Investigations of Ionic Functional Soft Matter

Julkaisun otsikon käännös: Ioniset funktionaaliset materiaalit

Lotta Gustavsson

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Elektrostaattiset vuorovaikutukset ovat tärkeässä roolissa molekyylien itsejärjestymisessä niin luonnon- kuin synteettisissäkin materiaaleissa. Molekulaaristen vuorovaikutusten tasapaino on kriittisen tärkeässä asemassa toiminnallisten ja itsejärjestyvien materiaalien valmistuksessa. Tässä väitöskirjassa käsitellään elektrostaattisiin vuorovaikutuksiin perustuvia materiaaleja ja rakenteita, sekä niiden hyödyntämistä erilaisissa toiminnallisuuksissa. Väitöskirjan ensimmäisessä osassa perehdyttiin ionisten surfaktanttien ja niiden kompleksien nestekideominaisuuksiin. Julkaisussa I tutkittiin kahtaisionisten amfifiilisten molekyylien termotrooppista käyttäytymistä. Näiden molekyylien korkeita sulamispisteitä madallettiin pehmentämällä elektrostaattisia vuorovaikutuksia ioninesteellä kompleksoimalla, mikä johti nestekidekompleksin muodostumiseen sekä ionijohtavuuteen. Julkaisussa II tutkittiin selluloosan nanokiteiden (CNC) kompleksinmuodostumista nonionis-anionisen surfaktantin kanssa, mikä johti nemaattisen faasin muodostumiseen niin orgaanisessa liuottimessa kuin ilman liuotintakin. CNC:n nemaattinen faasi mahdollistaisi sen nykyistä monipuolisemman käytön esimerkiksi parempana lujitteena tai optisena polarisaattorina. Molemmissa julkaisuissa sähköiset vuorovaikutukset olivat tärkeässä asemassa materiaalien ominaisuuksissa ja rakenteiden muodostumisessa. Väitöskirjan toisessa osassa elektrostaattisia vuorovaikutuksia käytettiin tuomaan toiminnallisia ominaisuuksia materiaaleihin. Julkaisussa III valmistettiin kahtaisionisista ja ionittomista yksiköistä koostuva hydrogeeli, jota käytettiin makumolekyylien tunnistamiseen. Erilaisten makumolekyylien vuorovaikutukset hydrogeelin kanssa johti tilavuuden sekä ioninjohtavuuden muutoksiin, mitä käytettiin molekyylien tunnistamisessa. Julkaisussa IV syntetisoitiin polyamfolyyttisiä ligandeja kultananoklustereille (AuNC), mikä johti niiden pH-riippuvaiseen fotoluminesenssiin. Happamassa ympäristössä tapahtuva tertiääristen aminoryhmien protonoituminen aiheutti voimakkaan fotoluminesenssin, mitä hyödynnettiin lysosomien biokuvantamisessa. Julkaisussa V näytettiin, miten surfaktanteilla stabiloituja vesipisaroita voidaan kontrolloidusti liikuttaa sähkökentän avulla. Tuloksien perusteella pisaroiden liike johtuu kahtaisionien kansoittaman pisaran rajapinnalla tapahtuvista epätasapainomekanismeista. Tämän väitöskirjan tulokset myötävaikuttavat ionisten vuorovaikutusten ymmärrykseen erilaisissa ympäristöissä, ja siten edesauttavat tulevaisuuden toiminnallisten materiaalien kehittämisessä.
Julkaisun otsikon käännösIoniset funktionaaliset materiaalit
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Ikkala, Olli, Vastuuprofessori
  • Peng, Bo, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1828-5
Sähköinen ISBN978-952-64-1829-2
TilaJulkaistu - 2024
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • elektrostaattiset vuorovaikutukset
  • itsejärjestyminen
  • nestekide
  • polymeeri
  • hydrogeeli
  • emulsio
  • sähkökenttä
  • epätasapainojärjestyminen

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Ioniset funktionaaliset materiaalit'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä