1. Magnetna rastlinska nanoceluloza za učinkovito odstranjevanje onesnaževal : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeTajda Gajić, 2025, diplomsko delo Opis: Onesnaževanje okolja z težkimi kovinami predstavlja vse večji globalni problem, saj se z naraščajočo industrializacije in urbanizacije njihova koncentracija v okolju povečuje. Zaradi njihove visoke toksičnosti v že zelo majhnih koncentracijah imajo negativne vplive na ljudi in okolje. Med različnimi metodami je se adsorpcija izkazala kot ena izmed najučinkovitejših, najpreprostejših in cenovno ugodnih tehnik. Kot absorbent se vse pogosteje uporabljajo biorazgradljivi polimeri, saj predstavljajo okolju prijazno in trajnostno alternativo v primerjavi z tradicionalnimi adsorbenti. V diplomskem delu smo se osredotočali predvsem na magnetno nanocelulozo, kot adsorbent za odstranjevanje kromovih ionov raztopine Kr2Cr2O7.
Cilj diplomske naloge je bil izolirati nanocelulozni material iz praproti Polypodiophyta. Uspešno sintetizirali magnetno nanocelulozo s pomočjo železovih Fe(II) in Fe(III) ionov. Pripravljeni materialsmo nato uporabili pri odstranjevnaju kromovih ionov katero smo v nadaljevanju uporabili za odstranjevanje Cr(VI) ionov iz vodne raztopine.
Določevali smo optimalne pogoje za največjo učinkovitost adsorpcije kromovih ionov, pri čemer smo se osredotočali na pH raztopine, koncentracijo kromovih ionov v vodni raztopini. Morfološke značilnosti adsorbenta pred in po adsorpciji smo analizirali z SEM analizo, TGA/DSC analizo in FTIR spektroskopijo. Za opis mehanizma adsorpcijskih procesov pa smo uporabili Freundlichovo in Langmuierjevo metodo.
Rezultati so pokazali, da se kromovi ioni najboljše adsorbirajo v kislem mediju, saj je bil največji učinek adsorpcije dosežen pri pH v vrednosti 5, saj je dosegel kar 98,84 % učinkovitost adsorpcije. Določevanje vpliva masne koncentracije medija, smo prišli do ugotovitev, da večje število prostih mest na površini adsorbenta omogoča hitrejšo adsorpcijo kromovih ionov. V našem primeru je največji učinek adsorpcije dosegel pri koncentraciji 1,00 g/mL.
Ključne besede: magnetna nanoceluloza, krom, adsorpcija, težke kovine
Objavljeno v DKUM: 23.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 22
 Celotno besedilo (6,04 MB) |
2. Razvoj protimikrobnih lastnosti bakterijske nanoceluloze z uporabo bio-osnovanih komponent : magistrsko deloKatja Ravnjak, 2025, magistrsko delo Opis: Trajnostnost je trenutno eden izmed najpomembnejših konceptov, kamor sodi načelo zaščite pred izčrpavanjem naravnih virov ter koncept zelene kemije. Z željo po implementaciji le-tega se razvijajo nove tehnologije pridobivanja naravnih materialov, uporaba le-teh ter vpeljava ponovne uporabe odpadnih materialov. Bakterijska nanoceluloza (BC) zaradi skladnosti s tem konceptom ter njenih ugodnih lastnostih pridobiva vse več pozornosti za uporabo. Kljub ugodnim lastnostim pa se pojavlja pomanjkljivost na področju uporabe medicinskih aplikacij ter drugih tehnoloških področij, kjer je zahtevano protimikrobno delovanje, ki ga BC sama po sebi ne izkazuje. V raziskovalnem delu smo se tako osredotočili na modifikacijo BC s protimikrobnimi sredstvi. V ta namen smo si izbrali uporabo kvaternega hitozana (HTCC) ter odpad papirne industrije, ki vsebuje lignosulfonat (O-LS), kar je v skladu s konceptom trajnostnosti. Uporabljen HTCC je bil komercialno pridobljen kemijsko očiščen proizvod, medtem ko smo O-LS uporabili v obliki odpada papirne industrije podjetja Mondi, zaradi česar predvidevamo, da so poleg le-tega v sledovih prisotne še druge kemijske spojine. BC membrane, ki smo jih uporabili za modifikacijo so bile komercialno pridobljene, ki smo jih nadalje pripravili v dveh različnih oblikah – kot membrane in kot niti. Modifikacijo smo potrdili s sledečimi metodami: atenuirana popolna refleksija infrardeče spektroskopije s Fourierevo transformacijo (ATR-FTIR), rentgenska praškovna difrakcija (XRD), potenciometrična titracija, goniometrija, optična mikroskopija, vrstična elektronska mikroskopija (SEM), navzemanje vode (WU),
mehanska testiranja, protimikrobna testiranja. S pomočjo poglobljene analize smo potrdili spremembe v lastnostih BC v odvisnosti od strukture (membrana vs. nit) ter protimikrobno delovanje BC membran za S. aureus in S. epidermidis pri BC membrani modificirani z O-LS ter protimikrobno delovanje za S. aureus pri BC membrani modificirani s HTCC. Protimikrobno delovanje pri BC modificirani s HTCC je zagotovila kvaterna dušikova skupina v molekuli HTCC, pri BC modificirani z O-LS pa prisotnost fenolne spojine (prisotnost obeh smo potrdili z ATR-FTIR analizo). Z modifikacijo smo pridobili ultra čist, trajnostni material s protimikrobnim delovanjem, ki ima potencialno uporabno vrednost v medicini, kot tudi na drugih področjih kjer je tovrstna aktivnost zaželena.
