Textilier med vatten- och smutsavvisande effekt fyller en viktig funktion inom många olika områden och branscher. Dock finns det flera allvarliga problem kopplat till produktionen och användningen utav dem. Per och polyfluoroalkylsubstanser (PFAS´s), användes länge för att erhålla den vattenavvisande effekten hos textilier. Sådana substanser har dock visat sig kunna brytas ned till persistenta miljö-och hälsoskadliga ämnen och därför omfattas de idag av både förbud och utfasningskrav i REACH, en förordning antagen för Europeiska unionen för att minimera risker kring miljö och hälsa. Trots att långa fluorerade alkylkedjor är förbjudna så används liknande men kortare alkylkedjor för att åstadkomma vattenavvisande effekt. Det finns även andra varianter på marknaden, men inga klarar att vara både slitage- och nötningståliga samt hälso- och miljöriskfria. I syfte att skapa nya hållbara alternativ är Swerea IVF del av ett projekt som syftar till att utveckla en lotusfiber. I en sådan fiber är förhoppningen att den vattenavvisande effekten skall kunna inkluderas redan under fiberspinning och på så vis resultera i mer slitagetåliga och miljövänliga textila produkter. Material med superhydrofoba ytor, så som lotusblads, har både en primär och sekundär grovlek. Därför krävs anpassning av både mikro- och nanostruktur när en sådan yta skapas. I detta examensarbete, som är en del av ovan nämnda projekt, har fokus legat vid nanostrukturen. Syftet har varit att undersöka om man kan påverka nanopartiklars dispersion i termoplastiska filament genom att modifiera dem så att de blir hydrofoba och termiskt stabila. Förhoppningen har varit att få nanopartiklarna att dispergera homogent ända ut till filamentens yta. Detta för att både ge filamentet en struktur och en potentiell sänkning av dess ytenergi. Projektet påbörjades genom litteraturstudier för att bestämma material och metoder för det experimentella arbetet. Som partikelsubstrat valdes sfäriska nanopartiklar av kiseldioxid, (AEROSIL® OX 50) med en medeldiameter av 40 nm. Som ytmodifierare valdes två typer av silaner med olika alkylkedjelängd, dels triklor(oktyl)silan och dels triklor(oktadekyl)silan. Två modifieringsreaktioner med varierande halt av ovan silaner utfördes för både typer, (6 resp. 20% (w/w) i 50 ml vattenfri toluen). Efter modifieringen analyserades nanopartiklarna genom karaktä- riseringsmetoderna: Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR, Termogravimetrisk analys, TGA, Differential Scanning Calorimetry, DSC och Kontaktvinkelmätning, (drop shape analysis), DSA. Tillsammans pekar analysernas resultat på att nanopartiklar av kiseldioxid kan uppnå god hydrofob och termiskt stabil effekt genom modifiering med båda silantyperna. Beräkningar visar dock att den kortare kedjan reagerat med högst molekylhalt. Därför valdes denna till projektets följande experiment, vilka innefattade inkludering av två procenthalter av partiklar till XPURE® Polyester 701K. För att analysera partiklarnas dispersion i de därefter extruderade filamenten utfördes Svepelektronmikroskopi, SEM över filamentens tvärsnitt. Resultaten indikerar att de hydrofobt ytmodifierade partiklarna är mer benägna att dispergera homogent ända ute vid filamentens fasgränsyta, än vad de hydrofila partiklarna är. Lotusfibern kan således vara möjlig att skapa med tillämpande av liknande principer och tekniker som i detta projekt.

Syftet med detta arbete var att studera inflammatoriska effekter i mänskligt helblod och neutrofila granulocyter exponerade och stimulerade av nanopartiklar av gadoliniumoxid. Projektet utreder den toxiska potentialen hos nanopartiklar med olika kemiska och morfologiska egenskaper. I experimenten undersöktes cellresponsen hos blodceller exponerade med ofunktionaliserade och funktionaliserade nanopartiklarna. Effekterna av funktionaliserade och ofunktionaliserade nanopartiklarna på aggregation och syreradikalproduktion i helblod och hos neutrofila granulocyter studerades med hjälp av lumi-aggregometri. Studier har visat att varken ofunktionaliserade eller funktionaliserade nanopartiklarna ger aggregation i blodet. Syreradikalproduktionen ökar däremot. Resultaten av studier i helblod visar att stimulering med spädnings serier av funktionaliserade nanopartiklar ger mindre frisättning av syreradikaler än spädnings serier med ofunktionaliserade nanopartiklar. Detta bekräftas med studier av morfologiska skillnader i neutrofila granulocyter som var stimulerade med olika typer av nanopartiklar. Detta gjordes med hjälp av fluorescensmikroskopi. Resultaten från studierna tyder på att funktionaliserade nanopartiklar är mindre inflammatoriska än ofunktionaliserade nanopartiklar.

