Cilj projekta:

1. Razviti postupke priprave i ispitati primjenjivost većeg broj bionerazgradivih i biorazgradivih polimera te različitih ekstraktanata, omekšavala, punila i otapala u preradi i primjeni polimernih inkluzivnih membrana.
2. Optimizirati postupke prerade postojećih i alternativnih polimernih inkluzivnih membrana te ih usmjeriti prema ekološki prihvatljivijim rješenjima.
3. Provesti karakterizaciju strukture i svojstava ekstrakcijski i transportno najučinkovitijih polimernih inkluzivnih membrana.
4. Ispitati potencijal primjene polimernih inkluzivnih membrana u realnim vodenim sustavima.
5. Izraditi web stranicu i bazu podataka za usporedbu svojstava i učinkovitosti postojećih i alternativnih polimernih inkluzivnih membrana.
6. Povećanje kvalitete znanstvenih radova te broja prijava na kompetitivne izvore financiranja.
7. Uspostavljanje većeg broja suradnji s inozemnim partnerima.

Utjecaj različitih industrija na kvalitetu vodenih sustava doveo je do usmjeravanja znanstvenih istraživanja ka iznalaženju ekološki prihvatljivijih rješenja u tretiranju industrijskih otpadnih voda onečišćenih metalima. Uslijedio je razvoj polimernih inkluzivnih membrana (PIM) kao alternative klasičnim tehnikama ekstrakcije otapalom, ionske izmjene, adsorpcije ili taloženja. Ova vrsta polimernih membrana primarnu primjenu pronalazi u mogućnosti selektivne ekstrakcije i pročišćavanja brojnih metala u industrijskim otpadnim vodama uz istovremeno pročišćavanje same vode, implementacija kružnog gospodarstva. Neke od prednosti ovog tipa ekstrakcije u odnosu na klasične ekstrakcije su izvrsna selektivnost, jednostavnost korištenja s istovremenom ekstrakcijom te povratnom ekstrakcijom (engl. back-extraction, što ih čini pogodnima za on-line industrijsko odjeljivanje), stabilnost, ponovna uporaba te manji negativni utjecaj na okoliš. Shematski prikaz PIM ekstrakcije, slika 1:

Slika 1. PIM ekstrakcija

Bazu PIM-ova čini polimerna matrica, kao osnovna čvrsta struktura, u koju se dodaju tekući ekstraktanti (nosači) za selektivno izdvajanje specifičnih metalnih iona (analita) iz različitih tekućih medija, te omekšavala s ciljem poboljšanja mehaničkih svojstava polimerne matice, tj. polimerne membrane uz omogućavanje lakšeg gibanja ekstraktanta u njoj. Uspješno razvijeni PIM-ovi moraju biti mehanički i toplinski stabilni sustavi pri čemu ne smiju otpuštati komponente membrane u okruženje u kojem se nalaze već isključivo osigurati ekstrakciju željenih analita iz ciljanog medija. Postizanje željenih svojstava PIM-ova temelji se na odabiru komatibilnih komponenata PIM-ova uz varijaciju njihovih sastava. Razvoj PIM-ova prvenstveno je išao u smjeru uporabe bionerazgradivih polimera kao što su poli(vinil-klorid) (PVC), poli(viniliden fluorid-ko-heksafluorpropilen) (PVDF-HFP), ali uslijed sve većih ekoloških problema posebno zbog uporabe polimera iz neobnovljivih izvora pobudio se interes za njihovom zamjenu s biorazgradivim polimerima iz obnovljivih izvora s naglaskom na ekološki prihvatljivu proizvodnju. Pod ekološki prihvatljivijom proizvodnjom, tj. preradom podrazumijeva se iznalaženje ekološki prihvatljivijih otapala za postupak izlijevanja membrana iz otopina ili postupaka prerade bez otapala. Za postojeće PIM-ove se najčešće koriste tetrahidrofuran, kloroform i diklormetan. Prema dostupnoj literaturi, biorazgradivi polimeri predstavljaju održivu alternativu u proizvodnji PIM-ova, ali alternativu koja mora prevladati određene izazove u industrijskoj primjeni pri čemu se na prvom mjestu misli na stabilnost ovakvih sustava. Međutim, uslijed nedostatka većeg broja sveobuhvatnih istraživanja o stabilnosti i učinkovitosti ekstrakcije PIM-ova, koji se temelje na biopolimerima te polimerima iz obnovljivih izvora, ukazala se velika mogućnost usmjeravanja istraživanja prema spomenutim alternativama uz adekvatni odabir ekstraktanata i omekšavala, pri čemu će se ići na iznalaženje ekološki prihvatljivijih varijanti. U ograničenim literaturnim izvorima uglavnom se spominje polilaktidna kiselina (PLA) kao polimerna osnova ovakvih PIM-ova jer se zbog svojih svojstava može uspoređivati sa široko primjenjivim polimerima kao što su PVC, polistiren (PS) te polipropilen (PP) pri čemu se naglašavaju njegova inferiorna mehanička svojstva u odnosu na spomenute širokoprimjenjive polimere. Primjena PLA otvara mogućnosti priprave membrana izlijevanjem iz otopina te toplinskom preradom u koju spada ekstruzija i injekcijsko prešanje, pri čemu se otvara mogućnost primjene novih tehnologija kao što je 3D ispis. Postupci prerade bez otapala navedenu alternativu čine još "zelenijom". Istraživanje će se istovremeno provoditi na unaprijeđenim postojećim (npr. PVC, PVDF-HFP, celulozni triacetat (CTA)) i alternativnim PIM-ovima kako bi se iniciralo postavljenje baze podataka koja bi osigurala kvalitetniju usporedbu spomenutih sustava, a koja će biti temeljena na rezultatima istraživanja strukture i svojstava proizvedenih membrana. Istraživanje postojećih PIM-ova biti će usmjereno ka primjeni ekološki prihvatljivijih otapala (otapala dobivena iz obnovljivih izvora kao što su etil-acetat, aceton, dihidroleglukozenon). Prema dostupnim literaturnim izvorima izbor otapala ima veliki utjecaj na morfologiju, poroznost te selektivnost PIM-ova. Uporabom dodataka u vidu različitih sferičnih i slojevitih punila (npr. slojeviti montmoriloniti) ispitivat će se njihov utjecaj na strukturu materijala, mehanička i toplinska svojstva te transmembranski transport ciljane kemijske vrste. Modificirana struktura materijala može dovesti i do stvaranja mikro i nano šupljina (kanala) što uz navedeno može imati veliki utjecaj na efikasnost ekstrakcije. Uslijed nedovoljno istraženih alternativnih PIM-ova uzet će se u obzir rizik uvođenja istih, pri čemu će se za eksperiment osigurati širok spektar ekstraktanata, omekšavala, punila, metalnih analita i otapala. Polimerna matrica, osnovni strukturni materijal PIM-ova, usmjerit će se prema biopolimerima (npr. celuloza, alginati, škrob) te biorazgradljivim polimerima (npr. PLA, poli(hidroksi-butirat) (PHB), polikaprolakton (PCL), poli(laktidna-ko-glikolna) kiselina (PLGA), poli(trimetilen-karbonat) (PTMC)). Imajući u vidu temeljne principe rada PIM-ova, ispitivat će se utjecaj prerade polimernih mješavina i kompozita, dodataka (ekstraktanata, omekšavala i punila) te postupka prerade na strukturu, morfologiju i svojstva (mehanička, toplinska, površinska) osnovne polimerne matrice membrane, postojećih i alternativnih PIM-ova. Mehanička ispitivanja biti će eliminacijski faktor koji će usmjeravati odabrane membrane na brzi eksperiment ekstrakcije nakon čega će se pozitivno ocjenjene membrane upotrijebiti za ispitivanje transporta u dvokomornim ili višekomornim transportnim ćelijama uz manualni sustav monitoringa sastava donorske i akceptorske otopine, te mogućnost podešavanja različitih uvjeta (npr. miješanje, temperatura). Komore koje će se upotrjebljavati za ispitivanje transporta biti će 3D ispisane te će se podešavati prema potrebama. Zbog automatizacije monitoringa sastava akceptorske i donorske otopine u sklopu projekta će se nabaviti nadogradnja transportnih komora s protočnim sustavom uz spektrofotometrijske i elektrokemijske detektore. Razvijene PIM-ove upotrijebit će se i u analitici realnih vodenih sustava (okolišne vode, kućne i industrijska otpadne vode). Osim navedenih istraživanja provodit će se i matematičko modeliranje sustava primjenom postojećih matematičkih modela za opisivanje transporta kroz membranu uzimajući u obzir dobivene eksperimentalne podatke postojećih i alternativnih PIM-ova. Mogućnost variranja velikog broja parametara potencijalno može osigurati nastavak istraživanja i za buduće projekte. Rizici koji se mogu javiti tijekom provedbe projekta primarno se odnose na nemogućnost provedbe pojedinih eksperimenata uslijed kvarova opreme koji su uzeti u obzir u financijskom planu, pri čemu će se on prilagoditi novonastalim okolnostima. Prednost istraživačke grupe je u širini kompetencija i vještina provedbe mjerenja na velikom broju već dostupnih, „in-house“ tehnika kojima se i uslijed odstupanja od početnih planova mogu i dalje postići ciljevi projekta. Redovna evaluacija napretka projekta omogućit će pravovremeno identificiranje rizika i prilagodbu planiranih aktivnosti, kako bi se osigurala visoka razina kvalitete istraživanja i postizanje ciljeva projekta.

Radni paketi:

RP1 – Prerada polimernih materijala (mješavine, kompoziti) za pripravu postojećih i alternativnih PIM-ova uz ispitivanje mehaničkih svojstava. Povratna sprega s RP2. SPJ, MJ, IK, BA, NSV, ME, DJ, AJ

RP2 – Ispitivanje ekstrakcije i povratne ekstrakcije, ispitivanje transporta, matematičko modeliranje ekstrakcijskih i transportnih procesa. Povratna sprega s RP1. LKM, MBŠ, MB1, JD, IŠR, NV, MB2, JR, NB

RP3 – Karakterizacija pozitivno ocjenjenih membrana iz RP2. DJ, AJ, SPJ, MJ, IK, ME, BA, NSV

RP4 – Ispitivanje djelotvornosti razvijenih membrana u realnim vodenim sustavima. MB1, JD, MB2, JR, LKM, MBŠ, IŠR, NV

Literatura:

1.     M. I. G. S. Almeida, R. W. Cattrall, S. D. Kolev, Polymer inclusion membranes (PIMs) in chemical analysis - A review, Anal. Chim. Acta. 987 (2017) 1–14.

2.     F. Sellami, O. Kebiche-Senhadji, S. Marais, N. Couvrat, K. Fatyeyeva, Polymer inclusion membranes based on CTA/PBAT blend containing Aliquat 336 as extractant for removal of Cr(VI): Efficiency, stability and selectivity, React. Funct. Polym. 139 (2019) 120–132.

3.     B. Kuswandi, F. Nitti, M. I. G. S. Almeida, S. D. Kolev, Water monitoring using polymer inclusion membranes: a review, Environmental Chemistry Letters 18 (2020) 129–150.

4.     B. Keskin, B. Zeytuncu-Gökoğlu, I. Koyuncu, Polymer inclusion membrane applications for transport of metal ions: A critical review, Chemosphere 279, 130604 (2021).

5.     M. A. Kaczorowska, The Use of Polymer Inclusion Membranes for the Removal of Metal Ions from Aqueous Solutions-The Latest Achievements and Potential Industrial Applications: A Review, Membranes 12: 1135 (2022).

6.     A. T. N. Fajar, M. Goto, Enabling Metal Sustainability with Polymer Inclusion Membranes: A Critical Review, J. Chem. Eng. Jpn. 56:1, 2153547 (2023).

7.     V. Eyupoglu, A. Unal, Investigation of PVDF-co-HPF based ultrafiltration polymer inclusion membrane for the extraction of cadmium ions, J. Appl. Polym. Sci. 141:45, 56212 (2024).

8.     B. Adigun, B. P. Thapaliya, H. Luod, S. Dai, Ionic liquid-based extraction of metal ions via polymer inclusion membranes: a critical review, RSC Sustain. 2 (2024) 2768–2780.

9.     M. H. Hammadi, S. Kerakra, S. Bey, F. Sellami, A. Djermoune, A. Habi, Advancements in Cr(VI) Removal from Aqueous Solution Using PLA/PBAT/GO/Cloisite 30b Hybrid Nanocomposite Polymer Inclusion Membranes, Water Air Soil Pollut. 235:730 (2024).

10.  M. Senila, Polymer Inclusion Membranes (PIMs) for Metal Separation-Toward Environmentally Friendly Production and Applications, Polymers 17:725 (2025).

Hrvatsko kemijsko društvo - Split poziva Vas na svoj 227. kolokvij koji će se održati u ponedjeljak, 14.  srpnja  2025. u 12:15 sati  u  predavaonici  E-402, Kemijsko-tehnološkog fakulteta u Splitu, Ruđera Boškovića 35.

Predavanje pod naslovom:
Detection and Identification of Microplastics and Nanoplastics in Complex Environmental Samples
(Detekcija i identifikacija mikroplastike i nanoplastike u složenim uzorcima okoliša)

održat će Nathalie Tufenkji, profesorica Zavoda za kemijsko inženjerstvo Sveučilišta McGill u Montrealu.
Kolokvijem će predsjedavati Josipa Dugeč, mag. chem. Zavod za opću i anorgansku kemiju, Kemijsko-tehnološkog fakulteta Sveučilišta u Splitu.

Molimo Vas da o navedenom predavanju obavijestite sve zainteresirane kolege u Vašoj sredini.

Predsjednica Hrvatskog kemijskog društva Split
Izv. prof.  dr. sc. Nives Vladislavić
Tajnica Hrvatskog kemijskog društva Split
Izv. prof. dr. sc. Ivana Škugor Rončević

Nathalie Tufenkji, PhD, PEng, FRSC, FCAE, Professor and Canada Research Chair, McGill University

Nathalie Tufenkji is a Professor in the Department of Chemical Engineering at McGill University where she holds the Tier I Canada Research Chair in Biocolloids and Surfaces.After completing a BEng in Chemical Engineering at McGill, she earned MSc and PhD degrees in Chemical and Environmental Engineering from Yale University.
Her research is in the area of particle-surface interactions with applications in protection of water resources, plastic pollution as well as the discovery of natural antimicrobials. Professor Tufenkji was awarded the Killam Research Fellowship, the Engineers Canada Award for the Support of Women in the Engineering Profession, the Chemical Institute of Canada Environment Division Research & Development Dima Award, the YWCA Woman of Distinction Award in Science and Technology, and the Hatch Innovation Award of the Canadian Society for Chemical Engineers.
She is a fellow of the Royal Society of Canada and the Canadian Academy of Engineering. Professor Tufenkji has served on the editorial advisory boards of the journals Environmental Science and Technology, npj Clean Water, Advances in Colloid and Interface Science, Water Research, and Environmental Science: Nano.
At UNU-INWEH, Professor Tufenkji contributes to research in water quality and protection.

Lecture summary

Detection and Identification of Microplastics and Nanoplastics in Complex Environmental Samples

The degradation of bulk plastics in the environment leads to the release of microplastics that can contaminate water supplies, agricultural fields, and foods we consume. Weathering of a single microplastic particle can yield up to billions of nanoplastics and nanoplastic pollution is expected to be ubiquitous in the environment. Nanoplastics are potentially more hazardous than microplastics because they can cross biological membranes; yet, there is little data on the occurrence, fate and impacts of nanoplastics. A key challenge in understanding the environmental burden of nanoplastics is the detection of such small, carbon-based particles in complex natural matrices such as soils and whole organisms. We have been working on the development of new plastic labeling and imaging techniques for detection of nanoplastics and microplastics in environmental samples. The first approach relies on stimulated emission depletion microscopy (STED) to detect labeled nanoplastics in whole organisms or other complex samples. More recent developments circumvent the need to label the plastic particles by implementing a tissue clearing technique or histology technique to image the particles while preserving the structure of the whole organism. This presentation will describe the new methodologies and provide examples of microplastic and nanoplastic detection and localization in representative aquatic and terrestrial organisms.

Hrvatsko kemijsko društvo - Split poziva Vas na svoj 226. kolokvij koji će se održati u ponedjeljak, 9.  lipnja  2025. u 13:00 sati  u  predavaonici  F-402,  Kemijsko-tehnološkog fakulteta u Splitu, Ruđera Boškovića 35.
Predavanje pod naslovom:

Microbiome gut-brain interaction in Anorexia Nervosa
(Interakcija mikrobioma crijeva i mozga kod Anorexia Nervosa)

održat će doc. dr. sc. Nadia Andrea Andreani, Zavod za biologiju i biotehnologiju “Charles Darwin” Sapienza, Sveučilišta u Rimu.
Kolokvijem će predsjedavati prof. dr. sc. Mila Radan, Zavod za biokemiju, Kemijsko-tehnološkog fakulteta Sveučilišta u Splitu.

Molimo Vas da o navedenom predavanju obavijestite sve zainteresirane kolege u Vašoj sredini.
Predsjednica Hrvatskog kemijskog društva Split
Izv. prof.  dr. sc. Nives Vladislavić
Tajnica Hrvatskog kemijskog društva Split
Izv. prof. dr. sc. Ivana Škugor Rončević

Assist. prof. dr. sc. Nadia Andrea Andreani
https://www2.uniroma1.it/amm-cda/intranet/allegato50cda18_07_2024.pdf

Dr. Andreani earned her Master’s degree in Biology and Animal Laboratory (BAL) in 2012 from the University of Padova. Following her PhD, Dr. Andreani conducted postdoctoral research at the University of Lincoln in the UK. From 2014, she has published 35 papers in recognised peer-reviewed journals (most of them are Q1 journals), with 657 citations and an h-index of 16. 
She participated in 13 research projects, 9 of them as main researcher responsible for the project in three European countries: Germany, United States and Italy. She is Editor-in-Chief of the high-indexed Taylor and Francis Journal of Inflammation Research and a member of the organising committee of the Microbiome Virtual International Forum (MVIF).
In addition to her scientific research, she is passionate about science communication and education. She has authored illustrated books for children about microbiology, aiming to make complex scientific concepts accessible to younger audiences.Nadia Andrea Andreani is an Assistant Professor at the Department of Biology and Biotechnology “Charles Darwin” at Sapienza University of Rome. A biotechnologist by training, she has over a decade of experience in microbiological research, with expertise spanning medical and environmental microbiology.
Her current work focuses on the gut microbiome and its role in complex diseases such as anorexia nervosa and inflammatory bowel disease.

Lecture summary

The gut microbiome is increasingly recognised as a key player in host health and disease, yet its role in psychiatric and inflammatory conditions remains underexplored. In this talk, I will present recent findings on the microbial signatures and potential mechanisms linking the gut microbiota to anorexia nervosa and inflammatory bowel disease. Drawing on metagenomic and animal studies, I will explore how members of the microbiome may influence disease progression in Anorexia Nervosa. These insights pave the way for novel microbiome-informed interventions and deepen our understanding of host–microbe interactions in complex disorders.