Grupa Badawcza Funkcjonalnych Makromolekuł i Materiałów Porowatych

Grupa Badawcza Funkcjonalnych Makromolekuł i Materiałów Porowatych

O grupie badawczej

Grupa specjalizuje się w projektowaniu, syntezie i inżynierii związków inkluzyjnych, kompleksów metali, metal-organicznych szkieletów (MOF), metal-organicznych klatek (MOC) oraz ich pochodnych. Naszym głównym celem jest opracowywanie przyjaznych dla środowiska i trwałych materiałów do zastosowań takich jak: wychwyt gazów, separacja, kataliza i detekcja.

Badamy właściwości materiałów, zaczynając od zrozumienia ich zachowania, w tym interakcji molekularnych, funkcjonalności i reaktywności. Ta wiedza pozwala nam dostosowywać materiały do pożądanych właściwości, oceniać ich wydajność w konkretnych zastosowaniach i ostatecznie wspierać ich wdrażanie w rzeczywistych warunkach.

Materiały programowalne i zrównoważone

Nasz zespół tworzą chemicy i inżynierowie specjalizujący się zarówno w chemii organicznej, jak i nieorganicznej. Posiadamy doświadczenie w szerokim zakresie metod syntezy oraz prowadzimy kompleksową charakterystykę i analizę właściwości materiałów przy użyciu różnych technik. W szczególności zajmujemy się:

  • wprowadzaniem pożądanych funkcjonalnych komponentów,
  • określaniem struktur molekularnych i szkieletowych,
  • badaniem stabilności w różnych warunkach,
  • analizą odpowiedzi optycznych,
  • pomiarem dostępnej powierzchni właściwej,
  • wizualizacją morfologii w skali makro.

Posiadamy również praktyczne umiejętności w zakresie przekształcania materiałów do form użytkowych. Nasze badania obejmują zarówno podstawowe studia naukowe, jak i wdrożenia przemysłowe. Łącząc zasady syntezy i programowalną funkcjonalność z innowacyjnymi podejściami inżynieryjnymi, grupa FunMaP dąży do odkrywania nowych sposobów poprawy wydajności materiałów i pokonywania ograniczeń istniejących technologii. Nasze interdyscyplinarne badania nie tylko zwiększają funkcjonalność materiałów, ale również torują drogę do opracowania zrównoważonych rozwiązań.

QREDIT – nasz fundament

W naszej grupie cenimy wartości określone skrótem QREDIT:

  • Quality (jakość),
  • Respect (szacunek),
  • Ethics (etyka),
  • Diversity (różnorodność),
  • Innovation (innowacyjność),
  • Teamwork (praca zespołowa).

Dzięki QREDIT tworzymy przestrzeń sprzyjającą rozwojowi naukowemu i osobistemu. Razem budujemy dynamiczną i inkluzywną atmosferę, w której każdy jest doceniany, a nauka jest wiarygodna i ma realny wpływ.

Czym są materiały porowate?

Materiały porowate zazwyczaj zawierają dużą liczbę pustek lub porów w swojej strukturze/sieci, co umożliwia bardziej efektywny transport masy dzięki stosunkowo dużej dostępnej powierzchni w porównaniu do materiałów nieporowatych. Przykładami naturalnych materiałów porowatych są drewno czy zeolity. Ze względu na swoje unikalne właściwości, materiały porowate są intensywnie badane od dekad i znajdują zastosowanie w wielu sektorach przemysłu.

Do materiałów porowatych zaliczamy m.in.:

  • porowaty węgiel,
  • zeolity,
  • metal-organiczne szkielety (MOF),
  • kowalencyjne szkielety organiczne (COF),
  • klatki i struktury wielościenne.

Nasze badania koncentrują się głównie na materiałach porowatych opartych na związkach metaliczno-organicznych.

Jeśli jesteś zainteresowany, poniższe aktualne publikacje mogą dostarczyć więcej informacji:

MOF-y to nieskończone struktury porowate zbudowane z węzłów metalicznych (np. typu „paddle wheel” lub klastrów) oraz organicznych łączników (np. ligandów karboksylanowych lub donorów azotu), połączonych wiązaniami koordynacyjnymi. Dzięki określonej liczbie koordynacyjnej jonów metali i geometrii łączników organicznych, MOF-y mogą być projektowane zgodnie z zasadami chemii retikularnej i funkcjonalizowane do konkretnych zastosowań.

