| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme


1 - 10 / 16
First pagePrevious page12Next pageLast page
Exploring chitosan-plant extract bilayer coatings: Advancements in active food packaging via polypropylene modification
Saša Kaloper, Olivija Plohl, Sonja Smole Možina, Alenka Vesel, Vida Šimat, Lidija Fras Zemljič, 2024, original scientific article

Abstract: UV-ozone activated polypropylene (PP) food films were subjected to a novel bilayer coating process involving primary or quaternary chitosan (CH/QCH) as the first layer and natural extracts from juniper needles (Juniperus oxycedrus; JUN) or blackberry leaves (Rubus fruticosus; BBL) as the second layer. This innovative approach aims to redefine active packaging (AP) development. Through a detailed analysis by surface characterization and bioactivity assessments (i.e., antioxidant and antimicrobial functionalities), we evaluated different coating combinations. Furthermore, we investigated the stability and barrier characteristics inherent in these coatings. The confirmed deposition, coupled with a comprehensive characterization of their composition and morphology, underscored the efficacy of the coatings. Our investigation included wettability assessment via contact angle (CA) measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and attenuated total reflectance Fourier-transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), which revealed substantial enhancements in surface concentrations of elements and functional groups of CH, QCH, JUN, and BBL. Scanning electron microscopy (SEM) unveiled the coatings' heterogeneity, while time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and CA profiling showed moderately compact bilayers on PP, providing active species on the hydrophilic surface, respectively. The coatings significantly reduced the oxygen permeability. Additionally, single-layer depositions of CH and QCH remained below the overall migration limit (OML). Remarkably, the coatings exhibited robust antioxidative properties due to plant extracts and exceptional antimicrobial activity against S. aureus, attributed to QCH. These findings underscore the pivotal role of film surface properties in governing bioactive characteristics and offer a promising pathway for enhancing food packaging functionality.
Keywords: chitosan, plant extracts, polypropylene, active packaging, surface characterization, bioactivity
Published in DKUM: 27.05.2024; Views: 134; Downloads: 2
.pdf Full text (4,75 MB)
This document has many files! More...

Bioactive functional nanolayers of chitosan-lysine surfactant with single- and mixed-protein-repellent and antibiofilm properties for medical implants
Urban Ajdnik, Lidija Fras Zemljič, Olivija Plohl, Lourdes Pérez, Janja Trček, Matej Bračič, Tamilselvan Mohan, 2021, original scientific article

Abstract: Medical implant-associated infections resulting from biofilm formation triggered by unspecific protein adsorption arethe prevailing cause of implant failure. However, implant surfaces rendered with multifunctional bioactive nanocoatings offer apromising alternative to prevent the initial attachment of bacteria and effectively interrupt biofilm formation. The need to researchand develop novel and stable bioactive nanocoatings for medical implants and a comprehensive understanding of their properties incontact with the complex biological environment are crucial. In this study, we developed an aqueous stable and crosslinker-freepolyelectrolyte−surfactant complex (PESC) composed of a renewable cationic polysaccharide, chitosan, a lysine-based anionicsurfactant (77KS), and an amphoteric antibiotic, amoxicillin, which is widely used to treat a number of infections caused by bacteria.We successfully introduced the PESC as bioactive functional nanolayers on the“model”and“real”polydimethylsiloxane (PDMS)surfaces under dynamic and ambient conditions. Besides their high stability and improved wettability, these uniformly depositednanolayers (thickness: 44−61 nm) with mixed charges exhibited strong repulsion toward three model blood proteins (serumalbumin,fibrinogen, andγ-globulin) and their competitive interactions in the mixture in real-time, as demonstrated using a quartzcrystal microbalance with dissipation (QCM-D). The functional nanolayers with a maximum negative zeta potential (ζ:−19 to−30mV at pH 7.4), water content (1628−1810 ng cm−2), and hydration (low viscosity and elastic shear modulus) correlated with themass, conformation, and interaction nature of proteins. In vitro antimicrobial activity testing under dynamic conditions showed thatthe charged nanolayers actively inhibited the growth of both Gram-negative (Escherichia coli) and Gram-positive (Staphylococcusaureus) bacteria compared to unmodified PDMS. Given the ease of fabrication of multifunctional and charged biobased coatingswith simultaneous protein-repellent and antimicrobial activities, the limitations of individual approaches could be overcome leadingto a better and advanced design of various medical devices (e.g., catheters, prosthetics, and stents).
Keywords: silicone implants, protein-repellent, antimicrobial, chitosan, lysine, bioactive coatings, adsorption, QCM-D
Published in DKUM: 15.04.2024; Views: 171; Downloads: 3
.pdf Full text (4,24 MB)
This document has many files! More...

