Materials Science and Engineering Commons^™

Matrix Stiffness Sensing By Nascent Adhesions And The Role Of Riam In Adhesion Assembly, Nikhil Mittal

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Mechanical stiffness of the extracellular matrix (ECM) impacts many cellular functions such as proliferation, migration, and differentiation. ECM stiffness is sensed by a cell via integrin-based focal adhesions (FAs) by changing conformation and biochemical activities of molecules within FAs by the exchange of the force between the ECM and filamentous actin (F-actin). Cells in turn respond to this stiffness by generating traction force that plays an important role in many biological events such as tissue morphogenesis, stem cell differentiation, wound healing, and cancer cell metastasis. The stiffness of the extracellular matrix induces differential tension within integrin-based adhesions. Understanding stiffness sensing …

Inherently Porous Metal Structures With Sufficient Mechanical Properties Through Direct Writing Of Bio-Based Inks, Havva Eda Aysal

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

There is currently a burgeoning interest in developing 3D printed metal structures with inherent porosity and sufficient mechanical properties for mass customization in the biomedical field. Current approaches for 3D printing of biocompatible metals rely on powder-bed fusion methods which are energy intensive and utilize large amounts of metal powder that is challenging to recycle. In addition, such methods aim on producing dense parts and porosity generation, within the printed part, is challenging due to the complex physics of the melting pool. Here, a relatively new and promising approach is undertaken to study the 3D printing of inherently porous structures …

Influence Of Nanofiller Surface Treatment On Mechanical Properties Of Pyrolyzed Ceramic Nanocomposites, Laxmi Sai Viswanadha, Chenglin Wu, Jeremy Watts, Mohammad Naraghi

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

The brittleness and limited plastic deformation of ceramics restrict their applications. In this work, the effects of pristine (CNTP), functionalized (CNTOH, CNTCOOH) and silanized MWCNTs on the mechanical properties of Silicon Carbide obtained by pyrolyzing polycarbosilane SMP-10 were studied. Functionalization with 3-glycidoxypropyltrimethoxy was analyzed through dispersion stability, zeta potential, and EDS analyses, revealing increased silicon content and colloidal stability in silanized MWCNTs. However, silanized MWCNTs led to reduced mechanical properties in composites, while untreated MWCNTs (CNTP, CNTOH, CNTCOOH), showed a substantial increase in modulus by 74.2 %, 86.9 %, and 30.5 %, respectively. The observed enhancement in mechanical properties exceeded …

Ultra-Fast Annealing Improves Snr And Long-Term Stability Of A Highly Multiplexed Line-By-Line Fbg Array Inscribed By Femtosecond Laser In A Coreless Fiber For Extreme-Temperature Applications, Farhan Mumtaz, Bohong Zhang, Jeffrey D. Smith, Ronald J. O'Malley, Rex E. Gerald, Jie Huang

Electrical and Computer Engineering Faculty Research & Creative Works

This study reports the fabrication of an 4th-order line-by-line Fiber Bragg Gratings (FBG) array using femtosecond laser inscription within a highly multimode coreless optical fiber, with a particular focus on achieving substantial multiplexing capabilities. An ultra-fast annealing procedure is employed, resulting in an impressive enhancement of the FBG sensor's fringe visibility by approximately 13 dB, signifying a notable improvement of approximately ~4 dB. This substantial enhancement contributes to the long-term stability and performance of the multiplexed FBG array in extreme temperature conditions. The systematic fabrication approach employed for the multiplexed FBG array guarantees a high signal-to-noise ratio (SNR) for each …

Desirable Candidates For High-Performance Lead-Free Organic–Inorganic Halide Perovskite Solar Cells, Sajid Sajid, Salem Alzahmi, Imen Ben Salem, Nouar Tabet, Yousef Haik, Ihab M. Obaidat

All Works

Perovskite solar cells (PSCs) are currently demonstrating tremendous potential in terms of straightforward processing, a plentiful supply of materials, and easy architectural integration, as well as high power conversion efficiency (PCE). However, the elemental composition of the widely utilized organic–inorganic halide perovskites (OIHPs) contains the hazardous lead (Pb). The presence of Pb in the PSCs is problematic because of its toxicity which may slow down or even impede the pace of commercialization. As a backup option, the scientific community has been looking for non-toxic/less-toxic elements that can replace Pb in OIHPs. Despite not yet matching the impressive results of Pb-containing …

Processing & Properties Of Zirconium Carbide Manufactured By Ceramic On-Demand Extrusion, Clare Sabata

Masters Theses

"This research focuses on the development of a zirconium carbide (ZrC) paste for use in material extrusion direct ink write additive manufacturing (AM) followed by the pressure less densification of ZrC and the mechanical and thermal characterization of the resulting ceramics. A highly loaded, aqueous paste was developed using commercial ZrC powder ball milled to ~1 μm. Optimal dispersant, binder, and solids loading were found by rheological characterization. The paste composition consisted of 46-47 vol% ZrC, 43.5 vol% distilled water, 8.1 vol% dispersant, and 1.6 vol% binder. A yield stress of ~8 Pa allowed for shape retention upon removal of …

Sub-Critical Crack Growth And Fatigue Behaviour Of Alkali Silicate Glass, Noah Weyrauch

Masters Theses

"Delayed failure in silicate glasses can be linked to subcritical crack growth (SCCG) where surface defects grow over time until catastrophic failure. This phenomenon originates from stress-enhanced chemical interactions between the environment (e.g. water) and the strained silicate bonds at the crack tip. SCCG must be accounted for to predict the long-term survivability of silicate-glass components. This study compares two methods to measure SCCG parameters for a commercial alkali silicate sealing glass and for a series of binary xNa₂O-(1-x)SiO₂ glasses, where 0.15 ≤ x ≤ 0.35. A constant moment double cantilever beam (DCB) technique was used to …

Theoretical Modeling And Experimental Investigation Of Phase Selection During Rapid Solidification Of Alloys, Azeez Aremu Akinbo

Masters Theses

"A novel model, rooted in time-dependent nucleation theory, has been created to explore how rapid solidification affects the extended solubility in metal alloys. This model was used to forecast solubility concerning undercooling in multiple binary aluminum (Al) alloys, and its predictions for both eutectic and peritectic systems closely match experimental data. It was demonstrated that this developed model surpasses the T0 line method, which does not consider the kinetic aspects of nucleation. Furthermore, the model can be extended to ternary and multicomponent phases by assuming that the scarcest element or the slowest diffusing component restricts nucleation. Al-Cu and Al-Cr, vital …

Investigating The Role Of Tesserae In Energy Absorption In Shark Cartilage, Molly Dobrow

UNF Graduate Theses and Dissertations

Unlike mammals, shark endoskeletons are composed of cartilage, which is less stiff compared to bone. Despite this structural disadvantage, sharks have risen to become apex predators, with reported maximum posterior bite force estimates approximating 5914 N in bull sharks. Shark jaws are estimated to undergo high cycle loading within the organism’s lifecycle without evidence of failure. Fatigue resistance may relate to mineral distribution within a component of the endoskeletal system – tesserae. Tesserae are thin, roughly hexagonal tiles composed of calcium phosphate hydroxyapatite (HA) crystals and grow by accretion to eventually surround the hyaline cartilage core. Though tesserae dimensions are …

Process, Structure, & Property Investigation Of Gallium-Based Metallic Alloys Processed At Room Temperature, Jennifer E. Ruliffson

UNF Graduate Theses and Dissertations

Metallic and intermetallic alloys are important in engineering, necessitating a thorough comprehension of their structure, processing, and properties. Amalgams are a class of alloy which are synthesized by various methods to produce diverse properties. Gallium-based amalgams, particularly gallium eutectic alloys, have low melting points, which allow for applications in dentistry and temperature sensitive electronics. This thesis investigates the process-structure-property relationships of gallium-based amalgams mixed with copper. Phases, microstructure, and diffusion processes are investigated using XRD and SEM. Adhesion strength and thermal properties are then correlated to these as well as process steps. This study contributes to advancing the understanding and …

Processing Of Niti Sma For High Reflectivity Applications, Nicholas Dean Asbury

UNF Graduate Theses and Dissertations

Nickel Titanium (NiTi) is a shape memory alloy (SMA) that is capable of being deformed and subsequently returned to the original shape through heating. This unique property makes NiTi a prime material for potential applications in the aerospace industry. As manufacturing capabilities advance, the ability to produce and implement advanced materials, such as shape memory alloys like NiTi, becomes more feasible. One such application being studied is deployable mirrors for imaging satellites. Reflector and mirror surfaces for imaging in the visible and infra-red range of the light spectrum require low surface roughness across the largest allowable area for the collection …

