Proteins have shown interest in research as coating material for usage of non-toxic lubricants such as water. Proteins can also produce functional surfaces that can be active to pH changes or modify the surface contact angle from hydrophobic to hydrophilic or vice versa.
The main objective of this thesis was to study the friction of micropatterned polydimethylsiloxane (PDMS) surface with and without fusion protein (HFBI-RLP-dCBM) coating. In addition, the thesis includes literature study about the basic theory of tribology and used materials.
The experimental section of this work focused on friction testing, but the PDMS surface properties were also studied by means of wetting angle. Quartz crystal microbalance with dissipation was used to observe the self-assembly of the fusion protein on PDMS surface. The friction was tested with pin-on-disk method and lubrication was done with buffer solution at pH 3, 5 and 11.
The fusion protein used in this work clearly shows to decrease friction and modifies surface wettability. Hydrophobic non-micropatterned PDMS surface was turned to hydrophilic with protein coating on its surface. The micropatterned PDMS surfaces did not show as great decrease in contact angle as non-micropatterned surface. The fusion protein was shown to be pH active as pH 5 produced highest friction while pH 11 had lowest. The lubrication with buffer solution did decrease the friction only for non-micropatterned PDMS surface.
Nykyisin materiaalien pinnoittaminen erilaisilla matalakitkaisilla pinnoitteilla on yleistynyt ja proteiinit ovat olleet tutkimuksessa mielenkiinnon kohteena, koska niiden kanssa voidaan käyttää myrkyttömiä voiteluaineita kuten vettä. Muita mielenkiintoisia ominaisuuksia proteiineilla on mahdollisuus muokata pinnan kostutuskulmaa ja proteiinit voivat olla aktiivisia pH:n vaihtelulle.
Tämän työn tarkoituksena oli tutkia mikrokuvioidun polydimetyylisiloksaanipinnan kitkaa ilman ja fuusioproteiini pinnoituksen kanssa. Edeltävän lisäksi työ sisältää kirjallisuustutkimuksen tribologiasta yleisellä tasolla sekä työssä käytetyistä materiaaleista.
Työn kokeellinen osio keskittyi pinnnan kitkan tutkimiseen, mutta pinnan ominaisuuksia testattiin myös kostutuskulman avulla. Proteiinien sitoutumista pinnalle tutkittiin kvartsikristallimikrovaa’an avulla. Kitkatestit tehtiin kuulalla, joka kiersi kiekon päällä voiteluaineen pH arvoissa 3, 5 ja 11.
Fuusioproteiini vaikutti pinnan kitkaan alentavasti sekä madalsi pinnan kostutuskulmaa. Hydrofobiset ei-mikrokuvioidut pinnat muuttuivat hydrofiilisiksi fuusioproteiinipinnoituksen jälkeen, mutta kuvioiduilla pinnoilla pinnoituksen vaikutus oli huomattavasti pienempi kostutuskulmaan. Ilman pinnoitusta olevilla PDMS pinnoilla vain ei-mikrokuvioidun pinnan kitka laski käytettäessä voiteluliuosta. Fuusioproteiini oli selvästi aktiivinen voiteluliuoksen pH-arvoon, sillä pH arvossa 11 kitka oli matalimmillaan ja pH arvossa 5 korkeimmillaan.
Submit a publication
Browse
Statistics