Using different surface energy models to assess the interactions between antiviral coating films and phi6 model virus
Zdenka Peršin Fratnik, Olivija Plohl, Vanja Kokol, Lidija Fras Zemljič, 2023, original scientific article

Abstract: High molecular weight chitosan (HMWCh), quaternised cellulose nanofibrils (qCNF), and their mixture showed antiviral potential in liquid phase, while this effect decreased when applied to facial masks, as studied in our recent work. To gain more insight into material antiviral activity, spin-coated thin films were prepared from each suspension (HMWCh, qCNF) and their mixture with a 1:1 ratio. To understand their mechanism of action, the interactions between these model films with various polar and nonpolar liquids and bacteriophage phi6 (in liquid phase) as a viral surrogate were studied. Surface free energy (SFE) estimates were used as a tool to evaluate the potential adhesion of different polar liquid phases to these films by contact angle measurements (CA) using the sessile drop method. The Fowkes, Owens–Wendt–Rabel–Kealble (OWRK), Wu, and van Oss–Chaudhury–Good (vOGC) mathematical models were used to estimate surface free energy and its polar and dispersive contributions, as well as the Lewis acid and Lewis base contributions. In addition, the surface tension SFT of liquids was also determined. The adhesion and cohesion forces in wetting processes were also observed. The estimated SFE of spin-coated films varied between mathematical models (26–31 mJ/m2) depending on the polarity of the solvents tested, but the correlation between models clearly indicated a significant dominance of the dispersion components that hinder wettability. The poor wettability was also supported by the fact that the cohesive forces in the liquid phase were stronger than the adhesion to the contact surface. In addition, the dispersive (hydrophobic) component dominated in the phi6 dispersion, and since this was also the case in the spin-coated films, it can be assumed that weak physical van der Waals forces (dispersion forces) and hydrophobic interactions occurred between phi6 and the polysaccharide films, resulting in the virus not being in sufficient contact with the tested material during antiviral testing of the material to be inactivated by the active coatings of the polysaccharides used. Regarding the contact killing mechanism, this is a disadvantage that can be overcome by changing the previous material surface (activation). In this way, HMWCh, qCNF, and their mixture can attach to the material surface with better adhesion, thickness, and different shape and orientation, resulting in a more dominant polar fraction of SFE and thus enabling the interactions within the polar part of phi6 dispersion.
Keywords: films, surface free energy, SFE mathematical models, phi6, wettability, spreading, interactions
Published in DKUM: 21.04.2023; Views: 485; Downloads: 31
.pdf Full text (3,21 MB)

Fragmentacija plastičnih materialov v različnih vodnih okoljih : magistrsko delo
Noemi Sep, 2023, master's thesis

Abstract: Namen magistrske naloge je bil preučiti in primerjati mehanizme degradacije oziroma fragmentacije štirih konvencionalnih plastičnih materialov (polietilen tereftalat (PET), recikliran polietilen tereftalat (rPET), vlakna polietilen tereftaltata (PETFIB), vlakna melaminske eterificirane smole (MERFIB)) in enega biorazgradljivega plastičnega materiala (polilaktična kislina (PLA)) v treh modelnih vodah z različnimi vrednostmi pH (4, 7 in 10) ter v dveh realnih vodah (pitna voda in morska voda). Fragmentacijo plastičnih materialov smo preučevali za njihovo izpostavljenost v treh različnih časovnih obdobjih (1 mesec, 3 meseci in 6 mesecev). Tako smo primerjali kinetiko degradacije/fragmentacije različnih plastičnih materialov ter preučevali vpliv različnih parametrov, kot sta časovna izpostavljenost, vpliv naravnega okolja ter pH vrednosti na kinetiko degradacije. V sklopu magistrske naloge smo prav tako izvedli eksperiment, pri čemer smo uporabili 10-kratno količino začetnega vzorca, kjer smo spremenili razmerje med materialom in vodnim medijem. Na koncu smo izvedli še standardni test za določanje toksičnost (TCLP) po standardu SW-846 Test Method 1311. Spremembe v masi plastičnih materialov ter količino nastale mikroplastike smo kvantificirali s pomočjo gravimetrije. Morebitne morfološke spremembe materiala smo okarakterizirali s pomočjo optičnega mikroskopa, morebitne spremembe funkcionalnih skupin pa smo spremljali z ATR-FTIR spektroskopijo. V vodnih medijih smo spremljali spreminjanje naslednjih parametrov: pH vrednost, prevodnost, motnost, povprečno velikost delcev ter skupni organski ogljik. Med petimi preučevanimi materiali kaže MERFIB največjo stopnjo degradacije, najbolj obstojen med preučevanimi materiali pa je konvencionalni material PET. Po šestih mesecih izpostavljenosti smo pri materialih PET, rPET in MERFIB lahko zasledili največjo stopnjo degradacije v primeru uporabe modelne vode s pH vrednostjo 4. V primeru materiala PETFIB pa se je za najučinkovitejše degradacijsko sredstvo izkazala morska voda. PLA se je najbolj degradirala v modelni vodi s pH vrednostjo 10. S pomočjo standardnega testa za določanje toksičnosti smo prav tako potrdili, da je med petimi preučevanimi materiali MERFIB najbolj nagnjen k fragmentaciji zaradi njegove vlaknaste strukture.
Keywords: plastični materiali, fragmentacija, polietilen tereftalat, recikliran polietilen tereftalat, vlakna polietilen tereftaltata, polilaktična kislina, vlakna melaminske eterificirane smole
Published in DKUM: 01.03.2023; Views: 562; Downloads: 42
.pdf Full text (5,47 MB)

Sinteza in uporaba maghemitnih nanodelcev funkcionaliziranih s polisaharidom za adsorpcijo elementov redkih zemelj : magistrsko delo
Matjaž Rantaša, 2022, master's thesis

Abstract: Magistrsko delo zajema sintezo magnetnih maghemitnih nanodelcev (MND), njihovo površinsko funkcionalizacijo s polisaharidom hondroitin sulfatom (HS) in raziskavo adsorpcije neodimovih (III) ionov (Nd3+) na magnetne nanoadsorbente. Namen magistrske naloge je bil ustvariti stabilne adsorbente, ki bi služili za vezavo in nadaljnjo regeneracijo elementov redkih zemelj (REE) iz vodnih raztopin. Magnetne nanoadsorbente smo karakterizirali s Fourierjevo transformirano infrardečo spektroskopijo na oslabljeni totalni odboj (ATR-FTIR), termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem laserske svetlobe (DLS), X-žarkovno fotoelektronsko spektroskopijo (XPS), rentgensko praškovno difrakcijo (XRD), transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM) in masno spektrometrijo sekundarnih ionov z analizatorjem na čas preleta (ToF-SIMS). Izvedene so bile magnetne meritve, meritve zeta potenciala, meritve skupnega organskega ogljika (TOC), naredili smo polielektrolitsko titracijo HS. Adsorpcijo nevezanega Nd3+ v supernatantu smo po odstranitvi magnetnih nanoadsorbentov merili z UV-VIS spektroskopijo. Tekom meritev smo preverjali vpliv kontaktnega časa, pH delovne raztopine in vpliv mase uporabljenega nanoadsorbenta. V tem magistrskem delu so zbrani podatki vseh sintez in funkcionalizacij, ki so bile izvedene. Podrobno so razloženi rezultati karakterizacij, podana je diskusija adsorpcije z vsemi slikami, grafi in tabelami, ki so nastale med izvajanjem eksperimentalnega dela. Rezultati kažejo, da se na funkcionalizirane MND adsorbirajo Nd3+, vendar sama metoda UV-VIS ni primerna za meritve adsorpcije v danem koncentracijskem območju delovnih raztopin in določitev adsorpcijske kapacitete.
Keywords: maghemitni nanodelci, hondroitin sulfat, neodim, adsorpcija, UV-VIS spektroskopija
Published in DKUM: 09.09.2022; Views: 716; Downloads: 176
.pdf Full text (4,13 MB)

Funkcionalizacija zaščitnih mask z uporabo naravnih snovi : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnje
Maša Vračevič, 2022, undergraduate thesis

Abstract: Zaščitne maske filtrirajo mikrobne delce in ščitijo uporabnika pred škodljivimi delci. Ključnega pomena za zaščito uporabnika in ljudi v njegovi okolici je zaščita pred nalezljivimi boleznimi. V ta namen je potrebna uporaba protimikrobnih sredstev, kot sta laktoferina in katehin.Za lažji nanos na površino maske smo pripravili raztopini, ki smo ju s pršenjem nanesli na notranjo površino sloja maske iz polipropilena (PP). Prisotnost potencialnih antiviralnih agensov na površini smo določili z gravimetrično tehniko tehtanja vzorcev pred in po pršenju, s spektroskopskimi metodami in z merjenjem naboja na površini s tehniko določanja zeta potenciala. Pri metodi x-žarkovne rentgenske spektroskopije (XPS) smo določali elementno sestavo na podlagi fotoefekta. Prisotnost agensov smo potrdili, če je bil na površini prisoten element, ki ni izhajal iz polipropilena. Z metodo infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo (ATR-FTIR) smo na podlagi sevanja infrardeče svetlobe v spektrometru dobili spektre. Vrhove spektrov laktoferina in katehina smo primerjali z dobljenimi spektri vzorcev in v primeru ujemanja vrhov določili prisotnost nanešenih agensov na površini. Da smo preverili kemijsko stabilnost vzorcev po simulaciji človeške sape, smo ponovno uporabili gravimetrično tehniko tehtanja in spektroskopsko metodo ATR-FTIR. Za določanje omočljivosti modificirane površine smo uporabili metodo goniometrije, kjer smo z doziranjem kapljic na površino izmerili stične kote. Zračno prepustnost vzorcev smo merili na podlagi različnih tlakov na napravi Karl Shroder KG air permeability tester. Protimikrobno delovanje površine vzorcev pa smo določili s testi antiviralnosti na petrijevkah. Analize, ki so bile narejene za dokaz prisotnosti slojev laktoferina in katehina na površini, so v večini pokazale prisotnost raztopine laktoferina. Sloj katehina ni bil prisoten na površini vzorca glede na rezultate merjenja zeta potenciala in spektrov dobljenih pri metodi ATR-FTIR. Prisotnost posameznih slojev nanosa pa je bila zaznana pri rezultatih antiviralnosti. Ti so pokazali, da v primeru popršenih vzorcev zunanjega sloja maske pride do redukcije oziroma zmanjšanja nastajanja modelnih virusov v primerjavi z nepopršenim materialom. Izmerjeni stični koti so pokazali, da imamo hidrofobno površino vzorcev, kar zagotavlja manjšo omočlljivost materiala. Z določanjem zračne prepustnosti smo želeli dokazati, da material omogoča zadostno prepustnost zraka, če na površino materiala nanesemo sloje antiviralnih agensov.
Keywords: polipropilen, laktoferin, katehin, antiviralnost, spektroskopija
Published in DKUM: 05.09.2022; Views: 655; Downloads: 110
.pdf Full text (5,21 MB)

