Spider Silk-Inspired Protein Coatings on Silica Substrates : impact of heat treatment and concentration on mechanical properties and wettability
Seisto, Anni (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024061923695
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024061923695
Tiivistelmä
In this thesis the potential of bioengineered spider silk-inspired protein (SSIP) as a sustainable alternative to harmful petrochemicals in functional coatings was investigated. This recombinantly produced protein is known for its exceptional physicochemical properties as well as its processability under ambient pressure. The study examined how different heat treatments and protein concentrations affected the mechanical properties and wettability of SSIP coated silica substrates. The analyses were conducted using nanoindentation, water contact angle measurement and Raman spectroscopy.
The findings revealed that the surface hydrophobicity as well as the mechanical properties directly correlated to the heat treatment temperatures. This study highlights the promise of SSIP as an eco-friendly alternative for functional coatings. It offers valuable insights into optimizing coating formulations for enhanced mechanical performance and wettability in many applications, such as in the electronics sector, while reducing their environmental impact.
The study was conducted at VTT. Opinnäytetyössä tutkittiin biotekniikalla luodun spider silk-inspired protein (SSIP) potentiaalia kestävänä vaihtoehtona haitallisille petrokemikaaleille toiminnallisissa pinnoitteissa. Tämä yhdistelmä-DNA-tekniikalla valmistettu proteiini tunnetaan poikkeuksellisista fysikaaliskemiallisista ominaisuuksistaan sekä helposta prosessoitavuudestaan ympäristön paineessa. Tutkimuksessa selvitettiin, miten erilaiset lämpökäsittelyt ja proteiinipitoisuudet vaikuttivat SSIP-pinnoitettujen piisubstraattien mekaanisiin ominaisuuksiin ja hydrofobisuuteen. Analyysit suoritettiin käyttämällä nanoindentaatiota, vesikontaktikulmamittausta ja Raman-spektroskopiaa.
Löydökset paljastivat, että pinnan hydrofobisuus sekä mekaaniset ominaisuudet korreloivat suoraan lämpökäsittelyn lämpötiloihin. Tämä tutkimus todistaa SSIP:n olevan ympäristöystävällinen vaihtoehto toiminnallisille pinnoitteille. Se tarjoaa arvokkaita näkemyksiä pinnoitteiden optimointiin mekaanisen suorituskyvyn ja hydrofobisuuden parantamista varten monissa sovelluksissa, kuten elektroniikkasektorilla, samalla vähentäen ympäristövaikutuksia.
Tutkimus tehtiin VTT:llä.
The findings revealed that the surface hydrophobicity as well as the mechanical properties directly correlated to the heat treatment temperatures. This study highlights the promise of SSIP as an eco-friendly alternative for functional coatings. It offers valuable insights into optimizing coating formulations for enhanced mechanical performance and wettability in many applications, such as in the electronics sector, while reducing their environmental impact.
The study was conducted at VTT.
Löydökset paljastivat, että pinnan hydrofobisuus sekä mekaaniset ominaisuudet korreloivat suoraan lämpökäsittelyn lämpötiloihin. Tämä tutkimus todistaa SSIP:n olevan ympäristöystävällinen vaihtoehto toiminnallisille pinnoitteille. Se tarjoaa arvokkaita näkemyksiä pinnoitteiden optimointiin mekaanisen suorituskyvyn ja hydrofobisuuden parantamista varten monissa sovelluksissa, kuten elektroniikkasektorilla, samalla vähentäen ympäristövaikutuksia.
Tutkimus tehtiin VTT:llä.