Original title: Viskoelastické vlastnosti hydrogelových materiálů studované na mikro/makro úrovni
Translated title: Micro/macro-scale investigation of the viscoelastic properties of hydrogel materials
Authors: Obrusníková, Klára ; Pekař, Miloslav (referee) ; Smilek, Jiří (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [eng] [cze]
Tato diplomová diplomová práce byla zaměřená na srovnání mezi mikroreologickými metodami a makroreologickým přístupem, zejména při charakterizaci hydrogelů. Dynamický rozptyl světla, fluorescenční korelační spektroskopie a optická pinzeta byly vybrány jako mikroreologické techniky, zatímco oscilační reometrie sloužila jako makroreologický nástroj. Výsledky z dynamického rozptylu světla a fluorescenční korelační spektroskopie pro hydrogely agarózy a gellanu byly porovnány s reometrií a mezi sebou. Hodnoty viskoelastických modulů získané z mikroreologických měření byly výrazně nižší než ty získané pomocí makroreologie. Jak dynamický rozptyl světla, tak fluorescenční korelační spektroskopie nabízejí širší škálu měřitelných frekvencí než reometrie, ale obě metody mají své limitace při charakterizaci hydrogelů. U dynamického rozptylu světla dochází k odrazu světla od gelové sítě, což způsobuje šum a zhoršuje kvalitu získaných výsledků. Fluorescenční korelační spektroskopie, přes svou vyšší specifitu, vykazuje jen velmi malé rozdíly mezi vzorky různých koncentrací. Optická pinzeta je na Fakultě chemické novou metodou, a byla provedena pouze kalibrační měření. Tuhost optické pasti, důležitá hodnota pro kalibraci optické pinzety, byla stanovena pro roztoky glycerolu. This diploma thesis was focused on the comparison of various microrheological methods with macrorheological approach, especially on the characterisation of hydrogels. Dynamic light scattering, fluorescence correlation spectroscopy and optical tweezers were chosen as the microrheological techniques, while oscillatory rheometry was the macrorheological tool. Results from dynamic light scattering and fluorescence correlation spectroscopy for agarose and gellan hydrogels were compared to rheometry and to each other. The values of viscoelastic moduli obtained by microrheology were significantly lower than those obtained by macrorheology. Both dynamic light scattering and fluorescence correlation spectroscopy offer a wider range of frequencies than rheometry, but both have limitations in hydrogel characterisation. In dynamic light scattering measurements, light scattered from hydrogel networks causes noise and lowers the quality of the results. Fluorescence correlation spectroscopy, while being more specific, shows very little difference between samples of different concentrations. Optical tweezers are a new method at the Faculty of chemistry, and only the calibration measurements were performed. Optical trap stiffness, an important value in the calibration process of optical tweezers, was determined for solutions of glycerol.
Keywords: dynamický rozptyl světla; fluorescenční korelační spektroskopie; hydrogely; mikroreologie; optická pinzeta; Reologie; dynamic light scattering; fluorescence correlation spectroscopy; hydrogels; microrheology; optical tweezers; Rheology

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/245690

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-615778


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