1. Keratinski nanodelci iz produkta hidrotermične razgradnje perja/volne in formulacija premazov na celulozne tekstilije : magistrsko deloTamara Gavrić, 2025, magistrsko delo Opis: V magisterskem delu je predstavljena sinteza delcev iz ekstrahiranega keratina iz odpadne volne oz. perja in kvaterniziranega hitozana. Cilj je, da dobimo nanodelce (velikost delcev do 100 nm), katere bi uporabili za medicinske tekstilije namenjene celjenju ran. Keratinske suspenzije smo še dodatno prečistili z dializo in filtrirali skozi 1 μm filter. Sintezo nanodelcev smo izvedli z metodo ionskega geliranja, kjer smo počasi dodajali hitozan v keratin pri pH=5, konstantnem mešanju in pri sobni tempraturi z namenom, da bi zamrežili keratinske karboksilne (negativne) skupine s hitozanskimi aminskimi (pozitivnimi) skupinami. Pri optimizaciji razmerij in sprotnem merjenju zeta potenciala je bila izbrana mešanica F v množinskem razmerju hitozan:keratin=1:5000. Ta je pri meritvah zeta potenciala skozi pH območje med 2 in 9, imela izoelektrično točko pri pH okoli 7 in s tem obdržala tako pozitiven kot negativen značaj, kar kaže na amfoterni značaj in uspešno zamreženje. S tem v delce doprinesemo antioksidativne kot protimikrobne značilnosti obeh združenih polimerov. Optimalni mešanici smo nanesli na bombažno tekstilijo in preverili antioksidativnost le te, ki je bila visoka. Nazadnje smo naredili test omočljivost tekstilije in izmerili ATR-FTIR spekter, s pomočjo katerega smo ugotovili, da pri sintezi premaza in premazovanju ni prišlo do spremembe glavnih funkcionalnih skupin,
Ključne besede: ionsko geliranje, keratin, hitozan, nanodelci, celjenje ran, antioksidativnost
Objavljeno v DKUM: 02.04.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 13
 Celotno besedilo (2,41 MB) |
2. Razvoj magnetnih katalizatorjev na osnovi rutenija in njegovih zlitin za magnetno segrevano sintezo in razklop amonijakaŽiga Ponikvar, 2025, doktorska disertacija Opis: Doktorsko delo predstavlja raziskave in izsledke na področju magnetno grete katalize za razklop in sintezo amonijaka. Magnetno gretje za namene katalize je relativno nov pristop, ki omogoča izredno hitro gretje katalizatorja brez fizičnega stika med indukcijsko tuljavo in ferimagnetnim ali feromagnetnim materialom v njeni notranjosti, ki se segreje v izmeničnem magnetnem polju (100–300 kHz). Brezkontaktni prenos energije in Joulovo gretje v električnem prevodniku zaradi induciranih vrtinčnih tokov je že uveljavljena tehnologija, trenutno v uporabi za kaljenje, taljenje, lotanje in varjenje kovinskih izdelkov. Zanimiv je tudi način izdelave z interferenčnim prileganjem sestavnih delov, kjer je potrebno segreti eno komponentno, da se razširi, nakar je vanjo mogoče vstaviti drugo. V redkih primerih lahko ta pristop uporabimo za gretje kovinskega medija znotraj reaktorja za katalizo. Za indukcijsko gretje prevodnika potrebujemo večje delce, vsaj nekaj mikronov, kar pa močno presega red velikosti zrn katalizatorja, ki morajo biti zaradi čim večje specifične površine majhna. V delu smo se osredotočili na razvoj nanostrukturnih materialov, ki so zmožni katalize in gretja po drugem mehanizmu sproščanja energije, na račun histereznih izgub v visokofrekvenčnem magnetnem polju, kar smo za namene naših raziskav poimenovali magnetno gretje.