Ključne besede: bakterijska nanoceluloza, hitozan, lignosulfonat, protimikrobne lastnosti
Objavljeno v DKUM: 08.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 0
Celotno besedilo (6,78 MB) |
3. Sinteza in karakterizacija magnetne bakterijske nanoceluloze : diplomsko deloKaja Gajšt, 2025, magistrsko delo Opis: Bakterijska nanoceluloza (BNC) je naravni polimer, ki zaradi svojih edinstvenih lastnosti predstavlja obetavni izhodiščni material za številne nove razvojne pristope v inovativnih raziskavah na različnih področjih. Vendar pa čista BNC nima nekaterih lastnosti, zlasti magnetnih, ki pa jih je mogoče doseči z vgradnjo različnih vrst magnetnih nanodelcev (MNPs). Magistrsko delo obravnava sintezo magnetne bakterijske nanoceluloze v obliki kroglic (K-MBNC), ki predstavlja perspektiven material za uporabo v različnih biomedicinskih in tehnoloških aplikacijah.
K-MBNC smo sintetizirali z dvema pristopoma; z in situ metodo, pri kateri smo MNPs sintetizirali neposredno v že pripravljene kroglice bakterijske nanonceluloze (K-BNC), in z metodo sinteze med fermentacijo, kjer smo MNPs dodali v gojitveni medij med postopkom sinteze K-BNC. Najprej smo proučevali parametre dinamične produkcije K-BNC z bakterijo Komagataeibacter xylinus. Nato je sledila študija produkcije KMBNC z različnima metodama. Pri obeh metodah sinteze K-MBNC smo spremljali vpliv sinteznih parametrov na magnetne, morfološke in fizikalno-kemijske lastnosti produktov.
Rezultati kažejo, da hitrost stresanja in čas fermentacije vplivata na velikost, maso in število K-BNC. Višja hitrost stresanja zmanjša premer in poveča število nastalih K-BNC, daljši čas fermentacije pa poveča njihovo maso in velikost. Največjo maso K-MBNC, pridobljenih z metodo sinteze med fermentacijo, smo dosegli, ko je fermentacija potekala pri 26 °C, pH = 6 in s hitrostjo stresanja 140 rpm ter z dodatkom 0,5 g MNPs v medij. Koncentracija inokuluma je bila 1-5 × 106 CFU/mL. S SEM/EDS analizo smo potrdili uspešno vključitev MNPs v nanocelulozno matriko, pri čemer je in situ sintetiziran vzorec kazal bolj homogeno razporeditev in višji masni delež Fe. FTIR spektri vzorcev K-MBNC so vsebovali značilne vrhove za celulozo in Fe–O skupine, kar pravtako potrjuje uspešno sintezo magnetnega nanokompozita. TGA/DSC analiza je pokazala izboljšano termično stabilnost K-MBNC vzorcev v primerjavi s K-BNC. Meritve magnetnih lastnosti so pokazale, da K-MBNC sintetizirane in situ z manjšim premerom in uporabljenim razmerjem Fe3⁺ : Fe2⁺ = 2 : 1 kažejo boljšo magnetno odzivnost. Najboljše magnetne lastnosti K-MBNC, sintetiziranih z metodo sinteze med fermentacijo, izkazujejo kroglice sintetizirane s hitrostjo stresanja 140 rpm ter ob dodatku 0,5 g MNPs v medij. Sintetizirane K-MBNC, neglede na postopek sinteze, niso kazale protibakterijskega delovanja. Uspešno smo tudi prenesli sintezo K-MBNC med fermentacijo iz laboratorijskega merila v bioreaktorski sistem.
Ključne besede: bakterijska nanoceluloza, Komagataeibacter xylinus, magnetni nanokompoziti, magnetni nanodelci
Objavljeno v DKUM: 22.08.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 56
Celotno besedilo (5,47 MB) |
4. Fizikalno-Kemijska in morfološka primerjava celuloze iz različnih virov : diplomsko deloMichela Sossi, 2025, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu je bila narejena primerjava med celuloznimi materiali iz treh različnih virov, t. j. bombaža, lesa in bakterij glede na fizikalno-kemijske in morfološke lastnosti. Cilj raziskave je bil ugotoviti, kako izvor in način priprave materiala na osnovi celuloze vplivata na določene lastnosti, zlasti na sposobnost absorpcije barvil. Zastavljena hipoteza je predvidevala značilne razlike med vzorci glede na vir in pripravo. Za karakterizacijo materiala je bilo uporabljenih več metod, t.j. FTIR, SEM, optična mikroskopija, UV-VIS, gravimetrija, in goniometrija. Na podlagi rezultatov je bilo ugotovljeno, da vir in način priprave celuloze izrazito vpliva na morfološko strukturo, hidrofilnost in zmožnost adsorpcije barvila, pri čem je bilo potrjeno, da material iz bombažne celuloze je najbolj učinkovit in ima najvišjo kapaciteto adsorpcije barvila.
Ključne besede: bakterijska nanoceluloza, bombaž, karakterizacija, lastnosti, morfologija
Objavljeno v DKUM: 08.07.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 23
Celotno besedilo (9,84 MB) |
5. Razvoj bioaktivnih membran na osnovi bakterijske nanoceluloze za uporabo pri opeklinah : doktorska disertacijaUrška Jančič, 2024, doktorska disertacija Opis: V doktorski disertaciji smo se osredotočili na razvoj novih bioaktivnih membran na osnovi bakterijske nanoceluloze (BnC), in situ, modificirane s karboksimetil celulozo (CMC), in ex situ, modificirane s proteolitskim encimom bromelainom (Br) in/ali protimikrobnim peptidom nizinom (N) za nekirurško odstranitev mrtvega kožnega tkiva (mrtvine) pri opeklinah ter hitrejše, učinkovitejše in netoksično celjenje opeklin. Membrane BnC smo producirali s pred kratkim opisano novo vrsto ocetnokislinske bakterije Komagataeibacter melomenusus AV436T, saj je bila ta izmed testiranih ocetnokislinskih bakterij najproduktivnejša. Za učinkovito odstranitev ostankov bakterij in komponent gojišča smo optimizirali alkalno obdelavo membran (1 h 0,5 M NaOH), s CMC-Br konjugati pa smo določili optimalno masno razmerje zamreževalca EDC/NHS (2/1) za najvišjo ohranitev specifične proteolitske aktivnosti bromelaina. In situ modifikacijo membran BnC smo izvedli z dodajanjem CMC v gojišče RAE za namnoževanje bakterij, kar je vodilo v nastanek membran BnC-CMC s karboksilnimi skupinami, gostejšo razporeditvijo fibrilov in izboljšanim rehidracijskim razmerjem v primerjavi z membrano BnC. Bromelain smo ex situ imobilizirali na (modificirane) membrane BnC z adsorpcijo in kovalentno vezavo z uporabo zamreževalca EDC/NHS, pri čemer smo za identifikacijo optimalne kombinacije procesnih parametrov (koncentracije CMC, bromelaina in zamreževalca EDC/NHS) z maksimalno specifično proteolitsko aktivnostjo bromelaina uporabili metodologijo odzivnih površin (RSM). S koimobilizacijo bromelaina in nizina smo proučevali sinergistični učinek obeh komponent s ciljem razširitve protimikrobnega delovanja in pridobitve proteolitskega delovanja. Optimalne bioaktivne membrane in njihove reference smo okarakterizirali s fizikalno-kemijskimi analiznimi metodami, kar je vključevalo ATR-FTIR in mikroanalizo FTIR, SEM, EDS, XPS, XRD, stične