Ανάπτυξη και μελέτη νανοσύνθετων κλωστοϋφαντουργικών πολυμερικών υλικών, με χρήση συμβατικών και τροποποιημένων νανοπληρωτικών προσθέτων

Abstract

The subject of this thesis is the use and study of nanomaterials in finishes of textile materials, in order to improve their properties and especially their protection from bacteria. For this purpose, they were added to wool fabric and wool fabric coated with alginate, known antibacterial substances, such as ions and copper nanoparticles, as well as innovative substances, such as modified dendritic polymers and hybrid nanocomposite materials based on coal. The finished fabrics were characterized for their textile and antibacterial properties. For the determination of their antibacterial properties were used two standard methods. Alongside it was developed and used an inventive method of quantitative determination of bacterial protection that offers any substance (organic, inorganic, natural or synthetic) that is applied in any material or substrate to give bacterial protection, using the fluorescence of chlorophyll a of cyanobacteria. In this way, finishes of wool fabric that offer from good (80% inhibition of growth of bacteria) to complete bacterial protection (100% inhibition of growth of bacteria) were achieved. Furthermore, in the context of this thesis has been studied the antibacterial activity of new hybrid nanocomposite substances in the growth of liquid cultures of cyanobacteria and algae and was investigated the way in which these substances inhibit the photosynthetic function of cyanobacteria and superior plants. Special interest presents the inhibition of Photosystem’s II activity (until 50%) and the complete inhibition of Photosystem’s I activity in the presence of new nanocomposite hybrid substances, owning to the fact that never before has a similar inhibitory effect been reported.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής υπήρξε η χρήση και μελέτη νανοπληρωτικών υλικών σε φινιρίσματα κλωστοϋφαντουργικών υλικών, με σκοπό τη βελτίωση των ιδιοτήτων τους και κυρίως της βακτηριακής τους προστασίας. Για το σκοπό αυτό προστέθηκαν σε μάλλινο ύφασμα και μάλλινο ύφασμα με επικάλυψη υμενίου αλγινικού νατρίου, ουσίες γνωστές για τις αντιβακτηριακές τους ιδιότητες, όπως ιόντα και νανοσωματίδια χαλκού, καθώς και καινοτόμες ουσίες, όπως τροποποιημένα δενδριτικά πολυμερή και νανοσύνθετα υβριδικά υλικά με βάση τον άνθρακα. Τα φινιρισμένα υφάσματα χαρακτηρίσθηκαν ως προς τις κλωστοϋφαντουργικές και αντιβακτηριακές τους ιδιότητες. Για τον προσδιορισμό των αντιβακτηριακών ιδιοτήτων τους, χρησιμοποιήθηκαν δύο πρότυπες μέθοδοι. Παράλληλα αναπτύχθηκε και χρησιμοποιήθηκε καινοτόμος μέθοδος ποσοτικού προσδιορισμού της βακτηριακής προστασίας που προσφέρει οποιαδήποτε ουσία (οργανική, ανόργανη, φυσική ή συνθετική), που εφαρμόζεται σε οποιοδήποτε υλικό ή υπόστρωμα προκειμένου να του προσδώσει βακτηριακή προστασία, χρησιμοποιώντας το φθορισμό της χλωροφύλλης α των κυανοβακτηρίων. Επιτεύχθηκαν, έτσι, φινιρίσματα μάλλινου υφάσματος που προσφέρουν από καλή (80% αναστολή της ανάπτυξης των βακτηρίων) έως πλήρη βακτηριακή προστασία (100% αναστολή της ανάπτυξης των βακτηρίων). Στο πλαίσιο της διατριβής μελετήθηκε επίσης η αντιβακτηριακή δράση των νέων νανοσύνθετων υβριδικών ουσιών στην ανάπτυξη υγρών καλλιεργειών κυανοβακτηρίων και χλωροφυκών και διερευνήθηκε ο τρόπος που αυτά αναστέλλουν τη φωτοσυνθετική λειτουργία κυανοβακτηρίων και ανώτερων φυτών. Ξεχωριστό ενδιαφέρον παρουσιάζει η αναστολή της δραστηριότητας του Φωτοσυστήματος ΙΙ έως 50% και η ολοκληρωτική αναστολή της δραστηριότητας του Φωτοσυστήματος Ι παρουσία των νέων νανοσύνθετων υβριδικών ουσιών. Αξίζει να σημειωθεί ότι μέχρι σήμερα δεν έχει αναφερθεί ποτέ στη βιβλιογραφία ανάλογη ανασταλτική δράση.