Wykaz Projektów
Streszczenie

Ocena wpływu cząstek nanostrukturalnych na reologię powierzchni modelowych błon biologicznych

Kierownik projektu: dr inż. Dorota Kondej

Streszczenie projektu:

Celem projektu było przeprowadzenie oceny wpływu cząstek nanostrukturalnych występujących w środowisku pracy na właściwości reologiczne modelowych błon biologicznych.

W badaniach stosowano nanorurki węglowe, które stanowią ważną grupę nanomateriałów i ze względu na swoje właściwości mają duży potencjał zastosowań. Wytypowane cząstki były zróżnicowane pod względem kształtu (nanorurki w postaci nanowłókien, nanorurki w postaci nanorożków), budowy (nanorurki jednościenne, nanorurki wielościenne), wymiarów (średnica zewnętrzna w skali nano oraz długość rzędu kilkudziesięciu nanometrów, kilku mikrometrów lub kilkudziesięciu mikrometrów), modyfikacji powierzchni.

Podstawą do przeprowadzenia oceny była analiza wyników uzyskanych z zastosowaniem metody wagi Langmuira-Wilhelmy’ego oraz metody wiszącej kropli i odniesienie parametrów charakteryzujących stan membrany jedno- i wieloskładnikowej wyznaczonych w obecności badanych nanorurek węglowych do odpowiednich parametrów określonych w warunkach kontrolnych (bez udziału tych cząstek). Analizie poddano:

- przebiegi izoterm kompresji i krzywych ściśliwości monowarstwy fosfolipidowej wyznaczonych przy różnych stężeniach nanocząstek w odniesieniu do przebiegu tych krzywych wyznaczonych w warunkach kontrolnych (bez dodatku badanych cząstek)

- organizację cząsteczek w stanie gazowym (G), stanie cieczy rozprężonej (LE), stanie pośrednim (I) oraz stanie cieczy skondensowanej (LC) w odniesieniu do pola powierzchni przypadającego na jedną cząsteczkę DPPC podczas kompresji monowarstwy fosfolipidowej prowadzonej w różnych warunkach pomiarowych

- charakter zmian wartości kąta przesunięcia fazowego, sprężystości powierzchniowej i lepkości powierzchniowej wieloskładnikowej membrany biomimetycznej, odpowiadającej składem naturalnej błonie występującej w części pęcherzykowej układu oddechowego człowieka, które wyznaczano przy zadanych częstotliwościach oscylacji powierzchni kropli utworzonej z zawiesin badanych cząstek o różnych stężeniach.

Stwierdzono, że badane nanorurki węglowe powodują zmianę właściwości reologicznych monowarstwy fosfolipidowej i wpływają na sposób organizacji cząsteczek na powierzchni międzyfazowej. Intensywność tych zmian zależy od rozwinięcia powierzchni właściwej nanorurek i nasila się wraz ze wzrostem stężenia cząstek nanostrukturalnych w fazie ciekłej. Nanorurki węglowe wpływają na dynamikę zmian napięcia powierzchniowego i parametry reologiczne obszaru powierzchniowego ciecz–powietrze. Zwiększenie stężenia nanorurek węglowych powoduje wzrost wartości sprężystości  powierzchniowej. Nanorurki węglowe powodują zmianę lepkości powierzchniowej. Zwiększenie tempa deformacji dylatacyjnej powoduje wzrost wartości sprężystości powierzchniowej i zmniejszenie lepkości powierzchniowej. Zarówno zwiększenie stężenia nanorurek węglowych, jak i zwiększenie częstotliwości oscylacji powierzchni skutkuje zmniejszeniem wartości kąta przesunięcia fazowego. Zmiana wartości parametrów reologicznych świadczy o zaburzeniu właściwości lepkosprężystych modelowych błon biologicznych w obecności badanych cząstek nanostrukturalnych.

Wpływ stężenia badanych nanorurek węglowych na sprężystość powierzchniową wieloskładnikowej membrany biomimetycznej

Projekt  II.N.10. Wpływ stężenia badanych nanorurek węglowych na sprężystość powierzchniową wieloskładnikowej membrany biomimetycznej, odpowiadającej składem naturalnej błonie występującej w części pęcherzykowej układu oddechowego człowieka, przy oscylacji 0,25 Hz      

W ramach realizacji projektu opracowano materiały informacyjne nt. zagrożeń stwarzanych przez cząstki nanostrukturalne występujące w środowisku pracy do umieszczenia w serwisie internetowym CIOP-PIB w bazie wiedzy CHEMPYŁ oraz zalecenia dotyczące ograniczania narażenia na działanie cząstek nanostrukturalnych, które wydano drukiem w postaci broszury w nakładzie 200 egz. Projekty materiałów informacyjnych i zaleceń zostały zweryfikowane na seminarium, w którym wzięło udział 35 osób, w tym właściciele firm (6%), przedstawiciele kadry kierowniczej (31%) oraz  pracownicy (63%).

Wyniki projektu przedstawiono w 1 publikacji w czasopiśmie o zasięgu międzynarodowym, 2 publikacjach w czasopismach o zasięgu krajowym i 1 publikacji przygotowanej do czasopisma o zasięgu międzynarodowym, zaprezentowano na posterach na 2 konferencjach międzynarodowych i 4 konferencjach krajowych oraz w referacie na 1 seminarium.



Jednostka: Pracownia Zagrożeń Chemicznych

Okres realizacji: 01.01.2017 – 31.12.2019