摘要:在这项工作中,使用生物聚合物壳聚糖和天然粘土来获得复合材料。这项研究的总体目的是通过添加粘土来改善纯壳聚糖珠的性能(孔隙率,热稳定性和密度),并获得基于壳聚糖的复合材料,以使用蒙古资源从水溶液中吸附重金属,并使用蒙古资源来吸附重金属,并研究吸附机制。天然粘土用酸和热进行预处理以去除杂质。将壳聚糖和预处理的粘土以不同的比率(8:1,8:2和8:3)混合,以获得化学加工,以获得复合珠以吸附铬离子。研究了Cr(III)和Cr(VI)的吸附,这是溶液pH,时间,温度,铬溶液的初始浓度和复合珠的质量的函数。发现,从壳聚糖的混合物中获得的复合珠和质量比为8:1和8:2的粘土分别具有最高的吸附能力(23.5和17.31 mg·g -g -1),Cr(iii)和Cr(iii)和Cr(vi)的吸附能力分别为最佳条件。使用XRD,SEM -EDS,BET和TG分析研究了通过将壳聚糖和粘土混合为8:1和8:2的复合材料的性质。根据XPS分析结果讨论了吸附机制。可以证实,铬离子以其原始形式吸附,例如Cr(iii)和Cr(VI),而无需进行氧化或还原反应。此外,在吸附过程中,CR(III)和Cr(VI)与复合珠的羟基和氨基群有关。吸附过程的动力学,热力学和等温分析表明,壳聚糖/粘土复合珠与CR(III)和Cr(VI)离子之间的相互作用可以视为二阶入学热反应,因此可以使用langmuir iSotherm模型来评估吸附。可以得出结论,复合珠可以用作去除铬离子的吸附剂。
欧洲绿色协议旨在减少农药的使用,特别是开发生物防治产品以保护农作物免受疾病的影响。的确,使用显着量的化学物质对环境产生负面影响,例如土壤微生物生物多样性或地下水质量以及人类健康。葡萄藤(Vitis Vinifera)被选为第一个目标作物之一,因为其经济重要性及其对杀菌剂的依赖,以控制全球主要的破坏性疾病:灰色霉菌,柔软和白粉病。壳聚糖是一种从甲壳类外骨骼中提取的生物聚合物,在包括葡萄藤在内的许多植物物种中已被用作生物防治剂,以针对多种隐脂性疾病,例如唐尼霉菌(plasmopara viticola),粉状降落(elysiphe necator)和灰色霉菌(bilyea)和灰色霉菌(Brighodis)(byeaea)。但是,其作用方式的确切分子机制尚不清楚:它是直接的生物农药效应还是间接启发活性,还是两者兼而有之?在这项研究中,我们研究了六个具有不同程度的聚合(DP)(DP)的壳聚糖,范围从低到高DP(12、25、33、44、100和470)。我们通过评估其抗真菌特性及其诱导葡萄藤免疫反应的能力来仔细检查其生物学活性。为了研究其启发性活性,我们分析了它们诱导MAPK磷酸化的能力,防御基因的激活和葡萄藤中代谢物变化的能力。我们的结果表明,DP较低的壳聚糖在诱导葡萄的防御能力方面更有效,并且具有针对灰果芽孢杆菌和viticola的最强生物农药作用。我们用DP12将壳聚糖识别为最有效的抗性诱导剂。然后,在过去三年中进行的葡萄园试验中,壳聚糖DP12已针对柔软和白粉病进行了测试。获得的结果表明,当病原体接种量很低时,基于壳聚糖的生物防治产物可能会有效地有效,并且只能与两个
1. 引言 提高药物溶解度、渗透性和生物利用度一直是其商业化面临的主要挑战之一。在这方面,药物输送系统已被开发成一种有前途的方法 [1,2]。随着纳米技术的进步,人们开发出一类新型纳米粒子,它具有多种优点,如提高药物溶解度、减少所需剂量、持续释放药物、靶向输送药物和提高生物利用度 [3,4]。合成 [5] 和天然聚合物 [6,7] 及其组合 [8] 已被用于药物输送。树胶、粘液和多糖等天然聚合物无毒、生物相容性好、价格低廉且广泛可用。在多糖中,海藻酸钠 (SA) 和壳聚糖 (CS) 已被广泛用于输送不同的药物,例如一种新型药物输送系统 [9–14]。SA 是一种可生物降解且生物相容性的天然聚合物,可导致各种药物凝固。 SA 由 (1-4) 连接的-D-甘露糖醛酸 (M) 和-L-古洛糖醛酸 (G) 以各种排列和比例组成。这种生物聚合物可以在二价阳离子(如 Ca 2+ 、Ba 2+ 、Sr 2+ 和 Zn 2+ )存在下形成水凝胶。此类水凝胶结构可以包封药物,可用于设计 DDS(药物递送系统)[15,16]。多项研究集中于开发用于口服药物控制递送的海藻酸钙 (CA) 珠 [17–19]。CS 是一种线性、生物且无毒的多糖,其中 D-葡萄糖胺和 N-乙酰-D-葡萄糖胺单元通过 β-(1-4) 糖苷键连接。CS 可通过部分破坏几丁质来分离。这种天然多糖已广泛应用于 DDS [20–22]。珠粒中 CA 和 CS 的交联可能对医学和药物研究有用。与组成它们的聚合物相比,这种混合系统可以提供更高的稳定性 [23]。CA 和 CS 纳米载体 (CA-CS NC) 在 DDS 中的应用最近引起了极大关注。例如,Nalini 等人合成了 SA/CS 纳米颗粒 (NP) 用于药物输送,从而提高了治疗效果和疗效 [24]。