kote, kapaciteto zadrževanja vode, rehidracijsko razmerje, vsebnost vode, zeta potencial, TGA, mehanske lastnosti in specifično proteolitsko aktivnost. Biološko aktivnost membran smo analizirali s testiranjem protimikrobne aktivnosti in z različnimi in vitro (celična viabilnost in morfologija celic NHDF in HaCaT, celjenje ran) in ex vivo metodami (testiranje bioadhezije na modelu piščančje kože, testiranja toksičnosti na ekspantatih človeške kože – histološke študije, aktivnost LDH, sproščanje IL-8). Optimalni imobilizacijski pogoji (9 mg/mL CMC in 10 mg/mL bromelaina) so omogočili hiperaktivacijo encima s specifično proteolitsko aktivnostjo 2,3 U/mg in 39,1 % učinkovitostjo imobilizacije. Imobilizacija bromelaina in/ali nizina na membrano BnC-CMC je povečala povprečen premer nanovlaken, rehidracijsko razmerje in vsebnost vode ter izboljšala protimikrobno delovanje in adhezijske lastnosti. Membrani BnC-CMC in BnC-CMC-N sta bili in vitro citokompatibilni za celice NHDF in HaCaT ter sta povzročili hitrejšo proliferacijo celic HaCaT in/ali migracijo celic NHDF kot komercialni produkt Vivamel. Ex vivo analiza na ekspantatih človeške kože je za membrano BnC-CMC pokazala citokompatibilnost brez akutne toksičnosti in iritacije kože, membrana BnC-CMC-N je bila prav tako citokompatibilna brez akutne toksičnosti, vendar z zmernim dražilnim učinkom. Membrana BnC-CMC-Br je na ekspantatih človeške kože izkazovala aktivnost, ki se je odražala v razgradnji medceličnih stikov v epidermisu, vendar ni povzročila inducirajoče akutne toksičnosti in iritacije kože. Pripravljene membrane BnC-CMC, BnC-CMC-Br in BnC-CMC-N izkazujejo potencial za uporabo v različnih fazah zdravljenja opeklin.
Ključne besede: bakterijska nanoceluloza, bioaktivnost, bromelain, nizin, protimikrobna aktivnost, proteolitska aktivnost, membrana, opekline
Objavljeno v DKUM: 14.01.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 140
Celotno besedilo (14,79 MB) |
6. Sinteza funkcionaliziranih nanoceluloznih hibridov z ekstrakti avokada (Persea americana) s protibakterijskim delovanjem : doctoral dissertationKaja Kupnik, 2024, doktorska disertacija Opis: Naraščajoč problem protimikrobne rezistence (AMR) zahteva iskanje novih, alternativnih ter varnih protimikrobnih sredstev, pridobljenih iz naravnih virov, ki bi z različnimi mehanizmi omogočili učinkovito zaviranje rasti mikroorganizmov.
V ta namen smo se v sklopu doktorske disertacije sprva osredotočili na pridobivanje protimikrobno učinkovitih ekstraktov iz koščic avokada (ASE), ki so neužitne ter jih tretiramo kot odpadno biomaso, po drugi strani pa predstavljajo bogat vir biološko aktivnih spojin. Ker ekstrakcijska metoda ter topilo izjemno vplivata na vsebnost ter encimsko, antioksidativno in protimikrobno aktivnost pridobljenih ASE, smo primerjali učinkovitost ultrazvočne (UE) ter Soxhlet (SE) ekstrakcije, z bolj zeleno in trajnostno naravnano ekstrakcijo s superkritičnimi fluidi (SFE). Visoke vsebnosti izbranih fenolnih spojin v ASE so pripomogle k dobremu antioksidativnemu ter protimikrobnemu potencialu testiranih ASE, ki so zavirali rast kar 13 od 15 testiranih mikroorganizmov z izjemno nizkimi vrednostmi minimalnih inhibitornih koncentracij (MIC). ASE, pridobljen s SFE, je izkazal najvišjo vsebnost totalnih fenolov in proteinov, vseboval je 12 od 14 izbranih fenolnih spojin. Vseboval je tudi vse proučevane encime z visoko aktivnostjo ter bil najbolj učinkovit pri zaviranju rasti testnih mikroorganizmov.
