Search

A method for the immobilization of an antibacterial chitosan coating to polymeric urinary medical catheters is presented. The method comprises a two-step plasma-treatment procedure, followed by the deposition of chitosan from the water solution. In the first plasma step, the urinary catheter is treated with vacuum-ultraviolet radiation to break bonds in the polymer surface film and create dangling bonds, which are occupied by hydrogen atoms. In the second plasma step, polymeric catheters are treated with atomic oxygen to form oxygen-containing surface functional groups acting as binding sites for chitosan. The presence of oxygen functional groups also causes a transformation of the hydrophobic polymer surface to hydrophilic, thus enabling uniform wetting and improved adsorption of the chitosan coating. The wettability was measured by the sessile-drop method, while the surface composition and structure were measured by X-ray photoelectron spectroscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy. Non-treated samples did not exhibit successful chitosan immobilization. The effect of plasma treatment on immobilization was explained by noncovalent interactions such as electrostatic interactions and hydrogen bonds.

As a promising organic semiconducting material, polymeric graphitic carbon nitride (g-C3N4) has attracted much attention due to its excellent optical and photoelectrochemical properties, thermal stability, chemical inertness, nontoxicity, abundance, and low cost. Its advantageous visible light-induced photocatalytic activity has already been beneficially used in the fields of environmental remediation, biological applications, healthcare, energy conversion and storage, and fuel production. Despite the recognized potential of g-C3N4, there is still a knowledge gap in the application of g-C3N4 in the field of textiles, with no published reviews on the g-C3N4-functionalization of textile materials. Therefore, this review article aims to provide a critical overview of recent advances in the surface and bulk modification of textile fibres by g-C3N4 and its composites to tailor photocatalytic self-cleaning, antibacterial, and flame retardant properties as well as to create a textile catalytic platform for water disinfection, the removal of various organic pollutants from water, and selective organic transformations. This paper highlights the possibilities of producing g-C3N4-functionalized textile substrates and suggests some future prospects for this research area.

The boiling performance of functionalized hybrid aluminum surfaces was experimentally investigated for water and self-rewetting mixtures of water and 1-butanol. Firstly, microstructured surfaces were produced via chemical etching in hydrochloric acid and the effect of the etching time on the surface morphology was evaluated. An etching time of 5 min was found to result in pitting corrosion and produced weakly hydrophilic microstructured surfaces with many microcavities. Observed cavity-mouth diameters between 3.6 and 32 μm are optimal for efficient nucleation and provided a superior boiling performance. Longer etching times of 10 and 15 min resulted in uniform corrosion and produced superhydrophilic surfaces with a micropeak structure, which lacked microcavities for efficient nucleation. In the second stage, hybrid surfaces combining lower surface energy and a modified surface microstructure were created by hydrophobization of etched aluminum surfaces using a silane agent. Hydrophobized surfaces were found to improve boiling heat transfer and their boiling curves exhibited a significantly lower superheat. Significant heat transfer enhancement was observed for hybrid microcavity surfaces with a low surface energy. These surfaces provided an early transition into nucleate boiling and promoted bubble nucleation. For a hydrophobized microcavity surface, heat transfer coefficients of up to 305 kW m−2 K−1 were recorded and an enhancement of 488% relative to the untreated reference surface was observed. The boiling of self-rewetting fluids on functionalized surfaces was also investigated, but a synergistic effect of developed surfaces and a self-rewetting working fluid was not observed. An improved critical heat flux was only obtained for the untreated surface, while a lower critical heat flux and lower heat transfer coefficients were measured on functionalized surfaces, whose properties were already tailored to promote nucleate boiling.

Titan i njegove legure, nehrđajući austenitni čelici i kobalt – krom legure predstavljaju materijale čija je primjena prepoznatljiva u širokom biomedicinskom području. Temelj primjene navedenih materijala je u posjedovanju svojstva biokompatibilnosti kao i ostalih zahtjeva koje treba ispuniti kako bi se mogli primjenjivati u tako specifičnim uvjetima. Fokus ovog rada stavljen je na primjenu spomenutih biomaterijala za endoprotetske implantate zgloba kuka. Prilikom primjene implantata u manjem broju slučajeva ipak dolazi do određenih problema. Problemi koji se pojavljuju usko su povezni za korozijske i tribološke mehanizme djelovanja na implantat zgloba kuka. Korozijski mehanizmi su prisutni upravo zbog medija odnosno tjelesne tekućine u kojoj se nalazi implantat zgloba kuka. S druge strane, tribološki mehanizmi javljaju se zbog djelovanja dinamičkog opterećenja. Često tribološki mehanizmi djelovanja nastupaju zajedno s korozijskim. Navedenu problematiku djelovanja tribokorozijskih mehanizama moguće je eliminirati ili umanjiti određenim postupcima površinske modifikacije biomaterijala. Titanium and its alloys, austenitic stainless steels as well as cobalt – chromium alloys are materials whose application is recognizable in a wide biomedical area. The basis for the application of these materials is in possession of the bio-compatibility property as well as other requirements that need to be fulfilled in order to be applicable under such specific conditions. The focus of this thesis is on the use of mentioned biomaterials for endoprothetic hip joint implants. There are some problems with the use of the implants in a small number of cases. Problems that occur are closely related to corrosion and tribological mechanisms of action on the hip joint implant. Corrosion mechanisms are present precisely because of the medium or bodily fluid in which the hip joint implant is located. On the other hand, tribological mechanisms occur due to dynamic load action. Often the tribological wear mechanisms occur together with corrosion. The mentioned problem of tribocorrosion mechanisms can be eliminated or reduced by certain procedures of surface modification of the biomaterial.

The surface of anatase TiO2 nanoparticles was modified with in situ synthesized imine, based on 3,4-dihydroxybenzaldehyde and octadecylamine. The modified TiO2 nanoparticles were investigated using FTIR and UV-Vis spectroscopy, which confirmed the formation of the charge transfer complex between imine and surface of TiO2 nanoparticles by the reaction of surface Ti atoms with hydroxyl groups of a modifying agent. TiO2 nanoparticles modified with imine were further applied as a filler for the preparation of epoxy based nanocomposites. Thermal and mechani­cal properties of the prepared nanocomposites were examined using the dynamic mechanical analysis, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis and hardness measurements. The obtained results have shown that modified TiO2 nanoparticles have no significant influence on the glass transition temperature and that they slow down thermo-oxidative degradation of epoxy resin in the first stage and increase hardness of the crosslinked epoxy resin. Površina nanočestica TiO2 modifikovana je 'in situ' sintetisanim iminom na bazi 3,4-dihidroksibenzaldehida i oktadecilamina. Modifikovane TiO2 nanočestice su ispitivane primenom FTIR i UV-Vis spektroskopije, čime je potvrđeno formiran­je 'charge transfer' kompleksa između imina i površine TiO2 nanočestica preko reakcije Ti atoma na površini čestica sa hidroksilnim grupama modifikatora. Modifikovane TiO2 nanočestice su zatim iskorišćene kao punioci za pripremu nanokompozita na bazi epoksidne smole. Termička i mehanička svojstva pripremljenih na­nokompozita su ispitana primenom dinamičko mehaničke analize, diferencijalne skenirajuće kalorimetrije, termogravimetrijske analize i ispitivanjem njihove tvrdoće. Dobijeni rezultati su pokazali da TiO2 nanočestice površinski modifikovane iminom ne utiču značajno na temperaturu ostakljivanja epoksidne smole, da usporavaju termooksidativnu degradaciju u prvom stupnju i da povećavaju tvrdoću umrežene epoksidne smole.

Metoda eksfolijacije iz rastvora praćena Langmir-Blodžetovom metodom depozicije predstavlja jednostavan i ekonomski isplativ postupak dobijanja tankih filmova 2D materijala. Međutim, ograničavajući faktor primene svih filmova koje se zasnivaju na samoorganizaciji nanostruktura za potrebe optoelektronskih uređaja je velika gustina defekata koja indukuje visoke vrednosti površinske otpornosti. S obzirom da primena u optoelektronskim uređajima zahteva visoku transparenciju i nižu površinsku otpornost od površinske otpornosti filmova grafena eksfoliranog iz tečne faze i deponovanog Langmir-Blodžetovom metodom, neophodna je odgovarajuća površinska modifikacija/funkcionalizacija ovih filmova, koja će njihova električna i optička svojstva prilagoditi zahtevima elektronske industrije. U cilju smanjenja površinske otpornosti filmova grafena primenjena je fotohemijska oksidacija ozonom, funkcionalizacija azotnom kiselinom i termalno odgrevanje. Koja od metoda će biti primenjena prvenstveno zavisi od vrste podloge na koju se filmovi deponuju. Fotohemijska oksidacija je primenjena na filmove na SiO2/Si podlozi, a funkcionalizacija azotnom kiselinom na filmove nanete na polietilen teraftalat (PET), kao transparentnu podlogu od značaja za fleksibilnu elektroniku. Za termalno odgrevanje odabrana je temperature do 250oC, kako bi ova metoda mogla biti primenjena na uzorke nezavisno od podloge na koju su filmovi deponovani. Rezultati primenjenih fizičkohemijskih metoda karakterizacije, kao što su metode vibracione spektrometrije, fotoelektronske spektroskopije X-zracima, UV/VID spektrofotometrije, skenirajuće elektronske mikroskopije i mikroskopije sila Kelvinovom probom su pokazali da dolazi do površinske modifikacije ispitivanih filmova grafena pri fotohemijskoj oksidaciji ozonom i funkcionalizaciji azotnom kiselinom u vidu dopiranja p-tipa kiseoničnim grupama i azotom. Dopiranje filmova grafena dovodi do višestrukog smanjenja površinske otpornosti filmova do nekoliko kΩ/sq, bez promene njihove visoke transparencije. Takođe, pokazano je da velika gustina ivica, kao dominantni tip defekata ovih filmova ima presudnu ulogu u efektima koje primenjene metode površinske modifikacije imaju na filmove. Liquid phase exfoliation followed by Langmuir-Blodgett assembly is a simple and costeffective method for obtaining large surfaces of thin films of 2D materials. However, the limiting factor for the application of films obtained by self-organization of nanostructures in optoelectronic devices is the high density of defects that causes high sheet resistance. Since the application in optoelectronic devices requires high transmittance and lower sheet resistance then graphene films from liquid phase, deposited with Langmuir-Blodgett method have, it is necessary to apply appropriate surface modification/functionalization of these films, which will adapt their electrical and optical properties to the requirements of the electronic industry. In order to reduce the sheet resistance of the graphene thin films, photochemical ozone oxidation, nitric acid functionalization and thermal treatment were applied. Application of particular method depends primarily of the type of substrate on which the films are deposited. Photochemical oxidation was applied to films on SiO2/Si substrates, and functionalization with nitric acid on PET films as a transparent substrate important for flexible electronics. During thermal heating, the temperature is set to 250oC, so that this method can be applied to samples independently from the substrate on which the films are deposited. The results of the applied physicochemical methods of characterization, such are vibration spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, UV/VIS spectrophotometry, scanning electron microscopy and Kelvin probe force microscopy showed that surface modification of these films during photochemical oxidation with ozone and functionalization with nitric acid results in p-type doping by oxygen groups and nitrogen. Doping of these films results in a multifold reduction in sheet resistance of the films to a few kΩ/sq, without changing their high transmittance. Furthermore, it has been shown that a large density of edges, as the dominant type of defect of these films, plays a decisive role in the effect that the applied surface modification has on the films.

Metallic biomaterials are most commonly used as hard-tissue replacements because of their favorable mechanical features and excellent biocompatibility. The objective of this paper is to present an overview of diverse surface modification techniques, with a special emphasis on the laser surface modification method, as well as diverse characterization techniques used for investigating the impact of the surface modification process on metallic implant materials' properties. Moreover, the effect of laser radiation on the surface its and mechanical characteristics, as well as on the structure of metallic bioimplants, is presented. The study of influence of high-intensity laser radiation on metallic materials' surface includes primarily investigations of the surface morphology modifications and specific surface structure formation since their presence enables enhanced osseointegration., Metalni biomaterijali se najčešće koriste za izradu implantanata čvrstih strukturnih delova ljudskog tela zbog svojih dobrih mehaničkih karakteristika i odlične biokompatibilnosti. Cilj rada je da se pregledno predstave različite tehnike površinske modifikacije implantantnih materijala sa posebnim osvrtom na metodu laserske modifikacije površine, kao i mnogobrojne karakterizacione metode za ispitivanje uticaja procesa površinske modifikacije na svojstva metalnih implantantnih materijala. Osim toga, predstavljen je i razmatran uticaj laserskog zračenja na površinske i mehaničke karakteristike, kao i na strukturu metalnih bioimplantanata. Ispitivanje uticaja laserskog zračenja visokog intenziteta na površinu metalnih materijala prvenstveno obuhvata ispitivanje morfoloških površinskih promena i formiranja specifičnih površinskih struktura, koje doprinose poboljšanju oseointegracije metalnih implantanata.

Nanočestice kobalt ferita (CoFe2O4) su našle svoju primjenu od mikrotehnologije do biomedicine. Sve je raširenija primjena nanočestica kao senzora što zahtijeva čestice određenih veličina. U ovome radu je opisana sinteza kobalt ferita metodom koprecipitacije. Usprkos jednostavnosti, netoksičnosti i niskoj cijeni ova metoda ima veliki nedostatak, a to je nemogućnost kontrole veličine nanočestica pri samoj sintezi. Kako bi nastale čestice željene veličine potrebna je stroga kontrola reakcijskih uvjeta. Na samu veličinu nanočestica utječe mnogo parametara kao što su redoslijed miješanja komponenti, vrsta redukcijskog sredstva, temperatura i brzina miješanja, omjer kationa Fe3+/Co2+ te pH reakcijske smjese. Kako bi nastale stabilne suspenzije, potrebne za daljnja mjerenja, potrebno je modificirati površinu čestica odnosno podesiti zeta potencijal na optimalnu vrijednost. Veličina sintetiziranih nanočestica određena je transmisijskim elektronskim mikroskopom (TEM), dok je površinska modifikacija potvrđena infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom (FT-IR). U ovom je radu prikazan utjecaj temperature na veličinu nanočestica kobalt ferita, a površina samih nanočestica modificirana je nitratnom kiselinom.

The surface of anatase TiO2 nanoparticles was modified with in situ synthesized imine, based on 3,4-dihydroxybenzaldehyde and octadecylamine. The modified TiO2 nanoparticles were investigated using FTIR and UV-Vis spectroscopy, which confirmed the formation of the charge transfer complex between imine and surface of TiO2 nanoparticles by the reaction of surface Ti atoms with hydroxyl groups of a modifying agent. TiO2 nanoparticles modified with imine were further applied as a filler for the preparation of epoxy based nanocomposites. Thermal and mechani­cal properties of the prepared nanocomposites were examined using the dynamic mechanical analysis, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis and hardness measurements. The obtained results have shown that modified TiO2 nanoparticles have no significant influence on the glass transition temperature and that they slow down thermo-oxidative degradation of epoxy resin in the first stage and increase hardness of the crosslinked epoxy resin. Površina nanočestica TiO2 modifikovana je 'in situ' sintetisanim iminom na bazi 3,4-dihidroksibenzaldehida i oktadecilamina. Modifikovane TiO2 nanočestice su ispitivane primenom FTIR i UV-Vis spektroskopije, čime je potvrđeno formiran­je 'charge transfer' kompleksa između imina i površine TiO2 nanočestica preko reakcije Ti atoma na površini čestica sa hidroksilnim grupama modifikatora. Modifikovane TiO2 nanočestice su zatim iskorišćene kao punioci za pripremu nanokompozita na bazi epoksidne smole. Termička i mehanička svojstva pripremljenih na­nokompozita su ispitana primenom dinamičko mehaničke analize, diferencijalne skenirajuće kalorimetrije, termogravimetrijske analize i ispitivanjem njihove tvrdoće. Dobijeni rezultati su pokazali da TiO2 nanočestice površinski modifikovane iminom ne utiču značajno na temperaturu ostakljivanja epoksidne smole, da usporavaju termooksidativnu degradaciju u prvom stupnju i da povećavaju tvrdoću umrežene epoksidne smole.

The aim of this research was to apply three different types of zeolites and the combination thereof in the form of a very fine powder, together with different chemicals and additives on polyamide knitted fabric according to an industrially acceptable exhaustion procedure in order to study changes in the morphology, optical properties and wettability of surfaces. Zeolites were analysed using Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and gas physiosorption. Additionally, the morphology of zeolite-coated surfaces was examined closely using SEM, while changes in molecular-chemical level were examined by means of IR spectroscopy. Optical properties were studied using CIE colour measurement and diff use reflectance profi le determination, while the hydrophilic/hydrophobic character was examined using goniometry. The obtained results show the suitability of the employed exhaustion procedure, depending on the type of zeolite and the composition of the treatment bath. The results also provided evidence of the enhanced wettability of PA fabrics using 4A and 13X zeolites in combination with selected additives. Namen predstavljene raziskave je bil nanesti tri različne tipe zeolitov in njihovo kombinacijo v obliki zelo finega prahu skupaj z različnimi kemikalijami in pomožnimi sredstvi na poliamidno pletivo po industrijsko sprejemljivem postopku izčrpavanja za študijo sprememb v morfologiji površine, optičnih lastnosti in omočljivosti. Zeolite smo analizirali s pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM), Fourierjeve transformacijske infrardeče spektroskopije in plinske fizisorpcije. V nadaljevanju smo podrobno okarakterizirali z zeoliti oplaščene površine s pomočjo SEM, spremembe na molekularno-kemijski ravni s pomočjo IR-spektroskopije, optične lastnosti s pomočjo CIE-meritev in določanjem difuzijskega refleksijskega profila ter hidrofilni/hidrofobni značaj z goniometrijo. Dobljeni rezultati dokazujejo primernost uporabljenega postopka izčrpavanja v odvisnosti od vrste uporabljenega zeolita in se- stave obdelovalne kopeli. Prav tako rezultati dokazujejo povečano hidrofilnost PA pletenine pri uporabi zeolitov 4A in 13X v kombinaciji z izbranimi pomožnimi sredstvi.

Spherical TiO2 particles of different size were dispersed in alkyd resin based on soybean oil. Four samples of TiO2 particles were used, three commercial and one obtained by acid catalyzed hydrolysis of titanium tetraisopropoxide. The size of the synthesized nanoparticles was determined by transmission electron microscopy. Surface modification of TiO2 nanoparticles was performed with propyl gallate and lauryl gallate. The influence of the size of TiO2 nanoparticles, their concentration and type of the surface modification on the rheological properties of alkyd resin was investigated. The obtained results have shown that the viscosity of the prepared dispersions was higher than the viscosity of the pure resin, increases with decreasing particle diameter and decreases with frequency increase. Surface modified particles showed higher influence on the viscosity of alkyd resin than unmodified, because their hydrodynamic volume is higher due to the presence of the adsorbed gallates, leading to the increase of effective volume fraction of particles in dispersion. For the lowest TiO2 concentration, the viscosity was higher for the sample modified with lauryl gallate, due to the higher thickness of the adsorbed layer. The increase of concentration, because of less dispersion stability of the particles modified with propyl gallate, leads to particle agglomeration. The presence of agglomerates, which was confirmed by a change in the slope of the functional dependence of storage modulus on loss modulus, leads to a rapid increase in viscosity. Sferne čestice TiO2 različitih veličina dispergovane su u alkidnoj smoli. Površinska modifikacija nanočestica TiO2 izvedena je propil galatom i lauril galatom. Ispitivan je uticaj veličine nanočestica TiO2, koncentracije, kao i vrste površinske modifikacije na reološka svojstva alkidne smole. Dobijeno je da je viskoznost pripremljenih disperzija veća od viskoznosti čiste smole, da raste sa smanjenjem prečnika čestica i opada sa povećanjem frekvencije. Površinski modifikovane čestice imaju veći uticaj na viskoznost alkidne smole nego nemodifikovane zbog povećanja efektivnog zapreminskog udela čestica u disperziji. Za najmanju koncentraciju TiO2 viskoznost je veća kada je modifikacija izvršena lauril galatom, dok sa povećanjem koncentracije, zbog manje disperzione stabilnosti čestica modifikovanih propil galatom, dolazi do njihove aglomerizacije i naglog povećanja viskoznosti.

U ovom radu provedena je površinska modifikacija magnezijeva hidroksida s različitim masenim udjelima stearinske kiseline (1%, 2%, 3%, 4%, 6%, 8%) u odnosu na magnezijev hidroksid. Primjenom infracrvene spektroskopije s Fourierovom transformacijom snimljeni su apsorpcijski spektri izvornog magnezijeva hidroksida, stearinske kiseline i površinski modificiranih uzoraka. Zatim su uzorci ekstrahirani s najmanjom i najvećom količinom stearinske kiseline, a s ciljem utvrđivanja načina adsorpcije stearinske kiseline na magnezijev hidroksid (fizikalno ili kemijski). Rezultati su pokazali da je sva stearinska kiselina kemijski adsorbirana na magnezijev hidroksid kojeg se koristi kao punilo u polimernim materijalima te se očekuje da polimerni materijali dobiveni s površinski modificiranim magnezijevim hidroksidom imaju bolja preradbena i uporabna svojstva. In this thesis the surface modification of magnesium hydroxide with different weight ratios of stearic acid (1%, 2%, 3%, 4%, 6%, 8%) related to magnesium hydroxide was performed. Corresponding absorption spectra of magnesium hydroxide, stearic acid and surface modified samples were recorded using infrared spectroscopy with Fourier transformation. Then, the extraction of samples with lowest and highest quantity of stearic acid was prepared in order to establish the adsorption type of stearic acid on Mg(OH) 2 (physically or chemically). The results showed that all of stearic acid was chemisorbed on magnesium hydroxide, the common filler in polymeric materials. Polymeric materials obtained with surface modificated Mg(OH) 2 is expected to have better processing and application properties.

Grafenov oksid (GO), dvodimenzionalna je makromolekula koja je u novije vrijeme privukla veliku pažnju zbog svojih odličnih fizikalno- kemijskih svojstava. Osim odličnih mehaničkih, toplinskih, elektronskih i optičkih svojstava uz veliku specifičnu površinu, GO u svojoj strukturi posjeduje različite kisikove skupine (epoksidne, hidroksilne, karbonilne i karboksilne) zaostale nakon procesa oksidacije grafita. Ove skupine osim što definiraju fizikalno-kemijska svojstva GO, pružaju i reaktivna mjesta za daljnju kemijsku modifikaciju čime se otvara širok spektar mogućnosti sinteze pametnih materijala specifičnih svojstava. S tim ciljem priređeni GO nanešen je na zlatom prevučenu kvarcnu elektrodu te je provedena funkcionalizacija GO s anilinom s ciljem poboljšanja elektrokemijskih svojstava. Ispitivanja modificiranih GO elektroda su provedena metodom cikličke voltametrije (CV), elektrokemijske kvarc kristalne nanovage (EQCM), rendgenske fotoelektronske spektroskopije (XPS) i infracrvene spektroskopije s Fourierovim transformacijama signala (FTIR). Funkcionalizirani GO je pokazao vrlo dobra elektrokemijska svojstva, dobru električnu provodnost te obećavajuće rezultate za primjenu ovakvih materijala na području pametnih specijalizacija i u spremnicima energije kao što su superkondenzatori.

Liposomi su farmaceutski dokazani sustavi za dostavu biološki aktivnih molekula i njihova primjena u medicini i farmakologiji je višestruka [1]. Druga, jednako važna primjena liposoma je u bazičnim istraživanjima staničnog prepoznavanja i interakcija među stanicama gdje se liposomi koriste kao modelne stanične membrane [2]. Površinski modificirani liposomi su prepoznati kao pametni (engl. smart) sustavi za dostavu aktivnih molekula koji ih mogu dostaviti ciljanim stanicama isključivo kroz interakciju liganda s određenim staničnim receptorom [3]. Istražuje se relativno veliki broj različitih liganada kao što su polimeri, proteini i ugljikohidrati [4]. Ugljikohidrati su vrlo atraktivni ligandi za ciljanu dostavu aktivnih molekula jer prekrivaju površinu eukariotskih stanica i sudjeluju u nizu važnih fizioloških procesa, staničnom prepoznavanju, mikrobiološkoj patogenezi i imunološkom prepoznavanju [5]. U našim istraživanjima, dizajnirali smo i pripravili liposome čija je površina modificirana molekulama manoze [6] i gvanidinskim skupinama [7], za ciljanu dostavu biološki aktivnih molekula. Ispitana je primjena priređenih liposoma kao modelnih membrana za studiranje površinskog prepoznavanja kroz proučavanje utjecaja multivalentnosti površinskih liganada na afinitet i specifično prepoznavanje ciljanih lektina odnosno receptora. Pokazali smo kako se molekula adamantana može koristiti kao sidro u lipidnom dvosloju liposoma dok je glikozidni dio molekule izložen na površini liposoma. Veličina i površinska svojstva priređenih liposomskih formulacija karakterizirana su fizikalno-kemijskim metodama dinamičkog raspršenja svjetlosti (DLS) i mikroskopijom atomskih sila (AFM). Biološki učinak pripravljenih liposomskih formulacija testiran je in vivo praćenjem specifične humoralne imunološke reakcije u mišu, te je pokazano da dolazi do značajnog utjecaja na smjer ispitivane specifične imunološke reakcije. [1]. D. D. Lasic, Liposomes: from physic to applications, Elsvier, Amsterdam, 1993. [2]. A. Akbarzadeh, R. Rezaei-Sadabady, S. Davaran, S. Woo Joo, N. Zarghami, Y. Hanifehpour, M. Samiei, M. Kouhi, K. Nejati-Koshki, Nanoscale Research Letters 8 (2013) 102-10. [3]. R. R. Sawant ; V. P. Torchilin, American Association of Pharmaceutical Scientists 14 (2012) 303-15. [4]. K. Jain, P. Kesharwani, U. Gupta, N. K. Jain, Biomaterials 33 (2012) 4166-86. [5]. R. D. Cummings, Mol Biosyst. 5 (2009) 1087-1104. [6]. A. Štimac, S. Šegota, M. Dutour Sikirić, R. Ribić, L. Frkanec, V. Svetličić, S. Tomić, B. Vranešić, R. Frkanec, Biochimica et Biophysica Acta 1818 (2012) 2252-59. [7]. M. Šekutor, A. Štimac, K. Mlinarić Majerski, R. Frkanec, Org. Biomol. Chem., 31 (2014) 6005-13.

TiO2 nanoparticles, obtained by acid catalyzed hydrolysis of titanium isopropoxide, were surface modified by three gallic acid esters with different hydrophobic part length: octyl, decyl and lauryl gallate, and then used to prepare TiO2/epoxy nanocomposites. The characterization of the surface modified TiO2 nanoparticles was performed by FTIR and UV-Vis spectroscopy. The influence of different gallic acid esters and content of modified TiO2 nanoparticles on the glass transition temperature (Tg), rheological, barrier and mechanical properties of the nanocomposites was investigated by DSC, DMA, water vapor permeability test and König pendulum. The presence of the surface modified TiO2 nanoparticles in epoxy resin caused the increase of Tg and decrease of the water vapor permeability. However, the length of the nonpolar gallate part showed no effect on Tg of the synthesized nanocomposites, while the increase of the nanofiller content resulted in the increase of Tg. With increasing the hydrophobic part chain length of gallate ligand, the water vapor transmission rate decreased, while the hardness of the nanocomposites did not change. U ovom radu, TiO2 nanočestice su dobijene kiselo katalizovanom hidrolizom titanijum izopropoksida, a njihova površinska modifikacija izvedena je estrima galne kiseline sa različitom dužinom hidrofobnog dela lanca: oktil, decil i lauril galat. Površinski modifikovane TiO2 nanočestice su zatim korišćene za pripremu TiO2/epoksi nanokompozita. Karakterizacija površinski modifikovanih TiO2 nanočestica je izvršena pomoću FTIR i UV-Vis spektroskopije. Ispitan je uticaj različitih estara galne kiseline korišćenih za površinsku modifikaciju i sadržaj modifikovanih TiO2 nanočestica na temperaturu ostakljivanja, reološka, barijerna i mehanička svojstva sintetisanih nanokompozita pomoću diferencijalne skenirajuće kalorimetrije, dinamičko mehaničke analize, testa propustljivosti za vodenu paru i König klatna. Prisustvo površinski modifikovanih TiO2 nanočestica u epoksidnoj smoli dovodi do povećanja temperature ostakljivanja i smanjenja propustljivosti vodene pare u poređenju sa čistom epoksidnom smolom. Međutim, različita dužina nepolarnog dela galata nije pokazala uticaj na temperaturu ostakljivanja sintetisanih nanokompozita, dok je povećanje sadržaja nanopunila dovelo do porasta temperature ostakljivanja. Sa povećanjem dužine hidrofobnog dela galata, brzina transporta vodene pare smanjena je za ispitivane nanokompozite, dok se tvrdoća nanokompozitnih prevlaka na bazi epoksidne smole ne razlikuje.

Spherical TiO2 particles of different size were dispersed in alkyd resin based on soybean oil. Four samples of TiO2 particles were used, three commercial and one obtained by acid catalyzed hydrolysis of titanium tetraisopropoxide. The size of the synthesized nanoparticles was determined by transmission electron microscopy. Surface modification of TiO2 nanoparticles was performed with propyl gallate and lauryl gallate. The influence of the size of TiO2 nanoparticles, their concentration and type of the surface modification on the rheological properties of alkyd resin was investigated. The obtained results have shown that the viscosity of the prepared dispersions was higher than the viscosity of the pure resin, increases with decreasing particle diameter and decreases with frequency increase. Surface modified particles showed higher influence on the viscosity of alkyd resin than unmodified, because their hydrodynamic volume is higher due to the presence of the adsorbed gallates, leading to the increase of effective volume fraction of particles in dispersion. For the lowest TiO2 concentration, the viscosity was higher for the sample modified with lauryl gallate, due to the higher thickness of the adsorbed layer. The increase of concentration, because of less dispersion stability of the particles modified with propyl gallate, leads to particle agglomeration. The presence of agglomerates, which was confirmed by a change in the slope of the functional dependence of storage modulus on loss modulus, leads to a rapid increase in viscosity. Sferne čestice TiO2 različitih veličina dispergovane su u alkidnoj smoli. Površinska modifikacija nanočestica TiO2 izvedena je propil galatom i lauril galatom. Ispitivan je uticaj veličine nanočestica TiO2, koncentracije, kao i vrste površinske modifikacije na reološka svojstva alkidne smole. Dobijeno je da je viskoznost pripremljenih disperzija veća od viskoznosti čiste smole, da raste sa smanjenjem prečnika čestica i opada sa povećanjem frekvencije. Površinski modifikovane čestice imaju veći uticaj na viskoznost alkidne smole nego nemodifikovane zbog povećanja efektivnog zapreminskog udela čestica u disperziji. Za najmanju koncentraciju TiO2 viskoznost je veća kada je modifikacija izvršena lauril galatom, dok sa povećanjem koncentracije, zbog manje disperzione stabilnosti čestica modifikovanih propil galatom, dolazi do njihove aglomerizacije i naglog povećanja viskoznosti.

Polimerne membrane se pogosto pojavljajo v različnih separacijskih procesih, kot npr. pri nanofiltraciji. Tankoplastne nanofiltracijske membrane (TFC NF) imajo sposobnost zadrževanja večvalentnih kationov, med njimi tudi ionov težkih kovin, vendar je njihova slabost ta, da se zaradi pojava koncentracijske polarizacije in mašenja (fouling) občutno zmanjša pretok skozi membrano. Namen modifikacije površine membrane je izboljšati njihovo selektivnost, ohraniti in povečati pretok skozi membrano (fluks), ohraniti stabilno strukturo, minimizirati nagnjenost k mašenju in s tem ugodno vplivati na separacijske lastnosti membran. V okviru raziskav za diplomsko delo je bila izvedena modifikacija komercialno dostopne tankoslojne kompozitne NF membrane (NF2, Sepro Inc.) ter njena karakterizacija pred in po modifikaciji. Modifikacijo smo izvedli v kislem in bazičnem mediju (s pomočjo citronske kisline in natrijevega hidroksida). Namen raziskav je bil primerjati učinek zadrževanja ionov težkih kovin (cink, kadmij, svinec) v kombinaciji z različnima anionoma (- NO3- oz. Cl-) pri filtraciji skozi modificirano in nemodificirano NF2 membrano. Filtracija je bil izvedena pri različnih delovnih pogojih (pH 4 in tlaku 5 20 in 44 bar). Na osnovi rezultatov filtracije, kot tudi iz analiz lastnosti (selektivnost, hidrofilnost, navidezna velikost por-NMWCO) osnovne in modificirane TFC NF2 membrane je razvidno, da lahko s preprosto kemijsko modifikacijo vplivamo na lastnosti membran v smislu površinskih karakteristik in morfološke strukture samega kompozita ter izboljšamo zadrževanje ionov težkih kovin, npr. pri delovnem tlaku 20 bar Pb2+ za 19% oz. 9% (iz raztopine PbNO3- oz. PbCl2), Cd2+ za 17% oz. 8% (iz raztopine CdNO3- oz. CdCl2) ter za Zn2+ za 4% oz. 8% (iz raztopine ZnNO3- oz. ZnCl2) glede na enako NF2 nemodificirano membrano. Polymeric membranes often appear in different separation processes, for instance in nanofiltration. Thin film composite membranes (TFC NF) have the ability to reject multivalent cations, including heavy metal ions. However its weakness is that because of concentration polarization the flux through the membrane considerably decreases. The purpose of membrane surface modification is to improve their selectivity, preserve and increase the flux, preserve the stable structure, minimize the fouling phenomena and in that way have a positive influence on separation characteristics of membranes. Within the research of my diploma thesis a modification of a basic commercially accessible thin composite NF membrane (NF2, Sepro Inc.) was carried out and its characterization before and after the modification. The modification was carried out in an acid and basic medium (using citric acid and sodium hydroxide). The purpose of the research was to compare effectiveness of heavy metal ions rejection (zinc, cadmium, lead) in the combination with different anions (- NO3- or Cl-) during the filtration process using the modified (6h KM NF2) and non-modified NF2 membrane. The model filtration solutions were prepared as clear solutions of metal salts. The filtration was carried out under different operating conditions (pH 4 pressure 5 20 and 44 bar). Based on the filtration efficiency results as well as from the characteristics (selectivity, hydrophilicity, molecular weight cut off-NMWCO) of basic and modified TFC NF2 membranes it can be stated that the membrane quality in the sense of surface characteristics and morphological structure of a composite can be influenced by a simple chemical modification. The filtration show that the surface modification of NF membranes can be effective in terms of heavy metal ions retention, e.g. at 20 bar Pb2+ retention from Pb(NO3)2 and PbCl2 solution is improved for 19% and 9%, respectively in comparison to non-modified membrane. Similarly the retention of Cd2+ from Cd(NO3)2 and CdCl2 solution is improved for 17% and 8% respectively and the retention of Zn2+ from Zn(NO3)2 and ZnCl2 for 4% and 9% respectively in comparison to the some NF2 non-modified membrane.

U ovoj disertaciji prikazan je postupak dobijanja polimernih nanokompozita in situ polimerizacijom monomera u prisustvu čestica punila. Kao punilo korišćene su nanočestice TiO2 i α-Fe2O3. Polimerni nanokompoziti poli(metil metakrilata) i TiO2 dobijeni su polimerizacijom metil metakrilata preko slobodnih radikala u rastvoru, u masi i u suspenziji, dok su nanokompoziti poli(metil metakrilata) i α-Fe2O3 dobijeni polimerizacijom preko slobodnih radikala u masi. Nanokompoziti poli(stirena) i TiO2 su dobijeni polimerizacijom stirena preko slobodnih radikala u masi. Površinska modifikacija nanočestica TiO2, dobijenih kontrolisanom hidrolizom TiCl4, izvršena je sa pet različitih jedinjenja - palmitatom askorbinske kiseline, oktil galatom, decil galatom, lauril galatom i cetil galatom. Kao punilo su korišćene dve vrste α-Fe2O3 čestica, u obliku štapića i u obliku kocki, dobijene forsiranom hidrolizom FeCl3. Površinskom modifikacijom nanočestica TiO2 izvršena je njihova hidrofobizacija što je omogućilo njihovo prebacivanje iz vodene sredine u organsku fazu, odnosno monomere metil metakrilat i stiren. Palmitat askorbinske kiseline i estri galne kiseline su se preko OH grupa hemijski vezali za površinu TiO2 čestica, što je rezultiralo pomeranjem apsorpcionog spektra površinski modifikovanih čestica TiO2 ka većim talasnim dužinama u odnosu na spektar TiO2 koloida. Karakterizacija površinski modifikovanih čestica TiO2 izvršena je apsorpcionom UV i FTIR spektroskopijom. Kristalna struktura sintetisanih α-Fe2O3 čestica određena je na osnovu difrakcije rendgenskih zraka, a veličina i oblik čestica su određeni pomoću transmisione elektronske mikroskopije. Karakterizacija dobijenih polimernih kompozita izvršena je UV i NMR spektroskopijom i transmisionom elektronskom mikroskopijom. Molarne mase poli(metil metakrilata) i poli(stirena), čistih i ekstrahovanih iz kompozitnih uzoraka, određene su korišćenjem gel propusne hromatografije i viskozimetrijske metode. Termička svojstva dobijeni polimernih nanokompozita ispitivana su termogravimetrijskom analizom i diferencijalnom skenirajućom kalorimetrijom. Cilj ovog rada je bio da se ispita uticaj načina sinteze polimerne matrice, vrste, veličine, oblika, načina površinske modifikacije i koncentracije oksidnih čestica punila na svojstva dobijenih polimernih nanokompozita. Dobijeni rezultati su pokazali da su površinski modifikovane nanočestice TiO2 i nanočestice α-Fe2O3 u obliku štapića, prisutne u toku polimerizacije MMA, uticale na reakcije terminacije pa samim tim i na molarne mase dobijenog PMMA. Čestice α-Fe2O3 u obliku kocki, prisutne u toku polimerizacije MMA, nemaju uticaj na reakcije terminacije pa ni na molarne mase dobijenog PMMA. Nanočestice TiO2 i α-Fe2O3 nisu dovele do značajnije promene vrednosti temperature ostakljivanja PMMA, što je ukazalo na slabu interakciju između čestica punila i PMMA matrice. Površinski modifikovane nanočestice TiO2, prisutne u toku polimerizacije stirena, nisu uticale na molarne mase dobijenog PS. Dodatak nanočestica TiO2-PAA u PS matricu dovodi do povećanja temperature ostakljivanja, dok nanočestice TiO2 modifikovane estrima galne kiseline ne utiču na temperaturu ostakljivanja PS matrice. Dodavanje nanočestica TiO2 u PMMA i PS matricu je povećalo njihovu termičku i termooksidativnu stabilnost. The synthesis of polymer nanocomposites by in situ polymerization of monomers in the presence of filler particles is presented in this dissertation. Nanoparticles of TiO2 and α-Fe2O3 were used as fillers. Polymer nanocomposites of poly(methyl methacrylate) and TiO2 were obtained by radical polymerization of methyl methacrylate in solution, bulk and suspension, while nanocomposites of poly(methyl methacrylate) and α-Fe2O3 and poly(styrene) and TiO2 were prepared by radical polymerization in bulk. Surface modification of TiO2 nanoparticles, obtained by control hydrolysis of TiCl4, was performed using five different compounds- ascorbic acid palmitate, octyl gallate, decyl gallate, lauryl gallate and cetyl gallate. The α-Fe2O3 particles were obtained by forced hydrolysis of FeCl3 and depending on the conditions of the reaction they were in the shape of rods or cubes. Surface modification of TiO2 nanoparticles allows the extraction of the TiO2 nanoparticles from water into organic phase, methyl methacrylate and styrene, due to the increased hydrophobic character of the modified particles. Ascorbic acid palmitate and gallic acid esters were chemically bonded to the surface of TiO2 particles through –OH groups, which resulted in the red-shift of the absorption spectrum of the surface modified TiO2 particles compared to the non-modified ones. Characterization of surface modified TiO2 particles was performed using absorption UV and FTIR spectroscopy. Crystal structure of the synthesized α-Fe2O3 particles was determined from the X-ray diffraction measurements, while size and shape of the particles were determined using transmission electron microscopy. Characterization of the obtained polymer composites was done using UV and NMR spectroscopy and transmission electron microscopy. Molar masses of poly(methyl methacrylate) and poly(styrene) samples, pure and extracted from the composites, were determined by gel permeation chromatography and viscosimetry. Thermal properties of the synthesized polymer nanocomposites were investigated by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry, The goal of this study was to examine the influence of methods of synthesis of polymer matrix, and the influence of nature, size, shape, surface modification method and concentration of filler particles on the properties of the obtained polymer nanocomposites. The obtained results showed that surface modified TiO2 nanoparticles and α-Fe2O3 nanorods, present during the polymerization of MMA, influenced the termination reactions and thus the molar masses of the obtained PMMA. Cubic α-Fe2O3 particles, present during the polymerization of MMA, did not have the influence on the termination reactions and molar masses of obtained PMMA. The presence of TiO2 and α-Fe2O3 nanoparticles did not lead to significant changes of glass transition temperature of PMMA, indicating weak interactions between filler particles and PMMA matrix. Surface modified TiO2 nanoparticles, present during the polymerization of styrene, did not influence molar masses of obtained PS. Incorporation of TiO2 nanopraticles modified with ascorbic acid palmitate in PS matrix led to an increase of glass transition temperature of PS, while the TiO2 nanoparticles, surface modified by gallic acid esters, did not influence the glass transition temperature of PS matrix. Incorporation of TiO2 nanoparticles in PMMA and PS matrix increased their thermal and thermo-oxidative stability.

The synthesis of polymer nanocomposites by in situ polymerization of monomers in the presence of filler particles is presented in this dissertation. Nanoparticles of TiO2 and α-Fe2O3 were used as fillers. Polymer nanocomposites of poly(methyl methacrylate) and TiO2 were obtained by radical polymerization of methyl methacrylate in solution, bulk and suspension, while nanocomposites of poly(methyl methacrylate) and α-Fe2O3 and poly(styrene) and TiO2 were prepared by radical polymerization in bulk. Surface modification of TiO2 nanoparticles, obtained by control hydrolysis of TiCl4, was performed using five different compounds- ascorbic acid palmitate, octyl gallate, decyl gallate, lauryl gallate and cetyl gallate. The α-Fe2O3 particles were obtained by forced hydrolysis of FeCl3 and depending on the conditions of the reaction they were in the shape of rods or cubes. Surface modification of TiO2 nanoparticles allows the extraction of the TiO2 nanoparticles from water into organic phase, methyl methacrylate and styrene, due to the increased hydrophobic character of the modified particles. Ascorbic acid palmitate and gallic acid esters were chemically bonded to the surface of TiO2 particles through –OH groups, which resulted in the red-shift of the absorption spectrum of the surface modified TiO2 particles compared to the non-modified ones. Characterization of surface modified TiO2 particles was performed using absorption UV and FTIR spectroscopy. Crystal structure of the synthesized α-Fe2O3 particles was determined from the X-ray diffraction measurements, while size and shape of the particles were determined using transmission electron microscopy. Characterization of the obtained polymer composites was done using UV and NMR spectroscopy and transmission electron microscopy. Molar masses of poly(methyl methacrylate) and poly(styrene) samples, pure and extracted from the composites, were determined by gel permeation chromatography and viscosimetry. Thermal properties of the synthesized polymer nanocomposites were investigated by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry, The goal of this study was to examine the influence of methods of synthesis of polymer matrix, and the influence of nature, size, shape, surface modification method and concentration of filler particles on the properties of the obtained polymer nanocomposites. The obtained results showed that surface modified TiO2 nanoparticles and α-Fe2O3 nanorods, present during the polymerization of MMA, influenced the termination reactions and thus the molar masses of the obtained PMMA. Cubic α-Fe2O3 particles, present during the polymerization of MMA, did not have the influence on the termination reactions and molar masses of obtained PMMA. The presence of TiO2 and α-Fe2O3 nanoparticles did not lead to significant changes of glass transition temperature of PMMA, indicating weak interactions between filler particles and PMMA matrix. Surface modified TiO2 nanoparticles, present during the polymerization of styrene, did not influence molar masses of obtained PS. Incorporation of TiO2 nanopraticles modified with ascorbic acid palmitate in PS matrix led to an increase of glass transition temperature of PS, while the TiO2 nanoparticles, surface modified by gallic acid esters, did not influence the glass transition temperature of PS matrix. Incorporation of TiO2 nanoparticles in PMMA and PS matrix increased their thermal and thermo-oxidative stability. U ovoj disertaciji prikazan je postupak dobijanja polimernih nanokompozita in situ polimerizacijom monomera u prisustvu čestica punila. Kao punilo korišćene su nanočestice TiO2 i α-Fe2O3. Polimerni nanokompoziti poli(metil metakrilata) i TiO2 dobijeni su polimerizacijom metil metakrilata preko slobodnih radikala u rastvoru, u masi i u suspenziji, dok su nanokompoziti poli(metil metakrilata) i α-Fe2O3 dobijeni polimerizacijom preko slobodnih radikala u masi. Nanokompoziti poli(stirena) i TiO2 su dobijeni polimerizacijom stirena preko slobodnih radikala u masi. Površinska modifikacija nanočestica TiO2, dobijenih kontrolisanom hidrolizom TiCl4, izvršena je sa pet različitih jedinjenja - palmitatom askorbinske kiseline, oktil galatom, decil galatom, lauril galatom i cetil galatom. Kao punilo su korišćene dve vrste α-Fe2O3 čestica, u obliku štapića i u obliku kocki, dobijene forsiranom hidrolizom FeCl3. Površinskom modifikacijom nanočestica TiO2 izvršena je njihova hidrofobizacija što je omogućilo njihovo prebacivanje iz vodene sredine u organsku fazu, odnosno monomere metil metakrilat i stiren. Palmitat askorbinske kiseline i estri galne kiseline su se preko OH grupa hemijski vezali za površinu TiO2 čestica, što je rezultiralo pomeranjem apsorpcionog spektra površinski modifikovanih čestica TiO2 ka većim talasnim dužinama u odnosu na spektar TiO2 koloida. Karakterizacija površinski modifikovanih čestica TiO2 izvršena je apsorpcionom UV i FTIR spektroskopijom. Kristalna struktura sintetisanih α-Fe2O3 čestica određena je na osnovu difrakcije rendgenskih zraka, a veličina i oblik čestica su određeni pomoću transmisione elektronske mikroskopije. Karakterizacija dobijenih polimernih kompozita izvršena je UV i NMR spektroskopijom i transmisionom elektronskom mikroskopijom. Molarne mase poli(metil metakrilata) i poli(stirena), čistih i ekstrahovanih iz kompozitnih uzoraka, određene su korišćenjem gel propusne hromatografije i viskozimetrijske metode. Termička svojstva dobijeni polimernih nanokompozita ispitivana su termogravimetrijskom analizom i diferencijalnom skenirajućom kalorimetrijom. Cilj ovog rada je bio da se ispita uticaj načina sinteze polimerne matrice, vrste, veličine, oblika, načina površinske modifikacije i koncentracije oksidnih čestica punila na svojstva dobijenih polimernih nanokompozita. Dobijeni rezultati su pokazali da su površinski modifikovane nanočestice TiO2 i nanočestice α-Fe2O3 u obliku štapića, prisutne u toku polimerizacije MMA, uticale na reakcije terminacije pa samim tim i na molarne mase dobijenog PMMA. Čestice α-Fe2O3 u obliku kocki, prisutne u toku polimerizacije MMA, nemaju uticaj na reakcije terminacije pa ni na molarne mase dobijenog PMMA. Nanočestice TiO2 i α-Fe2O3 nisu dovele do značajnije promene vrednosti temperature ostakljivanja PMMA, što je ukazalo na slabu interakciju između čestica punila i PMMA matrice. Površinski modifikovane nanočestice TiO2, prisutne u toku polimerizacije stirena, nisu uticale na molarne mase dobijenog PS. Dodatak nanočestica TiO2-PAA u PS matricu dovodi do povećanja temperature ostakljivanja, dok nanočestice TiO2 modifikovane estrima galne kiseline ne utiču na temperaturu ostakljivanja PS matrice. Dodavanje nanočestica TiO2 u PMMA i PS matricu je povećalo njihovu termičku i termooksidativnu stabilnost.

Poliesterska tkanina iz poli(etilen-tereftalata) (PET) se površinski modificira radi postizanja bolje adsorptivnosti sredstava za oplemenjivanje, a time i udobnosti. Konvencionalne modifikacije kao što su aminoliza s etilen-diaminom i hidroliza s natrijevom lužinom proizvode velike količine tekstilne otpadne vode. Zahtjev za očuvanje prirodnih izvora i očuvanje okoliša prisiljava istraživače na alternativne tehnologije radi smanjenja potrošnje vode, energije i toksičnih kemikalija. Iz navedenih razloga u procesima mokre obrade tekstila u industriji, materijal se obrađuje ultrazvukom koji ne zahtijeva kemikalije uz nisku potrošnju vode. U ovom radu je poliesterska tkanina namijenjena za ljetne odjevne predmete modificirana variranjem snage (30, 100 i 140 W) i frekvencije (40, 280 i 820 kHz) ultrazvuka. U navedenom postupku, ujedno su ugrađene i nanočestice aktiviranog prirodnog zeolita u različitoj koncentraciji. Istraženi su učinci navedenih površinskih modifikacija PET tkanine na adsorpciju optičkog bijelila, te na bjelinu i fluorescenciju. Površinski modificiranim tkaninama određena je i sposobnost zaštite od ultraljubičastog zračenja uzevši u obzir i transmisije u UV području zračenja. Pokazalo se da se ultrazvučnom obradom, povećava bjelina, te adsorpcija optičkog bjelila i zeolita sukladno snazi i frekvenciji ultrazvuka. Pri višoj frekvenciji i jačoj snazi ultrazvuka u vlakno se ugrađuje veća količina nanočestica prirodnog zeolita, kao i dodatkom veće količine nanočestica u ultrazvučnu kadu. Optičkim bijeljenjem PET tkanina postiže se visoka fluorescencija, izvrsna bjelina i vrlo dobra UV zaštita. Ultrazvučnom obradom PET-a povećana je zaštita od UV zračenja, s jedne strane zbog smanjene transmisije nakon modifikacije i povećane adsorpcije optičkog bjelila, a s druge strane zbog jače vezanih zeolita s vlaknom koji tada jače raspršuju UV zračenje. Zeolit i optičko bjelilo pokazuju sinergistički učinak na ultrazvučno modificiranoj PET tkanini, te tako obrađena tkanina pruža izvrsnu UV zaštitu.

Tekstil i odjeća predstavljaju drugu kožu čovjeka, ovom idealnom sredstvu njegove sigurnosti i osobne zaštite potrebno je osigurati visoka svojstva i udobnost. Poznato je da je ultraljubičasto zračenje neophodno pri sintezi vitamina D3. Međutim, ono je štetno jer može izazvati određene zdravstvene probleme, kao što su eritem, starenje kože, rak kože, pad imunološkog sustava, katarkt i drugo. Pojavom ozonskih rupa smanjena je prirodna zaštita od UV zračenja, a zaštita boravkom u sjeni i hladovini više nije dovoljna. Danas se traže novi načini, sredstva i metode za poboljšanje zaštite od UV zračenja. Europska unija ulaže znatna sredstva u projekte koji bi rezultirali odjećom nepropusnom za UV-A i UV-B zračenje. U ljetnim mjesecima, UV zračenje je najizrazitije na Mediteranu, pa se i Hrvatska kao potencijalna članica EU, uključuje u istraživanja zaštite čovjeka od ultraljubičastog zračenja . Kad UV zračenje dođe do tekstilnog materijala dio zračenja se odbija (reflektira), a dio apsorbira, a dio prolazi kroz njega (transmisitira). Na UV propusnost utječu razni čimbenici. Tekstilna vlakna se različito ponašaju pod utjecajem UV zračenja. Sintetska vlakna jače apsorbiraju UV od prirodnih vlakana. Primjerice, poliestersko vlakno, zbog aromatskih prstena u kemijskoj strukturi, intenzivno apsorbira UV-B zračenje. Prirodni zeolit se u mnogim segmentima oplemenjivanja pokazao vrlo korisnim. Ima jedinstvenu strukturu koja mu omogućava povećanu adsorptivnost, izmjenjivost iona i katalitičko djelovanje, a u posljednje vrijeme potvrđeno je antikancerogeno i antimetastatsko djelovanja, a znanstvenici ga definiraju kao najjači prirodni imunostimulator i antioksidans. Primjenom u tekstilstvu poboljšavaju se i zaštitna svojstva materijala. U skladu s tim ovaj rad predstavlja pokušaj modificiranja površine poliesterske tkanine ultrazvukom uz implementaciju prirodnog zeolita za povećanje UV zaštite. Budući da optičko bijeljenje povećava zaštitna svojstva, dodatno je istražen utjecaj optičkog bijeljenja u širokom koncentracijskom rasponu na bjelinu i fluorescenciju ultrazvučno modificirane poliesterske tkanine.