Razvili smo več kompozitnih materialov, ki smo jih prilagodili trenutnim potrebam. Zaradi potrebe po dolgoročni stabilnosti katalizatorja v reduktivni atmosferi smo pripravili kompozit, ki sestoji iz magnetne podlage in katalitskih nanodelcev. Podlaga vsebuje feromagnetna jedra zlitine Co in Ni, ki tekom reakcije v reduktivnih pogojih ohranijo feromagnetne lastnosti, s spreminjanjem razmerja med kovinama pa vplivamo na lastnosti histerezne zanke in posledično sposobnosti gretja. Jedra so ukleščena v katalitsko podlago, γ-Al2O3 z veliko specifično površino (200 m2/g), ki preprečuje njihovo rast pri povišanih temperaturah in omogoča prenos toplote s feromagnetnih jeder do nanodelcev Ru, ki se nahajajo na njeni površini.
Opisani katalizator vsebuje dve vrsti nanodelcev. Feromagnetna zlitina CoNi omogoča gretje, Ru pa nudi katalitska mesta. Ker v literaturi nismo zasledili materialov, zmožnih hkratnega magnetnega gretja in katalize, smo razvili zlitino Ru in Co, s čemer smo želeli poenostaviti postopek priprave in omogočiti sproščanje toplote neposredno na katalitskem mestu. Bimetalni delci se najahajo na površini nemagnetnega γ-Al2O3, ki pa v tem primeru zgolj služi kot podlaga in ne omogoča gretja.
Rutenij je žlahtna kovina, ki katalizira razklop in tvorbo amonijaka, reakcija pa je ravnotežna. Amonijak je molekula z visoko vsebnostjo vodika, ker pa je transport vodika pri povišanem tlaku nevaren, se raziskujejo možnosti kemijske vezave. S katalitskim razklopom amonijaka pri povišani temperaturi lahko po potrebi proizvedemo vodik, sinteza amonijaka pa je eksotermna reakcija.
Za testiranje plinske katalize z magnetnim gretjem smo sestavili nov reaktorski sistem. V tuljavo indukcijskega ogrevalnika smo namestili cevko iz kremenovega stekla z magnetnim katalizatorjem, temperaturo pa smo spremljali z nemagnetnim termočlenom. Za preučevanje razklopa amonijaka smo uporabili razredčen amonijak pri sobnem tlaku, razpadne produkte in preostali amonijak pa smo spremljali s plinskim kromatografom in z masnim spektrometrom. Z bimetalnim katalizatorjem RuCo na nemagnetni podlagi smo pri 520 °C dosegli popolno pretvorbo 2,5 vol.% NH3 (40 mL/min). Z rutenijevim katalizatorjem na magnetnem γ-Al2O3 smo ugotovili, da je pri pretoku 30 mL/min 10 vol.% NH3 pretvorba popolna že pri 400 °C.
Za sintezo amonijaka smo uporabili vodik in dušik pri 30 bar ter enak rutenijev katalizator, saj je bil cilj pokazati reverzibilnost razvite tehnologije, ki jo usmerjamo z izbiro pogojev. Največji delež NH3 v efluentu in s tem najvišjo proizvodnost smo zaznali pri 550 °C (0,66 %), ki je z nadaljnjim dvigom temperature pričel upadati.
Ključne besede: Magnetna kataliza, razklop amonijaka, kompozitni katalizator, rutenij, nanodelci RuCo
Objavljeno v DKUM: 28.03.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 7
Celotno besedilo (11,28 MB) |
3. Imobilizacija l-asparaginaze na magnetne nanodelce : magistrsko deloMaja Verdev, 2024, magistrsko delo Opis: V okviru zaključnega dela smo izvedli optimizacijo imobilizacije l-asparaginaze (l-ASNaze) na aminoksilanske magnetne nanodelce (AMN-MNPs). Postopek imobilizacije sestoji iz dveh korakov, funkcionalizacije AMN-MNPs in imobilizacije encima. V prvem koraku smo funkcionalizirali AMN-MNPs, v drugem koraku smo nanje imobilizirali l-ASNazo.
Najprej smo v teoretičnem delu opisali lastnosti l-ASNaze, prikazali njeno strukturo, mehanizem delovanja in uporabo v različnih panogah. V nadaljnje smo opisali imobilizacijo na magnetne nanodelce (MNP), pri čemer smo se osredotočili na AMN-MNPs. Podan je tudi pregled literature o imobilizaciji l-ASNaze na MNPs.
Pri eksperimentalnem delu smo proučevali vpliv različnih parametrov, kot so koncentracija mrežnega povezovalca glutaraldehida (GA), vrtilna hitrost, čas in temperatura imobilizacije, z namenom doseganje čim višje aktivnosti imobiliziranega encima in učinkovitost imobilizacije. Zanimalo nas je kakšno aktivnost encima dosežemo ob dodatku ogrodnih proteinov, ki delujejo kot stabilizatorji. Uporabili smo goveji serumski albumin (BSA) in albumin iz jajčnih beljakov (EA). V nadaljnje smo proučili termično stabilnost proste in imobilizirane l-ASNaze pri različnih časih inkubacije in pri različnih temperaturah. Prosto in imobilizirano l-ASNazo smo vzpostavili na magnetno polje in primerjali aktivnosti l-ASNaze pred in po vzpostavitvi.
Ključne besede: l-asparaginaza, magnetni nanodelci, stabilnost, kovalentna vezava, funkcionalizacija, imobilizacija
Objavljeno v DKUM: 02.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 31
Celotno besedilo (2,82 MB) |
4. Vpliv razmerja Fe 2+ in Fe 3+ ionov na magnetne lastnosti magnetnih nanodelcev : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMaryja Lipko, 2024, diplomsko delo Opis: Magnetni nanodelci se v zadnjih letih vedno bolj uporabljajo na številnih znanstvenih področjih zaradi njihovih edinstvenih lasnosti, ki so povezane z njihovo izredno majhno velikostjo. Med sabo združujejo in povezujejo različne znanstvene discipline, kot so medicina, kemija, biologija, fizika in mnoge druge.
V diplomskem delu je prikazana sinteza maghemita γ-Fe2O3 z različnimi razmerji Fe2+ in Fe3+ ionov (1:1, 1:2, 2:1, 1:3 in 3:1). Proučili smo vpliv zunanjega magnetnega polja na magnetne lastnosti sintetiziranih magnetnih nanodelcev (MNPs) različnih množinskih razmerij Fe2+ in Fe3+ ionov. Sintetizirane MNPs različnih množinskih razmerij Fe2+ in Fe3+ ionov smo okarakterizirali s Fourierovo transformirano infrardečo spketroskopijo (FTIR) in termogravimetrično analizo (TGA). Magnetne lastnosti sintetiziranih MNPs so bile določene z meritvami magnetne polarizacije v izmeničnem magnetnem polju.
Ključne besede: maghemit, magnetni nanodelci, magnetne lasnosti, magnetna polarizacija, nanotehnologija
Objavljeno v DKUM: 24.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 31
Celotno besedilo (2,30 MB) |
5. Optimizacija proizvodnje magnetnih nanodelcev oblečenih s citronsko kislino na mikroreaktorskem sistemu : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeLucija Tement, 2024, diplomsko delo Opis: V sklopu diplomskega dela smo sintetizirali magnetne nanodelce (magnetit/maghemit) z uporabo večih modulov na mikroreaktoskem sistemu. Namen diplomskega dela je bil raziskati, kolikšna je optimalna količina citronske kisline, ki jo dodamo sintetiziranim nanodelcem, da so le-ti najbolje prevlečeni in pripravljeni za uporabo v različnih biomedicinskih aplikacijah.
Sintezo nanodelcev smo začeli s pripravo raztopin, katere smo kasneje uporabili na mikroreaktorju. Sinetizirali smo 1 vozrec nanodelcev brez dodatka citronske kisline in 11 različnih vzorcev z isto množino nanodelcev železovega oksida ter različno množino dodane citronske kisline. Vzroce smo nato analizirali z metodo DLS in ugotovili, v katerih primerih je bilo oblačenje uspešno. Merili smo zeta potencial in velikost delcev v odvisnosti od pH. Rezultati kažejo, da je za uspešno sintezo nanodelcev potrebna izoelektrična točka pri pH 6,8. Ugotovili smo, da je bilo oblačenje nanodelcev uspešno pri vzorcih, pri katerih se izoelektrična točka nahaja med pH 2 in 3.
Ključne besede: magnetni nanodelci, Fe3O4, citronska kislina, optimizacija, mikroreaktorski sistem
Objavljeno v DKUM: 16.09.2024; Ogledov: 13; Prenosov: 22
Celotno besedilo (1,88 MB) |
6. Sinteza magnetno zeolitnega nanokompozita : magistrsko deloMelissa Sterniša, 2024, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo zajema sinteze magnetnih nanodelcev in sinteze magnetno zeolitnih nanokompozitov. Magnetni nanodelci so bili sintetizirani z metodo koprecipitacije oz. s soobarjalno metodo in mikrovalovno metodo. Magnetno zeolitni nankompoziti so nastali z naknadno sintezo in sočasno sintezo. Dobljeni produkti so bili okarakterizirani s Fourierjevo transformirano infrardečo spektroskopijo na oslabljen totalni odboj (ATR-FTIR), termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS), Brunauer-Emmett-Tellerjevo metodo (BET), vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) in rentgensko praškovno difrakcijo (RTG). Rezultati karakterizacijskih metod so pokazali, da je bila uspešnejša sinteza magnetno zeolitnega nanokompozita z naknadno sintezo tako pri soobarjalnih magnetnih nanodelcih kot tudi pri mikrovalovnih. Sintetizirani magnetni nanodelci in nanokompoziti so bili nato še uporabljeni za odstranjevanje mikro in nanoplastike iz vode. Odstranjevanje je potekalo s pomočjo ultrazvočne kopeli in posedanjem na magnetu iz modelne raztopine polietilena. UV/VIS spektroskopija je pokazala, da je bilo najuspešnejše odstranjevanje z magnetnimi nanodelci sintetiziranimi s soobarjalno sintezo.
Ključne besede: Magnetni nanodelci, zeolit, magnetno zeolitni nanokompozit, mikro in nanoplastika
Objavljeno v DKUM: 11.09.2024; Ogledov: 16; Prenosov: 21
Celotno besedilo (5,69 MB) |
7. Imobilizacija terapevtskega encima na magnetne nanodelce : magistrsko deloPatricija Potisk, 2024, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je uspešna imobilizacija encima lizocima na magnetne nanodelce. Praktična uporaba prostih encimov je pogosto omejena zaradi njihove relativno nizke stabilnosti in aktivnosti. Z namenom, da se le-ta ohrani ali poveča, se poslužujemo različnih metod imobilizacije encimov. V okviru magistrskega dela smo najprej sintetizirali magnetne nanodelce, ki so služili kot nosilci za imobilizacijo biokatalizatorja. Nanodelce smo prevlekli z različnimi polimeri: z aminosilanom, arabinogalaktanom in dekstranom. Preden smo nanje imobilizirali lizocim, smo jih funkcionalizirali z mrežnim povezovalcem glutaraldehidom oziroma epiklorohidrinom. Uporabljena koncentracija mrežnega povezovalca je pomembno vplivala na aktivnost imobiliziranega lizocima in na učinkovitost imobilizacije. Najvišje aktivnosti imobiliziranega lizocima smo pri aminosilanskih nanodelcih dosegli, ko smo uporabili mrežni povezovalec gluteraldehid s koncentracijo 1 % (v/v), pri arabinogalaktanskih nanodelcih pa s koncentracijo 15 % (v/v). V primeru dekstranskih nanodelcev je optimalno koncentracijo mrežnega povezovalca predstavljal 1 % (v/v) epiklorohidrina. Za prosti in imobilizirani lizocim smo nato določili dva kinetična parametra, maksimalno hitrost in Michaelis-Mentenovo konstanto. Raziskali smo tudi termično stabilnost lizocima. Rezultati so pokazali, da je imobilizirani lizocim ohranil aktivnost tudi po 24-urni izpostavitvi pri temperaturi 50 °C, medtem ko je prosti encim pri enakih pogojih denaturiral. Proučili smo tudi stabilnost imobiliziranega encima, ki smo ga tri tedne hranili na 4 °C. Encim, ki je bil imobiliziran na aminosilanskih in arabinogalaktanskih nanodelcih, je po dveh tednih skladiščenja ohranil 86 % oziroma 78 % začetne aktivnosti, po treh tednih skladiščenja pri 4 °C pa je njegova aktivnost upadla. Lizocim, imobiliziran na dekstranske nanodelce, se je tako pri študiji termične stabilnosti kot tudi pri študiji stabilnosti pri 4 °C izkazal za najmanj stabilnega.
Ključne besede: lizocim, imobilizacija, magnetni nanodelci, mrežni povezovalec, aktivnost
Objavljeno v DKUM: 25.07.2024; Ogledov: 152; Prenosov: 62
Celotno besedilo (2,03 MB) |
8. Time and potential-resolved comparison of copper disc and copper nanoparticles for electrocatalytic hydrogenation of furfuralNik Maselj, Vasko Jovanovski, Francisco Ruiz-Zepeda, Matjaž Finšgar, Tamara Klemenčič, Jan Trputec, Ana Rebeka Kamšek, Marjan Bele, Nejc Hodnik, Primož Jovanovič, 2023, izvirni znanstveni članek Opis: Herein, a comparative analysis of two case example catalysts for electrocatalytic hydrogenation (ECH) of furfural under acidic conditions, namely a copper polycrystalline disc and copper nanoparticles dispersed on carbon support, is performed. To gain a detailed insight on ECH trends, a task-specific methodology is employed based on electrochemistry–mass spectrometry coupling, which enabled time- and potential-resolved detection of volatile ECH products, i.e., 2-methylfurane (2-MF) and H2. In this way, the ability to elucidate potential-dependent product distribution for the two catalysts, namely faradaic efficiency, is achieved. Accordingly, the nanoparticulate analog is significantly more active toward competitive hydrogen evolution reaction and 2-MF production, whereas the polycrystalline sample is more selective toward furfuryl alcohol. The observed differences in ECH are ascribed to alterations in surface domains, which is supported by surface-sensitive lead underpotential deposition characterization.
Ključne besede: baker, nanodelci, elektrokataliza, copper, nanoparticles, electrocatalytic hydrogeneration
Objavljeno v DKUM: 19.04.2024; Ogledov: 161; Prenosov: 11
Celotno besedilo (3,22 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
9. Analiza uporabe nanotekočin v toplotnih prenosnikih : magistrsko deloAndrej Špiler, 2024, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu je obravnavana simulacija toplotnega prenosnika v krožni zanki, v katerem je nanotekočina. Nanotekočina je stabilna suspenzija majhnih delcev v nosilni tekočini. V magistrskem delu je nosilni medij voda, v kateri so nanodelci Al2O3. Simulacija se je izvedla v programskem paketu Ansys Fluent. Geometrija toplotnega prenosnika je bila narejena po toplotnem prenosniku, uporabljenem pri eksperimentu, ki sta ga izvedla Cobanoglu in Haktan Karadeniz v delu ''Effect of nanofluic thermophysical propertis on the performance prediciton of single-phase natural ciculation loops'' [1]. Za opis snovnih lastnosti nanotekočin, ki so temperaturno in koncentracijsko odvisne, se je uporabil UDF (User Defined Function). Gibanje in obnašanje nanodelcev v tekočini se je v programski paket Ansys Fluent vstavilo kot UDS (User defined Scalar). Rezultati cevi premera 4,75 mm so se primerjali z rezultati iz eksperimenta [1] pri toplotnih močeh 10, 30 in 50 W. Naknadno so se naredile simulacije za premere 3, 4, 5 in 6 mm ter pregledal se je izkoristek glede na večanje koncentracije nanodelcev. Rezultati so pokazali, da se z višanjem koncentracije nanodelcev veča izkoristek toplotnega prenosnika in manjša hitrost tekočine.
