Biocompatible ionic electromechanically active polymer actuator based on biopolymers and non-toxic ionic liquids

Doktoritöö: Edendades inimkonna tehnoloogilist progressi ning olles samas loodussäästlikud, peame välja töötama lahendused, mis ainult ei täida funktsiooni, vaid ei kehtesta ka liigset koormat loodusele. Pehmed täiturid on kasulikud biomeditsiinilistes rakendustes nende madalpingetarbimise ja mitteinvasiivse liikumise tõttu. Elektrolüütide ehk ioonsete vedelike, toksilisus materjalis, mis on vajalikud pehmete polümeeride täiturmootori liigutamiseks, on täiturite kasutusvõimalusi piiranud. Üks viis selle piirangu ületamiseks on kasutada elektrolüütidena koliin ioonseid vedelikke. Selline lähenemine võimaldaks saavutada täielikult toimiva bioühilduvat pehmet polümeertäituri. Bioühilduv pehme polümeertäitur saavutati pärast järgmisi toiminguid. Esiteks testiti üksikuid koliin ioonseid vedelikke mitmete bakteritüvede ja rakuliini peal, mida kõiki on toksikoloogia uuringutes laialdaselt kasutatud. Teiseks prooviti koliin ioonseid vedelikke kombineerida segudeks, millel on madalam sulamistemperatuur kui üksikutel komponentidel. See lihtsustab nende kasutamist madala temperatuuriga keskkonnas. Täielikult bioühilduv pehme polümeertäitur saavutati lõpuks kõikide bioühilduvate komponentide kombineerimisega ning täituri elektromehaaniliste ja toksikoloogiliste omaduste põhjaliku testimisega. Sünteesitud koliin ioonsed vedelikud olid kõikide testitud katseorganismide suhtes ohutud. Peamiseks toksilisust mõjutavaks teguriks oli toitelahuse pH muutus. Koliin ioonsete vedelike segamisel tuvastati viis kahekomponendilist segu, millel on madalam sulamistemperatuur kui nende üksikutel komponentidel. Sulamispunkti languse hulk sõltus üksikute komponentide molekulaarsest kujust. Valmistatud bioühilduv täitur ületas oma võimekuselt võrdluseks valitud täiturit, mis oli valmistatud laiemalt kasutust leiduvatest materjalidest. Samuti kinnitati, et bioühilduv täitur tervikuna ei ohusta kokkupuutel elusorganisme.

Kokkuvõte eesti keeles

Sari: Dissertationes technologiae Universitatis Tartuensis ; 61.