Hydrogely na bázi semi-interpenetrovaných polymerních sítí – inteligentní materiály s řízenými tokovými a transportními vlastnostmi
Loading...
Date
Authors
Trudičová, Monika
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená dizertační práce se zaměřuje na výzkum hydrogelů na bázi semi-interpenetrovaných polymerních sítí (semi-IPN) s cílem nabídnout novou strategii vývoje gelových materiálů s možností řízené manipulace jejich užitných vlastností. Semi-IPN hydrogely se v rámci této práce skládají z gelotvorné složky tvořící síť a zodpovědné za viskoelastické parametry a obsahově minoritní složky ovlivňující vazebné a transportní vlastnosti. Tímto způsobem lze nezávisle modifikovat viskoelastické a transportní vlastnosti. V této práci tedy byly navrhnuty, připraveny a charakterizovány hydrogely semi-IPN s aplikačním potenciálem jako nosiče aktivních látek. Byly zkoumány systémy s gelotvornými složkami polyvinylalkohol (PVAl) a polyhydroxyethylmethakrylát (pHEMA), kde interpenetrující složkou byl polystyrensulfonát sodný (PSS). Pro tyto hydrogely byla provedena charakterizace viskoelastických (reometrie) a transportních (difúzní experimenty) vlastností a morfologická charakterizace. Výsledky naznačují, že přídavkem interpenetrující složky lze úspěšně modifikovat transportní vlastnosti semi-IPN hydrogelů. Studování vlivu různého přídavku polyelektrolytu PSS ukázalo, že semi-IPN hydrogely zachovávají viskoelastické parametry a morfologii pouze do určité koncentrace PSS (0,01 hm. %), nad kterou dochází k nežádoucím morfologickým změnám. Experimentální výsledky prezentované v této práci tak potvrdily, že aplikace konceptu semi-IPN hydrogelů na hydrogely PVAl síťované cyklickým mrazením a boraxem a hydrogely pHEMA síťované chemicky vedla k úspěšnému ovlivnění transportních vlastností s minimálními změnami ve viskoelastických parametrech a morfologii, kde optimální koncentrace interpenetrující složky je klíčem k dosažení požadovaných vlastností hydrogelu.
The submitted dissertation thesis focuses on hydrogels based on semi-interpenetrating polymer networks (semi-IPN) as one of the options for modifying their properties. Within this work, semi-IPN hydrogels consist of a gel-forming component responsible for the viscoelastic properties and an interpenetrating component affecting transport properties. This approach allows for independent modification of viscoelastic and transport properties. In this study, semi-IPN hydrogels with potential applications as carriers of active substances were designed, prepared, and characterized. Systems with gel-forming components such as polyvinyl alcohol (PVAl) and polyhydroxyethyl methacrylate (pHEMA) were investigated, with sodium polystyrene sulfonate (PSS) serving as the interpenetrating component. Characterization of viscoelastic (rheometry) and transport properties (diffusion experiments) as well as morphological characterization was conducted for these hydrogels. The results suggest that the addition of an interpenetrating component can successfully modify the transport properties of semi-IPN hydrogels. The study of the influence of different additions of the polyelectrolyte PSS showed that semi-IPN hydrogels maintain viscoelastic properties and morphology only up to a certain concentration of PSS (0.01 wt. %), beyond which undesired morphological changes occur. The application of the semi-IPN hydrogel concept to PVAl hydrogels crosslinked either physically or with borax, as well as pHEMA hydrogels crosslinked chemically, demonstrated successful modification of transport properties with minimal changes in viscoelastic properties and morphology, where the optimal concentration of the interpenetrating component is a key to achieving the desired hydrogel properties.
The submitted dissertation thesis focuses on hydrogels based on semi-interpenetrating polymer networks (semi-IPN) as one of the options for modifying their properties. Within this work, semi-IPN hydrogels consist of a gel-forming component responsible for the viscoelastic properties and an interpenetrating component affecting transport properties. This approach allows for independent modification of viscoelastic and transport properties. In this study, semi-IPN hydrogels with potential applications as carriers of active substances were designed, prepared, and characterized. Systems with gel-forming components such as polyvinyl alcohol (PVAl) and polyhydroxyethyl methacrylate (pHEMA) were investigated, with sodium polystyrene sulfonate (PSS) serving as the interpenetrating component. Characterization of viscoelastic (rheometry) and transport properties (diffusion experiments) as well as morphological characterization was conducted for these hydrogels. The results suggest that the addition of an interpenetrating component can successfully modify the transport properties of semi-IPN hydrogels. The study of the influence of different additions of the polyelectrolyte PSS showed that semi-IPN hydrogels maintain viscoelastic properties and morphology only up to a certain concentration of PSS (0.01 wt. %), beyond which undesired morphological changes occur. The application of the semi-IPN hydrogel concept to PVAl hydrogels crosslinked either physically or with borax, as well as pHEMA hydrogels crosslinked chemically, demonstrated successful modification of transport properties with minimal changes in viscoelastic properties and morphology, where the optimal concentration of the interpenetrating component is a key to achieving the desired hydrogel properties.
Description
Citation
TRUDIČOVÁ, M. Hydrogely na bázi semi-interpenetrovaných polymerních sítí – inteligentní materiály s řízenými tokovými a transportními vlastnostmi [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. František Krčma, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. (člen)
prof. Ing. Peter Šimon, DrSc. (člen)
prof. Ing. Tomáš Weidlich, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Milan Kráčalík, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Karel Kubíček, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-10-31
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo. Ing. Trudičová má už řadu pracovních zkušeností: např. CMV, 2017-2018. Zúčastnila se workshopů, např. Podzimní škola základů elektronové mikroskopie 2019, Ústav přístrojové techniky AV ČR. Co se pedagogické praxe týče, vedla např. Praktikum z biofyzikálních metod a konzultovala 6 diplomových prací a 4 bakalářské práce. Je spoluautorkou 8 článků v impaktovaných časopisech., v 1 případě je první autorkou. Je také spoluautorkou několika konferenčních příspěvků. Je spoluřešitelkou 3 projektů.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení