Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Preko dihanja, oralnega vnosa in drgnjenja ob kožo, smo vsakodnevno izpostavljeni inherentno toksičnim delcem nanometrskih velikosti (nanodelcem). Nanodelci v zraku so še posebej problematični, ker se jim težko izognemo in povzročajo dolgoročne posledice, kot so na primer srčno-žilne bolezni, vnetja, pljučni rak in poškodbe možganov. Za uspešno regulacijo nanodelcev je torej ključna pravilna določitev njihove toksičnosti. Toksičnost v nanotoksikologiji je definirana kot kumulativna doza, dostavljena v sistem, pri kateri še lahko opazimo neželene stranske učinke. Trenutno je najpogosteje v uporabi definicija doze, opredeljena kot razmerje med celotno površino nanodelcev, dostavljenih v sistem, in celotno pričakovano površino tkiva oz. celic. Ta pa ne upošteva lokalnih interakcij in razporeditve doze, ki ključno vplivajo na določitev dejanskega učinka doze na opazovani sistem. Trenutni standard določitve doznega odziva in toksičnosti nanodelcev so tedne trajajoči poskusi na živalih. Kot hitrejša in cenejša alternativa so bili razviti preprosti in napredni modeli in vitro, osnovani na celičnih linijah, ki pa večinoma ne vsebujejo zelo pomembnega gradnika pljuč, pljučnega surfaktanta. Pri razvoju definicije doze smo uporabili preprost model, sestavljen iz celic pljučnega epitelija, pljučnega surfaktanta in cevk iz titanovega dioksida. Stanje pri vdihu nanodelcev smo posnemali tako, da smo na celice najprej napršili pljučni surfaktant in nato nanodelce. V ta namen smo razvili inkubator, v katerem smo lahko surfaktant in nanodelce na sistem in vitro napršili v fizioloških pogojih direktno na mikroskopu z visoko ločljivostjo in hkrati zajemali slike takoj od napršitve nanodelcev vse do nekaj dni po napršitvi. Z izpostavitvijo celic več nanodelcem smo pokazali, da trenutna definicija doze nezadostno opiše dejanski učinek doze v biološkem sistemu. Nezadostno definicijo smo nadgradili z uvedbo interakcijske površine in interakcijske doze, ki sta direktno upoštevali interakcije med površino membrane in nanodelcev. Nov koncept nam je omogočil, da smo dozo ovrednotili in vizualizirali v vsaki slikovni piki slike. Z dvema novo definiranima parametroma, povprečno interakcijsko dozo in povprečno lokalno interakcijsko dozo, smo poleg lokalnih interakcij med nanodelci in membrano upoštevali še neenakomernost porazdelitve doze ter s tem mnogo bolje ocenili njeno porazdelitev v sistemu. S spremljanjem časovnega razvoja povprečne lokalne interakcijske doze smo potrdili, da biološki sistem modulira dozo že brez dodanega surfaktanta. Z analizo histogramov interakcijske doze v poskusih s surfaktantom in brez njega smo ovrednotili vpliv surfaktanta na modulacijo doze. Ugotovili smo, da v prisotnosti surfaktanta faza karantenizacije in raztapljanja nastopi hitreje, sledi ji pa nova faza raztapljanja, ki je brez surfaktanta ni in omogoča prerazporejanje doze v prostoru in času. Sledenje surfaktantskim proteinom, nanodelcem in lipidom hkrati je bilo mogoče z razvitim trikanalnim slikanjem, osnovanim na zajemu življenjskega časa fluorescence. Iz sledenja vsem trem komponentam smo določili: 1) da se hidrofobni surfaktantski proteini kepijo skupaj s cevkami titanovega dioksida, 2) da nanocevke vdrejo globlje od fiziološke debeline surfaktanta v nekaj sekundah in 3) da se v surfaktantu pojavijo prehodne luknje, ki omogočajo neoplaščenim nanodelcem prehod čez pljučni surfaktant. Trikanalno slikanje celic, nam je na koncu omogočilo prepoznati, da je doza nanodelcev odvisna od lokalne okolice, kot je meja med celičnim jedrom in plazemsko membrano, in od prisotnosti biomolekul v tem okolju. To je vodilo v razvoj novega koncepta vektorske doze nanodelcev, ki je odvisna od v sistemu prisotnih biomolekul. Novi koncept je pripraven za odkrivanje mehanizmov toksičnosti in njihove propagacije po sistemu, kar bi lahko vodilo do boljšega razumevanja ključnih molekularnih dogodkov, ki so osnova za uspešno napovedno toksikologijo, ki ni osnovana na poskusih na živalih.