Za nadaljnjo uporabo ASE je pomembna tudi njihova inkorporacija v biokompatibilen, netoksičen ter mehansko primeren nosilec, ki omogoča nadzorovano in trajno sproščanje biološko aktivnih spojin. Nanoceluloza (NC) s svojimi lastnostmi predstavlja velik potencial kot funkcionalni nosilec, zato je v nadaljevanju doktorske disertacije predstavljena sinteza NC materialov in njenih hibridov s protibakterijskim delovanjem.
Z optimizacijo postopka biosinteze iz bakterij rodu Komagataeibacter smo pripravili bakterijsko nanocelulozo (BNC) v obliki membran in kroglic ter proučili njihovo morfologijo ter kemijsko sestavo. Ugotovljeno je bilo, da tako izbor bakterijskega seva kot pogoji gojenja pomembno vplivajo na produktivnost, obliko, lastnosti in kakovost BNC. K. xylinus predstavlja sev bakterij, ki zagotavljajo hitro (3 dni) in visoko produktivnost (do 518,4 g/L) kristalinične (80,56 %) BNC v obliki membran in kroglic.
Sledila je priprava funkcionaliziranih nanoceluloznih hibridov z ASE za namene protibakterijskega delovanja in možne uporabe sintetiziranih hibridov kot oblog pri celjenju ran. V ta namen so bili ASE inkorporirani v dva različna tipa NC materialov, BNC in nanofibrilirano celulozo (CNF). Proučevana je bila njihova morfologija, kemijska sestava ter sproščanje ASE iz NC nosilcev. Izvedli smo tudi študijo protibakterijske učinkovitost nanoceluloznih hibridov z ASE proti Escherichia coli in Staphylococcus aureus, bakterijama povezanima s kožnimi boleznimi in AMR. Določitev hidrodinamične velikosti delcev, zeta potenciala ter indeksa polidisperznosti ASE je omogočila dodatno razlago možnih mehanizmov protibakterijske aktivnosti.
Biohibrid BNC, modificirana z ASE, je izkazala odlično bakteriostatično in baktericidno aktivnost, s sposobnostjo adsorpcije visokih koncentracij ASE (do 72,89 mg na kroglico in do 46,61 mg na 1 cm2 membrane). Biohibridi BNC/ASE predstavljajo sinergistični sistem, v katerem BNC zagotavlja ustrezen desorpcijski kinetični profil, da omogoči sproščanje protibakterijskih učinkovin ASE. Prav tako pa visoka stopnja nabrekanja in lastnost zadrževanja vode izkazujeta primernost biohibridov za različne aplikacije povezane z regenerativno medicino kože in celjenjem ran.
CNF, modificirana z ASE (do 14,2 mg na 1 cm2 filma), je prav tako izkazala izjemne protibakterijske lastnosti (do 100 % redukcija z log R do 5,64), primerljive s CNF filmi, modificiranimi z antibiotikom klindamicinom (do 100 % redukcija z log R do 6,50). Študija kinetike sproščanja ASE je prikazala odzivnost CNF filmov na različna pH okolja (pH 7,4 in 5,5), kar izkazuje dodaten potencial ter možen pozitiven učinek pri celjenju ran.
Ključne besede: avokado, ekstrakcija, nanoceluloza, protimikrobna aktivnost, dostava zdravil
Objavljeno v DKUM: 30.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 66
Celotno besedilo (5,28 MB) |
7. Magnetna nanoceluloza iz praproti Polypodiophyta za odstranjevanje težkih kovin : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeUrša Podgoršek, 2024, diplomsko delo Opis: Industrija močno vpliva na ekosistem, saj odpadne vode, ki vsebujejo težke kovine, pogosto niso pravilno prečiščene pred izpustom v okolje, zato so pomembne metode čiščenja. Najpogostejša je adsorpcija, saj je enostavna in učinkovita. Kot adsorbent se v zadnjem času vse bolj uporabljajo naravni polimeri, saj so biorazgradljivi. V diplomskem delu smo se osredotočili na magnentno nanocelulozo.
Cilj diplomske naloge je bil uspešno izolirati nanocelulozo iz praproti Polypodiophyta in uspešno sintetizirati magnetno nanocelulozo s pomočjo železovih Fe(II) in Fe(III) ionov, katero smo nadalje uporabili kot adsorbent pri odstranjevanju težkih kovin iz vodnega medija.
Potrebno je bilo določiti optimalne pogoje raztopine K2Cr2O7 in magnetne nanoceluloze za največji učinek adsorpcije. Osredotočili smo se na izbiro pH raztopine K2Cr2O7 in izbiro masne koncentracije adsorbenta.
Uspešno smo pripravili magnetno nanocelulozo in jo nadalje uporabili pri odstranjevanju Cr(VI) iz vodnega medija.
Ugotovili smo, da se Cr(VI) adsorbirajo v kislem mediju. Največji učinek adsorpcije smo dosegli pri pH vrednosti 3. Pri izbiri γ smo ugotovili, da večja kot je površina adsorbenta, hitreje se bodo Cr(VI) vezali na aktivna prosta mesta in prej bomo dosegli večje učinke adsorpcije. V našem primeru smo dosegli največji učinek adsorpcije pri γ magnetne nanoceluloze 5,00 mg/mL.
Ključne besede: nanoceluloza, magnetna nanoceluloza, težke kovine, krom
Objavljeno v DKUM: 19.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 58
Celotno besedilo (1,53 MB) |
8. Sinteza membran in kroglic bakterijske nanoceluloze kot potencialnih sistemov za sproščanje bioaktivnih komponentTara Tratnjek, 2024, magistrsko delo Opis: Nanoceluloza, še posebej tista, ki izvira iz naravnih virov, kaže ogromen potencial za uporabo na različnih področjih, kot so toplotnoizolacijski materiali, biomedicinsko inženirstvo, embalaža, kompoziti itd. Raziskave in razvoj na tem področju se še naprej širijo, kar odpira nove možnosti za uporabo tega naravnega polimera v tehnologiji in medicini.
V magistrski nalogi smo za sintezo bakterijske nanoceluloze (BNC) uporabili bakterijo rodu Komagataeibacter in proučevali vpliv različnih parametrov na produktivnost BNC.
V eksperimentalnem delu smo z uporabo statičnega gojenja pridobili BNC v obliki membran, z uporabo dinamičnega gojenja pa BNC v obliki kroglic.
Ugotovili smo, da produktivnost bakterije Komagataeibacter narašča z naraščanjem časa gojenja, medtem ko hitrost stresanja vpliva na število, premer in maso proizvedenih BNC kroglic.
Za dosego protibakterijske učinkovitosti BNC kroglic smo le-te modificirali z naravnim ekstraktom iz koščic avokada ter proučili kinetiko sproščanja ekstrakta iz BNC kroglic.
Z uporabo bioreaktorja je bil proces pridobivanja BNC kroglic prenesen tudi iz laboratorijskega v polindustrijsko merilo.
Ključne besede: bakterijska nanoceluloza, bioreaktor, FTIR, Komagataeibacter xylinus, SEM, protibakterijska aktivnost
Objavljeno v DKUM: 19.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 45
Celotno besedilo (4,65 MB) |
9. VPLIV TISKANJA NANOMATERIALOV NA TOPLOTNO-OGNJEVARNE IN TERMOFIZIOLOŠKE LASTNOSTI TKANINE : doktorska disertacijaTjaša Kolar, 2022, doktorska disertacija Opis: Namen doktorske disertacije je bil preučiti učinek uporabe ekonomsko in ekološko sprejemljivejših nanodelcev Al-hidroksida (v primerjavi s SWCNT) kot zaviralcev gorenja in načina njihovega nanosa (v kombinaciji s hidrofilno PCNF ali hidrofobno AP) na izboljšanje termofizioloških, toplotnih in mehanskih lastnosti ognjevarno-zaščitne tkanine. Analizirana sta bila vpliva finosti šablone (60 in 135 mesh) in postopka tiskanja (enoslojno ali dvoslojno na hrbtni strani ali enoslojno na obeh straneh).
V prvem delu disertacije je bil preučen vpliv različno velikih (20–50 nm) ATH/AMH ND na toplotno stabilnost filmov MFC. Toplotno najstabilnejši film z 0,15 ut% dodatkom 20 nm AMH ND in začetkom večstopenjske razgradnje pri 305 °C je v primerjavi s filmom iz čiste MFC imel 20 % višji ostanek pri 600 °C ter 42 % nižjo specifično toplotno kapaciteto. Prav tako je bil film prilagodljiv, optično transparenten (95 %), hidrofoben (68°), z natezno trdnostjo 69 MPa in elastičnim modulom 5,7 GPa ter nizko prepustnostjo kisika (2.192 cm3/m2/dan).
