FUNCTIONALIZATION OF PET (POLYETHYLENE THEREPHTHALATE) SURFACES TO OBTAIN ANTIMICROBIAL PROPERTIES

Trend pri razvoju inovativnih embalažnih materialov je v funkcionalizaciji površine embalažnih materialov z namenom pridobitve protimikrobnih lastnosti. Zato iz dneva v dan narašča zanimanje za funkcionalizacijske postopke, pri katerih se uporabljajo okolju prijazni in biorazgradljivi reagenti. Eden izmed najperspektivnejših je hitozan, ki je pridobljen s postopkom alkalne deacetilacije hitina in je za celulozo drugi najbolj razširjeni bipolimer na zemlji. Hitozan vsebuje amino skupine, ki elektrostatično reagirajo s površino celic patogenih mikroorganizmov in jih s tem poškodujejo ali celo uničijo. Dejstvo je, da je večina obstoječih raziskav s hitozanom izvedena v raztopini in ne v obliki filma, tako da razvoj hitozanskih premazov za materiale embaliranja predstavlja velik izziv. Diplomsko delo podaja bistvene podatke o PET embalaži ter vsebuje primerjave med neobdelanim PET in PET z nanešenim hitozanskim premazom. Namen naše naloge je bil funkcionalizirati površino PET folij s hitozanom za dosego protimikrobnih lastnosti. Pri funkcionalizaciji polimerov za dosego specifičnih lastnosti je pomembno, da te dodane lastnosti na polimeru uspešno zasleduješ, zato smo obdelane površine PET materialov analizirali z vidika: i) vsebnosti vezave hitozana: določitev amino funkcionalnih skupin ter ii) načina vezave hitozana: reverzibilnost oz. ireverzibilnost vezave. S potenciometrično titracijo smo dokazovali prisotnost hitozana na površini PET po impregnaciji in desorpciji. Rezultate smo primerjali s suhima spektroskopskima tehnikama ATR FTIR in XPS. Obe tehniki dokazujeta vezavo hitozana na površino PET materiala. Drugi del diplomske naloge je bil namenjen študiju desorpcije hitozana s površine PET folij. Poleg že uporabljenih tehnik (potenciometrična titracija, ATR FTIR, XPS) je bila za določitev kinetike desorpcije hitozana s površine folij uporabljena indirektna polielektrolitska titracija. Primerjali smo jo s konvencionalno spektrofotometrično metodo — ninhidrinsko reakcijo. Na ta način smo želeli opredeliti naravo vezave hitozana na površino PET. Eden izmed najpomembnejših aspektov diplomskega dela je bil študij interakcij med funkcionalizirano površino materiala ter spektrom patogenih bakterij in gliv svežega perutninskega mesa, kjer v raziskavah obstaja vrzel — večina objav se nanaša na tekoče medije in ne na kompleksne heterogene sisteme, kot so funkcionalizirani vlaknotvorni polimerni materiali.The trend in the development of innovative packaging materials is in packaging materials surface functionalization to obtain antimicrobial properties. Therefore, every day is growing interest in the functionalization procedures, which are environmentally friendly and use biodegradable reagents. One of the most perspective is chitosan, which is obtained by alkaline process deacetilation of chitin and is the second most widely bipolimer on Earth after cellulose. Chitosan contains amino groups that react with the electrostatic cell surface of pathogenic microorganisms and thus damage or even destroy them. The fact is that most existing researches with chitosan are made in the solution and not in the form of a film, so that the development of chitosan coatings for materials wrapping presents major challenge. Diploma thesis presents the essential details of PET packaging and includes a comparison between raw PET and PET with chitosan deposited coating. The aim of our study was to activate surface of PET film with chitosan to achieve antimicrobial properties. For functionalization of polymers to achieve specific properties, it is important that these properties of the polymer are successfully stalked, so we analyzed the treated PET surface materials in terms of: i) the amount of chitosan: the determination of amine functional groups, and ii) how chitosan is bound: reversibility or irreversibility of the binding. By potentiometric titration we show the presence of chitosan on the surface of PET foils after preservation and desorption. Results were compared with the dry ATR FTIR spectroscopic technique and XPS. Both techniques show the binding of chitosan on the surface of the PET material. The second part of the thesis was intended to study desorption of chitosan from the surface of PET film. In addition to previously used techniques (potentiometric titration, ATR FTIR, XPS) indirect polyelectrolyte titration was used to determine the kinetics of desorption from the surface of chitosan films. We compared it with conventional spectrophotometric method – ninhydrin reaction. In this way we wanted to define the nature of the binding of chitosan on the PET surface. One of the most important aspects of this thesis was the study of the interactions between the surface of the functionalized material and spectrum of pathogenic bacteria and fungi on fresh poultry meat, where there is a gap in research – most of the studies relate to the liquid media rather than complex heterogeneous systems such as fibre functionalized polymer materials

Bruck press manipulator control rebuild

V diplomskem delu sta predstavljena načrtovanje in programiranje novega krmilja manipulatorja. V začetnem delu so opisani manipulator, stiskalnica in strojna oprema, ki je bila uporabljena pri projektu. Posebej je predstavljen servopogon in njegova konfiguracija. V nadaljnjih poglavjih so predstavljeni programska oprema, konfiguracija sistema in opis delovanja programa. Na koncu so podani rezultati predelave in končna testiranja.The diploma thesis presents the design and programming of a new manipulator control.The initial part first describes the manipulator, the press and the hardware used in the project. The servo drive and its configuration are specially presented. The following sections also present the software, system configuration, and a description of how the program works. Finally, the results of processing and final testing are given

Ugotavljanje učinkov vlaganj v informacijsko tehnologijo

Den fysiska aktiviteten inom befolkningen i Sverige har under mer än ett halvt sekel minskat steg för steg. Sammantaget har det lett till stora förändringar, vilka delvis beror på framväxten av ett bilsamhälle. Idag är det bara några få procent av befolkningen som når upp till ens de minimala nivåerna av hälsofrämjande fysisk aktivitet.När vi idag söker strategier för att återskapa den rörelse som är tillräcklig för att bidra till en bättre hälsa är det angeläget att det sker på sätt som harmonierar med en hållbar utveckling. Transportsektorn har utomordentliga möjligheter att bidra till det genom åtgärder som stimulerar till gång och cykling. Det gäller särskilt då dessa rörelseformer utgör de mest populära inom befolkningen och många vill vara mer fysiskt aktiva, men tidsbrist ofta uppfattas som ett hinder. Aktiva transporter nyttjar regelbundna behov av tid för förflyttningar vilket underlättar att de blir en del av vår tidsbudget. De kan därigenom iscensättas ofta, vilket är värdefullt då återkommande muskelaktivitet är hälsans moder.Gång och cykling som beteenden varierar i hög grad. För att få en uppfattning om i vilken grad de kan bidra till en bättre hälsa behöver vi relatera dem till konkreta uppgifter om volym, frekvens och intensitet. I rapporten redovisas fyra sådana exempel. De bygger på ett stort antal manliga och kvinnliga fotgängare och cyklister som arbetspendlar i Stor-Stockholm. 90 % av dem har en pendlingstur som tar minst 15 minuter. Det innebär att de kommer upp till minimikravet om 30 minuter måttlig fysisk aktivitet per dag om de går eller cyklar två turer per dag. Deras höga antal cykel- eller gångturer per år (c:a 380 för fotgängarna och 245 för cyklisterna) är viktiga genom att de bidrar till att underhålla de hälsoeffekter av rörelse som annars lätt tillbakabildas. Arbetspendlarnas beteende relateras till två hälsoutfall: förtida mortalitet och typ 2 diabetes. De når mellan stora till maximala hälsovinster enbart genom arbetspendlingen. Det kan handla om upp till 40-55 % reduceringar av risker jämfört med fysiskt inaktiva. Men beteendet cykling är säsongsberoende för många, och det finns behov av att informera om värdet av att fortsätta att cykla under vintern, samt att på olika sätt skapa bättre betingelser för vintercykling.Rapporten belyser även hälsoekonomiska perspektiv. Både WHO:s och Norsk Vegvesens redskap för att värdera ekonomisk nytta av gång och cykling beskrivs och nyttjas för att bedöma ett scenario av ökad cykling vid arbetspendling i Stor-Stockholm. Om drygt 111 000 korta arbetsresor med bil skulle överföras till i snitt knappt 15 minuter, och högst 30 minuter långa cykelturer skulle det kunna leda till hälsoekonomiska vinster om flera miljarder kronor per år. Exempel på utvecklingsbehov av hälsoekonomiska värderingar vad gäller bland annat miljömässigt välbefinnande anges, och ett enkelt redskap för att kunna bedöma potentialen till hälsofrämjande fysisk aktivitet genom gång- och cykelturer på en ort presenteras.En av rapportens slutsatser är att gång och cykling utgör basen i den rörelsepyramid som kan bidra till ökad folkhälsa. Det motiverar stora satsningar inom transportsektorn för att skapa säkra, trygga och attraktiva färdvägsmiljöer för fotgängare och cyklister. Det finns ett stort behov av att höja medvetandegraden bland allmänheten, förtroendevalda och tjänstemän verksamma inom såväl kommuner som landsting och myndigheter om de frågor som rapporten behandlar och dess slutsatser. Den belägenhet vi befinner oss i motiverar även att skolan får ett särskilt uppdrag som handlar om att undervisa om gång och cykling i ett sammanhang av transporter, och att belysa dessa rörelseformer ur perspektiv av både hälsa och hållbar utveckling

