Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση καινοτόμου διεργασίας σύνθεσης υδρογελών αλγινικού με ενσωματωμένα νανοσωματίδια αργύρου

Παλάσκας, Νικόλαος; Palaskas, Nikolaos

dc.contributor.author	Παλάσκας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Palaskas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2024-05-31T08:31:34Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59585
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27281
dc.rights	Default License
dc.subject	Νανοτεχνολογία	el
dc.subject	Νανοσωματίδια Αργύρου	el
dc.subject	Υδρογέλη	el
dc.subject	Αλγινικό	el
dc.subject	Φυσικός Βαθέως Ευτηκτικός Διαλύτης	el
dc.subject	Εκχύλισμα Τσαγιού	el
dc.subject	Nanotechnology	en
dc.subject	Silver Nanoparticles	el
dc.subject	Hydrogel	en
dc.subject	Alginate	en
dc.subject	Tea Extract	en
dc.subject	Natural Eutectic Solvent	en
dc.title	Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση καινοτόμου διεργασίας σύνθεσης υδρογελών αλγινικού με ενσωματωμένα νανοσωματίδια αργύρου	el
dc.title	Development and optimization of an innovative process for the synthesis of alginate hydrogels with embedded silver nanoparticles	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πράσινη Χημεία και Μηχανική	el
heal.classification	Green Chemistry and Engineering	en
heal.dateAvailable	2025-05-30T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-03-28
heal.abstract	Η σημερινή εποχή διέπεται από την τάση για υιοθέτηση τεχνικών και μέσων φιλικότερων προς το περιβάλλον. Τα τελευταία χρόνια είναι εντυπωσιακή η δραστηριότητα που αναπτύσσεται, τόσο σε ερευνητικό επίπεδο, όσο και στην χημική βιομηχανία, προς αυτή την κατεύθυνση. Η παρούσα εργασία προσεγγίζει τους τομείς της Πράσινης Χημείας και Μηχανικής και της Νανοτεχνολογίας αξιοποιώντας τις αξιοσημείωτες ιδιότητες του αργύρου μέσω της in situ σύνθεσης νανοσωματιδίων αργύρου σε υδρογέλες αλγινικού, χρησιμοποιώντας εκχύλισμα φύλλων τσαγιού με πράσινους διαλύτες, αξιοποιώντας τις ξεχωριστές ιδιότητες τους. O άργυρος αποτελεί ένα εκτενώς χρησιμοποιούμενο υλικό, γνωστό ήδη από την αρχαιότητα. Με την πρόοδο της Νανοτεχνολογίας, η ενσωμάτωση του σε νανοσωματίδια έχει προσελκύσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Η αυξημένη δραστικότητα λόγω του υψηλού λόγου επιφάνειας προς όγκο, η αντιμικροβιακή δράση και η εμφάνιση του φαινομένου του συντονισμού των επιφανειακών πλασμονίων (LSPR) , καθιστούν τα νανοσωματίδια αργύρου ιδανικά για μία πληθώρα εφαρμογών. Η πράσινη σύνθεσή τους μέσω των φυτικών εκχυλισμάτων έχει αναδειχθεί ως σημαντική εναλλακτική των συμβατικών χημικών αναγωγικών παραγόντων οι οποίοι θεωρούνται δυνητικά τοξικοί. Σε πρώτο στάδιο, εφαρμόζεται μια πράσινη διεργασία για την παραγωγή κολλοειδούς διασποράς νανοσωματιδίων αργύρου (AgNPs) . Το εκχύλισμα τσαγιού (t.extract) που έχει προκύψει με χρήση του φυσικού βαθέως ευτηκτικού διαλύτη (NΑDES) ο οποίος συνίσταται από γλυκόζη, γαλακτικό οξύ και νερό (Glu:LA:W) (1:5:6.2) αναλαμβάνει την αναγωγή του νιτρικού αργύρου ενώ παρέχει προστασία των σχηματιζόμενων νανοσωματιδίων από τη συσσωμάτωση. Κατόπιν ακολουθεί ο χαρακτηρισμός των κολλοειδών νανοσωματιδίων για τον προσδιορισμό της υδροδυναμικής διαμέτρου με την μέθοδο της Ανάλυσης παρακολούθησης νανοσωματιδίων (NTA) καθώς και με Δυναμική Σκέδαση Φωτός (DLS), ώστε να προσδιοριστεί το ζ-δυναμικό, η υδροδυναμική διάμετρος και ο δείκτης πολυδιασποράς. Σε δεύτερο στάδιο, η μελέτη επικεντρώνεται στην in situ σύνθεση νανοσωματιδίων αργύρου σε υδρογέλες αλγινικού (Hyd-AgNPs). Η συνθετική πορεία περιλαμβάνει την χρήση του φυσικού βαθέως ευτηκτικού διαλύτη (NΑDES), που συνίσταται από γλυκόζη, γαλακτικό οξύ και νερό (Glu:LA:W) (1:5:6.2), για την εκχύλιση φύλλων τσαγιού και ως παράγοντα διασύνδεσης για τον σχηματισμό της υδρογέλης. Το παραγόμενο εκχύλισμα καθώς και το αλγινικό νάτριο λειτουργούν ως αναγωγικοί παράγοντες για τον νιτρικό άργυρο υπό την παρουσία ορατού φωτός, ενώ έχουν και προστατευτικό ρόλο. Στην συνέχεια, η βελτιστοποίηση της νανοσύνθετης υδρογέλης πραγματοποιείται μέσω του λογισμικού design expert 12.0 με χρήση πειραματικού σχεδιασμού τύπου Box-Behnken. Οι ανεξάρτητες μεταβλητές που ορίστηκαν είναι η συγκέντρωση του νιτρικού αργύρου AgNO3 , η περιεκτικότητα του εκχυλίσματος φύλλων τσαγιού (t.extract) καθώς και ο χρόνος ανάδευσης (time) . Οι αποκρίσεις, που αξιολογήθηκαν, είναι το ποσοστό διόγκωσης (SR) και το ποσοστό συγκράτησης νερού (WRR). Η διόγκωση (SR) και η συγκράτηση νερού (WRR) προσδιορίστηκαν μέσω εμβάπτισης της υδρογέλης σε διάλυμα μονόξινου και δισόξινου φωσφορικού καλίου με pH ίσο με 5.5 για να προσομοιάζει τις συνθήκες της ανθρώπινης επιδερμίδας. Οι βέλτιστες συνθήκες που υποδείχθηκαν από το πρόγραμμα για την εκτέλεση των πειραμάτων αντιστοιχούν σε συγκέντρωση 1.83 mM νιτρικού αργύρου AgNO3, 4.33 % v/v t.extract και 3.9 ώρες ανάδευση. Η επιβεβαίωση του μοντέλου πραγματοποιείται με την υλοποίηση τριών πειραμάτων στις παραπάνω συνθήκες. Σύμφωνα με αυτές τις συνθήκες προβλέπεται ποσοστό διόγκωσης (SR) 570% σε χρονικό διάστημα 2 ωρών και ποσοστό συγκράτησης (WRR) 86% μετά από 3 ώρες.	el
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Κυρανούδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false