|
|
Analýza biodegradabilních plastů v půdách
Paluchová, Natálie ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
V současnosti stoupá zájem o využívání biodegradabilních polymerů a to bez ohledu na možné riziko vzniku reziduí. Využívané metody, které jsou schopny rezidua stanovit, zahrnují nutnost předúpravy vzorků a jsou finančně a časově náročné. Proto se tato bakalářská práce zaměřuje na vývoj a ověření analytické metody, která by byla schopna identifikovat a kvantifikovat rezidua biodegradabilních polymerů v půdách a to tak aby eliminovala problémy vznikající při předúpravě vzorku. K analýze byla proto využita termogravimetrie, která se jeví jako metoda splňující výše uvedené podmínky. Zkoumala se oblast degradace polymeru v třech typech půd při termické oxidaci, ale také vliv polymeru na půdy při analýze. Představitelem biodegradabilních polymerů byl zvolen poly(3-hydroxybutryrát) a k jeho detekci a kvantifikaci byly využity dva přístupy. Metody byly testovány pro 6 koncentrací poly(3 hydroxybutryrátu) (0,1; 0,5; 1; 2; 3; 5 %). První přístup se zaměřoval na analýzu polymeru s využitím slepého (nekontaminovaného) vzorku, který byl od kontaminovaného odečten. Pomocí této metody byl sledován teplotní interval degradace polymeru a změny hmotnostních úbytků v tomto intervalu. Druhá metoda byla zaměřena na půdní univerzální model, který umožňuje identifikovat a kvantifikovat vzorky i v případě, kdy slepý vzorek není přítomen. Slepý vzorek simuluje 19 rovnic, které umožňují identifikovat intervaly, v kterých dochází k degradaci vzorku a částečně také odhadnout, o jaký vzorek se jedná. Analýza hlavních komponent ale naznačila, že metoda je citlivá na typ půdy a metoda potřebuje další úpravy. Kvůli ověření citlivosti metody pro případ částečného nebo úplného rozložení vzorků půdními mikroorganismy byly vzorky inkubovány po dobu 4 měsíců. Poté byly porovnány koncentrace poly(3 hydroxybutryrátu) v půdě stanovené pomocí respirometrie a termogravimetrie. Výsledky naznačily, že mohlo dojít k akcelerované degradaci způsobené poly(3 hydroxybutryrátem) případně ke kontaminaci vzorku okolní atmosférou při respiraci. Výsledky ukázaly, že pomocí termogravimetrické analýzy lze stanovit biodegradabilní polymery v půdách. Metoda využívající slepý vzorek prokazuje dobré výsledky, ale je limitována požadavkem na existenci slepého vzorku. Metoda využívající půdní univerzální model (bez slepého vzorku) má do budoucna veliký potenciál, ale k jejímu plnohodnotnému uplatnění je ještě třeba provést úpravy.
|
|
|
Biodegradabilní kostní implantáty
Galanová, Zuzana ; Vondrák, Jiří (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Táto semestrálna práca sa zaoberá kostnými implantátmi. Opisuje kosť, jej štruktúru, typy kostného tkaniva, osifikáciu a liečbu. V tejto práci sú definované funkcie kostných implantátov, rovnako ako ich typy, pričom ich hlavné rozdelenie je na biodegradabilné a nebiodegradabilné. Je tu vysvetlený pojem korózia, jej kategórie a tiež jej vplyv na implantáty. Zahrnutá je tu aj príprava umelého roztoku krvi a výroba vzoriek rôznych kovových kombinácií (zo železa, fosforu, mangánu, striebra, horčíka a zinku), spolu s meraním korózie, mikroskopickými pozorovaniami, EDAX analýzou, metalografickou analýzou, testovaním mikrotvrdosti týchto vzoriek a meraniami zmien pH roztoku umelej krvi. Interpretované a vysvetlené sú tu aj výsledky meraní.
|
|
|
Polykaprolakton, jeho syntéza, charakterizace a degradabilita
Boháčová, Zdeňka ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Hermanová, Soňa (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá studiem polymerace za otevření kruhu (ROP) kaprolaktonu katalyzované pomocí nových organických a organokovových sloučenin. V teoretické části práce jsou na základě literární rešerše popsány přehledy syntetických strategií a katalytických/iniciačních systémů pro ROP laktonů. V experimentální části byla provedena série polymerací -kaprolaktonu zaměřená na studium polymeračních podmínek (poměry rozpouštědlo/monomer, katalyzátor/iniciátor, monomer/iniciátor a koncentrace monomeru) v rozmezí teplot 25-70 °C. Provedená experimentální studie byla zaměřena na katalytické prekurzory na bázi organických karbenů (tBuNCH=CHN+tBu)CH Cl- (NHC-tBu) v roztoku tetrahydrofuranu a triazolového komplexu hliníku {O,O’-[4,5-P(O)Ph2tz]-AlMe2}, Ph = fenyl, tz = triazol, (OAlMe2) v roztoku chlorbenzenu. Připravené polymery byly charakterizovány pomocí 1H NMR spektroskopie (Bruker Avance), diferenciální skenovací kalorimetrie (TA Instruments Q 2000) a gelové permeační chromatografie (Agilent Technologies 1100 series). U připraveného vzorku s Mn = 12 kg/mol, Mw/Mn = 2,5 a se stupněm krystalinity 53 % byla otestována degradabilita účinkem mikroorganismu. Polymer ve formě lisované fólie a prášku byl vystaven působení bakteriálního kmene Bacillus subtilis (BS) v minerálním a živném médiu po dobu 42 dnů. Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) a konfokální laserová rastrovací mikroskopie (CLSM) potvrdily vývoj trhlin na povrchu filmu v porovnání s nezměněným povrchem kontrolních vzorků jako následek mikrobiálního ataku. Dále bylo pozorováno rozvinutí růžového zbarvení suspenze polymeru v důsledku aktivity mikroorganismu.
