No description available.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften von linearen und verzweigten amphiphilen Polypeptid-Blockcopolymeren. Die Frage nach dem Einfluss der Topologie und Konformation der Blockcopolymere auf die supramolekularen und kolloidalen Eigenschaften bildete einen wichtigen Aspekt bei den Untersuchungen. Die Blockcopolymere wurden nach einem mehrstufigen Reaktionsschema durch Kombination von anionischer und ringöffnender Polymerisation von Aminosäuren-N-Carboxyanhydriden (NCA) synthetisiert. Die Untersuchung der Polypeptid-Blockcopolymere hinsichtlich ihres Aggregationsverhaltens in fester Phase sowie in verdünnter wässriger Lösung erfolgte mittels Streumethoden (SAXS, WAXS, DLS) sowie abbildender Methoden (TEM). Durch Einsatz der Blockcopolymere als polymere Stabilisatoren in der Emulsionspolymerisation wurden Oberflächen funktionalisierte Latizes erhalten. Als Beispiel für eine pharmazeutische Anwendung wurden bioverträgliche Polypeptid-Blockcopolymere als Wirkstoff-Trägersysteme in der Krebstherapie eingesetzt. / This work describes the synthesis and characterization of linear and branched polypeptide block copolymers having amphiphilic character. The studies focused on the impact of the block copolymers' conformation and architecture on the supramolecular and colloidal properties. The polypeptide block copolymers were prepared in a multi-step process involving the anionic synthesis of (poly)amino-functional polymers (polystyrene and polybutadiene) which where used as macroinitiators for the ring-opening polymerization of N-carboxyanhydrides (NCA) of protected a-aminoacids. Supramolecular structures of the block copolymers in the solid state as well as in diluted aqueous solution were investigated using scattering (SAXS, WAXS, DLS) and microscopic (TEM) methods. Both linear and branched polypeptide block copolymers were used as polymeric stabilizers in the emulsion polymerization of styrene to yield polypeptide-decorated latexes. Biocompatible block copolymers were used as drug-delivery systems in lymphatic cancer therapy.

The use of plastic has increased markedly in recent years which has led to more fossil fuels being used and more plastic in nature. This is a literature study that researches on how bio- based plastics can be used instead of plastics made from fossil fuels. The report is written in collaboration with Biotage, which is a global impact tech company that wants to use plastic parts that are made of more sustainable plastic for their products. Relevant and contemporary literature is reviewed, and several alternatives are addressed. The mechanical and physical properties of the different plastics are compared. Laboratory tests are performed on bio-based polyethylene, poly (lactic acid), bio-based polypropylene, polypropylene that contains wood fibre, recycled polypropylene and fossil-based polypropylene that is currently used by Biotage. The properties and way of manufacturing the plastics is discussed according to environmental aspects, as well as cost and recycling. This leads to the result that different plastics can be used for the different parts but plastics produced from bioethanol or biomass would be a more sustainable choice than plastic from fossil fuel.

Microalgae used in sewers to capture CO2 eventually turns into waste material. Through the use oftheir biomass, the waste algae can be given a new purpose. In this study attempts to extract starch or PHA from three different algae; Calothrix Scytonemicola, Scenedesmus Almeriensis and Neochloris Oleoabundans, were made. We also attempted to create a bio-based plastic material. Both Scenedesmus Almeriensis and Neochloris Oleoabundans are starch rich microalga. By washing with acetone, cryo grinding, use of ultrasonic homogenizer and dialysis, starch was likely extracted successfully. The extracted material and the plasticiser Carboxymethyl Cellulose (CMC) was used to cast plastic film. The cast film was very thin and brittle; perhaps by using different plasticisers or additives a more usable bio-based plastic material can be created. The PHA rich algae Calothrix Scytonemicola was used to extract PHA. The algae was washed with acetone, cryo grinded and then mixed with Sodium Hypochlorite(aq) and deionised water to extract the desired PHA. Due to a shortage of algae very small amounts of material could be extracted. Therefore, the casting of a plastic film was performed with commercial PH3B, which is a type of PHA. Three attempts were conducted. The first one with only chloroform, the second one with CMC and chloroform and the last one with Sucrose Octaacetate and chloroform. The film with Sucrose Octaacetate gave the best plastic material in regards to mechanical properties. / Mikroalger som används i kloaker för att binda CO2 blir till slut restavfall. Genom att använda dess biomassa kan restalgerna få ett nytt syfte. I denna studie utfördes extraktionsförsök av stärkelse samt PHA från tre olika alger, Calothrix Scytonemicola, Scenedesmus Almeriensis och Neochloris Oleoabundans. Ytterligare försök genomfördes för att försöka framställa ett biobaserat plastmaterial. Både Scenedesmus Almeriensis och Neochloris Oleoabundans är stärkelserika mikroalger. Genom att tvätta dem med aceton, kryomalning, användning av en ultrasonic homogenizer och dialys kunde stärkelse troligtvis extraheras. Det extraherade materialet blandades med karboxymetylcellulosa (CMC) för att skapa en plastfilm. Filmen blev väldigt tunn och spröd, således behövs antingen en annat mjukningsmedel eller tillägg av additiv för att skapa ett mer användningsbart biobaserat plastmaterial. Den PHA-rika algen Calothrix Scytonemicola användes vid extraktionen av PHA. Algerna tvättades med aceton och kryomaldes innan PHA förhoppningsvis extraheras med hjälp av natriumhypoklorit(aq) och avjonat vatten. På grund av en för liten mängd tillgänglig alg extraherades endast en liten mängd material. Det var därför inte möjligt att skapa en plastfilm av vårt extrakt utan istället användes kommersiell PH3B, som är en typ av PHA. Tre försök genomfördes, en med endast kloroform, en med CMC och kloroform och den sista med sucrose octaacetate och kloroform. Den sistnämnda filmen gav det bästa plastmaterialet med avseende på de mekaniska egenskaperna.

The focus of the project is recycling of the insulation material mineral wool. The aim is to investigate the potential of using post-consumer wool from landfill as fiber reinforcement in a polymer matrix. Information gathering is conducted by a literature study on previous research, with focus on sustainability, circular economy and waste management. Potential is evaluated by producing test specimens, test mechanical properties with tensile and flexural tests, and conducting a life cycle assessment and economic analysis of the material. Mechanical properties of interest in this study are maximum stress and stiffness. The conclusion is that the manufacturing methods selected in the project do not achieve sufficient quality in the material to determine whether the fibers have the desired effect. Rock wool fibers do blend well with both polypropylene (PP) and high-density polyethylene (HDPE), but polymer composites with short fibers require control of fiber length, dispersion and direction, and the material needs to be free of pores which has not been achieved at this stage. As a result, unreinforced HDPE performs best in tensile tests (19,4 MPa in stress and 1,22 GPa Young’s modulus), in bending reinforced PP of virgin plastic achieves the highest stress and unreinforced PP the highest flexural modulus (74,1 MPa and 0,74 GPa respectively). The life cycle assessment shows that recycled rock wool fibers have potential to produce 60% less CO2 emissions than the equivalent glass fiber composite. In addition, stone wool fibers show the potential to save 30 000 SEK/ton compared to glass fiber, which corresponds to a 75% lower price. / Projektets fokus är återvinning av isoleringsmaterialet mineralull. Målet är att undersöka potentialen i att använda avfallet efter rivning eller renovering som fiberförstärkning i en polymermatris. Insamling av information sker genom att utföra en litteraturstudie på forskning, med fokus på hållbarhet, cirkulär ekonomi och avfallshantering. Materialets potential utvärderas genom att tillverka provstavar, testa mekaniska egenskaper med dragprov och böjprov, samt utföra livscykelanalys och ekonomisk analys av materialet. Mekaniska egenskaper av intresse i denna studie är maximal spänning och styvhet. Slutsatsen är att de valda tillverkningsmetoderna i projektet inte åstadkommer tillräcklig kvalitet i materialet för att kunna avgöra om fibrerna har önskad effekt. Fiber och matris blandar sig bra både i fallet med polypropen (PP) och hög-densitet polyeten (HDPE), men polymerkompositer med korta fibrer kräver kontroll av fiberlängd, spridning och riktning, och materialet behöver vara fritt från porer, vilket inte uppnåtts i detta stadie. Resultatet är att oförstärkt HDPE presterar bäst i dragprov (19,4 MPa i spänning och 1,22 GPa i E-modul), i böjning uppnår förstärkt PP av nyproducerad plast högst spänning och oförstärkt PP högst E-modul (74,1 MPa respektive 0,74 GPa). Livscykelanalysen visar att fibrer av återvunnen stenull har potential att bidra med 60% CO2-utsläpp än motsvarande komposit med glasfiber. Stenullsfibrer visar dessutom potential att spara 30 000 kr/ton jämfört med glasfiber, vilket motsvarar 75% lägre pris.

In the realm of neuroelectronics, the challenge lies in achieving finer observations of physiological processes to comprehend neuronal interactions and computations. This necessitates the development of more compliant and biomimetic interfaces for improved integration with biological tissues, enabling finer physiological process observations. Commonly used flat and static electrode interfaces contrast sharply with the dynamic, complex, and three dimensional (3D) extracellular matrix (ECM) in which cells reside. Introducing 3D patterns on electrode surfaces enhances cell-chip coupling, improving the signal recording. Moreover, inorganic electrodes are stiff and rigid, creating mechanical mismatches with softer biological tissues, and they fail to fully capture ionic conduction.This thesis addresses these challenges by focusing on designing and engineering a multi-layer dynamic and stimuli-responsive bioelectronic interface. The system combines light-responsive, deformable polymers like Poly(Disperse Red 1-methacrylate) (pDR1m) with conductive polymers such as Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(stirensulfonate) (PEDOT:PSS). pDR1m responds to light, exhibiting 3D surface topography deformation, while PEDOT:PSS facilitates electrical recording and stimulation of cells, offering mixed electronic and ionic conduction as well as good mechanical properties. The potential use of an intermediate Polydimethylsiloxane (PDMS) film to improve layer adhesion is also explored. The individual and multi-layer samples were first optimized for spin coating manufacturing, and then thoroughly characterized to investigate their thickness, morphology, optical and electrochemical properties. Patterning of pDR1m-based samples was carried out using laser scanning confocal microscopy and a Lloyd’s mirror interferometer.The pDR1m\PEDOT:PSS sample demonstrates promising morphological and conductive properties, and the presence of PEDOT:PSS does not alter the absorption spectra of pDR1m. The multi-layer approach also supports efficient inscription of 3D surface reliefs without damaging the conductive layer. In conclusion, this work successfully designs conductive and dynamic light-driven films, which showcase good potential for bioelectronics and neuroelectronic interfaces. These interfaces could lead to enhanced investigations into combined electromechanical stimulation on cells and provide a more biomimetic coupling with biological tissues. / Inom neuroelektronikens område ligger utmaningen i att uppnå finare observationer av fysiologiska processer för att förstå neuronala interaktioner och beräkningar. Detta kräver utveckling av mer följsamma och biomimetiska gränssnitt för förbättrad integration med biologiska vävnader, vilket möjliggör finare fysiologiska processobservationer. Vanligt använda platta och statiska elektrodgränssnitt står i skarp kontrast till den dynamiska, komplexa och tredimensionella (3D) extracellulära matrisen (ECM) i vilken celler finns. Att introducera 3D-mönster på elektrodytor förbättrar cell-chip-kopplingen, vilket förbättrar signalinspelningen. Dessutom är oorganiska elektroder styva och stela, vilket skapar mekaniska felmatchningar med mjukare biologiska vävnader, och de lyckas inte helt fånga jonledning.Den här avhandlingen tar upp dessa utmaningar genom att fokusera på att designa och konstruera ett flerlagers dynamiskt och stimuli-responsivt bioelektroniskt gränssnitt. Systemet kombinerar ljuskänsliga, deformerbara polymerer som Poly(Disperse Red 1-methacrylate) (pDR1m) med ledande polymerer som Poly(3,4-etylendioxitiofen): poly(stirensulfonat) (PEDOT:PSS). pDR1m reagerar på ljus och uppvisar 3D-yttopografideformation, medan PEDOT:PSS underlättar elektrisk inspelning och stimulering av celler, erbjuder blandad elektronisk och jonledning samt goda mekaniska egenskaper. Den potentiella användningen av en mellanliggande polydimetylsiloxan (PDMS) film för att förbättra skiktvidhäftningen undersöks också. De individuella och flerskiktiga proverna optimerades först för spinnbeläggningstillverkning och karakteriserades sedan grundligt för att undersöka deras tjocklek, morfologi, optiska och elektrokemiska egenskaper. Mönster av pDR1m-baserade prover utfördes med laserskanning konfokalmikroskopi och en Lloyds spegelinterferometer.pDR1m\PEDOT:PSS-provet visar lovande morfologiska och ledande egenskaper, och närvaron av PEDOT:PSS förändrar inte absorptionsspektra för pDR1m. Flerskiktsmetoden stöder också effektiv inskription av 3D-ytreliefer utan att skada det ledande lagret. Sammanfattningsvis designar detta arbete framgångsrikt ledande och dynamiska ljusdrivna filmer, som visar upp god potential för bioelektronik och neuroelektroniska gränssnitt. Dessa gränssnitt kan leda till förbättrade undersökningar av kombinerad elektromekanisk stimulering på celler och ge en mer biomimetisk koppling med biologiska vävnader.

This exam report includes a survey of surface treatment materials and their associated surface treatment methods for application in a tissue machine commissioned by Valmet AB. The tissue machine produces 24 hours a day in a demanding environment consisting of water, heat, oils, glue, dust and various chemicals. The demanding environment makes it difficult to maintain the machine clean due to the limited access at various machine parts when the machine is operating, which can lead to both personal risks and risks for production stoppages. These factors form the basis for the build-ups that takes place at various machine parts. Mostly, it’s about paper fibres that either are loose and dry or clustered into lumps. They also appear as lumps of fibres held together by oil, glues or other chemicals. Over time, they can loosen and, in the worst case, are due to breakages and production failures. The build-ups can also destroy the function of moving machine parts or lead to corrosion. The commission was assigned by Bengt O Andersson and Mickey Lindevall at Valmet AB. The project was conducted as the examining part in the course Degree Project for the Bachelor of Science in Mechanical Engineering, MSGC17, at the faculty of health, science and technology at Karlstad university. The project was carried out individually by a student at the Bachelor of Science program in Mechanical Engineering at Karlstad university. This degree project has taken precedence where the previous degree project at Valmet AB completed its work. The previous degree project has served as a reference document in this report to work out a requirement specification and identifying machine parts that are desired to undergo some form of surface treatment. The acting environments that exist at the various machine parts that are desired to be surface treated have also been examined from the previous degree project. This report has taken a different approach compared to the previous thesis work and is instead directed towards finding suitable surface treatment materials and associated application methods using the material database, CES EduPack. The purpose of the degree project has been to present suitable surface treatment materials and associated surface treatment methods. These are to solve the existing problems, thus facilitating cleaning and maintenance of the tissue machine. To achieve this, a list of suitable materials and associated surface treatment methods has been presented. From this list, conclusions are drawn to find as good surface treatment materials and its associated application methods as possible. With these, the problem should be eliminated or reduced drastically for the number of build-ups regarding the treated machine parts. The objective for this project thesis has been to analyse and proposing suitable methods and materials for surface treatments. With the chosen method and material for the surface treatment, the surfaces upon application are to achieve such properties that build-ups do not adhere to them. The project also contains a requirement specification that has been translated into restriction terms that all investigated material candidates have had to fulfil to be classified as suitable material candidates. The report has also taken a stand to the literature and theory available in the subject area to further investigate what materials are currently used in similar industrial applications. The information that has been processed has, in a final phase, been used as a basis for the list of suitable surface treatment materials and their associated surface treatment methods presented in the report. / Denna examensrapport innefattar en undersökning av ytbehandlingsmaterial samt tillhörande ytbehandlingsmetoder för applicering i en mjukpappersmaskin på uppdrag av Valmet AB. Mjukpappersmaskinen producerar 24 timmar om dygnet i en krävande miljö bl.a. bestående av vatten, värme, oljor, lim, damm samt diverse kemikalier. Den krävande miljön gör att det är svårt att hålla maskinen ren eftersom att det är svårt att komma åt överallt under drift, vilket kan medföra både personrisker och risker för produktionsstopp. Dessa faktorer ligger till grund för att uppbyggningar uppstår vid diverse maskindelar. Mestadels handlar det om pappersfibrer som endera är lösa torra eller fasttorkade i klumpar men de förekommer även som klumpar av fibrer som hålls ihop av olja, lim eller andra kemikalier. Med tiden så kan dessa lossna och ligger i värsta fall till grund för banbrott och produktionsbortfall. Uppbyggningarna kan även förstöra funktionen på rörliga maskindelar eller leda till korrosion. Uppdraget är utgivet av Bengt O Andersson och Mickey Lindevall på Valmet AB. Projektet utförs som den examinerande delen i kursen Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i Maskinteknik, MSGC17 vid fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap vid Karlstads universitet. Projektet har utförts enskilt av studerande vid Högskoleingenjörsprogrammet i Maskinteknik vid Karlstads universitet. Detta examensarbete har tagit vid där föregående examensarbetare vid Valmet AB avslutade sitt arbete. Dennes examensrapport har fungerat som ett referensdokument i denna rapport för att kunna arbeta fram en kravspecifikation samt identifiera maskindelar som önskas genomgå någon form av ytbehandling. De verkande miljöerna som existerar vid de maskindelar som önskas ytbehandlas har även undersökts från det tidigare examensarbetet. Denna rapport har tagit ett nytt tillvägagångssätt gentemot föregående examensarbetare och riktas istället mot att identifiera lämpliga ytbehandlingsmaterial samt tillhörande applikationsmetoder med hjälp av materialdatabasen, CES EduPack. Syftet med detta examensarbete har varit att presentera lämpliga ytbehandlingsmaterial samt tillhörande ytbehandlingsmetoder som löser de befintliga problemen och därmed underlättar rengöring och underhåll av mjukpappersmaskinen. För att kunna göra detta har en lista av lämpliga material samt tillhörande ytbehandlingsmetoder tagits fram. Ur denna lista med material och ytbehandlingsmetoder dras slutsatser för att hitta ett så bra ytbehandlingsmaterial och tillhörande ytbehandlingsmetod som möjligt. Med dessa skall problemet elimineras eller minskas drastiskt gällande antal uppbyggningar vid behandlade maskindelar. Examensarbetet har som mål att analysera och ge förslag på lämpliga metoder och material för ytbehandlingar. Med vald metod och material för ytbehandling skall ytorna vid applicering få en sådan egenskap att uppbyggningar inte vidhäftar vid dessa. Projektet innehåller även en kravspecifikation som översatts till restriktionsvillkor som samtliga undersökta materialkandidater varit tvungna att passera för att klassas som lämpliga materialkandidater. Rapporten har även tagit ställning till den litteratur och teori som funnits tillgänglig inom ämnesområdet för att vidare undersöka vilka material som används i dagsläget inom liknande industriella tillämpningar. Informationen som tagits fram har i ett slutskede legat som grund för den lista av lämpliga ytbehandlingsmaterial samt dess tillhörande ytbehandlingsmetoder som presenteras i rapporten.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung von Sensoren in einer neuen, großserienfähigen Technologie. Mit dem Mehrkomponentenmikrospritzgießverfahren werden mechanische Sensorstrukturen aus (faserverstärktem) Kunststoff an polymere piezoelektrische Wandler angebunden. Die hergestellten Aufnehmer können über die Weiterverarbeitung mit Hybridtechnologien für die Strukturintegration eingesetzt werden. Diese Dissertation stellt Entwurfsmethoden und Modelle zur Vorausberechnung der neuartigen Sensoren bereit, die zur Qualifizierung der neuen Technologie benötigt werden. Dazu werden bekannte Modellierungsansätze angewandt und wesentliche Erweiterungen für die praktische Nutzung erarbeitet. Entwurfsrelevante technologieabhängige Kenngrößen, wie die elastischen Eigenschaften der verarbeiteten Werkstoffe und die geometrischen Dimensionen der hergestellten Sensorstrukturen werden untersucht und deren Einfluss auf den Entwurfsprozessdargelegt. Die hergestellten Sensoren werden in ihrer Grundfunktion messtechnisch charakterisiert und die System- und Strukturintegration vorgestellt. / The presented work describes the development of sensors in a novel technology approach feasible for large-scale production. By using the multicomponent microinjection molding process, mechanical sensor structures out of (fiber-reinforced) polymers are joined with piezoelectric polymer transducers. The fabricated sensors can be processed further with hybrid manufacturing technologies and adapted for structure integration. This thesis introduces design methods and models for the preliminary calculation of the novel sensors, which are required for a technology qualification. Therefore, existing modelling approaches adapted and essentially extended for practical use. Design relevant parameters related to the technology like the elastic properties of the applied materials or the geometric dimensions of the manufactured sensor structures are characterized and the system and structure integration of the sensors is presented.

No description available.

En tredjedel av alla bypass-operationer leder till att kärlimplantaten slutar fungerar inom ettårs tid. En anledning till detta är bildandet av ogynnsam vävnad som sker i form av ärrbildning efter implantationen. Ärrvävnaden orsakar nya förträngningar vilket leder till ett försämrat blodflöde. Kärlimplantatet Y-graft har genom sin design som följer Murray´s lag, en naturlig blodflödesfördelning. Designen i form av ett Y har kunnat bekräftas vara fördelaktig då geometrin vid utflödet minskar risken för ärrbildning. Vad som saknas för att Y-graft ska kunna komma ut på marknaden är ett lämpligt material. Med detta som bakgrund uppkom syftet med litteraturstudien att undersöka vilka material meddokumenterad klinisk historik som är möjliga att använda vid textil tillverkning av Y-graft. Genom en gedigen litteratursökning med hjälp av sökverktyg som U.S. Food and Drug Administration (FDA) tillsammans med andra databaser inom de medicinska och materialtekniska områdena, har en förståelse skapats kring vilka material som används i medicintekniska produkter och som är möjliga kandidater till Y-graft. Litteraturstudien resulterade i att materialen polyetentereftalat, polybutentereftalat, polybutester polytetrafluoreten, polyester-, polyeter- och polykarbonatbaserade polyuretaner samt polypropen, polyeten, alfatisk polyamid och silke finns i godkända medicintekniska produkter på den amerikanska marknaden. De presenterade materialen har på så visdokumenterad klinisk historik och är lämpliga kandidater att använda vid textil tillverkning av Y-graft. De godkända materialkandidaterna som presenteras kan även beläggas medbiologiska polymerer för förbättrad biokompatibilitet. Materialkandidaterna har godkänts i medicintekniska produkter av U.S. Food and Drug Administration (FDA). Genom godkännandet har alla de presenterade materialen dokumenterad klinisk historik och är där med lämpliga kandidater att använda vid textiltillverkning av Y-graft. / One third of all bypass surgeries causes vascular implants to stop working within a year. A reason for this is the formation of unfavorable tissue that occurs in the form of scarring after implantation. The scar tissue causes new constrictions, which leads to impaired blood flow. The vascular implant Y-graft, by design follows Murray's law and therefore has a natural blood flow distribution. The design in the form of a Y has been confirmed to be advantageous. The Y geometry at the outflow reduces the risk of scarring. What is missing for Y-graft to be able to enter the market is a suitable material. With this as a background, the purpose of the literature study was to investigate which materials with documented clinical history can be used in textile production of Y-graft. Through a thorough literature search, using search tools like the U.S. Food and Drug Administration (FDA) together with other databases in the medical and material engineering fields, an understanding has been created about which materials are used in medical technology products and which are potential candidates for Y-graft. The literature study concluded that the materials polyethylene terephthalate, polybutheneterephthalate, polybutester polytetrafluoroethylene are found in approved medical technology products in the United States. Polyester, polyether and polycarbonate based polyurethanes and polypropylene, polyethylene, alphatic polyamide and silk are also found in the United States medical market. These presented materials thus have documented clinical history and are suitable candidates for use in textile manufacturing of Y-graft. The approved material candidates presented can also be coated with biological polymers for improved biocompatibility. The material candidates have been approved in medical technology products by the U.S. Food and Drug Administration (FDA). With this approval, all the presented materials have documented clinical history and are therefore suitable candidates to use when manufacturing Y-graft.