Izolacija keratina iz odpadne biomase in sinteza keratinskih nanodelcev : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje
Anja Mešl, 2021, undergraduate thesis

Abstract: Piščančje perje, ki je odpadna biomasa, predstavlja do 10 % celotne piščančje suhe mase. Iz tega vidika ima veliko potencialnih industrijskih aplikacij, pri tem pa tudi zmanjšamo količino odpadne biomase in vplivamo pozitivno na okoljski vidik. Skoraj v celoti je perje sestavljeno iz proteina keratina. Ker pa je keratin netopen v vodi, je njegova ekstrakcija zahtevna naloga. Večina dosedanjih procesov ekstrakcije je okolju neprijaznih in neekonomičnih. Raziskave torej vodijo v iskanje bolj zelenih in ekonomičnih procesov. V diplomski nalogi smo se odločili za okolju prijazen hidrotermični proces; ekstrakcijo keratina v subkritični vodi. Ekstrakcijo z vodo smo izvedli pri 180 °C in času 1h (2 g perja v 70 mL vode). Rezultati kažejo, da je naša suspenzija vsebovala keratin, katerega molekulske mase so bile v območju od 4,6 do 15 kDa. Z metodo ATR-FTIR smo potrdili prisotnost proteina keratina v ekstraktu. V nadaljevanju smo iz izoliranega keratina z alginatom, hitozanom in TPP z metodo kompleksacije in ionske gelacije sintetizirali delce, ki pa niso bili v nano območju tako, kot smo predvidevali. Sintetizirani delci so bili mikronskih velikosti in predstavljajo mikrodelce, ki smo jih analizirali. V njih smo nato ujeli zdravilo in določili kinetiko sproščanja. Ugotovili smo, da keratinske delce lahko uporabimo kot dostavni sistem za kontrolirano sproščanje učinkovin. Z nadaljnjo optimizacijo postopkov bi v prihodnosti lahko sintetizirali nanodelce.
Keywords: keratin, nanodelci, hidrotermični procesi, ekstrakcija v subkritični vodi, kompleksacija, perje
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 766; Downloads: 122
.pdf Full text (3,04 MB)

Razvoj aktivne (bio)plastične embalaže : diplomsko delo
Klavdija Petelin, 2020, undergraduate thesis

Abstract: Vedno večji interes se kaže v razvijanju bio-osnovanih polimerov, ki so biorazgradljivi in zmanjšujejo uporabo fosilnih goriv. V diplomski nalogi sem se osredotočila na razvoj laminata, ki je vsaj delno biorazgradljiv – pomeni, da je na notranji strani materiala namesto dragih umetnih materialov kot sta poliviniliden klorid ali polietilen tereftalat, sirotka na katero je nanešen premaz hitozanskih nanodelcev z ujetimi naravnimi ekstrakti rožmarina oziroma cimeta. Tako se lahko vsaj del laminata razgradi pod normalnimi pogoji, s tem pa omogočimo tudi lažjo reciklažo. Dodatno pa sem z nanosi nanodelcev naredila aktivno embalažo, ki deluje protimikrobno ter antioksidativno, s tem pa lahko občutno vplivamo na trajanje roka živil in ga podaljšamo. Ustreznost sirotkine folije kot del laminata so pokazali testi narejeni z metodami, kot so goniometrija, gravimetrija, ATR-FTIR ter ABTS test.
Keywords: aktivna embalaža, hitozan, ekstrakti rožmarina ter cimeta, biorazgradljivost
Published in DKUM: 18.01.2021; Views: 1276; Downloads: 154
.pdf Full text (818,38 KB)

