ZAŁĄCZNIK Nr 3 WNIOSEK o przyznanie dotacji na podstawową działalność statutową na rok 2011

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ZAŁĄCZNIK Nr 3 WNIOSEK o przyznanie dotacji na podstawową działalność statutową na rok 2011"

Transkrypt

1 ZAŁĄCZNIK Nr 3 WNIOSEK o przyznanie dotacji na podstawową działalność statutową na rok 2011 A. DANE WNIOSKODAWCY 1. Nazwa i adres jednostki, tel., fax, INSTYTUT CHEMII FIZYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK Warszawa, ul Kasprzaka 44/52 tel , fax. (22) , 2. Kierownik jednostki Prof. dr hab. Aleksander Jabłoński 3. NIP , REGON Nazwa banku, nr rachunku BPH PBK S.A.O/Warszawa Nr Wypełnia Ministerstwo Nauki i Informatyzacji Nr rejestracyjny wniosku Data złożenia B. WYSOKOŚĆ DOTACJI 1. Wnioskowana kwota dotacji (zł) (słownie: dwadzieścia jeden milionów czterysta tysięcy złotych) w tym na nowe zadania badawcze zł(słownie: jeden milion trzysta dwadzieścia osiem tysięcy złotych) 2. Informacja o planowanej strukturze dotacji na podstawową działalność statutową Lp. Treść Ogółem (zł) Plan na rok 2011 w tym do objęcia dotacją ze środków finansowych na naukę (zł) Prowadzenie badań naukowych i prac rozwojowych - płace w zakładach, projekty badawcze, własne, zamawiane, fundusze strukturalne, inne granty (bez Chemicznego Centrum Innowacji i Wdrożeń)

2 Zakup lub wytworzenie aparatury naukowobadawczej niezbędnej do wykonania zadań badawczych przedstawionych we wniosku - koszt warsztatów mechanicznych i elektrycznych, zakup komputerów Współpraca naukowa w Polsce związana z wykonaniem zadań badawczych przedstawionych we wniosku - delegacje krajowe - konferencje krajowe i seminaria Współpraca naukowa z zagranicą związana z wykonaniem zadań badawczych przedstawionych we wniosku -delegacje zagraniczne -koszty przyjazdu cudzoziemców Koszty działalności wspomagającej badania związane z realizacją zadań badawczych przedstawionych we wniosku -biblioteka - czasopisma - recenzje i ekspertyzy - popularyzacja nauki - studia doktoranckie - wdrożenia - patenty - promocja Instytutu -międzynarodowe studia doktoranckie (grant) Koszty utrzymania jednostki, z wyłączeniem kosztów związanych z działalnością inną niż wymieniona w ust.2 -- koszty ogólne, koszty administracji i mediów, dotacje budowlane, amortyzacja budynków, utrzymanie przewidywanego do oddania w 2011 budynku Chemicznego Centrum Innowacji i Wdrożeń na terenie IChF PAN zakup niezbędnego wyposażenia Razem z dotacji Informacja o finansowaniu podstawowej działalności statutowej z innych źródeł niż dotacja Razem (7 + 8) C. INFORMACJA O GŁÓWNYCH KIERUNKACH PRAC JEDNOSTKI 1. Informacja o powiązaniu przewidzianych do finansowania zadań z: 1) rozwojem dyscypliny naukowej lub dyscyplin naukowych, będących przedmiotem działalności statutowej jednostki; 2) potrzebami społecznymi, w tym określonymi w programach rozwoju społecznego Polski; 2

3 3) potrzebami edukacyjnymi w szkolnictwie wyższym; 4) międzynarodowymi programami badań naukowych i działalności badawczo-rozwojowej; 5) programami zrównoważonego rozwoju Polski i regionów; 6) podniesieniem innowacyjności i konkurencyjności gospodarki polskiej. I. DZIAŁALNOŚĆ NAUKOWA W dziedzinie nauk chemicznych Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk zajmuje wysoką pozycję w skali międzynarodowej. W Instytucie Chemii Fizycznej powstaje średnio około 260 publikacji naukowych rocznie (za lata ), w tym około 120 publikacji za 24 pkt/30 pkt według klasyfikacji Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Około 10 prac rocznie (lata ) jest publikowanych w najlepszych czasopismach z chemii i fizyki (o impakt faktorze powyżej 5). W tym są prace w: Nature Materials (w 2005 i 2009 roku), Science (2007 roku)) Physical Review Letters (praktycznie co roku), Journal of the American Chemical Society (co roku), Angewante Chemie International Edition(co roku), Small, Chemistry A - European Journal, Catalysis Review-Science and Engineering, Lab on Chip, Chemical Communications etc. Na przykład w roku 2008 nasi pracownicy opublikowali 4 prace w Angewandte Chemie (30 pkt w MNiSzW) na 9 opublikowanych z całej Polski, 2 prace w Physical Review Letters, jedną w Small i jedną w Catalysis Review-Science and Engineering. Prace te bardzo dobrze oddają interdyscyplinarny charakter badań prowadzonych w IChF PAN, ponieważ 4 z nich są z chemii, 2 z fizyki oraz dwie z nauk inżynieryjnych. W roku 2007 w całej Polsce chemicy opublikowali 19 prac w J. Am. Chem. Soc. z czego 5 powstało w IChF PAN. Z 5 prac w Science (30 pkt w MNiSzW) napisanych przez polskich naukowców ze wszystkich dziedzin w 2007 roku jedna praca powstała w IChF PAN. Kilkadziesiąt prac rocznie jest publikowanych w bardzo dobrych czasopismach o impakt faktorze powyżej 4 (np. Langmuir, J.Phys.Chem. B, Electrochemistry Communications etc.). Prace opublikowane z adresem IChF PAN są rocznie cytowane 3 tys. razy. W latach (styczeń) indeks h dla około 60 placówek PAN wyniósł 27, w tym cztery prace pochodziły z IChF PAN (analiza podobna do tej, jaką zrobił ostatnio prof. Proń). Jedna z prac opublikowanych w Instytucie w 2003 roku dotycząca wewnątrz-cząsteczkowego przeniesienia elektronu (Chemical Review 103, , 2003 prof. Grabowski, prof. Rotkiewicz) uzyskała już ponad 400 cytowań. Inna praca z dziedziny fizykochemii powierzchni z 1999 roku (J. Phys. Chem. Ref. Data, prof. A. Jabłoński) była cytowana grubo ponad 200 razy a jej wyniki (dotyczące rozpraszania elektronów na powierzchniach ciał stałych) stały się standardem zalecanym przez National Institute of Standard and Technology (NIST, USA). Centrum Danych Termodynamicznych (doc. Góral) od lat publikuje prace w J.Phys.Chem.Ref. Data dotyczące rozpuszczalności węglowodorów w rozpuszczalnikach polarnych, jako standardy zalecane przez NIST. Najlepsze na świecie Instytuty badawcze i uczelnie (rocznie ponad 50) współpracują w ramach umów formalnych i nieformalnych z IChF PAN (Harvard, Instytuty Maxa Plancka, Ecole Normale Superieure, Oxford, Cambridge, Imperial College, CNRS i inne). To krótkie zestawienie pokazuje, że Instytut Chemii Fizycznej PAN ze swoim dorobkiem naukowym jest ambasadorem polskiej nauki w świecie. Więcej o sukcesach Instytutu w latach można znaleźć na naszej stronie: act_pl/sukces.html. 3

4 Powyżej pokazane są okładki czasopism, w których pracownicy Instytutu Chemii Fizycznej PAN publikowali w latach Impakt faktory tych czasopism wynoszą od IF>20 (Science, Nature Materials) do IF>5 (Chemical Communications) i w chemii uważane są za bardzo wysokie. Każdego roku takich prac mamy około Prace te najlepiej świadczą o pozycji IChF PAN w nauce światowej, bo to prace w takich czasopismach decydują o kierunkach badań rozwijanych na świecie. O interdyscyplinarności Instytutu Chemii Fizycznej PAN świadczy fakt publikowania prac w najlepszych czasopismach z chemii (JACS), fizyki (Phys.Rev.Lett.), biologii (Current opinion in Neurobiology) i inżynierii (Lab on Chip). Instytut Chemii Fizycznej należy do I kategorii placówek badawczych według rankingu MNiSZW za lata oraz za lata Według wstępnych obliczeń przeprowadzonych na podstawie poprzedniej kategoryzacji również w kategoryzacji za lata IChF PAN znajdzie się w I kategorii placówek naukowych. 4

5 Reformy w IChF PAN (efektywność pracy naukowej w Instytutcie w kolejnych latach) Na powyższym diagramie pokazana jest liczba publikacji opublikowanych w kolejnych latach z adresem Instytutu Chemii Fizycznej PAN. W latach 70 i 80-tych XX wieku w Instytucie było zatrudnionych około 520 osób. W tym czasie średnio publikowaliśmy około prac z listy filadelfijskiej rocznie. W 2005 roku zatrudnionych w Instytucie (pełne etaty) było 220 osób a liczba publikacji z listy filadelfijskiej rocznie przekroczyła 230. Efektywność pracy, mierzona liczbą publikacji na głowę każdego zatrudnionego, wzrosła 6 krotnie w ostatnich 20-tu latach. Wzrost efektywności mierzony jakością publikacji (np. Impact faktorem) jest 20-to krotny. Zauważyliśmy w ostatnich latach, że nasi naukowcy coraz częściej starają się publikować mniej prac (lata ) przy równoczesnym podnoszeniu jakości tych publikacji (wyższy impakt faktor). W tych latach sumaryczny IF publikacji nie zmniejszył się mimo, że liczba prac spadła z 230 do 160. Jest to dalszy etap reformy naszego Instytutu. W latach Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej uruchomiła prestiżowe granty TEAM (około 2 mln zł na projekt). Rocznie Fundacja przyznaje tylko kilka TEAMów. Trzy z nich są realizowane przez pracowników IChF PAN (doc. Garsteckiego, prof. Hołysta, prof. J.Gołąba) w tym dwa w Instytucie. W Polsce najbardziej prestiżowym wyróżnieniem są nagrody Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej (FNP) w tym Główna Nagroda Fundacji oraz stypendia profesorskie Mistrz. Jeden z profesorów IChF PAN Zbigniew Grabowski otrzymał główną nagrodę Fundacji w dziedzinie nauk ścisłych za odkrycie nowych metod generowania cząsteczek charakteryzujących się silnym przemieszczeniem ładunku elektronowego w cząsteczce (1994). W całej Polsce przyznaje się tylko jedną taką nagrodę rocznie w dziedzinie nauk ścisłych. Dwóch profesorów Instytutu otrzymało stypendium profesorskie Mistrz: prof. Jabłoński ( Badanie składu i struktury pierwszych warstw atomowych ciał stałych za pomocą spektroskopii elektronowych) i prof. Hołyst ( Fizykochemia inspirowana biologią i nanotechnologią). Do tej pory przyznano tylko 36 stypendiów Mistrz w fizyce, chemii, matematyce i astronomii w całej Polsce. 5

6 Liczba cytowań publikacji z Instytutu w kolejnych latach tylko do prac opublikowanych po 1975 roku. W 2008/2009 roku uzyskaliśmy 3800 cytowań. Co ciekawe większość z tych cytowań (ponad 3000) jest za prace opublikowane po 1996 roku co ilustruje poniższy diagram. Liczba cytowań publikacji z Instytutu w kolejnych latach tylko do prac opublikowanych po 1996 roku. Warto podkreślić, że pełnych etatów naukowych mamy w Instytucie około 115 i grubo ponad 10% kadry (kilkanaście osób) uzyskuje ponad 100 cytowań rocznie za prace z lat

7 Co roku FNP przyznaje stypendia wyjazdowe Kolumb dla najzdolniejszych młodych naukowców. Stypendium Kolumb otrzymało troje absolwentów studiów doktoranckich IChF PAN (dr Graca 2004, dr Garstecki 2002 i dr Palasyuk 2008). Jedna z tych osób (doc. dr hab. Piotr Garstecki), po powrocie ze stypendium na Uniwersytecie Harvarda, stworzyła w IChF PAN laboratorium mikrofluidyki. Siedmiu młodych naukowców otrzymała prestiżowe stypendium START FNP. Wyróżnienia FNP dla pracowników IChF PAN dotyczyły głównych kierunków badań Instytutu: fotochemia i fotofizyka, fizykochemii powierzchni, fizykochemia miękkiej materii, i elektrochemii. Co roku pracownicy Instytutu otrzymują prestiżowe nagrody i wyróżnienia w konkursach krajowych i zagranicznych. W 2008 roku takich wyróżnień było 15, w tym tak prestiżowe jak: Nagroda Premiera (P.Garstecki), Nagroda Naukowa PAN im. Marii Curie-Skłodowskiej (J.Lewiński), Nagroda Ministra Środowiska (M.Cieslak), czy R&D Semiconductor Industry Awards dla konsorcjum OLLA (z IChF PAN M.Pietraszkiewicz). W ramach 9 Zakładów IChF PAN prowadzi się prace doświadczalne i teoretyczne w zakresie najbardziej nowoczesnych dziedzin chemii fizycznej. Instytut dzięki pionierskim, w skali światowej, badaniom odgrywa wiodącą rolę w takich dziedzinach jak: chemia supramolekularna, fizykochemia powierzchni i kataliza, fotochemia i spektroskopia, fizykochemia miękkiej materii, elektrochemia, synteza i właściwości substancji pod wysokimi ciśnieniami. W ramach Instytutu na własnym rozrachunku działa też Zakład Doświadczalny CHEMIPAN, który opracowuje i wdraża nowe technologie a także zajmuje się produkcją środków ochrony lasów i sadów oraz wysokiej jakości produktów chemicznych na potrzeby odbiorców krajowych i zagranicznych. Oprócz chemików i fizyków Instytut zatrudnia także elektroników, optyków i innych specjalistów. Współpraca specjalistów z wielu dziedzin stwarza idealne warunki dla projektowania i budowy prototypów nowych, unikatowych narzędzi badawczych oraz dla doskonalenia już istniejących konstrukcji. Głównymi kierunkami badań naukowych Instytutu związanych z rozwojem dyscyplin naukowych będących przedmiotem działalności statutowej placówki oraz wiążących się z potrzebami edukacyjnymi oraz międzynarodowymi programami badań naukowych pozostają nadal: chemia supramolekularna oraz jej zastosowania w nowoczesnych metodach analitycznych; fizykochemia i inżynieria powierzchni ciała stałego obejmująca teorię transportu elektronów i analizę powierzchni metodami spektroskopii elektronowych; badania strukturalne metodą dyfrakcji rentgenowskiej na monokryształach i proszkach; fizykochemia miękkiej materii (polimery, mikroemulsje, ciekłe kryształy i układy koloidalne) ukierunkowana na tworzenie inteligentnych adaptowalnych - układów samoorganizujących się; kwantowa teoria ciała stałego i jego powierzchni; synteza wysokociśnieniowa i fizykochemia układów w obszarze wysokich ciśnień; badania właściwości katalitycznych oraz reaktywności chemicznej; synteza i technologia nowych materiałów (w tym mikro- i nanomateriałów) oraz ich charakterystyka fizykochemiczna; termodynamika płynów; termochemia uwzględniająca rozwój biokalorymetrii i kalorymetrii dynamicznej; fotochemia i spektroskopia molekularna (w tym spektroskopia i fotochemia cząsteczek występujących w przestrzeni międzygwiazdowej) wraz z badaniem reakcji chemicznych na poziomie pojedynczych cząsteczek i reakcji najszybszych w obszarze femtosekund oraz rozwijaniem nowoczesnych technik spektroskopowych o wysokiej rozdzielczości spektralnej, przestrzennej i czasowej; teoretyczna i doświadczalna kinetyka chemiczna oraz kinetyka procesowa złożonych reakcji chemicznych; badania procesów elektrodowych, elektrokataliza, elektrochemia i nauka o korozji ze szczególnym uwzględnieniem sposobów ochrony przed korozją; fizykochemia środowiska naturalnego; fizyka statystyczna. W Instytucie rozwijana będzie również nowa tematyka badawcza związana z takimi dziedzinami jak np. struktura, 7

8 dynamika molekularna i dynamika reakcji w fazie stałej z wykorzystaniem spektroskopii NMR, fotochemia, fotofizyka i spektroskopia na powierzchniach, fizykochemia inspirowana nanotechnologią (np. parowanie i kondensacja w nanoskali), fizykochemia inspirowana biologią (np. teoretyczna analiza ścieżek biochemicznych w żywych organizmach) oraz fotodiagnostyka i fototerapia (w tym testowanie aktywności fotodynamicznej wybranych cząsteczek w celu znalezienia efektywnych substancji antynowotworowych). Z tego wyliczenia głównych kierunków badawczych jasno wynika, iż badania w Instytucie mają charakter interdyscyplinarny. W Instytucie działają od lat Laboratoria Specjalistyczne, oferujące dostęp do najwyższej klasy światowej aparatury badawczej dla polskiego przemysłu, polskich uczelni i polskich instytutów badawczych. Swoje możliwości badawcze Laboratoria udostępniają całemu polskiemu środowisku naukowemu, a także placówkom badawczorozwojowym związanym z przemysłem. W Instytucie działa 13 następujących laboratoriów specjalistycznych: 1) Laboratorium specjalistyczne spektroskopii elektronowych (AES - XPS) Przykład laboratorium specjalistycznego: Laboratorium Spektroskopii Elektronowych spektrometr fotoelektronów ESCALAB 210 oraz nowy spektrometr fotoelektronów PHI 5000 Versa Probe Wnętrze spektrometru fotoelektronów i grupa prof. Jabłońskiego w trakcie pomiarów. 8

9 ESCA w trakcie pomiarów (grupa prof. Jabłońskiego). 2) Laboratorium specjalistyczne spektroskopii i fotochemii, 9

10 Laboratorium specjalistyczne fotochemii i spektroskopii 3) Laboratorium specjalistyczne rentgenowskiej analizy strukturalnej, Laboratorium specjalistyczne rentgenowskiej analizy strukturalnej 10

11 4) Laboratorium specjalistyczne danych termodynamicznych 5) Laboratorium specjalistyczne rentgenowskiej dyfraktometrii proszkowej i spektrometrii, Laboratorium specjalistyczne dyfraktometrii proszkowej 11

12 6) Laboratorium specjalistyczne termodynamiki, 7) Laboratorium specjalistyczne kalorymetrii, 8) Laboratorium specjalistyczne warstw molekularnych, Laboratorium specjalistyczne warstw molekularnych 9)Laboratorium specjalistyczne elektrochemii i analizy powierzchni w badaniach korozyjnych, Laboratorium badań korozji 12

13 Korozja wodorowa niszcząca metale 10) Laboratorium specjalistyczne wysokich ciśnień, Wyznaczanie ciśnienia w kowadełkach diamentowych z przesunięcia linii fluorescencji. 11) Laboratorium specjalistyczne wiązek molekularnych, 13

14 Laboratorium specjalistyczne wiązek molekularnych, 14

15 12) Laboratorium specjalistyczne analizy chromatograficznej, 13) Laboratorium specjalistyczne NMR ciała stałego. Kolejny przykład laboratorium służącego polskiej społeczności naukowej: laboratorium specjalistyczne NMR ciała stałego W Instytucie działa też kilka centrów badawczych, własnych lub utworzonych wspólnie z m.in. Uniwersytetem Warszawskim, Politechniką Warszawską, Instytutem Chemii Organicznej i Chemii Przemysłowej. 1) Środowiskowe Centrum Laserowe Centrum Laserowe z laserami femtosekundowymi 15

16 2) Centrum Danych Termodynamicznych 3) Środowiskowe Laboratorium Spektroskopii NMR do badań ciała stałego 4) Środowiskowe Centrum Fizykochemii Materiałów Centrum Fizykochemii Materiałów z aparaturą Microlab 350 Instytut współpracuje z innymi jednostkami przy tworzeniu sieci naukowych i wspólnych dużych projektów badawczych ważnych społecznie oraz dla zrównoważonego wzrostu. Na przykład w ostatnich latach IChF PAN uczestniczył w następujących sieciach i konsorcjach naukowych 16

17 1) Nowe materiały i sensory dla optoelektroniki, informatyki, energetyki i medycyny", w skrócie NM dla OIEM", koordynator - Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie 2) EKO-KAT Innowacyjne materiały katalityczne w ochronie ekosystemu, koordynator Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN 3) Nanomateriały jako katalizatory nowych, przyjaznych środowisku procesów, koordynator - Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN 4) Europejska Sieć Planetologii - European Planetology Network EUROPLANET 5) Marie Curie Actions-Research Treaning Networks - "Nanomaterials for Application in Sensors, Catalysis and Emerging Technologies" NASCENT 6) ACCENT Atmospheric Composition Change, The European Network of Excellence European Network of Excellence ACCENT 7) SCALES- Self organization at all length scales, w ramach programu: SONS European Science Foundation 8) Marie Curie Initial Training Networks (ITN) - "Cavity-confined Luminophores for Advanced Photonic Materials: A Training Action for Young Researchers" FINELUMEN 9) Marie Curie Actions-Research Treaning Networks - 'Development of n-type polymer materials used as alternative to soluble C60 derivatives and their use in organic solar cells " SolarNtype 10) Group de Recherche Européen (GDRE), 11) Konsorcjum dla realizacji Programu Międzynarodowej Grupy Badawczej GDRI (Groupement de Recherche International) "Kataliza w ochronie środowiska: usuwanie zanieczyszczeń ze środowiska, energia odnawialna i czyste paliwa" 12) Molekularne mechanizmy oddziaływań w nanoukładach biologicznych oraz w układach aktywnych biologicznie modyfikowanych nanocząstkami BIONAN koordynator AGH 13) Nowe materiały - wytwarzanie i badanie struktury koordynator IChF PAN 14) Nowe zastosowania spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego w chemii, biologii, farmacji i medycynie koordynator CBMiM PAN W Instytucie istniało i nadal istnieje wiele centrów doskonałości: Centra, które zostaly założone w Instytucie 1) 5. PR UE (Centrum Doskonałości) - "Surface Phenomena and Reactions" 2) 5. PR UE (Centrum Doskonałości) - "Thermodynamic Laboratory for Environmental Purposes 3) 5. PR UE (Centrum Doskonałości) - "Centre for Photoactive Materials" 4) Centrum Doskonałości "TALES": Thermodynamic Laboratory for Environmental Purposes" finansowane przez MNiI 5) Dane rekomendowane własności fizykochemicznych - międzynarodowa sieć naukowa 6) Środowiskowe Centrum Laserowe 7) Centrum Danych Termodynamicznych 8) Środowiskowe Laboratorium Naukowe w Warszawie 9) Centrum Zaawansowanych Technologii Materiałów dla Opto- i Mikroelektroniki 10) Centrum Materiałów Fotoaktywnych CPM 11) Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii (CEZAMAT) dla Opto- i Mikroelektroniki. 17

18 Najważniejszą sieć naukowa IChF PAN tworzy z IFPAN i IWC PAN. Ta współpraca jest związana z projektem badawczym złożonym w 2008 roku do funduszy strukturalnych. Instytut Chemii Fizycznej PAN wspólnie z Instytutem Fizyki PAN (koordynatorem), Instytutem Wysokich Ciśnień PAN, Instytutem Biologii Doświadczalnej PAN, Instytutem Technologii Elektronowej, Politechniką Wrocławską i Uniwersytetem Warszawskim stworzył konsorcjum oraz projekt badawczy pt Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie. Projekt został złożony w kwietniu 2008 roku w ramach Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka Oś priorytetowa: Badania i rozwój nowoczesnych technologii Działanie 1.1: Wsparcie badań naukowych dla budowy gospodarki opartej na wiedzy. Pod koniec 2008 roku projekt został zakwalifikowany do finansowania i jest już realizowany w Instytucie od października 2008 roku. Całkowita kwota projektu wynosi 73 mln zł. Projekt ten powinien przełożyć się na wzrost naszej gospodarki, zrównoważony wzrost i tworzenie chemii przyjaznej środowisku człowieka. Już teraz do grona specjalistów chemików, fizyków w IChF PAN dołączyli dzięki temu projektowi biolodzy i medycy. Wprowadza to nową jakość w badaniach interdyscyplinarnych prowadzonych w Polsce. W ramach programu już zanotowaliśmy pierwsze sukcesy (IV. PATENTY). Jeden z naszych zespołów (Profesora Kutnera) przygotował bioczujnik (chemosensor) do wykrywania melaminy w mleku i zgłosił wynalazek do UPRP nr zgłoszenia P dnia pt Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy. W wyniku zatrucia melaminą produktów mlekopochodnych zachorowało ponad osób w Chinach. W USA wycofano ponad 60 mln opakowań karmy dla zwierząt (opartych o skażone produkty). Czujnik opracowany w IChF PAN wykrywa nawet najdrobniejsze skażenie mleka melaminą. Informacja o naszym odkryciu obiegła serwisy internetowe w całej Polsce marca 2010 roku: Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, naukowy PAP-u, Polskiego Radia, Rzeczpospolitej, Dziennika, Wirtualnej Polski, O2.pl, Rynek Zdrowia, Wirtualny Nowy Przemysł, Odkrywców, trafiliśmy nawet na Pogodynkę.pl. II. DZIAŁALNOŚĆ WDROŻENIOWA W Instytucie prowadzone są też badania o charakterze stosowanym polegające na syntezie i produkcji szeregu specjalistycznych odczynników chemicznych w tym m.in. pułapek biologicznych (wykorzystujących feromony, kairomony i antyfidanty) służących ochronie lasów i upraw (Zakład Doświadczalny CHEMIPAN). Dzięki sprzedaży feromonów i środków chemicznych dla odbiorców krajowych (np. Polskie Lasy Państwowe) i zagranicznych (np. International Partnership of Microbiocides USA, Diethelem Keller Sieber Hegner (DKSH) Szwajcaria i inne) Instytut może prowadzić dodatkowe badania na rzecz ekologii i ochrony lasów, pól i sadów. Prowadzone są szerokie badania w skali kraju nad nowymi związkami chemicznymi (Feromony i kairomony), które w mikroskopijnych ilościach, chronią równowagę w przyrodzie nie pozwalając na nadmierne rozprzestrzenianie się szkodników. Dla przykładu stworzono nowe dyspensery feromonowe na następujące szkodniki: Agrilus viridis, Etiella zinckenella, Platypus cylindrus, Grapholita moleta, Monochamus galloprovincialis, szkodnika palm olejowych Rhynchophorus ferrugineus, 18

19 szkodników rolniczych Agrotis exclamationis, Agrotis ipsilon, Agrotis segetum, Autographa gamma, Mamestra brassicae, Ostrinia nubilalis oraz Pandemis heparana. Ta działalność ma kolosalne znaczenie dla polskiej gospodarki. Bez ochrony feromonowej lasów szkodniki zniszczyłyby polski drzewostan w bardzo krótkim czasie. Ważnym aspektem w tej działalności jest kontekst ekologiczny: feromony selektywnie wpływają tylko na szkodniki lasów i upraw a nie mają wpływu na inną faunę i florę, w odróżnieniu od środków do pryskania roślin, które niszczą wiele owadów (także tych pożytecznych). Feromony stosuje się w bardzo małych ilościach, co pozwala na minimalną ingerencję w środowisko naturalne. Chemipan tworzy kairomony dla Opiętka dwuplamkowego (Agrilus biguttatus) szkodnika dębów. Na zdjęciu-dorosły osobnik Wykonano dyspensery dla szkodnika palm olejowych Rhynchophorus ferrugineus. Pokazano na zdjęciu larwy i dorosłe osobniki. Palmy olejowe to jeden z filarów gospodarki Malezji. W latach rocznie sprzedaż IChF PAN z tytułu umów była na poziomie 6-7 mln zł. Ta działalność jest w całości finansowana ze sprzedaży syntetyzowanych związków chemicznych (np. feromonów). Zatrudniamy w Zakładzie Doświadczalnym Chemipan IChF PAN 46 osób w całości finansowanych z zysków i dlatego nie występują one w ankiecie jednostki związanej z dotacją statutową. Dodatkowo by nie mieszać dotacji statutowej i sprzedaży Chemipanu prowadzona jest w tym celu odrębna księgowość. Zakład ten prowadzi głównie działalność wdrożeniową, a ta wymaga znacznych środków, które przekraczają możliwości związane z dotacją statutową. Typowy zakres prac wdrożeniowych to: a) ochrona roślin i środowiska naturalnego b) produkcja dyspenserów feromonowych, pułapek i elementów pułapek c) produkcja związków chemicznych, głównie na eksport d) wytwarzanie wzorców chromatograficznych i refraktometrycznych e) działalność usługowa w ramach pracowni analitycznej dla odbiorców zewnętrznych f) poszukiwanie nowych feromonów i form dyspenserów dla kontrahentów zagranicznych i dla instytucji badawczych w kraju, prace badawczo-rozwojowe Przykładowo opiszemy dokładnie strukturę zysków z tej działalności w roku W ramach działalności dotyczącej punktu pierwszego wytworzono i dostarczono krajowym służbom ochrony lasu (w ramach czteroletniej umowy przetargowej zawartej w grudniu 2006, stan na ): 19

20 dyspensery feromonowych o wartości PLN netto pułapek (10 typów) o wartości PLN netto elementów pułapek o wartości PLN netto 912 L lasolepu o wartości PLN netto Łączna wartość netto sprzedaży w umowie przetargowej wyniosła PLN. Z powodu przekroczenia w 2007 roku rocznego planu ramowego umowa została zmieniona odpowiednim aneksem, w którym rozliczenie nastąpi na koniec okresu przetargowego w 2010 roku. Dla krajowych odbiorców indywidualnych dostarczono dyspensery do ochrony lasu oraz sadów i upraw za sumę PLN, pułapki (3272 szt.) i elementy (3566 szt.) wartości PLN netto oraz lasolep (1376 L) za PLN. Łączna wartość netto sprzedaży dla odbiorców indywidualnych wyniosła PLN. Dla odbiorców zagranicznych z Austrii, Litwy, Ukrainy, USA i Szwecji wykonano dyspensery i pułapki wartości PLN. Godny wzmianki jest wzrost eksportu do firmy WITASEK z Austrii o ponad 250% (89% całego eksportu feromonów). Łączna wartość sprzedaży produktów z punktu a) wyniosła PLN (69.7% wartości całkowitej sprzedaży). W ramach działalności związanej z punktem c) otrzymano w 2008 roku 212 zamówień z ok. 30 firm z całego świata na związki chemiczne w ilościach od 70 mg do 200 kg. Największym kontrahentem okazała się ponownie amerykańska fundacja International Partnership for Microbiocides, która nadesłała w 2007 roku zamówienia wartości EUR. Realizacja ostatniego zamówienia tej firmy z 2007 roku została zakończona w lutym Do zrealizowano zamówienia wartości EUR czyli, według. aktualnych w momencie sprzedaży kursów PLN (26.6%. wartości całkowitej sprzedaży). Jednym z ciekawszych wdrożeń w tej części naszej działalności była synteza prekursora (Chlorowodorek 7-chloro-4-metoksyazaindolu) do leku na HIVzamówiona przez jedną z firm amerykańskich. We współpracy z firmą Promochem wykonano również 1300 wzorców chromatograficznych i refraktometrycznych (działalność w ramach punktu c) o wartości PLN netto (1.8% sprzedaży). Prowadzono również działalność usługową dla odbiorców zewnętrznych (punkt d). Wykonano 36 pomiarów analitycznych takich jak miareczkowanie, pomiar temperatury topnienia, zawartości wody, analiza elementarna, chromatografia gazowa i cieczowa za sumę 4230 PLN. Ostatnią dziedziną działalności (punkt e) Zakładu Doświadczalnego Chemipan były prace badawcze dotyczące poszukiwania nowych feromonów lub nowych formulacji dyspenserów oraz optymalizacja i opracowania technologiczne procesów laboratoryjnych. Na zamówienie firmy Witasek wykonano nowe dyspensery feromonowe dla szkodników Agrilus viridis, Etiella zinckenella, Platypus cylindrus, Grapholita molesta oraz Monochamus galloprovincialis. Dla firmy DKSH wykonano dyspensery dla szkodnika palm olejowych Rhynchophorus ferrugineus. Dla firmy Medchem wykonano nowe dyspensery dla szkodników rolniczych Agrotis exclamationis, Agrotis ipsilon, Agrotis segetum, Autographa gamma, Mamestra brassicae, Ostrinia nubilalis oraz Pandemis heparana. W ramach współpracy naukowej z Instytutem Badawczym Leśnictwa wykonano kilka wersji dyspenserów doświadczalnych dla chrabąszcza majowego Melolontha melolontha i kasztanowca Melolontha hipocastani oraz 170 dyspenserów (w różnych wersjach) Monochamus galloprovincialis. Wykonano też nową wersję dyspensera dla Tomicus piniperda czyli Tomodor PLUS. 20

21 Również dla Instytutu Badawczego Leśnictwa wykonano i przekazano do badań kilka wersji dyspenserów dla opiętka dwuplamkowego Agrilus biguttatus, wartość umowy PLN brutto. Dla firmy Adamed wykonano i zoptymalizowano dla skali półtechnicznej syntezy dwóch pochodnych glukozy (odpowiednio syntezy 3 i 7 etapowe), jako komponentów leków typu heparyny. Wartość umowy PLN brutto. Łączna wartość umów badawczych to PLN netto (1.8% sprzedaży). Podsumowując, w roku 2008 wartość sprzedaży wyrobów i prac badawczych ZD Chemipan wyniosła PLN przy stałym zatrudnieniu 46 osób. W roku 2009 wartość sprzedaży wyrobów i prac badawczych ZD Chemipan (stan na ) wyniosła PLN przy zatrudnieniu 47 osób (struktura przychodów w 2009 roku jest omówiona w dalszej części w pkt 3 wniosku). Warto podkreślić, że nowe związki chemiczne do ochrony roślin przed szkodnikami są przekazywane nieodpłatnie dla różnych firm (wymienionych powyżej), a sprzedaż w następnych latach jest efektem wcześniejszego wdrożenia. Z reguły pierwsze dyspensery są testowane przez firmę. Wdrożenia przynoszą zyski w następnych latach w postaci sprzedaży zaakceptowanego przez klienta i skutecznego dyspensera. Podobnie wygląda sprzedaż związków chemicznych. Bardzo często przy pierwszym zamówieniu musimy najpierw znaleźć wydajną ścieżkę syntezy danego związku a dopiero w następnych latach uzyskujemy zyski z tego wdrożenia. III. ZGŁOSZENIA PATENTOWE, PATENTY I ZNAKI TOWAROWE Przez wiele lat Instytut nie posiadał środków finansowych na patenty pomimo ogromnego potencjału do wdrożeń. Sytuacja uległa zmianie po 2006 roku wraz ze środkami unijnymi (strukturalnymi). W 2008 roku Instytucie uzyskał patent międzynarodowy pt krystalizacja kaliksarenów i aktywnie biologicznie cząsteczekwo (FR ,wspólnie z CNRS-em). W roku 2007 przyznano Instytutowi dwa patenty P (Polska), P (Polska). Instytut zgłosił do Urzędu Patentowego 4 zgłoszenia patentowe w 2008 roku i 11 w 2009 roku. Zwiększylismy liczbę zgłoszeń patentowych w 2009 roku (11 zgłoszeń) w stosunku do lat (średnio jedno rocznie) prawie 10-cio krotnie. W latach P Sposób otrzymywania kwasu Z,7 [2(2-aminotiazolilo-4)- 2-metoksyiminoacetyloamino]-cefalosporynowego o wysokiej czystości J.Winiarski B.Prościewicz K.Gwiardiak R.Karczewski M.Cieślak J.Grzybowski P.Gwiazda. PL PL Sposób mikropreparatywnego rozdzielania enancjomerów chiralnych węglowodorówterpenowych metodą gazowej chromatografii podziałowej D. Sybilska, M. Cieslak, J. Gronowicz 3. PL Korpus sondy do oznaczania szybkości korozji zwłaszcza w podwyższonych temperaturach i cisnieniach T. Zakroczymski, J. Flis, N. Łukomski 21

22 4. PL Urządzenie do zagęszczania i przemywania mieszaniny cieczy-ciało stałe. J. Kabała, D. Ziółkowski 5. PL Sposób otrzymywania fotoodpornych kompozycji z poliolefin, ich mieszanin i/lub ich kopolimerów A. Grabowska, H. Bulska, G. Rymarz 6. Ru Elektroda odniesienia do pomiaru potencjału w podwyzszonych temperaturach i cisnieniach T. Zakroczymski, N. Łukomski, J. Flis 7. PL Sposób selektywnego uwodorniania wiązań potrójnych C=C oraz katalizator do selektywnego uwodorniania wiązań potrójnych C=C W. Palczewska, J. Sobczak, M. Cretti-Bujnowska 8. Pl Sonda elektroniczna do badania korozji metali zwłaszcza w podwyższonych temperaturach i cisnieniach. T. Zakroczymski, N.Łukomski, J.Flis 9. PL Układ optyczny spektrografu siatkowego Jan Jasny 10. PL Sposób i rządzenie do odsysku sredbra z utrwalacza do filmów fotograficznych, zwłaszcza kolorowych Wanda Pasiuk-Bronikowska 11. Pl Sposób i urządzenie do programowania przebiegu cisnień. S.L. Randzio 12. P Sposób i urządzenie do odzysu srebra z utrwalacza do filmów fotograficznych, zwłaszcza kolorowych Krupka Andrzej, Pilecki Tadeusz, Wiliński Jerzy, Zasłona Jan, Żółtowski Piotr PL P Sposób wytwarzania 2-hydroksykarbazolu o wysokiej czystości Cybulski Andrzej, Gwiazda Piotr PL P Modyfikowane pochodne [2,2`-bipirydolo]-3,3`-diolu, sposób ich otrzymywania i zastosowanie do stabilizowania kompozycji polimerowych Kaczmarek Łukasz, Grabowska Anna, Borowicz Paweł 15. P Sposób wytwarzania 2,2,6,6-tetrametylopiperydyn-1- oksylu o wysokiej czystości Cybulski Andrzej, Gwiazda Piotr PL P Sposób wytwarzania 2,2,6,6-tetrametylopiperydyny Cybulski Andrzej, Gwiazda Piotr PL TRYPODOR nr R , - znak towarowy 18. HYLODOR nr R , - znak towarowy 19. LYMODOR nr R , - znak towarowy 20. COLODOR nr R znak towarowy 21. IPSODOR nr R znak towarowy 22. RHYODOR nr R , - znak towarowy 22

23 23. TOMODOR nr R , - znak towarowy 24. GRAPODOR nr R , - znak towarowy 25. POMODOR nr R 14430, - znak towarowy 26. CHALCODOR nr R , - znak towarowy Rok P Preparat przeznaczony do ograniczania liczebności owadów, zwłaszcza z rodzaju Lymantria, i sposób ograniczania liczebności owadów, zwłaszcza z rodzaju Lymantria. Cieślak Marek, Turos-Biernacka Maria, Kolk Andrzej, Sukowata Lidia 28. WO (FR ) Co-cristaux de calixarènes et de molecules biologiquement actives Adina Lazar, Anthony W. Coleman, Kinga Suwińska, Oksana Danylyuk FR 06/03405 Rok P Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do oznaczania substancji biologicznie czynnych, zwłaszcza histaminy, dopaminy i adeniny Włodzimierz Kutner, Subramanian Suriyanarayanan, Agnieszka Pietrzyk, Francis D'Souza 30. P Sposób przyspieszania separacji faz w układach niejednorodnych, zwłaszcza w układach polimer/ciekły kryształ i polimer/polimer Robert Hołyst, Piotr Garstecki, Stefan Wieczorek, Tomasz Szymborski, Natalia Ziębacz 31. P Sposób aktywacji powierzchni tytanu pod kontrolą potencjału elektrodowego Andrzej Sadkowski, Magdalena Warczak 32. P Materiał kompozytowy do budowy kondensatorów elektrochemicznych oraz sposób jego przygotowania Piotr Pięta, Krzysztof Winklerb, Alan L. Balchc Ganesh M. Venukadasulad, Francis D'Souza, Włodzimierz Kutner Rok P Sposób strącania i porządkowania roztworów jonowych środków powierzchniowo czynnych w rozpuszczalnikach polarnych, zwłaszcza w wodzie. Robert Hołyst, Marcin Fiałkowski, Ewelina Kalwarczyk, Monika Pyzalska, Joanna Kęska, Monika Gołoś, Karolina Urbaniak 34. P Sposób wykrywania i pomiaru oddziaływań pomiedzy makromolekułą a małą cząsteczką oraz urządzenie do stosowania tego sposobu. Anna Bielejewska, Andrzej Bylina, 23

24 35. P Sposób strącania i porządkowania roztworów kationowych środków powierzchniowo czynnych w rozpuszczalnikach polarnych, zwłaszcza w wodzie. Robert Hołyst, Marcin Fiałkowski, Ewelina Kalwarczyk, Monika Pyzalska, Joanna Kęska, Monika Gołoś, Karolina Urbaniak 36. P Sposób wytwarzania uporządkowanych struktur surfaktanów zawierających wbudowane nanorurki węglowe Stefan Wieczorek, Robert Hołyst, Xia Xin, Hongguang Li 37. P Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy. Agnieszka Pietrzyk, Włodzimierz Kutner, Raghu Chitta, Francis D'Souza, Francesco Sanicolo, Patrizia R. Mussini 38. P Sposób wytwarzania nanocząsteczkowego, monodyspersyjnego węglanu wapnia Karolina Kędra-Królik, Paweł Giercz 39. P Sposób wytwarzania monodyspersyjnego węglanu wapnia pokrytego równomiernie kwasami tłuszczowymi Karolina Kędra-Królik, Paweł Gierycz 40. P Sposób wprowadzania hydrofilowych, naładowanych nanocząstek do uporządkowanych faz surfaktanów Ewelina Kalwarczyk, Marcin Fiałkowski, Robert Hołyst, Maciej Paszewski, Xia Xin 41. P Mikrozawór i układ do mikroprzepływowego tworzenia kropel cieczy i pęcherzyków gazu na żądanie o zadanej objętości i w zadanym momencie Krzysztof Churski, Jacek Michalski, Piotr Garstecki 42. P Sposób sklejania płyt poliwęglanowych z zachowaniem ich mikro-struktury powierzchniowej Piotr Garstecki, Dominika Ogonczyk, Judyta Wegrzyn, Pawel Jankowski 43. P Sposób zwiększania rozpuszczalności pochodnych acyklowiru Paweł Gierycz 24

25 Zgłoszenie patentowe do UPRP nr P z dnia (Instytut Chemii Fizycznej PAN) Polimer wdrukowany molekularnie, sposób jego wytwarzania oraz chemiczny czujnik piezoelektryczny do wykrywania i oznaczania substancji biologicznie czynnych wybranych z grupy amin biogenicznych, zwłaszcza melaminy. Agnieszka Pietrzyk, Włodzimierz Kutner, Raghu Chitta, Francis D'Souza, Francesco Sanicolo, Patrizia R. Mussini odbiło się szerokim echem w świecie naukowym oraz w mediach. 26 marca 2010 roku informacja o naszym odkryciu znalazła się na wszystkich portalach internetowych w Polsce. Dla przykładu na stronie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego znalazła się informacja pt: Naukowcy z IChF PAN opracowali nowatorski czujnik wykrywający melaminę. 25

26 26

27 27

28 Znaczenie wykrywania melaminy ujęte w zgłoszeniu patentowym z Instytutu Chemii Fizycznej PAN fragment artykułu popularno-naukowego z czasopisma Wiedza i Życie marzec 2010 Półtora roku temu była to afera ogólnoświatowa: dzieci umierały po spożyciu chińskich odżywek mlecznych z dodatkiem melaminy. Władze Chin znalazły winnych, zapadły nawet wyroki śmierci. Tymczasem w Polsce bezpośrednim skutkiem afery okazał się... patent na nowatorski detektor. Pierwsza afera z melaminą w roli głównej wybuchła w 2007 roku, gdy w USA zaczęły chorować i zdychać zwierzęta domowe. Szybko zidentyfikowano czynnik wspólny: była nim karma dostarczana przez kanadyjską firmę Menu Foods. Śledztwo wykazało, że produkty firmy powstawały na bazie surowców importowanych z Chin, zawierających m.in melaminę i kwas cyjanurowy w ilościach wielokrotnie przekraczających normy. W rezultacie Menu Foods zostało zmuszone do bezprecendensowej akcji wycofania z rynku ponad 60 milionów opakowań karmy. 28

29 Skandal na naprawdę wielką skalę zaczął się jednak w drugiej połowie 2008 roku, gdy chińska melamina trafiła do produktów mlecznych, w tym do odżywek mlecznych dla niemowląt, wytwarzanych głównie przez firmę Sanlu Group. Już w grudniu w Państwie Środka łączną liczbę chorych w wyniku zatrucia szacowano na 300 tys. osób. Hospitalizowano 50 tys. niemowląt, sześcioro zmarło. W Chinach błyskawicznie zakazano sprzedaży modyfikowanego mleka 69 marek 22 firm. Skażone produkty (w tym także gluten pszeniczny i kukurydziany oraz białkowe koncentraty ryżowe) zdążyły jednak rozprzestrzenić się po świecie. W Belgii, Holandii i Niemczech ze sprzedaży wycofano herbatniki Koala Kekse i cukierki White Rabbit w tych ostatnich zawartość melaminy 60-krotnie przekraczała niemiecką normę (w Unii Europejskiej i Stanach Zjednoczonych maksymalne dozwolone stężenie melaminy to 2,5 ppm cząsteczek na milion). Ze słowackich sklepów zniknęło kilka typów herbatników i batonów nadziewanych oraz napój Milk Drink, w którym stężenie melaminy przewyższało dopuszczalne 16-krotnie. We Włoszech wycofano nawet jogurty i artykuły z drobiu i warzyw. Zawyżone ilości melaminy wykryto w mleku Diary Farm znanej i cenionej firmy Nestle, a produkty z jej chińskiego oddziału batony Snickers, Kit Kat i drażetki M&M trzeba było wycofać z Korei Południowej. W Polsce uniknęliśmy groźnej sytuacji dzięki rozsądkowi importera chińskiego proszku do pieczenia, który sam zlecił badania podejrzanego produktu. Proszek rzeczywiście okazał się skażony i nie wprowadzono go na rynek. Zabójca nerek Właściwie stosowana, melamina jest substancją pożyteczną i nieszkodliwą. Wykorzystuje się ją m.in. do produkcji materiałów polimerowych powszechnie używanych w klejach, kuchennych blatach i naczyniach, znajdziemy ją także w niemnącej się odzieży, w nawozach sztucznych, a nawet w barwnikach (nie należy jej jednak mylić z melaniną, barwnikiem odpowiedzialnym m.in. za kolor tęczówki). Sprawy mają się zupełnie inaczej, gdy trafia do organizmu. Długotrwały kontakt z produktami zawierającymi duże ilości melaminy prowadzi do powstania kamieni nerkowych; u samców szczurów zauważono również zwiększoną zachorowalność na raka pęcherza moczowego. Melamina jest szczególnie niebezpieczna, gdy występuje w połączeniu z kwasem cyjanurowym. Pech chce, że właśnie tego kwasu używa się jako detergentu przy produkcji i sterylizacji opakowań żywności. W rezultacie obie substancje mają dużą szansę trafić jednocześnie do organizmu. Tu, w wypełnionych moczem kanalikach nerkowych, ulegają zagęszczeniu i zaczynają ze sobą oddziaływać, tworząc złogi żółtych kryształów. Złogi te blokują i niszczą kanaliki nerkowe, co prowadzi do poważnych zaburzeń pracy nerek. Ich efektem może być nawet śmierć. Melaminę potrafimy wykryć za pomocą kilkudziesięciu precyzyjnych i czułych technik analitycznych. W praktyce ich użycie jest jednak trudne. Próbkę trzeba bardzo starannie przygotować do badań, a one same wiążą się z wykorzystaniem drogiej aparatury, obsługiwanej przez personel o wysokich kwalifikacjach. Czynniki te powodują, że szczegółowe analizy są długotrwałe i drogie, a więc zlecane sporadycznie. W tej sytuacji w przemyśle trzeba stosować metody uproszczone. Jakie? W produktach spożywczych mamy przede wszystkim węglowodany, tłuszcze i białka. Tylko w tych ostatnich znajduje się azot wyjaśnia prof. Włodzimierz Kutner z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF). Wystarczy więc zbadać zawartość azotu w próbce a tu niektóre metody analiz są znane nawet od 150 lat by z powodzeniem oszacować, ile jest w niej białka. Problem z melaminą polega na tym, że jest ona białkiem o wyjątkowo dużej zawartości azotu: wagowo stanowi on aż 2/3 całości (w typowych białkach zaledwie 1/10). Właśnie na tym żerowali Chińczycy. Do produktów o niskiej zawartości białek, na przykład 29

30 do rozcieńczonego wodą mleka, dodawali melaminę, a ta zawyżała ilość azotu sugerując, że produkt jest pełnowartościowy, obfity w białka. Oszustwo było tak proste, bo melamina jest bezbarwna i rozpuszczalna w wodzie, tak opłacalne, bo jest substancją łatwo dostępną i tanią. W rezultacie proceder stał się niezwykle popularny. Według niektórych szacunków jeszcze do niedawna co piąty produkt mleczny w Chinach zawierał niedopuszczalne stężenia melaminy. Nanodetekcja na życzenie Afera z chińskim mlekiem zwróciła uwagę naukowców całego świata na konieczność opracowania efektywnych metod detekcji melaminy nie w laboratorium, lecz w sytuacjach typowych, powszechnie występujących w przemyśle i handlu. Nowy detektor powinien być poręczny, szybki, niezawodny i tani. W ciągu ostatnich kilkunastu miesięcy zaprezentowano kilka pomysłów na budowę takich udoskonalonych czujników, w większości opartych o techniki spektrometrii masowej, jednak żaden nie spełniał wszystkich wymogów jednocześnie. Naprawdę dobry detektor musi być przede wszystkim specyficzny, co w żargonie chemicznym oznacza, że reagowałby tylko na melaminę, podczas gdy inne, nawet bardzo podobne cząsteczki powinny być przez niego ignorowane. Wydawałoby się, że do tej roli świetnie nadają się odpowiednie enzymy, których różnego typu receptory reagują wyłącznie na ściśle określone substancje chemiczne. Enzymy są jednak drogie, trudno dostępne i bardzo kłopotliwe w użyciu. Znaleźliśmy inne, znacznie lepsze rozwiązanie mówi prof. Kutner z IChF. Zamiast budować nową substancję, która reagowałaby na obecność melaminy, warszawscy naukowcy stworzyli specjalne molekularne sito. Pierwszym krokiem ku jego wykonaniu było przygotowanie roztworu melaniny z monomerem. Gdy ten ostatni poddano polimeryzacji metodą elektrochemiczną, powstała utwardzona, przestrzenna struktura z uwięzionymi wewnątrz cząsteczkami melaminy. Cząsteczki te były następnie wypłukiwane. W rezultacie powstała struktura przypominająca ser szwajcarski, o porach precyzyjnie dopasowanych do kształtu i właściwości cząsteczek melaminy. Ostatnim krokiem było podziurawienie jej za pomocą specjalnych rozpuszczalników, aby ułatwić przemieszczanie się drobin badanej próbki przez całą objętość sita. Gdy przez tak spreparowaną konstrukcję przepływa ciecz z melaminą, tylko cząsteczki tej ostatniej są w stanie zatykać dziury. Molekularne sito nie jest duże: ma postać cienkiej, liczącej zaledwie kilkaset nanometrów warstewki. Jej grubość jest precyzyjnie dobrana, tak aby sito wychwytywało jak najwięcej cząsteczek z badanego roztworu. Pomiar zawartości melaminy polega teraz na zważeniu sitka. Nie jest to specjalnie trudne, bo warstwa detekcyjna jest od początku nanoszona na elektrodzie, która pobudza do drgań niewielki oscylator kwarcowy. Im więcej porów zatkanych przez cząsteczki melaminy, tym większa masa warstwy detekcyjnej, a więc tym wolniejsze drgania oscylatora. Wystarczy teraz zmierzyć zmianę ich częstotliwości, a to potrafimy robić bardzo dokładnie. W rzeczywistości w jednym pomiarze rejestrujemy jeszcze dwa inne parametry fizyczne, które pozwalają zwiększyć pewność identyfikacji substancji chemicznej dodaje prof. Kutner. Co istotne, nowe urządzenie można z powodzeniem wykorzystać do detekcji innych substancji niż melamina. Wystarczy przecież wymienić warstewkę detekcyjną na taką, której pory odpowiadają cząsteczkom poszukiwanego związku chemicznego... Laboratoryjne wersje czujnika zostały zbudowane we współpracy z Zakładem Piezoelektroniki Instytutu Tele- i Radiotechnicznego, odpowiedzialnym za konstrukcję mikrowagi z elementami piezoelektrycznymi. Detektor z powodzeniem przetestowano na próbkach artykułów mlecznych, rozmyślnie skażonych melaminą. Czujnik ma niewielkie rozmiary, działa szybko i generuje jednoznaczne wyniki już w chwilę po włożeniu go do 30

31 rozcieńczonego roztworu. Może być też wykorzystywany wielokrotnie, bo cząsteczki z wcześniejszych analiz łatwo wypłukują się z warstwy detekcyjnej. Co prawda do zoptymalizowania wszystkich elementów i komercjalizacji urządzenia wiedzie jeszcze daleka droga, ale wskazaliśmy bardzo dobrą drogę detekcji melaminy podkreśla prof. Kutner i dodaje, że trwają już prace nad zastąpieniem wrażliwej na zakłócenia mikrowagi kwarcowej znacznie bardziej niezawodnymi elementami tranzystorowymi. Wytworzenie tysięcy niewielkich tranzystorów nie jest dziś żadnym problemem, pomysł polskich naukowców jest więc ważnym krokiem ku zbudowaniu prawdziwego laboratorium na chipie powszechnie dostępnego zestawu wielu czujników, potrafiącego przeprowadzać złożone analizy chemiczne. Zarówno wdrukowywanie molekularne, za pomocą którego powstaje warstwa detekcyjna czujnika melaminy, jak i techniki pomiaru masy cząsteczek, są znane od lat i stosowane w laboratoriach całego świata. Afera z chińską melaminą wyciągnęła je z laboratorium i pokazała, że kreatywnie wykorzystane, mogą z powodzeniem rozwiązać bieżące problemy naszego życia. IV. EDUKACJA I POPULARYZACJA NAUKI Poza działalnością ściśle naukowo-badawczą ważną formą działalności Instytutu jest wspomaganie kształcenia młodej kadry na poziomie licencjatu, magisterium i doktoratu. Kontynuowana i rozwijana jest współpraca z Wydziałami Chemii, Fizyki i Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Warszawskiego i Politechniki Warszawskiej (a także innych polskich uczelni) w zakresie specjalistycznego kształcenia, m.in. w formie wykładów monograficznych oraz serii ćwiczeń specjalizacyjnych. Instytut aktywnie wspiera działalność otwartej w 1993 roku Szkoły Nauk Ścisłych, która w roku 2002 została włączona do struktur Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego. Instytut kieruje do pracy z młodzieżą swoich wybitnych naukowców a także udostępnia Szkole (w miarę istniejących możliwości) swoje sale wykładowe i pracownie. Wszyscy absolwenci chemii UKSW robią swoje prace licencjacie i magisterskie w IChF PAN a wielu z nich podejmuje studia doktoranckie w IChF PAN. W procesie edukacji młodzieży uczestniczyło w 2008 i 2009 roku 54 pracowników IChF PAN w sumie wykonując prawie 6000 godzin dydaktycznych rocznie. W 2007, 2008, 2009 roku praktyki odbyło w Instytucie ponad 160 osób z UKSW, Uniwersytetu Warszawskiego, Politechniki Warszawskiej, IPPT PAN i innych uczelni i instytutów. W Instytucie Chemii Fizycznej istnieją Międzynarodowe Studia Doktoranckie. Średnio kształci się na takich studiach doktorantów kierowanych przez około 30 docentów i profesorów. Rocznie broni doktoratu około 8-10 osób. Część z nich po odbyciu stażu podoktorskiego w ośrodku polskim lub zagranicznym znajduje pracę w sektorze B+R w Instytucie Chemii Fizycznej PAN, na uczelniach lub w innych jednostkach badawczych. Jeden z wypromowanych u nas magistrów, a obecnie doktorantów (M. Izydorzak), zakładał laboratoria R&D w firmie farmaceutycznej ADAMED (obroty firmy około pół miliarda złotych rocznie). W 2007 roku absolwentka UKSW (Natalia Ziębacz) otrzymała prestiżowe stypendium Prezesa PAN na wykonanie pracy doktorskiej z dziedziny nanotechnologii w IChF PAN. Takie samo stypendium trzy lata temu otrzymał absolwent UKSW Michał Kijak w dziedzinie fotochemii i fotofizyki. Trzy studentki UKSW (chemia) zostały laureatami stypendium magisterskiego w programie TEAM, troje absolwentów UKSW otrzymało stypendia doktoranckie w ramach programu MISTRZ. W 2009 roku Instytut wygrał 31

32 prestiżowy konkurs Fundacji na rzecz Nauki Polskiej na grant MPD (Międzynarodowe Projekty Doktoranckie) w wysokości ponad 5 mln zł. W ciągu roku w Instytucie będzie studiowało ponad 20 doktorantów i uczestników staży podoktorskich z zagranicy (Rosji, Ukrainy, Iranu, Etiopii, Japonii, Chin etc.). Niedługo liczba doktorantów przekroczy 60 osób. Co roku ponad 40 pracowników naukowych Instytutu uczestniczy w imprezach edukacyjnych popularyzujących naukę (m.in. w Piknikach Naukowych i Festiwalach Nauki, Nocach Badacza, Festiwalu Małego Człowieka na Politechnice oraz w edukacji szczególnie uzdolnionych dzieci). W 2008 roku pracownicy Instytutu popularyzowali naukę w Telewizji TVP 1, Telewizja Gdańsk, WP, Onet, TVN24, Polsat, w gazetach Wiedzy i Życiu, Polityce, Świecie Nauki, w audycjach radiowych w TOK FM, Polskim Radiu i PR- Euro. W 2007 roku pracownicy Instytutu popularyzując naukę wystąpili w 6 audycjach telewizyjnych w TVP1, TVP Polonia i TVP Superstacja. Pracownicy IChF PAN wzięli także udział w kilkunastu audycjach radiowych w Radiu BIS, TOK FM, PR 1, PR 3, Radio Zet. Artykuły popularno-naukowe lub wywiady dotyczące nauki z pracownikami IChF PAN ukazały się w Wiedzy i Życiu, Fizyce w Szkole, Forum Akademickim, Gazecie Wyborczej, Gazecie Stołecznej, Newsweeku, PAP, Polskim, Forum Feromonowym. Jedna z audycji telewizyjnych w Walentynki 2007 była zatytułowana Jak rozkochać kornika drukarza a dotyczyła prac w Zakładzie Doświadczalnym Chemipan w IChF PAN, w którym tworzy się chemię służącą ochronie polskich lasów i upraw. W 2008 roku zorganizowaliśmy dni otwarte w Instytucie dla absolwentów wyższych uczelni. W 2009 powstała specjalna komórka do spraw popularyzacji nauki w IChF PAN ze swoim wydzielonym budżetem. IChF PAN umieścił na youtube filmy edukacyjne, które obejrzało w sumie ponad osób. Wizyty uczniów gimnazjów i liceów w IChF PAN w 2009 roku 32

33 Chemiczny wulkan IChF PAN na Pikniku naukowym. Chemiczny wulkan zawsze przyciągał widzów. Od lat nasz wulkan jest najlepszy w Polsce.2009 Instytut Chemii Fizycznej popularyzował naukę na Festiwalu na terenie Politechniki Warszawskiej 2009 Stypendysci WBK, przedstawiciel Fundacji WBK oraz pracownicy IChF PAN po zakończonych praktykach w Instytutcie Chemii Fizycznej PAN w 2009 roku. 33

34 34

35 Gimnazjaliści ze szkoły japońskiej w IChF PAN w 2009 roku ogladają doświadczenie z ciekłym azotem. W dniu 13 października odwiedziła nasz Instytut grupa młodzieży ze Szkoły Japońskiej w Warszawie w towarzystwie Dyrektora Szkoły i trojga nauczycieli. Po przywitaniu i przedstawieniu historii Instytutu przez Dyrektora Instytutu prof. dr. hab. Aleksandra Jabłońskiego nasi goście wysłuchali trzech prezentacji dotyczących prac badawczych prowadzonych w Instytucie, m.in. przez japońskich doktorantów - pana Ryutaro Sato i pana Yasuhiro Igarashi. Oczywiście wszystkie trzy prezentacje były wygłoszone w języku japońskim. Następnie japońscy goście odwiedzili laboratorium jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR), a po drodze do dalszych pracowni zrobili wspólne pamiątkowe zdjęcie przy japońskich wiśniach pochodzących z Asahigawa. W laboratorium wysokociśnieniowym wysłuchali wyjaśnień Pana Ryutaro Sato i asystowali przy kontrolowanym rozładowaniu komory wysokociśnieniowej (głośny "wystrzał"). Kolejną atrakcją był pokaz reakcji Belousova-Żabotynskiego w wykonaniu pana Yasuhiro Igarashi. Na koniec młodzież zaznajomiła się z analizą strukturalną z pomocą dyfraktometru rentgenowskiego (XRD) i z zaciekawieniem przyglądała eksperymentom prowadzonym przez dr. Romana Luboradzkiego. W ostatnich latach dynamiczny rozwój Instytutu i naszej biblioteki spowodował, że dziś biblioteka Instytutu Chemii Fizycznej PAN stała się Polską Biblioteką Wiedzy Chemicznej. Ze zbiorów Biblioteki ICHF PAN skorzystało ok. 376 instytucji z 49 miejscowości: Biała Podlaska, Białowieża, Białystok, Bielsko Biała, Brzeg Dolny, Bydgoszcz, Celestynów, Częstochowa, Działdowo, Ełk, Gdańsk, Gdynia, Gliwice, Gorzów 35

36 Wielkopolski, Jabłonna k/warszawy, Katowice, Kielce, Komorów, Koszalin, Kraków, Kwidzyn, Lublin, Łódź, Mikołajki, Mroków, Nowy Sącz, Olsztyn, Opole, Ostrołęka, Ostrów Mazowiecka, Piastów, Poznań, Pruszków, Puławy, Radzików, Radom, Rzeszów, Siedlce, Skierniewice, Słupsk, Sopot, Szczecin, Sztum, Świerk k/otwocka, Toruń, Turek, Zabrze, Zielona Góra. Z zasobów bibliotecznych korzystają zarówno wydziały nauk ścisłych i biologicznych np. Instytut Biologii Doświadczalnej PAN Warszawa, Wydział Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, Instytut Biochemii i Biofizyki PAN Warszawa, jak i nauk humanistycznych np. Instytut Badań Literackich, Instytut Kultury Materialnej oraz nauk ekonomicznych np. Wydział Ekonomi Uniwersytetu Rzeszowskiego, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania czy Instytut Gospodarki Przestrzennej i Komunalnej. Z zasobów biblioteki korzystają także agencje rządowe z Ministerstwa Sprawiedliwości, Rolnictwa i Obrony Narodowej oraz wojewódzkie i miejskie biblioteki publiczne (np. w Bielsku-Białej, Ostrołęce, Koszalinie, Radomiu, Słupsku). V. Współpraca naukowa z zagranicą Instytut dokłada starań, aby prowadzone badania pozostawały w ścisłym związku z nauką światową i zajmowały w niej czołową pozycję. Publikujemy prace wspólnie z partnerami z najlepszych Instytucji naukowych na świecie (n.p. Instytuty Maxa-Plancka, Harvard, Oxford, Ecole Normale Superieure). Instytut prowadzi formalna i nieformalną współpracę z ponad 50 jednostkami naukowymi na całym świecie. Co roku organizujemy kilka konferencji międzynarodowych (3 w 2008 roku i 7 w 2009 roku).uczestniczymy w 8 międzynarodowych konsorcjach naukowych i sieciach. Braliśmy udział w 5,6 i 7 Programie Ramowym UE. W 2009 roku George Whitesides wygłosił dwa seminaria w Instytutcie Chemii Fizycznej PAN w tym jeden dla doktorantów. W 2009 roku odbyło się nieformalne spotkanie pracowników Instytutu z Erwinem Neherem w sprawie wspólnego grantu. W 2009 roku jeden z pracowników opublikował pracę z Georgem Olah. O pozycji Instytutu Chemii Fizycznej w światowej nauce najlepiej świadczy fakt, że laureaci Nagrody Nobla Erwin Neher (Nobel 1991), George Olah (Nobel 1994) oraz najczęściej cytowany chemik świata (George Whitesides h=152 ponad cytowań) chcą z nami współpracować. 36

37 Współpracę międzynarodową Instytut realizuje między innymi w oparciu o porozumienia wyszczególnione w poniższej tabeli: kraj partner nazwa dokumentu okres obowiązywania Bułgaria Instytut Katalizy BAN Protokół o współpracy naukowotechnicznej między PAN i Bułgarską Akademią Nauk Czechy Instytut Fizyki CzAN Porozumienie o współpracy naukowej pomiędzy PAN a CzAN Universytet im.j.fouriera, Porozumienie o współpracy Grenoble, UMR CEA naukowej PAN-CNRS Centre de Recherche Paul Pascal Porozumienie o współpracy naukowej PAN-CNRS Laboratoire de Photophysique Moleculaire (PICS) Porozumienie o współpracy naukowej PAN-CNRS Laboratoire d'electrochimie et Chimie Analytique, Universte Paris VI Porozumienie o współpracy naukowej PAN-CNRS Francja Institut de Recherche Interdisciplinaire (IRI) Porozumienie o współpracy naukowej PAN-CNRS University of P. and M.Curie, Lab. de Physique Porozumienie o współpracy Theoretique de la Materie naukowej w ramach programu Condensee POLONIUM Ecole Normale Superieure de Cachan, Laboratoire Porozumienie o współpracy de Photonique Quantique naukowej w ramach programu et Moleculaire POLONIUM Uniwersytet P. et M. Curie w Paryżu, Lab. Physique Theoretique Materie Condensee Laboratoire d'electrochimie et Chimie Analytique, Universte Paris VI Porozumienie o współpracy naukowej w ramach programu POLONIUM Porozumienie o współpracy naukowej w ramach programu POLONIUM Francja Institut de Chimie et des Materiaux de Paris Est - ICMPE Porozumienie o współpracy naukowej w ramach programu POLONIUM Hiszpania Lab. d'electrochimie et de Physicochimie des Materiaux et des Interfaces Program Ecconet (finansowany przez Ministerstwo Spraw Zagranicznych Francji) Instituto de Quimica Fisica Rocasolano, CSIC Porozumienie o współpracy naukowej PAN-CSIC od

38 Rosja RPA Tajwan Instytut Chemii Roztworów RAN, Iwanowo Institute of Solid State Physics RAS, Chernogolovka Instytut Chemii Nieorganicznej im. A.W.Nikołajewa, Syberyjski Oddział RAN Unwersytet Stellenbosch, Wydział Chemii National Taiwan University, Taipei National Cheng Kung University Protokół do Porozumienia o współpracy naukowej między PAN i RAN Protokół do Porozumienia o współpracy naukowej między PAN i RAN Protokół do Porozumienia o współpracy naukowej między PAN i RAN Umowa międzyrządowa Polska-RPA Porozumienie między PAN a Narodową Radą Naukową Taipei International Centre for Astronomical, Medical and Ecological Research, Kyiv Ukraina SSI "Institute for Single Crystals", Kharkiv Porozumienie o współpracy naukowej między PAN i NANU Institute of Condensed Matter Physics, Lviv Institute of Nuclear Research ATOMKI, HAS Porozumienie o współpracy naukowej między PAN i WAN Węgry Institute of Nuclear Research ATOMKI, HAS Porozumienie o współpracy naukowej między PAN i WAN Badawczy Instytut Fizyki Technicznej i Materiałoznawstwa WAN, Budapest Porozumienie o współpracy naukowej między PAN i WAN Włochy Universty Milano Umowa międzyrządowa Polska-Włochy Informacja o zawartych i realizowanych przez jednostkę umowach dotyczących wykonania zadań badawczych na rzecz podmiotów działających w Polsce lub za granicą. 38

39 Lp Rodzaj projektu Kierownik projektu Tytuł projektu 39 Okres realiz. (rok od-do) a) krajowe projekty badawcze własne tzw."granty" (finansowanie MNiSW) 1. Dr inż. A. Bielajewska Ocena wpływu środowiska na rozróżnienie molekularne związków biologicznie czynnych, w tym enancjonerów, na sztucznych błonach biologicznych w chromatografii cieczowej i elektroforezie kapilarnej wzbudzonych układów z wiązaniem wodorowym Doc.dr hab. J.Herbich Struktura, dynamika i reaktywność elektronowo 3. Dr R. Luboradzki Projektowanie i badanie nowych małocząsteczkowych czynników żelujących oraz tworzonych przez nie żeli. 4. Prof. dr hab. H. Badanie naprężonych cyklofanów o nietypowej Dodziuk budowie przestrzennej za pomocą obliczeń kwantowych 5. Dr hab. M. Fiałkowski oraz pomiarów widm NMR I UV Synteza funkcjonalizacja nanocząsteczek kadmowoselenowych jako próbników fotoluminescsncyjnych w pomiarach fizykochemicznych płynów złożonych. 6. Dr hab. M. Fiałkowski Samoorganizacja naładowanych nanocząstek w dwóch i trzech wymiarach. 7. Prof. dr hab. M. Opałło Elektrody modyfikowane cieczami jonowymi. 8. Dr J. Sobczak Zagadnienia metrologiczne analizy powierzchni związków półprzewodnikowych za pomocą spektroskopii elektronowych AES i XPS. 9. Prof. dr hab. J. Waluk Spekroskopia, fotochemia i fotofizyka w środowiskach niejednorodnych. 10. Prof. dr hab. A. Ciach Przewidywanie struktury nanomateriałów w oparciu o teorię wychodzącą z pierwszych zasad. 11. Dr hab. W. Góźdź Mezoskopowa teoria nanomateriałów inspirowanych układami biologicznymi 12. Dr hab. inż. J. Zachowania fazowe i dynamika w roztworach Gregorowicz polimerów dendrycznych 13. Doc. dr hab. inż. R. Nowakowski Korelacja procesów powierzchniowych i objętościowych w przemianie metalicznych wodorków metali ziem rzadkich w trójwodorki o charakterze półprzewodnikowym - zjawisko przełączalnych zwierciadeł metalicznych 14. Dr M. Pietrzak Sprzężenie spektrometrii NMR z fotolizą laserową jako nowatorskie narzędzie w badaniach reakcji fotochemicznych oraz dynamiki molekularnej, ze szczególnym uwzględnieniem reakcji przeniesienia

40 protonu 15. Dr hab. A. Zastosowanie katalizatorów palladowych osadzonych Borodziński na nanorurkach i innych nośnikach węglowych do elektroutleniania kwasu mrówkowego w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych 16. Dr hab. B. Lesiak- Orłowska Badanie właściwości fizykochemicznych czystych i modyfikowanych wielościennych nanorurek węglowych 17. Dr inż. J. Niedziólka Elektrochemicznie generowany proces zol-żel na granicy trzech faz Prof. dr hab. Z. Mono- i bimetaliczne katalizatory reakcji Karpiński wodoroodchlorowania związków organicznych Doc. dr hab. R. Kołos Spektroskopia i astrochemia cyjanoacetylenów wraz z pochodnymi, izomerami, rodnikami jonami i związkami metaloorganicznymi 20. Dr inż. I. Justyniak Kompleksy alkilowe metali grupy 13 (Al.,Ga, In) stabilizowane ligandami karboksylanowymi i amidowymi Doc dr hab. M. Góral Przewidywanie wzajemnej rozpuszczalności w wodnych układach estrów i chlorowcowych pochodnych weglowodorów Prof. dr hab. M. Janik-Czachor Kształtowanie i charakteryzowanie struktur metalicznych (Ag, Au, Cu) osadzonych na nanoporowatych podłożach TiO2/Ti o specyficznych właściwościach adsorpcyjnych Doc dr hab. J. Sepioł Fototautomeria, tunelowanie i selektywność modowa w układach z wiązaniem wodorowym - badania w naddźwiękowych wiązkach molekularnych Dr hab. Janusz Stafiej Symulacje numeryczne powstawania i samoorganizacji nanoporów w anodyzowanych warstwach tlenku glinu oparte na prostych modelach mezoskopowych projekty badawcze promotorskie (finansowanie MNiSW) 1. Prof. dr hab. T. Zakroczymsk Wnikanie wodoru do żelazapokrytego powłoką ZrO Mgr W. Nogala Jednokomorowe bioogniwo tlenowo-cynkowe pracujące w warunkach zblizonych do fizjologicznych Projekty celowe Projekty rozwojowe Projekty zamawiane 1. Dr A.Listkowski POL-POSTDOC III Synteza i właściwości fotoluminescencyjne potrójnych kompleksów lantanowcowych, pochodnych pirazolu z fosfinotlenkami Dr inż. I. Czerski POL-POSTDOC III Wydajna synteza i właściwości fotoluminescencyjne pochodnych porficenu jako potencjalnego prekursora dla fotodynamicznej terapii