|
|
|
Biodegradabilní plasty
Schifferová, Zuzana ; Jan, Vít (oponent) ; Molliková, Eva (vedoucí práce)
Cílem práce je pojednat o vlastním procesu biodegradace biodegradabilních plastů včetně faktorů, které její průběh ovlivňují. Zároveň uvádí některé druhy těchto plastů a jejich vlastnosti. Nakonec pojednává o způsobech využití jejich odpadu a jejich ekologický dopad.
|
|
|
Biotransformace aromatických nitrolátek
Tomeček, Jaromír ; Bednařík, Karel (oponent) ; Friedl, Zdeněk (vedoucí práce)
Kontaminace životního prostředí aromatickými nitrolátkami, ať už se jedná o výbušniny, pesticidy nebo ostatní podobné látky, je celosvětovým a donedávna i přehlíženým problémem. Následující text se zaměřuje na kontaminaci látkami pocházejícími z vojenského a muničního průmyslu a to především 2,4,6-trinitrotoluen (TNT), dále pak 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinan (RDX), 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazokan (HMX). Prvním cílem této práce je popsat aerobní biodegradační a transformační procesy rozkladu výše uvedených aromatických nitrolátek. Druhým cílem je porovnat toxicitu výchozích nitroaromátů a jejich transformačních meziproduktů a produktů. Třetím cílem je poskytnout realistický odhad současného a budoucího praktického využití strategií biodegradace.
|
|
|
Biodegradace s využitím termofilních mikroorganismů
Varmužová, Tamara ; Márová, Ivana (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Obsahem této diplomové práce je studium biodegradability modifikovaných polyuretanových fólií v syntetickém médiu s minerály a vitamíny na temperovaných třepačkách pomocí směsné termofilní aerobní bakteriální kultury rodů Bacillus a Thermus. Přídavkem biopolymerních plnidel (karboxymethyl celulosa, hydroxyethyl celulosa, acetylovaná celulosa, acetylovaný škrob a pšeničná bílkovina) se ve většině případech zvyšovala biodegradabilita fólií s plnidlem v porovnání s fólií bez plnidla (referenční). Růst kultury nejvíce podporovaly fólie modifikované 10 % acetylované celulosy a 10 % karboxymethyl celulosy. Při degradaci fólií docházelo nejdříve k abiotickému rozkladu fólie a následně k využití štěpných produktů bakteriálními kulturami.
|
|
|
Biodegradable polyurethanes based on poly(ethylene glycol)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Presented diploma thesis deals with synthesis of biodegradable polyurethanes (bio-PUs) based on poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(e-caprolactone) (PCL) with potential use in medicine. The aim of the work was to develop the methodology for synthesis of elastomeric polyurethane that could be formed into scaffold applicable in tissue engineering for regenerative human medicine. The theoretical part summarizes the knowledge of various kinds of materials which are possible to use for intended application. Scaffold forming techniques, their biocompatibility and characterization of properties of resulting materials are involved. The experimental part is focused on the development of suitable methodology to prepare functional samples based on PEG, PCL, hexamethylene diisocyanate (HMDI) and stannous octoate as the catalyst. Effect of bio-PUs composition (mainly different amount and molecular weight of PEG) on the swelling and hydrolytic stability was investigated together with testing mechanical properties, monitoring the net formation and the degree of conversion. The morphology of prepared samples was analyzed by optical microscopy, chemical composition was confirmed by infrared spectroscopy and the thermal properties were measured by differential scanning calorimetry. As for methodology development, it was found that it is necessary to degas all feedstocks before synthesis, otherwise non-well polymerized samples with different pore size have been obtained. Synthesis of bio-PU was realized under the nitrogen atmosphere in two steps. First, both polyols (PEG and PCL) were homogenized on the vacuum line at 130 °C followed by the addition of HMDI in the second step at 65 °C in glove-bag to obtain bio-PU samples. Finally samples were cured at the mould for 48 hours at 65 °C in oven. Based on the physical conditions of samples preparations, flexible bio-PU from white films through cloudy (with visible phase separation) to transparent films (clear) were obtained. Phase separation was confirmed by optical microscopy showing typical spherulite structure of crystalline phase (PCL) in amorphous matrix of PEG. The monitoring of net formation confirmed maximal conversion of polymerization (96 %) already after 4 hours of curing in the oven. Mechanical properties testing showed that important influence to rupture strength has isocyanate index (NCO/OH ratio). Different molecular weight of PEG showed influence to tensile properties as the specimens were completely cross-linked. Characterization of swelling exhibited increase the water uptake of samples with growing molecular weight of PEG (from 28 up to 58 wt.%). As well as, the bio- PU samples having higher molecular weight of PEG degraded faster in water at 37 °C. In presented diploma thesis was confirmed that it is possible to control the hydrolytic stability of obtained biodegradable polyurethane elastomers by the amount and the molecular weight of PEG.
|
|
|
Biodegradabilita přirozených a modifikovaných polyesterů bakteriálního původu a jejich kompozitů
Pala, Martin ; Babák, Libor (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývala studiem biodegradability přirozených a modifikovaných polyesterů bakteriálního původu a jejich kompozitů. První část práce byla zaměřena na studium vlivu struktury PHA granulí na jejich biodegradabilitu pomocí vybraných enzymů a vliv fyziologických podmínek na stabilitu PHA. Celkově se zdá, že testovaný polymer, ať už v krystalické nebo amorfní formě je rezistentní vůči ataku použitých hydrolytických enzymů jako jsou lipáza nebo proteáza a je stabilní v simulovaných fyziologických prostředích. Díky tomu je možné uvažovat o využití PHA materiálů v biomedicínských aplikacích jako jsou například implantáty, které vyžadující spíše rezistentní materiály. Druhá část práce se zabývala mikrobiální degradací modifikovaných PHA materiálů s ohledem na jejich možný environmentální dopad. Na biodegradaci byla použita směsná termofilní kultura používáná v čističce odpadních vod a bakterie Delftia acidovorans. Byla testována biodegradabilita kompozitů obsahujících chlorovaný PHB a PHB fólií modifikovaných pomocí plastifikátorů. S rostoucím obsahem chlorovaného materiálu fólie vykazovaly spíše inhibiční efekt na růst biomasy obou testovaných kultur. Nejyšší míra degradace byla zaznamenána v přitomnosti bakteriální kultury u fólie obsahující 10% chlorovaného PHB (31%). Z výsledků lze konstatovat, že důležitým faktorem ovlivňující biodegradabilitu materiálů je použitá mikrobiální populace.
|
|
|
Využití tepla při biodegradačních procesech jako potenciál úspory elektrické energie
Kuběna, Michael ; Šejvl, Radovan (oponent) ; Baxant, Petr (vedoucí práce)
Cílem této práce je zkoumat netradiční využití biomasy – konkrétně využití tepla, které vzniká při biodegradačních procesech, při nichž dochází k odbourávání organických látek. V předložené práci jsou nejprve popsány běžné způsoby využití biomasy. V druhé části je práce zaměřena na popis biodegradačních procesů. Také jsou zde shrnuty jednotlivé konstrukce bioreaktorů, zařízení, ve kterých probíhají tyto procesy. Dále jsou v práci popsány současné systémy, které využívají toto teplo. V rámci praktické části byl sestrojen bioreaktor se systémem odvodu tepla. Sestrojený bioreaktor byl následně monitorován teplotními čidly, jež sloužily k zmapování probíhajících procesů uvnitř bioreaktoru a k zjištění vhodné doby k odběru tepla.
|
|
|
Využití PHA produkujících kmenů v bioremediačních technologiích
Šuráňová, Zuzana ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce bylo studium využití PHA produkujících kmenů v bioremediačních technologiích. Pro tuto studii byly vybrány bakterie Pseudomonas putida KT2440 a dva izoláty z půdy zamořené ropou - Pseudomonas gessardii (D2) a Pseudomonas fulva (D3). V experimentální části byla studována především biodegradace odpadního peří pomocí testovaných mikrobiálních kmenů. Všechny testované bakterie vykazovaly biodegradační aktivitu vůči peří a byly jej schopny utilizovat jako jediný zdroj uhlíku. V průběhu biodegradačního procesu byl monitorován hmotnostní úbytek peří, aktivita proteáz a keratináz, koncentrace bakteriální biomasy, obsah PHA a také pH. Ukázalo se, že nejvyšších keratinázových aktivit i stupně degradace peří bylo dosaženo u bakterie Pseudomonas putida. Při kultivaci na odpadním peří žádná z testovaných bakterií neakumulovala detekovatelné množství PHA, nicméně biomasu nakultivovanou při biodegradaci peří je možné využít jako inokulum pro biotechnologickou výrobu MCL-PHA na odpadním oleji a kyselině oktanové. U bakterie Pseudomonas putida bylo v tomto experimentálním schématu dosaženo vysokého obsahu MCL-PHA v biomase - téměř 54% suché hmoty biomasy. V další části práce byla studována biodegradace nafty, ze studovaných bakteriálních kmenů bylo nejvyššího růstu biomasy, a tedy i biodegradačního potenciálu dosaženo u bakterie Pseudomonas fulva.
|
host ::
RSS.