Nano- és anyagtudomány

1. Biológiai ellenállás javítása, faanyag modifikáció

A hagyományos faanyag védőszerek veszélyes anyagokat tartalmaznak, mint nehézfémek, halogén vegyületek. Egyetemünk alternatív, környezetbarát megoldások kifejlesztésén dolgozik. Az egyik lehetőség a biológiai ellenállás növelésére nano-cink részecskékkel való kezelés. Az eljárás előnye, hogy magát a nano-cinket is “zöld” kémiai eljárással tudjuk létrehozni. A vizsgált fafajok, tölgy (Quercus robur), erdeifenyő (Pinus sylvestris), bükk (Fagus sylvatica) és nyár (Populus spp.), igen jól reagáltak az alkalmazott gombakárosítókkal szemben: pincegomba (Coniophora puteana), házi kéreggomba (Poria placenta), laskagomba (Pleurotus ostreatus). A gombakárosítókkal szembeni másik környezetbarát védekezés a faanyagok hőkezelése. A faanyagban 200 °C felett olyan, elsősorban kémiai változások jönnek létre, amely jelentősen megnöveli a biológiai ellenállást, és a dimenzióstabilitást. Kutatásaink kiterjednek a különböző atmoszférákban valamint a növényi olajban történő hőkezelésre, amelyek során kifejezetten hazai fafajok hőkezelés hatására bekövetkező változásait vizsgáltuk. Ezek során kezelési menetrendeket határoztunk meg, amelyekkel pl. a Pannónia nyár (Populus euramericana cv. “Pannonia”) vagy a csertölgy (Quercus cerris) biológiai ellenállása javítható.

2. Felületi tulajdonságok módosítása

A faanyag ragasztásának kutatása és a ragasztóanyag fejlesztések hosszú múltra tekintenek vissza. Kutatásaink többek között a hagyományos ragasztóanyagok kötésjavításával foglalkozik. A farostok felületi töltlse és a ragasztóanyagok töltése egyaránt negatív. Ahhoz, hogy a ragasztási hatékonyságot növeljük, a faanyag felületén 20 rétegben, összesen 100- 120 nm vastagságban, töltésmódosító anyagot viszünk fel, pl. Poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS), és Poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA). A megfelelő módszerreel akár 80%-os tapadási szilárdságnövelést is elérünk. Antibakteriális felületeket sikerült létrehoznunk nano-ezüst papír rostjaira történő felvitelével. Három fajta baktériumtörzset vizsgáltunk:

• gram negatív: Escherichia coli ATCC 25923,

• gram pozitív: Staphylococcus aureus ATCC 25922,

• és gomba (élesztő): Candida albicans ATCC 24433.

A 0,1 és 0,2 t% nanoezüsttel kezelt papíron a blokkolási hatás: 90-100% között változott az alappír függvényében (újrahasznosított papíron alacsonyabb volt a hatás, fehér papíron magasabb).

3. Nanokrisályos cellulóz, mint áramforrás

Kristályos anyagokból felépített vékonyfilmek deformációs alakváltozásakor áramot termelnek, amely arányos a deformációval. A fi lmet felépítő kristályok rendezettsége jelentősen növelheti ezt a hatást. A cellulóz nanokristályok egyrészről jó szigetelő tulajdonságúak, más részről áramot is termelhetnek az asszimetrikus C, O, H elhelyezkedéseknek köszönhetően.

4. Biopolimer kompozitok

Környezeti szempontból hangsúlyossá válnak a fosszilis eredetű polimerekkel szemben a biológiai eredetű, és biológiai úton lebomló polimerek. Egyetemünkön ennek szellemében foglalkozunk pl. politejsav mátrixú farost, mikrokristályos cellulóz ill. réteges szilikát alapú kompozitok fejlesztésével. A különböző nanorészecskék alkalmazásával olyan tulajdonságok válnak elérhetővé és tervezhetővé, mint az átlátszóság, mechanikai, termikus és zárótulajdonságok javítása, lebomlás fokozása, antibakteriális hatás.