用于消费者应用的聚合物的生产,消费和处置为环境带来了几个问题,包括碳排放以及生态系统中微观和纳米级碎片的持久性。近年来,生物销售者(例如聚丁烯磷酸二苯二甲酸酯)由于其可生物降解性和可量身定制的机械性能而成为石油衍生聚合物的环保替代品。其他生物聚合物替代品,例如多糖(例如壳聚糖和纤维素醚)在胆固醇液体晶体中具有自然丰富和自组装,并带有量身定制的光子带隙,为开发功能光学材料开发了新的机会。但是,由于其大规模合成和制造业的挑战,这些生物聚合物替代品的广泛采用仍然有限。在本演讲中,我们将通过快速和露天反应方案及其在刺激反应性材料的开发中进行讨论这些聚合物的处理。我们将讨论化学因子(例如分子量和重复单位化学)如何影响基于溶液和热制造方案的链迁移率。我们还将讨论如何利用链相互作用来产生远距离顺序,例如液晶自组装,从而实现新的晚期光学功能。这些关系有望帮助大规模部署具有量身定制的结构和特性的基于生物聚合物的功能材料。来自法国矿业的材料科学与工程学。短传记CécileA。C. Chazot(她/她/她)是西北大学的朱莉娅·韦特曼材料科学与工程助理教授,在那里她领导了可持续的聚合物创新实验室(SPIN LAB)。她的研究旨在开发可持续的聚合物材料,同等地关注环境和社会影响。她的重点领域包括基于纤维的材料,生物聚合物,大规模加工,结构色和工程教育。她获得了博士学位。 2022年,在马萨诸塞州理工学院(MIT)的材料科学与工程系(DMSE)的监督下她还是《综合研究机会材料计划》(Micro)的联合创始人,这是一项远程教育计划,旨在授权少数化本科生在材料科学领域进行研究。Cecile的工作在于材料和制造业的教育计划和创新的界面,这使她在2021年材料研究协会(MRS)秋季会议上获得了Arthur Nowick奖和银研究生奖。
摘要,由于基于化石的材料引起的环境问题,从生物基础资源中开发了可持续材料。木质素是一种化学复杂的生物聚合物,存在于血管植物的木质组织中。木质素具有许多有用的特性,例如抗氧化活性,热稳定性,紫外线吸收性,刚度等。然而,木质素的固有挑战与其复杂的分子结构以及在水和常见溶剂中的溶解度差有关。一种利用木质素的一种策略是制造木质素纳米颗粒(LNP),以在水中产生胶体稳定的分散体。本论文旨在开发基于LNP的材料,这些材料可用于光子晶体和光热膜用于节能功能材料。论文的第一部分重点是阐明在LNP-Photonic Crystal(L-PC)的离心辅助组装过程中发生的现象。L-PC。在后续工作中,开发了一种改进的方法来提高L-PC的产量。研究了诸如初始木质素浓度以及稀释时间对粒径和稀释时间的影响,并研究了形成的LNP的PDI。经验模型以预测LNP的大小,并成功用于控制L-PC的颜色。此外,研究了L-PC的纳米结构。LNP-Chitosan膜和涂料并将其应用于室内热管理。将LNP含量从10到40 wt%调节。在论文的第二部分中开发了木质素吸收太阳能(光波长:250–2500 nm),基于LNP的复合膜和具有光热性能的涂层的能力。通过合并LNP,与纯壳聚糖膜相比,膜的机械强度和光热性能得到了改善。此外,通过使用LNP作为还原剂制备LNP-Silver-Chitosan(CC-AG@LNP)膜。用紫外线辅助在LNP的表面降低了银离子,并使用杂交纳米颗粒来通过铸造来制备膜。CC-AG@LNP膜表现出改善的湿势,并针对大肠杆菌表现出抗菌性能(灭菌作用> 99.9%)。总的来说,本文既有助于木质素聚集的基本见解,又有助于胶体颗粒的胶合颗粒,并展示了控制其组装并掺入具有附加功能的宏观材料中的方法。
在夏季计划中,学生将仅订婚6周。参与时间必须在每周20 - 36小时之间,并且必须属于正式的计划日期(2025年1月13日至2月21日)。请概述该项目是否将在现场,远程或通过混合布置 - 现场描述:伤口愈合是一个复杂的过程,需要一个最佳的环境来促进组织再生并防止感染。透明质酸(HA)是一种天然存在的生物聚合物,由于其补水,抗炎和组织重复特性,在伤口护理中受到了极大的关注1。已经采用了诸如静电纺丝之类的传统方法将HA纳入绷带,但它们具有局限性,包括敏感生物分子的潜在变性,有限的可伸缩性和高生产成本为2-4。该项目旨在探索喷雾雾化,作为产生HA绷带的优质替代方法。喷雾雾化具有多种优势,例如保持HA的完整性,实现均匀的涂层以及更可扩展和成本效益。但是,将HA纯净并将其喷涂到表面上是具有挑战性的。因此,该项目旨在证明HA与合成聚合物(例如聚甲基乳酸酯(PCL)等)混合的配方开发。配方开发方面将探索有利于喷雾雾化过程的两个关键配方属性:(a)使用流变学的流动力学,(b)使用纹理分析仪的机械强度。1。Longinotti,C。,使用基于透明质酸的敷料来治疗燃烧:评论。该项目将表明,配方流变属性在雾化中至关重要,因此产生了具有增强的伤口愈合特性,更好的结构完整性和更大的商业生存能力的HA荷伤口敷料。Burns&Trauma 2014,2(4),2321-3868.142398。2。Augustine,R。; Kalarikkal,n。 Thomas,S.,Expun PCL膜与生物合成的银纳米颗粒作为抗菌伤口敷料。 应用纳米科学2016,6,337-344。 3。 Miguel,S。P。; Figueira,D。R。; simões,d。; Ribeiro,M。P。; Coutinho,P。; Ferreira,P。; Correia,I。J.,电纺聚合物纳米纤维作为伤口敷料:评论。 胶体和表面B:Biointerfaces 2018,169,60-71。 4。 Miguel,S。P。; Sequeira,R。S。; Moreira,A。F。; C. S。Cabral; Mendonça,A。G。; Ferreira,P。; Correia,I。J.,带有生物活性分子的电纺膜概述,用于改善伤口愈合过程。 欧洲药物与生物制药学杂志2019,139,1-22。 预期的学习成果和可交付成果:Augustine,R。; Kalarikkal,n。 Thomas,S.,Expun PCL膜与生物合成的银纳米颗粒作为抗菌伤口敷料。应用纳米科学2016,6,337-344。3。Miguel,S。P。; Figueira,D。R。; simões,d。; Ribeiro,M。P。; Coutinho,P。; Ferreira,P。; Correia,I。J.,电纺聚合物纳米纤维作为伤口敷料:评论。胶体和表面B:Biointerfaces 2018,169,60-71。4。Miguel,S。P。; Sequeira,R。S。; Moreira,A。F。; C. S。Cabral; Mendonça,A。G。; Ferreira,P。; Correia,I。J.,带有生物活性分子的电纺膜概述,用于改善伤口愈合过程。欧洲药物与生物制药学杂志2019,139,1-22。预期的学习成果和可交付成果:
2024年12月10日,阿联酋生物技术选择了Sulzer技术,以建立世界上最大的多乳酸生产设施Sulzer的技术已由Amirates Biotech为其即将到来的阿拉伯联合酋长国即将推出的多乳酸(PLA)生产工厂选择。该设施将分为两个阶段,每个阶段的年产能为80,000吨,每年的总生产能力为160,000吨。完成后,它将是世界上最大的PLA生产设施。PLA提供了传统塑料的可持续替代品。它被广泛用于包装,一次性用具等应用中,有助于减少对全球一次性塑料的依赖。Amirates Biotech将利用Sulzer的许可PLA技术来管理单个位置的所有生产步骤,包括乳酸盐生产,纯化和聚合。该设施还将使用基于植物的原料来大规模生产高质量的PLA生物塑料,从而将中东定位为生物塑料行业的关键参与者。可持续的传统塑料替代品,由于其在生物塑料领域的良好往绩,Sulzer的许可PLA技术已经在全球大多数PLA设施中使用。这一新发展增强了Sulzer致力于支持全球行业采用循环制造和建立更繁荣和可持续的社会的承诺。位于阿拉伯联合酋长国,建筑定于2025年开始,该工厂预计将于2028年初运营。该设施将使用乳酸(LA)作为原料来产生PLA,提供低碳足迹和可生物降解的常规塑料替代品,进一步促进了循环经济。Chemtech部门总裁Tim Schulten说:“我们很高兴与Amirates Biotech合作在这个开创性的项目上通过将我们先进的PLA生产技术带到阿联酋,我们正在支持该地区向更可持续的材料的过渡,并为更绿色的未来做出了贡献。” Emmanuel Rapendy,Sulzer Chemtech的全球首席聚合物和结晶继续说:“由于环境挑战强调了全球采用生物聚合物的需求,这是一个极为重要的项目,反映了我们从地面上解决可持续性的精神。我们的技术不仅可以实现更清洁的过程和最终产品,还可以确保我们的设备和系统具有很高的效率,从而限制了操作所需的能量输入。” Amirates Biotech首席执行官Marc Verbruggen促进了全球采用生物聚合物,他说:“我们与Sulzer的合作关系标志着我们建立世界一流的PLA生产设施的旅程中的重要里程碑。Sulzer的专业知识和创新解决方案对于实现我们领导生物聚合物行业的愿景至关重要,同时为更可持续的未来做出了贡献。”
