Disperzní systémy na bázi nanočástic

Ing. Eva Rupová

Doctoral thesis

Dispersion systems based on nanoparticles

Abstract:

Colloidal systems play an important role in various industrial fields. As these systems are usually unstable, considerable effort is devoted to their stabilization by suitable stabilizers. A wide range of substances is used for this purpose?? however, due to the growing need to protect the environment, attention is increasingly focused on materials from renewable natural sources and materials showing biocompatibility with living systems. In this context, nanocellulose is considered one of the new potential candidates for the development of materials and products towards a more sustainable future. With the growing development of nanotechnology, nanocellulose has emerged as a very interesting material. Due to its remarkable properties, ecological nature, and easy availability, it is considered one of the most important "green" materials of the modern age. Following the issue of stabilization of dispersion systems, the doctoral thesis is devoted to cellulose nanoparticles and their ability to stabilize colloidal dispersions. Specifically, two types of dispersion systems are studied here. The first type are classical dispersions, where the Pickering emulsions composed of a combination of titanium dioxide particles and cellulose nanoparticles are studied. Such systems could be used, for example, in UV protection products. The second type of studied systems includes conducting polyaniline-based colloidal dispersions prepared by polymerization in the presence of two types of cellulose nanoparticles, namely cellulose nanocrystals or nanofibers. In the next step, the work focused on the use of these systems for the preparation of Pickering emulsions and thin conducting films with potential applications in biomedicine.

Abstract:

Koloidní systémy hrají významnou roli v řadě průmyslových odvětví. Jelikož se obvykle jedná o nestabilní systémy, je značné úsilí věnováno jejich stabilizaci pomocí vhodných stabilizátorů. Ke stabilizaci koloidních systémů lze použít širokou škálu látek, avšak vzhledem k rostoucím potřebám společnosti a nutnosti ochrany životního prostředí se pozornost stále více upírá na materiály z obnovitelných přírodních zdrojů a na materiály vykazující biokompatibilitu s živými systémy. V této souvislosti je nanocelulóza považována za jeden z nových potenciálních kandidátů pro vývoj materiálů a produktů směrem k udržitelnější budoucnosti. S rostoucím rozvojem nanotechnologií se nanocelulóza ukázala jako velmi zajímavý materiál. Díky svým pozoruhodným vlastnostem, ekologické povaze a snadné dostupnosti je považována za jeden z nejvýznamnějších ?zelených? materiálů moderní doby. V návaznosti na problematiku stabilizace disperzních systémů se dizertační práce věnuje nanocelulózovým částicím a jejich schopnosti stabilizovat koloidní disperze. Konkrétně jsou zde studovány dva typy disperzních systémů. Prvním typem jsou klasické koloidní disperze, kde je studována příprava Pickeringových emulzí využívající ke stabilizaci kombinaci částic oxidu titaničitého a částic nanocelulózy. Takové systémy by mohly najít uplatnění například v přípravcích na ochranu proti UV záření. Druhý typ studovaných systémů zahrnuje vodivé koloidní disperze na bázi polyanilinu připravené polymerací ve vodném prostředí využívající ke stabilizaci dva typy nanocelulózových částic, a to celulózové nanokrystaly nebo nanofibrily. V dalším kroku se práce soustředila na využití těchto systémů pro přípravu Pickeringových emulzí a tenkých vodivých filmů s potenciálními aplikacemi v biomedicíně.

Keywords

nanocelulóza, polyanilin, Pickeringovy emulze, koloidní disperze, stabilizace

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 6. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 31. 8. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Věra Kašpárková, CSc.

Tomas Bata University in Zlín

Tomas Bata University in Zlín

Doctoral programme / field:
Material Sciences and Engineering / Biomaterials and Biocomposites