Studies on metal complex formation of environmentally friendly aminopolycarboxylate chelating agents

Aminopolykarboksyylaatteja, kuten etyleenidiamiinitetraetikkahappoa (EDTA), on käytetty useiden vuosikymmenien ajan erinomaisen metalli-ionien sitomiskyvyn vuoksi kelatointiaineena lukuisissa sovelluksissa sekä analytiikassa että monilla teollisisuuden aloilla. Näiden yhdisteiden biohajoamattomuus on kuitenkin herättänyt huolta viime aikoina, sillä niiden on havaittu olevan hyvin pysyviä luonnossa. Tämä työ on osa laajempaa tutkimushanketta, jossa on tavoitteena löytää korvaavia kelatointiaineita EDTA:lle. Tutkimuksen aiheena on kuuden kelatointiaineen metalli-ionien sitomiskyvyn kartoitus. EDTA:a paremmin luonnossa hajoavina nämä ovat ympäristöystävällisiä ehdokkaita korvaaviksi kelatointiaineiksi useisiin sovelluksiin. Työssä tutkittiin niiden kompleksinmuodostusta useiden metalli-ionien kanssa potentiometrisella titrauksella. Metalli-ionivalikoima vaihteli hieman kelatointiaineesta riippuen sisältäen magnesium-, kalsium-, mangaani-, rauta-, kupari-, sinkki-, kadmium-, elohopea-, lyijy- ja lantaani-ionit. Tutkittavat metallit oli valittu tähtäimessä olevien sovellusten, synteesissä ilmenneiden ongelmien tai ympäristönäkökohtien perusteella. Tulokset osoittavat näiden yhdisteiden metallinsitomiskyvyn olevan jonkin verran heikompi kuin EDTA:lla, mutta kuitenkin riittävän useisiin sovelluksiin kuten sellunvalkaisuprosessiin. Myrkyllisten raskasmetallien, kadmiumin, elohopen ja lyijyn kohdalla EDTA:a heikompi sitoutuminen on eduksikin, koska se yhdistettynä parempaan biohajoavuuteen saattaa alentaa tutkittujen yhdisteiden kykyä mobilisoida kyseisiä metalleja sedimenteistä. Useimmilla tutkituista yhdisteistä on ympäristönäkökulmasta etuna myös EDTA:a pienempi typpipitoisuus.

Polymer Protected Gold Nanoparticles

Polymer protected gold nanoparticles have successfully been synthesized by both "grafting-from" and "grafting-to" techniques. The synthesis methods of the gold particles were systematically studied. Two chemically different homopolymers were used to protect gold particles: thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide), PNIPAM, and polystyrene, PS. Both polymers were synthesized by using a controlled/living radical polymerization process, reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, to obtain monodisperse polymers of various molar masses and carrying dithiobenzoate end groups. Hence, particles protected either with PNIPAM, PNIPAM-AuNPs, or with a mixture of two polymers, PNIPAM/PS-AuNPs (i.e., amphiphilic gold nanoparticles), were prepared. The particles contain monodisperse polymer shells, though the cores are somewhat polydisperse. Aqueous PNIPAM-AuNPs prepared using a "grafting-from" technique, show thermo-responsive properties derived from the tethered PNIPAM chains. For PNIPAM-AuNPs prepared using a "grafting-to" technique, two-phase transitions of PNIPAM were observed in the microcalorimetric studies of the aqueous solutions. The first transition with a sharp and narrow endothermic peak occurs at lower temperature, and the second one with a broader peak at higher temperature. In the first transition PNIPAM segments show much higher cooperativity than in the second one. The observations are tentatively rationalized by assuming that the PNIPAM brush can be subdivided into two zones, an inner and an outer one. In the inner zone, the PNIPAM segments are close to the gold surface, densely packed, less hydrated, and undergo the first transition. In the outer zone, on the other hand, the PNIPAM segments are looser and more hydrated, adopt a restricted random coil conformation, and show a phase transition, which is dependent on both particle concentration and the chemical nature of the end groups of the PNIPAM chains. Monolayers of the amphiphilic gold nanoparticles at the air-water interface show several characteristic regions upon compression in a Langmuir trough at room temperature. These can be attributed to the polymer conformational transitions from a pancake to a brush. Also, the compression isotherms show temperature dependence due to the thermo-responsive properties of the tethered PNIPAM chains. The films were successfully deposited on substrates by Langmuir-Blodgett technique. The sessile drop contact angle measurements conducted on both sides of the monolayer deposited at room temperature reveal two slightly different contact angles, that may indicate phase separation between the tethered PNIPAM and PS chains on the gold core. The optical properties of amphiphilic gold nanoparticles were studied both in situ at the air-water interface and on the deposited films. The in situ SPR band of the monolayer shows a blue shift with compression, while a red shift with the deposition cycle occurs in the deposited films. The blue shift is compression-induced and closely related to the conformational change of the tethered PNIPAM chains, which may cause a decrease in the polarity of the local environment of the gold cores. The red shift in the deposited films is due to a weak interparticle coupling between adjacent particles. Temperature effects on the SPR band in both cases were also investigated. In the in situ case, at a constant surface pressure, an increase in temperature leads to a red shift in the SPR, likely due to the shrinking of the tethered PNIPAM chains, as well as to a slight decrease of the distance between the adjacent particles resulting in an increase in the interparticle coupling. However, in the case of the deposited films, the SPR band red-shifts with the deposition cycles more at a high temperature than at a low temperature. This is because the compressibility of the polymer coated gold nanoparticles at a high temperature leads to a smaller interparticle distance, resulting in an increase of the interparticle coupling in the deposited multilayers.

Druvan - Den personalekonomiska nyttan av mångdimensionell företagshälsovårds- och personalutvecklingsverksamhet baserad på Metal Age-konceptet i Dragsfjärds kommun (2002-2005)

Under åren 2002-2005 förverkligades Druvan-projektet i Dragsfjärds kommun, vilket innebar en dramatisk ökning av företagshälsovårdsinsatserna. Företagshälsovårdsutgifterna ökade från 20 € per anställd till över 400 €. Den totala satsningen på personalens hälsa ökade ännu mer. Innehållet i Druvan baserade sig på den s.k. Metal Age-metoden. Metoden går ut på att arbetsgemenskapen tillsammans identifierar utvecklingsbehov och –åtgärder. Projektet ledde till en stor mängd utvecklingsåtgärder och därpå följande effekter på personalens hälsa, trivsel och samarbete. Som en del av åtgärderna utarbetade kommunen en personalrapport för de aktuella åren. Under projekttiden utvecklades personalens arbetsförmåga betydligt gynnsammare än förväntat. Den ekonomiska analysen visade att det investerade kapitalet gav en avkastning på 46%. Nyttan uppkom som resultat av minskad sjukfrånvaro och färre förtidspensioneringar. Druvan-projektet stöder de tidigare bedömningarna, enligt vilka det finns ett klart utrymme för att öka satsningarna på företagshälsovård i vårt land. Detta gäller speciellt arbetsplatser vars satsningar på företagshälsovård är betydligt under genomsnittet. Dragsfjärds kommun har beslutat göra Druvan till en bestående struktur inom kommunen. Guy Ahonen är professor i Knowledge Management, speciellt personalekonomi vid institutionen för företagsledning och organisation vid Hanken. Ove Näsman är ledande företagsläkare vid Dalmed OyAb i Dalsbruk i sydvästra Finland. Båda har forskat i årtionden kring effekterna av ökat välbefinnande i arbetet.