Zespół Innowacji, Technologii i Analiz

Inne projekty

 

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.

 

Nazwa projektu

Badanie wpływu morfologii aktywnych warstw organicznych na właściwości organicznych struktur fotowoltaicznych

Kierownik projektu 

Dr hab. inż. Bożena Jarząbek

Okres realizacji 

05.05.2014-04.05.2017

Wartość projektu 

861 000,00

Cel projektu 

Projekt dotyczy badań wpływu w skali nanometrycznej, struktury oraz nierówności i morfologii powierzchni cienkich warstw wybranych polimerów skoniugowanych na ich właściwości optoelektroniczne pod kątem zastosowań w strukturach fotowoltaicznych. Polimery skoniugowane, które są przedmiotem badań w projekcie to: poli(3-heksyltiofen)(P3HT), poli(3-oktyltiofen)(P3OT), poli(2-metoksy-5-(2-etyloksyheksyloksy)-1,4-fenylenewinylen)(MEH-PPV), poli(1,4-(2,5-bisoktyloksy) fenylenometylidynonitrylo-1,4-fenylenonytylometylidyna) (BOO-PPI) oraz rozpuszczalne poliazometiny z eterowymi łańcuchami bocznymi i poliazometiny z pierścieniami tiofenowymi. Celem projektu jest określenie związku między mechanizmami wzrostu cienkich warstw wybranych polimerów skoniugowanych, ich jednorodnością fazową, morfologią ich powierzchni a ich właściwościami optycznymi i elektronowymi pod kątem otrzymywania struktur fotowoltaicznych o wysokiej sprawności. Cienkie warstwy z objętościowym złączemp-n, będące przedmiotem badań w ramach przedkładanego projektu, otrzymywane są metodą rozwirowania spin-coating z rotworów blend D/A, w których donorami elektronów są polimery: P3HT, P3OT, MEH-PPV,BOO-PPI i poliazometinytiofenowe, a akceptorami elektronów fulereny C60, PCBM oraz BOO-PPI. Zastosowanie BOO-PPI, jako akceptora elektronów ma na celu sprawdzenie czy obecność atomów azotu w łańcuchu głównym nie powoduje, że jego powinowactwo elektronowe i energia jonizacji są odpowiednio bliskie energii poziomów LUMO i HOMO fulerenów. Podobnego sprawdzenia wymaga zastosowanie innych poliazometin z bocznymi łańcuchami eterowymi. Badania te mają na celu opracowania techniki wytwarzania organicznych ogniw słonecznych, z barierą Schottky’ego i objętościowym złączem p-n o wysokiej sprawności przetwarzania energii promieniownia słonecznego na energię elektryczną. Ze względu na architekturę warstwową organicznych struktur optoelektronicznych oraz budowę łańcuchową polimerów skoniugowanych, transport ekscytonów i nośników ładunku w cienkich warstwach tych materiałów ma charakter dyfuzyjny i wszelkie bariery energetyczne tworzące się w obszarach przejściowych na styku warstw osadzanych jedna na drugiej, niejednorodności morfologii warstw i nierówności ich powierzchni powodują znaczne obniżenie efektywności struktur fotowoltaicznych. Prowadzone w czołowych laboratoriach świata badania nad organicznymi strukturami fotowoltaicznymi pokazują, że morfologia warstw a szczególnie morfologia warstwy objętościowego heterozłącza ma decydujący wpływ na ich działanie i sprawność. Projekt wpisuje się w ten światowy trend poznania wpływu morfologii cienkich warstw organicznych na ich własności optoelektroniczne.

 

Nazwa projektu

Niskociśnieniowa katalityczna synteza nowych monomerów beta- laktonowych oraz ich anionowa (ko)polimeryzacja do syntetycznych analogów biopoliestrów alifatycznych

Kierownik projektu 

Prof. dr hab. inż. Marek Marian Kowalczuk

Okres realizacji 

19.06.2013-18.06.2016

Wartość projektu 

895 200,000

Cel projektu 

Celem projektu jest opracowanie kompleksowej metody syntezy analogów biopoliestrów alifatycznych obejmującej otrzymanie nowych monomerów betalaktonowych, na drodze katalitycznego karbonylowania odpowiednich epoksydów, a następnie zbadanie procesu ich anionowej (ko)polimeryzacji z wykorzystaniem inicjatorów anionowych nie zawierających metali.

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