Odstranjevanje težkih kovin iz trdne frakcije digestata aktivnega blata s pomočjo magnetnih nanodelcev : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnje
Noemi Sep, 2020, undergraduate thesis

Abstract: Namen diplomskega dela je bil odstraniti oziroma zmanjšati koncentracijo težkih kovin, kot so Zn, Cu, Ni in Cd iz trdne frakcije digestata aktivnega blata po anaerobni digestiji, da bi omogočili njegovo uporabo v kmetijstvu. V sklopu diplomskega dela smo sintetizirali maghemitne nanodelce s ko-precipitacijo železovih Fe2+ in Fe3+ ionov, jih prevlekli s približno 3 nm debelo plastjo amorfnega SiO2 ter jih nadaljnje funkcionalizirali z derivatom GOPTS-bPEI, ki je v svoji strukturi bogat z aminskimi skupinami, znanimi kot kelatorji kovin. Aminske skupine smo uporabili za kelacijo kovin in posledično omogočili njihovo odstranitev. Po končani sintezi smo izvedli površinsko ATR-FTIR spektroskopijo in uspešno dokazali prisotnost želenih funkcionalnih skupin v nanodelcih. V diplomskem delu smo združili dve metodi za odstranjevanje težkih kovin iz trdnih materialov in jih uporabili na primeru digestata aktivnega blata. Združili smo kemijsko izluževanje s kislinami ter adsorpcijo kovin na modificirane magnetne nanodelce. Z združitvijo teh metod smo želeli povečati učinkovitost odstranitve težkih kovin. Pred adsorpcijo smo vzorce trdne frakcije digestata izpostavili kislinam. Najprej smo primerjali učinkovitost ekstrakcije glede na vrsto kisline, pri čemer smo uporabljali 0,2 M citronsko kislino in 0,2 M oksalno kislino, zraven tega smo preučevali še učinkovitost ekstrakcije glede na kontaktni čas. Za primerjavo smo izvedli tudi poskuse z digestati, pri katerih smo kovine ekstrahirali le z vodo. V drugem delu smo na pridobljenih ekstraktih izvedli poskuse adsorpcije kovin s sintetiziranimi modificiranimi magnetnimi nanodelci in tako preučili vpliv pH vrednosti ter vpliv mase nanodelcev na učinkovitost adsorpcije težkih kovin. Izračunali smo adsorpcijske kapacitete za posamezne kovine ter določili celokupno adsorpcijsko kapaciteto nanodelcev pri posameznem vzorcu. Koncentracije težkih kovin smo določili z atomsko adsorpcijsko spektroskopijo (AAS). Ugotovili smo, da se je iz testiranih vzorcev ob uporabi citronske kisline izlužilo največ cinka (dosegli smo kar 97,6 % učinkovitost), najmanj pa se ekstrahira bakra. Primerjava učinkovitosti ekstrakcije je pokazala, da je citronska kislina primernejša za izluževanje cinka, niklja in kadmija, oksalna kislina pa je primernejša v primeru bakra. Rezultati odstranjevanja težkih kovin z modificiranimi magnetnimi nanodelci so pokazali, da so nanodelci najučinkovitejši pri odstranjevanju niklja. Najvišjo adsorpcijsko kapaciteto smo dosegli v primeru cinku (24,0 mg/g). Najvišja celokupna adsorpcijska kapaciteta, ki smo jo dosegli, je bila 27,42 mg/g.
Keywords: odstranjevanje težkih kovin, digestat aktivnega blata, izluževanje kovin s kislino, adsorpcija, magnetni nanodelci
Published in DKUM: 08.10.2020; Views: 1078; Downloads: 95
.pdf Full text (1,69 MB)

Search done in 1.67 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica