Mikrokapslar – formulering, karaktärisering och förståelse

Projektförslag för kandidatarbete inom inst. Kemi och kemiteknik och Biologi och bioteknik

Projektexamenskod: KBTX10-21-06

Avdelningen för tillämpad kemi
Institutionen för kemi och kemiteknik, Chalmers tekniska högskola  
 
Bakgrund
Bakgrunden till det större forskningsprojektet, som kandidatarbetet är del av, tar avstamp i det ökade miljö- och hälsomedvetande som kräver stora förändringar vad gäller innehållet i t.ex. målarfärg och andra ytbeläggande material som sårvårdsprodukter. Ambitionen i pågående forskning är att stävja utvecklingen av antimikrobiell resistens genom att kontrollera och förutspå frisättningen av antimikrobiella kemikalier så att precis rätt mängd läcker ut med försumbar miljö- och hälsopåverkan. Ursprunget till dagens antimikrobiella produkters negativa påverkan kan till en stor del relateras till att de antimikrobiella substanserna läcker ut för fort. Detta problem kompenseras genom att överdosera materialet med antimikrobiell substans för att förlänga dess livslängd. Resultatet av denna åtgärd blir att ett omotiverat överskott av antimikrobiell substans snabbt läcker ut i miljön. Produkten fortsätter därefter att under en lång tid läcka ut för låga overksamma nivåer av biocid som istället gynnar utvecklingen av mikrobiell multiresistens.

En effektiv metod med stor potential för att lösa ovanstående problem är att kapsla in kemikalierna i mikrometerstora reservoarer, så kallade mikrokapslar. Kemikaliefrisättningen kan kontrolleras, d.v.s. hur snabbt, hur mycket och när kemikalien läcker ut. Erfarenheterna från lång tids forskning har gett oss belägg för den bärande idén och en stabil grund att arbeta vidare från. Både vetenskapligt arbete och kontakter med externa intressenter har inneburit mängder av ovärderlig kunskap, från laborativ metodologi och matematiska beräkningar till insyn i industriell efterfrågan och regelverk kring miljöfrågor.
 
Problembeskrivning
Den pågående utmaningen är att utveckla ett nytt koncept för biobaserade kapselsystem som inkluderar både kompabilitets- och frisättningsfunktioner för att kunna bemöta vetenskapliga, industriella, miljömässiga och hälsorelaterade behov. Frågeställningarna för det aktuella kandidatprojektet är formulerade med ambitionen att skapa en större förståelse för vilka fundamentala egenskaper som styr formuleringskaraktäristiken av mikrokapslar. Vilka kemiska och fysikaliska variabler är avgörande med avseende på suspensionens stabilitet, partikelns skaltjocklek, genomtränglighet och förmåga att innesluta aktiva substanser?
 
Genomförande /Viktiga moment/teknikinnehåll 
1. Syntes- och stabiliseringsoptimering av mikrokapslar (laborativt arbete)
2. Karaktärisering och frisättningsstudier (främst mikroskopi och spektrofotometri)
3. Analys med hjälp av modeller som beskriver frisättning (beräkningar)
 
Speciella förkunskapskrav/målgrupp: Teknologer på K, Kf och Bt.
Gruppstorlek: 4-6 studenter 
Förslagsställare/kontaktperson/huvudhandledare: Lars Evenäs
Ev. förslag på examinator: Anna Martinelli eller Nikola Markovic

Sidansvarig Publicerad: må 02 nov 2020.