Supported ultrathin films and non-woven fibre mats from polysaccharide containing bicomponent polymer blends

Tutkimustuotos

Tutkijat

  • Laura Taajamaa

Organisaatiot

Kuvaus

Verrattaessa öljypohjaisiin kemikaaleihin, polysakkaridit ovat askel kohti ympäristöystävällisempiä ja kestävän kehityksen mukaisia tuotteita. Selluloosa on yleisin biopolymeeri ja viime aikoina se on herättänyt kasvavaa kiinnostusta nanomateriaalien raaka-aineena muun muassa erinomaisten mekaanisten ja optisten ominaisuuksiensa ansiosta. Tämän työn tarkoituksena oli tuottaa perustietoa selluloosan ohutkalvoista, tarkemmin niiden pinnan morfologiasta, sen kehittymisestä sekä kalvojen ominaisuuksien muokkaamisesta. Kehitettyjen pinnanmuokkausmenetelmien lisäksi väitöskirjassa siirrettiin kaksiulotteisten ohutkalvojen pinnanmuodot kolmiulotteisiin kuitumattoihin. Nanotieteen yhtenä tavoitteena on muodostaa hierarkkisia rakenteita, joilla on suuri pinta-ala niiden tilavuuteen nähden. Haasteena on esimerkiksi nano- ja mikroskaalan kuvioiden rakentaminen ohuisiin polymeerikalvoihin. Eräs yksinkertainen lähestymistapa on käyttää spin coating –tekniikkaa polymeerien seoksille. Kuviot muodostuvat ohutkalvon pinnalle substraatin, liuottimen sekä polymeeriseoksen komponenttien vuorovaikutuksesta, kun liuottimen haihtuminen sysää kalvon pois termodynaamisesta tasapainosta. Polymeerien seoskalvojen sovelluskohteet vaihtelevat perustutkimuksesta hohtodiodeihin ja lääkeaineiden annosteluun. Väitöskirjan alussa paneuduttiin selluloosan ja vettä hylkivän polymeerin seoskalvoihin. Työssä kehitettiin menetelmä kyseisten seosohutkalvojen pinnan kemian ja morfologian muokkaamiseen. Ominaisuuksien muokkausta hallitaan ja säädellään alkuperäisen polymeeriliuoksen komponenttien seossuhdetta säätämällä. Lisäksi tutkittiin nanopartikkeleiden kiinnittämistä määrättyihin osiin selluloosakalvoa. Työn jälkimmäisessä osassa keskityttiin kahden selluloosajohdannaisen seoskalvoihin, joissa havaittiin toisen seoskomponentin alueelle keskittyneitä huokosia. Lisäksi syvennyttiin ilmankosteuden vaikutukseen morfologian muodostumisessa ja sen kehittymisessä. Lopuksi työssä valmistettiin selluloosajohdannaisten seoskuitumattoja sähkökehruulla. Työssä tutkittiin myös kuitumaton ominaisuuksien muokkaamista yksittäistä selluloosajohdannaista muokkaamalla. Väitöskirjassa syvennettiin ymmärtämystä erilaisista polymeeriseosten muodostamista rakenteista. Työ koostui neljästä osasta, joissa paneuduttiin selluloosan johdannaisia sisältävien polymeeriseosten ohutkalvojen ja kuitumattojen rakenteen muodostumiseen sekä muokkaukseen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli myös helpottaa selluloosatutkimuksen poikkitieteellistä yhteistyötä.

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-5730-9
Sähköinen ISBN978-952-60-5731-6
TilaJulkaistu - 2014
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • polysakkaridi, selluloosa, selluloosan johdannainen, polymeeriseos, spin coating–tekniikka, sähkökehruu, ohutkalvo, kuitumatto, muokkaus

ID: 18355007