Projekti / Programi
Stabilnost in athezilnost nano in mikro polij elektrolitskih kapsul v omejenih prostorih superkritičnih tekočin
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.02.01 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
Transportni pojavi |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1040 |
1000 |
1040 |
polyelektroliti, mikrokapsule, separacijski procesi, visokotlačni procesi, prenos snov
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
21443 |
dr. David Haložan |
Fizika |
Vodja |
2007 - 2009 |
104 |
Povzetek
V zadnjih desetih letih je bila metoda LbL (Layer-by-Layer) uporabljena v številnih temeljnih znanstvenih raziskavah polielektrolitskih struktur. V podoktorskem projektu želimo nadaljevati in nadgraditi znanstveno raziskovalno delo, ki smo ga v sklopu mojega doktorskega usposabljanja začeli na Oddelku za fiziko Pedagoške fakultete Univerze v Mariboru v sodelovanju z raziskovalno skupino Max-Planckovega inštituta za koloide in mejne plasti v Golmu pri Potsdamu in raziskovalno skupino Inštituta za Medicinsko fiziko in biofiziko Medicinske fakultete Univerze v Leipzigu, Zvezna Republika Nemčija. Z metodo LbL želimo razviti in raziskati fizikalno kemijske lastnosti novih materialov za ciljno nadzorovan prenos snovi, z uporabo v kemijski tehnologiji, medicini in prehrambeni industriji. Nadaljevati želimo tudi raziskave lastnosti mikro in nanosenzorjev za različne fizikalne kakor tudi kemijske parametre. Znanstveno raziskovalna skupina Fakultete za kemijo Univerze v Mariboru že vrsto let sodeluje z evropskimi znanstveno raziskovalnimi institucijami na področju raziskav superkritičnih tekočin. Med njimi tudi z znanstveno raziskovalno skupino Univerze v Bochumu v Zvezni Republiki Nemčiji. V sodelovanju z omenjeno skupino so razvili metodo izdelave multifunkcionalnih kompozitov, med katere sodijo tudi nano in mikrodelci. Z nadzorovano ekspanzijo superkritičnih tekočin bomo v razpršilni komori izdelali delce z nadzorovanimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi. Izdelane monodisperze sferne delce velikosti do nekaj mikrometrov bomo v naslednjem koraku nadzorovano prevlekli s polielektrolitskimi plastmi po metodi LbL. Prvotne izdelane delce tako površinsko modificiramo in jih pripravimo za ciljno izbran transport. Z metodo LbL izdelamo inteligentne polielektrolitske plasti na delcih s katerimi nadzorujemo ali časovno sprostitev delcev ali njihov ciljni transport. To bo uporabno za npr. biološke sisteme, prehrambeno industrijo ali farmacevtsko industrijo. V sami izgradnji delcev nadzorujemo velikost in vsebnost materiala, ki je pomemben za nadaljnje raziskave ali aplikativno uporabo. Z razgradnjo nosilnih delcev polielektrolitskih plasti izdelamo polielektrolitske kapsule tudi z ujetimi snovmi, ki nam omogočajo dodaten nadzorovan prenos snovi v kapsule in iz njih z nadzorovano difuzijo in porami velikostnega reda nekaj nanometrov. Z inkubacijo polielektrolitskih kapsul v superkritičnih tekočinah bomo z visokim tlakom spreminjali interakcije med polielektroliti v steni polielektrolitske kapsule. Študije stabilnosti in adhezije delcev prevlečenih z polielektroliti in polielektrolitskimi kapsulami v superkritičnih tekočinah bodo prispevale k razumevanju osnovnih fizikalnih in kemijskih interakcij znotraj polielektrolitskih plasti in njihovi uporabi medicini, farmaciji in prehrambeni industriji.
Pomen za razvoj znanosti
Izvedene raziskave imajo temeljni pomen za razumevanje fizikalno kemijskih značilnosti polielektrolitskih kapsul kot mikroshramb ali mikroreaktorjev v bioloških sistemih, ter omogočajo globlje razumevanje teh sistemov in pomembno prispevajo k razvoju biotehnologije nano- in mikrobiopolielektrolitskih sistemov. Uporabljena metodologija in nanotehnologija omogoča izdelavo biosenzorjev in reaktorjev, katerih lastnosti so določene z nanometersko natančnostjo. Različna izbira strukture polielektrolitskih plasti znotraj stene kapsule prispeva k specifičnim lastnostim večplastnih sistemov. Z upoštevanjem tehničnih ali biotehnološkuh aplikacij te kapsule uporabljamo tudi na širšem aplikativnem področju delovanja podjetja IFB d.o.o., tudi v primeru ujetja in sprostitve snovi ali mikroreakcij.
Razvili in izdelali smo tudi sistem za nadzorovano razgradnjo polielektrolitske kapsule, ki se odzove na različne parametre zunanjih stimulansov. Polieletrolitske kapsule smo uporabili tudi za modifikacijo mejnih plasti in za aplikativno uporabo študij interakcij z okolico.
Pomen za razvoj Slovenije
Pomen opravljenega razvoja in raziskav ima za razvoj Republike Slovenije večplastni pomen tako za gospodarstvo kot za znanstveno-izobraževalne institucije. Rezultati raziskav so prispevali k splošnemu napredku biotehnoloških znanosti v Republiki Sloveniji tudi na trenutno dveh zelo aktualnih interdisciplinarnih področjih bio- in nanotehnologije. Rezultati so uporabni v različnih industrijskih panogah, kar se odraža v večjih obstoječih in novih tudi industrijskih projektih. Z vidika družbenoekonomskih možnosti za razvoj in kakovost življenja v Republiki Sloveniji je primarnega pomena razvoj znanja v vseh oblikah in na vseh področjih družbe in ne le gospodarstva. Z raziskavami smo neposredno dvignili produktivnost dela in kakovost dela v obliki izdelkov. Z rezultati raziskav smo pripomogli k skrbi in prizadevanjem raziskovalne dejavnosti po ustvarjanju inovacij, ki so prvenstveno namenjene Republiki Sloveniji in njenim potrebam. Te inovacije v najširšem pomenu spodbujajo razvoj in rast na vseh družbenih področjih Republike Slovenije in s tem povečanje mednarodne konkurenčnosti. Z rezultati raziskav smo težili k povečanju mednarodne konkurenčnosti in povečanju izvoza izdelkov visokotehnološke proizvodnje. Rezultati raziskav so povečali evalvacijske možnosti praktičnega prenosa znanja v gospodarstvo in iskanju najustreznejše razvojne poti in prilagajanja raziskovanja dejanskim potrebam, s čimer smo dosegli višjo raven inovacijske sposobnosti gospodarstva in s tem mednarodne konkurenčnosti.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
