Zespół Innowacji, Technologii i Analiz

Inne projekty

 

Nazwa projektu

Zastosowanie mewalonolaktonu w syntezie funkcyjnych alifatycznych poliestrów

Kierownik projektu 

Kierownik projektu: dr inż. Michał Kawalec

Okres realizacji 

01.2019 - 01.2020

Wartość projektu 

49,995 PLN

Cel projektu 

Mewalonolakton to wodorozpuszczalny beta-hydroksy-delta-walerolakton występujący w naturze. W środowisku wodnym występuje w równowadze z kwasem mewalonowym, kluczowym związkiem w biosyntezie terpenów i steroidów. Sam mewalonolakton również jest bioaktywny. Jako delta-lakton powinien ulegać polimeryzacji z otwarciem pierścienia analogicznie do delta-walerolaktonu, epsilon-kaprolaktonu czy laktydu. W literaturze naukowej znaleziono jedynie jedną pracę (Macromol. Rapid Commun. 2001, 22, 820), gdzie mewalonolakton użyto jako dwufunkcyjny monomer w syntezie rozgałęzionego polilaktydu. Ideą przedkładanego wniosku są oryginalne, eksperymentalne prace badawcze prowadzące do otrzymania nowych, liniowych (ko)polimerów mewalonolaktonu z wykorzystaniem technik zabezpieczania/odbezpieczania grup funkcyjnych, w celu zachowania nieprzereagowanych grup hydroksylowych jednostek mewalonolaktonowych w docelowych polimerach. Niezbędny będzie wybór odpowiednich grup zabezpieczających i opracowanie protokołów zabezpieczania grupy hydroksylowej, jednocześnie nienaruszających relatywnie nietrwałego wiązania estrowego laktonu. Będzie trzeba również opracować procedury oczyszczania zabezpieczonego monomeru w celu badań jego zdolności do (ko)polimeryzacji. Przedmiotowy wniosek zawiera również plan badania zachowania zabezpieczonych pochodnych mewalonolaktonu wobec katalizatorów i inicjatorów polimeryzacji z otwarciem pierścienia z grupy inicjatorów polimeryzacji anionowej (alkoholany litowców), koordynacyjnej (acetyloacetoniany metali przejściowych) oraz katalizatorów organicznych - superzasad (guanidyny, amidyny). W literaturze naukowej nie znaleziono wzmianek o podobnych badaniach. W ramach niniejszego projektu będą również prowadzone próby kopolimeryzacji zabezpieczonego monomeru z typowymi monomerami oksacyklicznymi (laktyd, epsilon-kaprolakton, deltawalerolakton, węglan trimetylenu). Integralnym elementem prac będzie opracowanie protokołu odbezpieczania grup hydroksylowych w otrzymanych polimerach tak, aby łańcuch polimerowy nie ulegał degradacji. Planowane są badania (ko)polimeryzacji i mikrostruktury otrzymywanych kpolimerów techniką jądrowego rezonansu magnetycznego (13CNMR) z użyciem optycznie czystego enancjomeru. Zostanie przeprowadzona charakterystyka właściwości (stabilność termiczna, morfologia, wodorozpuszczalność/ chłonność wody) otrzymanych materiałów, z uwagi na brak danych literaturowych. Mając na uwadze powyższe, propozycja prac zakłada zdobycie nowej wiedzy.

Jednostki współrealizujące 

-
 

Nazwa projektu

Kopolimery amfifilowe polistyrenu i poliglicydolu o zróżnicowanej architekturze i ich sfunkcjonalizowane pochodne - synteza, właściwości i agregacja oraz wykorzystanie jako nośniki enzymów

Kierownik projektu 

Kierownik projektu: prof. dr hab. Stanisław Kazimierz Słomkowski

Okres realizacji 

24.01.2019 - 23.01.2022

Wartość projektu 

 1 090 568,00 PLN

Cel projektu 

 Kopolimery amfifilowe – kopolimery zawierające elementy hydrofilowe (lubiące wodę) i hydrofobowe (lubiące tłuszcze) – znalazły wiele zastosowań, głównie w medycynie jako nośniki leków i materiały stosowane w produkcji urządzeń medycznych, nośniki katalizatorów (w tym enzymów), stabilizatorów emulsji w przemyśle spożywczym, w rafineriach, w budownictwie i w wielu innych dziedzinach. Najważniejszą cechą kopolimerów amfifilowych jest ich zdolność do samoistnej agregacji w wodzie i w cieczach hydrofobowych. Obecnie, do tej klasy kopolimerów należą niemal wyłącznie blokowe kopolimery hydrofilowo-hydrofobowe i, w mniejszym zakresie, kopolimery szczepione o hydrofobowych łańcuchach głównych i hydrofilowych segmentach szczepionych. Do chwili obecnej właściwości wyżej wspomnianych kopolimerów kontrolowane są głównie przez dobór bloków o odpowiedniej budowie chemicznej. Celem obecnego projektu jest eksploracja nowego podejścia do tego zagadnienia, które będzie polegało nie na modyfikacji składu chemicznego kopolimerów lecz architektury łańcuchów. W ramach badań projektowych zamierzamy opracować syntezy opolimerów zawierających hydrofobowe, liniowe bloki polistyrenu i przyłączone do ich końców (z jednej lub obu stron) fragmenty poliglicydolowe o budowie: liniowej, poliglicydolu szczepionego na poliglicydolu i poliglicydolu szcepionego na szczepieniach poliglicydolu na poliglicydolu. W wyniku badań zamierzamy wyjaśnić jak długość bloków polistyrenowych oraz udział elementów poliglicydolowych i ich aranżacja wpływają na agregację kopolimerów i rodzaje tworzonych agregatów. Kopolimery stosowane w badaniach będą otrzymywane na drodze precyzyjnie kontrolowanej polimeryzacji styrenu i glicydolu z blokowanymi grupami hydroksylowymi. Gdy będzie to niezbędne, na poszczególnych etapach polimeryzacji, i zawsze po zakończeniu syntezy, grupy hydroksylowe będą odblokowywane. Część kopolimerów będzie modyfikowana w wyniku przyłączenia do grup hydroksylowych podstawników  zawierających grupy anionowe (karboksyle) i kationogenne (aminy).

Struktura kopolimerów będzie określona stosując 1H, 13C NMR, IR, GPC oraz, gdy będzie to wskazane, spektrometrię MALDI-TOF. Przeprowadzone zostaną badania komputerowe konformacji kopolimerów w roztworze. Badania samoorganizacji kopolimerów w różne formy agregatów oraz określenie ich struktury i rozkładów wielkości zostaną przeprowadzone z wykorzystaniem statycznego i dynamicznego rozpraszania światła, spektroskopii fluorescencyjną z wykorzystaniem sond fluorescencyjnych czułych na właściwości mikrootoczenia oraz mikroskopii cryo-TEM i AFM. Ich wynikiem będzie określenie zależności morfologii oraz wielkości agregatów kopolimerów od długości łańcuchów polistyrenu, udziałów poliglicydolu i architektury fragmentów poliglicydolowych. Pamiętając o zastosowaniach kopolimerów amfifilowych zamierzamy zakończyć projekt badaniami wstępnymi adsorpcji agregatów kopolimerów na  powierzchni folii polimerowych o różnej hydrofobowości, stanowiących modele membran biologicznych. Zbadane zostaną agregaty kopolimerów znakowanych fluoroforami. Do badań adsorpcji zostanie użyta spektroskopia fluorescencyjna i AFM. Przeprowadzone będą również badania enkapsulacji wybranych enzymów (lipazy i fosfatazy alkalicznej) w agregatach zsyntetyzowanych kopolimerów o dokładnie określonej strukturze oraz przeprowadzone zostanie porównanie aktywności enzymatycznej otrzymanych struktur (w wypadku lipazy hydroliza maślanu 4-metyloumbeliferylu a w wypadku fosfatazy alkalicznej hydrolizy fosforanu p-nitrofenolu) w zależności od morfologii i wielkości agregatów oraz budowy kopolimerów użytych do ich wytworzenia.

W ten sposób, w ramach projektu, zostanie wykonany pełny cykl badań właściwości nowej klasy kopolimerów amfifilowych, które mogą okazać się przydatne w przyszłych badaniach stosowanych.

