrano (AEM). Trenutne komercialno razpoložljive AEM, so drage in osnovane na sintetičnih polimerih, njihova priprava pa je navadno kompleksna in okolju neprijazna, kar nakazuje na potrebo po razvoju novih visoko učinkovitih, preprostih za pripravo, okolju prijaznih in ekonomsko sprejemljivih AEM. Doktorska disertacija se osredotoča na razvoj novih biopolimernih AEM na osnovi hitozana (CS) z organskimi vključki nanofibrilirane celuloze (CNF), funkcionalizirane CNF (CNF(D) in CNF(P)) in anorganskega N-dopiranega grafenovega oksida (N-GO). Funkcionalizacijo CNF z namenom uvedbe pozitivnega naboja, ki ga prispevajo kvaterne dušikove skupine, smo izvedli z uporabo organosilanskega reagenta DMAOP in polikationskega reagenta PDDA ter dobljene produkte CNF(D) in CNF(P), uporabne kot vključke, analizirali z metodami ATR-FTIR, 13C NMR in 29Si spektroskopijo, FE-SEM, TGA, DSC analizo, meritvami zeta potenciala in s polielektrolitsko titracijo, ter jih vključili v CS membrane. Za izbiro najobetavnejših AEM za vključitev v AAEMFC smo uporabili eksperimentalni načrt in pripravili serije CS membran s posameznimi vključki, ki smo jih okarakterizirali glede na ionsko prevodnost, kapaciteto ionske izmenjave, prehajanje goriva, navzemanje alkalije in nabrekanje, ter jih analizirali z metodami ATR-FTIR, SEM, TGA, XRD in določili mehanske lastnosti. S celičnim testom najobetavnejših AEM v AAEMFC smo ugotovili, da imajo pripravljene CS membrane z vključki N-GO (Pmax = 149 mW cm-2), CNF (Pmax = 62 mW cm-2), CNF(P) (Pmax = 62 mW cm-2) ter kombiniranima CNF in CNF(P) (Pmax = 65 mW cm-2) višje Pmax, kot komercialna membrana Fumatech (Pmax = 35 mW cm-2), s čimer smo identificirali njihov potencial za uporabo v AAEMFC.
Keywords: alkalna gorivna celica, anionsko izmenjevalna membrana, hitozan, vključki, nanofibrilirana celuloza, grafenov oksid
Published in DKUM: 10.11.2022; Views: 711; Downloads: 155
Full text (11,45 MB) |
5. Vpliv agresivnega medija in vnetnih procesov na korozijo biokompatibilnih kovinskih implantatov v umetni sliniMaša Hren, 2018, master's thesis Abstract: V magistrskem delu smo proučevali korozijo biokompatibilnih kovinskih implantatov v umetni slini. Nerjavno jeklo AISI 316L in titanovo zlitino Ti90Al6V4 smo korodirali v umetni slini, v katero smo dodajali spojine, ki jih običajno s hrano in pijačo vnašamo v ustno votlino ali nastajajo kot produkt vnetnih procesov in predstavljajo precej agresiven medij za kovinske implantate. Dodajali smo NaCl različnih koncentracij ter HCl, s katero smo vplivali na vrednosti pH. Vnetno stanje v ustni votlini smo simulirali z dodatkom H2O2 in mlečne kisline različnih koncentracij. Korozijske parametre smo spremljali s potenciodinamsko metodo in elektrokemijsko impedančno spektroskopijo. Vzorce smo pri konstantni temperaturi, 37 °C, potopili v izbrani medij, kjer smo jih pasivirali 24, 48, 72 in 96 ur. Izvedli smo tudi meritve nepasiviranih vzorcev. Na podlagi pridobljenih meritev smo vzorcem določili hitrost korozije in jih glede na vrednosti korozijskih parametrov medsebojno primerjali. Ugotovili smo, da so bile korozijske hitrosti relativno nizke, kar dokazuje zelo dobro korozijsko odpornost uporabljenih materialov, zato sta materiala primerna za dentalne implantate. Prav tako smo ugotovili, da je titanova zlitina korozijsko odpornejša kot nerjavno jeklo v vseh proučevanih medijih, razen v umetni slini s 5 % in 10 % H2O2 z mlečno kislino. Opazili smo tudi, da se korozijske hitrosti znižujejo in zvišujejo glede na čas pasiviranja, kar je najverjetneje posledica spreminjanja debeline zaščitne oksidne plasti na površini.
Keywords: korozija, nerjavno jeklo, titanova zlitina, kovinski implantati, umetna slina
Published in DKUM: 04.10.2018; Views: 1458; Downloads: 256
Full text (3,94 MB) |
6. Uporaba oplaščenega zeolita za odstranjevanje organske snovi iz kompostne vodeMaša Hren, 2016, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu smo proučevali odstranjevanje huminske kisline iz modelnih in kompostnih vod z adsorpcijo na zeolit. Testirali smo štiri različne sintetične zeolite: ZSM-5 Silicalite, ZSM-5 MFI:14-19, ZP-13X, ZP-4A-TSR. Ker se je kot najprimernejši izkazal ZSM-5 Silicalite, smo ga granulirali ter granule oplastili s TiO2. Proučevali smo učinkovitost oplaščenega zeolita in neoplaščenega zeolita za adsorpcijo huminske kisline iz modelne in kompostne vode. Poskuse smo izvajali v koloni z nasutim slojem granul, pri spreminjanju pretoka in pH modelne vode. Pri pretoku 4 mL/min smo na podlagi izmerjenih absorbanc pri 254 nm ugotovili, da je največji izkoristek v kislem pH modelne vode, in sicer za oplaščen zeolit 23,4 % in za neoplaščen zeolit 13,9 %. Pri adsorpciji pod pogoji kislega in bazičnega pH je bil izkoristek adsorpcije višji pri uporabi oplaščenega zeolita napram uporabi neoplaščenega zeolita, ravno obratno pa je bilo pri nevtralnem pH. Pretok smo zmanjšali na 2 mL/min in ponovili poskus z nevtralnim pH modelne vode, pri čemer se je izkazalo, da je izkoristek višji pri uporabi oplaščenega zeolita, in sicer 32,4 % za oplaščen in 26,5 % za neoplaščen zeolit. Poskuse smo na enak način izvedli še s kompostno vodo, pri čemer smo spreminjali pretok. Izkoristek adsorpcije z uporabo oplaščenega proti neoplaščenemu zeolitu v kompostni vodi se je pri pretoku 0,5 mL/min zvišal za 7,0 % in pri pretoku 2 mL/min za 9,9 %.
Keywords: zeolit, adsorpcija, kompostna voda, oplastitev s TiO2, čiščenje vode
Published in DKUM: 16.09.2016; Views: 2479; Downloads: 167
Full text (3,25 MB) |