41 nowotworów. 3. Dr inż. I. Czerski POL-POSTDOC III Wydajna synteza i właściwości fotoluminescencyjne pochodnych porficenu jako potencjalnego prekursora dla fotodynamicznej terapii nowotworów Projekty wspolfinansowane z funduszy skrukturalnych 1. Prof. dr hab. R. Hołyst Kwantowe nanostruktury półprzewodnikowe do zastosowań w biologii i medycynie - Rozwój i komercjalizacja nowej generacji urządzeń diagnostyki molekularnej opartych o nowe polskie przyrządy półprzewodnikowe Urządzenie laserowe do femtosekundowej mikroobróbki materiałów Cukry jako surowce odnawialne w syntezie produktów o wysokiej wartości dodanej Krajowe Laboratorium Multidyscyplinarne Nanomateriałów Funkcjonalnych Prof. dr hab. Cz. Radzewicz Prof. dr hab. J Lipkowski 4. Doc. dr hab. P Garstecki inne 1. Doc. dr hab. P. Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej -program Powroty Garstecki (Homing) 2. Prof. dr hab. R. Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej - "Fizykochemia Hołyst inspirowana biologią i nanotechnologią" (Subsydium profesorskie) 3. Dr hab. P.Gierycz Nanoinżynieria enzymatyczna selektywnie przepuszczalnych membran Prof. dr hab. W. Nanomateriały do zastosowania w sensorach, katalizie Kutner i nowopowstających technologiach Prof. dr hab. A. Kapturkiewicz 6. Doc. dr hab. P. Garstecki 7. Prof. dr hab. R. Hołyst 8. Doc. dr hab. Kinga Suwińska 9. Mgr Oksana Pietraszkiewicz "Rozwoj n-przewodzacych materialow polimerowych mogacych byc alternatywa dla rozpuszczalnych pochodnych C60 oraz ich zastosowanie w organicznych ogniwach slonecznych" Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej Program TEAM - Droplet Microfluidics Fundamentals and Applications. Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej Program TEAM From nano to macroscale: motion of proteins, protein charge ladders and nanoparticles in complex liquids and diffusion limited reactions in crowded environment Inżynieria powierzchni supramolekularnych do wysoko wydajnej kontroli polimorfizmu składników aktywnych farmaceutycznie (SupraSurph) Luminofory spułapkowane we wnękach jako podstawa nowoczesnych materiałow fotonicznych: kształcenie młodych naukowców 10. Prof. dr hab. A. Ciach Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej Program MPD - International PhD Studies at the Institute of Physical

42 b) zagraniczne 1. Doc. dr hab. A. Kapturkiewicz 2. Prof. dr hab. W. Kutner Chemisty PAS. Fundamental research with applications in bio- and nanotechnology and information processing 6. Program Ramowy UE - Development of n-type polymer materials used as alternative to soluble C60 derivatives and their use in organic solar cells (SolarNtype) Program Ramowy UE - Nanomaterials for Application in Sensors, Catalysis and Emerging Technologies (NASCENT) 3. Dr K. J. Rudziński 6. Program Ramowy UE - Atmospheric Composition Change, The European Network of Excellence (ACCENT) 4. Doc. dr hab. A. Kapturkiewicz 5. Doc. dr hab. P. Garstecki 6. Prof. dr hab. M. Pietraszkiewicz 7. Mgr Oksana Pietraszkiewicz 8. Doc. dr hab. P. Garstecki 9. Doc. dr hab. Kinga Suwińska 10. Dr inż. R. Szmigielski 11. Dr inż. J.C. Colmenares Quintero 12. Prof. dr hab. J. Górecki Program Ramowy UE - Development of n-type polymer materials used as alternative to soluble C60 derivatives and their use in organic solar cells (SolarNtype) Ingeniatrices Technologias - "Electro-Flow-Focusing Technological Platform" - "The research conducted in cooperation with Ingeniatrics Technologias aims at the development of a technology based on electro-flowfocusing method for formation of droplets and particles, that can be used for formulation of pharmaceutical compounds". COST Action D38 - Metal-Based Systems for Molecular Imaging Applications - Workgroup OIW Optical Imaging, Team OIW-6 7. PR UE - Cavity-confined Luminophores for Advanced Photonic Materials: A Training Action for Young Researchers (FINELUMEN) HFSP(Human Frontier Science Program Organization) Identifying and characterizing bacterial cytoskeletal elements and small molecules that target them ERA-NET MNT Engineered Supramolecular Surfaces for High-Throughput Polymorphism Control of Active Pharmaceutical Ingredients (SupraSurph) 7. PR UE - Laboratory study of in-cloud reactions of isoprene oxidation products with sulphate radicalanions by mass-spectrometric and kinetic analysis ; akronim projektu: ISOMASSKIN 7. PR UE - "Synthesis of novel nanostructured metalsupported photocatalysts: Characterization and promising. "Artificial Wet Neuronal Networks from compartmentalised excitable chemical media"

43 3. Informacja o umowach zawartych z innymi podmiotami o stałe lub wieloletnie świadczenie na ich rzecz usług badawczych. Działalność Zakładu Chemipan IChF PAN jest w całości finansowana ze sprzedaży syntetyzowanych związków chemicznych (np. feromonów). Zatrudniamy w tym zakładzie 47 osób w całości finansowanych z zysków i dlatego nie występują one w ankiecie jednostki związanej z dotacją statutową. Dodatkowo by nie mieszać dotacji statutowej i sprzedaży Chemipanu prowadzona jest w tym celu odrębna księgowość. Zakład ten prowadzi głównie działalność wdrożeniową, a ta wymaga znacznych środków, które przekraczają możliwości związane z dotacją statutową. Działalność Zakładu w roku 2009 to przede wszystkich: a) ochrona roślin i środowiska naturalnego - produkcja dyspenserów feromonowych, pułapek i elementów pułapek b) produkcja związków chemicznych, głównie na eksport c) wytwarzanie wzorców chromatograficznych i refraktometrycznych d) działalność usługowa pracowni analitycznej dla odbiorców zewnętrznych e) poszukiwania nowych feromonów i form dyspenserów dla kontrahentów zagranicznych i dla instytucji badawczych w kraju f) prace badawczo-rozwojowe wykonywane na podstawie umów z firmami krajowymi W ramach działalności dotyczącej punktu pierwszego wytworzono i dostarczono krajowym służbom ochrony lasu (w ramach czteroletniej umowy przetargowej zawartej w grudniu 2006, stan na ): Dyspensery feromonowe o wartości PLN netto Pułapki i elementy pułapek o wartości PLN netto Lasolep (528 L) o wartości PLN netto Łączna wartość netto sprzedaży w umowie przetargowej wyniosła PLN. Dla krajowych odbiorców indywidualnych dostarczono: Dyspensery feromonowe do ochrony lasu oraz sadów i upraw za sumę PLN netto Pułapki i elementy o wartości PLN netto Lasolep (1037 L) za PLN netto Łączna wartość netto sprzedaży dla odbiorców indywidualnych wyniosła PLN. Dla odbiorców zagranicznych z Austrii, Litwy, Grecji, Ukrainy, USA i Szwecji wykonano dyspensery i pułapki wartości PLN (przeliczone po kursie z dnia sprzedaży). Największym odbiorcą zagranicznym była ponownie firma WITASEK GmBH z Austrii (ponad 85% całego eksportu feromonów i pułapek). Łączna wartość sprzedaży produktów z punktu a) wyniosła PLN (78 % wartości całkowitej sprzedaży). W ramach działalności związanej z punktem b) otrzymano w 2009 roku 170 zamówień z ok. 20 firm z całego świata na związki chemiczne w ilościach od 20 mg do 100 kg. Do zrealizowano zamówienia wartości PLN netto (13.5 %. wartości całkowitej sprzedaży). We współpracy z firmą Promochem wykonano wzorce chromatograficzne i refraktometryczne (działalność w ramach punktu c) o wartości PLN (1.7 % sprzedaży). 43

44 Prowadzono również działalność usługową dla odbiorców zewnętrznych (punkt d). Wykonano pomiary analityczne na sumę 2350 PLN. Ten rodzaj usług jest z roku na rok coraz mniejszy (poniżej 0.1 % sprzedaży). Kolejną dziedziną działalności (punkt e) Zakładu Doświadczalnego Chemipan były prace badawcze dotyczące poszukiwania nowych feromonów lub nowych formulacji dyspenserów. Na zamówienie firmy Witasek wykonano nowe dyspensery feromonowe dla szkodników: dla Pandemis heparana szt. dla Grapolita molesta szt. dla Pityokteines spinidens - 20 szt. dla Monochamus galloprovincialis (3 wersje), łącznie 2850 szt. W ramach współpracy naukowej z Instytutem Badawczym Leśnictwa wykonano dyspensery doświadczalne: dla pędraków chrabąszczy Melolontha melolontha i M. hippocastani (nowa koncepcja zwalczania, 12 wersji) łącznie 700 szt. dyspensery doświadczalne dla czterooczaka Ips amitinus - 20 szt. Na podstawie umów z firmami i instytucjami krajowymi (punkt f) zrealizowano następujące prace: Przeprowadzenie reakcji utleniania wielościennych nanorurek węglowych za pomocą stężonego kwasu azotowego i stężonego kwasu siarkowego oraz mieszaniny tych kwasów. Zleceniodawcą była Politechnika Warszawska, wartość umowy PLN netto. Dla firmy Adamed w ramach dwóch umów zoptymalizowano dla skali półtechnicznej i wykonano syntezy dwóch pochodnych cukrowych: 6-O- Acetylo-2-azydo-3-O-benzylo-2-deoksy-D-glukopiranozydu metylu (2-O-benzoilo-3-O-benzylo-1-thiofenyl-α-L-idopyranuronian)-zydu metylu jako komponentów leków typu heparyny. Łączna wartość obu umów PLN netto. Szczególnie wymagająca była druga z nich, po 11-etapowej syntezie otrzymano ponad 100 g końcowego związku o czystości 99%. Łączna wartość umów badawczych to PLN netto (6.7 % sprzedaży). Opracowaliśmy technologie syntezy E-oktadecenolu i wykonalismy 10 kg tego związku dla holenderskiej firmy Wageningen UR Plant Sciences Group, przy umowie sprzedaży o wartości EUR. Substancja ta jest wykorzystywana do zwalczania mola ubraniowego i jest, składnikiem kompozycji wabiącej. Opracowaliśmy technologię syntezy 2, 7, 12, 17-tetra-tert-butyloporficenu i perdeuteroporficenu, synteza odpowiednio 10 g i 1.5 g. Słowami kluczowymi przypadku zastosowań są: synteza chemiczna, porfiryny i porficeny, terapia fotodynamiczna, fotosensybilizatory. Zastosowaniem tych substancji jest fotodynamiczna terapia dla nowotworów skóry. Podsumowując, w roku 2009 wartość sprzedaży wyrobów i prac badawczych ZD Chemipan (stan na ) wyniosła PLN przy zatrudnieniu 47 osób. 4. Wykaz zadań badawczych przewidzianych do finansowania z dotacji w roku 2011 (kolorem niebieskim zaznaczono w tabeli nowe tematy nr 1 i 13). 44

45 W związku z reformą w sektorze nauki zapowiedzianej przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego postanowiliśmy przygotować Instytut Chemii Fizycznej PAN do nowych wyzwań. Ponieważ sztywna struktura administracyjna (podział IChF PAN na zakłady naukowe) nie daje możliwości elastycznego reagowania na zmieniające się zapotrzebowanie na badania naukowe i prace wdrożeniowe dokonaliśmy w roku 2009 istotnych zmian w sposobie zorganizowania badań naukowych i prac wdrożeniowych w IChF PAN. Instytut został podzielony na 30 zespołów tematycznych, które średnio skupiają po 7 osób. Liczba 7 jest optymalna dla badań fizykochemicznych na świecie ( zarówno duże grupy w Instytutach Maxa Plancka jak i na Harvardzie maja z reguły podgrupy 7 osobowe kierowane przez liderów projektów). Utworzenie zespołów tematycznych ułatwia i przyspiesza karierę naukową młodych naukowców. Kariera naukowa nie polega na uzyskaniu stopni i tytułów naukowych, ale na możliwość realizacji większej liczby problemów badawczych. Tylko prowadzenie zespołu badawczego daje realną szansę na rozwój naukowy młodego i bardzo zdolnego naukowca. Wprowadzenie zespołów tematycznych pozwala na prostą i przejrzystą konstrukcje budżetu Instytutu. Pozwala także na prostsze zarządzanie badaniami naukowymi i łatwe tworzenie nowych tematów badawczych. Zamykanie zespołów tematycznych i ich tworzenie nie wiąże się z koniecznością zmiany statutu lub regulaminu Instytutu. Poniższa tabela podaje 30 zadań badawczych jeden zespół naukowy realizuje jedno zadanie badawcze. Lp. Zadanie badawcze Przewidywany koszt dofinansowania z dotacji (zł) Kontynuowane/nowe 1 Reakcje i procesy fizykochemiczne indukowane ciśnieniem 2 Warstwy molekularne Krystalochemia związków inkluzyjnych Tranzycjometria procesów w stanach ekstremalnych 5 Zachowania fazowe i dynamika w roztworach polimerów 6 NMR ciała stałego dynamika molekularna i dynamika wiązania wodorowego 7 Termodynamika dla ekologii procesy regulacyjne 8 Struktura a selektywność inkluzyjnych kompleksów supramolekularnych 9 Kompleksy koordynacyjne i materiały funkcjonalne Fizykochemia miękkiej materii Techniki mikroprzepływowe i samoorganizacja w płynach złożonych 45

46 12 Synteza nanocząstek, tworzenie i charakteryzacja nanostruktur Fizykochemia układów złożonych Badanie zjawisk nieliniowej dynamiki chemicznej. 15 Struktura a właściwości katalityczne silnie zdyspergowanych metali na nośniku. 16 Struktura nanokryształów i jej dynamika wyzwalana reakcją chemiczną na powierzchni. 17 Modelowanie w zakresie fizykochemii aerozoli Wodór elektrolityczny w procesach korozji oraz jego wytwarzanie i magazynowanie jako nośnika energii 19 Charakterystyka procesów fizykochemicznych zachodzących w obszarze kilku warstw atomowych przy powierzchni ciał stałych 20 Wysokorozdzielcza (SAM, AES, SEM) i elektrochemiczna charakterystyka materiałów funkcjonalnych i konstrukcyjnych 21 Badanie oddziaływań międzycząsteczkowych metodami spektroskopowymi i mikroskopią STM/AFM 22 Rozwój teorii cieczy w zastosowaniu do predykcji równowag fazowych i tworzenia baz danych rekomendowanych 23 Elektrody modyfikowane o potencjalnym zastosowaniu w czujnikach i ogniwach 24 Zjawiska złożone, procesy nierównowagowe i przetwarzanie informacji przy wykorzystaniu reakcji chemicznych. 25 Astrochemia laboratoryjna: Fotochemia, astrochemia oraz spektroskopia oscylacyjna i elektronowa cząsteczek z rodziny cyjanoacetylenów 26 Fotoelektronika Organiczna: Jedno- i wielordzeniowe kompleksy lantanowców jako emitery dla diagnostyki biomedycznej 27 Ultraszybkie techniki laserowe: metody wytwarzania impulsów o dużych mocach szczytowych; pomiary kinetyczne o wysokiej czasowej zdolności rozdzielczej 28 Fotoindukowane procesy przenoszenia ładunku: badania procesów przenoszenia elektronu i fototautomeryzacji w fazach skondensowanych i w warunkach izolacji w naddźwiękowych wiązkach molekularnych Fotofizyka i spektroskopia układów

47 fotoaktywnych: struktura i reaktywność układów z wiązaniami wodorowymi 30 Konwersja energii w procesach przeniesienia ładunku Zadania wspomagające badania Kształcenie na poziomie studiów uniwersyteckich i doktoranckich. 32 Import czasopism i baz naukowych Współpraca naukowa i naukowo-techniczna z zagranicą wynikająca z umów międzyrządowych w zakresie wymiany osobowej. 34 Popularyzacja nauki i promocja Instytutu Wdrożenia i patenty Razem Uzasadnienie podjęcia nowych zadań badawczych oraz wnioskowanych nakładów na ich realizację. W 2010 roku zamykamy dwa tematy badawcze w związku z przejściem kierowników tych tematów na emeryturę: zadanie 1. Wysokie ciśnienia w badaniach własności materii i syntezach nowych materiałów (prof. dr hab. Stanisław Filipek) oraz zadanie 13. Kwantowomechaniczne badanie molekuł i metali (prof. dr hab. Andrzej Holas). Wyjaśnienie: IChF PAN od dawna zajmował się badaniami w obszarze wysokich ciśnień układów metalicznych w atmosferze gazowego wodoru, których pionierem był prof. B. Baranowski. Tematyka ta była uprawiana w Zakładzie od niemal pół wieku i zaowocowała wieloma istotnymi osiągnięciami naukowymi a prof. Baranowski do dziś uchodzi za światowej klasy autorytet w tej dziedzinie. W dziedzinie techniki wysokociśnieniowej jesteśmy znaczącym partnerem o czym może świadczyć współpraca międzynarodowa i sprzedaż aparatury naukowej do wielu ośrodków w kraju i na świecie. Dlatego chcemy zachować szeroko rozumiane badania wysokociśnieniowe w naszym Instytucie. Jednakże z biegiem lat tematyka badań podstawowych układów metal-wodór, który był realizowany w ramach zamykanego zadania 1 straciła na atrakcyjności, a dotychczasowe próby jej ożywienia problematyką magazynowania wodoru dla celów energetyki czy transportu samochodowego nie dają podstaw do optymizmu w tej kwestii. Dlatego też tematyka ta jest zamykana i ograniczana do możliwości wykorzystania aktualnie stosowanych technik do badań własności materii i syntez nowych materiałów. W roku 2011 zamierzamy przeprowadzić istotną modernizacje warsztatu badawczego i dostosowanie aktualnych możliwości do nowych projektów badawczych. Tak narodziło się opisane poniżej zadanie nr 1 Reakcje i procesy fizykochemiczne indukowane wysokimi ciśnieniami, które odchodzi od starej tematyki niemniej bazuje na warsztacie naukowym już istniejącym w Instytucie. Zamykamy także zadanie teoretyczne Kwantowo-mechaniczne badanie molekuł i metali, a w jego miejsce proponujemy zadanie również teoretyczne Fizykochemia płynów złożonych. 47

48 Uzasadnienie i plany badań w ramach dwóch nowych zadań: Zadanie nr 1 Reakcje i procesy fizykochemiczne indukowane ciśnieniem.(prof. dr hab. Marek Tkacz) W ostatnich kilku dekadach jesteśmy świadkami istotnego rozwoju badań wysokociśnieniowych, które znacznie poszerzyły i doprecyzowały nasze zrozumienie własności różnych materiałów poddanych wysokiej kompresji. Na potrzeby tych badań rozwinięto cały szereg technik badawczych, zwłaszcza rentgenowskich i optycznych. Rezultaty tych badań można obserwować w wielu dziedzinach nauki, począwszy od nauki o Ziemi, astronomii do badań podstawowych w fizyce, chemii, syntezach nowych materiałów do biofizyki i biochemii gdzie szukano odpowiedzi na możliwości funkcjonowania życia biologicznego w warunkach wysokich ciśnień. Na Rysunku 1 przedstawiono dynamikę rozwoju badań wysokociśnieniowych, która pokazuje że wzrost liczby publikacji w tej dziedzinie badań jest generalnie większy od całkowitego wzrostu liczby publikacji w literaturze naukowej. W tym kontekście badania wysokociśnieniowe stają się ważnym elementem programów badawczych wielu ośrodków naukowych na całym świecie z pozytywnymi perspektywami na przyszłość. Rys.1. Porównanie dynamiki wzrostu liczby publikacji dotyczących badań wysokociśnieniowych z całkowita liczbą publikacji naukowych( SCI/WOS search) M. Marx, K, Syassen (MPI for SSR, Stuttgart), DAC- prace z zastosowaniem kowadełek diamentowych. Wprowadzimy nowy typ kowadełek diamentowych, które pozwolą na rozszerzenie zakresu ciśnień na obszar megabarowy. We współpracy z wysokociśnieniową grupą badawczą MPI w Mainz wykonaliśmy konstrukcje kowadełek do generowania ciśnień nawet powyżej 200 GPA. Aktualnie elementy konstrukcji wysłano do powierzchniowego utwardzenia azotkiem tytanu do RFN. Rys.2 48

49 Przygotujemy zestaw aparaturowy do pomiarów przewodnictwa elektrycznego w kowadełkach diamentowych. Przeprowadzimy pomiary dla wybranych trójwodorków ziem rzadkich, dla których teoretyczne obliczenia wskazują na możliwość metalizacji a nawet wysokotemperaturowego nadprzewodnictwa (P.J. Kelly, J.P. Dekker, R. Stumpf, Phys. Rev. Lett. 78 (1997)1315, R. Ahuja, B. Johansson, J.M. Mills, O Eriksson, Appl. Phys.Lett. 71 (1997) 3497) pod wysokim ciśnieniem. Przykład pomiaru oporu w kowadełkach diamentowych i metalizacji jest pokazany na Rys.2. Rys. 3. (M.P. Pasternak at all. Phys. Rev. Letters 82, 4663 (1999) Dostosujemy spektrometr ramanowski do badań w kowadełkach diamentowych poprzez zastosowanie odpowiedniej optyki ( beamsplitter,kamera video etc.) celem umożliwienia obserwacji obszaru próbki, z którego zbierany jest sygnał ramanowski. Badania te pozwalają na szybką detekcję przejść fazowych oraz na określenie dynamiki sieci krystalograficznej badanych materiałów. Dotychczas pomiary te wykonywano w obcych ośrodkach. 49

50 (Raman shift) (cm -1 ) Pressure (GPa) Rys.4 Efekt Ramana podczas wzrostu ciśnienia dla γ-alh 3 ( M. Tkacz et al. J. Raman Spectrosc ) Zamierzamy zmodernizować zestaw do rentgenowskiej analizy strukturalnej w kowadełkach diamentowych metodą dyspersji energii poprzez zakup nowoczesnego systemu naboru danych ( Tukan 8K, Instytut Problemów Jądrowych, Zakład Detektorów i Elektroniki Jądrowej). Ot Wykonamy wstępne badania wpływu modyfikacji powierzchni wybranych metali spowodowanej tworzeniem się faz wodorkowych na wzmocnienie sygnału SERS. Chociaż metale przejściowe takie jak pallad i nikiel nie dają widocznego wzmocnienia efektu Ramana, to oczekujemy, że ich wodorki, które posiadają strukturę elektronową zbliżoną odpowiednio do srebra i miedzi mogę takie wzmocnienie dawać. Oczekujemy znacznych efektów, zwłaszcza przy zastosowaniu próbek metalicznych o strukturach nanometrycznych. Ważniejsze publikacje: 1. Tkacz M, Palasyuk T, Graetz J, Saxena S.High-pressure Raman spectroscopy study of alpha and gamma polymorphs of AlH3 J Raman Spectros. 39 (7): , Paul-Boncour V, Filipek S M, Wierzbicki R, André G, Bourée F, Guillot M, Structural and magnetic properties of DyMn 2 D 6 synthesized under high deuterium pressure, J. Phys.: Condens. Matter 21 (2009) Kuo HT, Liu RS, Filipek SM, Wierzbicki R, Sato R, Chan CL, Yang HD and Lee JF, Characterization of Discharging Behavior of Hydrogen Storage Material with Laves Phase of (Ti1-xZrx)Co2.00 (0 < x <1) System Formed Under High Hydrogen Pressure, Inorg. Chem. 2009, 48, Antonov VE, Efimchenko VS, Tkacz M. Phase Transitions in the Water-Hydrogen System at Pressures up to 4.7 kbar J Phys Chem B 113 (3): , Filipek S.M, Paul-Boncour V.,. Kuriyama N., Takeichi N., Tanaka H., Liu R-S., Wierzbicki R., and Sato R., Hydrides of Laves phases intermetallic compounds synthesized under high hydrogen pressure, Solid State Ionics, 181 (2010)

51 Zadanie nr 13 Fizykochemia płynów złożonych(dr hab. Wojciech Góźdź) W ramach tego zadania będziemy modelować układy membran biologicznych, tworzyć modele statystyczne układów jonowy. Zamierzamy rozwijać teorie pozwalające na ilościowe przewidywania rozkładu przestrzennego składników i ich dyfuzji w obrębie membrany oraz kształtu i własności mechanicznych wieloskładnikowych pęcherzyków, w zależności od parametrów opisujących własności materiałowe i czynniki zewnętrzne. Model teoretyczny z jednej strony pozwala na wyeliminowanie wielu czynników istniejących w układach biologicznych i poznanie roli pozostałych wybranych czynników, z drugiej strony pozwoli na projektowanie syntetycznych pęcherzyków o pożądanych własnościach. Adekwatnym opisem interesujących nas własności pęcherzyków jest opis mezoskopowy zaproponowany przez Helfricha, gdzie różnym składnikom przypisywane są mezoskopowe parametry fenomenologiczne charakteryzujące spontaniczną krzywiznę dwuwarstwy i jej sztywność względem zginania. W wielu przypadkach model ten poprawnie odtwarza wyniki eksperymentów. Zamierzamy badać zjawiska charakterystyczne dla wieloskładnikowych membran biologicznych. Niezwykle interesujące są zjawiska, w których składniki separują się co powoduje zmianę właściwości membrany. Dzięki rozwojowi technik eksperymentalnych możliwe jest nie tylko zaobserwowanie zmian kształtu membrany spowodowanych separacją ale również precyzyjne zlokalizowanie obszarów na powierzchni membrany zajmowanych przez różne składniki. Zamierzamy badać jak wpływa dyfuzja składników w membranie na zmianę właściwości membrany, np. jak zmienia się kształt membrany podczas dyfuzji makrocząsteczek na jej powierzchni. Ponadto zamierzamy badać separację składników wywołaną przez różnicę w średniej krzywiźnie powierzchni. Energia pęcherzyka osiąga minimum jeśli jeden ze składników jest umieszczony na powierzchni o małej krzywiźnie, a drugi ze składników na powierzchni o dużej średniej krzywiźnie. Na Rys. 1 przedstawione zostało zjawisko fizyczne, pokazujące mieszanie i separację składników w zależności od objętości zredukowanej pęcherzyka. Wraz ze zmianą objętości zredukowanej zmienia się krzywizna lokalna na powierzchni membrany co powoduje mieszanie się i separowanie się składników. Rys. 1 Separowanie się składników w membranie lipidowej spowodowane zmianą objętości zredukowanej pęcherzyka lipidowego. Wartość koncentracji składników jest zobrazowana przez kolor, gdzie kolor niebieski oznacza 100% jednego składnika, kolor czerwony 100% drugiego składniki pozostałe kolory oznaczają pośrednie wartości koncentracji. Zbadamy struktury kubosomów w oparciu o mezoskopową teorię Landaua-Ginzburga. Zamierzmy zbadać strukturę małych kubosomów obliczonych przez minimalizację odpowiedniego funkcjonału energii swobodnej. Chcielibyśmy zbadać jak zmienia się topologia otrzymanych kubosomów w zależności od ich rozmiarów oraz od symetrii fazy dwuciągłej, z której powstały. Na Rys. 2 przedstawiony jest kubosom o prostej strukturze oraz komórka elementarna fazy dwuciągłej, w której taki kubosom może powstać. Symetrie kubosomu i fazy dwuciągłej są takie same. 51

52 Rys. 2. Komórka elementarna fazy dwuciągłej (lewa strona), kubosom powstały z fazy dwuciągłej o symetrii Pm3m (prawa strona). W układach biologicznych wiele procesów zachodzi w obrębie membrany lub wewnątrz organelli; ich przebieg istotnie zależy od struktury, tj. rozkładu przestrzennego różnego typu agregatów. Planowane jest badanie układów zawierających cząsteczki tworzące spontanicznie agregaty takie jak klastery, micele, monowarstwy lub dwuwarstwy w ramach termodynamiki statystycznej. Głównym celem jest badanie wpływu ścian ograniczających na zmiany strukturalne (rozkład przestrzenny i typ agregatów) w modelowych układach. Porównane będą sztywne i elastyczne ściany. Przykładem elastycznych ścian są membrany ograniczające pęcherzyki lub organelle. Badania prowadzone będą metodami analitycznymi, numerycznymi i za pomocą symulacji komputerowych. Większość układów biologicznych i tzw. miękkiej materii zawiera cząstki naładowane lub cząstki o oddziaływaniach silnie zależnych od orientacji np. cząstki których tylko jeden koniec tworzy wiązania wodorowe. Wielkość ładunku zmienia się od kilku do kilkuset tysięcy ładunków elementarnych, w zależności od rodzaju i rozmiarów cząstek. Ładunek ten ekranowany jest przez mikroskopowe jony, których rozkład może zależeć od rodzaju i stanu termodynamicznego rozpuszczalnika. Zmiany warunków termodynamicznych mogą modyfikować rozkład przestrzenny jonów, a w konsekwencji efekty ekranowania. Dzięki temu można w sposób odwracalny regulować efektywne oddziaływania między cząstkami a więc także ich rozkład przestrzenny i własności. Metodami mechaniki statystycznej konstruowane i analizowane będą modele mezoskopowe pozwalające na wyznaczenie oddziaływań efektywnych w roztworach o specyficznych własnościach, w tym w mieszaninach krytycznych płynów o istotnie różnych stałych dielektrycznych i różnych rozpuszczalnościach jonów. Dla modelowych potencjałów badane będą także rozkłady przestrzenne cząstek, w tym zjawiska agregacji. W celu wyznaczenia efektywnego potencjału badany będzie rozpuszczalnik zawierający jony pomiędzy dwiema naładowanymi ścianami np. powierzchniami cząstek koloidalnych. Długozasięgowe korelacje między fluktuacjami w pobliżu punktu krytycznego prowadzą do termodynamicznej siły Casimira działającej między ścianami ograniczającymi płyn, w szczególności między ścianami cząstek koloidalnych w roztworze. Siły Casimira znacząco zależą od temperatury i dlatego pozwalają na precyzyjne kontrolowanie oddziaływań między cząstkami i na sterowanie rozkładem tych cząstek. Dotychczasowa teoria sił Casimira jest ograniczona do układów obojętnych, tymczasem powierzchnia cząstek koloidalnych jest na ogół naładowana. Zamierzamy rozwinąć teorię Landaua uwzględniającą obecność neutralizujących jonów w roztworze. Wpływ rozkładu ładunków na wielkość siły Casimira 52

53 między ścianami ograniczającymi płyn wyznaczany będzie w ramach różnych przybliżonych metod. Wyniki porównywane będą z wynikami eksperymentów. Ważniejsze publikacje: 1. Góźdź, W. " Diffusion of Macromolecules on Lipid Vesicles ", Langmuir, 74(21), , Gozdz W.T. " Shape transformations of vesicles built of amphiphilic molecules ", Biophys. Rev. Lett., 3(3), , Ciach A., Gozdz W.T., Stell G. " Field theory for size- and charge-asymmetric primitive model of ionic systems: Mean-field stability analysis and pretransitional effects ", Phys. Rev. E, 75(5), , Gozdz W.T., " Deformations of Lipid Vesicles Induced by Attached Spherical Particles ", Langmuir, 25, , A. Ciach, " Universal sequence of ordered structures obtained from mesoscopic description of self-assembly ", Phys.Rev.E, 78, ,

54 6. Uzasadnienie kontynuowania prowadzonych dotychczas zadań badawczych. Zadanie nr 2 Warstwy molekularne (prof. dr hab. Włodzimierz Kutner) Opracujemy i wykonamy w technologii polimerowego wdrukowania molekularnego (MIP), piezomikrograwimetrycznych (PM) chemosensorów selektywnych względem wybranych związków o znaczeniu biologicznym, takich jak leki, przenośniki energii, np. ATP i witaminy. Proponujemy opracowanie, we współpracy z prof. F. D'Souzą (Uniwersytet Stanowy w Wichita KS, U.S.A.) i z grupami prof. prof. P. R. Mussini i F. Scannicolò (Uniwersytet w Mediolanie, Włochy) chemosensorów PM, w technologii MIP, selektywnych względem ww. substancji (Schemat 1) z nowymi monomerami funkcyjnymi pochodnymi bis(bitienylo)metanu (Schemat 2). Opracowane z zastosowaniem tych chemosensorów nowe, selektywne metody oznaczania tych substancji będzie można wykorzystać do anliz ciekłych próbek pochodzenia biologicznego, np. płynów ustrojowych. Ponadto, w przemyśle farmaceutycznym, oznaczanie tych substancji w mieszaninie reakcyjnej zapewni bezpośrednią analityczną kontrolę ich produkcji. Co więcej, oznaczanie ATP umożliwi proste wykrywanie, na niskim poziomie stężeń, zanieczyszczeń bakteryjnych w próbkach np. produktów mleczarskich i innej żywności oraz w płynach ustrojowych, glebie, lub różnego pochodzenia osadach. OH HN HO OH NH H N S N NH 2 N HO Efedryna 1 NH 2 N N N O OHOH Fenylefryna 2 O O O O P O P O P OH OH OH OH Adenozyno-5'-trójfosforan H OH O 6 NH O OH Tiamina - witamina B1 HO HO N NH 2 N 7 N OH N + Nortriptylina 3 S OH NH HN H O S NH H Dezipramina 4 N N HO Ryboflawina - witamina B2 O NH O N OH OH NH OH OH O O HO OH Pramipeksol 5 O N NH 2 Niacyna - witamina B3 8 9 O O NH N OH N N N NH Kwas pantotenowy - witamina B5 10 Pirydoksyna - jedna z witamin B6 Biotyna - witamina B Kwas foliowy - witamina B9 Schemat 1. Wzory strukturalne analitów, dla których zamierzamy opracować i wykonać piezomikrograwimetryczne chemosensory w technologii polimerów wdrukowywanych molekularnie

55 S S R S S R = O O O O n O m n = 2, 3 m = 2, 3 O R = O O n n = 3, 4 m = 3, 4 m 14a 14b R = HO O R = CH 3 HN N R = H 3 C NH CH 3 HN CH 3 R = HN O NH R = NH O H 3 C CH 3 O Schemat 2. Wzory strukturalne proponowanych monomerów funkcyjnych. Ważniejsze publikacje: 1. Kutner, W., Pieta, P., Nowakowski, R., Sobczak, J. W., Kaszkur, Z., McCarty, A. L., and D Souza, F., Chem. Mater. 2005, 17, , Composition, structure, surface topography and electrochemical properties of electrophoretically deposited nanostructured fullerene films. 2. Noworyta, K., Marczak, R., Tylenda, R., Kutner, W., Chitta, V., D Souza, F., Langmuir 2007, 23, , " 'Two-point' assembling of Zn(II) and Co(II) metalloporphyrins derivatized with a crown ether substituent in the Langmuir and Langmuir-Blodgett films". 3. Pieta, P., Grodzka, E., Winkler, K., Warczak, M., Sadkowski, A., Zukowska, G. Z., Venukadasula, G. M., D Souza, F., Kutner, W., J. Phys. Chem. B 2009, 113, , "Conductive, capacitive and visco-elastic properties of a new composite of the C 60 -Pd conducting polymer and single-wall carbon nanotubes". 4. Pieta, P., Venukadasula, G. M., D Souza, F., Kutner, W., J. Phys. Chem. C 2009, 113, , "Preparation and selected properties of an improved composite of the electrophoretically deposited single-wall carbon nanotubes, electrochemically coated with a C 60 -Pd and polybisthiophene mixed polymer film". 5. Pietrzyk, A., Kutner, W., Chitta, R., D Souza, F., Sannicolò, F, Mussini P. R., Anal. Chem. 2009, 81, , "Melamine acoustic chemosensor based on molecularly imprinted polymer film". Zadanie nr 3 Krystalochemia związków inkluzyjnych(doc. dr hab. Kinga Suwińska) Otrzymamy kompleksy molekularne związków typu kaliksareny (gospodarz), zarówno rozpuszczalnymi jak i nierozpuszczalnymi w roztworach wodnych, ze związkami o znaczeniu biologicznym, w tym leków i feromonów (gość). Skrystalizujemy te kompleksy i zbadamy ich strukturę krystalicznej i molekularnej. Zbadamy oddziaływania gość-gospodarz w tego typu kompleksach molekularnych. Zbadamy strukturalne związki makrocykliczne typu kaliksareny z wbudowanymi fragmentami eterów koronowych oraz tworzone przez nie kompleksy z cząsteczkami 55

