PAN III Organická chemie a polymery

PAN III se v oblasti biologicky odbouratelných materiálů zabývá vývojem a konstrukcí:

  • Materiálů pro filtrace
  • Materiálů pro hygienu
  • Materiálů pro tkáňové inženýrství

Pracoviště se zaměřuje především na přípravu polymerních roztoků a na laboratorní testy zkoumající možnosti jejich elektrostatického zvlákňování. Dále provádí základní operace v organické chemii, jako je destilace (včetně vakuové), sušení za vakua, základní organické syntézy, vnášení různých aditiv do různých systémů, atd. a cílenou funkcionalizaci povrchu nanovlákenných vrstev různými metodami.

Jedním z úspěchů jsou biodegradabilní netkané textilie připravené z použitých nápojových PET lahví, které získaly v roce 2009 první cenu na celosvětové textilní konferenci Autex.
Tyto biodegradabilní netkané textilie byly vyvíjeny ve spolupráci s Vysokou školou chemicko-technologickou. Využití takového textilního materiálu je velmi široké a nachází uplatnění zejm. ve filtraci a hygienických potřebách.


Ukázky degradace mikrovláken z použitých nápojových PET lahví enzymatickým působením kmenu Thermonospora Fusca

Nanovlákenný biodegradabilní filtr pro filtraci bakterií a virů na bázi sojových proteinů je dalším z našich úspěšně připravených materiálů, který byl vyvíjen v rámci jednoleté stáže na Cornellově Univerzitě (USA). Kladem tohoto filtru jsou jednoznačně biodegradabilní nanovlákna a chemická podstata proteinů.


Bakterie E-coli na nanovláknech ze sojových proteinů a PET vlákně

Tkáňové inženýrství je další neméně významnou aplikací biodegradabilních materiálů, kde kromě biodegradabilty je nutné, aby materiál byl i biokompatibilní. Z tohoto pohledu se podařilo ve spolupráci s ústavem experimentální medicíny AV ČR, v. v. i. proliferovat na podkladových substrátech tvořených porézními polykaprolaktonovými nanovlákny hepatocyty získané z pokusných myší.


Růst hepatocytů na PCL neporézních a porézních nanovlákenných vrstvách

Biodegradace a biodegradabilní materiály
Pro biodegradabilní materiály je charakteristické, že mají schopnost být štěpeny účinky povětrnostních a mikrobiálních procesů v ideálním případě až na vodu a oxid uhličitý.
Takové materiály se ve specifickém prostředí jako je například kompost, dokáží plně rozložit, aniž by zatížily životní prostředí. Ve své podstatě je skoro každý materiál biodegradabilní, jde však o to, za jak dlouhý časový úsek. Zatímco výrobky z biodegradabilních plastů se rozkládají v řádu minut, týdnů nebo měsíců, tak například některé materiály jako je PET se rozloží až za stovky let. Uplatnění materiálů z biodegradabilních plastů je proto nejširší zejména tam, kde biodegradabilita nabízí jasnou výhodu uživateli i životnímu prostředí.


Ukázky elektrostatického zvlákňování biodegradabilních polymerů typu chitosan, polykaprolakton, želatina, sojový protein atd.

Další zajímavé pojmy z této oblasti.

Kontakt: doc. Ing. Lenka Martinová, CSc.,

Ing. Daniela Lubasová, Ph.D.