Ključne besede: prenos toplote, toplotni prenosniki, nanodelci, nanotekočine, Ansys Fluent, UDF, UDS
Objavljeno v DKUM: 03.04.2024; Ogledov: 253; Prenosov: 48
Celotno besedilo (9,81 MB) |
10. Razvoj au nanodelcev z metodo ultrazvočne razpršilne pirolize za detekcijo protiteles proti SARS-CoV-2 : doktorska disertacijaŽiga Jelen, 2023, doktorska disertacija Opis: V doktorskem delu so predstavljene študije, eksperimentalno delo, tehnike karakterizacije, rezultati in analize, s pomočjo katerih smo potrdili hipotezo, da je možno Au nanodelce (AuND) pripravljene z metodo ultrazvočne razpršilne pirolize (USP), konjugirati s ciljnimi antigeni SARS-CoV-2 in rekombinantnim IgG, da bodo delovali v imunoserološkem hitrem testu na lateralni tok (LFIA), za potrditev potencialne prisotnosti protiteles proti virusu SARS-CoV-2. S ciljno izbranimi parametri (0,5 g/l Au, 5 l/min N2, 2,5 l/min H2) smo z USP sintetizirali AuND iz prekurzorja na osnovi zlatovega (III) klorida. AuND smo zbirali v steklenicah z demineralizirano vodo. Določili smo optimalne stabilizatorje in njihove koncentracije: 2,5 g/L PVP 40K ((C6H9NO)n) ter naknadno dodani 1 g/L trinatrijevega citrata (Na3C6H5O7) in saharoze (C12H22O11), da bi preprečili AuND aglomeracijo. Presevna elektronska mikroskopija AuND je pokazala, da so okrogli, s povprečno velikostjo okoli 50 nm in ozko velikostno porazdelitvijo, brez defektov in nizkim ZETA potencialom, 2,4 mV, pri pH 7,5. Za odstranitev vode iz suspenzije z AuND in stabilizatorji je bila uporabljena liofiliazcija, ki je bila izvedena pri naslednjih pogojih: zamrzovanje pri –40 °C, 4 h, atmosferski tlak; primarno sušenje pri +20 °C, 12 h, 1–4 Pa; sekundarno sušenje pri +30 °C, 33 h, 1–4 Pa. Nastali posušeni AuND so ohranili vse lastnosti, ki so potrebne za funkcijo oznak v hitrih LFIA testih: visoka površinska energija, površinska plazmonska resonanca in proste karboksilne skupine za konjugacijo.
V nadaljevanju izvajanja eksperimentov smo, da bi potrdili doktorske hipoteze, izvedli raziskavo in optimizacijo konjugacije AuND z antigenom SARS-CoV-2, ki je bodičasti protein S1 (ak 1-681), in s protitelesi na zajčji IgG (RMG03). Za določitev poteka konjugacije AuND smo uporabili posredne (gelske elektroforeze, UV-Vis, preizkus delovanja) in direktne (XPS, SIMS) metode. Rezultati so pokazali, da se med našim postopkom konjugacije, v fazah čiščenja odstranimo večinski delež PVP in saharoze, ter s tem sprostimo proste karboksilne funkcionalne skupine citratnih ionov, ki so vezani na povšini AuND. Na teh prostih mestih lahko poteče konjugacija prek prostih -NH2 skupin na proteinih. Njihovo funkcionalnost smo ovrednotili z eksperimentalnimi testiranji lastno razvitega LFIA testa. Na osnovi tega smo postavili model in mehanizem konjugacije AuND, ki predpostavlja, da poteka konjugacija z antigeni oziroma protitelesi prek tvorbe peptidnih vezi med N-koncem proteina in prostimi karboksilnimi skupinami citratnega iona, ki je vezan na površino AuND prek svojih karboksilnih skupin.
Za dodatno potrditev funkcionalizacije AuND z izbranimi biomolekulami smo v sklepnem delu doktorskega dela izvedli klinično študijo na pacientih UKC MB, ki je bila odobrena s sklepom KME RS št. 0120-148/2021/3. Rezultati študije so pokazali, da testi dosegajo visoko občutljivost (83 %) tako na vzorcih nosnega sluza kot na vzorcih seruma, slabšo specifičnost (66 % sluz, 74 % serum), visoko negativno napovedno vrednost (94 %) in slabšo pozitivno napovedno vrednost (38 % sluz, 45 % serum). S študijo smo potrdili delovanje AuND v funkciji oznak, saj so se testne in kontrolne linije v lastno razvitem LFIA hitrem testu obarvale.
Ključne besede: Nanodelci zlata, SARS-CoV-2 virus, stabilizacija, konjugacija, LFIA testi, karakterizacija
Objavljeno v DKUM: 28.03.2024; Ogledov: 347; Prenosov: 58
Celotno besedilo (5,61 MB) |
