Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös biotuotetekniikan alalta, M.Sc. Han Tao
Väitöskirja edistää biokolloidien itsejärjestäytymisen ymmärrystä ja hallintaa pehmeitä aineita ja kiraalisia metamateriaaleja varten.
Väitös Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulusta, biotuotteiden ja biotekniikan laitokselta.
Väitös Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulusta, biotuotteiden ja biotekniikan laitokselta.
Väitöskirjan nimi: Controlling self-assembly of cellulose nanocrystals for multiphase colloids and chiral photonics
³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Han Tao
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. Bruno Frka-PeteÅ¡ić, University of Cambridge, UK
Kustos: Prof. Eero Kontturi, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
Biopohjaisista nanomittakaavan rakennuspalikoista koottujen monimutkaisten superrakenteiden valmistuksella on kauaskantoisia vaikutuksia kestävään materiaalikehitykseen, tarjoten parannettuja ominaisuuksia ja rakenteellista synergiaa. Hallitun itsejärjestäytymisen saavuttaminen biopohjaisissa nanopartikkelijärjestelmissä on kuitenkin edelleen haastavaa, erityisesti koostumuksen, rajapintojen järjestäytymisen ja morfologian yhteensovittamisessa useissa eri kokoluokissa. Tässä väitöskirjassa näihin haasteisiin vastataan käyttämällä selluloosananopartikkeleita mallijärjestelmänä ja luomalla yleistettäviä strategioita niiden itsejärjestäytymisen ohjelmoimiseksi eri materiaalitiloissa ja hierarkkisilla tasoilla.
Väitöskirjassa esitellään vesipohjainen kaksifaasijärjestelmä (aqueous two-phase system) tehokkaana välineenä selluloosananokiteiden (CNC) itsejärjestäytymisen ohjelmointiin. Vesi-vesi-rajapinnan synnyttämä rajoite osoittaa, kuinka polymeerien jakautuminen, tyhjentymisvoimat ja rajapinnan läpäisevyys säätelevät yhdessä kolesterista järjestäytymistä. Tämä tarjoaa uutta fysikaalista ymmärrystä anisotrooppisten nanopartikkelien mallintamiseen nesterajapinnoilla (liquid-liquid templating). CNC:iden lisäksi tätä viitekehystä voidaan soveltaa muihin sauvamaisiin kolloideihin, mikä viittaa yleispätevään reittiin hallita faasikäyttäytymistä ja rakenteellista järjestäytymistä monikomponenttisissa pehmeän aineen järjestelmissä. Tulokset korostavat myös kolloidi-polymeeri-vuorovaikutusten laajempaa merkitystä rakennettaessa dynaamisia, bioinspiroituja arkkitehtuureja, jotka voivat yhdistää synteettisen hallittavuuden ja biologisen monimutkaisuuden.
Lisäksi tämä väitöskirja esittelee luonnollisten, kasvipohjaisten rakenteiden luontaisen kahtaistaitteisuuden hyödyntämisen kiroptisten materiaalien suunnittelussa. Tämä lähestymistapa tarjoaa kestävän ja skaalautuvan reitin hierarkkisten fotonisten materiaalien valmistamiseen ja tasoittaa tietä monitoimisille optisille alustoille, jotka yhdistävät kestävyyden, bioyhteensopivuuden ja edistyksellisen fotonisen suorituskyvyn.
Avainsanat: Nanoselluloosa, Kolesterinen nestekide, Monifaasikolloidit, Kiraalinen plasmoninen metapinta
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): .
Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas