Chemistry Commons^™

Analysis And Characterization Of Smokeless Powders And Smokeless Powder Residues, Emily Lennert

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

The ability to associate a smokeless powder, smokeless powder residue, or organic gunshot residue (OGSR) to one another may be helpful in determining the origin of a suspected sample and aid in linking a suspect to a crime scene. In this study, smokeless powders were extracted and analyzed via gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS) and direct analysis in real time – high resolution mass spectrometry (DART-HRMS). Subsequently, group definition was performed using hierarchical cluster analysis and principal component analysis followed by internally validated classification models. Then, smokeless powder residues were generated in-lab and extracted. Resulting residue data from each …

College Of Natural Sciences Newsletter, January 2022, College Of Natural Sciences

College of Natural Sciences Newsletters and Reports

Volume 3, Issue 1

Page 1 Dean's Message
Page 2 Awards & Recognition
Page 3 Outreach in Harrisburg, SD
Page 4 Geography Alumni Named Among 'Highly Cited Researchers', 53rd Annual Geography Convention
Page 5 Geography Convention Speakers, Brookings/SDSU Day
Page 6 Media Coverage of Natural Sciences
Page 7 Open PRAIRIE Data
Page 8 Fall 2021 Dean's List
Page 9 Fall 2021 Dean's List, cont.

Synthesis And Biological Activities Of Acyl Derivatives Of Hydroxylated Eudesmanolides, Rawinnipha Wettayanugul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research focused on the synthesis of two hydroxylated eudesmanolides, reynosin (RNS, 2) and santamarine (STM, 3) from costunolide (1) isolated from Saussurea lappa roots, and the synthesis of their acyl derivatives to study on their biological activities. A total of 20 acyl derivatives of hydroxylated eudesmanolides, including 14 new compounds: 2(a-c), 3b, 3c, 3e, 3f, 3(h-j), and 3(l-o). The compounds were then evaluated for their anti-melanogenic, anti-colorectal cancer, and anti-inflammatory activities. It was observed that STM (3) exhibited anti-melanogenic and anti-colorectal cancer activity with IC50 values of 8.02 and 15.55 µM, respectively, which was greater than RNS (2) (IC50 …

Naturally Derived Polymeric Gel For Bio-Catalysis And Wound Dressing, Yuwaporn Pinyakit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this thesis, two types of polymeric gels made from naturally derived polymers have been developed for bio-catalysis and wound dressing applications. In the first part, the heterogeneous biocatalyst with tunable geometry was fabricated using a 3D printing technique. The hydrogel-based ink as a supporting material for the immobilization of laccase was prepared from alginate (Alg) combined with Pluronic® F127-dimethacrylate (F127-DMA). Chemically crosslinked F127-DMA hydrogel with an optimized Alg composition exhibited good water swelling, mass transfer, and mechanical stability. To enhance the interaction between substrate and enzyme, the printed constructs with various surface-to-volume ratio (S/V) and geometrical designs (cubic, cylinder, …

Composites Of Spent Coffee Ground And Iron Nanoparticles For Arsenic Removal, Wachirapol Manimont

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research is focused on the synthesis of a new composite aerogel produced from renewable feedstock and green reagents for the use as adsorbent for arsenic removal. Chitosan was used to produce an aerogel to enhance its efficiency in arsenic removal due to the material porosity. The physical properties and adsorption ability of the chitosan aerogel were improved by adding cellulose and iron nanoparticles, respectively. The iron nanoparticles were synthesized using coffee extract containing polyphenolic compounds as reducing agent and cellulose was extracted from spent coffee grounds. Under the optimization condition, the composite aerogel was successfully fabricated using 2 % …

ตัวเร่งปฏิกิริยาแกน-เปลือก (Ni-Fe/Al2o3)@Sio2 สำหรับดรายรีฟอร์มมิงของมีเทน, สมิหรา แกล้วกสิกรรม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การปล่อยแก๊สเรือนกระจกโดยเฉพาะแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทนในปริมาณมากสู่ชั้นบรรยากาศเป็นผลให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกเพิ่มสูงขึ้น ด้วยเหตุนี้งานวิจัยนี้จึงสนใจในการเปลี่ยนแก๊สเรือนกระจกเหล่านี้เป็นแก๊สสังเคราะห์ที่เป็นแก๊สผสมระหว่างคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน โดยใช้ปฏิกิริยาดราย์รีฟอร์มมิงมีเทนบนตัวเร่งปฏิกิริยาในช่วงอุณหภูมิ 650 ถึง 850 องศาเซลเซียส ความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาดราย์รีฟอร์มมิงมีเทนจะถูกรายงานในพจน์ของค่าการเปลี่ยนของมีเทน ค่าการเปลี่ยนของคาร์บอนไดออกไซด์ และอัตราส่วนโดยโมลระหว่างไฮโดรเจนต่อคาร์บอนมอนอกไซด์ในแก๊สผลิตภัณฑ์ จากการทดลอง พบว่า ความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาดราย์รีฟอร์มมิงมีเทนสูงขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณนิกเกิลบนตัวรองรับอะลูมินา เนื่องจากช่วยเพิ่มปริมาณตำแหน่งกัมมันต์สำหรับการแตกพันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจน (C-H) ของมีเทนและพันธะคาร์บอน-ออกซิเจน (C-O) ของคาร์บอนไดออกไซด์ ตัวเร่งปฏิกิริยา (10Ni/Al2O3)@1.01SiO2 ให้ค่าการเปลี่ยนของมีเทนสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 10Ni/Al2O3 เนื่องจากมีพื้นที่ผิวจำเพาะและรูพรุนมากขึ้น จากผลอัตราส่วนระหว่างปริมาณนิกเกิลและเหล็กบนตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยา (9.5Ni0.5Fe/Al2O3)@1.01SiO2 ให้ค่าการเปลี่ยนของคาร์บอนไดออกไซด์สูงถึงร้อยละ 98 ที่ 850 องศาเซลเซียส เนื่องจากยับยั้งการหลอมรวมกันของนิกเกิลและต้านทานการเกิดโค้ก ชนิดและปริมาณตัวสนับสนุนต่างส่งผลต่อวามสามารถในการเกิดปฏิกิริยาดราย์รีฟอร์มมิง โดยค่าการเปลี่ยนของมีเทนเพิ่มสูงขึ้นถึงร้อยละ 96.2 และค่าการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 97 ที่ 850 องศาเซลเซียส เมื่อเติมตัวสนับสนุนแคลเซียมที่ร้อยละ 3 โดยน้ำหนัก (ตัวเร่งปฏิกิริยา (9.5Ni0.5Fe3Ca/Al2O3)@1.01SiO2) งานวิจัยนี้ยังพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา (9.5Ni0.5Fe3Ca/Al2O3)@0.23SiO2 มีความว่องไวตลอดการใช้งานต่อเนื่อง 24 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 750 องศาเซลเซียส

การสังเคราะห์โพรเซสซิงออยล์ผ่านอิพ็อกซิเดชันของกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์จากน้ำมันปาล์มสำหรับการผลิตยางวัลคาไนเซต, กฤติยา เพิ่มพิมพ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

น้ำมันแอโรมาติกเป็นที่นิยมใช้ในน้ำมันสำหรับกระบวนการผลิตยางรถยนต์ อย่างไรก็ตามน้ำมันแอโรมาติกมีสารประกอบพอลิไซคลิกแอโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ปริมาณมากที่ก่อให้เกิดเป็นสารก่อมะเร็งและส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อสังเคราะห์น้ำมันสำหรับกระบวนการผลิตยางจากปฏิกิริยาอิพ็อกซิเดชันของเมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมันที่ได้จากน้ำมันปาล์มโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในงานวิจัยนี้ ได้แก่ ไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2-H) ซิลิกา (SiO2) และไททาเนียมซิลิคาไลต์ (TS-1-x) ที่สังเคราะห์จากวิธีไฮโดรเทอร์มัลโดย x คือ อัตราส่วนโดยโมลซิลิกาต่อไททาเนียมเป็น 40, 20 และ 10 ทั้งนี้ ได้มีการเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์ ชนิดอะนาเทส เกรดการค้า (TiO2-C) จากผลการวิจัยพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้การเกิดปฏิกิริยาอิพ็อกซิเดชันกับ FAME ที่ได้จากน้ำมันปาล์มดีที่สุด คือ ตัวเร่งปฏิกิริยา TiO2-H โดยภาวะที่เหมาะสม คือ โดยใช้ปริมาณ 4 %โดยน้ำหนักของ FAME อุณหภูมิ 70 ๐ซ เป็นเวลา 24 ชม. พบว่าค่าการเปลี่ยนแปลง FAME 71% เกิดปริมาณออกซิเรน 1.84 % โดยน้ำหนัก และค่าการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของออกซิเรน 67% อย่างไรก็ตาม พบว่าประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อนำกลับมาใช้ใหม่ ค่าการเลือกเกิดของ FAME ปริมาณออกซิเรน และค่าการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของวงออกซิเรนออกซิเจนมีแนวโน้มลดลงจากการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเริ่มต้น นอกจากนี้ได้ศึกษาผลของการผสมน้ำมันอิพ็อกซิไดส์ของ FAME (epoxidize FAME, EFAME) ในยางธรรมชาติและยางไนไตรล์ต่อสมบัติการคงรูป สมบัติเชิงกล และการกระจายตัวของผงเขม่าดำ โดยเปรียบเทียบกับยางที่ผสมน้ำมัน TDAE (treated distillate aromatics extract) พบว่ายางทั้ง 2 ชนิดที่ผสมน้ำมัน EFAME มีสมบัติดีกว่ากับยางที่ผสมน้ำมัน TDAE

One-Pot Isothiocyanate Synthesis From Amines Using Hypervalent Iodines In Water, Rose Malina Annuur

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this work, we have developed the mild and efficient desulfurization process in water such as 1) conversion of amine to isothiocyanate and 2) guanylation of thiourea into guanidine. For the first project, isothiocyanate was successfully synthesized from amine and carbon disulfide in the presence of cesium carbonate (Cs2CO3) and diacetoxyiodo benzene (DIB) as desulfurizing agent under 1 wt% TPGS-750-M/H2O. With optimized condition at room temperature in our hand, isothiocyanate derivatives were isolated by column chromatography in low to high yields (37-94%). Additionally, the aqueous medium can be recycled at least two cycles without significantly losing the yield of products. …

Development Of Screen-Printed Electrochemical Sensor For Determination Of Uric And Oxalic Acids, Anurak Weingkum

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Uric acid (UA) and oxalic acid (OA) are biomarkers for various biochemical processes and are associated with an increased risk of diseases such as gout, cardiovascular disease, and renal stones. Therefore, the development of sensitive and reliable sensors to monitor the levels of UA and OA is crucial. In this study, we have developed portable and cost-effective electrochemical sensors by utilizing a screen-printed graphene electrode (SPGE). To enhance sensitivity and selectivity, the sensors were modified with bimetallic copper-palladium (Cu-Pd) nanoparticles and monometallic copper (Cu) nanoparticles, along with a molecularly imprinted polymer (MIP). The SPGE modified with Cu-Pd was fabricated through …

ผลของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตต่อสมบัติของคอมพอสิตยางธรรมชาติที่พลาสติไซส์ด้วยน้ำมันพืช, กนกภรณ์ เลิศกาญจนาพร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงสมบัติของยางธรรมชาติเพื่อนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการสีดำ โดยการเสริมแรงด้วยตัวเติมเสริมแรงทดแทนผงเขม่าดำ ได้แก่ แคลเซียมคาร์บอเนตแบบดั้งเดิม (PCC) และ นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต (NCC) ที่มีการควบคุมขนาดและรูปร่างอนุภาค นอกจากนี้ยังต้องการทดแทนพลาสติไซเซอร์จากน้ำมันแร่ (MO) ด้วยน้ำมันรำข้าว (RBO) เริ่มจากผสมยางคอมพาวนด์ที่มีการแปรสัดส่วนของ PCC ที่ 0 10 20 30 40 และ 50 phr เปรียบเทียบพลาสติไซเซอร์น้ำมัน MO กับ น้ำมัน RBO ที่สัดส่วนคงที่ 5 phr ร่วมกับสารเคมีอื่นที่จำเป็นสำหรับการคงรูป ขึ้นรูปเป็นชิ้นงานด้วยการคงรูปที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส จากผลการทดลองพบว่าPCC ที่พลาสติไซส์ด้วยน้ำมัน RBO ให้สมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล รวมถึงสัณฐานวิทยาที่ใกล้เคียงกับน้ำมัน MO ดังนั้นน้ำมัน RBO สามารถเป็นพลาสติไซเซอร์แทนน้ำมัน MO ได้ จากนั้นผสมยางคอมพาวนด์ที่มีการแปรสัดส่วนของ NCC ที่ 0 20 40 50 60 และ 80 phr และน้ำมัน RBO ที่สัดส่วนคงที่ 5 phr ร่วมกับสารเคมีอื่นที่จำเป็นสำหรับการคงรูป ขึ้นรูปเป็นชิ้นงานด้วยการคงรูปที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส จากผลการทดลองพบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณ NCC ส่งผลให้ปฏิกิริยาการวัลคาไนเซชันของคอมพอสิตยางธรรมชาติเกิดได้เร็วขึ้น เวลายางสกอร์ช (Ts2) และ เวลายางสุก (Tc90) มีแนวโน้มลดลง เนื่องจาก NCC มีอนุภาคขนาดเล็ก พื้นที่ผิวมาก นำความร้อนได้ดี และสามารถกระจายตัวในยางได้สม่ำเสมอ สำหรับสมบัติเชิงกลในด้านแรงดึงพบว่าสัดส่วน NCC ที่เหมาะสมคือ 50 phr มีค่าความทนแรงดึง 27.0 MPa อย่างไรก็ตามเมื่อสัดส่วนของตัวเติมเพิ่มเป็น 60 phr ขึ้นไป ตัวเติมเสริมแรงเริ่มเกาะกลุ่มกันเป็นก้อนส่งผลให้ความทนแรงดึงเริ่มลดลง จากภาพสัณฐานวิทยาพบว่า NCC มีการกระจายตัวในเนื้อยางสม่ำเสมอ ไม่เกิดช่องว่างระหว่างสารตัวเติมกับเนื้อยาง …

Non-Invasive Wearable Chemical Sensor For Detection Of Sweat Biomarker, Thidarut Laochai

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This dissertation focuses on the development of a non-invasive wearable chemical sensor for the detection of sweat biomarkers using electrochemical techniques. This dissertation can be divided into two parts. In the first part, a thread-based electrochemical immunosensor was developed for the detection of cortisol to identify adrenal disorder. The conductive threads were modified with MXene, gold nanoparticles and L-cysteine to increase conductivity and specific surface area for antibody immobilization leading to enhanced sensitivity. To create the cortisol immunosensor, anti-cortisol is immobilized on the modified electrode by using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide and N-hydroxysulfosuccinimide coupling agents. The sensing mechanism is based on the …

การสังเคราะห์เมโซพอรัสซิลิกาแบบกลวงโดยใช้แม่แบบสารลดแรงตึงผิวผสมสำหรับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์, พชรภา สิงลี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากรอย่างต่อเนื่องเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่กระตุ้นให้เกิดปัญหาภาวะโลกร้อนซึ่งมีสาเหตุมาจากการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จนอุณหภูมิโลกสูงมากขึ้นประมาณ 1- 2 องศาเซลเซียสในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เพื่อลดการปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ รวมถึงลดผลลัพธ์จากภาวะเรือนกระจก งานวิจัยนี้มุ่งเน้นสนใจศึกษาการดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการดูดซับบนตัวดูดซับเมโซพอรัสซิลิกาแบบกลวงที่เตรียมด้วยวิธีแม่แบบชนิดอ่อน โดยใช้แม่แบบร่วมของสารลดแรงตึงผิวผสมชนิดประจุบวกหรือแคทไอออนิก คือ ซิทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (CTAB) กับสารลดแรงตึงผิวประจุลบ คือ โซเดียมโดเดคซิลซัลเฟต (SDS) และโซเดียมเฮกซะเคดซิลไดฟีนิลออกไซด์ไดซัลโฟเนต (DF) และ สารผสมระหว่างโซเดียมโดเดคซิลซัลเฟต (SDS) และโซเดียมเฮกซะเคดซิลไดฟีนิลออกไซด์ไดซัลโฟเนต (DF) ที่อัตราส่วนโดยมวลต่าง ๆ จากนั้นทำการเคลือบฝังด้วย TEPA พบว่า ตัวดูดซับ HMS-SDS (0.23 g) 50TEPA และ ตัวดูดซับ HMS-SDS-DF 0.95-0.05 (0.23 g) 50TEPA ให้ค่าความว่องไวในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุดเท่ากับ 2.95 และ 2.84 มิลลิโมลต่อกรัมของตัวดูดซับ ณ อุณหภูมิ 75 องศาเซลเซียส ตามลำดับ เมื่อทำการโหลดต่างชนิดแอมีน APTES, TSPD และ TEPA โดยให้ปริมาณไนโตรเจนที่โหลดเท่ากัน พบว่า TEPA ให้ค่าความว่องไวในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุด อีกทั้งการทดสอบวงรอบการดูดซับ พบว่า ตัวดูดซับ HMS-SDS (0.23 g) 50TEPA และ ตัวดูดซับ HMS-SDS-DF 0.95-0.05 (0.23 g) 50TEPA ยังคงว่องไวต่อการดูดซับถึง 5 และ 11 รอบ ตามลำดับ ณ อุณหภูมิ 75 องศาเซลเซียส เมื่อเปรียบเทียบกับงานวิจัยก่อนหน้า พบว่า ตัวดูดซับที่ใช้ในงานวิจัยนี้ใช้ปริมาณการโหลดเอมีนน้อยกว่าแต่ให้ค่าความว่องไวในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า

Dirhenium Compounds Containing The Diphosphine Ligands Ph2pch2pph2, Ph2pch(Cn)Pph2, Or Ph2pch(Ch3)Pph2: A Comparative Study, Hannah C. Arthur

Undergraduate Honors Theses

When M₂L₁₀ complexes containing two rhenium(III) atoms in a quadruple bond react with an excess of the diphosphine ligand Ph₂PCH₂PPh₂, the bond order decreases, and the rhenium is reduced to rhenium(II). When two diphosphine ligands are bonded to the dirhenium center, they can adopt a trans-trans, trans-cis, or cis-cis configuration. NMR spectra of compounds that adopt the cis-cis arrangement show unusually large downfield shifts for one of the bridgehead methylene hydrogens (P-CH₂-P). To understand the unusual chemical shift, the hydrogens first have to be assigned. The strategy for …

Validation Of The Use Of Clathromorphum Compactum Growth And Skeletal Δ18o As A Proxy For Seawater Conditions, Teagan Mcmahon

Pitzer Senior Theses

Crustose coralline algae (CCA) are important organisms that create benthic habitat in the photic zone of oceans worldwide. CCAs mechanisms of photosynthesis and calcification may, in some cases, make them vulnerable to climate change and ocean acidification. Therefore, CCA are important not only for their ecological role within ecosystems but also for their ability to indicate the effects that ocean acidification and climate change may have on other marine calcifying organisms. Some species of CCA are known to be useful recorders of paleo oceanic conditions. These climate archives and reconstructions of past environmental conditions are important for understanding past changes …

Investigation Of Dna Hybridization In Localized Systems In Close Proximity, Ashley M. Sewsankar

Honors Undergraduate Theses

Hybridization of two or more DNA or RNA strands is well documented for the process taking place with all strands free in solution or when one strand is immobilized on a substrate. This study contributes to the investigation of the hybridization process when two single DNA strands (ssDNA) are in close proximity. We took advantage of an X sensor in which hybridization of four DNA strands enables the formation of a DNA four-way junction (crossover or X) structure. We immobilized multiple layers of crossover structures to study its hybridization being triggered by short ssDNA coming from solution and further investigate …

Photocatalytic Hydrogen Production Over Boron Rich Solids, Emma E. Blanco

Honors Undergraduate Theses

The greenhouse emission produced from the combustion of fossil fuels, such as methane (CH_4­) and carbon dioxide (CO₂), are linked to global warming crisis because of their ability to absorb heat emitted to space by the Earth’s atmosphere. Over the last century, methane is estimated to have the Global Warming Potential (GWP) estimated to be 28-36 times larger than carbon dioxide. Although it is released in smaller quantities, methane traps nearly 90 times more heat than CO₂. While recent research efforts has focused on the capture and conversion of CO₂, these efforts …

Pascoite Minerals And Potential Application Of Nmr Spectroscopy, Craig C. Mclauchlan, Beth Trent-Ringer, Debbie C. Crans

Faculty Publications – Chemistry

The 20 minerals encompassing the pascoite family of decavanadate isopolyanion-containing [V₁₀O₂₈]⁶⁻ minerals include a few minerals, such as rakovanite, that have been described as containing a protonated decavanadate anion. Rakovanite was originally assigned the formula Na₃[H₃V₁₀O₂₈]•15H₂O and now is redefined with an ideal formula (NH₄)₃Na₃[V₁₀O₂₈]•12H₂O. Nuclear magnetic resonance (NMR) and particularly ⁵¹V NMR spectroscopy is an informative method used to describe the protonation state and speciation in both solid and solution states …

Chimeranet: U-Net For Hair Detection In Dermoscopic Skin Lesion Images, Norsang Lama, Reda Kasmi, Jason R. Hagerty, R. Joe Stanley, Reagan Harris Young, Jessica Miinch, Januka Nepal, Anand Nambisan, William V. Stoecker

Electrical and Computer Engineering Faculty Research & Creative Works

Hair and ruler mark structures in dermoscopic images are an obstacle preventing accurate image segmentation and detection of critical network features. Recognition and removal of hairs from images can be challenging, especially for hairs that are thin, overlapping, faded, or of similar color as skin or overlaid on a textured lesion. This paper proposes a novel deep learning (DL) technique to detect hair and ruler marks in skin lesion images. Our proposed ChimeraNet is an encoder-decoder architecture that employs pretrained EfficientNet in the encoder and squeeze-and-excitation residual (SERes) structures in the decoder. We applied this approach at multiple image sizes …

Diversity And Inclusion In Science Teaching Learning (Distl): Focusing On The Perspectives Of Undergraduate Students And Graduate Teaching Assistants In The Chemistry Classroom, Albert Aidoo

Electronic Theses and Dissertations

Students in Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) come with a wide range of experiences and educational backgrounds. There is high attrition rate and low academic achievement among students in STEM areas, specifically in college chemistry courses that are prerequisites for many STEM majors. Hence it is important to look at diversity and inclusion specifically in first- and second-year college chemistry courses to address the challenge of student attrition in STEM. Diversity can be understood as the differences each student brings along the dimensions of prior knowledge, skills, race, ethnicity, sexual orientation, gender, socio-economic status, age, ability, religious or political …

Identification Of Chemical Components Of Fuel Derived From Two-Phase Electrolysis, Nafisat Lawal

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this research, two-phase electrocoagulation approach was developed and used to investigate blend of bio-diesel and petro-diesel (B10) stability under the electrochemical treatment. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used to analyze the aliquots before and after the reaction. It was observed that major compounds were alkanes and aromatic compounds with the minor contents of aldehydes, ketones, esters, alkenes, alkynes, halogens, oxygenated compounds, and heterocyclic compounds. Compounds with both smaller and larger carbon numbers were identified after the treatment. The optimum condition for the reaction was 10 V and 60 min which resulted in about 9.8x109 (counts s) total peak area …

ตัวกรองชีวภาพจุลสาหร่าย-แบคทีเรียที่มีชีวิตสําหรับการนํากลับสารอาหารทางการเกษตรจากน้ำเสียสังเคราะห์, ชลัมพล จันทร์พุ่ม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันน้ำเสียกลายเป็นปัญหาใหญ่ที่ผู้คนต้องเผชิญในชีวิตประจำวัน แหล่งน้ำเสียประมาณ 70% มาจากน้ำเสียครัวเรือน ซึ่งมีสารประกอบไนโตรเจน (N) และฟอสฟอรัส (P) ที่มีความเข้มข้นสูง แต่กลับไม่ได้นำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ งานวิจัยนี้จึงขอเสนอการพัฒนาตัวกรองชีวภาพที่มีชีวิตแบบจุลินทรีย์ผสมระหว่างจุลสาหร่ายและแบคทีเรียที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชในการบำบัดน้ำเสียสังเคราะห์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพในการกำจัดสารประกอบ N P และค่าความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) จากน้ำเสียสังเคราะห์ระหว่างระบบแขวนลอยและตัวกรองชีวภาพที่มีชีวิต ตัวกรองชีวภาพที่มีชีวิตได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคนิคการตรึงเซลล์ด้วยสารยึดเกาะบนพื้นผิวของผ้าฝ้ายที่ใช้เป็นวัสดุรองรับ จากการทดลองพบว่าสารยึดเกาะกัวร์กัม/คาราจีแนน (GG/CG) แสดงเปอร์เซ็นต์ความเสื่อมสภาพน้อยกว่า 5 % ซึ่งต่ำกว่าสารยึดเกาะอื่น ๆ และไม่เป็นพิษต่อเซลล์ หลังจากการบำบัดน้ำเสียสังเคราะห์เป็นเวลา 7 วัน พบว่าระบบตัวกรองชีวภาพที่มีชีวิตมีประสิทธิภาพการกำจัดสารอาหารและ COD สูงกว่าระบบแขวนลอย โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวกรองชีวภาพที่มีชีวิตในอัตราส่วนการผสม 3:1 ของจุลสาหร่าย Chlorella sp. และแบคทีเรีย Bacillus subtilis TISTR1415 ที่ตรึงด้วยสารยึดเกาะ GG/CG มีประสิทธิภาพในการกำจัด NH4+ PO43- และ COD สูงสุดมากถึง 91.81 % 99.44 % และ 83.15 % ในขณะที่ระบบแขวนลอยแสดงประสิทธิภาพในการกำจัดเพียงแค่ 56.75 % 58.71 % และ 69.57 % ตามลำดับ นอกจากนี้ ค่า pH ในระบบตัวกรองชีวภาพที่มีชีวิต (จาก 8.81 เหลือ 7.26) ลดลงมากกว่าระบบแขวนลอย (จาก 8.81 เหลือ 8.13)

Electron Spin Relaxation Of Nitroxide Spin Labels And Relaxation Processes, Thacien Ngendahimana

Electronic Theses and Dissertations

MTSL is the nitroxide spin label that is most commonly used in site-directed spin labeling. However, due to rotation of its gem-dimethyl groups that average anisotropic interactions, T_m becomes short above about 70 K and this makes DEER experiments difficult at these temperatures. Strategies for decreasing spin echo dephasing and electron spin lattice relaxation rates are important for design of nitroxide spin labels and molecular qubits.

In searching for labels with longer T_m, new nitroxide spin labels devoid of gemdimethyl groups or with more rigid structures were synthesized at the University of Nebraska and pulsed EPR measurements …

Cyclotide-Rich Fractions Containing Nanofibers By Electrospinning: Preparation, Characterization And Examination Of Antimicrobial Activity, Eli̇f Büşra Baş, Cemi̇l Kürekci̇, Orhan Murat Kalfa, Muharrem Akcan

Turkish Journal of Chemistry

In this study, antimicrobial nanofibers were produced with the mixtures of polyvinyl alcohol (PVA) and cyclotide-rich fractions by electrospinning method. After extraction, the first separation was carried out with C18 flash chromatography and then fractioned into five separate parts by reversed-phase high-pressure liquid chromatography (RP-HPLC). The molecular weights of cyclotides in each fraction were determined by quadrupole time-of-flight liquid chromatography-mass spectrometry (Q-TOF LC-MS). Cyclotide-rich fractions were mixed with 10% of PVA solution and nanofibers were produced from this biocomposite mixture by electrospinning method. The nanofibers were characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and it was observed that 100% …

Building Tools For Improved Modulation Of The Human Gabaa Receptor, A Central Nervous System Target For The Treatment Of Anxiety, Garrett Edward Zinck

Theses and Dissertations--Pharmacy

In the U.S., anxiety is recognized as an increasing range of mentally and physically debilitating psychiatric health disorders with significant economic repercussions. Over the last 20 years, several novel anti-anxiety therapies have entered the drug development pipeline, but none have made it to market.

The work in this dissertation focused on structurally modifying valerenic acid (VA), a structurally unique carboxylated sesquiterpene acid found in Valeriana officinalis. VA is putatively reported to have allosteric modulatory activity of the human GABA_A receptor, a ligand-gated ion channel responsible for attenuating neurotransmissions. Structural modeling of VA’s GABA_A receptor interaction suggests that …

Investigating The Physical Stability Of Amorphous Pharmaceutical Formulations, Travis W. Jarrells

Theses and Dissertations--Pharmacy

Amorphous formulations, including amorphous solid dispersions (ASDs), consisting of the active pharmaceutical ingredient (API) intimately mixed in a polymeric matrix, are an attractive formulation approach to improve drug delivery, dissolution, and solubility. However, an amorphous API in an ASD is in a higher energy state compared to the crystalline drug and results in most ASDs being inherently unstable. The polymer helps to stabilize the amorphous drug against crystallization such that the resulting homogenous mixture maintains its solubility advantage relative to the crystalline form. One challenge of ASDs is that the presence of impurities including crystals or residual solvent, variations in …

Development Of Accurate And Efficient Computational Methodologies For Predicting Protein-Ligand And Protein-Protein Binding Free Energies, Alexander Hamilton Williams

Theses and Dissertations--Pharmacy

Computational modeling is an invaluable tool in the drug discovery process either for small ligand or protein therapeutics. The widespread availability of protein X-Ray Crystal and Cryo-Electron Microscopy (Cryo-EM) structures has allowed for more accurate molecular dynamics (MD) simulations that are not reliant on methods such as homology modeling, which may produce structures that require significant computational time to demonstrate their stability. In this thesis we describe several novel methodologies for the computationally efficient modeling of protein/ligand and protein/protein complexes that may be employed within both large-scale virtual screenings and lead compound optimization. These methodologies may also be utilized in …

A Study Of The Analysis Of Hemp-Derived Oil Products: Development Of A Method For The Analysis Of Phytocannabinoids In Medicinal Products, Erin Johnson

Theses and Dissertations--Pharmacology and Nutritional Sciences

Human interactions with cannabis have a history spanning millennia as a source of fiber, food, and medicine. The plant came across Asia, Europe, and Africa with the movements of people and travelers eventually coming to the Americas with European explorers. In colonizing North America, cannabis fiber was key to the production of canvas and ropes for ships. Although fiber was the driver for cannabis production in the United States, medicinal uses were prevalent and propelled the eventual regulations. The Pure Food and Drug Act of 1906 mandated accurate labeling on drugs such as cannabis followed by the Marihuana Tax Act …

Synthesis And Characterization Of Antimony Cyanoximates For Microbiological Studies, Seth Adu Amankrah

Graduate Theses/Dissertations

Antibiotic-resistant pathogenic microorganisms (such as MRSA and alike) represent a real and significant threat to the health and wellbeing of the general population. The search for new compounds of non-antibiotic nature that act as antimicrobial agents is an important task with obvious practical applications in the biomedical field. Metal-based coordination and organometallic compounds that demonstrate antimicrobial activity was found to exhibit a completely different mode of action compared to antibiotics. That suggests the absence of the mechanism of developing tolerance to these types of compounds at least for 30 - 40 years. Thus, there are numerous organotin (IV), silver (I), …

The Synthesis And Characterization Of Pb(Ii) Cyanoximates, Patricia Mcdaniel

Graduate Theses/Dissertations

A new series of Pb(II) cyanoximates were synthesized and characterized by elemental analysis (C, H, N, S), IR spectroscopy, thermal analysis, and X-ray crystallography. The goal was to synthesize compounds with a PbL₂ (L= selected known chelating cyanoximes) composition for use as potential new non-linear optical (NLO) materials, specifically second harmonic generators (SHG), which must belong to non-centrosymmetric space groups. A desktop procedure using Pb²⁺ is chosen due to its typically active 6s² lone pair of electrons, which are known to distort central polyhedra. A 1:2 ratio of Pb(II) to ligand were used to synthesize bulk products …

Metabolomics Reveal Size-Dependent Impacts Of Cerium Oxide Nanoparticles On Grains Of Barley (Hordeum Vulgare L.), Naum Jepkemei Kirwa

Graduate Theses/Dissertations

Plants are exposed to emerging contaminants including nanoparticles, due to the novel but wide uses of these materials. However, researchers have shown contradicting effects of CeO₂-NPs on barley grains with focus mostly on concentration effects and not sizes of these CeO₂-NPs. Therefore, this study aimed at comparing the effects of 0nm (control), 8nm, and 40nm (250 mg CeO₂-NPs/kg soil) on the metabolite profile of barley grains. GC-FID and GC-QTOF-MS were used to measure fatty acid contents and metabolomic changes respectively. GC-FID analysis revealed that palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, and the total fatty …