Lignin Nanoparticles
Formation Mechanisms and UV Shielding Potential
Tid: Ti 2025-06-10 kl 10.00
Plats: Rånbyrummet, Teknikringen 56, Stockholm
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Licentiand: Taoran Xu , Träkemi och massateknologi
Granskare: Docent Jiebing Li, RISE
Huvudhandledare: Docent Olena Sevastyanova, Wallenberg Wood Science Center, Träkemi och massateknologi
QC 20250514
Abstract
Denna avhandling fokuserar på förädling av kraftlignin genom nanopartikelteknik, med målet att utveckla högvärdiga tillämpningar för denna rikligt förekommande men hittills underutnyttjade biopolymer. Arbetet integrerar två centrala aspekter: (i) effekten av ligninesterifiering på självorganisering av nanopartiklar samt (ii) den funktionella användningen av omodifierade ligninnanopartiklar (LNP:er) i solskyddsformuleringar.Den första studien undersöker självorganiseringsbeteendet hos ligninnanopartiklar genom kontrollerad esterifiering av industriellt kraftlignin. Genom att introducera hydrofoba estergrupper med varierande kedjelängder studeras de strukturella och interfaciala egenskaper som påverkar nanopartikelbildning. Omfattande karakterisering med FTIR, ³¹P NMR, HSQC, SEC, TEM och DLS bekräftar att esterifiering styr ligninets självorganisering och möjliggör noggrann kontroll av LNP:ers morfologi och ytegenskaper. En avancerad mekanism för självorganisering föreslås för att klargöra betydelsen av de konkurrerande molekylära interaktioner som styr nanopartikelbildningen, med särskilt fokus på ligninets inneboende heterogenitet och dess betydelse för aggregeringsbeteende.Utifrån dessa resultat utforskar den andra studien tillämpningen av tekniskt framställda LNP:er i solskyddsformuleringar, där de fungerar som biobaserade UV-skyddande tillsatser. Studien visar att LNP:er framställda från kraftlignin med både gran- och eukalyptusursprung förbättrar UV-skyddet inom både UVB- och UVA-spektrumet, där nanopartiklar från granlignin uppvisar överlägset bredspektrumskydd. Formuleringarna utvärderades vidare avseende stabilitet, färg och reologiska egenskaper, vilket bekräftade att LNP:er bidrar till funktionella förbättringar i solskyddsemulsioner. Integrationen av LNP:er i kosmetiska formuleringar understryker deras potential som hållbara alternativ till konventionella UV-filter och förenar grundforskning kring nanopartiklar med praktiska tillämpningar.