The study of zeolites application for the removal of selected metal ions from water

Namen diplomskega dela je bil preveriti učinkovitost zeolita AAG 3-5 mm (Silkem d.o.o.). Odločili smo se za odstranjevanje ionov težkih kovin niklja in arzena, ki se pogosto pojavljata v vodah in sta v preseženih koncentracijah lahko nevarni zdravju ljudi in okolju. Najprej se je raziskava nanašala predvsem na najbolj učinkovito adsorpcijo Ni(II) in As(III) na zeolit. Začetna koncentracija Ni(II) in As(III) je bila 10 mg/L. Določili smo vpliv pH vrednosti, vpliv časa mešanja, vpliv mase adsorbenta in vpliv začetne koncentracije na učinkovitost adsorpcije. Najboljša učinkovitost adsorpcije arzenovih ionov je bila 92 % na 1 g zeolita, pri času mešanja 2 h in začetni koncentraciji 2 mg/L As(III) in za nikljeve ione 98,8 %, na 3 g zeolita, pri času mešanja 24 h, pri obeh v nevtralni pH vrednosti. Rezultate smo analizirali z uporabo Freundlichove in Langmuirjeve linearne adsorpcijske izoterme. Izvedli smo še desorpcijo As(III) in dosegli 68 % učinkovitost desorpcije. Ugotovili smo, da je zeolit primeren adsorbent za odstranjevanje težkih kovin, kot sta arzen in nikelj iz vode in ga je mogoče tudi ponovno uporabiti.The purpose of the thesis was to check the effectiveness of zeolite AAG 3-5 mm, (Silkem d.o.o.). We decided to remove the heavy metal ions nickel and arsenic, which are commonly found in water and can be hazardous to human health and the environment in excess concentrations. The research first focused on the most efficient adsorption of Ni(II) and As(III) on zeolite. The initial concentration of Ni(II) and As(III) was 10 mg/L. The influence of the pH value, the influence of the mixing time, the influence of the mass of the adsorbent and the influence of the initial concentration on the adsorption efficiency were determined. The best adsorption efficiency for arsenic ions was 92 % on 1 g of zeolite, at a stirring time of 2 h and an initial concentration of 2 mg/L As(III) and for nickel ions 98,8 %, on 3 g of zeolite, at a stirring time of 24 h, both at neutral pH. The results were analysed using the Freundlich and Langmuir linear adsorption isotherms. Desorption of As(III) was also carried out and a desorption efficiency of 68 % was obtained. We found that zeolite is a suitable adsorbent for the removal of heavy metals such as arsenic and nickel from water and can also be reused

Vpliv vezave peptidov na protimikrobno aktivnost in biokompatibilnost proteinskih substratov

This work reveals the effect of coupling approach (chemical by using carbodiimide chemistry ‎and grafting-to vs. grafting-from synthesis routes, and enzymatic by using transglutaminase) ‎of a hydrophilic ε-poly-L-lysine (εPL) and an amphiphilic oligo-acyl-lysyl (OAK) derivative (K-7α12-OH) to wool fibers and gelatine (GEL) macromolecules, respectively, and substrates ‎antibacterial activity against Gram-negative E. coli and Gram-positive S. aureus bacteria ‎after 1–24 h of exposure, as well as their cytotoxicity. Different spectroscopic (ultraviolet-‎visible, infrared, fluorescence and electron paramagnetic resonance) and separation ‎techniques (size-exclusion chromatography and capillary zone electrophoresis) as well as ‎zeta potential and potentiometric titration analysis, were performed to confirm the covalent ‎coupling of εPL/OAK, and to determine the amount and orientation of its immobilisation.‎ The highest and kinetically the fastest level of bacterial reduction was achieved with ‎wool/GEL functionalised with εPL/OAK by chemical grafting-to approach. This effect ‎correlated with both the highest grafting yield and conformationally the highly-flexible ‎(brush-like) orientation linkage of εPL/OAK, implicating on the highest amount of accessible ‎amino groups interacting with bacterial membrane. However, OAK`s amphipathic structure, ‎the cationic charge and the hydrophobic moieties, resulted to relatively high reduction of S. ‎aureus for grafting-from and the enzymatic coupling approaches using OAK-functionalised ‎GEL. ‎ The εPL/OAK-functionalised GEL did not induce toxicity in human osteoblast cells, even at ‎‎~25-fold higher concentration than bacterial minimum inhibitory (MIC) concentration of ‎εPL/OAK, supporting their potential usage in biomedical applications.‎ It was also shown that non-ionic surfactant adsorbs strongly onto the wool surface during ‎the process of washing, thereby blocking the functional sites of immobilized εPL and ‎decreases its antibacterial efficiency. ‎ ‎V doktorski nalogi je preučen vpliv načina vezave (kemijski z uporabo karbodiimida in ‎‎»vezavo-na« ‎napram »vezavo-iz« načina sinteze ter encimski z uporabo transglutaminaze, ‎TGaze) hidrofilnega ε-poli-‎L-lizina (εPL) in amfifilnega derivata (K-7α12-OH) oligo-acil-‎lizila (OAK) na volnena vlakna in ‎makromolekule želatine (GEL) ter ovrednotenje ‎inhibitorne aktivnosti substratov na Gram-negativno ‎bakterijo E. coli in Gram-pozitivno S. ‎aureus po 1–24 urni izpostavitvi ter citotoksičnost. Z uporabo ‎različnih spektroskopskih ‎‎(ultravioletna-vidna, infra-rdeča, fluorescenčna, elektronsko paramagnetno ‎resonančna) in ‎separacijskih (visokotlačna tekočinska izločitvena kromatografija, kapilarna ‎conska ‎elektroforeza) analiznih metod, ter zeta potenciala in potenciometrične titracije, je bila ‎potrjena ‎kovalentna vezava εPL/OAK na substrata ter določena kvantiteta in orientacija ‎njihove imobilizacije.‎ Najučinkovitejši in najhitrejši učinek redukcije bakterij je bil dosežen z uporabo ‎volne/GEL ‎funkcionalizirane z εPL/OAK po kemijskem in »vezava-na« načinu. Takšen učinek je ‎povezan ‎tako z največjo količino vezave εPL/OAK kot tudi z njihovo konformacijsko najbolj ‎razvejano ‎˝brush-like˝ orientacijo, ki posledično doprinese največjo količino dostopnih ‎amino skupin za interakcije ‎z bakterijsko membrano. Kljub temu sta oba substrata ‎finkcionalizirana s OAK po kemijskem »vezava-iz« ‎in encimskem načinu vezave izkazala ‎relativno visok inhibitorni učinek na bakterijo S. aureus, zaradi ‎svoje amfifilne strukture – ‎t.j. pozitivnega naboja in hidrofobnih ostankov. ‎ εPL/OAK-funkcionalizirana GEL ni sprožila toksičnega učinka pri človeških osteoblastnih ‎celicah niti pri ‎‎~25-krat višji koncentraciji kot je bakterijska minimalna inhibitorna ‎koncentracija (MIC) za εPL/OAK, kar ‎kaže na njihovo potencialno uporabo v biomedicini.‎ Prav tako je bilo pokazano, da se neionsko površinsko-aktivno sredstvo močno adorbira na ‎volneno ‎površino med procesom pranja, in tako blokira funkcionalne skupine ‎imobiliziranega εPL ter posledično ‎zmanjša protibakterijski učinek.