|
|
Personal exposure measurement during dental nanocomposite grinding
Ždímal, Vladimír ; Ondráčková, Lucie ; Ondráček, Jakub ; Schwarz, Jaroslav ; Bradna, P. ; Roubíčková, A. ; Pelclová, D. ; Rössnerová, Andrea
The purpose of this study was to measure the personal exposure of each participant of the study and to compare the results with those of static monitoring. Personal nanoparticle sam-plers (PENS), which can simultaneously detect both nanoparticles (PM0.1) and respirable parti-cles (PMA), were used to determine personal exposure (Tsai et al., 2012). Area monitoring in-cluded measurement of mass concentrations using the Berner Low Pressure Impactor (BLPI 25/0.018 /2, Hauke GmbH, Gmunden, Austria) and the Low Volume Sampler (LV5, Sven Leckel Ingenieurbüro GmbH, Germany). The number concentrations and their size distributions were measured with the Scanning Mobility Particle Sizer (5MP5 3936, T5I Inc., USA) and the Aerody-namic Particle Sizer (APS 3321, TSI Inc., USA). Measurements with all of the above- mentioned instruments were performed in four shifts with six participants per shift. Each participant milled for 10 minutes and then remained in the room until the group finished the session, so the total exposure lasted about 70 minutes. Due to the high content of filler nanoparticles, the nanocom-posite Filtek Ultimate (body A2, 3M ESPE, USA) was selected for these measurements.
Plný tet:  PDF
|
|
|
Biomarkers of Oxidative Stress and Inflammation in Researches Exposed to Nanoparticles by Inhalation During the Handling of Nanocomposites.
Pelclová, D. ; Ždímal, Vladimír ; Schwarz, Jaroslav ; Komarc, M. ; Vlčková, Š. ; Fenclová, Z. ; Lischková, L. ; Dvořáčková, Š. ; Rössnerová, Andrea ; Rössner ml., Pavel
At present, little is known about the health effects in the workers processing nanocomposites. In our study, 20 researchers (41.8 +/- 11.4 y/o), handling nanocomposites for 17.8 +/- 10.0 years were examined pre-shift and post-shift, together with 21 controls (42.7 +/- 11.5 y/o). Biomarkers of oxidative stress derived from lipids, nucleic acids, proteins and markers of inflammation were analyzed in the exhaled breath condensate (EBC). Aerosol exposure was monitored during three nanoparticle generation operations: smelting, welding and nanocomposite machining. Mass concentrations during these operations ranged from 0.120 to 1.840 mg/m(3), and median particle number concentrations from 4.8x10(4) to 5.4x10(5) particles/cm(3). Nanoparticles accounted for 40 to 95 % of particles, with Fe and Mn prevailing. Significant elevations were already seen in most oxidative stress markers and in several inflammation markers in the pre-shift samples relative to the controls. Significant associations were found between working in nanocomposite synthesis and the majority of EBC biomarkers. Chronic bronchitis was more frequent in researchers. A minor, but significant post-shift decrease of lung function parameters was found. We conclude that workers in nanocomposite synthesis may be at risk of developing airway disorders with time. From all the markers analyzed in EBC, the following markers were most robust and could be recommended for preventive examinations: 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) and 5-hydroxymethyl uracil (5-OHMeU) from nucleic acids, o-tyrosine (o-Tyr) and 3-nitrotyrosine (3-NOTyr) from proteins, and malondialdehyde and aldehydes C6-C13 from lipids. Among the markers of inflammation, tumor necrosis factor (TNF) and leukotriene B4 appeared to be the most useful.
Plný tet: PDF
|
|
|
Antimikrobiální vlastnosti fotopolymerních 3D tištětných nanokompozitů
Matonohová, Zuzana ; Sevriugina, Veronika (oponent) ; Lepcio, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací nanokompozitů vhodných pro 3D tisk metodou maskovací stereolitografie (MSLA) a důrazem na antimikrobiální vlastnosti připravených nanokompozitů. Teoretická část práce je věnovaná rešerši o aditivní výrobě a 3D tisku, materiálech vhodných pro 3D tisk metodou MSLA a nanokompozitech. Experimentální část práce se pak zabývá přípravou jednotlivých kompozitů obsahující nanočástice (ZnO, AZO, TiO2 a uhlíkové nanotrubičky) a jejich následným testováním. Tisknutelnost materiálu byla sledována pomocí tvorby Jacobsonových pracovních křivek a diferenční kompenzační fotokalorimetrie (foto-DSC), následně byla hodnocena struktura kompozitu pomocí infračervené spektroskopie sFourierovou transformací (FTIR) a termogravimetrické analýzy (TGA), mechanické vlastnosti pak byly sledovány dynamicko-mechanickou analýzou (DMA) a tahovými zkouškami. Stěžejním bodem této práce pak byly antimikrobiální testy, které byly provedeny jak vytištěných vzorcích kompozitu, tak na samotných nanočásticích.
|
|
|
Ultra tenké vrstvy nanášené magnetronovým naprašováním a jejich charakterizace
Petr, Martin ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Straňák, Vítězslav (oponent) ; Tichý, Milan (oponent)
Práce je zaměřena na depozici tenkých a ultratenkých vrstev plazmových polymerů, jejich charakterizaci a přípravu nanokompozitů kov/plazmový polymer. Charakterizace vrstev byla částečně prováděna in-situ bez vystavení vzorků okolní atmosféře - metodou spektrální elipsometrie byla měřena tloušťka vrstev, metodou XPS pak chemická struktura vrstev. Po přípravě vzorků byla ex-situ měřena morfologie vrstev i jejich optické vlastnosti. Ukazuje se, že v počátečních stádiích růstu vlastnosti vrstev plazmových polymerů závisí na jejich tloušťce i na materiálu substrátu. Pro připravené nanokompozity kov/plazmový polymer byla rozvinuta celá řada aplikací: mohou sloužit jako superhydrofobní povrchy, gradientní povrchy, substráty pro Ramanovu spektroskopii nebo jako antibakteriální vrstvy. Velká pozornost byla věnována také speciálním optickým vlastnostem připravených nanokompozitních vrstev. Práce má experimentální charakter.
|
|
|
Self-assembling hybrid nanomaterials
Rodzeń, Krzysztof ; Strachota, Adam (vedoucí práce) ; Svoboda, Jan (oponent) ; Matějíček, Pavel (oponent)
Byly syntetizovány a charakterizovány organicko-anorganické polymerní hybridy obsahující butyl stannoxanové dodekamerní cages (Sn_POSS) coby nanometrické stavební bloky. Sn_POSS byly užity jako lineární, sí ující a jako nenavázané (blendované) stavební jednotky. Za tímto ú elem byly Sn_POSS p ipraveny se dv mi akrylamido-, dv mi primárními nebo sekundárními amino-, resp. se dv mi dodate nými inertními skupinami, které byly p ipojeny pomocí iontov vázaných sulfonátových substituent . Sn_POSS byly zabudovány do PS-, PAOS-, PETA-, PEMA-, PHEMA-matric a do epoxidových sítí obsahujících r zn dlouhé et zce PPO. Sn_POSS vyztužuje studované matrice skrze interakce plnivo-plnivo (samouspo ádávání do nano-domén), které generují srovnateln vysoké vyztužení jako dob e známé siloxanové cages "POSS". Specifické interakce iontových vazeb Sn_POSS se vhodnými bo ními skupinami matrice rovn ž mohou zp sobit vyztužení a zárove potla it agregaci nanoplniva. Krom toho jsou nanometrické stavebni bloky Sn_POSS schopny ady chemických reakcí, jako je oligomerizace p i vysokých teplotách, disociace iontových substituent , acidolýzy vazeb Sn-butyl, a také radikálových reakcí t chto vazeb. Poslední zmín ná reakce je podstatou velmi silného antioxida ního efektu Sn_POSS v organických polymerních matricích. Vliv iontov vázaných...
|
|
|
Kompozity vyztužené keramickými nanovlákny
Bocian, Luboš ; Přikryl, Radek (oponent) ; Poláček, Petr (vedoucí práce)
Tato práce byla věnována výzkumu vlivu přídavku nesilanizovaných a silanizovaných keramických SiO2 nanovláken do částicového kompozitu na pevnost v ohybu, lomovou houževnatost, hnací sílu trhliny a viskoelastické vlastnosti v závislosti na teplotě. Lomové plochy byly analyzovány na SEM. Bylo zjištěno, že pevnost v ohybu je s přídavkem nanovláken vždy nižší. Kompozity s upravenými nanovlákny měly vždy vyšší pevnost v ohybu než systémy s neupravenými nanovlákny. Lomová houževnatost se s přídavkem nanovláken zvyšovala. U systému s upravenými nanovlákny byla však lomová houževnatost nižší než u systémů s neupravenými nanovlákny. Hnací síla trhliny se s přídavkem nanovláken postupně snižovala, ale u systémů s 5 % nanovláken došlo k jejímu náhlému zvýšení. Přídavek nanovláken vedl, až na výjimky, ke zvýšení teploty skelného přechodu. S přídavkem nanovláken se hodnota elastického modulu zvýšila. Elastický modul byl u kompozitů s upravenými nanovlákny vždy nižší než u systémů s neupravenými nanovlákny.
|
|
|
Nanostrukturované povrchy pro biolékařské aplikace
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Baroch, Pavel (oponent) ; Čech, Vladimír (oponent)
Předkládaná práce se věnuje nanostrukturovaným tenkým vrstvám nanášeným pomocí magnetronového naprašování a plynně agregačních zdrojů nanočástic, a to zejména s ohledem na jejich využití pro biolékařské aplikace. Nejprve byla testována možnost využití plazmových polymerů pro přípravu antibakteriálních povlaků. Bylo ukázáno, že naprašovaný nylon 6,6 může být impregnován antibiotikem. Postupné uvolňování antibiotik z takto připravených rezervoárů může být laděno jejich tloušťkou, chemickým složením nebo přidanou bariérovou vrstvou. Druhý typ studovaných antibakteriálních vrstev je založen na kovových nanočásticích překrytých tenkou vrstvou naprašovaného PTFE. Je ukázáno, že vhodnou volbou množství nanočástic a tloušťky fluorouhlíkové překryvové vrstvy lze dosáhnout značného antibakteriálního účinku takovýchto nanokompozitních vrstev při současném zachování jejich biokompatibility. Bylo ověřeno, že antibakteriální účinek nanokompozitních povlaků na bázi kovových nanočástic, zapuštěných v plazmovém polymeru, je možno dále zvýšit jejich impregnací antibiotikem. Nanočásticové zdroje byly také využity pro studium dvousložkových vrstev s 2D gradientním charakterem. Byl vyvinut jednoduchý analytický model umožňující popis a návrh těchto nano-materiálů, přičemž jeho vhodnost byla experimentálně ověřena na 2D...
|
|
|
Quantum-mechanical study of magnetic properties of superalloy nanocomposite phase Fe2AlTi
Slávik, Anton ; Miháliková, Ivana ; Friák, Martin ; Všianská, Monika ; Šob, Mojmír
The L21-structure Fe2AlTi intermetallic compound is one of the two phases identified in Fe-Al-Ti superalloy nanocomposites. Experimental data related to low-temperature magnetic properties of this Heusler compound indicate that magnetic moment is about 0.1 Bohr magneton per formula unit. In contrast, previous quantum-mechanical calculations predicted Fe2AlTi to have much higher magnetic moment, 0.9 Bohr magneton per formula unit. In order to solve this discrepancy between the theory and experiment we have performed a series of quantum-mechanical fix-spin-moment calculations and compared our results with those for non-magnetic state. It turns out that the total energy of the non-magnetic state is only by 10.73 meV/atom higher than that of the magnetic state. When applying Boltzmann statistics to this very small energy difference we predict that the non-magnetic state appears at non-zero temperatures with significant probabilities (for instance, 22.36 % at T = 100 K) and reduces the overall magnetic moment. As another mechanism lowering the magnetization we studied selected shape deformations, in particular trigonal shearing. Fe2AlTi exhibits a compression-tension asymmetry with respect to these strains and, for example, the strain 0.08 destabilizes the spin-polarized state, leaving the non-magnetic state as the only stable one.
|
|
|
First-principles study of interface energies in Fe-Al-based superalloy nanocomposites
Miháliková, Ivana ; Slávik, Anton ; Friák, Martin ; Všianská, Monika ; Koutná, N. ; Holec, David ; Šob, Mojmír
Fe-Al-based nanocomposites with a superalloy-type of microstructure constitute a very promising class of materials. They possess a great potential as an alternative to the currently used steel grades in high temperature applications. Intermetallics-containing nanocomposites, such as those with the Fe3Al compound being one of the phases, may open a way towards future automotive and energy-conversion technologies with lower fuel consumption and reduced environmental impact. We employ quantum-mechanical calculations to analyze relations between ordering tendencies of Al atoms in the disordered Fe-18.75at.%Al phase on one hand and thermodynamic, structural and magnetic properties of Fe-Al-based nanocomposites on the other. When comparing supercells modeling disordered Fe-Al phase with different atomic distribution of atoms we find out that the supercell without 1st and 2nd nearest neighbor Al-Al pairs has a lower energy than that mimicking a perfect disorder (a special quasi-random structure, SQS). Further, coherent interfaces with (001), (110) and (1-10) crystallographic orientations between Fe3Al compound and SQS Fe-Al phase have higher energies than those exhibiting atomic distribution without 1st and 2nd nearest neighbor Al-Al pairs.
|
|
|
Self-assembling hybrid nanomaterials
Rodzeń, Krzysztof ; Strachota, Adam (vedoucí práce) ; Svoboda, Jan (oponent) ; Matějíček, Pavel (oponent)
Byly syntetizovány a charakterizovány organicko-anorganické polymerní hybridy obsahující butyl stannoxanové dodekamerní cages (Sn_POSS) coby nanometrické stavební bloky. Sn_POSS byly užity jako lineární, sí ující a jako nenavázané (blendované) stavební jednotky. Za tímto ú elem byly Sn_POSS p ipraveny se dv mi akrylamido-, dv mi primárními nebo sekundárními amino-, resp. se dv mi dodate nými inertními skupinami, které byly p ipojeny pomocí iontov vázaných sulfonátových substituent . Sn_POSS byly zabudovány do PS-, PAOS-, PETA-, PEMA-, PHEMA-matric a do epoxidových sítí obsahujících r zn dlouhé et zce PPO. Sn_POSS vyztužuje studované matrice skrze interakce plnivo-plnivo (samouspo ádávání do nano-domén), které generují srovnateln vysoké vyztužení jako dob e známé siloxanové cages "POSS". Specifické interakce iontových vazeb Sn_POSS se vhodnými bo ními skupinami matrice rovn ž mohou zp sobit vyztužení a zárove potla it agregaci nanoplniva. Krom toho jsou nanometrické stavebni bloky Sn_POSS schopny ady chemických reakcí, jako je oligomerizace p i vysokých teplotách, disociace iontových substituent , acidolýzy vazeb Sn-butyl, a také radikálových reakcí t chto vazeb. Poslední zmín ná reakce je podstatou velmi silného antioxida ního efektu Sn_POSS v organických polymerních matricích. Vliv iontov vázaných...
|
host ::
RSS.