V drugem delu disertacije je tkanina zaradi sinergističnih učinkov 1,5 ut% PCNF in 6,7 ut% ATH ND enostranskega dvoslojnega nanosa na hrbtni strani zadržala do 30 % visoko intenzivnega toplotnega toka (21 kW/m2), izkazala 15 °C boljšo temperaturno stabilnost, 11 s daljši čas do vžiga, zmanjšano količino sproščene toplote (za 60 %) in dima (za 75 %) ter izrazito asimetrično omočljivost (lice CA – 36°, hrbet CA – 121°) ob povečanem prenosu vodne pare (17 %) in toplote (22 %). Tkanina, tiskana z 0,4 ut% SWCNT v AP na hrbtni strani in 1,5 ut% PCNF na lični, je imela poleg izboljšane toplotne zaščite (18 °C boljša temperaturna stabilnost), termofiziološkega udobja (25 % povišan prenos toplote, 17 % vodne pare) in asimetrične omočljivosti (lice CA – 48°, hrbet CA – 129°) tudi visoko UV-zaščito (UPF 109), brez spremembe barve. Na strani z nanesenimi SWCNT je tkanina z električno prevodnostjo (4,9 · 10–4 S/cm) izkazala tudi potencial za antistatično zaščito ter zaščito pred elektromagnetnim sevanjem.
Ključne besede: toplotno-ognjevarna tkanina, termofiziološke lastnosti, fibrilirana nanoceluloza, nanodelci aluminijevega hidroksida, enoplastne ogljikove nanocevke, šablonsko tiskanje
Objavljeno v DKUM: 30.11.2022; Ogledov: 920; Prenosov: 103
Celotno besedilo (8,37 MB) |
10. Valorizacija storžev iglavcev za pridobivanje vrednih komponent : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeMihaela Švec, 2022, magistrsko delo Opis: Storži so reproduktivna struktura iglavcev in predstavljajo odpadno lignocelulozno biomaso bogato s fenolnimi spojinami, tanini, ogljikovimi hidrati, sladkorji in njihovimi derivati. Le-te vredne komponente je možno iz storžev iglavcev pridobiti s pomočjo podkritične vode, kjer je voda segreta med 100 in 374 °C, pri dovolj visokem tlaku, da ohrani tekoče stanje. V okviru magistrske naloge smo storže ekstrahirali s podkritično vodo pri temperaturah od 120 do 250 °C in reakcijskih časih od 15 do 60 min. Za primerjavo smo izvedli še konvencionalno ekstrakcijo z uporabo 50 % vodne raztopine acetona in 100 % acetona. S spektrofotometričnimi metodami smo v ekstraktih storžev določili vsebnosti vrednih komponent kot tudi antioksidativnost. S HPLC metodo smo določili vsebnosti sladkorjev in furfuralov. Maksimalni izkoristek ekstrakcije je znašal 29,36 % in smo ga dosegli z uporabo podkritične vode kot medija pri 200 °C in 15 min. Najvišjo vsebnost totalnih fenolov smo določili pri 150 °C ter 15 min, kjer je količina izoliranih fenolov znašala 39,86 mg GA/g materiala. Pri teh reakcijskih pogojih smo določili tudi najvišjo antioksidativno aktivnost ekstrakta (83,12 %). Maksimalno vsebnost totalnih taninov smo določili pri 150 °C ter 60 min, kjer smo izolirali 25,85 mg TA/g materiala. Najvišjo koncentracijo celokupnih ogljikovih hidratov smo določili pri 180 °C in 15 min (7,94 mg TOH/g materiala), medtem ko smo največ sladkorjev in furfuralov določili pri 200 °C ter reakcijskih časih 30 in 60 min. Prav tako smo v sklopu magistrske naloge skušali iz borovih storžev pridobiti nanocelulozo po kemijski metodi in tudi z ekstrakcijo s podkritično vodo. Pridobljeno nanocelulozo smo analizirali s FTIR analizo in ji prav tako določili tudi velikost delcev. Najvišji izkoristek nanoceluloze smo določili pri 150 °C in 30 min, ki je znašal 8,67 %.
Ključne besede: storži, odpadna biomasa, podkritična voda, vredne komponente, antioksidativnost, nanoceluloza
Objavljeno v DKUM: 28.11.2022; Ogledov: 703; Prenosov: 128
Celotno besedilo (5,87 MB) |