<p>Syftet med detta arbete var att studera inflammatoriska effekter i mänskligt helblod och neutrofila granulocyter exponerade och stimulerade av nanopartiklar av gadoliniumoxid. Projektet utreder den toxiska potentialen hos nanopartiklar med olika kemiska och morfologiska egenskaper.</p><p>I experimenten undersöktes cellresponsen hos blodceller exponerade med ofunktionaliserade och funktionaliserade nanopartiklarna. Effekterna av funktionaliserade och ofunktionaliserade nanopartiklarna på aggregation och syreradikalproduktion i helblod och hos neutrofila granulocyter studerades med hjälp av lumi-aggregometri.</p><p>Studier har visat att varken ofunktionaliserade eller funktionaliserade nanopartiklarna ger aggregation i blodet. Syreradikalproduktionen ökar däremot. Resultaten av studier i helblod visar att stimulering med spädnings serier av funktionaliserade nanopartiklar ger mindre frisättning av syreradikaler än spädnings serier med ofunktionaliserade nanopartiklar. Detta bekräftas med studier av morfologiska skillnader i neutrofila granulocyter som var stimulerade med olika typer av nanopartiklar. Detta gjordes med hjälp av fluorescensmikroskopi. Resultaten från studierna tyder på att funktionaliserade nanopartiklar är mindre inflammatoriska än ofunktionaliserade nanopartiklar.</p>

Introduktion: Huden är människans största organ och dess funktion är att skydda kroppen mot uttorkning och främmande ämnen. Huden kan delas upp i flera lager: underhuden, läderhuden och överhuden. Överhuden utgörs av stratum corneum som huvudsakligen ansvarar för hudbarriärens egenskaper och som begränsar dess penetration.   Syfte: Syftet med studien är att studera vilken typ av formulering som kan förbättra penetrationen av vattenlösliga och svårpenetrerande ämnen som hyaluronsyra och azelainsyra genom hudbarriären.  Metod: En systematisk litteraturöversikt har gjorts genom att söka efter originalartiklar via databasen Web of Science med hjälp av inklusions- och exklusionskriterier.  Resultat: Penetrationstester av olika nanoformuleringar av hyaluronsyra och azelainsyra utfördes. Variationer i molekylvikt och partikelstorlek av hyaluronsyra, liksom mängden ytaktiva, ämnen gav olika penetreringsdjup i huden.  Diskussion: För att förbättra penetrationen av hyaluronsyra och azelainsyra genom stratum corneum bör aspekter såsom molekylvikt, partikel/droppstorlek, viskositet, koncentration liksom val av vehikel tas hänsyn till vid formulering.  Slutsats: Nanoemulsioner visade sig vara en optimal formulering för att förbättra penetrationen av hyaluronsyra och azelainsyra, tack vare minskning av partikelstorlek samt de lipofila egenskaperna i gemenskap med hudbarriären.

In an attempt to develop a more cost-efficient material for solar   energy applications, nano-particles of nickel oxide composite in a silikatmatris manufactured with solar gelmethod and studied structurally by electron microscopy. Furthermore, the thin film optical properties characterized by Variable. Angel Spectroscopic Ellipsometry. Sol gelfilms suitability as a selective absorber surface is also analyzed by optical modeling. / I ett försök att utveckla mer kostnadseffektiva material för solenergitillämpningar har nanopartiklar av nickeloxid inbäddadats i en silikatmatris tillverkats med sol-gelmetoder och undersökts strukturellt med elektronmikroskopi. Vidare har de tunna filmernas optiska egenskaper karakteriserats med vinkelupplöst spektroskopisk ellipsometri. Sol-gelfilmernas lämplighet som en selektiv absorbatoryta har också analyseras genom optisk modellering.

Resistance against antibiotics has become a global world problem. The effect of antibiotics is affected by the resistant bacteria and they cause infections that are difficult to treat. This is a major burden on the healthcare and leads to increased mortality. Globally, about 700,000 people die each year because of antibiotic resistance. By the year 2050 death rates are estimated to have increased to 10 million deaths per year due to the lack of effective treatment methods against multiresistant bacteria. Pharmaceutical companies’ research to develop new antibiotics is steadily decreasing, while multiresistant bacteria increase in number and spread. Bacteria evolve fast and highly resistant bacteria seem to evolve almost at the same pace as new drugs are discovered. As more antibiotics are used, more resistance is developed, so the pharmacy industry keep having to find new antimicrobial agents that the bacteria haven´t figured out how to protect themselves against yet.  The aim of this study was to investigate different treatment options available for infectious diseases that are currently in phase 2 or 3 clinical trials studies or research is being conducted on? This study is a literature study, five articles were selected from PubMed and analyzed. One study evaluates the effect of using new compounds to target a new potential pocket on DNA-gyrase. One study evaluates if silver can disturb the structure of the bacteria and thus increase the flow of antibiotics into the cell. Three studies evaluate the effect of nanoparticles containing metals such as silver or copper-zink-iron and the bacteriocin nisin. The current study shows that new compounds as well as new approaches to treating bacterial infections are expected to help stop this crisis. New strategies in the field of antibiotics include new drug targets, new drug delivery methods and new drug combinations. The compounds produced and directed against the new pocket on DNA-gyrase were stopped due to toxicity but opens a new path for further research. Cells treated with silver had different membrane permeability, destabilized the structure of the peptidoglycan layer and increased production of hydroxyl radicals. Nanoparticles seem to be a potential antibacterial agent, the advantage of nanoparticles is that substances can be combined within nanoparticles and provide synergistic effects. With the help of nanotechnology, drug delivery systems can be improved as well as drug administration. More studies are needed though to investigate the safety of taking nanoparticles and to verify the results of this literature review. / Resistens mot antibiotika har blivit ett globalt världsproblem. Effekten av antibiotika påverkas av de resistenta bakterierna och detta leder till att infektioner blivit svårare att behandla. Detta ger belastning på sjukvården och leder till ökad dödlighet. I världen dör ca 700 000 människor till följd av antibiotikaresistensen och år 2050 beräknas dödsfallen stigit till 10 miljoner per år p.g.a. att det saknas effektiva behandlingsmetoder mot de multiresistenta bakterierna. För att behandla bakteriella infektioner krävs nya föreningar riktade mot bakteriella patogener samt nya tillvägagångsätt för att stoppa denna kris. Inom detta område är framgången låg och även om kliniska försök med antimikrobiella medel är säkra och effektiva, dröjer det flera år innan de är tillgängliga för klinisk användning. Nya strategier inom antibiotikafrågor innefattar nya läkemedelsmål, nya leveransmetoder till läkemedelsmålet och nya läkemedelskombinationer. Syftet med denna studie var att undersöka vilka behandlingsalternativ som finns tillgängliga mot infektionssjukdomar som ligger i fas 2-3 studier, eller som man bedriver forskning på. Arbetet är en litteraturstudie och de vetenskapliga artiklarna är hämtade från databasen Pubmed. I detta arbete har fem studier analyserats. Studie I visar att föreningarna som framställts och riktades mot den nya fickan på DNA-gyras avbröts p.g.a. toxicitet. I resterande studier (II, VI och V) visade att nanopartiklar är ett potentiellt alternativ för att avdöda bakterier. Studie III visar att celler som behandlats med silver hade annan membranpermeabilitet, destabiliserade peptidoglykanlagret och ökad produktion av hydroxylradikaler. Mer forskning och studier krävs för att undersöka riskerna med att administrera nanopartiklar samt verifiera resultaten i denna litteraturstudie och framförallt krävs det mer forskning kring nya potentiella antimikrobiella medel i allmänhet.

Silver is commonly used in clothes, cosmetics, pharmaceutical products as well as water refinement products these days. With the increased usage of silver there is an increased risk that the amount of silver in nature raises and that it affects ecosystems. Aquatic ecosystems have shown to be sensitive to the toxic effects of the silver. The bladderwrack (Fucus vesiculosus) is one of the most important species in the Baltic Sea and is of major importance for the survival of other species. The purpose of the study is to increase the knowledge of colloidal silver toxic effects on the bladderwrack. This study measures the stress level and leakage of pigment of the bladderwrack which has been exposed to different levels of colloidal silver. The study was conducted at Askö laboratory during the period 19/4 to 25/4 -2017. The results show that colloidal silver has a significant stressful effect on bladderwrack, especially at the higher levels. During a period of three days, significant values of the higher concentration, was found over three consecutive measurement events. Thereafter the bladderwrack recovers. A second study of two and a half days shows two significant values in succession, with a subsequent weak rejuvenation at higher levels. The study also shows that the stress level varies over time. Measures on the water that the bladderwrak laid in during the stress measurements showed that the bladderwrack released more dye, the higher the concentration of colloidal silver to which they were exposed. Despite the low sample size, the bladderwrack shows signs of stress but after multiple test corrections the values ​​were not significant. The Baltic Sea has aggravating factors such as slow water exchange, low salinity and a lot of pollution. Resistance is low. The bladderwrack is a structurally important species in the Baltic Sea ecosystem. If larger colloidal silver is released due to increased use, there is a risk that the bladderwrack may be stressed.

Nowadays, nanomedicine is one of the most important application areas fornanoparticles (NPs), where the design and synthesis of new hybrid nanostructures have attracted much interest, when combining properties and functionalities from different constituents. For example, they have been extensivelyused for dual-mode imaging. In this work, a water-based synthesis of hybridNPs with co-precipitation method was studied. To obtain superparamagnetichybrid NPs for X-ray fluorescence computed tomography (XFCT), severalhybridization mechanisms were followed, combining the superparamagneticbehavior of iron oxide NPs with active X-ray fluorescence (XRF) elements –Rh or Ru. The NP surface had to be engineered to improve the NP stabilityand dispersion in water, and to grant high biocompatibility. The resulting hybrid nanostructures exhibit promising characteristics for dual-mode imagingand hyperthermia treatments. We present on the details of the synthetic process, as well as the characterization of the synthesized nanomaterials / Nanomedicin är för närvarande ett av de viktigaste tillämningsområdena för nanopartiklar. Design och syntes av nya nanostrukturer som kombinerar egenskaper från olika beståndsdelar, såsom hybridnanopartiklar, harväckt stort intresse. Nanopartiklarna används exempelvis i hög utsträckningvid dual-mode imaging. I föreliggande arbete undersöktes en vattenbaseradsyntes av hybridnanopartiklar genom samfällning. För att erhålla superparamagnetiska hybridnanopartiklar för Röntgenfluorescenstomografi (RFT) genomfördes olika hybridiseringsmetoder som kombinerade det superparamagnetiska beteendet hos nanopartiklarna med aktiva element av röntgenfluorescens (XRF) - antingen Rh eller Ru. Ytan på nanopartiklarna konstrueradesför att förbättra stabiliteten och spridningen hos dessa samt för att säkerställahög biokompabilitet. De framtagna hybridnanostrukturerna uppvisar lovande egenskaper för dual-mode imaging och hypotermibehandling. Detaljernakring syntesprocessen presenteras tillsammans med egenskaperna hos de syntetiserade nanomaterialen.

Sammanfattning   Examensarbetet syftade till att undersöka hälsoriskerna vid arbete med nanopartiklar av kolloidal kiseldioxid vid ett svenskt företag som bedriver kemisk produktion. Studien utfördes på företaget som tillverkar en produkt, Produkt A, vars råvara, Råvara B, innehåller de aktuella nanopartiklarna. Målet var att minska hälsoriskerna och främja en god arbetsmiljö.   Metoder som användes var litteraturstudier, studier av säkerhetsdatablad, granskning av tidigare mätningar utförda av företaget, intervjuer och observationer samt en riskanalysmetod och riskbedömningsverktyg.   En forskningsstudie om eventuella hälsoeffekter med nanopartiklar av kolloidal kiseldioxid indikerade celltoxisk påverkan på testade humana alveolepitelceller. Det påpekades dock att det finns för lite data för att kunna dra slutsatser om hur detta skulle kunna appliceras på mänsklig exponering. Andra studier visade inte på någon skadlig påverkan. En studie visade att det var möjligt för nanopartiklar att passera genom huden. Sammantaget finns lite data och brister i kunskap kring hälsorisker och det är därför rimligt att tillämpa försiktighetsprincipen.   Intervjuer med arbetstagarna och observationer av arbetsmoment visade att tillverkningsprocessen till stor del var en sluten process och att arbetstagarnas exponering för nanopartiklar till största delen skedde vid överföring av produkt till transportkärl, rengöring, byte av filter och provuttag. En riskbedömning av arbetsmiljön vid tillverkning av Produkt A utfördes. På grund av redan vidtagna skyddsåtgärder var det inte troligt att någon högre exponering förekom, men ett antal ytterligare åtgärdsförlag identifierades och prioriterades för att ytterligare minska arbetstagarnas exponeringsrisker och främja en god arbetsmiljö. Den viktigaste åtgärden var att minska spill av koncentrerad Produkt A och utspädd Råvara B. Ett flertal av åtgärderna går snabbt att införa och är inte kostsamma. / Abstract The purpose of this master thesis was to investigate the occupational health effects concerning nanoparticles of colloidal silica at a Swedish company that conducts chemical production. The study was performed at a company that manufactures a product, Product A, whose raw material, Raw material B, contains the concerned nanoparticles. The goal was to reduce health risks and to promote a good working environment.   Methods used included literature studies, studies of safety data sheets, assessment of earlier measurements taken by the company, interviews and observations as well as a risk assessment method and tool.   A research study about the potential health concerns regarding nanoparticles of colloidal silica indicated a cytotoxic effect on tested human alveolar epithelial cells. Although these were the findings of this study, it was also noted that too little data was present in order to be able to make any conclusions on effects of human exposure. One study showed that it was possible for nanoparticles to penetrate the skin. Other studies did not indicate adverse effects. In summary, there is too small an amount of data and knowledge gaps exist around health the effects. Therefore it is reasonable to apply the precautionary principle.   Interviews with the workers and observations of the operations showed that the manufacturing process to a large extent was a closed process and that the workers’ exposure of nanoparticles mostly occurred when; transferring the product to transportation containers, cleaning, changing of filters and sampling of the product. A risk assessment of the working environment in the production of Product A was performed. Due to previous precautionary measures taken by the company it was not likely that any larger exposure was present. A number of additional measures were developed and prioritized in order to further reduce the workers’ exposure risks and promote a good working environment. The most important measure was to reduce the spillage of concentrated Product A and dilute Raw material B. Several of the measures were non-costly and quick to implement.

Superkondensatorer är energilagringsenheter som har uppmärksammats mer under det senaste decenniet. Några av de fördelar som dessa enheter har varit är lagring av hög effekttäthet, förlängda livscykler och snabba laddnings- och urladdningstider. Dock är superkondensatorer fortfarande begränsade i energitäthet i jämförelse med batterier. För att få högre effekt och energitäthet är en asymmetrisk hybrid superkondensator ett bra alternativ. Denna enhet består av en kolbaserad elektrod för icke-faradaiska reaktioner och en kolelektrod kombinerad med metalloxider för redoxreaktioner. Materialvalet spelar en avgörande roll för förmågan en hybrid asymmetrisk superkondensator ska ha. I denna studie undersöks fyra olika kommersiella kol. Den specifika ytan, porstorlekarna och morfologin jämförs. Dessutom syntetiseras metalloxidernanopartiklar MnO2 och kristallstrukturen undersöks. Därtill beläggs MnO2-partiklarna på de fyra kolen och tillväxten av dessa undersöks. Slutligen analyseras interaktionen mellan jonvätskan 1-butyl-3-metylimidazoliumtetrafluorborat (BMIM[BF4]) som en elektrolyt och de olika kolen. / Supercapacitors are energy storage devices that have drawn attention for the past decade. Some of the advantages of these devices are higher power density storage, extended life cycles, and fast charge and discharge times. However, supercapacitors are still limited in energy density compared to batteries. To obtain higher power and energy densities, a hybrid asymmetric supercapacitor is a good alternative. This device consists of one carbon-based electrode for non-faradaic reactions, and one carbon electrode combined with metal oxides for redox reactions. The material choice is important for the capability of a hybrid asymmetric supercapacitor. In this study, four different commercial carbons are investigated. The specific surface area, pore sizes, and morphology are compared. In addition, metal oxide nanoparticles MnO2 are synthesised, and crystal structure is investigated. Furthermore, the MnO2 particles are deposited on the four carbons and the growth of those is studied. Finally, the interaction between ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMIM[BF4]) as an electrolyte and the different carbons is studied.