Projektowanie i analiza właściwości fizykochemicznych proekologicznych środków barwiących o zdefiniowanych cechach funkcjonalnych
Designing and physico-chemical characterization of pro-ecological coloring agents with defined functional properties
Typ projektu: naukowo-badawczy
Słowa kluczowe: funkcjonalne środki barwiące ekologiczne indykatory pH biopolimery barwniki naturalne wielofunkcyjne kompozyty
Słowa kluczowe (angielski): functional colorants ecological pH indicators biopolymers natural dyes multifunctional composites
Członkowie konsorcjum: Projekt nie był realizowany w ramach konsorcjum
Okres realizacji projektu: 23.06.2022 - 23.06.2023
Instytucja finansująca: Narodowe Centrum Nauki
Nazwa programu: Miniatura 6
Kierownik projektu: Bolesław Szadkowski
Wartość dofinansowania: 49 918,00 PLN
Wartość projektu: 49 918,00 PLN
W ciągu ostatnich lat nastąpił znaczny wzrost świadomości ekologicznej wśród społeczeństwa, co doprowadziło do intensyfikacji prac nad materiałami funkcjonalnymi, opartymi na surowcach odnawialnych mogących stanowić ekologiczną i często tańszą alternatywę dla komponentów syntetycznych. Ze względu na wyraźny wzrost podejścia proekologicznego, środki barwiące pochodzenia naturalnego ponownie stały się obiektem zainteresowań naukowców i przedsiębiorców. Planowane działanie naukowe zatytułowane „Projektowanie i analiza właściwośc fizykochemicznych proekologicznych środków barwiących o zdefiniowanych cechach funkcjonalnych” w ramach MINIATURA 6 posiada charakter badań wstępnych umożliwiających pozyskanie fundamentalne wiedzy na temat formowania się innowacyjnych, funkcjonalnych środków barwiących na bazie barwników pochodzenia naturalnego oraz biopolimerów. Istotnym zamierzeniem działania naukowego jest możliwość wykorzystania surowców przyjaznych dla środowiska oraz biodegradowalnych, aby zgodnie z istniejącymi trendami i wymogami zrównoważonej gospodarki projektować materiały bezpieczne dla ludzi i środowiska oraz niekłopotliwe w utylizacji. W ramach realizowanego projektu zostaną podjęte próby uzyskania informacji na temat mechanizmu formowania się nowych środków barwiących jak również zostanie określony wpływ rodzaju, składu chemicznego, struktury oraz charakteru powierzchni reagentów na właściwości funkcjonalne oraz stabilność sporządzonych materiałów. W wyniku przeprowadzonych reakcji zostaną otrzymane nowe wielofunkcyjne środki barwiące o zwiększonej odporności na działanie czynników zewnętrznych (takich jak np. rozpuszczalniki organiczne czy wysoka temperatura). Prace badawcze obejmować będą charakterystykę barwną (UV-Vis), strukturalną (SEM) oraz fizykochemiczną (odporność chemiczna, termiczna), jak również badania aktywności biobójczej badanych układów. Zastosowanie spektroskopowych technik badawczych (np. FTIR, NMR, XPS) umożliwi interpretację charakteru oddziaływań wytworzonych pomiędzy chromoforami, a biopolimerami. Ponadto, planuje się zbadanie wpływu poszczególnych komponentów na efektywność oraz szybkość zmiany barwy otrzymanych układów pod wpływem oparów kwasowych (HCl) oraz zasadowych (NH3). Zostaną również podjęte próby zaprojektowania układów barwnych mogących pełnić rolę indykatora pH, jednocześnie wykazując wysoką aktywność przeciwdrobnoustrojową.
In recent years, there has been a significant increase in ecological awareness among the society, which has led to the intensification of research on functional materials made from renewable raw materials that can constitute an ecological and often cheaper alternative to synthetic components. The considerable increase in the pro-ecological approach caused that coloring agents of natural origin have again become the object of interest of scientists and entrepreneurs. The planned scientific activity entitled “Designing and physico-chemical characterization of pro-ecological coloring agents with defined functional properties” applied for MINIATURE 6 is a kind of preliminary research enabling the acquisition of fundamental knowledge on the formation of innovative, functional coloring agents based on natural dyes and biopolymers. An important intention of the scientific activity is the possibility of using environmentally friendly and biodegradable raw materials in order to design materials that are safe for people and the environment and easy utilization in accordance with the existing trends and requirements of sustainable practices. As part of the project, attempts will be made to obtain information on the mechanism of formation of new coloring agents, as well as the influence of the type, chemical composition, structure and surface character of the reactants on the functional properties and stability of the prepared colorants. As a result of the performed reactions, new multifunctional coloring agents will be obtained with improved resistance to external factors (such as organic solvents or elevated temperatures). The research work will include color (UV-Vis), structural (SEM) and physico-chemical (chemical and thermal resistance) characteristics, as well as analysis of the antimicrobial activity of the tested systems. The application of spectroscopic techniques (e.g. FTIR, NMR, XPS) will enable the interpretation of the nature of interactions occurred between chromophores and biopolymers. Furthermore, it is planned to investigate the influence of individual components on the efficiency and rapidity of color change response of the obtained systems after exposure to acidic (HCl) and/or alkaline (NH3) vapours. Attempts will also be made to design color systems that can act as a pH indicator simultaneously demonstrating high antimicrobial activity.
Powrót