|
|
Studies towards the Preparation of Organic-Inorganic Hybrid Silica Fibers via Electrospinning
Koukolová, Anna ; Dzik, Petr (oponent) ; Hüsing, Nicola (vedoucí práce)
Polyorganosilanes are an emerging class II hybrid material potentially enabling the preparation of new materials with novel functionalities. Although some pertinent intriguing materials and applications have been investigated, to date, the preparation of polyorganosilane-based micro and nanofibers has not been reported. Therefore, the present thesis deals with the investigation of poly(vinylmethyldimethoxysilane) as a novel precursor for the preparation of fibers via electrospinning. Free-radical bulk polymerization of vinylmethyldimethoxysilane was performed in order to obtain polymeric products of various molecular weights. The degree of polymerization was studied with respect to the radical starter concentration by dynamic light scattering and nuclear magnetic resonance spectroscopy experiments. Investigations of the ability to form fibers by electrospinning from solutions of the synthetized polymers were conducted with special emphasis on the properties of the used polymeric product and the spinning solution. Results showed that the studied polymer is in principle suitable for the preparation of fibers. However, only fragments of fibers were obtained by electrospinning of the polymers using methanol as a solvent. Further investigations, employing a sol-gel processing approach in order to enhance the number of polymer chain entanglements and thus increase spinnability, were conducted. It was found that the stage of gelation was crucial and the sol-gel process was investigated towards several parameters such as gelation time with respect to pH and water content. Again, fiber fragments could be obtained using optimized sol-gel processing parameters. Finally, a strategy utilizing a carrier polymer successfully yielded polyorganosilane-based fibers and the resulting fiber morphology was correlated to the employed process parameters.
|
|
|
Magnetic properties of electrospun polyvinyl butyral/Fe2O3 nanofibrous membranes
Peer, Petra ; Cvek, M. ; Urbánek, M. ; Sedlačík, M.
In this contribution, magnetic Fe2O3 nanoparticles (MNPs) were successfully incorporated into the polyvinyl butyral (PVB) nanofibrous membranes using the electrospinning process. The effects of the MNP concentration on the morphology of the nanofibres and their magnetic properties were investigated. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy confirmed their concentration-dependent, yet uniform diameter, and the presence of well-embedded MNPs inside the PVB nanofibres. The magnetic properties of the PVB/MNP membranes were studied using the vibrating-sample magnetometry. The saturation magnetization increased from 6.4 to 45.5 emu/g as the MNP concentration in the feedstock solution increased from 1 to 15 wt%. The fabricated PVB/MNP nanofibrous membranes possessed the ability to respond to the external magnetic fields, which determines their potential in the development of the advanced smart textiles.
|
|
|
Příprava vláken na bázi bioskla a sklo-keramiky metodou electrospinning
Kozáková, Zdenka ; Šťastná, Eva (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu vláken na bázi bioskla a sklokeramiky. Teoretická část práce shrnuje rozdělení a popis biomateriálů a jejich využití v biomedicínských aplikacích. Hlavní část práce se zabývá přípravou bioskla se zaměřením na přípravu pomocí elektrostatického zvlákňování. Experimentální část je zaměřena na přípravu vláken na bázi bioskla metodou elektrostatického zvlákňování. Byly studovány různé typy prekurzorů bioskel a posuzována jejich zvláknitelnost, morfologie a biologická aktivita připravených vláken. Vlákna byla analyzována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a interakcí v simulované tělesné tekutině. Jako perspektivní pro biomedicínské aplikace byla vyhodnocena vlákna připravená z prekurzoru na bázi bioskla 45S5 a polyvinylalkoholu.
|
|
|
Elektrická charakterizace flexibilních nanovlákenných piezoelektrických materiálů
Pokorná, Romana ; Holcman, Vladimír (oponent) ; Tofel, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá piezoelektrickými nanovlákennými materiály. V první části je popsán vznik, využití a možné aplikace nanovláken. Dále je probrán princip piezoelektrického jevu, jehož podstatou je přeměna mechanické energie na elektrickou a naopak. Druhá část práce je zaměřena na návrh experimentálního pracoviště pro měření funkčních vlastností těchto materiálů. Dále se práce zabývá elektrickou charakterizací PVDF nanovláken a měřením piezoelektrické nábojové konstanty.
|
|
|
Release of active substances from porous structures based on poly(3-hydroxybutyrate) (PHB)
Černeková, Nicole ; Veselá, Mária (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the study of the release of active substances from porous structures based on poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB). The theoretical part describes the basic characteristics of polyhydroxyalkanoates, their effect on the organism and method of electrospinning. In the experimental part, solutions of poly(3-hydroxybutyrate) in a solvent mixture of dichloromethane and chloroform were electrospun in three different ratios. The morphology of the formed fibrous porous structures was assessed by scanning electron microscopy, based on which the active substance, the antibiotic Levofloxacin, was incorporated into suitable structures. Antimicrobial activity of the antibiotic released from prepared porous structures was tested by the agar diffusion method against gram-negative bacteria Escherichia coli and Serratia marcescens, the gram-positive bacterium Micrococcus luteus and against the yeast Candida glabrata. The results showed a significant antimicrobial effect of the prepared samples against all bacterial cultures, in the case of the culture of yeasts, no zones of inhibition occurred. Next, the course of the active substance release from the prepared electrospun meshes was studied spectrophotometrically depending on the morphological structure. It was found that the active substance was successfully incorporated into electrospun fibers and the course of the drug release depended on the morphology of P3HB electrospun meshes.
|
|
|
Příprava kompozitních vláknitých struktur metodou elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace
Schifferová, Zuzana ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Pomocí elektrostatického zvlákňování byla připravena polymerní i kompozitní polymerkeramická nanovlákna. Jako nejvhodnější prekurzor byl stanoven roztok 20 hm.% polyvinylidenfluoridu (PVDF) ve směsi dimethylsulfoxidu (DMSO) a acetonu v poměru 7:3. Pro přípravu kompozitních vláken byly do tohoto roztoku přidány nanočástice zirkoničitanu titaničitanu barnatého vápenatého (BCZT), nebo titaničitanu barnatého (BT) v množství 20 hm.%. Pro přípravu vláken byly používány následující parametry: napětí 50 kV, dávkování 30 l/min, vzdálenost kolektoru a emitoru 20 cm a jehla o průměru 17 G. Dále byl zkoumán vliv hmotnostně střední molekulové hmotnosti PVDF a rychlost rotace kolektoru. Na vzorcích byla zkoumána morfologie a tloušťka vláken. Pomocí rentgenové difrakce a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací bylo dále stanoveno fázové složení vzorků a nakonec byly měřeny některé jejich elektrické vlastnosti. Vlákna s nižším průměrem vznikala při nižších molekulových hmotnostech PVDF a při vyšší rychlosti rotace kolektoru. Tato vlákna měla také vyšší procento piezoelektrické fáze. Nejnižší dosažené hodnoty průměru vláken byly okolo 300 nm, nejvyšší procento fáze bylo 92 % a nejvyšší piezoelektrická konstanta měla hodnotu 16 pC/N. Vlákna plněná BT částicemi vykazovala lepší vlastnosti než vlákna plněná BCZT částicemi.
|
|
|
Dependence of morphology of electrospun PVB nanofibres containing fumed silica on elasticity of the processed solutions
Peer, Petra ; Polášková, M. ; Filip, Petr
Application of various types of fumed silica gives a possibility to tailor a degree of hydrophilicity or hydrophobicity of the resulting electrospun nanofibrous mats where as a basic polymeric material is taken poly(vinyl butyral) (PVB) solved in methanol. Presence of fumed silica substantially changes viscoelastic attributes in comparison with the neat PVB solution.\nThe aim of this contribution is to compare morphological structures of the resulting electrospun mats generated from the solutions with presence and absence of various types of fumed silica differing in surface morphology, size and the specific surface area. This comparison is based on the rheological characteristics with the emphasis to elasticity of the pre-processed solutions. The differences in elasticity among fumed silica based solutions are indeed remarkable. The obtained results show that elasticity does not play a crucial role in creation and morphological aspects of the corresponding nanofibrous mats including fibres diameter.
|
|
|
A COMPARISON OF THE CENTRIFUGAL FORCE SPINNING AND ELECTROSPINNING OF COLLAGEN UNDER DIFFERENT CONDITIONS
Hlavatá, J. ; Suchý, Tomáš ; Šupová, Monika ; Pokorný, M. ; Košťáková, E.
Collagen makes up one of the most important parts of the extracellular matrix and connective tissue. Collagen type I accounts for up to 90% of the collagen found in the body and it can be isolated and purified in large quantities and processed into a variety of forms. With respect to the process of the treatment of collagen into the nano-fibrous and submicron-fibrous forms, severe conditions leading to the denaturation of the collagen and thus the gelatin content should be avoided. Centrifugal force spinning and electrospinning processes appear to present promising methods for the spinning of collagen solutions. This paper deals with a comparison of the various methods applied in the processing of collagen, i.e. principally needle and needleless centrifugal spinning technology and electrospinning technology. In addition, the effect of process parameters and collagen solution conditions on the final form of the material was analyzed. Spun layers were prepared based on collagen type I isolated from calf skin. Nano-structured layers were prepared employing the spinning of 4-16 wt% collagen solutions in phosphate buffer saline and ethanol. The layers thus prepared were characterized by means of scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy.
|
|
|
Intelligent nanofibres functionalized with growth factors and blood derivatives for dermatology applications
Vocetková, Karolína ; Amler, Evžen (vedoucí práce) ; Rosina, Jozef (oponent) ; Arenberger, Petr (oponent)
Krevní deriváty jsou výborným zdrojem přirozených růstových faktorů. V tkáňovém inženýrství a regenerativní medicíně již našly řadu uplatnění. Cílem této práce bylo optimalizovat podmínky buněčné kultury za použití destičkového lyzátu, a dále vyvinout mikro- a nanovlákenné nosiče funkcionalizované krevními destičkami, které by mohly sloužit jako systém řízeného dodávání přírodních růstových faktorů. Mikro- a nanovlákenné nosiče byly připraveny elektrostatickým a centrifugačním zvlákňováním PCL. Připravené nosiče byly funkcionalizovány povrchovou adhezí krevních destiček nebo jejich enkapsulací do vnitřní části nanovláken emulzní technikou. V rámci studie kultivačních podmínek kožních buněk bylo zjištěno, že suplementace media 7% destičkovým lyzátem je dostačující pro nahrazení 10% FBS v kultuře keratinocytů a fibroblastů. Dále byl povrch PCL nanovláken připravených elektrostatickým zvlákňováním funkcionalizován krevními destičkami. Při kontaktu s nanotopografií nanovlákenného povrchu došlo k aktivaci destiček a následně k vytvoření fibrinové sítě, která sloužila jako rezervoár růstových faktorů. Díky tomu došlo k prodloužení poločasu uvolnění EGF až na 1.7 dní. Takto funkcionalizované nanovlákenné nosiče podporovaly proliferace a metabolickou aktivitu keratinocytů, fibroblastů a melanocytů. Při...
|
|
|
Thermal induced morphological changes of poly(ethylene oxide) nanofibrous webs
Polášková, M. ; Peer, Petra ; Ponížil, P. ; Čermák, R.
The crystallinity of fibres prepared by electrospinning shows lower level in comparison with samples processed by common technologies such as moulding or film casting. Thus, the attempts to improve the structure of electrospun fibres in order to increase physical and mechanical properties of nonwoven webs are obvious. Post-process thermal treatment is one of the possibilities of the crystallinity enhancement that can be easily included to the finishing operation of final products. For the experiment we used poly(ethylene oxide) representing electrospun-friendly material and two solvents - methanol and water, both ensuring good electrospinnability. It is demonstrated that a choice of polymer solvents plays a significant role in fibre diameter and their capabilities to resist applied heat. However, in all cases the enhancement of crystallinity is detected at the short time of thermal exposure.
|
host ::
RSS.