 

Jednostki współrealizujące 

 Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk, Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk
 

Nazwa projektu

In-situ room temperature growth of single-walled carbon nanotubes

Kierownik projektu 

Kierownik projektu: dr Mark Rummeli

Przyznany: dr. Ignacio Guillermo Gonzalez Martinez

Okres realizacji 

01.03.2017 - 28.02.2019

Wartość projektu 

572 688,00 zł

Cel projektu 

The main goal of this research proposal is to develop a novel “e-beam-driven nanoengineering“ synthesis method to achieve the growth of SWCNTs with well-defined chirality, i.e. control over their electrical properties (semiconducting or metallic). Furthermore, the proposed technique confers a high degree of spatial control over the growth location of the SWCNTs, which is a crucial advantage over conventional chemical vapor deposition (CVD) methods. The characteristics of the synthesis technique make it possible to pursue several secondary goals. The synthesis process is mainly intended to be performed fully at room temperature inside a transmission electron  microscope (TEM) using Au nanoparticles as catalyst material, although, a heating stage can be used if necessary. Therefore, one could directly observe the growth dynamics in real-time, thus, advancing our understanding of the growth of SWCNTs from metallic nanoparticles at an atomic level. The exploration of self-assembly processes instigated by fundamental interactions between an electron beam and a solid precursor is a key step towards extending the sub-field of e-beam-driven chemistry and nanoengineering techniques.

Jednostki współrealizujące 

 
 

Nazwa projektu

Nanowarstwy polimerów gwieździstych o właściwościach antybakteryjnych

Kierownik projektu 

dr Barbara Mendrek

Okres realizacji 

8.05.2018-7.05.2021

Wartość projektu 

499 000,00 zł

Cel projektu 

Naukowcy od wielu lat szukają skutecznej i bezpiecznej metody usuwania mikroorganizmów, ponieważ szczepy bakteryjne wykazują coraz większą odporność na powszechnie stosowane antybiotyki. Postępy w dziedzinie  nanotechnologii umożliwiają precyzyjne projektowanie w nanoskali właściwości powierzchni stosowanych w różnych dziedzinach życia, gdzie zdrowie ludzkie jest priorytetem (medycyna, farmacja, przemysł spożywczy). Celem projektu jest otrzymanie nowych warstw polimerów gwieździstych kowalencyjnie związanych z podłożem szklanym lub krzemowym. Otrzymane warstwy polimerowe będą odpowiednio modyfikowane w celu uzyskania zwiększonej aktywności bakteriobójczej. Wpływ zastosowanejmetody otrzymywania i modyfikacji warstw na ich właściwości antybakteryjne zostanie sprawdzony przy użyciu wybranych szczepów bakterii. Połączenie polimeru ze stałym podłożem za pomocą  wiązań kowalencyjnych powinno zapewnić stabilność takiej warstwy i zachować jej aktywność przeciwbakteryjną. Pozwoli to uniknąć odczepienia powstałych warstw od podłoża np. pod wpływem przemywania wodą. Projekt będzie  obejmował następujące zadania badawcze:

  • otrzymanie warstw polimerów gwieździstych i ich charakterystykę
  • modyfikację warstw poprzez czwartorzędowanie grup aminowych poli(metakrylanu N,N'-dimetyloaminoetylu)
  • modyfikację warstw polimerów gwieździstych poprzez tworzenie nanocząstkek srebra „in situ”
  • badanie i ocenę właściwości antybakteryjnych warstw polimerów gwieździstych

W projekcie zostaną otrzymane powierzchnie poli(metakrylanu N,N'-dimetyloaminoetylu) o topologii gwieździstej. Polimery gwieździste o zdefiniowanej liczbie i długości ramion zostaną otrzymane metodą kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP), a następnie zostaną kowalencyjnie przyłączone do sfunkcjonalizowanych podłoży szklanych i krzemowych metodą „szczepienia do”. Otrzymane w ten sposób warstwy zostaną  scharakteryzowane nowoczesnymi metodami pomiarowymi (mikrowaga kwarcowa, elipsometria, FTIR, AFM, TEM). Kolejnym etapem będzie modyfikacja warstw polimerowych dla zwiększenia ich właściwości antybakteryjnych. W  ostatnim zadaniu projektu będą wykonane badania mikrobiologiczne otrzymanych powierzchni polimerowych. Pozwoli to ocenić wpływ składu, struktury i właściwości uzyskanych warstw na ich zdolności biobójcze. Nowatorskie  rozwiązanie proponowane w projekcie obejmuje otrzymanie trwałych powierzchni polimerów gwieździstych oraz ich modyfikację dla wzmocnienia działania przeciw drobnoustrojom. Badania zaplanowane w projekcie wpisują się w  najnowszy nurt badań światowych z zakresu materiałów antybakteryjnych i ich potencjalnego wykorzystania.

Jednostki współrealizujące 

 
 

Nazwa projektu

Materiały grafenowe do procesów separacji

Kierownik projektu 

Dr hab. inż. Alicja Bachmatiuk

Okres realizacji 

26.01.2015-25.01.2018

Wartość projektu 

893 040,00

Cel projektu 

Celem projektu jest określenie przydatności modyfikowanych materiałów grafenowych jako selektywnych membran o ulepszonej wydajności w procesach separacji mieszanin cieczy i gazów oraz zależności pomiędzy strukturą tych materiałów i właściwościami transportowymi membrany. W projekcie zostaną wytworzone różne formy materiału grafenowego, tj.: porowaty grafen wytworzony przy wykorzystaniu techniki chemicznego osadzania par z fazy gazowej (CVD), tlenek grafenu (GO) otrzymywany z grafitu proszkowego poprzez chemiczną eksfoliację, zredukowany tlenek grafenu (RGO) i funkcjonalizowany tlenek grafenu(f-GO). Dzięki otrzymywaniu różnych form materiału grafenowego możliwe będzie przeprowadzenie badań dwóch różnych mechanizmów przepływu, tj.: poprzez pory obecne w strukturze płaszczyzny grafenowej (materiał otrzymany przy wykorzystaniu CVD na specjalnie przygotowanych podłożach) oraz pomiędzy rozdzielonymi warstwami grafenowymi (materiał otrzymany z GO, RGO i f-GO). Dla porowatych warstw grafenowych zbadany zostanie wpływ liczby warstw i wielkości wygenerowanych porów na selektywność i przepuszczalność membran. Materiały grafenowe będą odpowiednio osadzone na podłożach flitracyjnych (ceramicznych lub polimerowych) za pomocą metod próżniowych lub bezpośredniego nakładania (przenoszenie lub nakrapianie z zawiesiny). Na powstałych materiałach zostaną sprawdzone właściwości separacyjne dla wybranych mieszanin cieczy i gazów.

 

Nazwa projektu

In-situ modyfikacje nowych materiałów 1D i 2D oraz ich heterostruktur przy wykorzystaniu spektroskopii Ramana oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej

Kierownik projektu 

Prof. Mark Hermann Rummeli

Okres realizacji 

14.07.2016-13.07.2019

Wartość projektu 

1 355 560,00

Cel projektu 

Projekt „In-situ modyfikacje nowych materiałów 1D i 2D oraz ich heterostruktur przy wykorzystaniu spektroskopii Ramana oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej” łączy w sobie dwa komplementarne cele: Pierwszy polega opracowaniu dokładnych metod wytwarzania nanomateriałów takich jak grafen, azotek boru, dichalkogenki metali przejściowych i nanodruty. Metody wytwarzania nie tylko skupią się na indywidualnych materiałach ale również na ich heterostrukturach o unikalnych i dotąd niezbadanych właściwościach. Jednym z głównych celów tych badań będzie zrozumienie powstawania nowych nanostruktur przy użyciu zaawansowanych technik analitycznych.
Drugim celem będzie opracowanie technik modyfikacji nanomateriałów w celu wytworzenia założonych struktur o określonej budowie na poziomie atomowym. Cel ten zostanie osiągnięty przez opracowanie modyfikacji struktur w nanoskali z wykorzystaniem reakcji wspomaganych.

 

Nazwa projektu

Otrzymywanie nanorurek węglowych i wodoru w reaktorze ze złożem fluidalnym na katalizatorach niklowych

Kierownik projektu 

Dr inż. Agata Łamacz

Okres realizacji 

26.03.2015-25.03.2017

Wartość projektu 

300 000,00

Cel projektu 

Celem projektu jest opracowanie parametrów procesu konwersji metanu do nanorurek węglowych oraz wodoru w reaktorze ze złożem fluidalnym przy zastosowaniu katalizatorów niklowych osadzonych na (i) mieszanym tlenku ceru i cyrkonu (CeZrO2) i (ii) tlenku magnezu (MgO), z uwzględnieniem aspektu ich regeneracji. Prowadzenie procesu katalitycznego chemicznego osadzania węglowodorów (metanu) z fazy gazowej (CCVD) w reaktorze ze złożem fluidalnym pozwoli na otrzymanie nanorurek węglowych w ilościach znacznie większych niż w przypadku procesów prowadzonych z zastosowaniem katalizatora w złożu stałym. W związku z powiększeniem skali, koszt otrzymania nanorurek węglowych będzie mniejszy. Dodatkową zaletą procesu będzie produkcja wodoru.

 

Nazwa projektu

Innowacyjne materiały i nanomateriały z polskich źródeł renu i metali szlachetnych dla katalizy, farmacji i organicznej elektroniki (ORGANOMET)

Kierownik projektu 

Dr Grzegorz Benke

Okres realizacji 

01.02.2014-31.01.2017

Wartość projektu 

8 350 000,00

Cel projektu 

W projekcie planuje się opracowanie nowych technologii wykorzystania polskich surowców zawierających ren i/lub metale szlachetne w różnych działach chemii, farmacji i elektroniki. W ramach prowadzonych badań opracowane zostaną nowe metody otrzymywania związków renu i metali szlachetnych, nanometali oraz kompleksów metali oraz technologie wykorzystujące te materiały jako: katalizatory wybranych reakcji, środki wspomagające terapie przeciwnowotworowe oraz materiały zwiększające efektywność nanomateriałów, w tym związków organicznych i metaloorganicznych a także polimerów z przeznaczeniem dla organicznej elektroniki.

Jednostki współrealizujące

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Wydział Chemii, Instytut Metali Nieżelaznych, Uniwersytet Śląski w Katowicach Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej.

 

Nazwa projektu

Direct synthesis of graphene and 3D - graphene structures over metal oxide supports

Kierownik projektu 

Dr hab. inż. Alicja Bachmatiuk

Okres realizacji 

01.08.2013-31.07.2015

Wartość projektu 

300 000,00

Cel projektu 

Graphene is numbered among as a potential material for future high speed and flexible electronics. Many routes exist to synthesize graphene and the number of routes is ever increasing. Nonetheless the primary routes are through graphite exfoliation, epitaxial graphene, graphene oxide and chemical vapour deposition. Current graphene fabrication CVD routes, which involve metal substrates, require post-synthesis transfer of the graphene onto a Si wafer, or in the case of epitaxial growth on silicon carbide, temperatures above 1000 °C are necessary. Both the handling difficulty and high temperatures are not best suited to present day silicon technology. In this project the CVD routes which form graphitic carbon via the decomposition of various carbon sources (e.g. methane, cyclohexane, ethanol) over oxides (e.g. SiO2, Al2O3, SrO, ZrO2, HfO2) will be realized. The core aspect of the project is to synthesize graphene and 3D graphene directly on the semiconductor surfaces via CVD method.

 

Nazwa projektu

Nowe kopolimery szczepione poli(gamma- kwasu glutaminowego) zawierające oligomery polihydroksyalkanianów jako łańcuchy boczne

Kierownik projektu 

dr inż. Iwona Maria Kwiecień

Okres realizacji 

21.07.2014-20.01.2017

Wartość projektu 

123 630,00

Cel projektu 

Celem projektu jest opracowanie metody syntezy kopolimerów szczepionych, zbudowanych z poli(γ-kwasu glutaminowego) (γ-PGA) jako łańcucha głównego oraz oligomerów polihydroksyalkanianów jako łańcuchy boczne, dla perspektywicznych zastosowań w obszarze biomateriałów. Kopolimery będą otrzymywane za pomocą dwóch metod: pierwsza z nich to anionowe szczepienie β-butyrolaktonu na łańcuchach γ-PGA („szczepienie od”), druga metoda to szczepienie oligomerów polihydroksyalkanianów (PHA) z hydroksylową grupa końcową na łańcuchach γ-PGA („szczepienie do”). Planowane jest również przeprowadzenie badań degradacji hydrolitycznej w warunkach laboratoryjnych wybranych kopolimerów szczepionych w celu określenia zależności pomiędzy ich strukturą a właściwościami pożądanymi dla ich przyszłych zastosowań.

Nasza strona internetowa używa plików cookies (tzw. ciasteczka) w celach statystycznych i funkcjonalnych. Użytkownik może zaakceptować pliki cookies albo wyłączyć je w przeglądarce.
Więcej informacji Ok