Ključne besede: toksikologija, nanotoksikologija, doza, lokalna doza, površinska doza, interakcijska doza, lokalna interakcijska doza, fluorescenca, fluorescentna mikroskopija, mikroskopija s stimulirano emisijo, mikroskopija z visoko ločljivostjo, pljučni surfaktant, SP-B, SP-C, proteini pljučnega surfaktanta, nanocevke titanovega dioksida, nanodelci, model in vitro, nano-bio interakcije, analiza slik
Objavljeno v DKUM: 17.04.2023; Ogledov: 78; Prenosov: 7
Celotno besedilo (35,59 MB)

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: 280; Prenosov: 45
Celotno besedilo (8,37 MB)

Opis: Težke kovine so snovi, ki so za industrijo zelo pomembne in so se v zadnjih letih zaradi industrijskega in tehnološkega napredka začele vedno več uporabljati. Te snovi najdemo naravno v Zemljini skorji, vendar se je njihova koncentracija v naravi zaradi človekovih posredovanj v zadnjih letih močno povišala. Posledično je njihova prisotnost tudi v človeški prehrani, zlasti v vodi, vedno pogostejša. V majhnih količinah so nekatere od teh kovin seveda za človeka potrebne, vendar lahko v večjih količinah škodujejo zdravju. Obstaja več različnih metod za odstranjevanje težkih kovin iz vode, kot so kemijsko obarjanje, ionska izmenjava, filtracija in adsorpcija. Slednja je najpogostejša. Kot adsorbent se lahko uporablja več snovi, v diplomskem delu pa smo se osredotočili na magnetne nanodelce (MNPs) prevlečene s polisaharidno prevleko arabinogalaktana (AG). Namen diplomske naloge je bil uspešno sintetizirati MNPs s polisaharidno prevleko AG in določiti optimalne pogoje za odstranjevanje težkih kovin, zlasti kromovih ionov (Cr(VI)) iz vode. MNPs z AG prevleko smo pripravili z dvema različnima metodama, in sicer z metodo adsorpcije in z metodo zamreževalne tehnike. Najprej smo uspešno sintetizirali MNPs prevlečene z AG. Le-te smo nato uporabili za odstranjevanje Cr(VI) iz vodne raztopine. Z uporabo funkcionaliziranih MNPs, pridobljenih z metodo adsorpcije smo odstranili največ Cr(VI) iz vodne raztopine pri optimalnem pH reakcijskega medija 4, optimalni masi nanodelcev 50 mg in optimalni koncentraciji raztopine K2Cr2O7 5 g/L. Kadar smo kot adsorbent uporabili MNPs funkcionalizirane s postopkom zamreženja smo ugotovili, da je optimalen pH reakcijskega medija 3, da je optimalna masa magnetnih nanodelcev 30 mg in, da je optimalna koncentracija raztopine K2Cr2O7 0,75 mg/L.
