Till innehåll på sidan

Cellulose derived carbon dots

From synthesis to evaluation as multifunctional building blocks in biomedical scaffolds

Tid: Fr 2021-04-16 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/meeting/register/u5Arf--pqz0pGtemnFwomIEFnjyV-x20Tf3V, Stockholm (English)

Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap

Respondent: Nejla Benyahia Erdal , Polymerteknologi

Opponent: Professor Jukka Seppälä, Aalto-universitetet

Handledare: Professor Minna Hakkarainen, Polymerteknologi, Fiber- och polymerteknologi, Polymerteknologi

Exportera till kalender

Abstract

Användandet av biobaserade eller bionedbrytbara polymera material i biomedicinska applikationer är ofta förknippat med problem relaterat till otillräckliga mekaniska egenskaper och begränsad bioaktivitet hos polymererna. I denna avhandling presenteras en förädlingsstrategi av biomassa, som demonstrerar omvandlingen av cellulosa till biobaserade nanomaterial med potential som multifunktionella förstärkare i polykaprolakton (PCL)-baserade stödmatriser för vävnadsregenerering. I den första delen av avhandlingen producerades nanografenoxid (nGO)-liknande kolnanopartiklar genom mikrovågsassisterad hydrotermisk karbonisering av cellulosa följt av en oxidering i sur miljö. Kolnanopartiklarna uppvisade noll-dimensionell (0D) storlek, hög syrehalt samt fluorescens. För att modifiera nGO-kolnanopartiklarna utvecklades även en grön mikrovågsassisterad reduceringsprocess i överhettat vatten. De reducerade kolnanopartiklarna, r-nGO och r-nGO-CA, producerades i enbart överhettat vatten eller i överhettat vatten tillsammans med ett gröntreduceringsmedel koffeinsyra (CA). I jämförelse med nGO, uppvisade de reducerade kolnanopartiklarna en minskad syrehalt, ökad termisk stabilitet och förbättrad cellöverlevnad gentemot osteoblastliknande celler även vidhögre koncentrationer. I nästa steg inkorporerades r-nGO och r-nGO-CA iPCL-nanokompositer, vilket resulterade i en avsevärd förbättring av mineraliseringsförmåga och krypmotstånd hos nanokompositerna. På grund av sin höga syrehalt kunde nGO även användas till att modifiera 3D-stödmatriser genom ytfunktionalisering och blandning. nGO som fästs på ytan av porösa PCL-baserade stödmatriser, antibiotika samt inducerade mineralisering. nGO som inkorporerats imöjliggjorde adsorption av syntesen av PCL-baserade stödmatriser hade dessutom inverkan på makrostrukturen av stödmatriserna, vilket ytterligare visar på mångsidighet och potential hos dessa biobaserade kolnanopartiklar i biomedicinska applikationer.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-291745