Influence Of Heat Treatment And Shielding Gas Environment On The Very High Cycle Fatigue Behavior Of 17-4 Precipitation Hardened Stainless Steel, Jade Welsh

UNF Graduate Theses and Dissertations

Additive manufacturing (AM) for stainless steel components has proved useful in a variety of industries ranging from aerospace to biomedical engineering. Many of these components are subject to very high cycle fatigue (VHCF) loading and must have tailored mechanical properties to ensure failures do not occur before a service life is reached. Testing the fatigue strength AM materials exposed to VHCF loading is paramount to compare with the expected life cycles of their wrought counterparts. In this thesis, AM 17-4 precipitation hardened (PH) stainless steel (SS) were fabricated using laser powder bed fusion (L-PBF) technique, while the wrought 17-4 PH …

Development And Characterization Of Ceramic Devices For Capillary Action In Microgravity For The Purpose Of Growing Vegetables In Space, Lucas S. Mougeot

UNF Graduate Theses and Dissertations

The future of humanity is often rendered in spectacular visions of a multiplanetary civilization with a booming space economy. Reaching this reality requires addressing one of the core needs of survival: food. Porous ceramics used for Passive Porous Tube Nutrient Delivery Systems (PPTNDS) offer a promising solution. In microgravity environments such as the International Space Station (ISS), fluid dynamics and liquid coagulation do not support conventional agricultural practices. Porous ceramic materials present a solution that enables nutrient solution diffusion via capillary action.

In this research, it was determined that extruding a wadding ceramic tube and sintering it at 1900 °F …

Improving Cast Steel Rail Coupler Fatigue Resistance Through Local Wire-Arc Additive Manufacturing, Andrew M. Bunge

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Every year, thousands of cast-steel railcar couplers suffer from corrosion-initiated fatigue cracking in similar areas of the coupler’s knuckle; between 2015 and 2018 about 90,000 knuckles were replaced, otherwise these couplers would have been at risk for unexpected failures. These types of couplers have been common in industrial use as early as 1932, hence it is desirable for a countermeasure to the fatigue cracking that does not involve significantly altering the geometry or casting process. Wire arc additive manufacturing (WAM) is a developing technology which boasts the ability to produce complex near-net-shape components; however, less attention has been paid to …

High Temperature Strength Reduces Soldering In Aluminum High Pressure Die Casting, Jacob A. Belke

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Die soldering, an adhesion defect in high pressure die casting (HPDC), is a symptom of localized sticking where a localized portion of the cast material is adhered to the tooling surface causing build up over time. This requires the tooling to be serviced which incurs additional costs to the process that gets passed on to the parts. Historically, soldering has been mitigated using lubricants, coatings, and alloy chemistry modifications but solder persists.

The Tresca friction thermomechanical model suggests soldering occurs when the local interfacial shear stress between the casting and die surface exceeds the local shear strength of the casting. …

Sustainable Materials For Environment − Multifunctional Material Made From Dead Leaves And Nanostructured Materials For Antibiotic Degradation, Siyuan Fang

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

As environmental pollution from industrial processes and human activities continues to rise, finding efficient approaches to recycle waste materials and degrade persistent contaminants becomes increasingly critical. Dead leaves, an abundant but underutilized biomass, present an opportunity for creating value-added materials if their biocomponents can be preserved and transformed. Simultaneously, antibiotics such as tetracycline are widely found in water bodies but pose serious ecological and health risks, necessitating effective degradation methods. This dissertation addresses these challenges by leveraging natural and nanostructured materials to develop multifunctional products and advanced photocatalytic processes.

Chapter 3 of this dissertation addresses the challenge of converting waste …

Molecular Modeling Of Phenolic Resin For Carbon-Carbon Composites, Ivan Gallegos

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

One of the most difficult challenges associated with space exploration is terrestrial atmospheric reentry due to the high thermal loads generated. Carbon carbon (C/C) composites have been used as heat shielding materials due to their high strengthto- weight ratio and thermal properties and their applications include heat shielding for various high temperature environments. C/C composites are manufactured by polymer-infiltration pyrolysis (PIP) via cycles of curing and pyrolysis of a prepreg which can be costly and take up to several days. Thus, C/C composites ideal candidates for computationally-driven optimization techniques, such as a multiscale Integrated Computational Materials Engineering (ICME) approach, by …

Development And Testing Of High Strength Scalable High Entropy Alloys, Hans Jakob Pommerenke

Doctoral Dissertations

"High entropy alloys have shown promise through their ability to be tailored to specific scenarios. From highly corrosive environments to precipitation strengthened alloys to radiation environments high entropy alloys allow tailor made alloys for every solution. New compositions are developed and tested but little work focuses on the processing effect choosing rather than using processing as a steppingstone to achieve properties without investigating the processing effects. This work focuses on single phase face-centered cubic alloys strengthened by processing and precipitation strengthening. In conjunction with the development of these alloys, the ability to scale production will be investigated and characterized to …

The Development Of Hard Materials And Fibrous Monolith Composites For Friction Stir Welding, Paul Michael Brune

Doctoral Dissertations

"This research focuses on the development of hard materials and fibrous monolith composites for the purpose of adding to current friction stir welding tool technology. Well studied hard material systems, such as WC-Co, were incorporated and evaluated as cell materials for fibrous monolith composites with ductile cell boundaries of Co, W, and Mo. The indentation behavior of the WC-Co and WC-Co-cBN composites indicated possible crack deflection at the cell/cell boundary interface. Cylindrical pin friction stir welding tools were developed for each of the three fibrous monolith material systems. Welding was achieved on AA1100 aluminum, 260 brass, and AISI 1018 steel …

Processing-Microstructure-Properties Relationships In Additively Manufactured Zrb2-Sic Ceramics, Marharyta Lakusta

Doctoral Dissertations

"The study explores the pressure less sintering (PS) and chemical compatibility of ZrB₂-30 vol.%SiC produced by additive manufacturing (AM) with CO₂. The oxidation kinetics and scale microstructures were compared for ZrB₂-SiC made by hot pressing (HP) and by AM coupled with PS. All specimens exhibited parabolic oxidation kinetics. The difference in oxidation behavior becomes evident at temperatures of 1100-1400°C (200-900h). Oxidation rates increased as grain size increased. Similar oxide scale morphologies were observed in both CO₂ and air, with an outer borosilicate layer and an inner porous ZrO₂ layer containing partially oxidized …

In-Depth Characterization Of The Selective Oxidation Products Of Hafnium Carbide, Jonathan Allen Scott

Doctoral Dissertations

"Materials capable of withstanding oxidative environments at temperatures >2000°C are necessary for hypersonic applications. Hafnium carbide (HfC) shows a combination of properties that lends itself toward these applications; however, its oxidation behavior is poorly understood. At 1300°C, HfC was found to oxidize via the following mechanism: 1) Initial oxidation of both C and Hf present in the system, 2) Formation of an interconnected pore network, whose size is related to the volume of gases being generated during the oxidation process, 3) Growth of the oxide scale to become sufficiently protective, 4) Formation of an initially amorphous “HfO₂C” at …

Development Of Titanate-Based High-Entropy Perovskite Oxides For High-Energy Density Capacitor, Ketkaeo Bunpang

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The development of dielectric materials with suitable properties for high-energy density capacitors is essential for the advancement of future electronic technologies. This study focuses on the effects of substituting monovalent and trivalent ions at the A and B sites in high-entropy perovskite oxide structures based on titanates. (A'0.2A"0.2Ba0.2Ca0.2Sr0.2)(Ti1-xMex)O3 (A' = Na+, K+, A" = Bi3+, La3+, Me = Zr4+, (Mg1/3Nb2/3)4+, x = 0.00–0.2) compounds were synthesized using the solid-state reaction method. The results revealed that compounds containing Bi3+ exhibited a high dielectric constant (~3000), low dielectric loss (~0.1), and stable relaxor ferroelectric behavior. In contrast, compounds containing La3+ displayed linear …

การศึกษาผลของอุณหภูมิอบอ่อนและความเร็วในการรีดต่อโครงสร้างจุลภาคและสมบัติเชิงกลของเหล็กกล้ารูปพรรณรีดร้อนเกรด S450j0, เชิญจุติ อรุณถิน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิการอบอ่อนและความเร็วการรีดต่อโครงสร้างจุลภาค สมบัติเชิงกล และคุณภาพผิวของเหล็กกล้าโครงสร้าง S450J0 ชนิดรีดร้อน โดยมุ่งเน้นกระบวนการผลิตเหล็กกล้าเอชบีมขนาด 305x305x223 กก./ม. การทดลองใช้อุณหภูมิการอบอ่อนและความเร็วการรีดที่แตกต่างกันเพื่อตรวจสอบผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิการอบอ่อนมีอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญต่อสมบัติเชิงกล โดยอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มค่าความต้านทานแรงดึงที่จุดครากและความต้านแรงดึง แต่ส่งผลให้ค่าความเหนียวและความแกร่งลดลงในบางกรณี ในทางตรงกันข้าม ความเร็วการรีดที่แตกต่างกันมีผลกระทบเล็กน้อยต่อสมบัติทางกล เนื่องจากอุณหภูมิการรีดขั้นสุดท้ายมีความแตกต่างกันเล็กน้อย การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคพบว่า อุณหภูมิการอบอ่อนที่สูงขึ้นส่งผลให้ขนาดเกรนเล็กลง ในขณะที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะทำให้เกิดการเรียงตัวของเกรนเฟร์ไรต์ที่ชัดเจน นอกจากนี้ ข้อบกพร่องบนพื้นผิวของเหล็ก เช่น รูปแบบรอยแตก ยังได้รับอิทธิพลจากทั้งอุณหภูมิการอบอ่อนและความเร็วการรีด การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ยืนยันความลึกและลักษณะของรอยแตกบนผิว ซึ่งสอดคล้องกับการสังเกตจากกล้องจุลทรรศน์แบบแสง โดยสรุป การปรับอุณหภูมิการอบอ่อนและความเร็วการรีดให้เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดข้อบกพร่องบนพื้นผิวและเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในกระบวนการรีดร้อนเหล็กกล้าเอชบีม

การสังเคราะห์จีโอพอลิเมอร์พรุนฐานเถ้าลอยด้วยไมโครเวฟสำหรับดักจับคาร์บอนไดออกไซด์, คมชาญ มี้เจริญ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาการพัฒนาวัสดุจีโอพอลิเมอร์พรุนฐานเถ้าลอยด้วยไมโครเวฟ เพื่อประยุกต์ที่ใช้ในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยศึกษาผลของอัตราส่วนเถ้าลอยต่อสารกระตุ้นแอลคาไล (ร้อยละ 40:60, 50:50 และ 60:40 โดยน้ำหนัก) และกำลังไมโครเวฟ (200,400,600 และ 800 W) ที่ส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพ เคมี และประสิทธิภาพการดูดแก๊สซับคาร์บอนไดออกไซด์ ผลการศึกษาพบว่าการเพิ่มกำลังไมโครเวฟทำให้วัสดุแข็งตัวเร็วขึ้น โดยสูตร FA60 แข็งตัวเร็วที่สุดที่ทุกระดับกำลังไมโครเวฟ การวิเคราะห์โครงสร้างของรูพรุนด้วยเทคนิค Micro CT-scan พบว่าความพรุนเพิ่มขึ้นตามกำลังไมโครเวฟ การวิเคราะห์สมบัติทางกายภาพพบว่า FA40 มีความพรุนสูงสุด (36.88-71.34%) แต่มีกำลังอัดต่ำสุด (2.20-4.06 MPa) ในขณะที่ FA60 มีความพรุนต่ำสุด (24.59-46.64%) แต่มีกำลังอัดสูงสุด (10.75-29.02 MPa) สูตร FA50 มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงสุด (38.34-88.22 m²/g) และสามารถดูดซับ CO2 ได้สูงสุดที่ 50.15 mg CO2/g ของตัวดูดซับ ที่ 45°C การศึกษาพบว่าปริมาณเถ้าลอยที่สูงขึ้นส่งผลให้วัสดุมีความแข็งแรงสูงแต่มีความพรุนต่ำ ในขณะที่การเพิ่มกำลังไมโครเวฟทำให้เกิดความพรุนมากขึ้นแต่ความแข็งแรงลดลง โดยการสังเคราะห์ที่กำลังไมโครเวฟ 200-400 W ให้สมบัติเชิงกลที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการวิเคราะห์ขนาดรูพรุนเฉลี่ยพบว่า FA60 มีขนาดรูพรุนใหญ่ที่สุด (4.69-6.90 nm) ซึ่งอยู่ในช่วงวัสดุพรุนขนาดกลาง งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างองค์ประกอบและสภาวะการสังเคราะห์ที่ส่งผลต่อสมบัติของจีโอพอลิเมอร์พรุน และแสดงให้เห็นศักยภาพของการใช้ไมโครเวฟในการสังเคราะห์จีโอพอลิเมอร์พรุนสำหรับการประยุกต์ใช้ในการการดูดซับ CO2

การสังเคราะห์คาร์บอนดอตจากกรดแอสคอร์บิกที่เจือด้วยเฮเทอโรอะตอมด้วยไมโครเวฟเพื่อเป็นฟลูออเรสเซนต์เซ็นเซอร์สำหรับการตรวจวัดไอออนโลหะ, อัญธิกา บุญเรืองอนันต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

คาร์บอนดอตถูกสังเคราะห์ได้จากการใช้กรดแอสคอร์บิกเป็นสารตั้งต้นด้วยวิธีการให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ (700 วัตต์ เป็นเวลา 3 นาที) โดยคาร์บอนดอตที่สังเคราะห์ได้ถูกเจือด้วยเฮเทอโรอะตอมของไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส และโบรอน และผ่านการพิสูจน์ลักษณะเฉพาะโดยใช้เทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโคปี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน ยูวี-วิสิเบิลสเปกโทรโฟโตเมทรี ฟลูออเรสเซนต์สเปกโทรสโคปี รามานสเปกโทรสโคปี และเอ็กซ์เรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโคปี จากผลการวิเคราะห์พบว่าการเจือเฮเทอโรอะตอมมีอิทธิพลต่อสมบัติ และลักษณะเฉพาะเชิงแสงของคาร์บอนดอตผ่านการปรับโครงสร้างแกนกลางคาร์บอน และหมู่ฟังก์ชันที่พื้นผิว ทั้งนี้การเจือเฮเทอโรอะตอมเพิ่มความสามารถในการเรืองแสงสูงขึ้นโดยเฉพาะคาร์บอนดอตที่เจือด้วยไนโตรเจนแสดงประสิทธิภาพการเรืองแสงดีที่สุด อย่างไรก็ตามการเจืออะตอมมากกว่าสองชนิดกลับทำให้การเรืองแสงลดลง และไม่ช่วยเพิ่มโอกาสในการจับกับชนิดไอออนโลหะที่ต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบคาร์บอนดอตที่เตรียมได้ทั้งหมด คาร์บอนดอตที่เจือด้วยไนโตรเจนเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในการใช้งานตรวจวัดสารโดยอาศัยการเรืองแสง ซึ่งแสดงความสามารถในการตรวจจับไอออนโลหะชนิด โครเมียม(VI) และ เหล็ก(III) โดยสามารถระงับการเรืองแสงได้อย่างสมบูรณ์ และมีค่าต่ำสุดสำหรับการตรวจวัดอยู่ที่ 0.135 นาโนโมลาร์ และ 0.195 นาโนโมลาร์ ตามลำดับ โดยขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยของคาร์บอนดอตที่เจือด้วยไนโตรเจนมีเท่ากับ 13.27 นาโนเมตร มีค่าประสิทธิภาพควอนตัมการเรืองแสงที่ 4.56% ทั้งนี้ ค่าประสิทธิภาพควอนตัมการเรืองแสงสามารถเพิ่มสูงขึ้นถึง 7.43% เมื่อเพิ่มปริมาณความเข้มข้นของยูเรียในการสังเคราะห์

การเตรียมและวิเคราะห์สมบัติของวัสดุเชิงประกอบอะลูมินา-เรซินที่ขึ้นรูปด้วยการพิมพ์สามมิติแบบดิจิทัลไลท์โปรเซสซิงสำหรับงานด้านทันตกรรม, หัสวรรษ กันแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัสดุเรซินได้รับความนิยมในงานทันตกรรม เนื่องจากการขึ้นรูปที่สะดวกและมีสมบัติคล้ายฟันธรรมชาติ การวิจัยนี้ศึกษาผลกระทบของการใช้ผงอะลูมินาที่มีขนาดอนุภาคต่างกันเพื่อปรับปรุงสมบัติของวัสดุเรซินสำหรับโฟโตพอลิเมอร์ โดยพัฒนาวัสดุเชิงประกอบอะลูมินา-เรซินด้วยกระบวนการพิมพ์สามมิติแบบดิจิทัลไลท์โปรเซสซิง โฟโตพอลิเมอร์เรซินมีสัดส่วน 100, 90, 85 และ 80 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร โดยเติมอนุภาคอะลูมินาขนาด 0.4, 0.7 และ 2 ไมครอน ผลการทดสอบความหนืดพบว่าวัสดุเชิงประกอบที่เหมาะสมคือโฟโตพอลิเมอร์เรซิน 85 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร และอะลูมินา 15 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร โดยใช้เครื่องพิมพ์สามมิติแบบดิจิทัลไลท์โปรเซสซิง การวิเคราะห์สมบัติต่างๆ แสดงให้เห็นว่าชิ้นงานตัวอย่างที่มีอนุภาคอะลูมินาขนาด 0.7 ไมครอน มีความโปร่งแสงสูงที่สุดและการเปลี่ยนแปลงสีบนผิวชิ้นงาน (วัดจากพื้นหลังสีดำ-ขาวได้ค่าต่ำที่สุด 3.91) ในขณะที่อนุภาคขนาด 0.4 ไมครอนมีความโปร่งแสงต่ำสุด (0.90) สำหรับความต้านแรงดัดวัสดุที่มีอนุภาค 0.7 ไมครอนแสดงค่าความต้านแรงดัดสูงสุดที่ 80.86 MPa ขณะที่อนุภาคขนาด 2 ไมครอนแสดงความต้านแรงดัดต่ำสุดที่ 55.04 MPa ขนาดของอนุภาคอะลูมินามีผลสำคัญต่อสมบัติของวัสดุเชิงประกอบอะลูมินา-เรซินในงานทันตกรรม นอกจากนี้ การทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์แสดงให้เห็นว่าวัสดุนี้มีความใกล้เคียงกับวัสดุเรซินทันตกรรมทางการค้า ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพในการพัฒนาและใช้งานในอนาคต

Heating Capacity And Biocompatibility Of Hybrid Nanoparticles For Magnetic Hyperthermia Treatment, Aline Alexandrina Gomes, Thalita Marcolan Valverde, Vagner De Oliveira Machado, Emanueli Do Nascimento Da Silva, Daniele Alves Fagundes, Fernanda De Paula Oliveira, Erico Freitas, José Domingos Ardisson, José Maria Da Fonte Ferreira, Junnia Alvarenga De Carvalho Oliveira, Eliza Rocha Gomes, Caio Fabrini Rodrigues, Alfredo Miranda De Goes, Rosana Zacarias Domingues, Ângela Leão Andrade

Michigan Tech Publications

Cancer is one of the deadliest diseases worldwide and has been responsible for millions of deaths. However, developing a satisfactory smart multifunctional material combining different strategies to kill cancer cells poses a challenge. This work aims at filling this gap by developing a composite material for cancer treatment through hyperthermia and drug release. With this purpose, magnetic nanoparticles were coated with a polymer matrix consisting of poly (L-co-D,L lactic acid-co-trimethylene carbonate) and a poly(ethylene oxide)–poly(propylene oxide)–poly(ethylene oxide) triblock copolymer. High-resolution transmission electron microscopy and selected area electron diffraction confirmed magnetite to be the only iron oxide in the sample. Cytotoxicity …

ผลกระทบของการอบอ่อนซ้ำระหว่างอุณหภูมิวิกฤตต่อโครงสร้างจุลภาค และคุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าดูอัลเฟส, วิชยุตม์ ชูเมือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในการศึกษานี้ ได้มีการประยุกต์การอบอ่อนซ้ำระหว่างอุณหภูมิวิกฤตเพื่อปรับเปลี่ยนสมบัติทางกลของเหล็กกล้าดูอัลเฟสที่มีส่วนผสม 0.107%C-2.39%Mn-0.453%Si ผลการอบอ่อนซ้ำระหว่างอุณหภูมิวิกฤต (IC2) ถูกตรวจสอบโดยการสังเกตโครงสร้างจุลภาค การทดสอบแรงดึงและการทดสอบความแข็งแบบวิกเกอร์ แล้วจึงเปรียบเทียบผลกับชิ้นงานที่อบอ่อนระหว่างอุณหภูมิวิกฤตครั้งเดียว (IC1) โดยพบว่าการเพิ่มอุณหภูมิการอบอ่อนระหว่างอุณหภูมิวิกฤตส่งผลให้ความเค้นคราก ความต้านทานแรงดึง และความแข็งเพิ่มขึ้นในขณะที่ความเหนียวลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณมาร์เทนไซต์เป็นหลัก หลังจาก IC2 ส่งผลให้ชิ้นงานมีขนาดเกรนเฟร์ไรต์และปริมาณมาร์เทนไซต์ลดลงเล็กน้อย และจากผลการทดสอบแรงดึงพบว่า IC2 สามารถเพิ่มความเหนียวโดยไม่ส่งผลให้ความแข็งแรงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ จากผลลัพธ์ที่ได้บ่งบอกว่าสามารถใช้วิธีการอบอ่อนซ้ำระหว่างอุณหภูมิวิกฤต เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าดูอัลเฟสได้ โดยไม่เพิ่มความซับซ้อนให้กับกระบวนการผลิตมากเกินไป

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 …

ผลของสีสะท้อนความร้อนแสงอาทิตย์ต่ออุณหภูมิของอาคารที่ทำด้วยวัสดุเปเปอร์กรีต, พศวัต นิมิตชัยกิจกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสมบัติทางความร้อนของเปเปอร์กรีตที่เตรียมจากเศษกระดาษฉลาก โดยเทียบกับคอนกรีตและไฟเบอร์ซีเมนต์ อีกทั้งยังศึกษาสมบัติทางความร้อนของสีทาบ้านอะคริลิคสะท้อนความร้อนทั้ง 3 ยี่ห้อ ได้แก่ TOA Beger และ Captain เพื่อการใช้เปเปอร์กรีตเป็นวัสดุทางเลือกแทนหลังคาคอนกรีต ผลวิเคราะห์การสะท้อนแสงในช่วงอินฟราเรดย่านใกล้ พบว่าเปเปอร์กรีตมีค่าการสะท้อนแสงอยู่ที่ 58.66% ซึ่งใกล้เคียงกับคอนกรีต และไฟเบอร์ซีเมนต์ซึ่งมีค่าอยู่ที่ 64.95% และ 58.20% ตามลำดับ สี Captain Beger และ TOA มีค่าการสะท้อนแสงอยู่ที่ 17.55% 16.33% และ 7.31% ตามลำดับ ซึ่งมีค่าต่ำกว่าเปเปอร์กรีต ในการวิเคราะห์การนำความร้อนพบว่าเปเปอร์กรีตมีค่าการนำความร้อนสูงที่สุด รองลงมาเป็นคอนกรีตและไฟเบอร์ซีเมนต์ ตามลำดับ โดยมีการนำความร้อนอยู่ที่ 0.825 0.768 และ 0.216 W/m·K ตามลำดับ ส่วนของสีทาบ้านสะท้อนความร้อนพบว่าสี TOA มีค่าการนำความร้อนมากที่สุด รองลงมาเป็น Beger และ Captain ตามลำดับ โดยมีค่าการนำความร้อนอยู่ที่ 0.470 0.315 และ 0.175 W/m·K ตามลำดับ ในการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสีสะท้อนความร้อนทั้ง 3 ยี่ห้อพบว่าล้วนมีองค์ประกอบหลัก ๆ ที่เหมือนกันนั่นคือ แคลไซต์หรือแคลเซียมคาร์บอเนต และรูไทล์หรือไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยที่สีของ Captain มีปริมาณไทเทเนียมไดออกไซด์มากที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับค่าการสะท้อนแสงที่มากที่สุด และค่าการนำความร้อนต่ำที่สุด เมื่อทำการตรวจสอบอุณหภูมิของอาคารจำลองบริเวณกลางห้องพบว่า เปเปอร์กรีตมีอุณหภูมิสูงกว่าคอนกรีต 2-3 °C และสูงกว่าไฟเบอร์ซีเมนต์ 1 °C นอกจากนี้เมื่อทำการทาสีของ Captain ลงบนอาคารจำลองเปเปอร์กรีตและไฟเบอร์ซีเมนต์ พบว่าอุณหภูมิของอาคารจำลองทุกบริเวณเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน จากการวิเคราะห์ค่าสี CIE พบว่า คอนกรีตมีความสว่างที่สุด และในสีทั้ง 3 ยี่ห้อสี Beger มีความสว่างที่สุดในสีทั้ง 3 ยี่ห้อ