Original title: Vliv kovových iontů na tokové chování roztoků polyelektrolytů
Translated title: Effect of metal ions on the rheological behaviour of polyelectrolyte solutions
Authors: Lišková, Kateřina ; Běťák, Jiří (referee) ; Janeček, Jiří (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2010
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce je rozdělena na dvě části. První se zabývá studiem reologického chování roztoků sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC-Na) v přítomnosti sodných a vápenatých iontů. Roztoky CMC-Na o různých koncentracích byly připraveny rozpouštěním ve vodných roztocích NaCl nebo CaCl2. Byl studován vliv jednomocných a dvojmocných iontů na zdánlivou viskozitu roztoku a viskoelastické vlastnosti. Bylo zjištěno, že vlivem vápenatých iontů při nízkých koncentracích CMC-Na (do 0,5% hm.) dochází k nárůstu elastického charakteru roztoků, přičemž tuhost vzorku roste s koncentrací vápenatých iontů. Tento nárůst by mohl indikovat tvorbu gelové sítě, na druhou stranu viskozita těchto roztoků se snižovala s koncentrací vápenatých iontů. V případě roztoků o koncentracích vyšších než 1,5% hm. nebyly pozorovány změny viskozity vlivem přidaných iontů. Reologické chování bylo porovnáno také s roztoky bez přídavku elektrolytu a s roztoky kyselé formy karboxymethylcelulózy (CMC-H). Ve druhé části byly provedeny molekulárně dynamické simulace tetrameru hyaluronanu sodného a vápenatého ve vodném prostředí. Byla studována struktura a uspořádání molekul vody v okolí hyaluronanového řetězce. Struktura byla popisována pomocí formalismu radiálních distribučních funkcí. Získané výsledky v případě systému obsahující pouze sodné ionty jsou v souladu s dříve publikovanými údaji. Přítomnost vápenatých iontů nezpůsobuje kvalitativní změnu v průběhu radiálních distribučních funkcí oproti systému se sodnými ionty. This diploma thesis is focused on two parts. The first one deals with rheological behavior of sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na) solutions in the presence of sodium and calcium ions. The solutions of various concentrations were prepared by solubilization in aqueous solutions of NaCl or CaCl2. The effect of monovalent and bivalent ions on apparent viscosity and viscoelastic properties of these solutions was studied. It was found that in the case of low concentrations of CMC-Na in the sample (up to 0.5% w/w) the elastic character increases. At the same time the stiffness of the sample is higher with higher concentration of calcium ion in the solution. This increase might indicate the formation of gel network. On the other hand the viscosity of these solutions decreases with higher concentration of calcium ions. In case of solutions with concentration higher than 1.5% w/w changes of viscosity did not happen by influence of addition ions. Rheological behavior was compared also with solutions prepared without adding an electrolyte as well as with acid form of carboxymethylcellulose (CMC-H). In terms of second part the molecular dynamic simulations of hyaluronan tetramer both sodium and calcium in aqueous medium were performed. Structure and arrangement of water molecules in the surrounding of hyaluronan chain were studied. Structure was described by formalism of radial distribution functions. In the case of system containing sodium ions only, the obtained results are in accordance with earlier published data. Presence of calcium ions does not cause qualitative changes during the radial distribution functions in comparison with the system with sodium ions.
Keywords: electrostatic interactions; hyaluronan; molecular dynamic; sodium carboxymethylcellulose; viscoelasticity; elektrostatické interakce; hyaluronan; karboxymethylcelulóza sodná; molekulová dynamika; viskoelasticita

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/7398

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-216663


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses