Hidrofobnost igra pomembno vlogo pri številnih fizikalno-kemijskih procesih, od raztapljanja v vodi do zvitja proteinov, vendar pa je fizikalni izvor hidrofobnosti na temeljnem nivoju še vedno nepojasnjen. Klasični pogled na hidrofobnost je, da se v prisotnosti hidrofobnega topljenca tvorijo mikroskopski kristalčki ledu ('icebergs'), kot posledica okrepljenih vodikovih vezi med molekulami vode. Kljub dolgoletnih raziskavah hidrofobnosti pa ni prav nobenega eksperimentalnega dokaza za obstoj kristalčkov ledu ali okrepljenih vodikovih vezi med molekulami vode v bližini hidrofobnih topljencev. Za študij hidrofobnost na najbolj temeljnem nivoju smo uporabili infrardeče spektre izotopsko razklopljenih valenčnih O-D nihanj molekul vode v raztopini popolnoma hidrofobnih topljencev (metan, etan, kripton, ksenon) in odkrili prvi eksperimentalni dokaz za prisotnost okrepljenih vodikovih vezi molekul vode v bližini popolnoma hidrofobnih topljencev, ki po jakosti ustrezajo tistim v ledu in klatratih. Molekule vode z okrepljenimi vodikovimi vezmi kažejo strukturno ureditev podobno tisti v klatratih. Število okrepljenih vodikovih vezi je od 10 do 15 na eno molekulo metana. Ab-initio simulacije molekulske dinamike raztopine metana v vodi so potrdile, da molekule vode v bližini metana tvorijo močnejše, bolj številne in bolj tetraedrično usmerjene vodikove vezi od tistih v čisti vodi, in da je njihova mobilnost omejena. Pokazali smo, da je odsotnost interkalacijskih vodnih molekul, ki povzročajo elektrostatsko senčenje vodikovih vezi v čisti vodi, kritičnega pomena za nastanek okrepljenih vodikovih vezi v okolici hidrofobnega topljenca. Naši rezultati potrjujejo klasični pogled na hidrofobnost.
COBISS.SI-ID: 6068250
Raziskovali smo pH odvisnost mreženja borove kisline oz. boratnega aniona z celuloznimi nano vlakni in pokazali, da je zmanjševanje gorenja in odpornost na vžig močno odvisna od nevtralnih ali alkalni pogojev. pH odvisnost disociacije borove kisline, ki preide v borat pri visokem pH, in različna reaktivnost obeh zvrsti z diolnimi in karboksilnimi skupinami nanoceluloznih vlaken vpliva na tip in obseg mreženja. Termalna analiza je pokazala, da se zoglenitev upočasni in pomakne proti višjim temperaturam. Z analizo 11B MAS in 13C CPMAS NMR spektroskopije trdne snovi ter FTIR in Ramansko spektroskopijo smo dokazali, da nano-celulozna vlakna premrežena z anionskim boratom, zoglenijo oz. se popolnoma pretvorijo v grafitno strukturo pri 450 °C. Pena, ki jo pripravimo s sušenjem in zamrzovanjem hibrida dispergiranega s sepiolitom, je odporna na vžig. Možnost, da lshko močno zmanjšamo vnetljivost nanocluloznih hibrinih pen, je pomembna za razvoj in okolju prijaznih termoizolacijskih materialov.
COBISS.SI-ID: 6060314
Raziskovali smo nizkotemperaturne ramanske spektre (8-300 K) polikristalinične in kristalinične oblike dihidrata oksalne kisline, ki kažejo intenzivne spektralne variacije v območju med 1200 in 2000 cm-1. Nizkotemperaturne difrakcijske študije so potrdile stabilnost kristalne P21 / n faze, brez faznih prehodov. Opažena je nova skupina ramanskih trakov v območju med 1200 in 1300 cm-1 pri temperaturah pod 90 K, ki jih razložimo z izgubo centra inverzije. Center inverzije bi lahko izginil bodisi zaradi motnje v položajih hidroksilnih protonov ali zaradi prenosa protona iz karboksilne skupine na molekulo vode. Hipoteza prenosa protona je podprta tudi z nastankom novih trakov v območju med 1600 in 1813 cm-1, katerih izvor lahko razložimo z vibracijami H3O+ ionov. Ujemanje med kvantnimi izračuni vibracijskih spektrov in izmerjenimi ramanskimi oksonijevih ionov oksalne kisline v obliki seskvihidrata, potrjuje slednjo hipotezo.
COBISS.SI-ID: 6072602
Raziskovali smo potencialno biološko pomembne konformacijske lastnosti podganje/mišjega epitopa MOG35-55. Ta linearni peptid je vpleten v kronično indukcijo EAE in multiple sklerozo. S kombinacijo NMR spektroskopije in računskih analiz smo določili konformacijske lastnosti MOG35-55 v različnih okoljih. Primerjava konformacijskih posebnosti v različnih raztopinah in s kristalografskimi podatki pojasnjuje, da lahko z zamenjavo aminokislinskih ostankov R41 in R46 z alanilom pričakujemo zmanjšanje resnosti kliničnih simptomov EAE, ki jih inducira MOG.
COBISS.SI-ID: 6015002
S spektroskopsko podporo smo sodelovali pri sintezi anataz/rutil/brukit TiO2 nanokompozitov, ki so namenjeni za učinkovito čiščenjem onesnaženih vod (na primer razgradnja bisfenola (A)) do CO2 in H2O, kot končnih produktov popolne foto-oksidacijo. Sol-gel postopek z naknadnim hidrotermalnim posegom smo izvedli pri blagi temperaturi in v prisotnosti 3 M HCl, kar je privedlo do nastanka TiO2 nanomateriala, ki je sestavljen iz anatasa (43%), rutila (24%) in brukita (33%). Novo sintetiziran TiO2 nanokompozit je bil zelo aktiven na področju razgradnje, saj je po 60 minutah obsevanja z UV svetlobo skoraj 60% bisfenola A raztopljenega v vodi uspešno pretvoril v CO2 in H2O.
COBISS.SI-ID: 5753626