Tematy Dyplomów INŻ (IBM) | Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej

Szukaj

Treść strony

Tematy Dyplomów INŻ (IBM)

Propozycje tematów dyplomów inżynierskich

Kierunek Inżynieria Biomedyczna

Specjalność: Chemia w medycynie

Prace dyplomowe finalizowane w semestrze zimowym 2023/2024

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Nasobny, termicznie ładowalny superkondensator do zastosowań biomedycznych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Wearable, thermally charged supercapacitor for biomedical application

Opiekun pracy

prof. dr hab. Anna Lisowska-Oleksiak

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy jest zbudowanie superkondensatora z alternatywną opcją ładowania termicznego dla różnicy temperatury elektrod od 14 stopni (różnicy temperatury pomiędzy otoczeniem i powierzchnią ciała). Celem będzie opracowanie sposobu wykonania materiału elektrodowego i elektrolitu (o odpowiednim współczynniku Seebacka) dla nasobnego źródła energii, które będzie przeznaczone do użytku ciągłego w charakterze magazynu energii.

Zadania do wykonania

Studia literaturowe. Wytworzenie materiału elektrodowego i jego charakterystyka elektrochemiczna poprzez wyznaczenie pojemności i  zakresu elektroaktywności. Wytworzenie elektrolitu żelowego i wyznaczenie parametrów elektrochemicznych. Wykonanie obliczeń dotyczących rozmiarów elementów dla urządzenia o zadanej mocy i energii dla nasobnego analizatora biomedycznego. Przygotowanie elektrod na giętkim podłożu przewodzącym. Montaż urządzenia dwu-elektrodowego, testy ładowania i rozładowania. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. B.E. Conway, Electrochemical Supercapacitors, wyd. Springer 2002.
  2. Suk Lae Kim, Henry Taisun Lin, and Choongho Y, Thermally chargeable solid state capacitor, Adv. Energy Mater., 2016, 6, 1600546, https://doi.org/10.1002/aenm.201600546
  3. Xinyu Yang et al., High-Performance Ionic Thermoelectric Supercapacitor for Integrated Energy Conversion-Storage Energy Environ. Mater., 2021, 0,  1–8, doi:10.1002/eem2.12220
  4. Ghorbani Mina et al., Flexible freestanding sandwich type ZnO/rGO/ZnO electrode for wearable supercapacitor, Applied Surface Science , 2017, 419, 277-285,  doi: 10.1016/j.apsusc.2017.05.060

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)

Częściowy (75%) zbiór wyników pomiarowych.

Liczba wykonawców

1

Uwagi

-

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Synteza i badanie właściwości hydrożeli polimerowych jako nośników substancji biologicznie czynnych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Synthesis and properties of polymer-based hydrogels as carriers of biologically active substances 

Opiekun pracy

dr hab. inż. Lidia Jasińska-Walc, prof. uczelni

Konsultant pracy

dr hab. inż. Ewa Wagner-Wysiecka, prof. uczelni

Cel pracy

Celem pracy jest synteza hydrożeli polimerowych i próba wykorzystania otrzymanych produktów jako systemu kontrolowanego uwalniania związków biologicznie czynnych. Praca obejmuje badania struktury chemicznej hydrożeli, analizę właściwości fizykochemicznych i reologicznych produktów. Ważnym aspektem jest zbadanie akumulacji i procesu uwalniania wybranego leku bądź substancji łagodzącej z matrycy polimerowej.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd literatury dotyczącej tematyki pracy
  2. Synteza hydrożeli polimerowych
  3. Badania struktury chemicznej hydrożeli i właściwości reologicznych
  4. Badania stopnia spęcznienia hydrożeli
  5. Badania kinetyki uwalniania substancji biologicznie czynnej
  6. Sformułowanie wniosków końcowych

Źródła
  1. Cao, H.; Duan, L.; Zhang, Y.; Cao, J. Zhang, K. Current hydrogel advances in physicochemical and biological response-driven biomedical application diversity. Signal Transduction and Targeted Therapy. Nature 2021, 426, 1.
  2. Caliari, S. R.; Burdick, J. A. A practical guide to hydrogels for cell culture. Nature Methods 2016, 13, 405.
  3. Li, J.; Mooney, D. J. Designing hydrogels for controlled drug delivery. Nature Reviews Materials 2016, 1, 16071.
  4. Zhang, X. et al. Physically and chemically dual-crosslinked hydrogels with superior mechanical properties and self-healing behavior. New Journal of Chemistry 2020, 44, 9903.
  5. Sontyana, A. G.; Mathew, A. P.; Cho, K. H.; Uthaman, S.; Park, I. K. Biopolymeric in situ hydrogels for tissue engineering and bioimaging applications. Tissue Engineering and Regenerative Medicine 2018, 15, 575.

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)

Studentka/Student zapozna się z nowymi technikami syntezy hydrożeli polimerowych. Studentka/Student pozna metody instrumentalne analizy struktury chemicznej hydrożeli. Studentka/Student pozna techniki badań właściwości fizykochemicznych i reologicznych materiałów polimerowych.

Liczba wykonawców

1

Uwagi

-

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Synteza anody na bazie cyny jako materiału elektrodowego w bateriach litowo-jonowych do przenośnych pomp insulinowych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Synthesis of tin-based inorganic electrode material for lithium-ion batteries utilized in portable insulin pumps

Opiekun pracy

dr hab. inż. Andrzej Nowak, prof. uczelni

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy jest otrzymanie i charakterystyka nieorganicznego materiału elektrodowego na bazie cyny do baterii litowo-jonowej (LIB). Otrzymany materiał będzie pełnił rolę anody w LIB wykorzystywanych w przenośnych pompach insulinowych. Materiał elektrodowy zostanie przygotowany w formie warstwy o zmiennych proporcjach wagowych materiału aktywnego, dodatku przewodzącego oraz lepiszcza. Analiza uzyskanych wyników  elektrochemicznych pozwoli wytypować materiał o najlepszych parametrach elektrochemicznych w odniesieniu do pojemności właściwej, liczby cykli, stosowanej gęstości prądowej oraz przedziału okna elektrochemicznego.

Zadania do wykonania
  1. Synteza nowego materiału elektrodowego do baterii litowo-jonowych.
  2. Przygotowanie materiału elektrodowego na bazie cyny.
  3. Konstrukcja naczynka pracującego jako półogniwo.
  4. Testy elektrochemiczne otrzymanego materiału elektrodowego w warunkach bezwodnych i beztlenowych.
  5. Interpretacja oraz omówienie uzyskanych wyników.
  6. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. T. Murata et al. J Diabetes Investig., 9 (2018) 903–907.
  2. A.P. Nowak et al. Materials, 14 (2021) 1156.
  3. A. Czerwiński, Akumulatory, baterie, ogniwa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności WKŁ, 1998.
  4. M. Wakihara, O. Yamamoto, Lithium Ion Batteries Fundamentals and Performance, WILEY-VCH, 1998
  5. G. Postoia, Lithium Batteries. New Materials, Developments and Perspectives, Elsevier, 1994

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Synteza nowego materiału elektrodowego na bazie cyny do baterii litowo-jonowej.
  2. Skonstruowanie półogniwa na bazie otrzymanego materiału elektrodowego
  3. Zapoznanie się z metodami elektrochemicznymi służącymi do określenia podstawowych parametrów elektrodowych materiału elektrodowego jak np. pojemność właściwa, stabilność elektrochemiczna.

Liczba wykonawców

2

Podział zadań:

Wykonawca 1: pkt. 1, 2, 5, 6.

Wykonawca 2: pkt. 3, 4, 5, 6.

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Kompozyty bakteryjnej celulozy o aktywności

przeciwdrobnoustrojowej w zastosowaniach biomedycznych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Bacterial cellulose composites with antimicrobial activity in biomedical applications

Opiekun pracy

dr hab. inż. Hanna Staroszczyk, prof. uczelni

Konsultant pracy

dr inż. Agata Sommer

Cel pracy

Celem pracy jest otrzymanie kompozytów celulozy bakteryjnej o aktywności przeciwdrobnoustrojowej 

Zadania do wykonania

Wykonawca 1:

  1. Otrzymanie bakteryjnej celulozy w stacjonarnej hodowli mikrobiologicznej
  2. Modyfikacja ex-situ bakteryjnej celulozy wybranym związkiem chemicznym, np. laktoferyną
  3. Zbadanie właściwości przeciwdrobnoustrojowych zmodyfikowanej bakteryjnej celulozy
  4. Sformułowanie wniosków końcowych

Wykonawca 2:

  1. Otrzymanie bakteryjnej celulozy w stacjonarnej hodowli mikrobiologicznej
  2. Modyfikacja ex-situ bakteryjnej celulozy wybranym związkiem chemicznym, np. lizostafyną
  3. Zbadanie właściwości przeciwdrobnoustrojowych zmodyfikowanej bakteryjnej
  4. Sformułowanie wniosków końcowych

Źródła
  1. W.K. Czaja, D.J. Young, M. Kawecki, R.M. Brown, The future prospects of microbial cellulose in biomedical applications, Biomacromolecule 8 (2007) 1–12
  2. T. Maneerung, S. Tokura, R. Rujiravanit, Impregnation of silver nanoparticles into bacterial cellulose for antimicrobial wound dressing, Carbohydrate Polymers 72 (2008) 43–51.
  3. J. Luan, J. Wu, Y. Zheng, W. Song, G. Wang, J. Guo, X. Ding, Impregnation of silver sulfadiazine into bacterial cellulose for antimicrobial and biocompatible wound dressing, Biomedical Materials 7 (2012) 065006.
  4. Gama M., Dourado F., Bielecki S. Bacterial NanoCellulose. From Biotechnology to Bio-Economy. Elsevier (2016) ISBN: 978-0-444-63458-0
  5. M. Moniri, A.B. Moghaddam, S. Azizi, R.A. Rahim, S.W. Zuhainis, M. Navaderi, R. Modamad, In vitro molecular study of wound healing using biosynthesized bacteria nanocellulose/silver nanocomposite assisted by bioinformatics databases, International Journal of Nanomedicine 13 (2018) 5097-5112.
  6. J. Ahmed, M. Gultekinoglu, M. Edirisinghe, Bacterial cellulose micro-nano fibres for wound healing applications, Biotechnology Advances 41 (2020) 107549.
  7. L. Zheng, S. Li, J. Luo, X. Wang, Latest advances on bacterial cellulose-based antibacterial materials as wound dressings, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 8 (2020) 593768.
  8. H. Chopra, S. Gandhi, R.K. Gautam, M.A. Kamal, Bacterial nanocellulose based wound dressings: current and future prospects, Current Pharmaceutical Design 28 (2022) 570-580.

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Uzyskanie natywnej celulozy bakteryjnej
  2. Uzyskanie kompozytów celulozy bakteryjnej z laktoferyną oraz lizostafyną

Liczba wykonawców

2

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Metody in vitro oceny profilu uwalniania leków z nanocząstek

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

In vitro methods for evaluating the drug release profile from nanoparticles

Opiekun pracy

dr inż. Agnieszka Potęga

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy będzie porównanie cech, wad i ograniczeń powszechnie stosowanych metod testowania uwalniania leków in vitro dla systemów nanocząstek w oparciu o badania skoniugowanego z nanocząstką związku przeciwnowotworowego.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd aktualnego piśmiennictwa obejmującego tematykę pracy
    i przedstawienie zebranych informacji w postaci spójnej całości, z uwzględnieniem roli nanocząstek w terapii nowotworów.
  2. Porównanie profilu uwalniania potencjalnego leku przeciwnowotworowego (wskazanego przez opiekuna pracy)
    z jego nanokoniugatu dwoma wybranymi metodami.
  3. Opracowanie i dyskusja wyników uzyskanych w trakcie wykonywania pracy doświadczalnej, sformułowanie konstruktywnych wniosków.

Źródła
  1. S. K. Paswan, T. R. Saini, Comparative evaluation of in vitro drug release methods employed for nanoparticle drug release studies, Dissolution Technologies, 2021. dx.doi.org/10.14227/DT280421P30.
  2. S. D’Souza, A review of in vitro drug release test methods for nano-sized dosage forms, Advances in Pharmaceutics, 2014, article ID 304757. https://doi.org/10.1155/2014/304757

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)

Przegląd metod in vitro oceny profilu uwalniania leków z nanocząstek.

Opracowanie procedury badania uwalniania leku przeciwnowotworowego z jego nanokoniugatu.

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Nanorurki TiO2 na podłożu Ti: synteza elektrochemiczna, funkcjonalizacja i potencjalne zastosowanie jako podłoże do implantów kostnych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

TiO2 nanotubes on Ti substrate: electrochemical synthesis, functionalization and potential use as a substrate for bone implants

Opiekun pracy

dr inż. Mariusz Szkoda

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem badań będzie wydajna synteza - metodami elektrochemicznymi - nanoporowatych materiałów na bazie TiO2. Dobór warunków anodyzacji (skład elektrolitu, czas anodyzacji, prąd anodyzacji) ma istotny wpływ na morfologię, co przekłada się bezpośrednio na możliwości wykorzystania tych materiałów w różnych dziedzinach. Charakterystyka morfologii, składu chemicznego wraz z pomiarami zwilżalności, odporności na korozję i biokompatybilności będzie pomocne w ocenie ich potencjału aplikacyjnego w dziedzinie sztucznych implantów. Spodziewanym efektem końcowym będzie materiał charakteryzujący się bardzo dobrą biokompatybilnością oraz osteointegracją.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd najnowszej literatury na temat nanorurek TiO2 jako materiałów do implantów kostnych
  2. Wytypowanie na podstawie literatury i własnych badań najbardziej perspektywicznej syntezy nanorurek TiO2
  3. Charakterystyka otrzymanych materiałów metodami fizyki ciała stałego (SEM, Raman, pomiar zwilżalności)
  4. Badania metodami elektrochemicznymi (badania korozyjne, wyznaczenie elektrochemicznej powierzchni aktywnej)
  5. Opracowanie wyników oraz przygotowanie pracy dyplomowej

Źródła
  1. K. S.Brammer, C. J. Frandsen, S. Jin, TiO2 nanotubes for bone regeneration, Trends in Biotechnology, 2012, 30, 315
  2. J. Park, A. Cimpean, A. Tesler, A. Mazare, Anodic TiO2 Nanotubes: Tailoring Osteoinduction via Drug Delivery, Nanomaterials, 2021, 11, 2359
  3. N. Awad, S. Edwards, Y. Morsi, A review of TiO2 NTs on Ti metal: Electrochemical synthesis, functionalization and potential use as bone implants, Materials Science and Engineering C, 2017, 76, 1401
  4. Z. Xu, X. Jiang, Osteogenic TiO2 composite nano-porous arrays: A favorable platform based on titanium alloys applied in artificial implants, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2022, 640, 128301

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Zoptymalizowany proces otrzymywania nanorurek ditlenku tytanu
  2. Scharakteryzowany materiał metodami fizyki ciała stałego i metodami elektrochemicznymi

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Piezoelektryczny polimerowy implant do rozrusznika serca

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Piezoelectric polymer implant for cardiac pacemaker

Opiekun pracy

dr inż. Mariusz Szkoda

Konsultant pracy

Cel pracy

Głównym celem pracy jest synteza biokompatybilnego i elastycznego piezoelektrycznego nanogeneratora na bazie polimeru do rozrusznika serca. Piezoelektryk będzie składał się z kompozytowych nanowłókien poli(fluorku winylidenu) (PVDF) i hybrydowego nanowypełniacza wykonanego z tlenku cynku (ZnO) i zredukowanego tlenku grafenu (rGO). Kompozytowe nanowłókno zostanie zoptymalizowane pod kątem uzyskania dużej mocy wyjściowej.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd literaturowy na temat nowoczesnych rozruszników serca
  2. Synteza polimerowego piezoelektrycznego nanogeneratora
  3. Charakterystyk otrzymanego urządzenia metodami fizyki ciała stałego oraz metodami elektrochemicznymi (wyznaczenie gęstości mocy i gęstości energii)
  4. Opracowanie wyników oraz sporządzenie pracy dyplomowej

Źródła
  1. S. Azimi i in. Self-powered cardiac pacemaker by piezoelectric polymer nanogenerator implant, Nano Energy, 2021, 83, 105781
  2. H. Ryu i in. Self-rechargeable cardiac pacemaker system with triboelectric nanogenerators, Nature Communications, 2021, 12, 4374
  3. S. Gururaj i in. Self-Powered Cardiac Pacemaker: The Viability of a Piezoelectric Energy Harvester, IEEE Xplore, 2020, DOI: 10.1109/COMSNETS48256.2020.9027333

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Zsyntezowany piezoelektryczny nanogenerator
  2. Scharakteryzowany materiał metodami fizyki ciała stałego i metodami elektrochemicznymi

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Opracowanie metody otrzymywania nasobnego czujnika elektrochemicznego na bazie polimeru przewodzącego

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Development of a method for obtaining a wearable electrochemical sensor based on a conductive polymer

Opiekun pracy

dr inż. Konrad Trzciński

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy jest opracowanie procedur pozwalających na otrzymanie miniaturowego czujnika elektrochemicznego (amperometrycznego), w którym matrycą aktywnego materiału elektrodowego będzie polimer przewodzący. Kompletny układ czujnikowy docelowo będzie otrzymany na elastycznym, przylepnym tworzywie, a całość potencjalnie może znaleźć zastosowanie jako czujnik naskórny. 

Zadania do wykonania
  1. Opracowanie metody otrzymywania polimeru przewodzącego:

a) w postaci warstwy, która później będzie przeniesiona na elastyczne tworzywo

b) bezpośrednio na tworzywie (wcześniej zostanie napylona cienka, metaliczna warstwa)

  1. Opracowanie metod wprowadzania do matrycy polimerowej materiału aktywnego
  2. Zbadanie możliwości wykorzystania materiału elektrodowego do analizy wybranego analitu (w konwencjonalnym układzie trójelektrodowym z celką elektrochemiczną oraz elektrolitem)
  3. Próby przeprowadzenia oznaczania analitu z wykorzystaniem przygotowanego układu czujnikowego
  4. Podsumowanie wyników eksperymentów oraz sformułowanie wniosków końcowych

Źródła
  1. I. Gualadni, M. Tessarolo, F. Mariani, L. Possanzini, E. Scavetta, B. Fraboni, Textile Chemical Sensors Based on Conductive Polymers for the Analysis of Sweat, Polymers, 13 (2021) 894.
  2. C.S. Kushwaha, P. Singh, S.K. Shukla, M.M. Checimi, Advances in conducting polymer nanocomposite based chemical sensors: An overview, Materials Science and Engineering: B, 284 (2022) 115856.
  3. Z. Xu, J. Song, B. Lie, S. Lv, F. Gao, X. Luo, P. Wang, A conducting polymer PEDOT:PSS hydrogel based wearable sensor for accurate uric acid detection in human sweat, Sensors and Actuators B: Chemical, 348 (2021) 130674.

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Zaznajomienie się studenta z obsługą potencjostatów
  2. Umiejętność przygotowania celki elektrochemicznej i przeprowadzenia pomiarów z wykorzystaniem chronowoltamperometrii, chronoamperometrii oraz chronopotencjometrii.
  3. Opracowanie procedur elektropolimeryzacji

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Układy metaloorganiczne i ich pochodne jako materiały sorpcyjne i katalityczne do usuwania zagrażających zdrowiu barwników i ksenoestrogenów z roztworów wodnych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Metal-organic frameworks and their derivatives as sorption and catalytic materials for removing health-threatening dyes and xenoestrogens from aqueous solutions

Opiekun pracy

dr inż. Natalia Łukasik

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy będzie zbadanie zdolności sorpcyjnych i aktywności katalitycznej układów metaloorganicznych i ich pochodnych otrzymanych w zespole. Materiały, zawierające kationy metali przejściowych, zostaną zbadane pod kątem możliwości usuwania barwników i ksenoestrogenów na drodze sorpcji i/lub degradacji.

Zadania do wykonania
  1. Ocena efektywności usuwania zanieczyszczeń z roztworów wodnych. Określenie kinetyki procesów, wpływu masy materiału sorpcyjnego i pH roztworu na efektywność sorpcji i degradacji.
  2. Analiza mechanizmu usuwania zanieczyszczeń przy wykorzystaniu układów metaloorganicznych i ich pochodnych.
  3. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. A. F. de Farias Monteiro, S. L. da Silva Ribeiro, T. I. Silva Santos, J. D. da Silva Fonseca, N. Łukasik, J. Kulesza, B. Silva Barros, Micropor. Mesopor. Mat. 337, 111938, 2022.
  2. D. Roy, S. Neogi, S. De, Chem. Eng. J. 428, 131028, 2022.
  3. Z. Guan, S. Zhu, S. Ding, D. Xia, D. Li, Chemosphere 299, 134481, 2022.

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Przegląd literaturowy na temat wykorzystania układów metaloorganicznych w usuwaniu zanieczyszczeń z roztworów wodnych – nabycie umiejętności korzystania z baz danych.
  2. Określenie zdolności usuwania wybranych barwników i ksenoestrogenów przez układy metaloorganiczne i ich pochodne.
  3. Określenie wpływu warunków procesu na efektywność usuwania zanieczyszczeń.
  4. Zbadanie kinetyki procesu.

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Wytwarzanie filtrów aktywnych zawierających układy metaloorganiczne o działaniu przeciwdrobnoustrojowym

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

The production of active filters containing metal-organic frameworks with antimicrobial activity

Opiekun pracy

dr inż. Natalia Łukasik

Konsultant pracy

dr inż. Kamila Rząd

Cel pracy

Celem pracy będzie otrzymanie filtrów aktywnych na drodze impregnacji układów metaloorganicznych na włóknach naturalnych i syntetycznych wykorzystywanych do otrzymywania masek ochronnych.

Zadania do wykonania
  1. Opracowanie efektywnej metody impregnacji układu metaloorganicznego na włóknach, m.in. celulozowych.
  2. Scharakteryzowanie otrzymanych materiałów za pomocą m.in. spektroskopii w zakresie średniej podczerwieni.
  3. Zbadanie właściwości przeciwbakteryjnych otrzymanych materiałów.
  4. Sformułowanie wniosków końcowych.

Źródła
  1. I. Abánades Lázaro, R.S. Forgan, Coord. Chem. Rev. 380, 2019, 230.
  2. S. Dhaka, R. Kumar, A. Deep, M.B. Kurade, S.-W. Ji, B.-H. Jeon, Coord. Chem. Rev. 380, 2019, 330.
  3. X. Li, L. Zhang, Z. Yang, P. Wang, Y. Yan, J. Ran, Sep. Purif. Technol. 235, 2020, 116213.

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Przegląd literaturowy na temat syntezy i właściwości przeciwbakteryjnych układów metaloorganicznych – nabycie umiejętności korzystania z baz danych.
  2. Otrzymanie materiałów bawełnianych impregnowanych związkami metaloorganicznymi.
  3. Rejestracja widm w podczerwieni techniką ATR.
  4. Przeprowadzenie badań  biologicznych otrzymanych materiałów – określenie właściwości bakteriobójczych i bakteriostatycznych.

Liczba wykonawców

1

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Badanie metod unieruchamiania chromojonoforów w matrycach polimerowych pod kątem uzyskania trwałych optod do pomiarów stężenia jonów metali w próbkach biologicznych

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Studies of immobilization methods of chromoionophores in polymeric matrix for optodes applied in measurements of metal ions concentration in biological samples

Opiekun pracy

dr inż. Radosław Pomećko, prof. uczelni

Konsultant pracy

dr hab. inż. Ewa Wagner-Wysiecka, prof. uczelni

Cel pracy

Opracowanie metody przygotowania warstw receptorowych w matrycach polimerowych pozwalającej na uzyskane trwałego materiału czujnikowego dedykowanego oznaczaniu stężenia jonów metali w próbkach biologicznych.

Zadania do wykonania
  1. Przegląd literatury dotyczącej budowy i działania optod

oraz składu jonowego wybranych płynów fizjologicznych.

  1. Scharakteryzowanie fizykochemicznych właściwości chromojonoforu i dobór matryc polimerowych.
  2. Unieruchamianie chromojonoforu w matrycach.
  3. Wyznaczenie parametrów mierniczych warstw receptorowych (czułość, zakres liniowy) Zaprojektowanie i wykonanie roztworów kondycjonujących i kalibracyjnych.
  4. Badanie trwałości uzyskanych materiałów.
  5. Zastosowanie opracowanych materiałów jako optod do pomiaru aktywności jonów w próbkach symulowanych  płynów fizjologicznych.
  6. Sformułowanie wniosków końcowych

Źródła
  1. I.I. Ebralidze, N. O. Laschuk, J. Poisson, O. V. Zenkina: Colorimetric Sensors and Sensor Arrays w: O. V. Zenkina (ed.): Nanomaterials Design for Sensing Applications, Elsevier 1-39, 2019.
  2. R. Pratiwi, S. E. Suherman, R. A. L. Poongan, M. Mutakin, A. N. Hasanah: Design of Optical Sensor Membrane Based on Polymer Poly(methyl methacrylate) for Paracetamol Detection in Traditional Herbal Medicine, International Journal of Analytical Chemistry, 2018, 8918329, 2018.
  3. C. McDonagh, C. S. Burke, B. D. MacCraith: Optical Chemical Sensors, Chem. Rev., 108, 400−422, 2008
  4. X. Du, X. Xie: Ion-Selective optodes: Alternative Approaches for Simplified Fabrication and Signaling, Sens. Actuat. Chem. B, 355, 2021, 129368

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)

Zestaw wstępnie scharakteryzowanych materiałów polimerowych - warstw receptorowych czujników optycznych - impregnowanych chromojonoforem.

Liczba wykonawców

2

Wykonawcy 1 oraz 2 wykonają zadania 1-6  z zastosowaniem różnych materiałów, w tym chromojonoforów oraz matryc .

Uwagi

Dostępna literatura głównie w języku angielskim

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. pol.)

Acykliczne bisazowe pochodne p-alkilofenoli jako chromojonofory w warstwach receptorowych czujników optycznych czułych na obecność biojonów

Temat projektu/pracy dyplomowej
inżynierskiej (jęz. ang.)

Acyclic bisazo derivatives of p-alkylphenols as chromoionophores in receptor layers of bioion-sensitive optical sensors

Opiekun pracy

dr hab. inż. Ewa Wagner-Wysiecka, prof. uczelni

Konsultant pracy

Cel pracy

Celem pracy jest zbadanie powinowactwa acyklicznych pochodnych bisazowych z resztą p-alkilofenolu do biojonów. Przeprowadzone prace pozwolą na określenie możliwości zastosowania tych związków jako chromojonoforów w warstwach receptorowych czujników optycznych do celów analityki medycznej. 

Zadania do wykonania
  1. Przygotowanie przeglądu literaturowego związanego z tematyką realizowanej pracy (w tym m.in. chromojonofory, czujniki optyczne w diagnostyce medycznej)
  2. Zbadanie właściwości kompleksujących acyklicznych pochodnych bisazowych p-alkilofenoli w roztworze, np. DMSO-woda (próby jakościowe)
  3. Podjęcie prób otrzymania warstw receptorowych czujników optycznych - optod
  4. Analiza uzyskanych wyników
  5. Sformułowanie wniosków końcowych

Źródła
  1. P. Yadav, L. Yadav, et.al: Upsurgence of smartphone as an economical, portable, and consumer-friendly analytical device/interface platform for digital sensing of hazardous environmental ions, Trends Environ. Anal. Chem., 36, 2022, e00177
  2. D. Paderni, E. Macedi, et.al: Selective Detection of Mg2+ for Sensing Applications in Drinking Water, Eur. J. Chem., 28 (49), 2022, e202201062
  3. X. Du, X. Xie: Ion-Selective optodes: Alternative Approaches for Simplified Fabrication and Signaling, Sens. Actuat. Chem. B, 355, 2021, 129368
  4. D. B. Lookadoo, J. E. Schonhorn, et.al: Paper-Based Optode Devices (PODs) for Selective Quantification of Potassium in Biological Fluids, Anal. Chem., 93 (27), 2021, 9383-9389
  5. R. Yan, X. Luo, et.al: Biodegradable Ion-Selective Nanosensors with p-diethylaminophenol Functionalized Rhodamine as Chromoionophore for Metal Ions Measurements, Sens. Actuat. Chem. B, 336, 2021, 129672
  6. E. Wagner-Wysiecka, A. Skwierawska, et.al: New Class of Chromogenic Proton-Dissociable Azocrown Reagents for Alkali Metal Ions, J. Supramol. Chem., 1(2), 2001, 77-85

Efekt praktycznych prac na

zakończenie semestru 6

(do ostatniego dnia zajęć)
  1. Przegląd literatury
  2. Określenie selektywności odpowiedzi na obecność biojonów w roztworze, w tym w symulowanym płynie ustrojowym
  3. Wybór materiałów (podłoże, plastyfikator) do przygotowania pilotażowych warstw receptorowych

Liczba wykonawców

2

Wykonawca 1 realizuje zadania 1-6 dla pochodnej p-metylofenolu

Wykonawca 2 realizuje zadania 1-6 dla pochodnej p-tert-butylofenolu

Uwagi