12.4.2023

Doktorsavhandling om användningen av orörda naturliga polysackarider i material- och produktutveckling

M.Sc. Trung-Anh Les doktorsavhandling i fysikalisk kemi framläggs till offentlig granskning vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.

Avhandlingen heter Pristine iota-Carrageenan and Chemically Functionalized Guar gum Polysaccharides for Metal-ion Complexation and CuS-based Nanocomposite Preparation.

Disputationen äger rum onsdagen den 19 april 2023 kl. 13 i auditorium Argentum, Aurum, Henriksgatan 2, Åbo. Opponent är Associate Professor Elżbieta Grządka, Maria Curie-Skłodowska University, Lublin, Polen och kustos är biträdande professor Tan Phat Huynh, Åbo Akademi.

Sammanfattning

Naturliga polysackarider är allmänt förekommande i naturen och har använts i stor utsträckning i människans historia. För att klara av klimatkrisen och utveckla en mer hållbar ekonomi är det av stort intresse att främja användningen av naturliga polysackarider. I detta arbete användes anjonisk jota-karragenan (CG) polysackarid för att framställa en jota-karragenan/CuS covellit (CG/CuS) nanokomposit med användning av en gel/vätskegränssnittsutfällningsprocess som liknar kemobrionik. Detta tillvägagångssätt visade hur orörda naturliga polysackarider utan ansträngning kunde användas för att utveckla avancerade produkter för fukt- och temperaturavkänning.

Trots den stora potentialen hos orörda naturliga polysackarider vid tillverkning av nya material, spelar kemiska modifieringar av naturliga polysackarider fortfarande en avgörande roll för att förändra och berika egenskaper samt tillämpningar av naturliga polysackarider. Nukleofila reaktioner av nonjonisk guargummi (GG) polysackarid antogs i denna studie på grund av enkelheten, tillgängligheten och mångfalden av kemiska reaktionsförhållanden och reagens. Olika nukleofila reaktioner genomfördes framgångsrikt i ett vattenhaltigt medium vid rumstemperatur utan att använda giftiga organiska lösningsmedel, vilket möjliggjorde införandet av olika organiska funktionella grupper och delar. Den kemiska modifieringen av GG av xantat- och bensoesyragrupper valdes för vidare studier på grund av deras stora potentiella tillämpningar. Som en mjuk bas från teorin om hård och mjuk syra och bas (HSAB) tillät xantatgrupper på guargummi-xantat (GG-X) GG-X att koordinera starkare till ett brett spektrum av mjuka metalljoner, som har stor potential vid borttagning av tungmetaller, avloppsvattenbehandling, tvärbunden hydrogelberedning etc. Dessutom erbjöd GG-X dubbla funktioner som ett ytaktivt ämne och en organisk matris vid bildning av GG-X/CuS nanokomposit kolloidal dispersion, som visade tryckbarhet och elektrisk känslighet vid fuktavkänning. Bensoesyradelar innehåller aromatiska bensenringar och karboxylsyragrupper, vilket erbjuder intressanta intermolekylära interaktioner, koordinationskemi och svällningsegenskaper i milt sura miljöer till GG. Guargummi-bensoesyra (GG-BA) visade sig vara biokompatibel med levande celler. Därför skulle GG-BA kunna utforskas vidare som koacervat och tvärbundna hydrogeler för biomedicinska tillämpningar, t.ex. sårförband, bioadhesiver och läkemedelstillförsel. 

Trung-Anh Le är född 1991 i Ho Chi Minh-staden, Vietnam. Han kan vid behov nås per e-post trunganhle91@gmail.com. 

Avhandlingen kan läsas i Åbo Akademis publikationsarkiv Doria.   

Klicka här för pressbild på disputanden.