Polecane źródła:

MOC (lub MOP) to dyskretne, klatkowe struktury supramolekularne. Podobnie jak MOF-y, są zbudowane z jonów metali i łączników organicznych, ale tworzą skończone architektury.

Polecane źródło:

Ciecze porowate to nowa klasa materiałów wynaleziona w 2007 roku. Charakteryzują się trwałą, wewnętrzną porowatością w fazie ciekłej i dzielą się na 4 typy:

  • Typ 1 – bezpośrednie upłynnienie materiału porowatego poprzez funkcjonalizację,
  • Typ 2 – rozpuszczenie materiału porowatego w ciekłym medium,
  • Typ 3 – dyspersja materiału porowatego w cieczy,
  • Typ 4 – stopienie materiału porowatego bez całkowitej utraty porowatości (najnowszy typ).

Polecane źródło:

Żele porowate to ciągłe struktury mikroskopowe o makroskopowych wymiarach, które zachowują się jak ciała stałe pod względem reologicznym, mimo że są cieczami. Ich struktura pozostaje stabilna w czasie.

Polecane źródła:

Makrocząsteczki to zwykle duże cząsteczki zbudowane z wielu monomerów, takie jak polimery czy białka. W biologii odgrywają kluczową rolę w procesach życiowych, a w przemyśle mają ogromny wpływ na nasze codzienne życie. Odpowiednie projektowanie i funkcjonalizacja makrocząsteczek umożliwia ich zastosowanie w szerokim zakresie dziedzin.

Polecane źródła:

Grupa naukowców

tsang

Dr. Min Ying Tsang

Lider Grupy Badawczej

Obecnie pełnię funkcję młodszego lidera grupy badawczej (Junior Principal Investigator) w Grupie Funkcjonalnych Makrocząsteczek i Materiałów Porowatych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – PORT Polskim Ośrodku Rozwoju Technologii. Posiadam szerokie doświadczenie w projektowaniu, syntezie i zastosowaniu różnorodnych materiałów. W trakcie mojej kariery zawodowej koncentrowałem się na rozwoju materiałów porowatych, w tym metal-organicznych szkieletów (MOF), metal-organicznych klatek, cieczy porowatych oraz materiałów opartych na lantanowcach, badając ich potencjał aplikacyjny m.in. w fotokatalizie rozkładu wody, wychwycie dwutlenku węgla, detekcji optycznej, analizie sensorycznej oraz badaniach przeciwdrobnoustrojowych.

Punktem wyjścia moich badań jest zrozumienie zjawisk fundamentalnych, które prowadzą do opracowywania funkcjonalnych materiałów porowatych. Moje międzynarodowe doświadczenie badawcze zdobyte w takich krajach jak Hongkong, Hiszpania, Wielka Brytania, Japonia, Austria i Polska, a także udział w krajowych i międzynarodowych konferencjach, umożliwiły mi zbudowanie szerokiej sieci kontaktów naukowych oraz współpracy interdyscyplinarnej, co sprzyja realizacji wspólnych projektów i pozyskiwaniu międzynarodowego finansowania.

Doświadczenie w badaniach przemysłowych oraz ukończenie studiów MBA (Master of Business Administration) dały mi solidne podstawy w zakresie transferu technologii, komercjalizacji wyników badań oraz współpracy z sektorem przemysłowym. Obecnie jestem współautorem dwóch patentów amerykańskich oraz ponad 20 publikacji w wysoko notowanych czasopismach naukowych. Jestem również członkiem komitetu międzynarodowego EUROMOF oraz uczestnikiem akcji EU4MOFs COST.

Jako lider grupy badawczej dążę do integracji interdyscyplinarnego doświadczenia członków zespołu z moją wizją wdrażania materiałów porowatych w celu rozwiązywania aktualnych problemów środowiskowych oraz wspierania rozwoju nowoczesnych technologii.

cwynar

dr Paweł Cwynar

Inżynier Procesu

Jestem absolwentem Politechniki Wrocławskiej oraz francuskiej uczelni Ecole Normale Superieure de Paris-Saclay. Na Politechnice studiowałem inżynierię materiałową, natomiast w Paryżu Nanobiofotonikę, w ramach programu Erasmus Mundus Master Programme. Pracę w porcie rozpocząłem od września 2020 r. jako inżynier procesu i realizuję projekt doktoratu wdrożeniowego poświęcony opracowaniu sensora na bioaktywne zanieczyszczenia wody.  

Obecnie pracuję nad rozwojem materiału do wykrywania biologicznie czynnych zanieczyszczeń wody, takich jak Bisfenol A(BPA), który jest powszechnie znaną substancją chemiczną zaburzającą gospodarkę hormonalną. Wcześniej pracowałem nad poprawą syntezy typu „one-pot”, aby ułatwić wytwarzanie oligomerów i polimerów o zdefiniowanej sekwencji. Dzięki poprzednim projektom zdobyłem praktyczne doświadczenie w chemii organicznej, chromatografii i spektrometrii mas, a teraz zdobywam więcej umiejętności w dziedzinie spektroskopii optycznej. 

tapendu

dr Tapendu Samanta

Inżynier Badań

Jako chemik organiczny specjalizujący się w chemii polimerów, koncentruję swoje badania na projektowaniu innowacyjnych monomerów oraz technik polimeryzacji, aby badać i dostosowywać właściwości fizykochemiczne otrzymywanych materiałów do zastosowań o dużym znaczeniu praktycznym. Początkowo moja praca skupiała się na tworzeniu materiałów polimerowych o właściwościach fluorogenicznych i chromogenicznych, wykorzystywanych jako zaawansowane platformy sensoryczne do wykrywania zanieczyszczeń środowiskowych.

Na bazie tych doświadczeń skierowałem swoje zainteresowania ku syntezie polimerów o zdefiniowanej sekwencji, wykorzystując zarówno klasyczne metody syntezy, jak i automatyczne syntezatory, aby osiągnąć wysoką precyzję i kontrolę. Obecnie moje badania koncentrują się na opracowywaniu nowych strategii syntezy stereo-kontrolowanych oligomerów o zdefiniowanej sekwencji, co umożliwia precyzyjne dostrajanie ich właściwości do konkretnych zastosowań.

Dodatkowo badam syntezę ligandów do metal-organicznych szkieletów (MOF) o adaptacyjnych właściwościach luminescencyjnych. W przyszłości moim celem jest opracowanie materiałów polimerowych o przełomowym potencjale w dziedzinie biomedycyny, szczególnie w zakresie bioobrazowania, dostarczania leków oraz terapii i diagnostyki nowotworów (theranostyki). Ostatecznym celem mojej działalności naukowej jest połączenie badań podstawowych z rzeczywistymi zastosowaniami w ochronie zdrowia i środowiska poprzez rozwój funkcjonalnych materiałów.

aleksandra

Aleksandra Gerszendorf

Inżynier Procesu

Jestem absolwentem Politechniki Wrocławskiej oraz francuskiej uczelni Ecole Normale Superieure de Paris-Saclay. Na Politechnice studiowałem inżynierię materiałową, natomiast  w Paryżu Nanobiofotonikę, w ramach programu Erasmus Mundus Master Programme. Pracę w porcie rozpocząłem od września 2020 r. jako inżynier procesu i realizuję projekt doktoratu wdrożeniowego poświęcony opracowaniu sensora na bioaktywne zanieczyszczenia wody.

Obecnie pracuję nad rozwojem materiału do wykrywania biologicznie czynnych zanieczyszczeń wody, takich jak Bisfenol A(BPA), który jest powszechnie znaną substancją chemiczną zaburzającą gospodarkę hormonalną. Wcześniej pracowałem nad poprawą syntezy typu „one-pot”, aby ułatwić wytwarzanie oligomerów i polimerów o zdefiniowanej sekwencji. Dzięki poprzednim projektom zdobyłem praktyczne doświadczenie w chemii organicznej, chromatografii i spektrometrii mas, a teraz zdobywam więcej umiejętności w dziedzinie spektroskopii optycznej.

[ninja_form id=17]

This will close in 0 seconds

This will close in 0 seconds