Redukált grafén-oxid tartalmú hidrogélek
A termoreszpozív poli(N-izopropil-akrilamid) (PNIPA) hidrogél sokoldalú felhasználhatóságának és biokompatibilitásának köszönhetően széleskörű érdeklődésre tart számot. Lágy természete, kis határfelületi feszültsége és nagy áteresztőképessége lehetővé teszi szabályozott gyógyszerhatóanyag-leadó rendszerként való felhasználását. Kiváló duzzadási tulajdonságait és reverzibilis alakváltozását kihasználva pedig a szenzorikában és aktuátor fejlesztésben alkalmazható. Széleskörű elterjedésének azonban határt szab, hogy mechanikai tulajdonságai jellemzően gyengék, hidrofób anyagok megkötésére és szállítására kevéssé alkalmas, valamint az egyes paraméterek javítása csak mások rovására érhető el. Ezen korlátozó tényezőkön való felülemelkedést teheti lehetővé kompozit rendszerek kialakítása.
Napjaink legelterjedtebben használt töltőanyagai a különböző szén nanorészecskék. Közülük is kiemelkedik a grafén, mert rendkívüli mechanikai és hővezető tulajdonsága mellett speciális szerkezete miatt kiváló erősítő fázisként szolgálhat, és újabb érzékenységet kölcsönözhet a kompozit gélrendszernek. Hátránya, hogy vízben rosszul diszpergálható, így nem alkalmas homogén hidrogél nanokompozitok készítésére, ellentétben a grafén-oxiddal (GO), amelyből amfifil jellegének köszönhetően könnyen előállítható stabil vizes szuszpenzió.
A GO tulajdonságai a grafénhez képest azonban rosszabbak, a tökéletes hatszöges szerkezet hiánya miatt. Számos redukciós lehetőség áll rendelkezésre, melyek során a GO-ból közel grafén-szerkezetű redukált grafén-oxidot (rGO) kapunk. Amellett, hogy ez az eljárás jóval olcsóbb és termelékenyebb lehet a többi grafén előállítási módszernél, az rGO a grafént helyettesítő töltőanyagként lehet jelen hidrogél nanokompozitokban.
Munkám során vizsgáltam a nano-töltőanyagként többféle koncentrációban bevitt GO és rGO poli(N-izopropil-akrilamid) hidrogél kompozitok tulajdonságaira gyakorolt hatását. Új módszert dolgoztam ki rGO tartalmú PNIPA gélek előállítására, valamint jellemeztem az alkalmazott nanorészecskéket és kompozitjaikat.
Mintáim karakterizálásához UV-VIS, Raman- és röntgengerjesztéses fotoelektron-spektroszkópiát, termogravimetriát, rugalmassági modulus- és duzzadásfok mérést alkalmaztam.
szerző
-
Sós László
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
László Krisztina
egyetemi tanár, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék -
Berke Barbara
doktoráns, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
