Přihlásit

Porézní biologické 2D membrány a 3D struktury vystavěné z polysacharidů funkcionalizovaných rostlinných gum a jejich environmentální aplikace

Název projektu: Porézní biologické 2D membrány a 3D struktury vystavěné z polysacharidů funkcionalizovaných rostlinných gum a jejich environmentální aplikace

Project name: Bio-based Porous 2D Membranes and 3D Sponges Based on Functionalized Tree Gum Polysaccharides and their Environmental Application

Registrační číslo projektu: LTAUSA19091

Poskytovatel: MŠMT

Program: INTER EXCELLENCE – ACTION (LTA USA)

Období realizace projektu: 1.1.2020 – 31.12.2022

Řešitel projektu za TUL: prof. Dr. Ing. Miroslav Černík, CSc.

Koordinátor projektu: Technická univerzita v Liberci

Partneři projektu:

KENT STATE University
Department of Chemistry and Biochemistry
Kent, Ohio 44242, USA
https://www.kent.edu/

U.S. Environmental Protection Agency (EPA)
ORD National Risk Management Research Laboratory
Water Systems Division/ Water Resources Recovery Branch
26 West M. L. K. Dr., MS 443, Cincinnati, Ohio 45268, USA
https://www.epa.gov/

Celkový rozpočet: 6 393 000 Kč

Abstrakt:

Cílem projektu je vyvinout ultralehké, vysoce pevné, biologické a biologicky odbouratelné porézní dvourozměrné (2D) membrány a trojrozměrné (3D) houby na bázi ekologických polysacharidových přírodních gum. Navrhované 3D houby a 2D porézní membrány budou vytvořeny lyofilizací, kryogelací či elektrospinningem z exsudátů rostlinných gum (např. arabská guma, guma karaya, tragakant, ghatti a kondagogu) a jejich směsí s jinými obnovitelnými přírodními či syntetickými ale biodegrabilními látkami. Vylepšení jejich funkčních vlastností (fyzikálně-chemických, mechanických, tepelných, hydrofobních/hydrofilních a povrchových) bude provedeno použitím ekologicky šetrných „zelených technologií“, jako je opracování plazmou, laserová ablace, ozařování gama zářením, UV iniciace a mikrovlnná úprava. Kromě toho budou tyto hierarchické porézní struktury funkcionalizovány různými nanočásticemi typu kov/oxid kovu nebo core-shell či dalšími organickými/polymerními molekulami. Následné porézní funkcionalizované struktury budou tvořit nedílnou součást aplikací pro udržitelný rozvoj v souladu s koncepcí zelené chemie a technologie; konkrétně se jedná o heterogenní katalýzu (katalytickou degradaci) a extrakci environmentálních kontaminantů různých typů (jako jsou těžké kovy, pesticidy a organická barviva).

Abstract:

The project aims to develop ultra lightweight, high-strength, bio-based, biodegradable, porous, and tuneable two-dimensional (2D) membranes and three-dimensional (3D) sponges with facile synthetic schemes based on eco-friendly polysaccharide gums. The proposed 3D sponges and 2D porous membranes will be fabricated via self-assembly-freeze-drying, cryogelation and electrospinning from tree gum exudates (e.g. arabic, karaya, tragacanth, ghatti, and kondagogu) as well as their blends with other renewable natural/synthetic biodegradables polymers. The enhancement of functional properties (physicochemical, mechanical, thermal, hydrophobicity/hydrophilicity and surface area) will be investigated by applying the environmental friendly “green technologies” such as plasma treatment, laser ablation, γ-ray irradiation, UV initiation and microwave treatment. Furthermore, the hierarchical porous structure and functional groups of gum will be used for functionalization of porous membranes and sponges with various metal/metal oxide or core-shell nanoparticles, and other organic/polymeric molecules. The ensuing porous functionalised structures will form an integral part of applications for sustainable development under the umbrella of green chemistry and technology, specifically heterogeneous catalysis (greener catalytic degradation) and extraction of environmental contaminates of various types (heavy metals, pesticides, and organic dyes).

Hlavní partneři
  • Škoda Auto
    Škoda Auto
  • Česká Zbrojovka
    Česká Zbrojovka
  • Aquatest
    Aquatest
  • Elmarco
    Elmarco
  • Fakultní nemocnice Motol
    Fakultní nemocnice Motol
  • Preciosa
    Preciosa
  • Skupina UJV
    Skupina UJV
  • Atrea
    Atrea
  • Innogy
    Innogy
  • Auren
    Auren