Digital Commons Network^™

การสังเคราะห์คาร์บอนดอตจากยางธรรมชาติโดยใช้ไพโรไลซิสด้วยไมโครเวฟและการประยุกต์ในทางด้านการตรวจจับสีย้อม, ธนาธิป สิทธิโชติ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้วัสดุเรืองแสงประเภทคาร์บอนดอต (CDs) ถูกสังเคราะห์จากยางธรรมชาติและแอมโมเนียมเปอร์ซัลเฟต ด้วยใช้การไพโรไลซิสด้วยไมโครเวฟ (microwave-assisted pyrolysis) CDs ที่สังเคราะห์ได้มีการเรืองแสงฟลูออเรสเซนต์สีฟ้าแกมเขียวภายใต้แสงยูวี การพิสูจน์เอกลักษณ์ของ CDs ถูกวิเคราะห์โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน เครื่องวิเคราะห์หาขนาดของอนุภาค เครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ อินฟราเรดแบบฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มสเปกโตรมิเตอร์ ยูวี-วิสิเบิลสเปกโตรมิเตอร์ และฟลูออเรสเซนต์สเปกโตรมิเตอร์ โดยขนาดอนุภาคของ CDs ที่สังเคราะห์ได้มีขนาดเล็กกว่า 5 นาโนเมตร และแสดงสมบัติเชิงแสงที่ดี นอกจากนี้ศึกษาผลของตัวทำละลาย (ฟอร์มาไมด์และไดเมทิลฟอร์มาไมด์) และตัวเติมไนโตรเจน (ยูเรีย พอลีเอทิลีนอิมีน และ แอล-ทริปโตเฟน) ที่มีผลต่อการสังเคราะห์ CDs พบว่าการกระจายตัวของ CDs ในไดเมทิลฟอร์มาไมด์ดีกว่าฟอร์มาไมด์ จากผลการเติมไนโตรเจน 3 ประเภท ค่าการเรืองแสง และควอนตัมยิลด์สูงสุดของ CDs ได้มาจากการเติมยูเรีย จากนั้นนำ CDs ที่ได้มาประยุกต์ใช้ในการตรวจจับสีย้อมซูดาน I พบว่าการเรืองแสงฟลูออเรสเซนต์ของ CDs สามารถถูกยับยั้งได้ด้วยการเติมซูดาน I โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับที่ 0.15 ไมโครโมลาร์ ดังนั้น CDs ที่เตรียมได้ในงานวิจัยนี้สามารถใช้เป็นเซนเซอร์สำหรับการตรวจจับซูดาน I ในพริกป่นได้

Nanofluid Flow Behavior And Heat Exchange In Polymer Based Microchannel Heat Exchanger Using Computational Fluid Dynamics And Fluid-Structure Interaction, Chaiyanan Kamsuwan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Energy is the main factor that driving human society for century, but rapid growth of population tends to raise world energy demand. Many researchers suggest many ideas such as using new energy resources and alternative energies. However, an interested alternative is to utilize waste heat from flue gas. To utilize energy embedded in the flue gas, two challenges remaining include their low heat potential in 100 – 200 oC and corrosion risk in the equipment due to corrosive gas such as CO2 and H2S. To encounter the challenges polymer-based microchannel heat exchanger (PMHE) was developed for reutilizing waste heat in …

Biological Fluorescence Sensor Derived From Naphthalimide-Functionalized Pillar[5]Arene, Yanisa Sanguansap

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Lung cancer has unavoidably encountered the most substantial fatality rate in recent years worldwide. The development of efficient and accessible diagnostic methods is required to assess disease severity. Prior studies have discovered the highest levels of long-chain aldehyde compounds particularly octanal (C8), nonanal (C9), and L-glutathione (L-GSH) as potential biomarkers for lung cancer. Herein, the novel artificial fluorescence sensor HNP5A containing bis-hydrazine naphthalimide decorated pillar[5]arene and 1,2-bis(6-bromohexyl)disulfane (BS) containing a disulfide part linked to a terminal bromoalkane were designed for two conceptual approaches. The first concept, sensor HNP5A has been accomplished for sensitive and selective detection of long-chain aldehydes. This …

Dft Study Of H2 Adsorption On Graphitic Carbon Nitride Nanomaterials Decorated With Selected Elements, Kanthira Kaewsud

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this work, the hydrogen adsorption capabilities of graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanomaterials in nanotube and nanosheet forms, decorated with selected elements from period 3 (Al, Si, P, and S) and period 4 (Ga, Ge, As, and Se), were investigated using periodic density functional theory (DFT) at the PBEPBE/6-31G(d) level. The results demonstrate that elemental decoration significantly enhances the hydrogen adsorption performance of both structural configurations. Among the heptazine-based nanotubes (hg−C3N4−NTs), the S-decorated (4,0) hg−C3N4−NT exhibited the most favorable physisorption, with an adsorption energy of −1.34 eV, while Al-decorated (5,0) and (6,0) hg−C3N4−NTs demonstrated strong chemisorption energies of −1.28 eV. …

High Purity Silver Nano- And Micro Particles With Controllable Shapes By Polymeric Stabilizers, Natsuda Muankhajorn

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This work presents a rapid, sustainable, and efficient technique for both recovering silver microstructures from spent button batteries and fabricating flexible conductive materials. In the first phase, a green recovery method was developed using H2O2 as a reducing agent to convert silver sources into high-purity silver microstructures. The morphology of the recovered silver was controlled using polymeric stabilizers (PVP and PVA) whose molecular weights significantly influenced particle shape and aggregation. PVP promoted the formation of uniform silver microplates, while PVA yielded isotropic microspheres. The silver microstructures from the spent button batteries were converted into highly pure silver microstructures (>98%), …

Alkyl Levulinate Synthesis From Sugar And Agricultural Waste Using Acidic Heterogeneous Catalysts, Songkeid Kaewmuangphet

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The novel combination of strong Brønsted acidity (B) from propyl sulfonic acid functionalized on H-Y zeolite (HY-PrSO3H) and a series of Lewis acidic (L) catalysts (SnO2, ZrO2, Cr2O3) demonstrated high potential as a catalyst for alkyl levulinate (AL) production from glucose, fructose, sucrose, cellulose, and empty palm fruit bunch (EFB) as agricultural waste. Unmodified zeolite was insufficient to provide the required Brønsted and Lewis acid sites necessary for enhancing AL yield. The catalytic solvothermal process was evaluated by studying the effects of various parameters on AL yield. The optimal catalyst for AL formation was achieved by combining the Faujasite (FAU) …

การดัดแปรคุณภาพของสตาร์ชมันสำปะหลังโดยการคัดแยกขนาดแกรนูลและการทำให้แกรนูลสตาร์ชเสียหาย, ภูมิพิทักษ์ รักเรือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการคัดแยกขนาดแกรนูลและการทำให้แกรนูลของ สตาร์ชมันสำปะหลังเสียหายด้วยวิธีทางกายภาพต่อสมบัติทางกายภาพและสมบัติเชิงหน้าที่ของสตาร์ช โดยไม่ใช้สารเคมี เพื่อพัฒนาแนวทางในการปรับปรุงคุณภาพของสตาร์ชให้เหมาะสมกับการใช้งานในอุตสาหกรรมอาหาร ซึ่งให้ความสำคัญต่อความปลอดภัยและความยั่งยืนของวัตถุดิบ การทดลองเริ่มต้นด้วยการคัดแยกขนาดแกรนูลโดยใช้วิธีตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วง การเหวี่ยงแยก และการร่อนแห้ง ซึ่งส่งผลให้ได้แกรนูลขนาดเล็กลงและมีการกระจายตัวที่แคบลง โดยลักษณะของแกรนูลยังคงมีรูปทรงกลมหรือรี ผิวเรียบ และมีความสม่ำเสมอ ตัวอย่างขนาด 25 – 44 ไมโครเมตร มีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูง ช่วยส่งเสริมการดูดซึมน้ำและการพองตัวได้ดี ส่งผลให้ค่าความหนืดสูงสุด (PV) และค่าความหนืดลดลง (BD) เพิ่มขึ้น ขณะที่อุณหภูมิการเกิดเพสต์ (PT) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับการดัดแปรแกรนูลโดยการบดด้วยเครื่องบดแบบล้อและแบบลูกบอล พบว่าแกรนูลมีการแตกหักและมีขนาดลดลง ส่งผลให้ค่า PV, BD, FV และ PT ลดลง ขณะที่ค่าการพองตัวและการละลายน้ำเพิ่มขึ้น ผลการวิเคราะห์ด้วย X-ray Diffraction (XRD) และการวิเคราะห์สมบัติทางความร้อนด้วยเทคนิค Differential Scanning Calorimetry (DSC) พบว่าความเป็นผลึกและเอนทัลปีของการเกิดเจลาติไนซ์ลดลงตามระดับ ความเสียหายของแกรนูล โดยตัวอย่างที่ผ่านการบดด้วยเครื่องบดแบบลูกบอลที่ความเร็วและเวลาสูงสุด (BM590) มีปริมาณสตาร์ชเสียหายสูงสุดถึงร้อยละ 18.17 และอุณหภูมิการเกิดเจลาติไนซ์ต่ำสุดที่ 56.55 องศาเซลเซียส อีกทั้งยังพบปริมาณแอมิโลสเพิ่มขึ้นสูงสุดถึงร้อยละ 26.52 จากการวิเคราะห์โครงสร้างโมเลกุลโดยเทคนิค Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) พบว่าอัตราส่วนค่าการดูดกลืนแสง 1022/995 และ 1045/1022 cm-1 เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยและไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ สะท้อนว่าโครงสร้างระดับโมเลกุลระยะสั้นของสตาร์ชยังคงมีเสถียรภาพ โดยสรุป การดัดแปรด้วยวิธีทางกายภาพสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของสตาร์ชมันสำปะหลังให้เหมาะสมกับผลิตภัณฑ์ที่มีความซับซ้อนเพิ่มมากขึ้น สามารถแปรรูปที่อุณหภูมิต่ำได้ง่าย และละลายน้ำดี เช่น ซอส ผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ และฟิล์มชีวภาพ อีกทั้งยังเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พร้อมต่อยอดสู่การใช้งานในระดับอุตสาหกรรมต่อไป

Enzymatic And Ultrasound-Assisted Extraction Of Bioactive Triterpenoids From Centella Asiatica, Zue Zue Win Myat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Centella asiatica (L.) Urban, commonly known as gotu kola or bua-bok in Thai, is a medicinal herb valued for its rich content of pharmacologically active triterpenoids, notably asiaticoside, madecassoside, asiatic acid, and madecassic acid. These compounds contribute to a range of therapeutic effects, including wound healing, antioxidant, anti-inflammatory, antibacterial, and neuroprotective activities. However, conventional extraction methods such as maceration and Soxhlet extraction are often constrained by long processing times, high solvent usage, and low extraction efficiency. To address these limitations, this study investigates an integrated green extraction strategy that combines enzymatic pretreatment with ultrasound-assisted extraction (UAE) for the efficient recovery …

การประยุกต์ใช้พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณและปัญญาประดิษฐ์สำหรับการออกแบบถังผสมของเหลวอุตสาหกรรม, ปฏิพล คล่องยุทธ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การผสมของเหลวในถังกวนอุตสาหกรรมเป็นกระบวนการสำคัญของหลายอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอุตสาหกรรมเคมี อาหาร และกระบวนการทางชีวภาพ ที่มีความต้องการความเป็นเนื้อเดียวกันของสารผสมอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมีความท้าทายในเรื่องของเวลาการผสมที่นาน ถึงแม้จะเพิ่มความปั่นป่วน (turbulent) ก็อาจทำให้เกิดบริเวณโซนตาย (dead zone) หรือบริเวณที่สารไม่เกิดการเป็นเนื้อเดียวกัน เนื่องจากกระแสวน สาเหตุมาจากการขาดการออกแบบที่ไม่เหมาะสม งานวิจัยนี้ศึกษาการประเมินวิธีการออกแบบถังผสมโดยอาศัย การจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (Computational Fluid Dynamics: CFD) ควบคู่กับการประยุกต์ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) ด้วยการผสมแบบไม่ต่อเนื่อง (batch) ของของเหลวกับของเหลวโดยได้ใช้แบบจำลอง Large Eddy Simulation (LES) ในการจำลองพฤติกรรมการไหลภายในถังผสมที่ติดตั้ง ใบกวนใช้ใบกวน VISCOPROP ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ และตรวจสอบผลกระทบของพารามิเตอร์ได้แก่ ความเร็วรอบของใบกวน จำนวนแผ่นกั้น จำนวนใบและชั้นของใบกวน ระยะห่างระหว่างใบกวนกับก้นถัง เส้นผ่านศูนย์กลางถังและใบกวน ระดับของเหลว และคุณสมบัติของของเหลว ต่อเวลาในการผสมให้ได้ความเป็นเนื้อเดียวกันที่ระดับ 95% การวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) พบว่า ความเร็วรอบของใบกวนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ (p = 0.0026) ปัจจัยรองลงมาคือจำนวนชั้นของใบกวน (p = 0.0223) ในขณะที่ปัจจัยอื่นมีที่ไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p > 0.05) ในขั้นต่อมา ผลการจำลอง CFD ถูกนำไปใช้เป็นข้อมูลฝึกสำหรับแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม (Artificial Neural Network: ANN) เพื่อทำนายเวลาในการผสม โดยเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอัลกอริทึม Levenberg-Marquardt และ Scaled Conjugate Gradient ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ANN สามารถทำนายค่าการผสมได้อย่างแม่นยำ และมีศักยภาพในการใช้เป็นเครื่องมือช่วยออกแบบถังผสมได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการใช้ CFD ร่วมกับ AI เพื่อออกแบบและพัฒนาถังผสมในระดับอุตสาหกรรมอย่างแม่นยำและประหยัดทรัพยากรการทดลองในระยะยาว

พอลิอะคริลาไมด์/เจลาตินอิเล็กโทรไลต์กึ่งแข็งคอมพอสิตสำหรับแบตเตอรี่สังกะสีไอออน, กัญญนันทน์ บุญส่งประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนับเป็นเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เนื่องจากมีความหนาแน่นพลังงานสูงและประสิทธิภาพในการชาร์จ-คายประจุที่ดี อย่างไรก็ตาม ยังประสบข้อจำกัดหลายประการ อาทิ ความไม่ปลอดภัยจากการใช้สารอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ ต้นทุนการผลิตที่สูง และข้อจำกัดด้านทรัพยากรลิเธียมในธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดความสนใจในการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทางเลือกที่มีความยั่งยืนมากยิ่งขึ้น หนึ่งในระบบที่ได้รับความสนใจคือแบตเตอรี่สังกะสีชนิดชาร์จซ้ำได้ซึ่งมีจุดเด่นด้านความปลอดภัยที่สูง ต้นทุนต่ำ ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และการเข้าถึงทรัพยากรสังกะสีที่สะดวก อย่างไรก็ดี แอโนดสังกะสีในระบบอิเล็กโทรไลต์น้ำยังเผชิญกับอุปสรรคสำคัญหลายประการ เช่น การเกิดเดนไดรต์ การปลดปล่อยแก๊สไฮโดรเจน การก่อตัวของชั้นซิงก์ออกไซด์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี และการกัดกร่อนของแอโนด ซึ่งล้วนเป็นปัจจัยที่ลดทอนเสถียรภาพและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่โดยรวม ด้วยเหตุนี้ งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาอิเล็กโทรไลต์กึ่งแข็ง บนพื้นฐานของพอลิอะคริลาไมด์ ร่วมกับเจลาตินในอัตราส่วนร้อยละ 3, 5 และ 7 โดยน้ำหนักของอะคริลาไมด์ เพื่อยกระดับความเสถียรทางเคมีไฟฟ้าและสมรรถนะของขั้วแอโนดสังกะสี ผลการทดลองพบว่าเซลล์สังกะสีแบบสมมาตรที่ใช้อิเล็กโทรไลต์กึ่งแข็งฐานพอลิอะคริลาไมด์ที่เติมเจลาตินร้อยละ 5 แสดงค่าความต่างศักย์เกิน ระหว่างกระบวนการพอกพูนและละลายของสังกะสีได้อย่างมีเสถียรภาพสูงสุด พื้นผิวของขั้วแอโนดภายหลังการทดสอบยังคงความเรียบเนียน ไม่พบการเกิดเดนไดรต์ และแสดงร่องรอยการกัดกร่อนน้อยที่สุด นอกจากนี้ ยังให้ศักย์ไฟฟ้าสำหรับการเกิดปฏิกิริยาปลดปล่อยแก๊สไฮโดรเจนสูงที่สุด (-0.158 มิลลิโวลต์) และค่ากระแสต่ำที่สุดจากปฏิกิริยาดังกล่าว (-15 มิลลิแอมแปร์) สะท้อนถึงประสิทธิภาพในการยับยั้งปฏิกิริยาดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังแสดงค่าการนำไฟฟ้าไอออนสูงถึง 0.966 มิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร สำหรับระบบแบตเตอรี่สังกะสี-แมงกานีสไดออกไซด์ พบว่าอิเล็กโทรไลต์กึ่งแข็งฐานพอลิอะคริลาไมด์ที่มีเจลาตินร้อยละ 5 ให้ค่ากระแสพีคจากการวัดไซคลิกโวลแทมเมทรีสูงที่สุด และมีพื้นที่ใต้กราฟมากที่สุด บ่งชี้ถึงกระบวนการสอดแทรกและละลายของไอออนสังกะสีที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้สามารถให้ค่าความจุจำเพาะสูงสุดที่ 242 มิลลิแอมแปร์ชั่วโมงต่อกรัม ที่กระแส 0.025 แอมแปร์ต่อกรัม และแสดงเสถียรภาพต่อการชาร์จ-คายประจุในระยะยาวได้อย่างน่าพึงพอใจ

การพัฒนาระบบติดตามตรวจสอบคุณภาพงานพิมพ์ด้วยปัญญาประดิษฐ์, กลยุทธ หาญโสต

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาระบบตรวจสอบคุณภาพงานพิมพ์โดยอาศัยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อลดการพึ่งพาทักษะและประสบการณ์ของช่างพิมพ์ประสบการณ์สูง ซึ่งมีข้อจำกัดในเรื่องความสม่ำเสมอและความคลาดเคลื่อนจากมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่สามารถใช้แถบควบคุมคุณภาพ (color bar) บนแผ่นพิมพ์ได้เนื่องจากข้อจำกัดของพื้นที่พิมพ์ ระบบที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วยอุปกรณ์ถ่ายภาพ ระบบไฟ แผ่นชาร์ตสีมาตรฐาน และอัลกอริธึมวิเคราะห์ภาพ โดย AI จะทำการเปรียบเทียบภาพจากแผ่นพิมพ์กับแผ่นต้นฉบับ (proof) ด้วยเทคนิค การวิเคราะห์ส่วนประกอบหลัก (Principal Component Analysis) ซึ่งสามารถลดมิติของข้อมูล และแยกแยะลักษณะเด่นของภาพเพื่อระบุความผิดปกติหรือข้อบกพร่องในการพิมพ์ จากการทดลอง ระบบสามารถตรวจจับความผิดปกติต่าง ๆ เช่น หมึกเลอะ จุดหมึก ความคลาดเคลื่อนของสี ลวดลายที่ผิดเพี้ยนไปจากต้นฉบับ รอยทับกระดาษ หรือแม้แต่ตัวหนังสือที่พิมพ์บางหรือพร่ามัวได้อย่างรวดเร็ว โดยผลลัพธ์สามารถแสดงออกเป็นรูปภาพและตัวเลข ทำให้ผู้ใช้งานสามารถประเมินคุณภาพแผ่นพิมพ์ได้อย่างเป็นระบบ ระบบนี้มีศักยภาพในการเพิ่มความแม่นยำในการควบคุมคุณภาพ ลดต้นทุนจากการพิมพ์เสีย และยกระดับความน่าเชื่อถือในอุตสาหกรรมการพิมพ์ ทั้งยังสามารถขยายผลไปสู่ระบบอัตโนมัติในอนาคตได้อีกด้วย

Thermoplastic Polyurethane Filled With Carbon From Bacterial Cellulose For Electric Heating Pad, Anawil Naksomsong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Bacterial cellulose-based carbon/TPU (BC-C/TPU) electric heating pads were prepared and properties evaluated. Firstly, humic acid dyed BC was carbonized at 900 °C for 2 h to obtain BC-C which subsequently was underwent size reduction and H2SO4 treatment process to obtain fine sulphonated carbon particles (BC-C-SO₃⁻) with good dispersibility in hydrophilic medium. To improve its compatibility with hydrophobic TPU, complexation with cationic surfactant (CTAB) was carried out to obtain BC-C-SO₃⁻+CTAB complex. Then, a flexible BC-C-SO₃⁻+CTAB/TPU heating pad containing up to 14, 25 and 33 wt% BC-C-SO₃⁻+CTAB/TPU was preparable using solvent casting technique. The electrothermal performance was evaluated by applying voltages of …

การคายกลับคาร์บอนไดออกไซด์เชิงเร่งปฏิกิริยาจากตัวทำละลายมอนอเอทาโนลามีนในหอไล่แก๊สแบบฟลูอิไดซ์, สาทิดา ดวงศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการคายกลับคาร์บอนไดออกไซด์จากตัวทำละลาย มอนอเอทาโนลามีน (MEA) เชิงเร่งปฏิกิริยา โดยเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างระบบหอไล่แก๊สแบบเบดนิ่งและแบบฟลูอิไดซ์ รวมถึงวิเคราะห์ผลของพารามิเตอร์การดำเนินการที่สำคัญในระบบฟลูอิไดซ์ ได้แก่ ฟลักซ์ป้อนเข้าของตัวทำละลาย MEA อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางของ ตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางหอไล่แก๊ส และอัตราส่วนความสูงเริ่มต้นของ ตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ต่อความสูงหอไล่แก๊ส โดยอาศัยการออกแบบการทดลองแบบสองระดับและการวิเคราะห์ข้อมูลด้วยโปรแกรม Design Expert เพื่อค้นหาสภาวะที่เหมาะสมที่สุด ผลการทดลองพบว่าพารามิเตอร์ดำเนินการที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุดคือ ฟลักซ์ป้อนเข้าของ ตัวละลาย MEA ที่ 0.013 m3/m2·s อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง HZSM-5 ต่อ หอไล่แก๊สเท่ากับ 0.069 และอัตราส่วนความสูงเริ่มต้นของตัวเร่งต่อความสูงหอไล่แก๊สเท่ากับ 0.500 ภายใต้สภาวะดังกล่าวให้ค่าประสิทธิภาพการคายกลับคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึง 12.24 % อัตราการคายกลับในช่วงแรกของกระบวนการเท่ากับ 0.208 mmol CO2/L·s และปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปลดปล่อยในระยะเวลา 1 ชั่วโมงเท่ากับ 1.095 mol CO2 ซึ่งสูงกว่ากระบวนการคายกลับคาร์บอนไดออกไซด์เชิงเร่งปฏิกิริยาแบบเบดนิ่งอย่างมีนัยสำคัญเชิงสถิติ การวิเคราะห์แบบจำลองแสดงให้เห็นว่าปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลสูงสุดคือ อัตราส่วนของ เส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง HZSM-5 ต่อหอไล่แก๊ส รองลงมาฟลักซ์ป้อนเข้าของตัวทำละลาย MEA และอัตราส่วนความสูงเริ่มต้นของตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ต่อความสูงหอไล่แก๊ส ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของระบบฟลูอิไดซ์ร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยา HZSM-5 ในการเพิ่มประสิทธิภาพการคายกลับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีการดักจับและหมุนเวียนคาร์บอนในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Structural Modification Of 4'-Aminochalcones As Α-Glucosidase Inhibitors, Emmanuel Sunday Idoko

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Diabetes mellitus, one of the most predominant health problems worldwide, characterized by hyperglycemia, has attracted the attention of medicinal chemists. Although several therapeutic drugs have been developed and used clinically, diabetes continues to pose a growing threat to public health. One of the promising approaches for treating type 2 diabetes involves reducing the rate of carbohydrate hydrolysis by inhibiting the action of α-glucosidase. Over the years, chalcone analogues have been reported for their vast biological properties and as a promising antidiabetic agent. In this research, two series of 4'-aminochalcone derivatives were designed and synthesized as α-glucosidase inhibitors. Twenty-five alkylated 4'-aminochalcone …

ซิลิกาเจลดัดแปรด้วยเอมีนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศในระบบฟลูอิไดซ์เบด, เพ็ชรพิชชา บุญมาตุ่น

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบัน คาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในแก๊สเรือนกระจกที่สำคัญ ซึ่งมีบทบาทอย่างมากต่อการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน โดยในปี ค.ศ. 2023 พบว่าระดับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มสูงขึ้นถึง 420 ppm ซึ่งนับว่าเป็นสถิติใหม่ที่สูงที่สุด ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ เช่น ระดับน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้น และความรุนแรงของสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างชัดเจน ด้วยเหตุนี้ จึงมีความจำเป็นในการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ หนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับความสนใจในปัจจุบันคือ การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศโดยตรง หรือ Direct Air Capture (DAC) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ทำการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศในสภาวะที่พบในธรรมชาติ กระบวนการสำคัญในเทคโนโลยีดังกล่าวคือ “กระบวนการดูดซับ” ซึ่งใช้ตัวดูดซับในสถานะของแข็ง โดยได้รับความนิยมเนื่องจากสามารถดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้ในปริมาณสูง ใช้พลังงานต่ำในการฟื้นฟูสภาพ และมีต้นทุนไม่สูง งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาตัวดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผ่านการปรับปรุงด้วยเอมีน โดยตัวดูดซับที่ใช้ในการศึกษา คือ ซิลิกาเจล ซึ่งมีคุณสมบัติที่เหมาะสม ได้แก่ พื้นที่ผิวจำเพาะสูง หาง่ายในท้องตลาด และมีต้นทุนต่ำ ลักษณะของตัวดูดซับที่มีพื้นที่ผิวมากจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ และเมื่อซิลิกาเจลผ่านการปรับปรุงด้วย มอนอเอทาโนลามีน จะทำให้ความสามารถในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นจาก 0.26 เป็น 24.52 มิลลิกรัมคาร์บอนไดออกไซด์ต่อกรัมตัวดูดซับ ซึ่งสูงกว่าตัวดูดซับที่ไม่ได้ผ่านการปรับปรุงถึง 94 เท่า นอกจากนี้ยังสูงกว่าตัวดูดซับที่ผ่านการปรับปรุงด้วยไดเอทาโนลามีน อย่างไรก็ตาม ตัวดูดซับควรคงประสิทธิภาพในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้แม้ผ่านกระบวนการฟื้นฟูหลายรอบ เพื่อลดต้นทุนในการสังเคราะห์ซ้ำ และเพิ่มความคุ้มค่าในการใช้งาน นอกจากนี้ เพื่อให้การฟื้นฟูสภาพของตัวดูดซับเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ยังจำเป็นต้องศึกษาปัจจัยต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิและระยะเวลาที่เหมาะสมในการฟื้นฟู รวมถึงภาวะที่เหมาะสมในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ โดยเฉพาะอุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำงานของตัวดูดซับ เพื่อให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้จริง

การประเมินประสิทธิภาพการฟื้นฟูสภาพของตัวดูดซับซีโอไลต์ 13x สำหรับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรงจากอากาศ, ภคอร อมรสิน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากกิจกรรมในชีวิตประจำวันเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก โดยในปี พ.ศ. 2562 มีการสะสมคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นร้อยละ 58 เมื่อเทียบกับช่วงก่อนยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากแหล่งกำเนิดเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศโดยตรง (Direct Air Capture: DAC) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องจัดการกับก๊าซที่มีความเข้มข้นต่ำมาก งานวิจัยนี้ศึกษาการฟื้นฟูสภาพตัวดูดซับซีโอไลต์ 13X ในระบบเบดนิ่ง โดยเปรียบเทียบวิธีฟื้นฟูสภาพ 3 วิธี ได้แก่ การให้ความร้อนด้วยรังสีไมโครเวฟ การให้ความร้อนแบบดั้งเดิม และการใช้ความดันสุญญากาศ ผลการทดลองพบว่า การฟื้นฟูสภาพด้วยรังสีไมโครเวฟที่กำลังไฟ 300 วัตต์ เป็นเวลา 10 นาที (ประมาณ 350 องศาเซลเซียส) ให้ประสิทธิผลการฟื้นฟูสภาพสูงสุดที่ร้อยละ 97.17 และใช้พลังงานเพียง 0.05 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อรอบ เทียบกับ 0.62 และ 0.34 กิโลวัตต์-ชั่วโมงของวิธีให้ความร้อนแบบดั้งเดิมและการใช้ความดันสุญญากาศ ตามลำดับ การประเมินเชิงเศรษฐศาสตร์แสดงให้เห็นว่าวิธีการใช้รังสีไมโครเวฟให้ประสิทธิภาพสูงสุดต่อต้นทุนของตัวดูดซับ และมีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าต่ำกว่าวิธีการให้ความร้อนดั้งเดิมถึง 12 เท่า จึงแสดงศักยภาพในการเป็นกระบวนการฟื้นฟูสภาพที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าสำหรับระบบ DAC ในอนาคต

Modeling Of Solar Collector With Hybrid Nanofluids Utilizing Machine Learning And Computational Fluid Dynamics, Phongpapop Kitisomkiat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The rise in global energy consumption emphasizes the need for clean and renewable energy sources to tackle this problem. Solar collectors could harness energy while minimizing environmental impact, offering a potential solution by increasing efficiency without modifying the equipment’s topology using nanofluids. Hybrid nanofluid, created by dispersing 2 nanoparticles into conventional liquid, have shown improving in strengths and reduce the weaknesses of single particle nanofluid. However, it’s difficult to predict its properties due to the complex interaction between particles and the fluid. This study addresses this challenge by integrating machine learning for the prediction of hybrid nanofluids properties into computational …

การจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลเพื่อเพิ่มสมรรถนะของแบตเตอรี่แบบสังกะสีไหลด้วยอิเล็กโทรไลต์ยูเทกติกเชิงลึกและตัวทำละลายร่วม, พงศ์ภรณ์ พิพัฒนชัยนันท์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

อิเล็กโทรไลต์ยูเทกติกเชิงลึก (deep eutectic electrolytes, DEEs) เป็นระบบที่มีเสถียรภาพทางเคมีสูง ออกแบบองค์ประกอบได้หลากหลาย และมีศักยภาพในการทดแทนอิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิมในแบตเตอรี่แบบสังกะสีไหล (zinc flow batteries, ZFBs) อย่างไรก็ตาม ความหนืดที่สูงของ DEEs จำกัดการเคลื่อนที่ของไอออนในระบบ จึงต้องเติมตัวทำละลายร่วม (co-solvents) เพื่อปรับปรุงสมบัติเหล่านี้ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนของตัวทำละลายร่วมต่อโครงสร้างการละลายและสมบัติเชิงพลวัตของไอออนในระบบ DEEs โดยใช้การจำลองพลวัตเชิงโมเลกุล (molecular dynamics simulations, MD) ระบบที่ศึกษาประกอบด้วยเกลือสังกะสีคลอไรด์ (zinc chloride, ZnCl2) ความเข้มข้น 0.5 M ในตัวทำละลายผสมระหว่าง โคลีนคลอไรด์ (choline chloride, ChCl) กับเอทิลีนไกลคอล (ethylene glycol, EG) ในอัตราส่วน 1:4 โดยปริมาตร (ChCl:EG = 1:4 v/v) และเติมตัวทำละลายร่วม ได้แก่ อะซีโตไนไตรล์ (acetonitrile, ACN) ไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (dimethyl sulfoxide, DMSO) และน้ำ (water, H2O) ในอัตราส่วน ChCl:EG:ตัวทำละลายร่วม = 1:4:X (X = 0, 1, 2, 4) ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่า โครงสร้างการละลายของ Zn2+ ส่วนใหญ่เป็นคู่ไอออนสัมผัส (contact ion pairs, CIPs) ยกเว้นระบบที่เติม H2O ในอัตราส่วน 1:4:4 (H2O-4) ที่แสดงลักษณะเป็นคู่ไอออนแยกด้วยตัวทำละลาย (solvent separated ion pairs, SSIPs) เนื่องจาก H2O มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (dielectric constant) สูงกว่าตัวทำละลายอื่น การเติม DMSO ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ (diffusion …

การจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลของผลกระทบของตัวทำละลายร่วมต่อโครงสร้างการละลายและการถ่ายโอนไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ลิเทียม-ไอออน, นุชกร ศุภกำเนิด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเทียม-ไอออนมักประกอบด้วยตัวทำละลายฐานคาร์บอเนต เช่น เอทิลีนคาร์บอเนต (ethylene carbonate, EC) และโพรพิลีนคาร์บอเนต (propylene carbonate, PC) ซึ่งมีความไวไฟสูง ส่งผลต่อความปลอดภัยและเสถียรภาพของระบบ หนึ่งในแนวทางแก้ไขคือการเติมตัวทำ-ละลายร่วม (co-solvent) ที่ไม่ติดไฟลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ งานวิจัยนี้ใช้การจำลองพลวัตเชิงโมเลกุล (molecular dynamics simulations, MD) เพื่อศึกษาผลของตัวทำละลายร่วมสองชนิด ได้แก่ ไตรเฮกซิล-ฟอสเฟต (trihexyl phosphate, THP) และไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (dimethyl sulfoxide, DMSO) ต่อพฤติกรรมของ Li+ ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ประกอบด้วยเกลือลิเทียมเฮกซะฟลูออโรฟอสเฟต (lithium hexafluorophosphate, LiPF6) ความเข้มข้น 1.0 M ในตัวทำละลายผสม EC:PC อัตราส่วน 1:1 (v/v) โดยพิจารณาผลของการเติมตัวทำละลายร่วม 0-50 wt.% ผลการจำลองพบว่าในระบบที่เติม THP พบว่าโครงสร้างการละลายของ Li+ มีลักษณะเป็นคู่ไอออนสัมผัส (contact ion pairs, CIPs) โดย Li+ ถูกล้อมรอบด้วย EC หรือ PC 4 โมเลกุล THP 1 โมเลกุล และ PF6- 1 ไอออน ซึ่งไม่ส่งผลต่ออันตรกิริยาระหว่างคู่ไอออน Li+-PF6- อย่างมีนัยสำคัญ ขณะที่การเติม DMSO ซึ่งมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง (dielectric constant, ε ≈ 46.7) โครงสร้างการละลายของ Li+ เปลี่ยนเป็นแบบคู่ไอออนแยกด้วยตัวทำละลาย (solvent-separated ion pairs, SSIPs) โดย Li+ ถูกล้อมรอบด้วยตัวทำละลายทั้งหมด 6 โมเลกุล และไม่พบ PF6- ในชั้นการละลายแรก การเติม THP ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ …

Green Materials For Electromembrane Microextraction For Determination Of Norfloxacin, Thidarat Samkumpim

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The gel electro membrane extraction (G-EME) has undergone many developments, including the in-gel electro membrane extraction (IG-EME) and the minimization of G-EME. First, IG-EME is a two-phase version of G-EME; its development started with suppressing the electroendoosmosis phenomenon (EEO). The EEO effect is a major problem in G-EME, which is caused by the induced water movement of the agarose membrane during the extraction. A removal acceptor phase can reduce the chance of excessive water movement. IG-EME enhances the extraction efficiency and moves the extraction to the sensing platform. In this work, IG-EME was studied with fluorescence detection for the first …

Alginate-Reduced Graphene Oxide Composite Hydrogel For Rotating Bar Sorptive Extraction Of Organophosphate Pesticides In Water, Kotchawan Prommanok

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

A novel green preconcentration technique, rotating bar sorptive extraction (RBSE), was developed using an alginate-reduced graphene oxide (alginate-rGO) composite hydrogel as a green sorbent for the extraction of organophosphate pesticides (OPPs) from environmental water samples, followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. The optimal configuration of the sorbent was shaped into a 12 × 12 mm cylindrical structure with 6 holes like a revolver cylinder to enhance surface area and mass transfer. The sorbent was prepared from a composite hydrogel of 15% w/v of alginate and 8% w/v of reduced graphene oxide. The alginate-rGO was then applied for RBSE of …

Synthesis And Biophysical Properties Of Zwitterionic Pyrrolidinyl Peptide Nucleic Acid, Wachiraya Pinthongnoi

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Pyrrolidinyl peptide nucleic acid (pyrrolidinyl PNA) is a synthetic DNA mimic featuring a conformationally constrained backbone comprising alternating proline and cyclic b-amino acid dipeptide subunits. AcpcPNA is a typical example of pyrrolidinyl PNA that demonstrates excellent binding specificity to DNA targets along with high chemical and biological stability. Although pyrrolidinyl PNA holds strong promises for biological applications, it also has limitations due to its hydrophobic nature, which leads to poor water solubility and non-specific binding to hydrophobic molecules such as proteins, lipids, plastics, or even other PNA molecules. To address these issues, the pyrrolidinyl PNA backbone was modified to become …

Compton Scattering Of Mammographic Soft X-Ray Beams By Alkali And Transition Metal Salt Filters Produce X-Ray Interference Zones That May Have Treatment Potential For Localized Cancer Lesions, Subhendra N. Sarkar, Eric Lobel, Sabina Rakhmatova, Derbie Desir, Somdat Kissoon, Daler Djuraev, Katie Tam

Publications and Research

In breast x-ray imaging scattered radiation adds 50% of harmful radiation dose from anisotropic Compton scattering mechanism. We have been working with double layered inorganic salt materials that can induce Compton scattering to the incident mammographic x ray beams (in 20-30 kVp range) with adequate isotropy (angular control). Typically metal nitrates and alkali halide salt layers are shown here to cause low energy radiation interference zones with high and low photon intensities and local flux heterogeneity in terms of flux covariance. Spatial variation of low energy photon flux creates concentrated and sparse radiation zones that may be used to induce …

Electrospun Pt-Tio₂ Nanofibers Doped With Hpa For Catalytic Hydrodeoxygenation, Amos Taiswa, Randy L. Maglinao, Jessica M. Andriolo, Sandeep Kumar, Jack L. Skinner

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

Electrospinning is utilized to fabricate catalytic nanofiber scaffold for biocrude upgrading in hydrodeoxygenation (HDO) following computational studies suggesting the need for nano-catalysts for efficient HDO conversion and selectivity. Here, Pt-TiO₂ nanofibers are fabricated through electrospinning, followed by wet impregnation with a heteropoly acid (HPA), tungstosilicic acid. Intensive heat treatments were incorporated during and after processes to obtain a HPA doped Pt-TiO₂ nano-catalyst. Catalytic HDO was performed in a batch reactor with phenol as the raw biocrude dissolved in hexadecane. The HPA doped Pt-TiO₂ catalyst demonstrated promising HDO performance of 37.2% conversion and a 78.9% selectivity to oxygen …

Atomically Dispersed Zeolite-Supported Rhodium Complex: Selective And Stable Catalyst For Acetylene Semi-Hydrogenation, Yuxin Zhao, Özge D. Bozkurt, Samira F. Kurtoğlu-Öztulum, Melisa Su Yordanli, Adam S. Hoffman, Jiyun Hong, Jorge E. Perez-Aguilar, Aylin Saltuk, Deniz Akgül, Tülay Ateşin

School of Integrative Biological & Chemical Sciences (Formerly Dept. of Chemistry)

Highlights

• Rhodium has heretofore been known to be unselective for acetylene semi-hydrogenation.

• Electronic properties of rhodium are tuned by choice of support and metal nuclearity.

• Selectivity is maximized when Rh is atomically dispersed on a weak electron donor.

• Zeolite-supported Rh complex with C2H2 ligands offers a stable C2H4 selectivity > 90 %.

• Results demonstrate unprecedented catalytic properties of Rh for semi-hydrogenation.

Abstract

Supported rhodium catalysts are known to be unselective for semi-hydrogenation reactions. Here, by tuning the electronic structure of supported mononuclear rhodium sites determined by the metal nuclearity and the electron-donor properties of the support, we report that atomically dispersed …

A Facile Auto-Combustion Pathway For Creating Mn- And Fe-Doped Tio2 Nanostructures And Their Photocatalytic Activity, Gharieb Meselhy

Dentistry

Using a combination of two fuels, an auto-combustion method was used to synthesize pure TiO2 and doped TiO2 with different concentrations of iron(III) (Fe) and manganese(II) (Mn) (1, 3, 5, and 7 mol%). The as-prepared materials were characterized using different techniques, including thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). The XRD results showed that both pure TiO2 and all doped TiO2 samples had the anatase phase, indicating the crystalline nature of all the as-prepared nanomaterials. Crystal violet decolorization under UV irradiation was used to …

A Simple, Inexpensive Alkaline Method For Bacterial Dna Extraction From Environmental Samples For Pcr Surveillance And Microbiome Analyses, Abdulkarim Shwani, Bin Zuo, Adnan Alrubaye, Jiangchao Zhao, Douglas D. Rhoads

Poultry Science Faculty Publications and Presentations

DNA extraction for downstream molecular diagnostic applications can be an expensive, time-consuming process. We devised a method to quickly extract total bacterial DNA from environmental samples based on the sodium hydroxide lysis of cells with or without capture by magnetic beads for subsequent PCR or quantitative PCR. The final DNA extraction method using NaOH is extremely low-cost and can be completed in as little as 10 min at room temperature with dilution, or the DNA can be further purified using silica-coated paramagnetic beads. NaOH extraction was effective for Gram-negative and Gram-positive bacteria in samples from air, soil, sewage, food, laboratory …

Real-Time Spectroscopic Ellipsometry For Flux Calibrations In Multi-Source Co-Evaporation Of Thin Films: Application To Rate Variations In Cuinse₂ Deposition, Dhurba R. Sapkota, Balaji Ramanujam, Puja Pradhan, Mohammed A. Razooqi Alaani, Ambalanath Shan, Michael J. Heben, Sylvain Marsillac, Nikolas J. Podraza, Robert W. Collins

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Flux calibrations in multi-source thermal co-evaporation of thin films have been developed based on real-time spectroscopic ellipsometry (RTSE) measurements. This methodology has been applied to fabricate CuInSe₂ (CIS) thin film photovoltaic (PV) absorbers, as an illustrative example, and their properties as functions of deposition rate have been studied. In this example, multiple Cu layers are deposited step-wise onto the same Si wafer substrate at different Cu evaporation source temperatures (TCu). Multiple In₂Se₃ layers are deposited similarly at different In source temperatures (TIn). Using RTSE, the Cu and In₂Se₃ deposition rates are determined as …

Permafrost Carbon: Progress On Understanding Stocks And Fluxes Across Northern Terrestrial Ecosystems, Claire C. Treat, Anna-Maria Virkkala, Eleanor Burke, Lori Bruhwiler, Abhishek Chatterjee, Joshua B. Fisher, Josh Hashemi, Frans-Jan W. Parmentier, Brendan M. Rogers, Sebastian Westermann, Jennifer D. Watts, Elena Blanc-Betes, Matthias Fuchs, Stefan Kruse, Avni Malhotra, Kimberley Miner, Jens Strauss, Amanda Armstrong, Howard E. Epstein, Bradley Gay, Mathias Goeckede, Aram Kalhori, Dan Kou, Charles E. Miller, Susan M. Natali, Youmi Oh, Sarah Shakil, Oliver Sonnentag, Ruth K. Varner, Scott Zolkos, Edward A.G. Schuur, Gustaf Hugelius

Biology, Chemistry, and Environmental Sciences Faculty Articles and Research

Significant progress in permafrost carbon science made over the past decades include the identification of vast permafrost carbon stocks, the development of new pan-Arctic permafrost maps, an increase in terrestrial measurement sites for CO₂ and methane fluxes, and important factors affecting carbon cycling, including vegetation changes, periods of soil freezing and thawing, wildfire, and other disturbance events. Process-based modeling studies now include key elements of permafrost carbon cycling and advances in statistical modeling and inverse modeling enhance understanding of permafrost region C budgets. By combining existing data syntheses and model outputs, the permafrost region is likely a wetland methane …

Development Of Novel Protein Digestion And Quantitation Methods For Mass Spectrometic Analysis, Yongling Ai

Dissertations

Proteins are the workhorses of biology, playing multifaceted roles in maintaining cellular function, signaling, and response to environmental cues. Understanding their abundance and dynamics is pivotal for unraveling the complexities of biological processes, which underpins the foundations of molecular and cellular biology. Accurate measurement of protein quantities provides insights into cellular homeostasis, facilitates the discovery of biomarkers, and sheds light on the molecular mechanisms of diseases, bridging the gap between the molecular intricacies of proteins and their functional consequences in health and disease. The evolution of protein quantitation methodologies, from classical colorimetric assays to sophisticated mass spectrometry-based approaches, has expanded …