Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk"

Dominika Wiśniewska
8 lat temu
Przeglądów:

1 Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Polskiej Akademii Nauk

2 Historia Jedyna placówka w Polsce i jedna z ośmiu na świecie specjalizująca się wyłącznie w badaniach zjawisk zachodzących na granicach faz. od 1968 r. działa jako samodzielna placówka - samodzielny Zakład Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie; od 1978 r. Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN od 1990 r. Instytut posiada prawa nadawania stopnia doktora w zakresie nauk chemicznych od 2000 r. prawa do nadawania habilitacji Prof. Jerzy Haber założyciel i Dyrektor Instytutu w latach r. Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera Zatrudnienie: ok. 100 osób w tym ok. 60 pracowników R&D, 18 samodzielnych pracowników naukowych

Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN od 1990 r. Instytut posiada prawa nadawania stopnia doktora w zakresie nauk chemicznych od 2000 r.

3 Ranga Instytutu 1 sza kategoria w rankingu Ministerstwa (2000, 2004, 2010) ga pozycja w rankingu wśród jednostek naukowych w grupie Nauki chemiczna oraz inżynieria materiałowa, chemiczna i procesowa European Centre of Excellence CATCOLL Cracow Research Center of Molecular Catalysis and Soft Matter Chemistry 5 FP of European Commission Udział w > 40 projektach Europejskich Programów Ramowych (IV-VII) W ciągu roku realizowanych jest ~ 25 grantów krajowych MNiSW ~ grantów międzynarodowych ~ 100 publikacji (lista filadelfijska)

Center of Molecular Catalysis and Soft Matter Chemistry 5 FP of European Commission Udział w > 40 projektach Europejskich Programów

4 Zakres prowadzonych badań Fizykochemia zjawisk przebiegających na granicach międzyfazowych: gaz/ciało stałe, gaz/ciecz, ciecz/ciecz i ciecz/ciało, w szczególności w zakresie: materiałów i procesów katalitycznych, fizyki powierzchni, nanocząstek i układów zdyspergowanych, adsorpcji i tworzenia nanometrycznych struktur powierzchniowych,fizykochemii powierzchni w ochronie środowiska i dziedzictwa kultury Badania podstawowe Teoria i modelowanie Badania doświadczalne Badania aplikacyjne

nanocząstek i układów zdyspergowanych, adsorpcji i tworzenia nanometrycznych struktur powierzchniowych,fizykochemii

5 Główne kierunki badawcze 1. Nanotechnologia jako podstawa nowych materiałów katalitycznych 2. Procesy katalityczne dla zrównoważonego rozwoju 3. Modelowanie procesów adsorpcji i katalizy 4. Dynamika układów nanocząstek i koloidów 5. Struktury samoorganizujące i funkcjonalne warstwy powierzchniowe 6. Fizykochemia w ochronie dziedzictwa kultury

Procesy katalityczne dla zrównoważonego rozwoju 3.

6 Wspólne i środowiskowe laboratoria Laboratorium Powierzchni i Nanostruktur (IFiIS AGH) Centrum Ekspertyz ZanieczyszczeńŚrodowiska CezaŚ MLBKE - Międzyinstytutowe Laboratorium Biotechnologii i Katalizy Enzymatycznej (IFR PAN) SPINLAB Krajowe Centrum Nanostruktur Magnetycznych do zastosowań w elektronice spinowej (IFM PAN) Krajowe sieci badawcze SURUZ Surfaktanty i układy zdyspergowane w teorii i praktyce PV-TECH Rozwój nowych technologii i technik badawczych w dziedzinie krzemowych fotoogniw BIONAN Molekularne mechanizmy oddziaływań w nanoukładach biologicznych oraz w układach aktywnych biologicznie modyfikowanych nanocząstkami ARTMAG Nanostruktury magnetyczne do zastosowania w elektronice spinowej

Surfaktanty i układy zdyspergowane w teorii i praktyce PV-TECH Rozwój nowych technologii i technik badawczych w dziedzinie krzemowych fotoogniw BIONAN Molekularne mechanizmy

7 Edukacja Międzynarodowe Studium Doktoranckie (MSD), działające w porozumieniu z Wydziałem Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej i Wydziałem Chemicznym Politechniki Rzeszowskiej budżet Instytutu. Międzynarodowe Projekty Doktoranckie (MPD), "Krakow Interdisciplinary PhD-Project in Nanoscience and Nanostructures" w porozumieniu z Wydziałem Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej Fundacja na rzecz Nauki Polskiej. Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie (ISD): "Zaawansowane Materiały dla Nowoczesnych Technologii i Energetyki Przyszłości działających w porozumieniu z Wydziałem Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej i Instytutem Fizyki Jądrowej PAN - EFS. ~30 doktorantów w skali roku

Międzynarodowe Projekty Doktoranckie (MPD), "Krakow Interdisciplinary PhD-Project in Nanoscience and Nanostructures" w porozumieniu z Wydziałem Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii

8 Laboratorium Powierzchni i Nanostruktur Baza eksperymentalna : zaawansowane techniki preparatyki oraz charakteryzacji spektroskopowej i mikroskopowej w skali atomowej, n.p. spektroskopia fotoelektronów (XPS); mikroskopia ze skanującą sondą (SPM:STM/AFM); spektroskopia jonów rozproszonych (ISS); dyfrakcja niskoenergetycznych elektronów (LEED); Analiza składu powierzchni (np. materiałów dla implantów)

9 Laboratorium Dyfrakcji Rentgenowskiej i Termoanalizy Dyfraktometr proszkowy D5005 (Bruker/AXS) współpracujący z: wysokotemperaturową komorą reakcyjną XRK-900 (Anton Paar) przystawką GIA do pomiarów w geometrii grazing incidence (Bruker) bazą danych PDF-2 Badania strukturalne na bazie proszkowych danych dyfrakcyjnych

XRK-900 (Anton Paar) przystawką GIA do pomiarów w geometrii grazing incidence

10 Laboratorium SEM Wysokorozdzielczy elektronowy mikroskop skaningowy Jeol JSM- 7500F z przystawką EDS-INCA PentaFETx3 oraz napylarka K575X Turbo Sputter Coater Obrazowanie struktury, skład pierwiastkowy powierzchni

EDS-INCA PentaFETx3 oraz napylarka K575X Turbo

11 Międzyinstytutowe Laboratorium Biotechnologii i Katalizy Enzymatycznej Badania z zakresu katalizy enzymatycznej o charakterze podstawowym oraz aplikacyjnym Badamy głównie dwa układy enzymatyczne Dehydrogenazę etylobenzenową (EBDH) Dehydrogenazę fenyloetanolową (PEDH)

charakterze podstawowym oraz aplikacyjnym Badamy głównie dwa

12 kinetyka chromatografia QSAR PRZEBA ADANIE SPEK KTRUM SUB BSTRAOWEG GO PEDH EBDH Lys 450 Asp 223 H N O - O H H HH Mo H O + H N + N H His 192 biosynteza DFT, QM:MM

13 Metaloporfiryny katalizatory bioutleniania hem centra aktywne enzymów katalizatorów bio-utleniania zdolność wiązania małych cząsteczek kataliza homogeniczna, bio-kataliza ciekawe właściwości optyczne biosensory optyczne kobalamina

wiązania małych cząsteczek kataliza homogeniczna,

14 Metody eksperymentalne możliwość preparatywnego oczyszczania białek na systemach FPLC analizy chromatograficzne GC, CE, LC i LC-MS z detekcją DAD, APCI i ESI (kwadrupol do 1500 m/z) analizy małych cząsteczek i białek w układzie odwróconych faz (RP-C18, -CN) chiralne analizy LC w układzie normalnych faz (Chiracel OB-H) i GC (Cyclodex) pomiary kinetyczne oparte o detekcję UV-vis i LC Metody teoretyczne opracowanie modeli przewidujących aktywność biologiczną w oparciu o metodykę QSAR, 3D-QSAR i nieliniowe sieci neuronowe dokowanie ligandów do centrów aktywnych (rigid, flexible, pharmacophor-assisted docking) modelowanie homologiczne struktur białek zastosowanie metod chemii kwantowej do wyjaśniania mechanizmów reakcji (modele klasterowe, obliczenia QM:MM)

i LC Metody teoretyczne opracowanie modeli przewidujących aktywność biologiczną w oparciu o metodykę QSAR, 3D-QSAR i nieliniowe sieci neuronowe dokowanie ligandów do centrów aktywnych

15 Przykładowe zagadnienia Zastosowanie dehydrogenazy fenyloetanolowej do biosyntezy optycznie czystych alkoholi jako substratów do syntezy nowych leków Opracowanie preparatów immobilizowanej dehyrogenazy etylobenzenowej i fenyloetanolowej i zastosowanie w biosyntezie optycznie czystych alkoholi drugorzędowych

leków Opracowanie preparatów immobilizowanej dehyrogenazy etylobenzenowej i

16 Synteza nano- i mikrocząstek, adsorpcja nano-, mikro-, biocząstek zespół Koloidy I Bakteriofag T4 Fibrynogen Monodyspersyjny lateks polistyrenowy d = 500 nm Mikrocząstka Krok 1 Adsorpcja Krok 2 Detekcja Optyczna, potencjał przepływu Powierzchnia białka Monowarstwa Monowarstwa białka cząstek

d = 500 nm Mikrocząstka Krok 1 Adsorpcja Krok 2 Detekcja Optyczna,

17 Metody eksperymentalne Mikroskop fluorescencyjny z analizą obrazu - Nikon; Mikroskop fluorescencyjny z funkcją TIRF, SARFUS i analizą obrazu Mikroskopy optyczne (Leica) z analizą obrazu; Mikroskopy sił atomowych NT-MDT z mikroskopem optycznym firmy Olympus Zeta Sizer Nano ZS ZEN3500. wyposażony w "zielony" laser o długości fali 532nm. Zakres pomiarowy dla pomiaru wielkości cząstek: 0.6nm - 6 µm dla cząstek; kda dla polimerów. Zakres pomiarowy dla pomiaru potencjału zeta: 3 nm - 10 µm. Zeta Potential Analyser - ZetaPals - Zakres pomiarowy dla pomiaru potencjału zeta 5nm-50 µm Pomiar potencjału przepływu Przykładowe zagadnienia Pomiary właściwości objętościowych białek oraz ich warstewek powierzchniowych jako możliwe narzędzie diagnostyki medycznej Określenie mechanizmów oddziaływań immunoglobulin z immobilizowanymi białkami (antygenami) - rozwinięcie efektywnych testów immunologicznych.

6nm - 6 µm dla cząstek; 1-104 kda dla polimerów. Zakres pomiarowy dla pomiaru potencjału zeta: 3 nm - 10 µm.

18 Funkcjonalne warstwy (filmy) powierzchniowe zespół Koloidy II Metoda LbL Zastosowanie: -sensory bio- elektrochemiczne; -biokompatybilizacja powierzchni; -anti-biofouling; -powierzchnie antybakteryjne i samoczyszczące dead cells PEI/PSS/(PAH/PSS) 4 PEI/Ag/(PAH/PSS) 4 living cells living cells dead cells

powierzchni; -anti-biofouling; -powierzchnie antybakteryjne i

19 Metody eksperymentalne QCM-D Mikrowaga kwarcowa QS-E4 Spektroskopowy Elipsometr obrazujący EP3- Nanofilm Mikroskop fluorescencyjny z funkcją TIRF, SARFUS i analizą obrazu Metody elektrochemiczne (CV, EIS) Spektrofluorymetr FluoroLog- Horiba Jobin-Yvon Tensjometr BPA-1S Sinterface do pomiaru dynamicznego napięcia powierzchniowego metodą maksymalnego ciśnienia w pęcherzyku.. Zestaw do pomiaru napięcia powierzchniowego i kątów zwilżania metodą analizy kształtu kropli (Kruss DSA 100M)

Horiba Jobin-Yvon Tensjometr BPA-1S Sinterface do pomiaru dynamicznego napięcia powierzchniowego metodą maksymalnego

20 Nano- i mikroenkapsulacja Krzemionkowe sztywne powłoki kapsułek- modyfikowane polielektrolitami pochodna silanowa kropla emulsji, mikroczastka Polielektrolitowa miękka powłoka kapsułki otrzymana metodą nakładania warstwa po warstwie syntetyczne i naturalne polielektrolity o różnoimiennych ładunkach elektrycznych oddziaływania elektrostatyczne

miękka powłoka kapsułki otrzymana metodą nakładania warstwa po warstwie syntetyczne i

21 Modyfikacja powłok kapsułek stelth effect Rozpoznawanie antygenantyciało biotyna streptawidyna przeciwciało związane z biotyną Celowane dostarczanie leków

22 Nano- i mikroenkapsulacja Nanokapsułki nm β-carotene Empty capsules Absorbance Wavelength (nm) Control 1:10 1:20 1:40 1:100 1:200 1:400 1:1000 1:2000 1:4000 1:8000 1: : :64000 Testy cytotoksyczności rozcieńczenie Enkapsulacja leków do terapii antynowotworowych % w stosunku do kontroli

23 DZIĘKUJ KUJĘ ZA UWAGĘ!

25 Fotokatalityczne utlenianie kwasów humusowych 3% 4% 4% 3% 2% 34% 41% Photocatalyst reduced by UV 63% 47% Thermally reduced photocatalyst 62% TiO 2 (Degussa P25) modyfikowany nanocząstkami srebra d < 5nm photocatalysts Higher pressure Case A Porous support HA catalyst membrane Clean water

Podobne dokumenty

Program studiów II stopnia dla studentów kierunku chemia od roku akademickiego 2015/16

Program studiów II stopnia dla studentów kierunku chemia od roku akademickiego 2015/16 Semestr 1M Przedmioty minimum programowego na Wydziale Chemii UW L.p. Przedmiot Suma godzin Wykłady Ćwiczenia Prosem.