56 organicznymi (alkohole, nitryle, rozpuszczalniki organiczne, itp.) Zbadamy oddziaływania gość-gospodarz w tego typu kompleksach molekularnych. Zbadamy strukturalne związki heterocykliczne typu tioazyn o potencjalnym działaniu biologicznym i zastosowaniu medycznym. Ważniejsze publikacje: 1. Denekamp C., Suwinska K., Eichen Y., Salman H., Abraham Y., Ben Ari J. Anion binding properties of the tripyrrole methane group: a combined experimental and theoretical study. Chemistry - A European Journal (2007). 13, Buchalski P., Grabowska I., Kamińska E., Suwińska K. Synthesis and structures of 9- nickelafluorenyllithium complexes. Organometallics (2008). 27, Terekhova I. S., Manakov A. Yu., Soldatov D. V., Suwinska K., Skiba S. S., Stenin Y. G., Villevald G. V., Karpova T. D., Yunoshev A. S. Calorimetric and X-ray studies of clathrate hydrates of tetraisoamylammonium polyacrylates. J. Phys.Chem. B (2009). 113, Buchalski P., Kaminska E., Piwowar K., Suwinska K., Jerzykiewicz L., Rossi F., Laschi F., Fabrizi de Biani F., Zanello P. Nickelacyclic-cobaltocene vs. nickelacyclicnickelocene. synthesis, X-ray structures, electron transfer activity, EPR spectroscopy, and theoretical calculations. Inorg. Chem. (2009). 48, Danylyuk O., Suwinska K. Solid-state interactions of calixarenes with biorelevant molecules. Chem. Commun. (2009) Zadanie nr 4 Tranzycjometria procesów w stanach ekstremalnych (prof. dr hab. Stanisław Randzio) W poprzednich naszych pracach określiliśmy dokładnie przejścia pomiędzy stanami, w jakich znajdują się podwójne helisy amylopektyny w procesie żelatynizacji granulek skrobi w funkcji ciśnienia, temperatury i zawartości wody. Wykonanie podobnych badań z użyciem nadkrytycznego CO 2 z jednej strony poszerzy bardzo wiedzę na temat mechanizmu samych przejść i skomplikowanych diagramów fazowych takich układów, a z drugiej strony pozwoli określić rolę nadkrytycznego CO 2 w wielu procesach, gdzie żelatynizacja skrobi jest ważnym etapem kontrolującym otrzymywanie produktów o żądanych własnościach, szczególnie jeżeli chodzi o ich mikrostrukturę, np. w nowoczesnym przemyśle farmaceutycznym, czy spożywczym, zwłaszcza z użyciem ekstruderów. Wykonanie takich badań wymaga zastosowania niezwykle dokładnych i czułych układów pomiarowych oraz dozujących nadkrytyczny CO 2, co spełniają jedynie opracowane przez nas tranzycjometry skaningowe. Kolejnym tematem w ramach zadania jest właściwego wykorzystania nanorurek węglowych (CNTs) jako wypełniacza kompozytów polimerowych i metalicznych. W tym celu chcemy opracować prosta i skuteczną metodę dyspersji splątanych nanorurek węglowych w ośrodkach ciekłych oraz stabilizację takich zawiesin. Zagadnieniem najistotniejszym jest tutaj właściwa fizykochemiczna funkcjonalizacja nanomateriału węglowego, niezbędna do rozseparowania pojedynczych obiektów nanowęglowych. Funkcjonalizacja CNTs bedzie prowadzona metodami chemicznymi (przyłączanie różnych grup chemicznych) i fizycznymi (oddziaływanie plazmy wodorowo-węglowodorowej) na CNTs. 56

57 Schemat działania tranzycjometru skaningowego opracowanego w IChF PAN. Na ekranie pokazane są cztery parametry termodynamiczne (trzy zmienne stanu P, V, T oraz sygnał kalorymetryczny), rejestrowane jednocześnie podczas termicznej żelatynizacji wodnej zawiesiny skrobi pod ciśnieniem 90 MPa. Ważniejsze publikacje: 1. Randzio, S.L.; Le Bail, A. High-Pressure Calorimetry and Transitiometry in Calorimetry in Food Processing: Analysis and Design of Food Systems, Ed. G. Kaletunc, Wiley-Blackwell 2009, pp Randzio, S.L.; Kutner, A.Metastability and instability of organic crystalline substances J Phys. Chem. B, 2008, 112, Deiters, U.K.; Randzio, S.L. A combined determination of phase diagrams of asymmetric binary mixtures by equations of state and transitiometry, Fluid Phase Equil. 2007, 260, Khachatryan, G.; Khachatryan, K.; Stobinski, L.; Tomasik, P.; Fiedorowicz, M.; Lin, H.M. "CdS and ZnS quantum dots embedded in hyaluronic acid films", J. Alloys Compd., Vol. 481 (2009) Lemek, T.; Mazurkiewicz, J.; Stobinski, L.; Lin, H.M.; Tomasik, P. "Non-covalent Functionalization of Multi-walled Carbon Nanotubes with Organic Aromatic Compounds" J. Nanosci. Nanotechnol., Vol.7, No.9 (2007) pp

58 Zadanie nr 5 Zachowania fazowe i dynamika w roztworach polimerów(doc. dr hab.jacek Gregorowicz) Kontynuowane będą pomiary współczynnika dyfuzji dla dendrymerów DAB-PPI w różnych rozpuszczalnikach w funkcji stężenia i temperatury. Badania te maja na celu określenie wpływu rozpuszczalnika na dynamikę, rozmiar i agregację dendrymeru w roztworach. Grupami końcowymi badanego dendrymeru są pierwszorzędowe grupy aminowe. Obecność grup umożliwiających tworzenie wiązań wodorowych znacznie ułatwia rozpuszczanie dendrymeru w rozpuszczalnikach takich jak woda i metanol. Wyniki pomiarów dyfuzji w tych rozpuszczalnikach wyraźnie to pokazują. Natomiast, wstępne wyniki otrzymane dla DMSO i benzenu sugerują, ze cząsteczki dendrymeru tworzą agregaty. Oprócz badań prowadzonych dla niezmodyfikowanego dendrymeru, planujemy sfunkcjonalizować końcowe grupy NH 2. Celem tych badań będzie badanie wpływu różnych podstawników na dynamikę i strukturę modyfikowanych cząsteczek w roztworach. Mając podstawowe informacje o dynamice dendrymerów w roztworach planujemy, w dalszej naszej działalności, badać kompleksowanie dendrymerów z innymi cząsteczkami. Szczególnie interesujące będzie badanie oddziaływania cząsteczek dendrymeru z peptydami. Wyniki badań medycznych wskazują, że dendrymery mogą być skutecznymi lekami przeciwwirusowymi i skutecznymi nośnikami leków. W obu przypadkach ich oddziaływania z peptydami są kluczowymi informacjami potrzebnymi do projektowania tego typu układów. W ostatnich badaniach skoncentrowaliśmy się na poliestrze Boltorn H30, którego terminale grupy zestryfikowane były kwasami eikozanowym i behemowym. Zmodyfikowany polimer został scharakteryzowany, przeprowadzono pomiary zachowań fazowych w roztworach alkoholi alifatycznych oraz badania czystego polimeru w fazie stałej. Planujemy kontynuację tych badań dla polimeru Boltorn H30 oraz polimerów H20 i H40 z końcowymi grupami hydroksylowymi zestryfikowanymi kwasami karboksylowymi o różnej długości łańcuch węglowodorowego. Prace syntetyczne będą wykonane we współpracy z Katedrą Polimerów Wydziału Chemicznego PW. Planujemy również badania dyfuzji i lepkości polimerów ze zmodyfikowanymi grupami końcowymi w różnych rozpuszczalnikach. Cząsteczki poliestru z podstawionymi kwasami tłuszczowymi, jako grupami końcowymi, są amfifilowe. Planujemy zbadać ich zachowanie w filmach Langmuira na granicy faz woda powietrze oraz filmach Langmiura Blodgett na nośnikach stałych. Ciecze jonowe są stosunkowo nowa klasą rozpuszczalników o potencjalnie ogromnych obszarach zastosowań. Szczególnie interesujące wydaje się ich zastosowanie w procesach przetwarzania polimerów. Ciecze jonowe są często dobrymi rozpuszczalnikami dla polimerów, dla których znalezienie efektywnego rozpuszczalnika jest trudne. Takim naturalnym, trudno rozpuszczalnym polimerem jest celuloza. Okazuje się, że niektóre ciecze jonowe zadziwiająco dobrze rozpuszczają różne rodzaje celulozy. Celem naszych wstępnych badań jest opracowanie metody tworzenia materiału kompozytowego celulozy z nanorurkami. 58

59 Ważniejsze publikacje: 1. J. Gregorowicz, Phase equilibria in the vicinity of the three-phase solid liquid vapour line in asymmetric nonpolar systems at high pressures, Fluid Phase Equilibria, 240 (2006) J. Gregorowicz, M. Łuszczyk, Impact of water on the miscibility of DAB-dendr-(NH 2 ) 64 and benzene, Macromolecules, 40 (2007) J. Gregorowicz, Solid fluid phase behaviour of linear polyethylene solutions in propane, ethane and ethylene at high pressures, J. Supercritical fluids, 43 (2007) J. Gregoroiwcz, Phase behaviour of L-lactide in supercritical carbon dioxide at high pressures, J. Supercritical Fluids, 46 (2008) J. Gregorowicz, P. Bernatowicz, Phase behaviour of L-lactic acid based polymers of low molecular weight in supercritical carbon dioxide at high pressures, J. Supercritical Fluids, 51 (2009) Zadanie nr 6 NMR ciała stałego dynamika molekularna i dynamika wiązania wodorowego (dr. Piotr Bernatowicz) W 2011 roku zamierzamy kontynuować rozpoczęte w latach wcześniejszych badania dynamiki molekularnej za pomocą metod magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Nasze zainteresowania ogniskują się na 3 głównych zagadnieniach: 1. Wyznaczanie w fazie ciekłej parametrów globalnej dynamiki molekularnej (składowych tensorów dyfuzji rotacyjnej) oraz parametrów dynamiki wewnętrznej takiej jak rotacja grup metylowych, przeskok protonu, drgania torsyjne pierścieni itp. Dotychczas przy użyciu naszej metodyki udało się nam opisać dynamikę globalną tzw. gąbki protonowej i dzięki temu oszacowaliśmy skalę czasu dynamiki lokalnej, którą w tym przypadku był przeskok protonu w mostku wodorowym. Zamierzamy kontynuować badania dynamiki protonów w podobnych mostkach w innych związkach modelowych tzn. w enaminoketonach oraz w porficynach. Tą samą metodą zbadaliśmy dynamikę globalną i lokalną (w tym przypadku drgania torsyjne jednostek glukopiranozowych) w serii siedmiu cyklodekstryn CD6 - CD12. Spodziewając się anomalii w wyższych cyklodekstrynach zamierzamy przebadać związki CD13 - CD Dalsza weryfikacja teorii tłumionej rotacji kwantowej opracowanej przez prof. Szymańskiego. Dotychczas teorię tą zweryfikowaliśmy w badaniach w cieczy dla kilku związków modelowych z grupy tzw. tryptycenów, które posiadały wyjątkowo wysoką barierę torsyjną dla grup metylowych. Teraz dla tryptycenów o niższej barierze reorientacji grup CH 3 zamierzamy wykonać niskotemperaturowe badania w fazie stałej i sprawdzić w takich warunkach poprawność powyższej teorii. 3. Badania stanów wzbudzonych elektronowo oraz mechanizmów reakcji fotochemicznych. W celu wykonania tych prac integrujemy laser z cieczowym spektrometrem NMR. Badania takie są możliwe, gdy produkty przejściowe reakcji fotochemicznych są trwałe w czasie dziesiątek milisekund lub dłuższym, gdyż tylko wtedy mogą być śledzone przy wykorzystaniu techniki NMR. Głównym przedmiotem naszego zainteresowania będą reakcje fotoindukowanego przeniesienia protonu, ale również fotoindukowane przeniesienie elektronów związane z tzw. mechanizmem TICT (Twisted Internal Charge Transfer), który został potwierdzony eksperymentalnie przez zespół prof. Waluka w innym laboratorium NMR za pomocą metodyki analogicznej do proponowanej obecnie, a bazującej na sprzężeniu lasera ze spektroskopią NMR. W razie powodzenia powyższych badań planujemy sprzężenie lasera ze spektrometrem NMR do badań w ciele stałym i rozszerzenie prac na ten stan skupienia. 59

60 Ważniejsze publikacje: 1. S. Szymanski, Theory of damped quantum rotation in nuclear magnetic resonance spectra. III. Nuclear permutation symmetry of the line shape equation, J. Chem. Phys., 131 (2009), art no P. Bernatowicz, K. Ruszczynska-Bartnik, A. Ejchart, H. Dodziuk, E. Kaczorowska, H. Ueda, Carbon-13 NMR Relaxation Study of the Internal Dynamics in Cyclodextrins in Isotropic Solution, J. Phys. Chem. B, 114 (2010), P. Bernatowicz, J. Kowalewski, Carbon-13 NMR relaxation study of 1,8- bis(dimethylamino)- naphthalene in isotropic solution, J. Phys. Chem. A, 112 (2008), M. Pietrzak, J. P. Wehling, S. Kong, P. M. Tolstoy, I. G. Shenderovich, C. López, R. M. Claramunt, J. Elguero, G. S. Denisov, H.-H. Limbach, Symmetrization of Cationic Hydrogen Bridges of Protonated Sponges Induced by Solvent and Counteranion Interactions as Revealed by NMR Spectroscopy, Chem. Eur. J., 16 (2010), 1679 Zadanie nr 7 Termodynamika dla ekologii procesy regulacyjne (dr hab. Paweł Gierycz). Zakres prac prowadzonych w ramach tego zadania obejmie doświadczalne i teoretyczne badania termodynamiczne dotyczące rozwiązywania ważnych zagadnień związanych z ochroną środowiska, pomocnych do opracowania nowych technologii ochrony środowiska oraz otrzymywania nowych materiałów i farmaceutyków. W roku 2011 zamierzamy realizować następujące badania: 1) Chcemy dalej kontynuować otrzymywanie oraz modelowanie procesu otrzymywania nanocząsteczek o ściśle określonych wymiarach, stanowiących stały nośnik warstw lipidowych i cyklodekstrynowych. Nakładanie na nie tych warstw (stałym nośnikiem warstw lipidowych będzie węglan wapnia) i badanie ich struktury. Otrzymywanie stałych cząstek krystalicznych, o ściśle określonym składzie jest możliwe dzięki prowadzeniu kontrolowanej reakcji chemicznej (nowo-skonstruowany reaktor dyskowy do prowadzenia reakcji trójfazowej (gaz ciecz - ciało stałe)) strącania substancji stałej z przesyconych roztworów. Warstwy lipidowe będą następnie poddawane działaniu enzymów lipolitycznych (lipazy/fosfolipazy), w celu otrzymania odpowiedniej architektury nanometrycznej powierzchni pokrytej lipidami, mogącej mieć dalsze zastosowania bioelektryczne i sensorowe. Podjęte zostaną również próby naniesienia na nanokrystaliczny kalcyt odpowiednich kompleksów cyklodekstryn z lekami. Takie warstwy byłyby bowiem niezwykle cenne z punktu widzenia działania farmakolicznego (inny, powolny sposób uwalniania się lekarstw) i stanowiłyby podstawę nowych farmaceutyków. 2) Termodynamika reakcji kompleksowania albuminy surowicy krwi ludzkiej (HSA) jonami metali fizjologicznych (Cu(II), Zn (II), Mg(II), Ca(II)) i metali toksycznych (Ni(II), Co(II) i Cd(II)) oraz konkurencji pomiędzy jonami metali w wiązaniu do HSA oraz określenie trwałości otrzymywanych kompleksów w warunkach fizjologicznych. 3) Kontynuowane będą badania własności fizykochemicznych oraz termodynamiki oddziaływań z rozpuszczalnikiem kompleksów inkluzyjnych naturalnych cyklodekstryn i ich pochodnych z trójcyklicznymi analogami acyklowiru oraz innymi substancjami bioaktywnymi. Dodatkowo prowadzone będą badania tych związków pod kątem 60

61 optymalnego doboru rodzaju cyklodekstryny oraz innych ko-rozpuszczalników powodujących znaczące podwyższenie ich rozpuszczalności w roztworach wodnych. 4) Kontynuowane będą badania kinetyki agregacji białek w roztworach soli w celu znalezienia optymal-nego składu roztworu umożliwiającego krystalizacje białka oraz termodynamiki oddziaływań białek z niewodnymi ko-rozpuszczalnikami w celu znalezienia ko-rozpuszczalnika, który umożliwi stabilizację białka i zbadanie jego struktury. 5) Termodynamika płynów: a) metody pomiaru, korelacji i przewidywania własności termodynamicznych wieloskładnikowych mieszanin wielofazowych w nieskończonych rozcieńczeniach, między innymi wyznaczanie współczynników aktywności w nieskończonym rozcieńczeniu polutantów w roztworach wodnych; b) termodynamiczny opis propagacji trwałych zanieczyszczeń środowiska naturalnego głównie polskich zbiorników wodnych; c) badania kalorymetryczne, związków ważnych z punktu widzenia ochrony środowiska, w szerokim zakresie temperatury i ciśnienia, Ważniejsze publikacje: 1) Sokolowska M.; Wszelaka-Rylik M.; Poznanski J.; Bal W. Spectroscopic and thermodynamic determination of three distinct binding sites for Co(II) ions in human serum albumin. J. Inorg. Biochem. 2009; 103(7): ) Szterner P., Thermodynamic properties of polymorphic forms of theophylline. Part II: the Enthalpies of Solution in Water at K, J. Therm. Anal. Cal. 2009, 98, ) Surov A.O., Szterner P., Zielenkiewicz W., Perlovich G.L Thermodynamic and structural study of tolfenamic acid polymorphs, J.Pharm. Biom. Anal. 2009, 50, ) Kędra-Królik K., Gierycz P. Precipitation of nanostructured calcite in a controlled multiphase process. J. Cryst. Growth, 2009, 311, ) Domańska U., Pobudkowska A., Pelczarska A., Gierycz P. pka and solubility of drugs in water, ethanol and 1-octanol. J. Phys. Chem. B, 2009, 113, Zadanie nr 8 Struktura a selektywność inkluzyjnych kompleksów supramolekularnych (prof. dr hab. Janusz Lipkowski) Główną uwagę w roku 2011 planujemy skupić na procesach tworzenia kaskadowych kompleksów inkluzyjnych opartych o porowate cząsteczki, w tym cyklodekstryny, kaliksareny, kukurbiturile oraz agregaty molekularne zbudowane z cząsteczek nieporowatych. Zagadnienie to ma istotne znaczenie dla projektowania efektywnych procesów rozdzielania, w których inkluzja molekularna odgrywa zasadniczą rolę, gdyż dodatkowe składniki w układzie pełnią funkcje regulacyjne w procesach wiązania receptor-substrat. Przez to również ma wyraźne odniesienie do układów biologicznych, których wspomniane połączenia supramolekularne mogą być modelami, i gdzie zdolność układu do regulacji ma znaczenie fundamentalne. Planujemy zbadanie struktury (rentgenografia, NMR ciała stałego) tworzonych agregatów na poziomie supramolekularnym, procesów selektywnej sorpcji w układach dynamicznych (chromatografia, elektroforeza) a także charakterystyki 61

62 termodynamicznej powstających kompleksów (kalorymetria dynamiczna). Ważnym elementem badań będzie również analiza agregacji w skali nanometrycznej, w tym modyfikacje nanocząstek CaCO 3 receptorami molekularnymi i badanie ich funkcji sorpcyjnych. Ważną część badań stanowić będzie preparatyka kompleksów inkluzyjnych o regulowanej trwałości i labilności kinetycznej. Ma to związek z podjętymi pracami w ramach projektu POIG, gdzie jednym z celów jest otrzymanie kompleksów cyklodekstrynowych z substancjami farmakologicznie czynnymi oraz dodatkami do żywności. Cyklodekstryny, jako substancje otrzymywane w formie enancjomerycznie czystej, są w tym zadaniu idealnym materiałem wyjściowym, gdyż jednym z najtrudniejszych aktualnie problemów chemii farmaceutycznej oraz chemii żywności jest właśnie chiralność składników czynnych. Ponadto podstawowe cyklodekstryny są względnie tanim materiałem i dostępnym w dużej skali, a niektóre z nich uzyskały już dopuszczenie do stosowania w produktach żywnościowych w Unii Europejskiej. Jednym z procesów, w których agregacja molekularna decyduje o właściwościach produktu, jest żelowanie. W ramach prac zespołu planowana jest twórcza kontynuacja badań w tym kierunku, mająca na celu sformułowanie zasad strukturalnych odnoszących się do substancji z grupy cukrów prostych, które warunkują ich zdolności żelotwórcze. Czynnikami regulacyjnymi będą związki z dwu różnych grup: proste, syntetyczne składniki, jakie często towarzyszą procesom inkluzji supramolekularnej (w tym np. Rozpuszczalniki) i jako takie muszą zawsze być brane pod uwagę jako element procesu, oraz składniki o działaniu specyficznym (wybrane białka). Ważniejsze publikacje: 1. Luboradzki R., Pakulski Z. - Tunable two-component saccharide-based gels: The effect of the co-operation of two glucofuranose-based compounds having different gelating abilities, Supramol. Chem., 2009, 21, U.Domańska, A.Pobudkowska, A.Pelczarska, P.Gierycz pka and solubility of drugs in water, ethanol and 1-octanol, J. Phys. Chem. B, 113, (2009). 3. Skorka M, Asztemborska M., - Micellization of bile salts in a formamide solution: A gas liquid chromatography study Colloid Surface A 332 (1): 1-8 JAN Kwaterczak A, Duszczyk K, Bielejewska A., - Comparison of chiral separation of basic drugs in capillary electrophoresis and liquid chromatography using neutral and negatively charged cyclodextrins, Anal Chim Acta 645 (1-2): JUL Prodius D., Macaev F., Mereacre V., Shova S., Lutsenco Yu., Styngach., Ruiz P., Muraviev., Lipkowski J., Simonov Yu. A., Turta C. Synthesis and Characterization of {Fe 2 CuO} Clusters as Precursors for Nanosized Catalytic System for Biginelli Reaction Inorganic Chemistry Communications Vol. 12, (2009),

63 Zadanie nr 9 Kompleksy koordynacyjne i materiały funkcjonalne (prof. dr hab. Janusz Lewiński) Realizowane w naszym zespole prace dotyczą badań nad zdefiniowanymi prekursorami metaloorganicznymi i ich efektywnymi transformacjami w kierunku zaawansowanych materiałów funkcjonalnych. W 2011 r. badania te będą realizowane w ramach następujących 3 grup tematycznych: 1) Otrzymywanie i funkcjonalizacja nanocząstek ZnO. Postęp współczesnej biologii molekularnej w głównej mierze oparty jest na zaawansowanych technikach obrazowania z wykorzystaniem znaczników fluorescencyjnych, w tym nanometrycznej wielkości półprzewodników. Obecnie dostępne komercyjnie kropki kwantowe oparte są na rdzeniach zawierających metale ciężkie. W kontekście zastosowań biomedycznych konieczne jest opracowanie układów opartych na nietoksycznych metalach. Planujemy kontynuowanie badań nad opracowaniem oryginalnych metod syntezy ZnO o różnej morfologii, w tym stabilnych kropek kwantowych z rdzeniem ZnO w zdefiniowanym otoczeniu sfunkcjonalizowanych ligandów lub polimerów biodegradowalnych. Wieloetapowe prace będą ukierunkowane na poszukiwaniu nowych prekursorów metaloorganicznych oraz badanie jednostkowych etapów przemian dla zapewnienia kontroli nad złożonymi procesami otrzymywania nanostruktur o zaprojektowanej budowie. Prowadzone też będą badania nad efektywnymi metodami funkcjonalizacji nanocząstek w celu poszerzenia możliwości ich przyszłych zastosowań, w tym aplikacji biomedycznych. 2) Projektowanie i synteza molekularnych magnetyków. Badania w tym obszarze będą obejmowały zarówno studia teoretyczne nad zjawiskami magnetycznymi na poziomie molekularnym jak i zagadnienia związane z syntezą, pomiarami własności magnetycznych oraz korelacją właściwości magnetycznych i budową wysokospinowych kompleksów manganu i kobaltu. Planujemy rozwijać ostatnio wypracowane w naszym zespole nowe podejście do syntezy molekularnych magnetyków, które pozwala otrzymywać produkty o bardziej przewidywalnej budowie i właściwościach magnetycznych. Istotą badań w pierwszym etapie będzie synteza niedostępnych komercyjnie bezwodnych karboksylanów Mn(II) i Co(II) oraz kompleksów alkoksylowych wybranych metali grup głównych. Następnie w kolejnym etapie prekursory te zostaną wykorzystane w odpowiednio zaprojektowanych układach reakcyjnych do otrzymywania złożonych mono- i heterometalicznych kompleksów alkoksykarboksylanowych manganu i kobaltu. W studiach teoretycznych zostanie wykorzystane termodynamiczne rozszerzenie spinowej teorii funkcjonałów gęstości. Badanie właściwości magnetycznych będą prowadzone we współpracy z IF PAN. 3) Konstruowanie mikroporowatych materiałów funkcjonalnych. W ostatniej dekadzie jednym z najdynamiczniej rozwijających się obszarów chemii materiałowej jest konstruowanie w przewidywalny sposób rozbudowanych układów nieorganiczno-organicznych o otwartej strukturze szkieletowej (metal-organic frameworks MOFs). Ostatnio odkryliśmy wyjątkową 63

64 zdolność alkiloglinowych pochodnych alkaloidów kory chinowej do tworzenia chiralnych materiałów porowatych z otwartymi kanałami o rozmiarach nanometrycznych. Badania te nie tylko otworzyły nowe możliwości w projektowaniu i otrzymywaniu homochiralnych MOF-ów, ale nieoczekiwanie doprowadziły do otrzymania nowych jakościowo Procesy samoorganizacji materiałów o specyficznych właściwościach do metaloliganda MeAl(cinch) 2 sorpcji wodoru i separacji gazów. Planujemy więc kontynuowanie badań nad kompleksami metali z alkaloidami kory chinowca oraz wykorzystywaniem ich jako podstawowych jednostek budulcowych do konstruowania złożonych materiałów funkcjonalnych w wyniku samoorganizacji kontrolowanej przez oddziaływania niekowalencyjne lub ich łączenie w pożądanym kierunku z wykorzystaniem klasycznych oddziaływań donorowo-akceptorowych. Otrzymane materiały hybrydowe będą następnie testowane pod kątem ich praktycznego wykorzystania do chiralnej separacji mieszanin racemicznych małych cząsteczek organicznych oraz separacji i magazynowania gazów. Ważniejsze publikacje: 1. J. Lewiński, W. Śliwiński, M. Dranka, I. Justyniak, J. Lipkowski, 'Reactions of [ZnR 2 (L)] Complexes with Dioxygen: A New Look at an Old Problem', Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, J. Lewiński, M. Dranka, W. Bury, W. Śliwiński, I. Justyniak, J. Lipkowski, 'From Discrete Linear ZntBu 2 Molecules to 1D Coordination Polymers and 2D Fabrics', J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, J. Lewiński, W. Bury, M. Dutkieicz, M. Maurin, I. Justyniak, J. Lipkowski, 'Alkylzinc Carboxylates as Efficient Precursors for Zinc Oxocarboxylates and Sulfidocarboxylates', Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, J. Lewiński, K. Suwała, M. Kubisiak, Z. Ochal, I. Justyniak, J. Lipkowski, 'Oxygenation of a Me 2 Zn/α-Diimine System: A Unique Zinc Methylperoxide Cluster and Evidence for Its Sequential Decomposition Pathways', Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, T. Kaczorowski, I. Justyniak, T. Lipińska, J. Lipkowski, J. Lewiński, 'Metal Complexes of Cinchonine as Chiral Building Blocks: A Strategy for the Construction of Nanotubular Architectures and Helical Coordination Polymers', J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, J. Lewiński, M. Kościelski, K. Suwała, I. Justyniak, 'Transformation of Ethylzinc Species to Zinc Acetate Mediated by O 2 Activation: Reactive Oxygen-Centered Radicals Under Control', Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, Zadanie nr 10 Fizykochemia miękkiej materii (prof. dr hab. Robert Hołyst) Powszechnie się uważa, że podstawowym sposobem przemieszczania się małych białek w zatłoczonym środowisku żywej komórki jest dyfuzja. Do dziś nie wiemy jednak czy jest to zwykła dyfuzja czy też anomalna i czy ich ruch można opisywać wzorem Sutherlanda- Stokesa-Einsteina. Nie wiemy także, czy opór jaki odczuwa białko przy ruchu w skali nanometrów jest dane przez wzór Stokesa. Nie wiemy czy pojęcia hydrodynamiki takie jak lepkość mogą być używane w nanoskali. Nie wiemy gdzie kończy się opis w nanoskali a zaczyna znany z hydrodynamiki opis zjawisk transportu w makroskali. Do niedawna nie wiedzieliśmy, jak opisywać ruch małych nanometrowych obiektów w rozpuszczalniku z dodatkiem polimerów, surfaktantów etc. Tymi zagadnieniami będziemy zajmowali się w 64

65 2011 roku. Jednym z naszych sukcesów było pokazanie jak zachowują się małe cząsteczki w roztworach polimerów, pokazane na poniższym wykresie. Oprócz tego będziemy kontynuowali badania nad mono i multiwarstwami Langmuira, ścieżkami biochemicznymi oraz biochemię w zatłoczonym środowisku oraz powierzchniami do badań SERS, które już rozwijamy od 2009 roku. Lepkość roztworów polimerów (PEG) o różnych masach cząsteczkowych. Wykres skalujący dla lepkości podzielonej przez lepkość wody w funkcji rozmiarów próbników (lub promienia żyracji polimerów) oraz długości korelacji. Długość zależy algebraicznie od stężenia polimeru. Na tym wykresie na jednej krzywej leżą dane dla nanolepkości odczuwanej przez rodaminę podczas ruchu (R=1,7 nm) w PEG-u oraz dane makrolepkości dla polimeru o masie cząsteczkowej i promieniu żyracji 201 nm. Ważniejsze publikacje: 1. J. Szymanski, A. Patkowski, A. Wilk P. Garstecki, i R. Holyst "Diffusion and Viscosity in a Crowded Environment: from Nano- to Macroscale" J.Phys.Chem.B, 110, , (2006). 2. A. Zywocinski, A. Korda, J. Gosk, S.A. Wieczorek, A. Wilk, i R. Hołyst "Kinetic Trapping of Large Amount of Long Polymers in Nanopores" J. Am. Chem. Soc.,, 129, , (2007). 3. R. Hołyst i M. Litniewski "Heat Transfer at the Nanoscale: Evaporation of Nanodroplets" Phys.Rev.Lett, 100, (2008). 4. M. Tabaka, O. Cybulski1 i R. Hołyst "Accurate Genetic Switch in Escherichia coli: Novel Mechanism of Regulation by Co-repressor" J. Mol. Biol., 377, (2008). 5. Holyst R, Bielejewska A, Szymanski J, et al "Scaling form of viscosity at all length-scales in poly(ethylene glycol) solutions studied by fluorescence correlation spectroscopy and capillary electrophoresis" Phys Chem Chem Phys 11 (40), (2009) 65

66 Zadanie nr 11 Techniki mikroprzepływowe i samoorganizacja w płynach złożonych (doc. dr hab. Piotr Garstecki) Szczegółowe zadania badawcze można podzielić na trzy klasy: narzędzia, czyli rozwijanie technik umożliwiających badania, w szczególności: a. techniki mikrofabrykacji układów w materiałach polimerowych. b. techniki modyfikacji powierzchni polimerowych, w tym techniki tworzenia stabilnych pokryć hydrofobowych i hydrofilowych c. tworzenie zautomatyzowanych platform do kontroli mikroprzepływów dwufazowych, w szczególności, techniki droplet-on-demand (opracowywanie zaworów, układów sterujących, protokołów kontroli przepływu), techniki sterowania ruchem kropli, technik zautomatyzowanego naboru danych techniki on-chip, czyli mikro-analiza i mikro-synteza chemiczna i biochemiczna d. opracowanie wysokowydajnych metod prowadzenia reakcji w laboratoriach płytkowych e. opracowanie układów do wysokowydajnego, przesiewowego badania warunków reakcji chemicznych (syntezy nanocząstek, syntezy organicznej, analityki chemicznej) oraz biochemicznych (badanie odporności mikroorganizmów na koktajle toksyn). Przykład mikroprzepływowej platformy do wysokoprzepustowych badań przesiewowych: układ do badań działania koktajli antybiotyków. Udało nam się już zademonstrować i) tworzenie kropli na żądanie (do 30 Hz, 100 nl 2 mikrol), ii) tworzenie sekwencji mieszanin reakcyjnych (do 3 Hz, 2-5 mikrol), iii) przeniesienie kropli z bakteriami do wężyka, iv) inkubację, v) przeniesienie na płytkę do odczytu, vi) odczyt poziomu fluorescencji markera metabolizmu w kroplach skorelowany z letalnością podanych antybiotyków. W ramach propozycji rozszerzenia badań planujemy stworzenie techniki pozwalającej na tworzenie mieszanin reakcyjnych o objętości poniżej 1 mikrol z częstością co najmniej 30 Hz. Byłby to wynik zdecydowanie lepszy od oferowanych przez techniki macierzy dołkowych. Potencjalne zastosowania takich układów obejmują badania podstawowe i optymalizację reakcji chemicznych, szybkie badania biochemiczne oraz zastosowania kliniczne. techniki preparatywne, czyli metody formulacji substancji aktywnych na potrzeby przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego i spożywczego. f. wykorzystanie płynów nie-newtonowskich do ogniskowania przepływu i tworzenia mikrokropli g. płytkowe układy równoległe to wysokowydajnego tworzenia monodyspersyjnych kropli i kapsuł h. równoległe układy dysz osiowo-symetrycznych, oraz techniki suszenia cząstek i. techniki tworzenia mikro- i mili-metrowych cząstek i kapsuł j. techniki równoległego tworzenia cząstek i kapsuł o różnym i zadanym składzie chemicznym 66

67 Ważniejsze publikacje: 1. Cybulski O, Garstecki P Dynamic memory in a microfluidic system of droplets travelling through a simple network of microchannels Lab on chip Volume: 10 Issue: 4 Pages: (2010). 2. Churski K, Michalski J, Garstecki P Droplet on demand system utilizing a computer controlled microvalve integrated into a stiff polymeric microfluidic device Lab on chip Volume: 10 Issue: 4 Pages: (2010). 3. Szymborski T, Cybulski O, Bownik I, Zywocinski A, Wieczorek SA, Fiakowski M, Holyst R, Garstecki P Dynamic charge separation in a liquid crystalline meniscus Soft Matter Volume: 5 Issue: 12 Pages: (2009). 4. M. Fuerstman, P. Garstecki, G.M. Whitesides, "Coding/decoding and reversibility of droplet trains in microfluidic networks", Science, 315, (2007). 5. P. Garstecki, M. Fuerstman, G.M. Whitesides, "Oscillations with uniquely long periods in a microfluidic bubble generator", Nature Physics 1, (2005). Zadanie nr 12 Synteza nanocząstek, tworzenie i charakteryzacja nanostruktur (doc. dr hab. Marcin Fiałkowski) W roku 2011 planujemy prowadzić badania dotyczące samoorganizacji naładowanych nanocząstek w struktury dwuwymiarowe (monowarstwy). Zamierzamy wykorzystać nasze wyniki dotyczące tworzenia monowarst na granicy faz powietrze-ciecz oraz ciecz-ciecz przez naładowane nanocząstki. Ostatnio odkryliśmy, że nanocząstki posiadające mieszaną warstwę ochronną składającą się zarówno z tioli hydrofobowych C n H 2n+1 SH oraz tioli hydrofilowych z naładowanymi ujemnie lub dodatnio grupami funkcyjnymi (MUA, TMA) są zdolne do tworzenia gęsto upakowanych, uporządkowanych monowarstw. Monowarstwy te przypominają emulsje Pickeringa stabilizowane przez oddziaływania elektrostatyczne. Pierwszym celem badań będzie poznanie mechanizmu agregacji elektrostatycznej nanocząstek o mieszanym pokryciu. Kolejnym celem będzie rozwijanie technik pozwalających na tworzenie z monowarstw nanostrukturalnych materiałów. Zamierzamy wykorzystawac zarówno metodę sieciowania (kroslinkowania) monowarstwy oraz technikę Langmuira-Blodgett przenoszenia monowarstwy na podłoże stałe. Dużo uwagi planujemy poświęcić zwłaszcza opracowaniu nowych technik sieciowania monowarstw. Schematycznie, omawiane techniki fabrykacja dwuwymiarowych kompozytów przedstawione zostały na rysunku. W roku 2011 zamierzamy również rozwijać dwie techniki modyfikacji podłoża stałego (półprzewodników GaN i GaAs, szkła, krzemu, ITO) poprzez nanoszenie na jego powierzchnię nanocząstek z roztworu (Rys. 1B). Po pierwsze, planujemy wykorzystać odkryty przez nas niedawno efekt wysalania roztworu, który umożliwia kontrolowaną adsorpcję nanocząstek bezpośrednio z roztworu na powierzchnię substratu. Po drugie, zamierzamy rozwijać technikę polegającą na inicjowaniu wzrostu nanokryształów na odpowiednio zmodyfikowanym podłożu stałym poprzez redukcję soli metali z roztworu. Chcemy zastosować obie wymienione techniki do modyfikacji warstwą złota powierzchni GaN oraz GaAs. Zmodyfikowane powierzchnie GaN potrzebne będą do konstrukcji sensora opartego na powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii ramanowskiej (SERS). 67

68 Zmodyfikowany GaAs zamierzamy natomiast użyć we współpracy z prof. Wojciechowskim z IF PAN do fabrykacji powierzchni pokrytych nanodrutami półprzewodnikowymi. W roku 2011 zamierzamy kontynuować nasze prace dotyczące fabrykacji nanokompozytów. Podstawą techniki eksperymentalnej jest proces indukowanej separacji faz, który zachodzi po dodaniu polimeru do roztworu zawierającego nanocząstki i surfaktant. W rezultacie otrzymuje się uporządkowaną fazę bogatą w surfaktant (liotropowy ciekły kryształ) oraz fazę bogatą w polimer. Nanokompozyt uzyskuje się poprzez solidyfikację fazy ciekłokrystalicznej, stanowiącej matrycę dla nanocząstek. Schemat tej techniki pokazany został na rysunku. W planach mamy optymalizację technik solidyfikacji matrycy ciekłokrystalicznej oraz opracowanie metod usuwania materii organicznej potrzebnych do fabrykacji mezoporowatych nanostrukturalnych materiałów. W planach na rok 2011 planujemy również rozwijanie technik syntezy i funkcjonalizacji nanocząstek. W szczególności, zamierzamy opracować techniki funkcjonalizacji nanocząstek metalowych (Au, Ag) ligandami, które zawierają grupy reaktywne umożliwiające sieciowanie monowarstw tworzonych na powierzchni rozdziału faz. Planujemy również kontynuację badań dotyczących pokrywania ligandami nanocząstek półprzewodnikowych (CdSe/ZnS) Stosowane techniki fabrykacji nanokompozytów: (A) Monowarstwa utworzona na granicy faz przez nanocząstki o mieszanym pokryciu jest albo sieciowana albo przenoszona na stałe podłoże techniką Langmuira-Blodgett. (B) Nanocząstki z fazy objętościowej adsorbowane są bezpośrednio na stałe podłoże lub najpierw adsorbowane na stałe podłoże a w następnym kroku indukowany jest ich wzrost przez redukcję soli metalu z roztworu. (C) W roztworze nanocząstek i surfaktantu dodanie polimeru indukuje separację faz. Powstaje wtedy liotropowy ciekły kryształ, który stanowi matrycę dla nanocząstek. Zdjęcia przedstawiają system po separacji faz w układzie: niejonowy surfaktant C 12 E 6 plus niejonowy polimer PEG. Użyte zostały nanocząstki srebrne (lewa fiolka) oraz kropki kwantowe CdSe (prawa fiolka, światło UV). Po solidyfikacji z fazy ciekłokrystalicznej uzyskuje się nanokompozyt. 68

69 Ważniejsze publikacje: 1. E. Kalwarczyk, M. Golos, R. Holyst, and M. Fialkowski, Polymer-induced ordering and phase separation in ionic surfactants. J. Coll. Interface Sci. 343, 93 (2010) 2. A. Bitner, R. Holyst, and M. Fialkowski, From complex structures to complex processes: Percolation theory applied to the formation of a city. Phys. Rev. E 80, (2009) 3. M. Fialkowski and A. Bitner, Universalities in fragmentation of land by humans, Landscape Ecology 23, 1013 (2008) 4. R. Holyst, M. Fialkowski, E. Kalwarczyk, M. Pyzalska, J. Keska, M. Golos, and K. Urbaniak The method of separation and ordering of ionic surfactants dissolved in mixtures of water and polar solvents, especially in water. Polish patent application P , E. Kalwarczyk, M. Fiałkowski, R. Hołyst, M. Paszewski, and X. Xin, The method of introduction of hydrophylic charged nanoparticles into ordered surfactant phases, Polish patent application P , 2009 Zadanie nr 14 Badanie zjawisk nieliniowej dynamiki chemicznej (prof. dr hab. Andrzej Lech Kawczyński) W badaniach nieliniowych układów reakcja-dyfuzja bardzo istotna jest odpowiedź na następujące pytanie- czy rozwiązanie asymptotycznie stabilne (pattern) w układzie 1 wymiarowym pozostanie stabilne w układach 2 i 3 wymiarowych? Nasze i innych badaczy wyniki wskazują, że odpowiedź może być negatywna. Celem naszych badań będzie poszukiwanie nieznanych dotąd patternów w układach 2 i 3 wymiarowych powstających w wyniku niestabilności wybranych patternów w układach 1 wymiarowych. Badaniom tym zostaną poddane nietrywialnie patterny otrzymane w opracowanym przez nas wcześniej modelu układu chemicznego opisanego dwoma równaniami kinetycznymi. Model ten zawiera tylko reakcje elementarne i opisuje dwie sprzężone reakcje enzymatyczne (katalityczne), z których jedna jest inhibitowana nadmiarem jej substratu i produktu. Ponadto będą kontynuowane badania patternów w 1 wymiarowych układach-reakcja dyfuzja z kinetyką opisaną powyżej opisanym modelem dla przypadków, gdy układ wykazuje jednocześnie pobudliwość i bistabilność. Lista możliwych patternów w tego typu układach reakcja-dyfuzja jest daleka od kompletności. W przypadku uzyskania nie tylko pozytywnego, ale i zachęcającego wyniku dotyczącego zadania Nr 2 przewidzianego do realizacji w Planie naszej grupy na 2010.r dotyczącego wykorzystania bifurkacji w układzie z acetylocholinoesterazą (AChE) z układu bistabilnego z 3 stanami stacjonarnymi do układu monostabilnego z 1 stanem stacjonarnym pod wpływem stężeń inhibitorów tej reakcji, przewidujemy eksperymentalną weryfikację otrzymanych wyników. Będzie się to wiązać z budową reaktora przepływowego z intensywnym mieszaniem i z immobilizowanym enzymem. Na realizację tego zadania zamierzamy uzyskać grant z MNiSW. Zamierzamy kontynuować badania wpływu fluktuacji na nieliniowe układy chemiczne dalekie od równowagi termodynamicznej na przykładzie jednorodnego układu termochemicznego z prostą reakcja katalityczną i wymianą ciepła z otoczeniem, którego deterministyczna dynamika jest opisywana przez dwa nieliniowe równania różniczkowe. Stochastyczna dynamika tego układu opisywana jest na poziomie mezoskopowym przez równanie master o specjalnej postaci, które było używane przez nas wcześniej. Planowane badania będą dotyczyć układu termochemicznego w reżimie miltistabilnosci, pobudliwości i 69

70 oscylacyjnym. Dynamika stochastyczna zostanie wykorzystana do badania indukowanych fluktuacjami przejść pomiędzy różnymi atraktorami charakteryzowanymi przez funkcje rozkładu czasów przejścia, a także do badania możliwości występowania rezonansu stochastycznego. Ponadto planujemy opracowania nowego modelu jednorodnego układu termochemicznego z dynamiką opisywaną 3 równaniami kinetycznymi. W takim układzie oprócz periodycznych prostych oscylacji spodziewamy się znaleźć złożone periodyczne oscylacje oraz deterministyczny chaos. Badania deterministyczne tego typu układów będą uzupełniane dynamiką stochastyczną opartą o wykorzystanie nowego równania master, co pozwoli na wstępne rozeznanie wpływu fluktuacji na dynamikę takich układów, W ramach współpracy z partnerem z Francji planowane jest badanie propagacji frontów fal chemicznych opartych o model Fishera-Kolmogorowa (FKKP) oraz Schlögla. W drugim z tych modeli można uzyskać bistabilność układu. Przeprowadzimy modelowanie tych zjawisk na poziomie makroskopowym, opisywanym przez hydrodynamikę, oraz na poziomie mikroskopowym za pomocą metody DSMC (direct simulations of Monte Carlo) przeznaczonej dla gazów o niedużej gęstości. Porównanie wyników otrzymanych tymi dwiema metodami pozwala na stwierdzenie wysterowania efektów nierównowagowych oraz typu 'cut-off', odpowiedzialnych za niedokładność opisu makroskopowego. Dalszym celem jest konstrukcja modelu, który pozwoli na otrzymywanie periodycznych struktur przestrzennych za rozprzestrzeniającym się frontem. Takie procesy są obserwowane w układach biologicznych np. w morfogenezie. Ważniejsze publikacje: 1) B. Nowakowski and A.L. Kawczyński, Multi-peak distributions of first passage times in bistable dynamics in a model of thermochemical system, ChemPhysChem, 7, (2006). 2) A.L. Kawczyński and B. Legawiec, Periodical survival or decay of traveling impulse in a model of a 1D reaction-diffusion system, Phys. Rev. E, 73, (2006). 3) A.L. Kawczynski, M. Leda and B. Legawiec, Breaking of translational symmetry of a traveling planar impulse in a two-dimensional two-variable reaction-diffusion model, Phys. Rev. E, 73, (2006). 4) A.L. Kawczyński and M. Leda, Periodic spatio-temporal patterns in a 2D two variable reaction-diffusion model, Phys. Rev. E, 73, (2006). 5) A.L. Kawczyński and B. Nowakowski, Stochastic transitions through unstable limit cycles in a model of bistable thermochemical system, PCCP, 10, (2008). Zadanie nr 15 Struktura a właściwości katalityczne silnie zdyspergowanych metali na nośniku (prof. dr hab. Zbigniew Karpiński) W roku 2011 planuje się rozwijanie części zadań szczegółowych realizowanych w roku Te zadania zostaną nakreślone w pierwszej części planu. Dodatkowe, nowe zadanie jest związane z rozpoczęciem studiów nad fotokatalitycznym utlenianiem cukrów. 1. Badania katalizatorów reakcji wodoroodchlorowania tetrachlorometanu Zakończony w roku 2010 etap przynosi istotne informacje odnośnie wpływu wielkości cząstek platyny osadzonej na różnych nośnikach (załączony rysunek) na zachowanie katalityczne (aktywność, selektywność, stabilność, regenerowalność katalizatora). W roku 2011 wyselekcjonowane najlepsze katalizatory typu Pt/nośnik zostaną zmodyfikowane poprzez wprowadzenie złota. Powinno to przynieść dodatkowe pozytywne efekty. 2. Badania katalizatorów do katalitycznego wodoroodchlorowania 1,2-dichloroetanu 70

71 Będą kontynuowane badania nowych katalizatorów, ukierunkowane na uzyskanie maksymalnej selektywności do chlorku winylu. Proponujemy rozwinięcie naszych badań kinetycznych z użyciem katalizatorów bimetalicznych opartych na tlenku glinu oraz latalizatorów zawierających złoto. 3. Preparatyka układów Pd oraz Pd-Au osadzonych na wielościennych nanorurkach węglowych (MWCNTs) i innych nośnikach węglowych, jako katalizatorów w procesie elektroutleniania kwasu mrówkowego w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych. Charakteryzacja fizykochemiczna zsyntezowanych układów i ich testowanie w opracowanym ogniwie na kwas mrówkowy na anodzie i katodzie.kontynuowane będą badania nad opracowaniem preparatyki nowych katalizatorów elektroutleniania kwasu mrówkowego na bazie palladu promotowanych metalami lub ich tlenkami. Stosowane będą różne reduktory prekursorów katalizatora, takie jak kwas mrówkowy, glikol etylenowy, borowodorek sodu i wodór. Badany będzie efekt kwasowości roztworu zawierającego prekursory fazy aktywnej, oraz wpływ innych parametrów preparatyki. Nanocząstki fazy aktywnej będą osadzane na nośnikach węglowych takich jak wielościenne nanorurki węglowe (MWCNTs) lub czerń węglowa typu Vulcan (katalizatory: Pd-M/MWCNTs, Pd-M x O y /MWCNTs, Pd-M/C, oraz Pd- M x O y /C gdzie M=metal), jak również katalizatory preparowane jako nanocząstki Pd-M i Pd- M x O y - nie osadzane na nośniku. Aktywność i stabilność tych katalizatorów będzie testowana na anodzie niskotemperaturowego ogniwa paliwowego na kwas mrówkowy. Wybrane katalizatory będą charakteryzowane metodami chemisorpcji, termoprogramowanej redukcji, temograwimetrii, dyfrakcji rentgenowskiej oraz mikroskopem elektronowym. 4. Badania nowych układów fotokatalitycznych.dzięki dotacji z grantu International Reintegration Grant Marie Curie FP7 w roku 2011 planuje się następujące prace: modyfikację solami organicznymi Pt lub Pd najlepszych katalizatorów poprzednio preparowanych (zeolit USY i SiO 2 modyfikowane solami Ti, Fe i Cr) i stosowanych w reakcji selektywnego fotoutleniania glukozy i ksylozy (modelowe związki organiczne reprezentujące podstawową strukturę odpowiednio, celulozy i hemicelulozy; charakteryzację (metodami XRD, XPS, HRTEM, UV-vis chemisorpcja, FT-IR) najlepszych fotokatalizatorów w wyżej wymienionej reakcji; znalezienie korelacji pomiędzy własnościami foto-katalitycznymi preparowanych materiałów a ich własnościami teksturowo-strukturalnymi. Ważniejsze publikacje: 1. A. Borodziński, G.C. Bond, Selective hydrogenation of ethyne in ethene-rich streams on palladium catalysts. Part 1. Effect of changes to the catalyst during reaction, Catal. Rev. Sci. Eng., 48, (2006). 2. A. Śrębowata, W. Juszczyk, Z. Kaszkur, J. W. Sobczak, L. Kępiński and Z. Karpiński, Hydrodechlorination of 1,2-dichloroethane and dichlorodifluoromethane over Ni/C catalysts: The effect of catalyst carbiding, Appl. Catal. A: General 319, (2007). 3. A. Borodziński, G.C. Bond, Selective hydrogenation of ethyne in ethene-rich streams on palladium catalysts. Part 2. Steady state kinetics and effects of palladium particle size, carbon monoxide and promoters, Catal. Rev. Sci. Eng., 50, (2008). 4. E. Miśkiewicz, W. Raróg-Pilecka, K. Schmidt-Szałowski, S.Jodzis, E. Wilczkowska, D. Łomot, Z. Kaszkur, Z. Karpiński and Z. Kowalczyk, Barium - promoted Ru/carbon catalyst for ammonia synthesis. State of the system when operating, J. Catal., 265, (2009). 5. Z. Karpiński, M. Bonarowska, D. Łomot, A. Śrębowata, P. Da Costa, J. A. Rodrigues, Hydrogenolysis of carbon-halogen and carbon-carbon bonds over Pd/Nb 2 O 5 -Al 2 O 3 71

72 catalysts, Catal. Commun., 10, (2009). 1 Very small Pt particles (<2 nm) supported on Al2O3 (but not on SiO2!) are not useful in hydrodechlorination of CCl4 Pt/SiO2 0.1 Pt/Al2O3 TOF, s CCl4 hydrodechlorination at 363 K Pt particles < 2 nm Metal fraction exposed Zadanie nr 16 Struktura nanokryształów i jej dynamika wyzwalana reakcją chemiczną na powierzchni (doc. dr hab. Zbigniew Kaszkur) Plany badawcze na 2011 rok obejmują trzy główne kierunki: 1. Zbadanie procesów topnienia i segregacji zachodzących pod wpływem zmian temperatury oraz chemisorpcji w nanokryształach bimetalicznych (Pd-Ag, Pd-Au, Pt-Au). 2. Zbadanie przebiegu rekonstrukcji powierzchni oraz spiekania i redyspersji nanokryształów metali (Pd, Pt, Ir) pod wpływem zmian temperatury oraz reakcji chemicznych na powierzchni. 3. Zbadanie wpływu potasu na właściwości nośnikowych katalizatorów niklowych stosowanych w reakcji uwodornienia tlenku węgla oraz reformingu parowego metanu. Celem kierunku 1 jest potwierdzenie zaproponowanego przez nasz zespół trzyetapowego mechanizmu topnienia. W odróżnieniu od literaturowych modeli topnienia najpierw metalu A segregującego na powierzchni nanokryształów, a następnie, trudniej topliwego metalu rdzenia B, nasz model zakłada po etapie segregacji powierzchniowej A, w temperaturze zrywania wiązań A-A, dyfuzję metalu A w głąb nanokryształu maksymalizując liczbę wiązań A-B. Dopiero na etapie zrywania wiązań A-B następowałoby topnienie metalu A na powierzchni poprzedzające topnienie metalu B rdzenia. Wstępne obserwacje dyfrakcyjne potwierdziły taki 72

73 model topnienia dla aukładu Pd 70 Ag 30. Mechanizm taki umożliwiałby kształtowanie składu powierzchniowego nanokryształu, który na dowolnym etapie mógłby być utrwalany przez szybkie zchłodzenie i fiksację za pomocą surfaktantu. Nanokrystaliczne stopy o różnych składach powierzchniowych planuje się testować katalitycznie w prostych reakcjach (np. utlenianie CO). Interpretacja badań o powyższym profilu obejmuje wielkoskalowe symulacje atomistyczne z minimalizacją energii swobodnej metodami Monte Carlo (Metropolis). Badania doświadczalne będą prowadzone opracowaną przez nasz zespół metodą dyfrakcji nanoproszkowej, łączącą techniki dyfrakcji rtg. in situ z symulacjami atomistycznymi. Kierunek 2 stanowi kontynuację prowadzonych w naszym zespole badań zależności struktury powierzchni nanokryształów metali od rodzaju otaczającego gazu pod ciśnieniem atmosferycznym. W tym obszarze przerwy ciśnieniowej (pressure gap) i materiałowej (material gap) niewiele jest technik doświadczalnych mogących dostarczyć danych strukturalnych. W naszej pracy (Rzeszotarski, Kaszkur, Phys.Chem.Chem.Phys., 11, (2009)) pokazaliśmy duże możliwości w tym względzie metody proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej in situ (rysunek). Nowe prace literaturowe sugerują, że procesy rekonstrukcji powierzchni w warunkach reakcji chemicznej są raczej normą niż wyjątkiem. Dodatkowo zjawiska te zazwyczaj przebiegają innaczej w warunkach podwyższonego ciśnienia niż w warunkach małych ekspozycji badanych technikami nauki o powierzchni. Dodatkowym celem tego kierunku jest wyjaśnienie mechanizmu zjawisk spiekania i redyspersji. Procesy spiekania oprócz zjawisk zatruwania są główną przyczyną spadku aktywności katalizatora. Oprócz spiekania wywołanego wysoką temperaturą planujemy badanie procesu spiekania towarzyszącego cyklicznym reakcjom utleniania i redukcji powierzchni nanokrystalicznego metalu. Zjawiska redyspersji zaobserwowaliśmy na nanokryształach platyny- próby ich wyjaśnienia strukturalnego przy pomocy symulacji atomistycznych trwają. Kierunek 3 dotyczy wprowadzenia niewielkich ilości potasu do nośnikowych katalizatorów niklowych istotnie wpływa na ich własności w reakcjach uwodornienia tlenku węgla oraz reformingu parowego metanu. W przypadku pierwszej reakcji zachodzi szybkie zawęglanie katalizatora i pojawiają się wyższe węglowodory, natomiast w drugiej reakcji obecność potasu znacznie ogranicza zawęglanie katalizatorów. Pomimo wielu wysiłków, istota tego efektu nie została dotychczas wyjaśniona. W 2011 r. planuje się przeprowadzenie badań wpływu potasu na przebieg reakcji uwodornienia tlenku węgla na serii promotowanych potasem katalizatorów określając (i) skład warstwy zaadsorbowanej na powierzchni oraz (ii) stan fazowy katalizatora w trakcie przebiegu reakcji katalitycznej. Skład warstwy zaadsorbowanej będzie określany metodą transient, skład fazowy metodą XRD. Ważniejsze publikacje: 1. Kaszkur Z., Test of applicability of some powder diffraction tools to nanocrystals. Zeitschrift für Kristallographie, 23, (2006). 2. Raróg-Pilecka W., Miśkiewicz E., Matyszek M., Kaszkur Z., Kępiński L., Kowalczyk Z., Carbon-supported cobalt catalyst for ammonia synthesis: Effect of preparation procedure. Journal of Catalysis, 237, (2006). 3. Raróg-Pilecka W., Miśkiewicz E., Jodzis S., Petryk J., Łomot D., Kaszkur Z., Karpiński Z., Kowalczyk Z., Carbon-supported ruthenium catalysts for NH 3 synthesis doped with caesium nitrate: Activation process, working state of Cs-Ru/C, Journal of Catalysis, 239, (2006). 4. Rzeszotarski P., Kaszkur Z., Surface reconstruction of Pt nanocrystals interacting with gas atmosphere. Bridging the pressure gap with in situ diffraction. Phys.Chem.Chem.Phys., 11, (2009). 73

74 5. Truszkiewicz E., Raróg-Pilecka W., Schmidt-Szałowski K., Jodzis S., Wilczkowska E., Łomot D., Kaszkur Z., Karpiński Z., Kowalczyk Z., Barium promoted Ru/carbon catalyst for ammonia synthesis. State of the system when operating. J.Catal., 265, (2009). Rekonstrukcja powierzchni nanokryształów platyny indukowana zmianami stężenia wodoru na powierzchni obserwowana jako ewolucja parametru sieci. Zadanie nr 17 Modelowanie w Zakresie Fizykochemii Aerozoli (dr hab. Lech Gmachowski) W ramach zadania będziemy kontynuowałi badania fizykochemii procesów powstawania i przemian niektórych składników wtórnych organicznych aerozoli atmosferycznych i fazy wodnej występującej w atmosferze w postaci kropli o różnych średnicach, ze szczególnym uwzględnieniem związków organicznych zawierających nieorganiczne grupy funkcyjne, takie jak grupa siarczanowa, siarczynowa, azotanowa i azotynowa. W ramach planowanych zadań przewiduje się również modelowanie procesów agregacji aerozoli. W szczególności, planowane badania obejmują: 1) Badanie doświadczalne kinetyki chemicznej reakcji metakroleiny i ketonu metylowo winylowego (kontynuacja) oraz kwasu metakrylowego z anionorodnikami siarczanowymi w roztworach wodnych w izotermicznych, homogenicznych reaktorach z idealnym mieszaniem, z pomiarem ph i po 2 oraz rejestracją widm UV/VIS roztworów, w tym wyznaczenie stałych szybkości reakcji metodą szybkości odwrotnych (europejski grant reintegracyjny); 2) Charakteryzację chemiczną i strukturalną produktów otrzymywanych w reakcji metakroleiny i ketonu metylowo winylowego (kontynuacja) oraz kwasu metakrylowego z anionorodnikami siarczanowymi generowanymi chemicznie i fotochemicznie w 74

75 roztworach wodnych przy zastosowaniu analizy widm UV/VIS oraz zaawansowanej spektrometrii mas (chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią mas z analizatorem czasu przelotu i jonizacją elektronową oraz chemiczną, wsparta w miarę potrzeby derywatyzacją chemiczną oznaczanych związków; chromatografia cieczowa z detekcją UV/VIS, chromatografia cieczowa sprzężona ze spektrometrią mas z potrójnym analizatorem kwadrupolowym i pułapką jonową oraz z jonizacją typu elektrosprej) (europejski grant reintegracyjny); 3) Opracowanie mechanizmu reakcji izoprenu z anionorodnikami siarkotlenowymi w obecności azotynów nieorganicznych, przeprowadzoną metodami opisanymi w punkcie 2 oraz opracowanie i przeprowadzenie syntezy związku modelowego zawierającego podwójne wiązanie C=C, grupę -OSO 3 H i grupę -OH, który umożliwi potwierdzenie struktury wykrytych wcześniej produktów reakcji metodami chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas (praca doktorska, kontynuacja); 4) Kontynuację prac dotyczących kinetyki agregacji i struktury agregatów, w ramach której planowane jest badanie wzajemnego wpływu kinetyki agregacji i struktury agregatów aerozolowych metodą modelowania aktu agregacji cząstek z uwzględnieniem dyfuzji knudsenowskiej i fraktalnej struktury łączących się obiektów. Ważniejsze publikacje: 1. K.J. Rudziński, L. Gmachowski, L. and I. Kuznietsova, Reactions of isoprene and sulphoxy radical-anions a possible source of atmospheric organosulphites and organosulphates, Atmos. Chem. Phys. 9 (2009) L. Gmachowski, Aggregate restructuring by internal aggregation, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 352 (2009) L. Gmachowski, Thermal blob size as determined by the intrinsic viscosity, Polymer 50 (2009) L. Gmachowski, Aggregation with fractal trajectories of changing dimensionality, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 329 (2008) J. Ziajka and K. J. Rudziński, Autoxidation of S-IV inhibited by chlorophenols reacting with sulfate radicals, Environ. Chem. 4 (2007) 355. Zadanie nr 18: Wodór elektrolityczny w procesach korozji oraz jego wytwarzanie i magazynowanie jako nośnika energii (prof. dr hab. Tadeusz Zakroczymski) W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie tematyką oddziaływania wodoru z różnorodnymi materiałami, zwłaszcza metalicznymi. Wynika to z prognozowanego wprowadzenia tzw. energetyki (gospodarki) wodorowej, czyli zastąpienia obecnie wykorzystywanych paliw (ropa naftowa, gaz ziemny) wodorem. Wodór jest atrakcyjnym nośnikiem energii, gdyż reagując z tlenem uwalnia znaczną ilość energii, a jedynym produktem reakcji jest woda. Ponadto reakcje wodoru z tlenem można prowadzić sposobem elektrochemicznym (w tzw. ogniwach paliwowych) uzyskując wprost wygodną energię elektryczną. Ponieważ na gospodarkę wodorową składa się wiele elementów, jej szerokie wprowadzenie do praktyki będzie wymagało rozwiązania wielu problemów, z których główne dotyczą możliwie prostych, a zarazem ekonomicznie opłacalnych sposobów wytwarzania, magazynowania i transportu wodoru. W większości technologii wodorowych są i będą wykorzystywane materiały metaliczne, ich ochrona przed destrukcyjnym oddziaływaniem wodoru będzie miała również zasadnicze znaczenie. 75

76 Szczegółowe plany badawcze zespołu na rok 2011 przewidują kontynuację oraz rozszerzenie zakresu dotychczasowych badań. Pierwsze zadanie dotyczy dokończenia badań nad rolą powłok ceramicznych typu zol-żel, wytworzonych na powierzchni żelaza, na wnikanie do metalu wodoru wydzielanego elektrolitycznie. Dotychczasowe wyniki wskazują, iż powłoka blokuje częściowo powierzchnię metalu dla reakcji wydzielania wodoru i tym samym dla jego wnikania. Pozostaje wyjaśnienie trwałości powłok podczas długotrwałego oddziaływania wodoru, co ma zasadnicze znaczenie dla celów aplikacyjnych. Zadanie drugie, rozpoczęte w tym roku, dotyczy zachowania się niklu, jako katody podczas elektrolizy roztworów alkalicznych. Przewiduje się, że w przyszłości jedną z głównych metod wytwarzania wodoru będzie elektroliza wody z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii. Obecnie w wielu przemysłowych alkalicznych elektrolizerach wody stosuje się katody niklowe, które w czasie pracy ulegają dezaktywacji. Ten niekorzystny proces ulega spowolnieniu w obecności śladowych ilości żelaza. Proponowane badania będą zmierzały do poznania mechanizmu działania żelaza na przebieg reakcji wydzielania wodoru. Z drugiej strony, nikiel należy do metali łatwo pochłaniających wodór. Stosując opracowaną przez zespół metodę analizy pomiarów szybkości przenikania i desorpcji wodoru, zostaną określone ilościowo formy pochłoniętego wodoru. W odniesieniu do dobrze zbadanego układu żelazo/wodór, metoda ta ujawniła szerokie widmo różnych form wodoru w metalu (rysunek), obejmujące formę podstawową, którą stanowią atomy rozmieszczone w lukach międzywęzłowych sieci krystalicznej (wodór dyfuzyjny), przez atomy związane z różnymi defektami struktury krystalicznej (wodór pułapkowany odwracalnie), aż do wodoru cząsteczkowego (wodór pułapkowany nieodwracalnie). W przypadku niklu, przy dostatecznie silnym źródle wodoru, można oczekiwać tworzenia się wodorku niklu. Ostatnie zadanie dotyczy zbadania własności absorpcyjno-desorpcyjnych materiałów stanowiących potencjalne akumulatory wodoru: stopy Mg-Ni (współpraca z National Cheng Kung University, Tainan, Tajwan) oraz funkcjonalizowane nanorurki węglowe. Ważniejsze publikacje: 1. Zakroczymski T. Adaptation of the electrochemical permeation technique for studying entry, transport and trapping of hydrogen in metals Electrochimica acta 51 (11): (2006). 76

77 Intensity [a.u.] 2. Flis-Kabulska I., Zakroczymski T., Flis J.Accelerated entry of hydrogen into iron from NaOH solutions at low cathodic and low anodic polarisations Electrochimica acta 52 (9): (2007). 3. Zakorchemna I., Carmona N., Zakroczymski T. Hydrogen permeation through sol-gelcoated iron during galvanostatic charging Electrochimica acta 53 (28): (2008). 4. Flis-Kabulska I. Transient hydrogen permeation through iron after potential jumps from cathodic to anodic polarisation in NaOH solution Electrochimica commun 11 (1): (2009). 5. Hadam U., Zakroczymski T.Absorption of hydrogen in tensile strained iron and highcarbon steel studied by electrochemical permeation and desorption techniques Int J Hydrogen Energ 34 (5): (2009). Zadanie nr 19 Charakterystyka procesów fizykochemicznych zachodzących w obszarze kilku warstw atomowych przy powierzchni ciał stałych (prof. dr hab. Aleksander Jabłoński) u''' Ce +4 3d 3/2 Au/CeO 2 u' u Ce +4 3d 3/2 Ce +3 3d u'' 3/2 Ce +4 3d 3/2 Ce3d photoelectron spectra v''' Ce +4 Ce3d 5/2 Ce +3 3d 3/2 v'' Ce +4 3d 5/2 v' Ce +3 3d 5/2 v Ce +4 3d 5/ Binding Energy [ev] u 0 Ce +3 3d 5/2 Zamierzamy badać procesy oddziaływania tlenków metali, stosowanych jako nośniki katalizatorów, z nanocząsteczkami domieszkowanego złota, badając zmiany stanu elektronowego nośnika tlenkowego oraz złota, w zależności od metody preparatyki, zastosowanych procesów termicznych oraz oddziaływania wybranych gazów reaktywnych (z H 2, D 2, N 2 O, NO, N 2, CO, CO 2, O 2 ). Aktywność katalityczna tego typu układów została potwierdzona w wielu reakcjach katalitycznych a szczególnie w reakcji konwersji gazu wodnego. W modelowym układzie Au-CeO 2 aktywnym miejscem lokalizacji nanocząstek złota w nośniku są tzw. wakancje tlenowe, miejsca sieci krystalicznej z deficytem tlenu, w których atomy ceru są w stanie Ce +3. W kolejnym etapie badań zamierzamy badać wpływ domieszkowania innych metali typu Fe, Mn, Co, Sn na gęstość i stabilizację stanów Ce +3 w nośniku oraz na stan nanocząstek złota w badanym układzie. Udział stanów Ce +3 możemy określić na podstawie szczegółowej analizy widma fotoelektronowego ceru w regionie Ce3d. Przykład analizy takiego widma przedstawia rysunek: v 0 77

78 Intensity [a.u.] W zależności od sposobu preparatyki i przygotowania nośnika zmienia się stan chemiczny i elektronowy wprowadzonych nanocząstek złota. Z literatury wiadomo, ze nie wszystkie formy złota obecne na powierzchni nośnika są aktywne katalitycznie. Różnorodność możliwych stanów chemicznych złota na powierzchni katalizatora przedstawia widmo regionu Au4f próbki Au/CeO 2, kalcynowanej w temperaturze 400 C. Prawdopodobnie najbardziej aktywne katalitycznie w reakcji konwersji gazu wodnego są stany złota o cząstkowym ładunku dodatnim, jednakże niektóre metody preparatyki, w wyniku transferu elektronów z nośnika, powodują generowanie również stanów o cząstkowym ładunku ujemnym lub aglomerację w krystality o charakterze metalicznym, które nie są aktywne w reakcji katalitycznej. Dla lepszego poznania procesów zachodzących w wyniku oddziaływania nanocząstek metalu z nośnikiem tlenkowym oraz gazami reaktywnymi zostaną wykonane cienkowarstwowe układy modelowe z podłożem TiO 2 lub Al 2 O 3, i warstwy złota. Preparatyka tlenków będzie możliwa poprzez kontrolowane utlenianie czystych metali w komorze preparatywnej, a następnie osadzanie na nich warstw metalicznego złota w wyniku procesów parowania i kondensacji. Proces nanoszenia warstwy (szybkość osadzania, grubość warstwy) będzie kontrolowany przy pomocy wagi kwarcowej. Struktura otrzymanych warstw będzie badana metodami LEED (procesy dyfrakcji niskoenergetycznych elektronów) i STM (procesy tunelowania elektronów). Metoda programowanej desorpcji termicznej (TPD) wykorzystana będzie do charakterystyki oddziaływania powierzchni układu modelowego z gazem reaktywnym. Przygotowane układy modelowe o różnej grubości warstwy metalu będą także odpowiednimi materiałami do badania wybranych parametrów transportu elektronów ze szczególnym uwzględnieniem średniej drogi swobodnej. Parametr ten jest b. ważny w praktycznej analizie ilościowej spektroskopii XPS i AES. Średnia droga swobodna elektronów badanych tlenkach (TiO2, Al2O3, CeOx) będzie wyznaczona metodą spektroskopii piku elastycznego (EPES). Planowane są również prace teoretyczne dotyczące różnych aspektów transportu elektronów w ciałach stałych, w szczególności prace prowadzące do możliwie dokładnego opisu prawdopodobieństwa emisji elektronów (fotoelektronów, elektronów Augera elektronów elastycznie rozpraszanych na powierzchni). Nacisk będzie położony na zjawisko wstecznego rozpraszania elektronów wiązki wzbudzającej (elastycznego i nieelastycznego). Ważnym zagadnieniem jest wyznaczanie możliwie dokładnych tzw. czynników poprawkowych w formalizmie spektroskopii fotoelektronów i elektronów Augera. Planuje się wyznaczenie tych czynników dla badanych obiektów. Proponowane badania mają istotne znaczenie dla zrozumienia przebiegu podstawowych procesów katalitycznych, doboru optymalnych warunków prowadzenia reakcji oraz doboru optymalnego nośnika katalizatora dla wybranej reakcji. Proponowane do badań układy nanocząstek metali na tlenkach są układami katalitycznymi, o wyjątkowo szerokim spektrum zastosowaniu w procesach ochrony środowiska. Szczególnie interesujące możliwości aplikacyjne to: niskotemperaturowe dopalanie spalin (usuwanie węglowodorów, tlenków azotu) oraz Au/CeO C Binding Energy [ev] Au +3 Au + Au 0

79 niskotemperaturowa reakcja konwersji gazu wodnego jako źródło czystego wodoru do celów energetycznych (ogniwa paliwowe, czyste paliwo silnikowe) a także fotokatalityczne usuwanie zanieczyszczeń wód powierzchniowych. Publikacje związane z tematyką katalizy na złocie od kilku lat lokują się na czołowych miejscach rankingów popularności, są szeroko cytowane. Dzięki prowadzonej współpracy międzynarodowej mamy możliwość uzyskania do badań najnowszych katalizatorów, testowanych i charakteryzowanych innymi metodami w czołowych ośrodkach europejskich specjalizujących się w realizacji tej tematyki. Zespół dysponuje aparaturą umożliwiającą realizację zamierzonych zadań: Spektrometrem fotoelektronów ESCALAB-210 z komorą preparatywną, aparaturą na bazie spektrometru fotoelektronów PHI 5000 VersaProbe wyposażoną w monochromatyczne źródło promieniowania X, źródło UV, skanujące działa argonowe i fulerenowe do precyzyjnego profilowania, komorę preparatywną ze źródłami do napylania cienkich warstw, spektrometr LEED-AES z analizatorem siatkowym do identyfikacji struktury i składu napylonych warstw, układ dozowania gazów, spektrometr masowy do programowanej termo desorpcji, oraz mikroskop tunelowy STM/AFM do obrazowania struktur powierzchniowych. Przykładem możliwości obrazowania powierzchni w skali atomowej jest zarejestrowana w naszym laboratorium struktura powierzchnia krzemu Si(111): Ponadto, zespół dysponuje 33%czasu pracy skanującego mikroanalizatora AES MICROLAB-350, wykorzystywanego do badań metodą AES oraz EPES. Należy też wspomnieć, że laboratorium jest bogato wyposażone w systemy oprogramowania umożliwiające wszechstronne opracowanie rejestrowanych widm (identyfikacja pierwiastków, identyfikacja stanu chemicznego, analiza ilościowa, profile stężenia, etc.). Niektóre z pakietów programowych zostały opracowane w ramach prac własnych zespołu. Przykładem jest pakiet EPES, realizujący w sposób przyjazny dla użytkownika obliczenia związane z zastosowaniami spektroskopii piku elastycznego, w szczególności z wyznaczaniem średniej drogi swobodnej elektronów. Dostępne są również bazy danych rozprowadzane przez NIST zawierające parametry istotne w obliczeniach analizy ilościowej. Ważniejsze publikacje: 1. A. Jablonski and C. J. Powell, Improved Algorithm for Calculating the Transport Cross Sections of Electrons with Energies from 50 ev to 30 kev, Phys. Rev. B76, (2007). 2. C. J. Powell and A. Jablonski, Surface Sensitivity of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A601, (2009). 3. F. Salvat, A. Jablonski and C. J. Powell, ELSEPA - Dirac Partial-Wave Calculation of Elastic Scattering of Electrons and Positrons by Atoms, Positive Ions and Molecules, Comput. Phys. Commun. 165, (2005). 4. A. Jablonski, F. Salvat and C. J. Powell, Comparison of Electron Elastic Scattering Cross Sections Calculated from Two Commonly Used Atomic Potentials J. Phys. Chem. Ref. Data 33, 409 (2004). 5. A. Jablonski, S. Tanuma and C. J. Powell, Modified Predictive Formula for the Electron Stopping Power, J. Appl. Phys. 103, (2008). 79

80 Zadanie nr 20 Wysokorozdzielcza (SAM, AES, SEM) i elektrochemiczna charakterystyka materiałów funkcjonalizowanych i konstrukcyjnych. (Prof. dr hab. Maria Janik-Czachor) Przewidywane na 2011 rok projekty badawcze zmierzają do identyfikacji tych cech morfologii i chemii powierzchni materiałów, które decydują o ich specyficznych właściwościach. Będą one realizowane w Laboratorium Specjalistycznym Fizykochemii Materiałów za pomocą urządzenia Microlab 350 i posiadanej aparatury do badań elektrochemicznych: a) otrzymywanie powłok fosforanowo-wapniowych metodami chemicznymi lub elektrochemicznymi na powierzchni Ti do zastosowań biomedycznych, charakterystyka tych powłok metodami: SEM, AES, XPS ( kontynuacja); b) dalsze modyfikacje metodyki otrzymywania aktywnych powierzchni do badań adsorpcji i oddziaływania adsorbat adsorbent metodą SERS m.in. warstwy tlenków Ti o zróżnicowanej morfologii na powierzchni Ti pokrytych metalami Ag, Cu lub Au (kontynuacja); kompleksowa charakterystyka powierzchni kompozytów Ag/TiO 2 -porowaty/ti i podobnych kompozytów zawierających Cu lub Au i wykazujących specyficzną aktywność w adsorpcji związków organicznych (SEM, SAM, AES, XPS, EDS); c) charakterystyka wybranych powłok fosforanowo-wapniowych na powierzchni Ti metodami biomedycznymi (we współpracy z ośrodkami badawczymi we Francji) d) ogniwa paliwowe, charakterystyka katalizatorów: SEM, AES, XPS. Badania we współpracy z Uniwersytetem Tatung w Taipei. Przykład zastosowań urządzenia Microlab 350 w badaniach fizykochemii materiałów pokazano na rysunku poniżej: Powyższe zdjęcie SEM przedstawia typową morfologię powierzchni kompozytu Ag/TiO 2 - porowaty/ti po funkcjonalizacji powierzchni dla celów badawczych metodą SERS. Dodatkowo zaznaczono przykładowe miejsce analizy lokalnej składu chemicznego metodą AES. Na zdjęciu tym widoczne są zróżnicowane pod względem wielkości cząstki Ag (poniżej 100 nm) osadzone na podłożu kompozytowym metodą napylania Ag w próżni. Widoczne jest niejednorodne rozmieszczenie cząstek. Wykorzystując możliwości analityczne urządzenia Microlab 350 określono skład chemiczny tak małych obiektów. Wyniki analizy AES zaprezentowano na wykresie: sygnał Auger / pph w funkcji energii kinetycznej. Tego typu informacja o lokalnym składzie jest bardzo cenna przy charakteryzowaniu materiałów niejednorodnych pod względem chemicznym. 80

81 Ważniejsze publikacje: 1. A.Roguska, A.Kudelski, M.Pisarek, M.Lewandowska, M.Dolata, M.Janik-Czachor, Raman investigations of TiO2 nanotube substrates covered with thin Ag or Cu deposits, J. Raman Spectr. 40 (2009) M. Pisarek, M. Łukaszewski, P. Winiarek, P. Kędzierzawski, M. Janik-Czachor, Catalytic activity of Cr or Co modified Ni-based rapidly quenched alloys in the hydrogenation of isophorone, Applied Catalysis A, 358 (2009) M.Pisarek, P.Kędzierzawski, M.Janik-Czachor, K.J.Kurzydłowski, The effect of hydrostatic extrusion on resistance of 316 austenitic stainless steel to pit nucleation, Electrochemistry Communications, 9 (2007) M.Lewandowska, M.Pisarek, K.Rożniatowski, M.Grądzka-Dahlke, M.Janik-Czachor, K.J.Kurzydłowski, Nanoscale characterization of anodic oxide films on Ti-6Al-4V alloy, Thin Solid Film, 515 (2007) M.Pisarek, M.Janik-Czachor, Microstructural and Auger Microanalytical Characterization of Cu-Hf and Cu-Ti Catalysts, Microscopy and Microanalysis, 12 (2006) Zadanie nr 21 Badanie oddziaływań międzycząsteczkowych metodami spektroskopowymi i mikroskopią STM/AFM (doc. dr hab. Robert Nowakowski) Badanie zależności pomiędzy budową chemiczną cząsteczek, strukturami i własnościami elektrycznymi cienkich warstw wybranych polimerów i oligomerów przewodzących metodą STM Uzasadnienie: Celem projektu jest określenie struktur nadcząsteczkowych obiecujących mało i wielkocząsteczkowych związków elektroaktywnych o potencjalnym zastosowaniu w elektronice organicznej. Ponieważ struktura nadcząsteczkowa determinuje właściwości elektronowe warstw tych związków, proponowane badania mają istotne znaczenie dla rozwoju elektroniki molekularnej. Przeprowadzone zostaną badania cienkich warstw tych związków w rozdzielczości cząsteczkowej metodą STM. Planujemy przeprowadzenie badań zarówno związków o przewodnictwie typu p (np. alkilowych pochodnych tiofenu) jak również typu n (np. nowych diimidów z perylenowymi grupami aromatycznymi). Korelacja procesów powierzchniowych i objętościowych w przemianie wybranych metali ziem rzadkich w wodorki o charakterze półprzewodnikowym. Uzasadnienie: Wodorki niektórych metali ziem rzadkich wykazują fascynującą cechęprzemiany charakteru metalicznego na półprzewodnikowy indukowaną wzrostem stężenia wodoru. Z transformacją metal półprzewodnik związana jest zmiana szeregu właściwości fizycznych, wśród nich optycznych, np. zjawisko odwracalnych zwierciadeł metalicznych. Zmiana tych właściwości może być wykorzystana w nowoczesnych urządzeniach, takich jak: nowe detektory wodoru, wyświetlacze. Celem projektu jest przeprowadzenie systematycznych badań korelacji procesów powierzchniowych i objętościowych towarzyszących temu zjawisku w odniesieniu do wybranych metali ziem rzadkich. Prace ukierunkowane są na badanie zjawisk powierzchniowych, które odgrywają kluczową rolę w procesach tworzenia wodorków. Badanie oddziaływań niekowalencyjnych w mikroklastrach wybranych monosacharydów. Uzasadnienie: Sacharydy, obok białek i kwasów nukleinowych, stanowią trzecią grupę związków o ważnym znaczeniu biologicznym. Dostarczają one komórkom energii i szkieletów węglowych. Ze względu na obecność w monosacharydach grup hydroksylowych, 81

82 istnieje możliwość tworzenia się niekowalencyjnych wiązań z sąsiadującymi cząsteczkami. Woda oraz jony metali mogą pełnić ważną rolę w tych procesach. Zbadanie energetyki oddziaływań w małych kompleksach lub mikroklastrach monosacharydów mogą przyczynić do poznania i lepszego zrozumienia mechanizmów tworzenia się wiązań międzycząsteczkowych w organizmach żywych. Zakłada się, że w niniejszych badaniach zostanie wykorzystana wysokociśnieniowa spektrometria mas wyposażona w impulsowe źródło jonów, umożliwiające generowanie elektrosprejem z fazy ciekłej jonów i badanie oddziaływań jonowo-cząsteczkowych w kompleksach wytworzonych w komorze reakcyjnej w fazie gazowej. Oczekuje się, że przeprowadzone badania dostarczą nowych informacji o energetyce oddziaływań niekowalencyjnych w układach biologicznych tworzących zarazem pomost pomiędzy fazą gazową i ciekłą. Ważniejsze publikacje: 1. R. Nowakowski, P. Grzeszczak, R. Duś, Hydrogen-induced stress relaxation in thin Pd films: Influence of carbon implementation, Langmuir (2007), 23 (4): H. Wincel, Hydration energies of protonated amino acids Chem. Phys. Lett. (2007) 439, T. Jaroch, M. Knor, R. Nowakowski, M. Zagórska, A. Proń, Effect of molecular mass on supramolecular organisation of poly(4,4 -dioctyl-2,2 :5,2 -terthiophene) Phys. Chem. Chem. Phys. (2008) 10, H. Wincel, Microhydration of protonated nucleic acid bases and protonated nucleosides in the gas phase J. Am. Soc. Mass Spectr. (2009) 20, M. Knor, R. Nowakowski, E. Nowicka, R. Duś, Surface-mediated thin terbium hydride film formation Langmuir (2010) 26, Kontrolowane przesuwanie pojedynczej cząsteczki indukowane sondą STM w monowarstwie alkilowej pochodnej tiofenu (w temperaturze pokojowej) 82

83 Zadanie nr 22 Rozwój teorii cieczy w zastosowaniu do predykcji równowag fazowych i tworzenia baz danych rekomendowanych (doc. dr hab. Marian Góral) 1. Rozbudowa banku danych termodynamicznych 2. Opracowanie metod opisu i przewidywania równowag ciecz ciecz dla układów woda + estry oraz woda+pochodne chlorowcowe węglowodorów; 3. Opracowanie metod opisu i przewidywania równowag typu ciecz-ciecz oraz ciecz-para w układach lekkich węglowodorów (C 1 -C 4 ) i wody. Uzasadnienie: Żeby nie zmarnować dotychczasowej pracy włożonej w utworzenie banku danych termodynamicznych uzupełniamy go na bieżąco nowo publikowanymi danymi. Dla każdej grupy mieszanin opracowujemy model uwzględniające oddziaływania fizyczne i wiązania wodorowe między molekułami roztworu. Modele są optymalizowane na podstawie danych rozpuszczalności i danych równowagi ciecz-para. Modele mają sens fizyczny co ilustruje załączony rysunek. Nasze opracowania transformują numeryczne dane doświadczalne na modele roztworów co z kolei umożliwia przedstawienie tych danych w formie analitycznej i ich praktyczne zastosowanie w przemyśle i w ochronie środowiska. Modele pozwalają też na ekstrapolację do innych temperatur lub innych układów, dla których nie ma danych eksperymentalnych. W ten sposób zwielokrotniamy dotychczasowy wysiłek pomiarowy. Dokładność zaproponowanych metod została zaakceptowana przez IUPAC, NIST i Journal of Physical and Chemical Reference Data. Temat podany w punkcie 2 jest realizowany w ramach grantu N N na podstawie umowy zawartej W ramach tego projektu realizowane są dwie prace doktorskie. 390 T / K 6 ln K /T 270 0,5 0,6 x w 0,7 3 2,4 2,9 3,4 Rys. 1 Ułamek molowy wody (x w ) rozpuszczonej w 2-metylo-2-butanolu. Punkty eksperymentalne w różnych temperaturach (T) są aproksymowane krzywą policzoną z linii prostej pokazanej na rys. 2. Rys. 2. Wartości stałej koasocjacji z wodą (K) uzyskane z punktów przedstawionych na rys. 1 i aproksymowane równaniem van t Hoofa. Ważniejsze publikacje 1. Góral M., Mączyński A., Wiśniewska Gocłowska B. Recommended LLE Data, Part 4, Aliphatic Alcohols with Water. J. Phys. Chem. Ref. Data, 3, (2006). 83

84 2. Góral M., Bok A., Kasprzycka Gutman T., Oracz P., Recommended Vapor-Liquid Equilibrium Data. Part 4. Binary Alkanol-Alkene/Alkyne Systems. J. Phys. Chem. Ref. Data, 4, (2006). 3. Góral, M., Mączyński, A., Oracz, P., Recommended Liquid Liquid Equilibrium Data. Part 5. Ethers Water Systems, J. Phys. Chem. Ref. Data, 36(4) (2007). 4. Mączyński A., Shaw D. G., Góral M., Wiśniewska Gocłowska B., IUPAC-NIST Solubility Data Series. 86. Ethers and Ketones with Water. Part 5. C6 ketones with Water, J. Phys. Chem. Ref. Data 37, , (2008). 5. Góral M., Shaw D. G., Mączyński A., Wiśniewska Gocłowska B., Jezierski A., IUPAC-NIST Solubility Data Series. 86. Esters with Water Revised and Updated. Part 1. C2 C4 esters, J. Phys. Chem. Ref. Data 38, , (2009). Zadanie badawcze nr 23 Elektrody modyfikowane o potencjalnym zastosowaniu w czujnikach i ogniwach (prof. dr hab. Marcin Opałło) Będziemy konstruować nowe elektrody modyfikowane nanocząstkami modyfikowanych grupami funkcyjnymi o przeciwnych ładunkach (patrz schemat). W tym celu wykorzystamy cząstki polikrzemianowe, polistyrenowe a także nanocząstki złote, platynowe oraz półprzewodnikowe (tlenek indu domieszkowany cyną, tlenek cynku). Zastosujemy te elektrody do oznaczania neuroprzekaźników w obecności substancji przeszkadzających (kwas askorbinowy, kwas moczowy) oraz do oznaczania innych substancji biologicznie czynnych (pestycydy). Po modyfikacji tych elektrod enzymami zastosujemy je w w bioogniwach. Do tych samych celów zastosujemy nowe elektrody modyfikowane nanorurkami węglowymi i grafenami.będą kontynuowane prace nad konstrukcją fotobioanody i jej zastosowaniem w fotobioogniwie paliwowym. Będą kontynuowane prace nad nowymi metodami elektrosadzania nanocząstek złota (patrz zdjęcie) z wykorzystaniem cieczy jonowych i granicy trzech faz elektroda elektrolit wodny rozpuszczalnik organiczny. Podjęte także zostaną próby wykorzystania tej granicy do elektroosadzania cząstek polikrzemianowych z wykorzystaniem emulsji i ultradźwięków 84

85 Będą kontynuowane prace nad badaniem reakcji elektrodowych z wykorzystaniem granicy faz ciecz ciecz w mikroprzepływach. Podejmiemy próbę konstrukcji mikroprzepływowego bioogniwa paliwowego z bezmediatorową biokatodą. Ważniejsze publikacje: 1. Shul G., Sirieix-Plenet J., Gaillon L., Opałło M. Ion transfer at carbon paste electrode based on ionic liquid, Electrochem. Commun., 8, (2006). 2. Nogala W., Roźniecka E., Zawisza I., Rogalski, J., Opałło M. Immobilization of ABTS Laccase System in Silicate Based Electrode for Biolectrocatalytic Reduction of Dioxygen. Electrochem. Commun., 8, (2006). 3. Niedziółka J, Opałło M Electrochemically assisted sol-gel process at a three phase junction Electrochem. Commun., 10, (2008). 4. Szot K., Nogala W., Niedziółka-Jonsson J., Jonsson-Niedziółka M., Marken F., Rogalski J., Nunes Kirchner C., Wittstock G., Opałło M., Hydrophilic carbon nanoparticle-laccase thin film electrode for mediatorless dioxygen reduction SECM activity mapping and application in zinc-dioxygen battery, Electrochim. Acta, 54, (2009). 5. Leśniewski A, Niedziółka-Jonsson J, Rizzi C, Gaillon L, Rogalski J, Opałło M Carbon ceramic nanoparticulate film electrode prepared from oppositely charged particles by layer-by-layer approach Electrochem. Commun., 12, (2010). Zadanie nr 24 Zjawiska złożone, procesy nierównowagowe i przetwarzanie informacji przy wykorzystaniu reakcji chemicznych (prof. dr hab. Jerzy Górecki) Głównym kierunkiem prac będzie kontynuacja badań nad zastosowaniem układów chemicznych do przetwarzania informacji. Badania będą współfinansowane przez Unię Europejską w ramach 7 Programu Ramowego Unii (projekt NEUNEU w temacie Biochemistry-based Information Technology w programie FET - Future and Emerging Technologies, zaplanowany na lata ). Podstawowym obiektem badań będzie układ z reakcją Biełousowa-Żabotyńskiego. Już umiemy wytworzyć w takim układzie stacjonarną strukturę komórek wypełnionych roztworem reagentów (patrz rysunek poniżej). Poszczególne komórki oddziałują na siebie poprzez dyfuzję reagentów, a pobudzenie jednej z nich może rozprzestrzenić się w układzie. Wydaje się, że badany przez nas układ jest ciekawym modelem przetwarzania informacji w organizmach żywych, przypominającym strukturę pobudzających się neuronów. W 2011 planujemy prowadzić badania nad procesami przetwarzania informacji przez układ oddziaływujących komórek. W szczególności zbadamy różne systemy kodowania informacji, które mogą być w nim zastosowane. Najprostszym kodowaniem informacji jest obecność pobudzenia. Efektywniejszym jest wykorzystanie ciągów propagujących pulsów o różnych geometriach. Dla takiego kodowania potencjał informatyczny ilustrowanego powyżej układu zależy od ilości i rozmiaru komórek (emergence phenomena). Przedmiotem badań będzie ustalenie zależności między rozmiarem i strukturą układu, a funkcjami jakie może wykonywać. Niektóre z funkcji można wymusić poprzez odpowiedni trening. Badane będą strategie uczenia układu, tak aby wykonywał określone operacje. Opracujemy modele pozwalające na ilościowe symulacje wzajemnych pobudzeń. W zespole będą prowadzone badania nad metodami teoretycznymi opisu zjawisk nierównowagowych w układach z reakcjami chemicznymi. Nowe koncepcje teoretyczne będą inspirowane i weryfikowane symulacjami komputerowymi. W szczególności będziemy 85

86 kontynuować badania nad kinetyką reakcji kontrolowanych dyfuzją i poprawieniem metod ich opisu. Zajmiemy się problemem korelacji przestrzennych generowanych przez procesy chemiczne i ich wpływem na kinetykę. Problem ten jest bardzo ważny dla symulacji mikroskopowych ewolucji czasowej układów przetwarzających informację, gdyż dla wielu nieliniowych reakcji chemicznych ewolucja czasowa otrzymana z symulacji opartych o dynamikę molekularna jakościowo różni się od przewidywań prostej teorii opartej o klasyczne równania kinetyczne. Celem badań będzie poprawienie klasycznej teorii tak, aby dostarczała wiarygodnego opisu szybkich procesów zachodzących dla małych liczb cząstek. Badania nad zjawiskami samoorganizacji w układach dalekich od równowagi obejmą również modele tworzenia się nanostruktur w wyniku reakcji powierzchni metalicznej w kontakcie z elektrolitem w warunkach elektrochemicznych. Projekt, kierowany przez dr hab. J. Stafieja, będzie finansowany przez grant MNiSW zaplanowany na lata W jego ramach przygotujemy programy symulacyjne oparte na technice automatów komórkowych. Wyniki symulacji pozwolą określić warunki niezbędne do otrzymania struktur powierzchniowych o pożądanych właściwościach w nano- i mikroskali. Aby zapewnić wysoką efektywność obliczeń programy symulacyjne będą napisane w języku CUDA, co umożliwia ich realizację na nowoczesnych procesorach wielordzeniowych. W 2011 roku przewiduje się też kontynuację prac nad algorytmami związanymi z elektrochemią obliczeniową i z automatyzacja procesu modelowania teoretycznego i komputerowego w elektrochemii. Prowadzone będą prace nad algorytmami automatycznej generacji modeli matematycznych opisujących eksperymenty kinetyczne w elektrochemii. Ich celem będzie realizacja i implementacja w środowisku MS Windows generatora modeli kinetycznych. Generator ten posłuży jako preprocesor dla nowego pakietu symulacyjnego wykorzystującego metody adaptacyjne, opracowane przez dr hab. L. Bieniasza w ostatnich latach. Powyższe fotografie ilustrują ewolucję czasową układu złożonego z komórek, w których zachodzi reakcja Biełousowa-Żabotyńskiego. Jasne obszary odpowiadają utlenionemu katalizatorowi. Widać, że na kolektywne pobudzenie dużych obszarów składają się pobudzenia pojedynczych komórek. Z drugiej strony lokalne fluktuacje (np. rozmiar komórki) mają wpływ na ewolucję. W największej z komórek obserwujemy pulsy pobudzenia (lewy rysunek), małe komórki są pobudzane jednorodnie. Ważniejsze publikacje: 1. Bieniasz L.K., Cyclic Voltammetric Current Functions Determined with a Prescribed Accuracy by the Adaptive Huber Method for Abel Integral Equations, Anal. Chem. 80, (2008). 86

87 2. Gorecka J., Gorecki J., Multiargument logical operations performed with excitable chemical medium, J. Chem. Phys. 124, art. no (2006). 3. Gorecka J., Gorecki J., Igarashi Y., One dimensional chemical signal diode constructed with two nonexcitable barriers. Journal of Physical Chemistry A 111, (2007). 4. Hołyst R., Litniewski M. Heat Transfer at the Nanoscale: Evaporation of Nanodroplets. Phys. Rev. Lett. 100, (2008). 5. Reis F.D.A.A., Stafiej J., Scaling behavior in corrosion and growth of a passive film, Phys. Rev. E 76, , (2007). Zadanie nr 25 Astrochemia laboratoryjna: Fotochemia, astrochemia oraz spektroskopia oscylacyjna i elektronowa cząsteczek z rodziny cyjanoacetylenów (doc. dr hab. Robert Kołos) Prowadzone badania (spektroskopowe, fotochemiczne, obliczeniowe) dotyczyć będą głównie nienasyconych łańcuchowych związków węglowo-azotowych istotnych dla opisu ośrodka między- i wokółgwiazdowego, a także komet oraz atmosfery Tytana. Kontynuowane będą prace nad stymulowanym ultrafioletem sprzęganiem, w warunkach kriogenicznych, krótszych fragmentów acetylenowych w dłuższe, poliacetylenowe. Związaną z tym fotochemię, częściowo już poznaną w środowisku zamrożonych gazów szlachetnych, przeniesiemy również do zestalonego para-wodoru. Na przełomie lat 2010/2011 mamy nadzieję uzyskać izotopomery HCC 13 CN i HCCCCC 15 N. Następnie wykonane zostaną badania spektroskopii produktów fotolizy UV tych związków w zestalonych gazach szlachetnych aby, w połączeniu z wcześniejszymi danymi, umożliwić przypisanie zagadkowych jak dotąd pasm spektralnych, a tym samym identyfikację nowych izomerów, wolnych rodników lub jonów. Prowadzone będą poszukiwania połączeń typu MgC 3 N, potencjalnie ważnych dla chemii ośrodka międzygwiazdowego. W pełni funkcjonalne stanie się konstruowane obecnie staniowisko do próżniowego odparowywania metali, zespolone z aparaturą kriogeniczną. Kontynuowane będą prace teoretyczne zainicjowane w roku 2010 przewidywaniami spektroskopii oscylacyjnej, w szczególności chcemy uzyskać realistyczne oszacowania energii przejść elektronowych. Zamierzamy również badać zamkniętopowłokowe związki typu HMgC 3 N. Cyjanodiacetylen jest interesujący nie tylko jako źródło egzotycznych, istotnych dla astrochemii cząsteczek powstających podczas fotolizy. Jako związek nowy, niedawno otrzymany w makroskopowych ilościach, sam jest słabo poznany. Zamierzamy szczegółowo opisać jego spektroskopię związaną z przejściami do dwóch pierwszych stanów elektronowych. Przejścia te, formalnie wzbronione z uwagi na symetrię orbitalną, mogą być obserwowane dzięki sprzężeniom Herzberga-Tellera. Ponadto będziemy uczestniczyć w opracowywaniu wyników astronomicznych obserwacji spektroskopowych, zarówno w dalekiej podczerwieni (europejska misja kosmiczna Herschel, badanie procesów inicjujących chemię w obszarach formowania gwiazd), jak i optycznych (zmierzających do wykrycia molekularnych nośników tzw. rozmytych linii międzygwiazdowych). Przewidujemy współpracę z Institut des Sciences Moléculaires d Orsay, Ecole Nationale Supérieure de Chimie w Rennes, Université Aix-Marseille, Laboratoire Inter-universitaire des Systèmes Atmosphériques w Créteil, a także z Centrum Astronomii UMK, Centrum Astronomicznym M. Kopernika PAN w Toruniu oraz z Centrum Badań Astronomicznych Narodowej Akademii Nauk Ukrainy. 87

88 Przykłady badanych cząsteczek o rozpoznanym lub potencjalnym znaczeniu astrochemicznym. Kolory czerwony, zielony i niebieski oznaczają odpowiednio wodór, węgiel i azot. Ważniejsze publikacje: 1. R. Kołos, M. Gronowski, J.Cz. Dobrowolski, Prospects for the detection of interstellar cyanovinylidene, Astrophys. J. 701 (2009) M. Turowski, M. Gronowski, C. Crépin, S. Douin, S. Boyé-Péronne, L. Monéron, R. Kołos, The C 3 N anion: First detection of its electronic luminescence in rare gas solids, J. Chem. Phys. 128 (2008) R. Kołos, M. Gronowski, and P. Botschwina, Matrix isolation IR spectroscopic and ab initio studies of C 3 N and related species, J. Chem. Phys. 128 (2008) A. Coupeaud, R. Kołos, I. Couturier-Tamburelli, J. P. Aycard, N. Piétri, Photochemical synthesis of the cyanodiacetylene HC5N: A cryogenic matrix experiment., J. Phys. Chem. A 110 (2006) M. Gronowski, R. Kołos; Isomers of cyanodiacetylene: Theoretical structures and spectra ; Chem. Phys. Letters 428 (2006) 245. Zadanie nr 26 Fotoelektronika Organiczna: Jedno- i wielordzeniowe kompleksy lantanowców jako emitery dla diagnostyki biomedycznej (prof. dr hab. Marek Pietraszkiewicz) Będziemy kontynuowali badania nad heterotruxenami. Są to związki o szczególnych właściwościach optoelektronicznych, przydatnych w technologii Organic Light Emiting Diodes (OLED). Istotnym czynnikiem ograniczającym liczbę syntez (zawsze drogi składnik badań) są metody obliczeniowe, dotyczące gęstości elektronowej, poziomów HOMO-LUMO i optymalizacji geometrii cząsteczek -elektronowych. Heterotrukseny to w pewnym sensie analogi trimery fluorenu, karbazolu, dibenzotiofenu i dibenzofuranu, jednak ich właściwości optoelektroniczne znacznie przewyższają w.wym. związki. Struktura elektronowa heterotruxenów pozwala na dostosowanie ich właściwości jako materiałów dla technologii OLED, OFET, wielofotonowej absorpcji światła, właściwości NLO. Z tego względu stanowią obecnie ważną klasę związków o wielkim potencjale dla zastosowań w 88

89 energooszczędnej technologii OLED i OPV - fotowoltaice organicznej. Z tego względu warto zajmować się badaniami w tym obszarze. Związki spiranowe są obecnie intensywnie badane pod kątem zastosowań w fotowoltaice organicznej (np. niedawne prace M. Grätzela), jak też ich szerokie pasmo fotoluminescencji w obszarze widzialnym pozwala na prognozowanie zastosowań tych związków jako emiterów białego światła w technologii OLED, bez uciekania się do stosowania bardzo drogich luminoforów trypletowych na bazie kompleksów irydu. Oczywiście, podstawowym kryterium praktycznych zastosowań jest prześledzenie i zrozumienie procesów fotofizycznych w obrębie cząsteczek typu spiro, z wykorzystaniem czasowo-rozdzielczych technik spektroskopii laserowej. Z tego względu warto zainwestować czas w tym obszarze badań. Poniżej podajemy w punktach najważniejsze elementy naszych badań: 1. Barwniki trifenylometanowe przeniesienie elektronu. 1. Badania strukturalnych uwarunkowań szerokopasmowych luminescencji bichromoforowych układów donorowo-akceptorowych zbudowanych na zworniku tetraedrycznym. Optymalizacja struktury i właściwości białych fluoroforów Synteza nowych laktonów triarylometanowych zaprojektowanych jako białe fluorofory. Badania relacji struktura-właściwości tych cząsteczek pod kątem optymalizacji wydajności i parametrów spektralnych podwójnej fluorescencji z zamiarem maksymalizacji szerokości spektralnej widma i wydajności kwantowej fluorescencji, a także możliwości strojenia parametrów spektralnych emisji. Przewidziane do badań układy obejmą cząsteczki bichromoforowe z donorami m.in. w postaci pochodnych aniliny, aminonaftalenu, chinoliny oraz akceptorami w postaci m.in. pochodnych antralidu i ftalimidu Synteza i badania spektroskopowe nowych spirocyklicznych układów bichromoforowych emitujących wielopasmową luminescencję (m.in. aminolaktonów rodamin). Badanie wpływu spiro-sprzężeń (w tym spirokoniugacji i efektu anomerycznego) na dynamikę stanów wzbudzonych spirocyklicznych układów D A. 2. Badania procesów fotoindukowanego wewnątrzcząsteczkowego przeniesienia ładunku w cząsteczkach spirocyklicznych i quasi-spirocyklicznych Badania procesów fotoindukowanego przeniesienia elektronu i adiabatycznej fotodysocjacji jako mechanizmów dezaktywacji stanów wzbudzonych w wybranych spirocyklicznych i quasi-spirocyklicznych układach D A metodami spektroskopii stacjonarnej i rozdzielczej w czasie, w tym także w skali femtosekundowej Identyfikacja i charakteryzacja stanów trypletowych w wybranych laktonach triarylometanowych za pomocą badań niskotemperaturowych oraz absorpcji przejściowej z rozdzielczością nanosekundową Badania podwójnej fosforescencji laktonów barwników ksantenowych w zależności od energii wzbudzenia i polarności ośrodka Badania procesów ET w wybranych laktonach triarylometanowych w warunkach izolowanych w kriogenicznych matrycach z gazów szlachetnych i wiązkach molekularnych Badania możliwości zastosowania wybranych układów jako próbników i sensorów fluorescencyjnych umożliwiających określanie polarności i protyczności mikrootoczeń w różnego rodzaju heterostrukturach chemicznych i biologicznych. 3. Badania fotofizyki podjednostek strukturalnych bichromoforowych białych fluoroforów. 89

90 3.1. Charakterystyka spektroskopowa N-alkilo-pochodnych 5-aminoftalidu, 4- dimetyloaminoftalidu, 7-dimetyloaminoftalidu, a także dialkiloaminonaftalidów i dialkiloaminoantralidów w funkcji pozycji podstawnika donorowego w pierścieniu aromatycznym oraz polarności i protyczności rozpuszczalnika metodami spektroskopii stacjonarnej i rozdzielczej w czasie ns i ps, 3.2. Badania niskotemperaturowe oraz obliczenia kwantowo-chemiczne struktury elektronowej i geometrii wybranych cząsteczek w stanach podstawowych i wzbudzonych. 2. Oddziaływania nanoklasterów Ag i Au na fotoluminescencyjne kompleksy Eu(III) i Tb(III) Plan badań: 1. badania fotoluminescencji kompleksów Eu(III) i Tb(III) w obecności nanoklasterów Ag i Au w roztworach; 2. badania fotoluminescencji kompleksów Eu(III) i Tb(III) w obecności nanoklasterów Ag i Au modyfikowanych hydrofobowo i hydrofilowo na powierzchni, w roztworach; 3. badania fotoluminescencji kompleksów Eu(III) i Tb(III) w obecności nanoklasterów Ag i Au w nanometrycznych matrycach polimerowych; 4 badania fotoluminescencji kompleksów Eu(III) i Tb(III) w obecności nanoklasterów Ag i Au w roztworach w funkcji rozmiaru nanoklasterów; Uzasadnienie badań: nanoklastery metali szlachetnych wykazują zdolności plazmonowego wzmacniania fotoluminescencji kompleksów lantanowcowych, prace z nanklasterami Ag są znane od niedawna, natomiast nie było do tej pory prób łączenia kompleksów na powierzchni nanoklasterów. Materiały takie mogą posiadać pożądane właściwości optoelektroniczne do zastosowań w szeroko rozumianej organicznej i hybrydowej elektronice i diagnostyce medycznej. 3. Próby syntezy heterordzeniowych klasterów lantanowcowych z ligandami organicznymi Plan badań: 1. Synteza poliheterordzeniowych klasterów Yb/Er, Yb/Tm, Yb/Ho z ligandami organicznymi; 2. Badania spektralne nanoklasterów: fluorescencja, fosforescencja, upkonwersja Uzasadnienie badań: Jeśli synteza poliheterordzeniowych klasterów Yb/Er, Yb/Tm, Yb/Ho będzie pomyślna, jest duża szansa na uzyskanie up-konwersji światła podczerwonego na widzialne w związkach organicznych byłby to pierwszy przykład z tego obszaru zjawisk fotofizycznych. Potencjalne zastosowania: bioimaging. 4. Synteza lantanowcowych emiterów NIR (bliska podczerwień) Plan badań: 1. synteza organicznych ligandów bez oscylatorów CH, OH, NH; 2. synteza mono- i polirdzeniowych kompleksów tych ligandów z jonami Nd(III), Er(III), Yb(III), Ho(III), Sm(III); 3. spektroskopia fotoluminescencyjna tych kompleksów. Uzasadnienie badań: Kompleksy organiczne z jonami lantanowców, emitującymi w zakresie NIR wykazują zwykle bardzo niską wydajność fotoluminescencji, spowodowaną dezaktywacją termiczną stanów wzbudzonych przez oscylatory CH, OH, NH. Tak więc, pozbycie się tych grup funkcyjnych powinno dać w rezultacie dłuższe czasy życia fotoluminescencji i większe wydajności kwantowe fotoluminescencji. Zastosowania: materialy fotoniczne i bioimaging. Ważniejsze publikacje: 1. Sekula J, Everaert J, Bohets H, Vissers B, Pietraszkiewicz M, Pietraszkiewicz O, Du Prez F, Vanhoutte K, Prus P, Nagels LJ, Anal. Chem., 78, (2006). 2. Vdovin A, Sepiol J, Urbanska N, Pietraszkiewicz M, Mordzinski A, Waluk J J. Am. Chem. Soc.,128, (2006). 3. Radecki J, Szymanska I, Bulgariu L, Pietraszkiewicz M., Electrochim. Acta, 51, (2006) 4. Reisfeld R, Saraidarov T, Gaft M, Pietraszkiewicz M, Optical Mater., 29, , (2007). 90

91 5. Szyczewski A, Lis S, Krzystek J, Staninski K, Klonkowski A, Kruczynski Z, Pietraszkiewicz M, J. Alloys & Comp., 451, , (2008). Zadanie nr 27 Ultraszybkie techniki laserowe: metody wytwarzania impulsów o dużych mocach szczytowych; pomiary kinetyczne o wysokiej czasowej zdolności rozdzielczej (prof. dr hab. Czesław Radzewicz) 1. Budowa układu do ultraszybkiego bramkowania fluorescencji opartego na procesie Kerra. Wraz z pojawieniem się komercyjnie dostępnych polaryzatorów drutowych (wire grid polarizer) dla zakresu fal widzialnych możliwe jest zbudowanie układu detekcji czasowo rozdzielczej o dużej zdolności rozdzielczej. Polaryzatory takie są bardzo cienkie a co za tym idzie praktycznie nie zaburzają czasowej zdolności rozdzielczej układu, ich duża tłumienność pozwala też na znaczące ograniczenie tła. W odróżnieniu od techniki up-konwersji bramkowanie kerrowskie pozwala także na jednoczesną rejestrację całego widma fluorescencji oraz jego bezpośrednie porównanie z sygnałem fluorescencji stacjonarnej bez potrzeby wykonywania kalibracji spektralnej ponieważ w procesie Kerra sygnał fluorescencji nie jest przesuwany w częstościach. Wraz z pojawieniem się komercyjnie dostępnych polaryzatorów drutowych (wire grid polarizer) dla zakresu fal widzialnych możliwe jest zbudowanie układu detekcji czasowo rozdzielczej o dużej zdolności rozdzielczej. Polaryzatory takie są bardzo cienkie a co za tym idzie praktycznie nie zaburzają czasowej zdolności rozdzielczej układu, ich duża tłumienność pozwala też na znaczące ograniczenie tła. W odróżnieniu od techniki up-konwersji bramkowanie kerrowskie pozwala także na jednoczesną rejestrację całego widma fluorescencji oraz jego bezpośrednie porównanie z sygnałem fluorescencji stacjonarnej bez potrzeby wykonywania kalibracji spektralnej ponieważ w procesie Kerra sygnał fluorescencji nie jest przesuwany w częstościach. Dostępność dwustopniowego wzmacniacza parametrycznego typu NOPA o krótkim czasie trwania impulsu (30-40 fs) powinno pozwolić na osiągnięcie wysokiej rozdzielczości czasowej a duży zakres strojenia (do 950nm) powinien pomóc ograniczyć autofluorescencję materiału kerrowskiego bramki. 2. Czasoworozdzielcza spektroskopia pochodnych porfiryny oraz porficyny. W 2011 roku planujemy przeprowadzić systematyczne badania dynamiki relaksacji wzbudzenia elektronowego w szeregu pochodnych porficenu oraz komercyjnie dostępnych pochodnych porfiryny z wykorzystaniem Femtosekundowego Spektrometru Fluorescencyjnego. Szczególnie interesujące będzie sprawdzenie wpływu pozycji i rodzaju podstawników na skrócenie czasu życia fluorescencji. Z dotychczasowych badań wiemy o przynajmniej jednym związku, tetrametyloporficenie, w którym czas życia fluorescencji wynosi tylko 50 ps w porównaniu z ok. 10 ns dla cząsteczki niepodstawionej. Drugim ważnym przedsięwzięciem będzie głębsze poznanie fotofizyki nieopisywanych jeszcze w literaturze konstytucyjnych izomerów porfiryny(korficen, hemiporficen, izoporficen) i ich podstawionych pochodnych zsyntetyzowanych przez dr Natalię Urbańską. 3. Femtosekundowa wymuszona spektroskopia Ramana Wiosną 2010 roku rozpocznie się budowa femtosekundowego spektrometru ramanowskiego, bazującego na wymuszonym zjawisku Ramana. Będzie to ważne narzędzie, pozwalające rejestrować zmiany strukturalne cząsteczek w ultraszybkich reakcji fotochemicznych, badać strukturę oscylacyjną widm produktów pośrednich reakcji oraz stanów wzbudzonych cząsteczek. Oczekujemy, że technika ta pozwoli nam uzyskać wysokiej rozdzielczości widma oscylacyjne cząsteczek z femtosekundową rozdzielczością czasową. Do 91

92 dziś niewiele ośrodków naukowych na świecie dysponuje tą techniką, przede wszystkich z uwagi na jej złożoność. Interesujące wyniki w ostatnich latach uzyskano na uniwersytecie w Berkeley w grupie R. A. Mathiesa, gdzie osiągnięto czasową zdolność rozdzielczą <100 fs oraz spektralną zdolność rozdzielczą <30cm -1. Wykorzystane źródła laserowe uniemożliwiły obserwację przesunięć Ramana w pełnym zakresie częstości. Spróbujemy pójść tropem doświadczeń tej grupy i usprawnić możliwości tej techniki, głównie dzięki opracowanym w ostatnich latach własnym femtosekundowym układom laserowym. Prace konstrukcyjne planujemy zakończyć do końca roku 2010 po to by 2011 roku wykonywać rutynowe pomiary fotochemiczne. 4. Ultraszybkie lasery światłowodowe. W październiku 2009 rozpoczęliśmy realizuję projektu rozwojowego pt. Urządzenie laserowe do femtosekundowej mikroobróbki materiałów. Projekt uzyskał dofinansowanie w ramach działanie POIG i jest przewidziany na 4 lata. Celem projektu jest skonstruowanie w pełni zautomatyzowanego urządzenia laserowego, pozwalającego wykonywać mikrostruktury w dowolnych materiałach na zasadzie ablacji laserowej. Urządzenia tego typu okazują się być niezastąpione w rodzących się sektorach: fotowoltaicznym, mikroelektromechanicznym (MEMS), Lab-on-a-chip. Od października 2010 roku Centrum Laserowe zajmuje się konstrukcją lasera opartego o zupełnie nową, przyszłościową technologię światłowodową. Wyzwaniem dla grupy badawczej jest uzyskanie w tej technologii wiązki femtosekundowych impulsów laserowych o mocy średniej przekraczającej 20W. Wiązkom o dużych mocach średnich towarzyszą niechciane efekty termiczne, które były już przedmiotem wcześniejszych badań w Centrum Laserowym. Końcowym rezultatem projektu będzie urządzenie, które znajdzie się w Instytucie Chemii Fizycznej PAN, i do którego dostęp będą mieli w pierwszym rzędzie pracownicy Instytutu. Instytut Chemii Fizycznej PAN zyska pewną przewagę w dostępie do unikalnego na skale światową urządzenia pomocnego w wytwarzaniu prototypów dla strategicznych z punktu widzenia naukowego i stosowanego dziedzin mikro i nanotechnologii. 5. Ultraszybka spektroskopia w podczerwieni. W 2011 roku planujemy uruchomienie systemu optycznego do czasoworozdzielczej spektroskopii absorpcji przejściowej w podczerwieni oraz przeprowadzenie pierwszych pomiarów związków chemicznych. Urządzenie optyczne będzie się składało z oscylatora femtosekundowego pracującego na długości fali 800nm, wzmacniacza impulsów RegA z częstością repetycji 100kHz, Wzmacniacza parametrycznego służącego do generowanie impulsów w bliskiej podczerwieni oraz układu generacji różnicy częstości pozwalającego uzyskać impulsy długości 100fs strojone w zakresie długości fali 3-10 mikrometrów. Do części detekcyjnej układu (spektrografu) planujemy dołączyć innowacyjny detektor matrycowy MCT z dołączonym procesorem sygnałowym do szybkiej akwizycji i cyfrowej obróbki uzyskiwanych widm. Wzbudzanie mierzonych cząsteczek będzie możliwe za pomocą impulsów o długości fali 400nm (drugiej harmonicznej wiązki z oscylatora).dzięki temu urządzeniu będzie możliwe badanie dynamiki szerokiej klasy procesów molekularnych. W szczególności przewidujemy możliwość obserwacji zjawisk przeniesienia protonu, przeniesienia elektronu, fotoindukowanej izomeryzacji, kinetyki reakcji fotochemicznych. Dostępny zakres widmowy będzie pozwalał na obserwacje drgań wiązań będących markerami dla wyżej wymienionych procesów, np. drgań wiązania C=O (ok 1700 cm -1 ) charakterystycznego dla zajścia przeniesienia protonu. Na świecie istnieje tylko kilka podobnych układów (np. w Max-Born-Institut w Berlinie). 6. Parametryczne wzmacniacze impulsów femtosekundowych 92

93 W roku 2011 planujemy rozpocząć budowę parametrycznego wzmacniacza ultrakrótkich impulsów do generacji wysokich harmonicznych oraz promieniowania rentgenowskiego. Technologia parametrycznego wzmacniania była rozwijana w naszej grupie od roku Jednak dopiero pojawienie się w ostatnich latach laserów pompujących z prostokątnym impulsem odkryło drogę do kilkakrotnego zwiększenia efektywności układów wzmacniaczy parametrycznych przy jednoczesnym zmniejszeniu ich rozmiarów. Promieniowanie rentgenowskie wytworzone za pomocą wzmacniaczy ultrakrótkich impulsów będzie użyte w badaniach strukturalnych oraz mikroskopii rentgenowskiej. Bazując na wzmacniaczu parametrycznym planujemy również zbudować układ do wytwarzania filamentów w powietrzu do zastosowań w badaniach atmosferycznych (LIDAR). Zaletą zastosowania filamentacji w technice lidarowej jest możliwość badań atmosfery w szerokim zakresie widmowym co oznacza zwiększenie liczby możliwych do wykrycia związków zanieczyszczających atmosferę oraz zmniejszenie ich progowej koncentracji. Ważniejsze publikacje: 1. Y. Stepanenko and C. Radzewicz High gain multipass non-collinear optical parametric chirped pulse amplifier. Appl.Phys.Lett. 86, (2005). 2.Y. Stepanenko and C. Radzewicz Multipass non-collinear optical parametric amplifier for femtosecond pulses Opt.Expr. 14, (2006) 3.P. Fita, C.Radzewicz, J. Waluk Electronic and vibrational relaxation of porphycene in solution J. Phys. Chem. A 112, (2008) 4.P. Fita, N. Urbańska, C. Radzewicz, J. Waluk Ground and excited state tautomerization rates in porphycenes Chem. Eur. J. 15, (2009) 5.P. Wnuk, Y. Stepanenko, and C. Radzewicz Multi-terawatt chirped pulse optical parametric amplifier with a time-shear power amplification stage OE 17, (2009) Zadanie nr 28 Fotoindukowane procesy przenoszenia ładunku: badania procesów przenoszenia elektronu i fototautomeryzacji w fazach skondensowanych i w warunkach izolacji w naddźwiękowych wiązkach molekularnych (doc. dr hab. Jerzy Sepioł) Nasze zainteresowania koncentrują się podobnie jak w 2009 r. na dwóch ważnych kierunkach badawczych: zjawisku towarzyszącemu przeniesieniu ładunku w cząsteczkach typu donor-akceptor elektronu (D-A) na skutek wzbudzenia elektronowego oraz zjawisku przeniesienia protonu (atomu wodoru) wzdłuż wiązania wodorowego po wzbudzeniu elektronowym. W roku 2011 będziemy kontynuowali badania ewolucji struktury elektronowej, geometrii oraz własności fotofizycznych i fotochemicznych wybranych organicznych chromoforów i ich kompleksów z polarnymi i/lub protycznymi molekułami. Nasz projekt badawczy na 38 konkurs MNiSW, zatytułowany: Fototautomeria, tunelowanie i selektywność modowa w układach z wiązaniem wodorowym badania w naddźwiękowych wiązkach molekularnych został zakwalifikowany do finansowania. Będziemy mogli jeszcze w tym roku zmodyfikować aparaturę do badań w wiązkach molekularnych, by w przyszłym 93

94 roku badać z lepszą precyzją selekcję modową w procesach przeniesienia protonów (np. dla izotopowo podstawionego bis-benzoksazolilo-metoksyfenolu, patrz rysunek). Ważniejsze publikacje: 1. Y. Nosenko, A. Kyrychenko, R. P. Thummel, J. Waluk, B. Brutschy, J. Herbich, Fluorescence quenching in cyclic hydrogen-bonded complexes of 1H- pyrrolo[3,2- h]quinoline with methanol:cluster size effect Phys. Chem. Chem. Phys., 9 (2007) I. Szydłowska, Y. Nosenko, B. Brutschy, P. Tarakeshwar and J. Herbich, Supersonic jet studies of solvation effects on the spectroscopy and photophysics of 4- diethylaminopyridine, Phys. Chem. Chem. Phys., 9 (2007) I. Deperasińska, A. Zehnacker, F. Lahmani, P. Borowicz, J. Sepioł, Fluorescence Studies of Terrylene in a Supersonic Jet: Indication of a Dark Electronic State the Allowed Transition J. Phys. Chem. A 111 (2007) E. Luzina, J. Sepioł, Y. Svartsov, A. Grabowska, Effect of alkyl substituents on excited state intramolecular proton transfer dynamics of jet-cooled bis(benzoxazolyl)phenoles J. Chem. Phys. 126,(2007) I. Franssen Szydłowska, Y. Nosenko, B. Brutschy and J. Herbich, Dual fluorescence of 4-dialkylaminopyridines under supersonic jet conditions, Chem. Phys. Lett., 467 (2008)

95 Zadanie nr 29 Fotofizyka i spektroskopia układów fotoaktywnych: Struktura i reaktywność układów z wiązaniami wodorowymi. (prof. dr hab. Jacek Waluk) 1. Porównanie spektroskopii, fotofizyki i fotostabilności substancji umieszczonych w roztworze i na powierzchni. Spodziewamy się zaobserwować istotne różnice w fotostabilności chromoforów (a) umieszczonych w pobliżu metalicznych powierzchni; (b) cząsteczek w roztworach i matrycach polimerowych. Celem badań jest wyjaśnienie mechanizmów fotofizycznych odpowiedzialnych za te różnice. 2. Zrozumienie struktury oscylacyjnej układów z podwójnymi wiązaniami wodorowymi. Porównane zostaną molekuły o podobnej topologii, ale różnej strukturze elektronowej pochodne porfiryny (1), porficenu (2) i dibenzotetraazaannulenu (3). Główne zadania to (i) znalezienie korelacji między siłą wiązania wodorowego a strukturą oscylacyjną widm; (ii) zrozumienie natury sprzężeń między drganiami angażującymi wiazanie wodorowe. N H N N H N N N N N H H H H N N N N Rozwój technik umożliwiających badania pojedynczych cząsteczek. Będą to metody mikroskopii optycznej fluorescencyjnej i ramanowskiej, a także mikroskopii sił atomowych, sprzężone z metodami czasowo-rozdzielczymi oraz technikami wykorzystującymi światło spolaryzowane. Ważniejsze publikacje: 1. Ground and excited state tautomerization rates in porphycenes, Fita, P., Urbańska, N., Radzewicz, C., Waluk, J. Chem.- Eur. J. 2009, 15, Proton transfer with a twist? Femtosecond dynamics of 7-(2-pyridyl)indole in condensed phase and in supersonic jets, Nosenko, E., Wiosna-Sałyga, G., Kunitski, M., Petkova, I., Singh, A., Buma, W. J., Thummel, R. P., Waluk, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2008, 47, Vibrational gating of double hydrogen tunneling in porphycene, Gil, M., Waluk, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, Mode-selective excited state proton transfer in 2-(2'-pyridyl)pyrrole isolated in a supersonic jet, Kijak, M.; Nosenko, Y.; Singh, A.; Thummel, R. P.; Waluk, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, Ground- and excited-state tautomerism in porphycenes, Waluk, J. Acc. Chem. Res. 2006, 39,

96 Light intensity Zadanie nr 30 Konwersja energii w procesach przeniesienia ładunku (prof. dr hab. Andrzej Kapturkiewicz) W ramach działalności badawczej w roku 2011 przewiduje się badania kinetyki wygaszania stanów wzbudzonych typu 3* MLCT w procesach przeniesienia energii zachodzących zgodnie z następującym schematem 3* MLCT + Q MLCT + 3* Q. Obiektami prowadzonych badań będą silnie luminezujące kompleksy irydu(iii) (z emisją o charakterze MLCT) będące aktywnymi luminoforami o praktycznych zastosowaniach do tzw. organiclight-emitting-devices (OLED). W procesach będących tematyką przewidywanych badań emitujący stan wzbudzony typu 3* MLCT może przekazywać energię wzbudzenia do obecnych w medium reakcji organicznych wygaszaczy Q, przyczym ze względu na zasadę zachowania spinu zachodzące ewentualnie przeniesienie energii odbywa sie na poziomie stanów trypletowych zgodnie z powyższym schematem. Jest to główny kanał dezaktywacyjny o ile procesy wygaszania zachodzące z przeniesieniem elektronu, 3* MLCT + Q MLCT + + Q lub 3* MLCT + Q MLCT + Q mogą być wykluczone przez odpowiedni dobór organicznego wygaszacza Q. W takich przypadkach można też wykluczyć (ze względu na niekorzystną energetykę oraz zasadę zachowania spinu) procesy populujące stany singletowe wygaszacza Q t.j. 3* MLCT + Q MLCT + 3* Q. Reakcje wygaszania stanów wzbudzonych zachodzące z przeniesieniem energii należą do najbardziej elementarnych procesów foto-fizycznych, przyczym zrozumienie ich natury (wraz z opisem teoretycznym szybkości zachodzących reakcji) jest stosunkowo słabo zaawansowane (przynajmniej w porównaniu z procesami wygaszana na drodze przeniesienia ładunku). Dotyczy to zwłaszcza procesów wygaszania stanów trypletowych, zachodzących zgodnie z mechanizmem Dextera (mechanizm Förstera można pominąć ze względu na niewielkie intesywności zabronionych przejść optycznych 1 S 0 3 T x ). Brak zadawalającego ilościowego opisu kinetyki procesów będących przedmiotem planowanych badań spowodowany jest między innymi ze stosunkowo skąpej ilości danych doświadczaklnych, co wynika głównie z trudności eksperymentalnych wynikających z samej natury stanów wzbudzonych organicznych substancji, będących dotychczas głównymi obiektami tego typu badań. Długie na ogól czasy życia organicznych stanów trypletowych utrudniają ilościowe pomiary oraz analizę otrzymywanych wyników ze względu na możliwość równoległego zachodzenia (zwłaszcza w fazach ciekłych) dodatkowych procesów. Stany trypletowe typu 3* MLCT, charakteryzujące się stosunkowo krótkimi (rzędu 1 10 s) czasmi życia, są z pewnością znacznie lepszymi układami modelowymi do badania procesów wygaszania na drodze przeniesienia energii. Ich krótkie czasy życia pozwalają na uproszczenie prowadzonych eksperymentów oraz znacznie łatwiejszą analizę otrzymywanych wyników ze względu na możliwość zaniedbania udziału innych kanałów dezaktywacji. Wykonane przez nas wstępne badania potwierdzają powyższe oczekiwania, potwierdzając też ogólne reguły rządzące procesami wygaszania nd drodze przeniesienia energii. W przypadkach gdy energia swobodna procesu wygaszania G Q, wynikająca z różnicy energii obu stanów wzbudzonych, jest bardziej ujemna niż ok. 0.2 ev proces wygaszania zachodzi z szybkością limitowaną dyfuzją reagujących indywiduów. Z kolej dla G Q > ok. 0.2 ev procesów wygaszania nie obserwuje się ze zrozumiałych względów. Najbardziej interesujacy przypadek (dla G Q 0) charakteryzuje się zmianą charakteru zaników emisjii badanego stanu wzbudzonego 3* MLCT z mono-eksponencjalnego na bi-eksponencjalny (rysunek), co wynika z obecności dwóch, [Q] = 0 [Q] > 0 dla G Q Time / s 0 96

97 równolegle zachodzących procesów, wygaszania 3* MLCT + Q MLCT + 3* Q oraz powrotnego przeniesienia energii MLCT + 3* Q 3* MLCT + Q. W konsekwencji analiza rejestrowanych krzywych zaniku, wykonywana przy pomocy zmodyfikowanego formalizmu Birksa, pozwala na pełny opis kinetyczny obu zachodzących procesów jak i niezależne wyznaczenie czasów życia obu stanów wzbudzonych biorących udział w badanym procesie. Celem przewidywanych badań jest wyznaczenie zależności stałych szybkości obu procesów przeniesienia energii dla możliwie szerokiego zakresu wartości dla G Q oraz zbadanie roli natury obu stanów wzbudzonych w kinetycznym opisie zachodzących procesów wraz z ewentualnym podaniem reguł ilościowo opisujących ich obserwowane wartości. Praktyczymi aspektami prowadzonych badań będą natomiast (i) sprawdzenie możliwości zastosowania badań kinetyki wygaszania do niezależnej weryfikacji energii trypletowych stanów wzbudzonych oraz (ii) podanie minimalnej wartośći przerwy energetycznej, dla której procesy wygaszania zachodzące na drodze przeniesienia energii są zaniedbywalne. Pierwszy z poruszonych powyżej problemów wiąże się z trudnościami metodycznymi związanymi ze ścisłym wyznaczaniem energii organicznych stanów trypletowych. Stosowana zazwyczaj metodyka pomiarów fosforescencji w temperaturze 77 K nie daje poprawnych rezultatów, o ile zachodząca podczas populacji stanów trypletowych ich relaksacja jest wyhamowana w niskich temperaturach (co ma np. miejsce w przypadku stanów trypletowych typu CT). Drugi z problemów wiąże się bezpośrednio z zastosowaniem stanów wzbudzonych typu 3* MLCT w urządzeniach typu OLED, zwłaszcza tych emitujących w niebieskim obszarze światła widzialnego. Długość fali z zakresu nm odpowiadają energii rzędu ev, co skutkuje znacznymi problemami w doborze odpowiedniej matrycy polimerowej, w której umieszczony jest emitujący luminofor. W matrycach o zbyt małej przerwie energetycznej będzie się obserwować znaczne obniżenie wydajności urządzenia OLED, nawet gdy wartość tej przerwy energetycznej nie będzie skutkować obniżeniem wydajności kwantowej umieszczonego w niej luminofora. Wynika to bezpośrednio z wydłużenia czasu emisji tegoż luminofora, co związane jest z występowaniem odwracalnych procesów przeniesienia energii (maksymalne możliwa do osiągnięcia szybkość depopulacji generowanego stanu wzbudzonego jest odwrotnie proporcjonalna do jego czasu życia). Ważniejsze publikacje: 1.G. Angulo, A. Kapturkiewicz, A. Palmaerts, L. Lutsen, T. J. Cleij, D. Vanderzande Cyclic voltammetry studies of n-type polymers with non-alternant fluoranthene units. Electrochim. Acta 54, 2009, G. Angulo, A. Kapturkiewicz, Sheng-Yuan Chang, Yun Chi Electrochemiluminescence studies of phosphine chelated osmium(ii) complexes. Inorg. Chem. Commun. 12, 2009, A. Kapturkiewicz, J. Nowacki, P. Borowicz, Cylometalated iridium(iii) complexes with 2- phenylbenzimidazole derivatives spectroscopic, electrochemical and electrochemiluminescence studies. Z. Phys. Chem. 220, 2006, A. Kapturkiewicz, J. Nowacki, P. Borowicz, Electrochemiluminescence studies of the cyclometalated iridium(iii) L 2 Ir(acetyl acetonate) complexes Electrochim. Acta 50, 2005, R. Czerwieniec, A. Kapturkiewicz, J. Lipkowski, J. Nowacki, Re(I)(tricarbonyl) + complexes with the 2-(2-pyridyl)-N-methyl-benzimidazole, 2-(2-pyridyl)-benzoxazole and 2-(2- pyridyl)benzothiazole ligands syntheses, structures, electrochemical and spectroscopic studiem Inorg. Chim. Acta 358, 2005,

98 Zadanie nr 31 Kształcenie na poziomie studiów uniwersyteckich i doktoranckich W Instytucie w marcu 2010 roku było 59 doktorantów na naszych Międzynarodowych Studiach Doktoranckich w tym 19 osób z zagranicy (Japonii, Rosji, Ukrainy, Białorusi, Iranu, Etiopii). Oprócz tego na terenie Instytutu około 60-ciu studentów odbyło praktyki naukowe, licencjackie lub magisterskie. Zważywszy, że w Instytucie mamy 115 pełnych etatów naukowych to na każdy etat przypadał co najmniej jeden praktykant/student/doktorant. Kształcenie młodego pokolenia naukowców w Instytucie na najlepszym sprzęcie i przy wsparciu najlepszej kadry ma ogromne znaczenie dla polskiej gospodarki. Od kilku lat praktyki studenckie w naukach ścisłych (chemia, fizyka etc.) po 2-3 roku studiów są obowiązkowe i dlatego liczba praktykantów będzie rosła. Oznacza to, że w budżecie Instytutu musimy zwiększać środki na tę działalność. Bez kształcenia młodych ludzi na najwyższym światowym poziomie polska gospodarka nigdy nie będzie innowacyjna. Warto podkreślić, że Instytut poszukuje aktywnie środków na finansowanie tej działalności i w 2009 roku otrzymał prestiżowy grant MPD (Międzynarodowe Projekty Doktoranckie) z Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w wysokości 5 mln zł na 4 lata na 20 doktorantów. Ocena kosztów dobrych studiów doktoranckich dokonana przez Fundację wynosi ponad 50 tys. zł na jednego doktoranta rocznie. Ponieważ w Instytucie mamy około 60 doktorantów to realny koszt studiów według oceny Fundacji wynosi 3 mln zł. W 2009 roku połowa stypendiów doktoranckich była wypłacana z różnych grantów. Koszt pracy jednego doktoranta wynosi co najmniej 2000 zł miesięcznie (oprócz stypendium w wysokości 1200 zł zatrudniamy doktorantów na ¼ etatu). Dlatego obecny koszt studiów doktoranckich oceniamy na około 700 tys. zł rocznie, a koszt praktykantów na 50 tys. zł. W sumie 750 tys. zl. Zadanie nr 32 Import czasopism i baz naukowych Biblioteka ICHF PAN jest biblioteką udostępniającą swe zbiory pracownikom PAN, wyższych uczelni i instytutów branżowych w kraju. Oprócz stałego, bieżącego zabezpieczania potrzeb, przejmuje ciężar obsługi pracowników innych instytucji (np. pracowników Wojskowej Akademii Technicznej, Akademii Podlaskiej i in.). Szczególną opieką otacza studentów Wydziałów Przyrodniczego i Filozofii Chrześcijańskiej Uniwersytetu im. Kardynała Stefana Wyszyńskiego, którzy korzystają z jej księgozbioru dydaktycznego posiadając stałe konta biblioteczne. Biblioteka zakupuje wiele baz elektronicznych (bibliograficznych, pełno-tekstowych, tematycznych), do których mają dostęp wszyscy pracownicy a dodatkowo na komputerach w Czytelni wszyscy użytkownicy z zewnątrz. W ostatnich latach dynamiczny rozwój Instytutu spowodował, że biblioteka Instytutu Chemii Fizycznej PAN stała się Polską Biblioteką Wiedzy Chemicznej o charakterze międzyśrodowiskowym. Ze zbiorów Biblioteki ICHF PAN korzysta ok. 100 instytucji z całej Polski min.: Biała Podlaska, Białowieża, Białystok, Bielsko Biała, Brzeg Dolny, Bydgoszcz, Celestynów, Częstochowa, Działdowo, Ełk, Gdańsk, Gdynia, Gliwice, Gorzów Wielkopolski, Jabłonna k/warszawy, Katowice, Kielce, Komorów, Koszalin, Kraków, Kwidzyn, Lublin, Łódź, Mikołajki, Mroków, Nowy Sącz, Olsztyn, Opole, Ostrołęka, Ostrów Mazowiecka, Piastów, Poznań, Pruszków, Puławy, Radom, Rzeszów, Siedlce, Skierniewice, Słupsk, Sopot, Szczecin, Sztum, Świerk k/otwocka, Toruń, Turek, Zabrze, Zielona Góra. Z zasobów bibliotecznych korzystają zarówno wydziały nauk ścisłych i biologicznych, medycznych np. Instytut Biologii Doświadczalnej PAN, Wydział Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, Instytut Biochemii i Biofizyki PAN, Instytut Leków, oraz ogólnie technicznych np. Wojskowa Akademia Techniczna. 98

99 Biblioteka jest czynna od godz do godz w dni powszednie oraz do godz w soboty. Obszerne informacje o Bibliotece ICHF ( katalogi, dostępy do baz elektronicznych, nowe nabytki, użyteczne linki, lista czasopism z dostępem on-line, bieżące komunikaty) są zamieszczone na stronie internetowej biblioteki pod adresami : Współpraca bibliotek Biblioteka współpracuje z 14 instytucjami zagranicznymi w ramach wymiany międzybibliotecznej. Biblioteka ma długoletnie doświadczenie we współpracy przy tworzeniu bazy internetowej. poprzez: - uczestnictwo w Porozumieniu Placówek Naukowych PAN HORIZON, dotyczącego wprowadzania rekordów bibliotecznych książek i czasopism do bazy katalogowej, dostępnej on-line pod adresem : Czynna wspólpraca z katalogiem centralnym NUKAT rejestrującym książki i czasopisma posiadane przez polskie biblioteki oraz z Katalogiem Centralnym Biblioteki Narodowej Jednocześnie katalog biblioteki jest przeszukiwalny w ramach ogólnopolskiej platformy przeszukiwawczwj KARO Nowe możliwości świadczenia usług biblioteki ICHF - tworzenie bazy pełno-tekstowej prac doktorskich ICHF (skanowanie prac i umieszczenie ich w bazie z dostępem on-line ze wszystkich komputerów posiadających dostęp internetowy) - przeszukiwanie baz światowych w celu pozyskiwania informacji chemicznej na konkretne zapytania lub profile wyszukiwawcze - stworzenie serwisu informacyjnego dotyczącego najnowszych wydarzeń i osiągnięć naukowych z zakresu chemii i nauk pokrewnych w Polsce i na świecie ( na podstawie wszelkich dostępnych baz i portali internetowych) Biblioteka ICHF PAN posiada w swych zbiorach ogółem 1040 tytułów wydawnictw ciągłych, w tym 822 tytuły czasopism zagranicznych. Wersje elektroniczne czasopism zamawia w drodze współuczestnictwa w dostępnych konsorcjach bibliotecznych. W wielu przypadkach udostępnia wyłącznie wersje elektroniczne czasopism. Dostęp do baz elektronicznych w bibliotece w 2009 r.: - SCI Finder (Chemical Abstracts Services)- baza bibliograficzno-faktograficzna - Science Direct - baza pełnotekstowa - American Chemical Society - baza pełnotekstowa - American Institute of Physics/American Physical Society- baza pełnotekstowa - Science - baza pełnotekstowa - Springer - baza pełnotekstowa - Proquest - baza abstraktow-pełnotekstowa - Web of Science - baza bibliograficzno-faktograficzna - Royal Society of Chemistry - baza pełnotekstowa - LexPolonica - baza pełnotekstowa - Nature baza pełnotekstowa 99

100 - Ebsco host baza abstraktowo-pełnotekstowa Stan księgozbioru w 2009 r.: wol. książek ICHF wol. czasopism ICHF prac doktorskich ICHF zbiorów specjalnych ICHF mikroform ICHF Liczba tytułów czasopism prenumerowanych na bieżąco 132 ( w tym 24 w wersji elektronicznej). Ogólna liczba tytułów czasopism w wersji papierowej 997. Liczba tytułów czasopism z dostępem pełno-tekstowym poprzez bazy ok W 2009 r. Biblioteka zarejestrowała 803 czytelników (w tym 653 indywidualnych), wypożyczyła ok. 5580* jednostek inwentarzowych w wersji papierowej ( w tym ok. 10% użytkownikom z zewnątrz) oraz ok. 170* artykułów poprzez dostęp elektroniczny ( nie licząc bezpośredniego korzystania z artykułów przez czytelników Instytutu na komputerach instytutowych). * dane wspólne dla Biblioteki Instytutu Chemii Fizycznej PAN i Biblioteki Instytutu Chemii Organicznej PAN W 2009 r. zanotowano 9543 wejścia na stronę internetową Biblioteki. Przyrost liczby książek, czasopism i zbiorów specjalnych w okresie Książki Czasopisma Zbiory specjalne

101 Dostęp do baz danych w latach Science LexPolonica Proquest RSC ACS AIP/APS Springer/Kluwer Elsevier (Sience Direct) Prola SCI-Ex (Web of Knowledge) Inspec Beilstein CAS(SciFinder) Dostęp do czasopism w wersji drukowanej i elektronicznej w 2009 r. 1% (132 tytuły w wersji drukowanej) Wersja drukowana Wersja elektroniczna 99% (9108 tytułów w wersji elektronicznej) 101

102 W celu polepszenia dostępu do księgozbioru chemicznego Bibliotekę Instytutu Chemii Fizycznej PAN i Bibliotekę Instytutu Chemii Organicznej PAN, mających siedziby na wspólnym terenie, połączono lokalowo i częściowo organizacyjnie (przy zachowaniu odrębności finansowej i etatowej). W wyniku połączenia Biblioteka uznawana jest za jedną z najlepiej zaopatrzonych w piśmiennictwo z zakresu chemii w Polsce. Jej działania służą zapewnieniu ciągłości i poszerzaniu zakresu dostępu do literatury naukowej, nieodzownego dla właściwego rozwoju chemii i kształcenia kadr naukowych. Szacunkowy koszt prenumeraty czasopism naukowych zagranicznych (przewidywana suma potrzebna do opłaty prenumeraty na rok 2012 w roku 2011) razem z opłatami uczestnictwa w konsorcjach umożliwiających dostęp do czasopism on-line i baz elektronicznych wynosi ok. : W przypadku braku finansowania w 100 % baz Science Direct, Springer, Web of Knowledge przez MNiSW ,- zł w przypadku 100 % finansowania baz Science Direct, Springer, Web of Knowledge przez MNiSW zł. Bieżąca prenumerata papierowa czasopism zagranicznych obejmuje 22 tytuły. Biblioteka ICHF PAN posiada ogółem w swych zbiorach 1040 tytułów wydawnictw ciągłych, w tym 822 tytuły czasopism zagranicznych, z których część jest otrzymywana w drodze wymiany lub darów. W ramach konsorcjów Biblioteka otrzymuje dostęp do 9108 tytułów czasopism w wersji elektronicznej. Załączamy wykaz tytułów prenumeraty papierowej niezbędnych czasopism zagranicznych, ściśle związanych z profilem naukowym Instytutu. Liczba prenumerowanych tytułów ograniczona jest już do absolutnie niezbędnego minimum. Wersje elektroniczne czasopism zamawiamy w drodze współuczestnictwa w dostępnych konsorcjach bibliotecznych. W znacznej większości przypadkach przeszliśmy wyłącznie na wersje elektroniczne. W celu obniżenia kosztów zrezygnowano również z prenumerowania wersji papierowych czasopism zakupywanych wcześniej w cenie DDP (Deep Discount Price). Uczestnictwo w konsorcjach oferujących dostęp elektroniczny nakłada na Instytut z konieczność utrzymania członkostwa w Konsorcjach. Koszty prenumeraty czasopism zagranicznych oraz koszty uczestnictwa w Konsorcjach z dostępem do wersji elektronicznych czasopism w 2012 r.: L.P. TYTUŁ Kraj Nr ISSN Acta Crystallographica DNK Sec.A 2 Sec.B* Sec.C* Sec.D* Catalysis Letters NLD X ChemPhysChem GBR Chromatographia DEU Corrosion USA Corrosion Engineering GBR X Science and Technology 10 International Journal of USA X

103 Thermophysics 11 Journal of Chemical USA Education 12 Journal of Chemical USA Physics 13 Journal of Chromatographic USA Science 14 Journal of Electrochemical USA Society 15 Journal of Res.of the Nat. USA x 224 Inst.of Standards 16 Journal of Separation DEU Science 17 Journal of Solution USA Chemistry 18 Photochemistry and USA Photobiology 19 Physical Review E USA Physical Review Letters USA Powder Diffraction USA Topics in Catalysis USA Ogólna wartość w zł bold - cena DDP (rabat 70-75%) * - subskrypcja kombinowana (cena łączna) Bazy online 7% VAT ew. marża 5% American Chemical Society AIP/APS/Prola Chemical Abstracts Royal Society of Chemistry Proquest Science Natur e Raze m Prenumerata + Bazy (bez marży) Wariant bez sfinansowania poniższych baz przez MNiSW Elsevier Springer Web of Knowledge Razem Prenumerata + Bazy

104 Zadanie nr 33 Współpraca naukowa i naukowo-techniczna z zagranicą wynikająca z umów międzyrządowych w zakresie wymiany osobowej. Współpraca jest szczegółowo opisana w punkcie 7. Większość wyjazdów zagranicznych naukowców jest pokrywana z grantów, ale często brakuje nam pieniędzy na wysłanie na konferencje młodszych pracowników naukowych w tym doktorantów. Koszt jednej konferencji, nawet przy otrzymaniu wsparcia od organizatorów konferencji oceniamy na 3000 zł. Wysyłając każdego z 60 doktorantów otrzymalibyśmy kwotę 180 tys. zł. Z dotacji statutowej powinniśmy także przeznaczyć środki dla młodych doktorów (około 120 tys. zł). W sumie oceniamy koszt tego zadania na 300 tys. zł. Zadanie nr 34 Popularyzacja nauki i promocja Instytutu O przyszłości Polski za 30 lat zadecyduje popularyzacja nauki dziś. Jak sprawić by gospodarka za 30 lat była innowacyjna? Dobrym pomysłem jest inwestować w ciekawość dzieci w wieku od 8 do 16 lat. Innowacja wiąże się ze ścisłym myśleniem i dlatego trzeba takim myśleniem zarazić przyszłych młodych obywateli Polski. Temu służy popularyzacja nauki organizowana przez nasz Instytut. W styczniu 2009 roku powstała komórka w Instytucie zajmująca się popularyzacją nauki z wyznaczonym pełnomocnikiem i budżetem. Wzięliśmy udział w następujących akcjach/imprezach naukowych w 2009 roku (w 2011 planujemy jeszcze większe zaangażowanie Instytutu ze względu na światowy rok chemii): 1. Trzy duże imprezy: nagranie audycji dla Polskiego Radia EURO, Piknik Naukowy i Festiwal Nauki 2. Kontakty ze szkołami: lekcje (z pokazami) dla gimnazjów, wykłady, współpraca z uczniami liceów (projekty badawcze i edukacyjne); ponad 30 szkół odwiedziło Instytut. 3. Działalność związana z UKSW: koło chemiczne dla studentów 1-go roku, 6 Warszawskie Spotkanie Wigilijne 4. Udział w Komitecie Organizacyjnym Olimpiady Chemicznej 5. Publikacje w Internecie, przygotowanie filmów edukacyjnych na youtube (ponad 10 tys wejść, w tym 4 tys. do filmów z roku 2009) Poniżej szczegółowo pokażemy zakres naszych działań w tym zadaniu wykonany już w 2009 roku. Podobne działania planujemy w 2011 roku. 13 Piknik Naukowy Polskiego Radia EURO i Centrum Nauki Kopernik ( ) Hasło tegorocznego Pikniku brzmiało Nauka wśród gwiazd choć mogło by zostać zmienione na Nauka w deszczu. Był to 13-sty Piknik więc oberwanie chmury nikogo nie powinno dziwić. Był to też kolejny Piknik w którym brał udział nasz Instytut. Przygotowanych zostało kilkanaście różnych doświadczeń. Jak co roku wybuchał wulkan, pokazywaliśmy ciecze nienewtonowskie, doświadczenia z elektrochemii, pomiary i wizualizacje zmian ph, chemiczne ogrody, ciekły azot, fotografię otworkową, reakcje oscylacyjne, węże faraona, magnesy i ferrofluid, doswiadczenia ilustrujące prawo Archimedesa. Prowadzony był też konkurs wiedzy chemicznej (oczywiście z nagrodami). W 104

105 organizacji Pikniku wzięło udział ponad 20 pracowników naszego Instytutu występujących już po raz drugi w firmowych koszulkach z logo IChF (nowy projekt wykonany specjalnie na tegoroczny Piknik). Oprócz pracowników pomagali nam studenci UKSW (I, II i III roku /około 15 osób/) oraz uczniowie III LO im. Generała Sowińskiego (3 osoby). W tym roku nasze doświadczenia można było oglądać również w sieci: przygotowaliśmy filmy które zostały umieszczone w serwisie youtube. Można je tez zobaczyć w lepszej rozdzielczości na stronie internetowej IChF-u. Pisały o nas gazety, pokazywała nas telewizja i mówili o nas w radiu. Akcja reakcja audycja Programu 4 Polskiego Radia Euro Akcja-reakcja to projekt antenowo-streamingowy realizowany w paśmie Czwarty Wymiar. To mądre stwierdzenie w praktyce oznacza, że ekipa radiowa odwiedza wybrane instytucje naukowe, prezentuje ich osiągnięcia i sukcesy, słuchacze mają okazję poznać pracujących tam ludzi, dowiedzieć się jaką tematyka się zajmują i jak wygląda ich codzienna praca. Dodatkowo, oprócz wywiadów przygotowuje się pokazy ciekawych doświadczeń. W trakcie transmitowanej na żywo trzygodzinnej audycji pokazaliśmy osiem doświadczeń, pracownicy udzielili też czterech wywiadów (R. Hołyst, R. Kołos, M. Tkacz, R. Luboradzki). Transmisja obejmuje oczywiście nie tylko dźwięk ale i obraz, który transmitowany jest poprzez stronę internetową Programu 4. W sumie całe przedsięwzięcie okazuje się całkiem skomplikowaną logistycznie operacją, poczynając od dostosowania sieci internetowej w instytucie, poprzez problem oświetlenia i punktualnego pojawiania się gości, a kończąc na sprawach BHP. Dlatego tego typu audycje nie są wcale normą w Polskim Radio wprowadzone zostały od niedawna i uznawane są za dowód nowoczesności tej instytucji. 30 maja godzina 10:00 zaczynamy Piknik od przecięcia wstęgi. (fotograf z przejęcia zapomniał, że robi zdjęcie w trybie czarno-białym) Takie tłumy odwiedzały nas prawie przez cały czas trwania Pikniku. Wyjątek stanowiła 20-sto minutowa przerwa obiadowa. 105

106 13 Festiwal Nauki ( ) Po raz kolejny Instytut uczestniczył w organizowanym między 19 a 27 wrzesnia XIII Festiwalu Naukowym. Jest to jedna z dwóch największych warszawskich imprez promujących naukę (drugą jest Piknik Naukowy, w którym też bierzemy udział) Tym razem przeprowadziliśmy lekcje festiwalowe ( Gazy ciecze, ciała stałe K. Luboradzki /3 klasy ok. 70 osób/), prowadziliśmy pokazy w ramach Wieczoru z nauką ( Chemia i światło M. Pietraszkiewicz, O Pietraszkiewicz, J. Karpiuk, A. Majka, Yu. Stepanenko, B. Fiałkowski, M. Karpiński ilość odwiedzających oceniamy na ok. 150 osób) byliśmy też obecni na Festiwalu nauki małego człowieka ( Między fizyką a chemią N. Ziębacz, P. Nitoń, S. Makulska, M. Jaroch, O. Shkurenko, K. Luboradzki, - tłumy). Nasz udział jest tym cenniejszy, że byliśmy jedyną z placówek PAN propagujących chemię (poza IChFem chemię pokazywały tylko wydziały chemiczne UW i PW, oraz PTChem). Nasz występ został oceniony bardzo wysoko przez odwiedzających, wypełniali oni na prośbę organizatorów (dobrowolnie i anonimowo) ankiety, w których wpisywana była też (oprócz wieku, wykształcenia itp.) ocena. W skali 1-6 uzyskaliśmy średnią ocenę

107 Lekcje pokazowe dla szkół (R. Luboradzki) 107

108 Zaprojektowano dwie lekcje dla gimnazjów i liceów. Gazy, ciecze, ciała stałe i Woda. Założeniem jest żeby spotkania te (przeprowadzane na terenie Instytutu) składały się w 90% z pokazów i doświadczeń wykonywanych przez uczniów. Odbyły się trzy pilotażowe lekcje (gazy, ciecze, ciała stałe) wprowadzające takie pojęcia i zagadnienia jak gaz doskonały i rzeczywisty, prawa gazowe, sublimacja, parowanie, krzepnięcie i niskie temperatury, w których uczestniczyli uczniowie Gimnazjum nr 43 im. Wojska Polskiego. W czasie wakacji stworzona została baza danych zawierająca adresy warszawskich i podwarszawskich liceów oraz gimnazjów (łącznie z danymi nauczycieli chemii i fizyki), a na początku roku szkolnego przygotowane i rozesłane do szkół ulotki zachęcające do tego rodzaju współpracy (Ola Kapuścińska-Bernatek). Zajęcia odbywają się raz w tygodniu. W tej chwili mamy zarezerwowane terminy do końca lutego Oznacza to że praktycznie co tydzień, pomijając święta i inne tego typu przerwy, gościmy w Instytucie jedną lub kilka klas z wybranej szkoły Naszymi gośćmi były również szkoły: Szkoła Japońska w Warszawie (dzięki inicjatywie prof. S. Filipka), szkoła z miejscowości Twer w Rosji i szkoła angielskojęzyczna (The British School, Warsaw - Primary, Secondary and IB Diploma Programme) Lekcje dla szkól w IChF PAN w 2009 roku raz w tygodniu od września. Filmy edukacyjne zrobione w IChF PAN i wstawione na youtube Publikacja filmów edukacyjnych W tej chwili nagranych zostało 14 filmów prezentujących Instytut (prowadzone badania i aparaturę), SNŚ oraz różnego rodzaju doświadczenia chemiczne. Naczelną zasadą jest nie tylko pokazywanie efektownych doświadczeń, ale również tłumaczenie obserwowanych zjawisk. Dlatego zawsze podajemy równania reakcji i wyjaśniamy zachodzące procesy. Filmy przeznaczone są głównie dla młodzieży gimnazjalnej i licealnej. Mimo iż filmy pojawiły się w sieci stosunkowo niedawno obejrzało je już ponad cztery tysiące razy (tylko w 2009 roku). Nasze filmy można również ściągnąć w lepszej rozdzielczości ze strony internetowej ICHF-u. 108

109 W 2009 roku rozpoczęliśmy kampanię promującą nasz Instytut w świecie i w Polsce. W czasopiśmie SCIENCE (listopad 2009) ukazała się notka na temat nauki w Europie środkowej i wschodniej. W tej notatce wspominano tylko o jednej Instytucji naukowej w Polsce (IChF PAN) i naszym koledze doc. dr hab. Piotrze Garsteckim. Dwa duże artykuły w Forum Akademickim 1. Dotyczący techniki XPS rozwijanej w zespole prof. Aleksandra Jabłonskiego w IChF PAN w artykule pt Prawda o powierzchni oraz 2. Punkt widzenia IChF PAN na refomę nauki w artykule pt. Profesor przy okazji 109

110 Informacja o Instytutcie Chemii Fizycznej PAN znalazła się także w polskiej edycji miesięcznika Forbes z czerwca IChF PAN został pokazany w bardzo korzystnym świetle, jako instytucja popierająca kariery młodych badaczy. Obecnie koszt popularyzacji nauki i promocji Instytutu oceniamy na 300 tys. zł. Zadanie nr 35 Wdrożenia i patenty W 2008 roku zgłosiliśmy 4 wynalazki do polskiego Urzędu Patentowego. W 2009 roku już 11. W czasie ostatnich kilkunastu lat ( ) średnio zgłaszaliśmy zgłosiliśmy tylko 1 wynalazek rocznie, co daje wzrost 10-cio krotny w roczniej liczbie wynalazków w IChF PAN. Obecna polityka wdrożeniowa Instytutu Chemii Fizycznej PAN jest nastawiona na tworzenie firm wysokiej technologii na bazie naszych zgłoszeń patentowych, na co pozwala nowa ustawa o PAN, która wejdzie w życie w 2010 roku. Wdrożenia są dość kosztowne. Cały przychód ( zł rocznie) jaki uzyskujemy z Zakładu Chemipan IChF PAN idzie na rozwój R&D. Jednak te pieniądze idą tylko na nowe związki chemiczne i feromony. Chcialibyśmy móc finansować z dotacji inne projekty R&D wysokiego ryzyka. W 2011 roku chcemy stworzyć centrum transferu technologii (Chemiczne Centrum Innowacji i Wdrożen) w IChF PAN z zapleczem badawczym i administracyjnym. Koszt oceniamy na 1 mln 300 tys. zł. 7. Uzasadnienie tematyki badawczej planowanej do wprowadzenia do programów lub protokołów wykonawczych do umów międzyrządowych. W roku 2011 planuje się rozpoczęcie następujących programów badawczych: 110

111 - Planowana współpraca międzyrządowa Polsko Włoska Inherentnie chiralne polimery przewodzące. Liderzy projektu: prof. dr hab. Włodzimierz Kutner, IChF PAN prof. Patrizia R. Mussini, Prof. Francesco Sanncolò, Uniwersytet w Mediolanie, Włochy; projekt planowany do realizacji od roku W ramach polsko-włoskiego projektu badawczego planujemy zaprojektować i zsyntetyzować nowe inherentnie chiralne pochodne tiofenu, które jako monomery ulegałyby elektrochemicznej polimeryzacji tworząc cienkie warstwy chiralnych polimerów przewodzących. Warstwy te mogą znaleźć zastosowanie, z jednej strony, do budowy chemoczujników do rozpoznawania chiralnych analitów, a z drugiej, jako materiały do zastosowań w optyce nieliniowej. Zaprojektowane monomery będą syntetyzowane a ich właściwości elektrochemiczne i spektralne wstępnie scharakteryzowane w zespołach pracujących na Uniwersytecie w Mediolanie. W zespole prof. Kutnera opracowywane będą optymalne metody otrzymywania cienkich warstw polimerów. Warstwy te będą obrazowane w celu określenia ich morfologii a ich wybrane właściwości fizykochemiczne badane za pomocą różnych technik elektrochemicznych i spektroskopowych. - W planach na rok 2011 jest również rozpoczęcie współpracy z Niemcami 8. Uzasadnienie zakupu lub wytworzenia aparatury naukowo-badawczej niezbędnej do realizacji zadań badawczych. Podobnie jak w roku 2009 możemy dość łatwo policzyć koszt związany z zakupem lub wytworzeniem aparatury. Ponieważ w Instytucie jest ponad 300 komputerów to około 10% z nich to komputery, które praktycznie się dekapitalizowały, zwłaszcza przy szybko zmieniającym się oprogramowaniu na rynku. Dlatego można przypuszczać, że taka liczba nowych maszyn (około 30-tu) będzie kupiona w 2011 roku. Znaczna część komputerów jest dedykowana do sterowaniem specjalistyczną aparaturą badawczą, stąd też liczba komputerów jest większa niż liczba pracowników. Dotyczy to w praktyce wszystkich zadań. Oprócz tego przewidujemy zakup drobnej aparatury na wyposażenie laboratoriów. Wysokość dotacji nie pozwala na zaplanowanie dużych zakupów. Te najczęściej są kupowane w ramach dotacji aparaturowej, grantów lub programów specjalnych. Część aparatury jest nie do kupienia, ponieważ jest to aparatura wytworzona bezpośrednio pod kątem indywidualnego eksperymentu. Taka aparatura jest wykonywana bezpośrednio na warsztatach. Dotyczy to większości celek pomiarowych i całych zestawów eksperymentalnych. Ta działalność wiąże się z utrzymywaniem przez Instytut warsztatów mechanicznych i elektrycznych. Całkowity koszt tej działalności (zwłaszcza warsztatów) wynosi około 800 tys. zł). W 2011 roku zamierzamy wyposażyć świezo oddane 1000 m 2 powierzchni laboratoryjnej Chemicznego Centrum Wdrożeń w nowy sprzęt na kwotę 9 do 15 mln zł z funduszy strukturalnych. 9. Uzasadnienie zasadności wnioskowanych nakładów na działalność wspomagającą badania dla realizacji planowanych zadań badawczych. W tej rubryce powtórzymy argumentację użytą w 2009 roku, gdy przygotowaliśmy wniosek na 2010 rok. W Instytucie Chemii Fizycznej PAN w 2008 roku 2 osoby uzyskały tytuł profesora, 3 stopień doktora habilitowanego oraz 7 stopień doktora. Koszt opinii dla 111

112 doktoratów wynosi około zaś dla habilitacji i profesur około zł. Do tego dochodzi koszt związany z zaproszeniem recenzentów na posiedzenia rady naukowej (w sumie wraz z opiniami 80 tys. zł). Podobnie było w poprzednich latach np (5 profesur, 4 habilitacje oraz 8 doktoratów i koszt 120 tys zł). W 2009 roku mielismy sześć doktoratów. Podsumowując koszt profesur, habilitacji i doktoratów oceniamy na około zł rocznie. W ostatnich latach dynamiczny rozwój Instytutu i naszej biblioteki spowodował, że dziś biblioteka Instytutu Chemii Fizycznej PAN stała się Polską Biblioteką Wiedzy Chemicznej. Ze zbiorów Biblioteki ICHF PAN korzysta ok. 376 instytucji z 49 miejscowości: Biała Podlaska, Białowieża, Białystok, Bielsko Biała, Brzeg Dolny, Bydgoszcz, Celestynów, Częstochowa, Działdowo, Ełk, Gdańsk, Gdynia, Gliwice, Gorzów Wielkopolski, Jabłonna k/warszawy, Katowice, Kielce, Komorów, Koszalin, Kraków, Kwidzyn, Lublin, Łódź, Mikołajki, Mroków, Nowy Sącz, Olsztyn, Opole, Ostrołęka, Ostrów Mazowiecka, Piastów, Poznań, Pruszków, Puławy, Radzików, Radom, Rzeszów, Siedlce, Skierniewice, Słupsk, Sopot, Szczecin, Sztum, Świerk k/otwocka, Toruń, Turek, Zabrze, Zielona Góra. Z zasobów bibliotecznych korzystają zarówno wydziały nauk ścisłych i biologicznych np. Instytut Biologii Doświadczalnej PAN Warszawa, Wydział Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, Instytut Biochemii i Biofizyki PAN Warszawa, jak i nauk humanistycznych np. Instytut Badań Literackich, Instytut Kultury Materialnej oraz nauk ekonomicznych np. Wydział Ekonomi Uniwersytetu Rzeszowskiego, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania czy Instytut Gospodarki Przestrzennej i Komunalnej. Z zasobów biblioteki korzystają także agencje rządowe z Ministerstwa Sprawiedliwości, Rolnictwa i Obrony Narodowej oraz wojewódzkie i miejskie biblioteki publiczne (np. w Bielsku-Białej, Ostrołęce, Koszalinie, Radomiu, Słupsku). (pełny zakres działalności bibliotek opisany został dokładnie także w zadaniu 17 powyżej). Koszt biblioteki około 900 tys. zł. Nowe możliwości świadczenia usług biblioteki ICHF (koszt 200 tys. zł) - tworzenie bazy pełno-tekstowej prac doktorskich ICHF (skanowanie prac i umieszczenie ich w bazie z dostępem on-line na stronie internetowej Biblioteki) - przeszukiwanie baz światowych w celu pozyskiwania informacji chemicznej na konkretne zapytania lub profile wyszukiwawcze - stworzenie serwisu informacyjnego dotyczącego najnowszych wydarzeń i osiągnięć naukowych z zakresu chemii i nauk pokrewnych w Polsce i na świecie ( na podstawie wszelkich dostępnych baz i portali internetowych) Do tej pory popularyzacja nauki oraz informowanie społeczeństwa o wydarzeniach naukowych odbywało się nieformalnie. W styczniu 2009 roku utworzyliśmy komórkę organizacyjną w IChF PAN zajmującą się w pełni popularyzacją nauki, organizowaniem pikników, festiwali, wykładów dla młodzieży i seminariów, Minimalny koszt popularyzacji nauki, jaki poniesiemy w 2009 roku wyniesie 150 tys. zł W połowie 2009 roku stworzyliśmy dodatkowo komórkę ds. promocji Instytutu zajmującą się przygotowywaniem materiałów prasowych związanych z osiągnięciami IChF PAN, organizowaniem spotkań z prasą, radiem i telewizją. Jest to bardzo ważna działalność niedoceniania do tej pory w Instytutach naukowych. Promocja Instytutu oznacza informowanie społeczeństwa o nowych i ciekawych odkryciach naukowych dokonywanych w naszej placówce.koszt tej działalności oceniamy na 150 tys. zł rocznie. W ramach Instytutu na własnym rozrachunku działa też Zakład Doświadczalny CHEMIPAN, który opracowuje i wdraża nowe technologie a także zajmuje się produkcją środków ochrony lasów i sadów oraz wysokiej jakości produktów chemicznych na potrzeby odbiorców krajowych i zagranicznych. W roku 2007 przyznano Instytutowi dwa patenty P (Polska), P (Polska). Oprócz tego Instytut ma liczne wdrożenia np. tworzenie prekursora (Chlorowodorek 7-chloro-4-metoksyazaindolu) do leku na HIV.W Instytucie prowadzone są też badania o charakterze stosowanym polegające na 112

113 syntezie i produkcji szeregu specjalistycznych odczynników chemicznych w tym m.in. pułapek biologicznych (wykorzystujących feromony, kairomony i antyfidanty) służących ochronie lasów i upraw. Działania te są jednak niewystarczające wobec zmian, jakie dzieją się w przemyśle chemicznym na świecie. Kadra Chemipan starzeje się i obecnie 30% pracowników w produkcji jest już w wieku emerytalnym. Co więcej produkcja nowych materiałów chemicznych wymaga zbudowania nowych laboratoriów R&D w Instytucie i zatrudnieniu dodatkowo 5-6 chemików. Bez wdrożeń i nowych pomysłów prędzej czy później produkcja CHEMIPAN-u (ponad 7 mln zł przychodu w 2007 i tyle samo w 2008 roku) przestanie być konkurencyjna w porównaniu z produkcją z Chin. Tylko wdrożenia na najwyższym światowym poziomie mogą zmienić niekorzystny dla polskiej gospodarki bieg wydarzeń. W roku planujemy otwarcie nowych laboratoriów R&D nastawionych w całości na wdrożenia. Chemipan w tym samym czasie musi zorganizować profesjonalny dział sprzedaży i marketingu z udziałem własnym lub partnera zewnętrznego. W 2009 roku planujemy rozpoczęcie przebudowy starej hali technologicznej i stworzenia tam od metrów kwadratowych laboratoriów w znacznej części nastawionych na wdrożenia i patenty. W 2009 roku otrzymaliśmy dotację na Modernizacja Instytutu (w tym Adaptacja Hali Technologicznej na Pomieszczenia Laboratoryjne) W kwietniu 2009 roku złożyliśmy projekt do funduszy strukturalnych na wyposażenie m.in. tych laboratoriów. Oprócz planowanej inwestycji budowlanej i aparaturowej koszt rozszerzenia działalności R&D (nowych produktów chemicznych) i stworzenia centrum transferu technologii oceniamy na 1,300 tys. złotych w 2011 roku (koszt zatrudnienia ludzi do nowych laboratoriów w przebudowanej i wyposażonej z funduszy strukturalnych hali technologicznej) W latach 2008/2009 rozwinęliśmy działalność wdrożeniową w zakładach badawczych. Na przełomie roku złożyliśmy do Urzędu Patentowego 8 patentów (4 w roku 2008 i 4 w 2009). Warto dodać, że w ciągu ostatnich kilkunastu lat do roku 2007 złozylismy tylko 8 wniosków patentowych. Docelowo zamierzamy patentować około wynalazków rocznie w Polsce. Dzięki uruchomieniu grantów Patentplus nie musimy pokrywać kosztów zgłoszen międzynarodowych z dotacji statutowej. Podsumowując koszty biblioteki chemicznej służącej całemu społeczeństwu polskiemu wynoszą oceniamy wraz z działalnością na zewnątrz na 1 mln zł (w kosztorysie wstawiamy wersje minimum 750 tys. zł); koszt popularyzacji nauki i promocji Instytutu na 300 tys zł; koszt wsparcia wdrożeń na 1 mln 300 tys zł; koszt współpracy z zagranicą na 300 tys. zł. Studia doktoranckie i magisterskie prowadzone na terenie naszego Instytutu zostały już omówione wcześniej. Ten koszt oceniamy na 750 tys. zł. W sumie dostajemy kwotę zl. D. INFORMACJA ROCZNA O MERYTORYCZNYCH I FINANSOWYCH WYNIKACH DZIAŁALNOŚCI STATUTOWEJ JEDNOSTKI W ROKU POPRZEDZAJĄCYM ROK ZŁOŻENIA WNIOSKU Tabela zadań zaplanowanych i zrealizowanych w 2009 roku Lp. Zadanie badawcze Przewidywany koszt dofinansowania z dotacji (zł) zakupu lub wytworzenia aparatury naukowobadawczej (zł) (*) w tym koszty: współpracy naukowej krajowej (zł) współpracy naukowej zagranicznej (zł) Kontynuowane 1 Fizykochemia układów gaz-ciało stałe w , , ,47 113

114 warunkach wysokich ciśnień fazy gazowej 2 Chemia Supramolekularna , , , ,67 3 Nanomateriały , Termodynamika płynów , , NMR ciała stałego ,61-244,99-6 Fizykochemia miękkiej materii , , ,71 17,07 7 Kataliza na metalach , , , ,10 8 Korozja i ochrona metali przed korozją , , ,30 9 Fizykochemia powierzchni ,64-700, ,03 10 Fizykochemia i inżynieria materiałowa ,89-426,00 702,00 11 Fizykochemia ciała stałego , , ,72 12 Metody krytycznej oceny i przewidywania danych termodynamicznych , Procesy elektrodowe ,79-70, ,79 14 Fotochemia i spektroskopia. 15 Teoria ciała stałego i molekuł , , , , ,99-599, ,17 16 Kształcenie na poziomie studiów uniwersyteckich i doktoranckich. 17 Import czasopism i baz naukowych Nowe , , , , Materiały funkcjonalne na , bazie metaloorganiki 19 Chemiczne przetwarzanie , , ,44 informacji i samoorganizacja materii. Razem , , , ,09 114

115 1. Syntetyczny opis zrealizowanych zadań badawczych objętych planem zadaniowofinansowymz roku poprzedzającego rok złożenia wniosku ze wskazaniem najważniejszych osiągnięć naukowych i zastosowań praktycznych oraz zadań z zakresu działalności wspomagającej badania. Zadanie nr 1 Fizykochemia układów gaz-ciało stałe w warunkach wysokich ciśnień fazy gazowej 1. Próby syntez wodorków metali szlachetnych w kowadełkach diamentowych. Wykonano wstępne badania układów osm-wodór i iryd-wodór do ciśnień ok. 10 GPa wodoru. Nie stwierdzono tworzenia się faz wodorkowych w tym zakresie ciśnień. 2. Syntezy nowych wodorków w wybranych binarnych i pseudobinarnych związkach międzymetalicznych w szerokim zakresie ciśnień i temperatur. Wykonano szereg syntez nowych wodorków w wybranych związkach międzymeta-licznych i układach pseudobinarnych. Szczególnie interesującym wynikiem jest wytworzenie fazy wodorkowej typu RMn 2 H 6 (R Y lub ziemia rzadka) w związku międzymetalicznym Y 6 Mn 23 nie będącym fazą Lavesa. Zbadano wpływ podstawienia cyrkonu tytanem na tworzenie faz wodorkowych w związkach pseudobinarnych (Ti x Zr 1-x )Co Poszukiwania indukowanych ciśnieniem przejść fazowych: dla różnych modyfikacji krystalograficznych wodorku aluminium; dla nowych wodorków na osnowie związków międzymetalicznych. Wykonano wstępne pomiary równania stanu metodą kowadełek diamentowych dla dwóch odmian krystalograficznych wodorku iterbu. 4. Rozwój technik badawczych w obszarze wysokich ciśnień( stanowiskowo badan ramanowskich). Konstrukcja nowych urządzeń wysokociśnieniowych. W roku 2009 udało się skompletować nowe stanowisko badawcze, które w znacznym stopniu rozszerzy możliwości eksperymentalne Zakładu Fizykochemii Ciała Stałego IChF, W skład aparatury do powyższego stanowiska wchodzi: laser argonowy typ-ila 120-1, monochromator Jobin Ivon typ THR 1000, kamera CCD typu Open Electrode Front Illuminated, Edge filtr - Ultra Steep Long Pass Filter (LPF) dla linii 514,4 nm, obiektyw Nikon A05F, lustra, soczewki, stół optyczny, stoliki X-Y i X-Y-Z itp. Nabór danych jest realizowany przy pomocy komputera PC. Kamerę CCD zainstalowano 3 grudnia br. z funduszy Dyrekcji IChF, Laboratorium Wysokich Ciśnień i funduszu prof. J. Jurczaka z sieci-nowe Materiały. Aparatura aktualnie jest justowana dla uzyskania stabilnych i możliwie maksymalnych sygnałów widm w zakresie widzialnym i widm ramanowskich przy użyciu standardów: siarki i diamentu. Stanowisko przeznaczone będzie do badań wysokociśnieniowych rozproszenia ramanowskiego wybranych związków w tym wodorów metali. Badane będą także efekty wzmocnienia sygnału ramanowskiego (SERS) wybranych substancji na podłożu polikrystalicznych i nanokrystalicznych metali ( nikiel, pallad) poddanych nawodorowaniu. Oczekujemy, że istotna modyfikacja powierzchni wskutek tworzenia faz wodorkowych może prowadzić do znacznego wzrostu intensywności sygnału ramanowskiego. 5. Badanie własności transportowych nawodorowanych stopów metalicznych. Przygotowano aparature do badań oporu elektrycznego i siły termoelektrycznej w ekstremalnych warunkach wysokociśnieniowych (powyżej 30 kbar). Na tej aparaturze podjęte zostaną badania nad własnościami transportowymi podczas tworzenia wodorku żelaza i wodorku rodu. 115

116 6. Teoretyczne wyjaśnienie ograniczenia głębokości wnikania fazy wodorkowej w metalach. Zgłoszono wystąpienie p.t. Continuous change of kinetic constants molarity of Pd-Ni alloy hydrides decomposition 7. Badania rozproszenia ramanowskiego w wybranych wodorkach( wodorek miedzi i aluminium) Nie udało się wykonać wymienionych wyżej wodorków gdyż aparatura do pomiarów dopiero jest testowana. Wykonano w laboratorium CeSMEC Floryda International University wysokociśnieniowe pomiary rozproszenia ramanowskiego wodorków terbu i dysprozu do ciśnień ok. 20 GPa. Łącznie w pomiarami rentgenowskimi w kowadełkach diamentowych dwie prace są w końcowym stadium redakcji. W przygotowaniu jest praca na temat efektu izotopowego ściśliwości w układzie Ti 3 Al./ H 6 /D 6. Praca została wykonana na synchrotronach w Brookhaven i Cornell University. 8 Próby syntez azotków na osnowie wybranych faz Lavesa (weryfikacja możliwości wprowadzenia azotu do struktury krystalicznej bez spowodowania dekompozycji wyjściowego związku). Wykonano próby syntez dla faz Lavesa typu YMn 2. Wykonano pomiary rentgenowskie. Wyniki są poddawane analizie. 9 Wyznaczanie zależności P,C,T dla wybranych układów metal - wodór (do 3 kbar /H 2 /). Zbadano izotermy absorpcji wodoru w stopach ZrCo 2 i ZrFe 2 w zakresie do 1 kbar (H 2 ). Wyniki przedstawiono w publikacji wysłanej do druku. Zadanie nr 2 Chemia Supramolekularna 1. Podjęto nowe badania nad syntezą i strukturą wielordzeniowych kompleksów metali o potencjalnym zastosowaniu jako molekularnych magnesów i/lub katalizatorów (we współpracy z Instytutem Fizyki Stosowanej MAN w Kiszyniowie. (4 prace opublikowane) 2. Kontynuowano badania kompleksów makrocyklicznych i ich analogów, w aspekcie korelacji struktura właściwości biologiczne we współpracy z Instytutem Fizyki Stosowanej MAN w Kiszyniowie i Fizykochemicznym Instytutem UAN w Odessie. (2 prace opublikowane). 3. Prowadzono badania strukturalne metaloorganicznych kompleksów metali grup głównych oraz wysokospinowych klasterach metali przejściowych (Mn, Fe lub Co) stabilizowanych odpowiednimi wielofunkcyjnymi ligandami organicznymi we współpracy z grupą prof. J. Lewińskiego (2 prace opublikowane). 4. Wykonano wstępną fazę badań stechiometrii i struktury kompleksów alfacyklodekstryny z kamforą oraz beta cyklodekstryny z cis-dekaliną, a także komplesków z rozpuszczalnikami używanymi w procesach kompleksowania wyż. wym.: DMF, woda/alkohole. Wyznaczono stechiometrię i stałe trwałości kompleksów związków biologicznie czynnych z cyklodekstrynami metodami elektroforezy kapilarnej i chromatografii cieczowej. 5. Opracowano metody oznaczania czystości w tym czystości enancjomerycznej substancji biologicznie czynnych naturalnych i syntetycznych. 6. Badano wpływ środowiska na rozdzielenie chiralne na fazach polisacharydowych i cyklodekstrynowych. 7. Badano oddziaływania związków biologicznie czynnych ze sztucznymi błonami biologicznymi. 8. Badano wpływ składu fazy ruchomej na rozróżnienie chiralne związków modelowych z selektorami białkowymi (albuminą i -glikoproteiną). Wykorzystywano opracowaną w 116

117 naszym zakładzie metodę wykrywania tworzenia kompleksów pomiędzy makromolekuła a małą cząsteczką w roztworze na podstawie pomiaru zmiany współczynnika dyfuzji małej cząsteczki przed po skompleksowaniu przez makromolekułę do pomiarów kompleksów albumina substancje modelowe np. warfaryna, nos capina, propranolol itp. 9. Badano proces powstawania żeli w oparciu o cukrowe czynniki żelujące a w szczególności: a) strukturę powstającego żelu i jej zmiany w procesie żelowania, b) możliwość powstawania żeli mieszanych opartych o kombinację różnych czynników żelujących, co stwarza możliwość szerszego sterowania właściwościami fizykochemicznymi powstającego żelu. 10. Badano strukturę i właściwości kserożeli cukrowych i przydatność technik mikroskopowych SEM i TEM do opisu struktury kserożelu, a także korelację miedzy strukturą czynnika żelującego w żelu i w kserożelu. 11. Rozpoczęto także prace nad krystalizacją kompleksów mocznika z alkanami. 12. Otrzymywanie i badanie związków kompleksowych substancji czynnych optycznie (kwas kamforosulfonowy) z kationami pierwiastków bloku d. Otrzymywanie związków inkluzyjnych, w których rolę cząsteczki gospodarza spełnia cyklodekstryna. 13. Kontynuowano badania strukturalne ligandów z grupy kaliksarenów i ich pochodnych (sulfonowanych, fosforyzowanych, modyfikowanych chemicznie zarówno w dolnej jak i górnej części pierścienia makrocyklicznego), a także tworzonych przez nie kompleksów. 14. Kontynuowano systematyczne badania strukturalne nad amfifilowymi kaliksarenami kaliks[4]-, kaliks[6]- i kaliks[8]arenów podstawionych grupami alkilowymi C n H 2n+1 (n = 1 14). Badano zdolność do samoorganizacji amfifilowych kaliksarenów w nanorurki i odwrócone micelle metodami rentgenowskiej analizy strukturalnej. 15. Kontynuowano badania kompleksowania związków o znaczeniu biologicznym, w tym leków, przez ligandy makrocykliczne z grupy kaliksarenów. 16. