[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 1780
  • Item
    Ligniinin käyttö tekstiileissä funktionaalisten ominaisuuksien parantamiseksi
    (2024-02-28) Brax, Virva; Lehtonen, Janika; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
    Ligniini on kasvien soluseinissä esiintyvä amorfinen biopolymeeri, joka antaa kasveille mekaanista lujuutta ja suojaa patogeenejä vastaan. Ligniinin monimutkainen rakenne, joka koostuu kolmesta päämonomeerista ja useista sidostyypeistä, tekee siitä epäsäännöllisen, ristiin silloittuneen ja haaroittuneen polymeerin. Suurin osa teknisistä ligniineistä, kuten Kraft-ligniini ja lignosulfonaatit, saadaan sellunvalmistuksen sivutuotteina ja niiden ominaisuudet vaihtelevat erotusmenetelmän mukaan. Tekstiiliteollisuudessa ligniiniä voidaan hyödyntää tekstiilien ominaisuuksien parantamiseen. Ligniini voidaan saada osaksi tekstiiliä sekoittamalla se kuitumateriaaliin tai käyttämällä sitä pinnoitteena. Uudet teknologiat ja menetelmät, kuten Ioncell-F, mahdollistavat ligniinipitoisten tekstiilikuitujen valmistuksen. Ligniinistä voidaan jatkojalostaa nanoligniiniä, jota käytetään esimerkiksi biohajoavien komposiittimateriaalien ja funktionaalisten tekstiilipinnoitteiden valmistuksessa. Nanoligniiniä voidaan valmistaa eri menetelmillä, kuten ultraäänikäsittelyllä tai mikrobiaalisilla prosesseilla. Ligniinin lisääminen tekstiileihin voi tehostaa niiden funktionaalisuutta monipuolisesti. Ligniinin rakenteelliset ja kemialliset ominaisuudet tekevät siitä potentiaalisen raaka-aineen tekstiilien toiminnallisuuden kehittämiseen uusiutuvalla ja kestävällä tavalla. Ligniinin sisällyttäminen tekstiiliin voi parantaa tekstiilin UV-suojaa, antibakteriaalisia ominaisuuksia ja palonkestävyyttä. Ligniinipitoisten tekstiilien osoittama UV-suoja perustuu ligniinin rakenteessa esiintyvien funktionaalisten ryhmien ja kromoforien absorboida UV-säteilyä. Antibakteriaalisissa tekstiilisovelluksissa ligniinin polyfenoliset ryhmät vaurioittavat bakteerien soluseiniä, estäen niiden kasvun ja leviämisen tekstiilipinnoilla. Ligniinin aromaattinen rakenne tuottaa hiiltä hajotessaan, mikä parantaa tekstiilien palonkestävyyttä. Ligniinin käyttöä tekstiileissä on tutkittu myös sen antistaattisten ominaisuuksien, värjäysominaisuuksien ja mekaanista kestävyyttä parantavien vaikutusten näkökulmasta.
  • Item
    Virtausakkujen vaihtoehtoiset materiaalit ja tulevaisuus
    (2024-01-17) Pyymäki, Iida; Laasonen, Kari; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
    Tässä tutkielmassa tutkittiin orgaanisia ja organometallisia materiaaleja vanadiinin korvaajina virtausakuissa. Vanadiini on kallis ja uusiutumaton materiaali, minkä vuoksi sille on perusteltua etsiä korvaavia vaihtoehtoja. Lisäksi virtausakkujen tulevaisuutta pohdittiin kannattavuuslaskelman avulla. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena. Tutkielmassa havaittiin, että virtausakut voivat olla taloudellisesti kannattavia, mutta kannattavuus riippuu paljon virtausakun kustannuksesta. Vaihtoehtoisten virtausakkumateriaalien etuihin kuuluvat suhteellisen alhaiset kustannukset sekä hyvä saatavuus. Näiden akkumateriaalien suurimpina haasteina ovat kemiallinen epästabiilius sekä lataus–purku-syklien alhainen määrä.
  • Item
    Biofluids repellent superhydrophobic surfaces
    (2023-09-10) Iduozee, Imose; Mohammad, Awashra; Kemiantekniikan korkeakoulu; Nieminen, Minna-Hanna
  • Item
    Comparative Analysis of Optogenetic and Conventional Means for Controlling Cell Metabolism
    (2024-02-16) Virtala, Alexandra; Kakko, Natalia; Kemiantekniikan korkeakoulu; Hiltunen, Eero
    Microorganisms are commonly used as cell factories, but the production competes for resources with cell growth. To improve yields, it is possible to separate different phases for growth and production. One method for this has been using inducible promoters, but recently optogenetics has emerged to offer a more defined solution for the issue of cell factory efficiency. Inducible promoters are areas of DNA in the cell’s genome, to which the inducer molecules bind to, activating or repressing gene expression. Issues with inducible promoters include their price, possible toxicity and the relatively long half-lives of inducers compared to optogenetic approaches. Optogenetics uses light to induce gene expression. An opsin is a light-sensitive protein, that can be inserted to a cell’s genome with a vector to make the cell respond to a specific wavelength of light. Most opsins contain a molecular group, a chromophore, which is responsible for light-absorption and functions as a cofactor in reactions induced by light. Optogenetics offers a fast, cheap, highly tuneable and non-invasive strategy to control cell metabolism. Its challenges include phototoxicity, issues in cofactor availability and industrial scalability. This thesis was done as a literature review that compared inducible promoters and optogenetic methods as means to control cell metabolism, from the point of view of cell factories. Both methods were introduced and and their advantages and disadvantages were compared. The model organism used was Saccharomyces cerevisiae, due to its simple genome and fast reproductive cycle. Both inducible promoters and optogenetic approaches have shown abilities to improve production in literature, but there is very little research comparing the two approaches together. Implementing the use of optogenetic switches to industrial scale bioreactors presents a formidable challenge, and thus further studies are necessary to ensure the sufficient superiority of optogenetics over existing methods. This could be achieved through comparative studies, evaluating the production of a specific substance produced in similarly cultivated yeast cells using both optogenetic and chemically inducible strategies.
  • Item
    Piikiekkojen loppupesun prosessit
    (2023-12-13) Kujanpää, Hanna; Franssila, Sami; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Hopean ainetase kuparin puhdistuselektrolyysissä
    (2023-12-10) Nenonen, Samuli; Aromaa, Jari; Kemiantekniikan korkeakoulu; Aromaa, Jari
    Kuparin valmistuksen viimeinen vaihe, puhdistuselektrolyysi, mahdollistaa kuparin erittäin korkean puhtauden. Tässä vaiheessa kuparista erottuu viimeisetkin epäpuhtaudet, kuten jalometallit. Jalometalleista tärkein on hopea, joka muodostaa tärkeän sivutuotteen kuparin valmistusprosessissa. Ennen elektrolyysiä hopea sijaitsee kuparianodissa kuparimatriisissa, josta elektrolyysin aikana kuparimatriisi liukenee elektrolyyttiin hopea mukanaan. Hopean liuetessa elektrolyyttiin hopea pystyy muodostamaan useita erilaisia faaseja. Esimerkiksi hopea voi saostua anodiliejuun kiinteäksi hopeaksi, reagoida kupari-seleeniyhdisteiden kanssa tai saostua kompleksisiin oksideihin. Hopea päätyy myös pieninä määrinä katodille ja hopeaioneina elektrolyyttiin. Hopean sijoittumiseen ja sen muodostamiin yhdisteisiin vaikuttavat anodin koostumus ja elektrolyysin ominaisuudet, kuten lämpötila tai virrantiheys. Anodin koostumuksesta tärkein on anodin Ag/Se -suhde, jonka avulla voidaan ennustaa muodostuvia hopeayhdisteitä. Hopean käsittely anodiliejusta on tärkeä osa hopean talteenottoa elektrolyysistä. Elektrolyysistä saatava anodiliejua käsitellään pääosin kolmella eri tavalla: pyrometallurgisesti, hydrometallurgisesti tai molempia yhdistelemällä, joilla kaikilla on omat edut ja hopean saanto.
  • Item
    Increased aldehyde content in cellulose through electro-mediated oxidation
    (2023-12-10) Helle, Ville; Yousefi, Neptun; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
    To date, traditional cellulosic materials remain valuable resources for various applications. Unfortunately, traditional cellulosic materials often fall short of meeting the increasing performance demands of modern engineering applications, necessitating chemical modification of cellulose. Cellulose nanocrystals, produced through cellulose hydrolysis, exhibit remarkable properties such as high surface area, tensile strength, and stiff-ness. Cellulose nanocrystals have numerous applications in medicine, food industry, electronics, and various other fields. Notably, the high surface area of cellulose nanocrystals provides accessible hydroxyl groups, which can be chemically modified into reactive aldehyde groups, accelerating the development of cellulose nanocrystal-based products. This bachelor’s thesis aimed to increase aldehyde content in cellulose nanocrystals through electro-mediated TEMPO-oxidation without unsustainable primary oxidants. To prevent overoxidation of aldehydes into carboxyl groups, cellulose nanocrystals from bacterial cellulose were oxidised in three different organic solutions. Oxidation in a solution comprising isopropanol and tetrabutylammonium chloride produced on average the highest aldehyde- and lowest carboxyl contents of 0.075 mmol/g and 0.035 mmol/g, respectively. Although aldehyde content produced was modest when compared to methods based on aquatic solutions (0.17–0.38 mmol/g), increasing aldehyde content without significant production of carboxyl groups, or the use of unsustainable primary oxidants, was demonstrated.
  • Item
    Microwave synthesis of silver nanowires
    (2023-01-05) Riikonen, Oskar; Basarir, Fevzihan; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Synteettisesti valmistettujen aktiivisten kolloidien liikkumismenetelmät
    (2023-12-21) Haavisto, Aapo; Sammalkorpi, Maria; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Koneoppiminen kemiassa
    (2024-01-29) Mäki, Timo; Laasonen, Kari; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
    Työ on kirjallisuuskatsaus koneoppimisen käyttämisestä kemiassa. Työssä avataan ensin lyhyesti koneoppimista yleensä, ja sen jälkeen käsitellään mitä erilaisuuksia ja haasteita koneoppimiselle on kemiassa. Tämän jälkeen käsitellään tarkimmin koneoppimista lääketieteessä ja heterogeenissä katalyyteissä, joihin molempiin kuuluu esimerkki tutkimuksesta, jossa käytettiin hyväksi koneoppimista. Tärkeimpänä havainto tuli datan tärkeys koneoppimisessa ja haasteet siitä, miten sitä kerätään kemiassa.
  • Item
    The possibilities of laser marking as a substitute for printing and sticker markings used on plastic products
    (2024-01-16) Saikkonen, Aino; Lipponen, Sami; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
    Plastic is a very widely used material in the world. To promote sustainable development, efficient recycling of plastics is important due to the large production volume. Stickers and ink labelings are widely used for the packaging of plastic products, making the recycling difficult or even impossible. The aim of this thesis is to investigate the quality of laser marking in various plastic specimens. The recyclability of plastic products can be improved by replacing the old labeling styles with laser marking, which does not require the use of additives because the laser beam interacts directly with the plastic surface in question. In addition to developing recyclability, laser marking can be used to promote the tracking of product supply chains, when a Data Matrix or a QR code can be added to the surface of the product to provide information about the life cycle and content of the product. The thesis considers the basic properties of laser marked plastic products, laser marking technology and discusses about the factors affecting the quality of the formed marking. The studied specimens have been laser marked with equal parameters, after which the achieved marking quality has been examined and compared among other specimens. This thesis focuses on the project called Zero ink, which is part of the SPIRIT program and has been made in cooperation with Borealis Polymers Oy and Cajo Technologies Oy. Conclusions about the factors and characteristics of the specimens, affecting the quality of the formed marking were made based on the obtained laser marking results and the background information in the literature. The greatest influence on the quality of laser marking were identified as the colorants of the specimen, its mechanical and thermal properties, and the used processing method. Due to the limited number of specimens, final conclusions cannot be drawn based on this thesis, but the results can be considered as guidelines for the next phase of this project.
  • Item
    Plasmakasvatetun fluoropolymeerin ominaisuudet
    (2024-01-15) Hanninen, Helmi; Franssila, Sami; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
    Vettä hylkiviä pinnoitteita on tutkittu laajalti erilaisissa sovelluksissa eri tieteenaloilla. Hydrofobiset pinnoitteet voivat suojata laitteita veden lisäksi lialta, jäältä ja korroosiolta. Pinta voidaan luokitella superhydrofobiseksi, kun pisaran kontaktikulma pinnalla on yli 150°. Superhydrofobisia pintoja tavataan luonnossa muun muassa lootuskasveilla. Tässä kandidaatintyössä tutkittiin plasmakasvatetun polytetrafluorieteeniä muistuttavan fluoropolymeerin hydrofobisia ja optisia ominaisuuksia sekä selvitettiin, miten kasvatusaika vaikuttaa sen ominaisuuksiin. Työ sisältää kirjallisuuskatsauksen aikaisempiin tutkimuksiin polytetrafluorieteenistä ja plasmakasvatetuista fluoropolymeereistä sekä kokeellisen osuuden. Kokeellisessa osuudessa piikiekon pinnalle kasvatettiin fluoropolymeeriä, jonka hydrofobisuutta ja paksuutta mitattiin. Oktafluorisyklobutaaniplasmasta muodostetut fluoropolymeerit olivat hydrofobisia yli 120° etenevillä kontaktikulmilla. Substraattiin oli kuitenkin jäänyt kohtia, joihin fluoropolymeeriä ei ollut muodostunut laisinkaan. Tämän seurauksena vetäytyvät kontaktikulmat olivat pieniä (<80°) ja kontaktikulmahystereesit olivat suuria, noin 50°. Kirjallisuuskatsauksen perusteella plasmakasvatettuja superhydrofobisia fluoropolymeeripinnoitteita on valmistettu onnistuneesti pidemmillä kasvatusajoilla. Polytetrafluorieteeniä muistuttavien fluoropolymeerien optiset ominaisuudet ovat kirjallisuuskatsauksen perusteella soveltuvia esimerkiksi läpinäkyvyyttä tai heijastamattomuutta vaativiin sovelluksiin.
  • Item
    Exploring antibody fragments as carriers in targeted photodynamic therapy
    (2023-12-12) Mäkelä, Linnea; George, Lijo; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Framtida tillämpningar av biomaterial
    (2023-12-20) Eklund, Vera; Henn, Karl Alexander; Kemiantekniikan korkeakoulu; Hiltunen, Eero
  • Item
    Delignified Wood - Applications and Environmental Impact
    (2023-10-06) Hirvenoja, Viti; Rautkari, Lauri; Kemiantekniikan korkeakoulu; Hummel, Michael
  • Item
    Nikkelilateriittimalmien hydrometallurgisten erotusprosessien ympäristövaikutukset
    (2023-12-14) Nikula, Lauri; Rinne, Marja; Kemiantekniikan korkeakoulu; Aromaa, Jari
  • Item
    Pehmeiden itsejärjestäytyneiden materiaalien optiset ominaisuudet
    (2024-01-04) Mäenpää, Johanna; Yliniemi, Kirsi; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Methods for molecular docking
    (2023-12-10) Böhm, Aaro; Porri, Linda; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Ferrosähköiset relaksorimateriaalit energian varastoinnissa
    (2023-12-22) Aitio, Anni; Eklund, Kim; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero
  • Item
    Polyamidien kemiallinen kierrätys
    (2023-12-22) Räihä, Venla; Niskanen, Jukka; Kemiantekniikan korkeakoulu; Kontturi, Eero