Ključne besede: težke kovine, krom(VI), magnetni nanodelci, adsorpcija, arabinogalaktan
Objavljeno v DKUM: 24.10.2022; Ogledov: 202; Prenosov: 32
Celotno besedilo (11,61 MB)

Opis: V diplomskem delu smo sintetizirali magnetne nanodelce magnetita z obarjanjem ionov Fe2+ in Fe3+. Magnetit smo skupaj sintetizirali trikrat. Sintetizirane nanodelce v kombinaciji z bakrom smo mleli v različnih masnih razmerjih s planetarnim mikromlinom pri istih pogojih. Vsako mletje je potekalo pri 600 obratih na minuto. Mleli smo trikrat po dva cikla. En cikel mletja je predstavljalo 30 minut mletja in 30 minut premora. Skupaj smo posledično mleli en vzorec 3 ure. Po številnih poskusih z različnimi reprezentativnimi izbori smo pred mletjem točno določen in tudi edini vzorec 1 g bakra in 1 g magnetita druge sinteze prepihali z inertnim plinom argonom, da bi ugotovili, ali na rezultate vpliva inertna atmosfera. Ta vzorec smo naknadno primerjali z isto vsebino in pogoji mletja vzorca, le da je bilo mletje izvedeno pri atmosferi, ki jo je predstavljal zrak. Naknadno smo vsako vzorčno skupino analizirali z ustreznimi metodami. Analize smo opravljali tako z mletimi vzorci in tudi vzorci, ki so bili samo strti v terilnici s pestilom. Opravili smo termogravimetrično analizo (TGA, ang. thermogravimetric analysis), rentgensko praškovno difrakcijo (XRD, ang. X-Ray powder diffraction), uporabili sistem za lasersko merjenje velikosti delcev in zeta potenciala, ki ga imenujemo tudi metoda dinamičnega sipanja svetlobe (DLS, ang. dynamic light scattering) in izmerili Curiejevo temperaturo (Tc, ang. Curie temperature). V diplomskem delu je prikazana analiza, v kateri smo raziskovali, kakšen je bil namen sintetiziranja magnetnih nanodelcev. Delce bi uporabili v človeškem telesu v medicinske namene pri temperaturi 42 °C ali 43 °C, saj pri tej temperaturi delci izgubijo magnetne lastnosti.
Ključne besede: sinteza magnetita, magnetni nanodelci, planetarni mikromlin, Curiejeva temperatura
Objavljeno v DKUM: 19.09.2022; Ogledov: 156; Prenosov: 37
Celotno besedilo (11,75 MB)

Opis: Konvencionalne tehnologije čiščenja vode so v preteklih letih zelo pripomogle k čiščenju odpadnih voda, vendar so vedno večje potrebe po čisti pitni vodi te tehnologije potisnile do njihovih skrajnih meja. Ena izmed rešitev problema čiščenja vode je proces napredne osmoze, ki za svoje delovanje potrebuje gonilno raztopino, ki ustvarja ustrezen osmotski tlak. V sklopu diplomske naloge smo sintetizirali magnetne nanodelce (MND) v mikrovalovni pečici in jih uspešno funkcionalizirali s (poli)akrilno kislino. Preučevali smo, kako vplivata čas in temperatura sinteze na končni osmotski tlak pripravljenih raztopin. Potrdili smo, da tako daljši čas kot tudi višja temperatura pri sintezi pripomoreta k višjemu osmotskemu tlaku raztopine MND. Visoki osmotski tlaki sintetiziranih magentnih nanodelcev nakazujejo, da bi takšne raztopine lahko uporabili kot gonilne raztopine v procesu napredne osmoze. MND smo karakterizirali s Fourierovo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR), termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS), rentgensko praškovno difrakcijo (RTG) ter z merjenjem osmotskega tlaka. S pomočjo karakterizacije smo ugotovili, da so sintetizirani nanodelci mešanica goetita in maghemita. V diplomski nalogi so predstavljeni rezultati in meritve vseh opravljenih sintez, kot tudi diskusija rezultatov.
Ključne besede: magnetni nanodelci, poli(akrilna kislina), mikrovalovna sinteza, napredna osmoza, osmotski tlak
Objavljeno v DKUM: 14.09.2022; Ogledov: 244; Prenosov: 50
Celotno besedilo (2,88 MB)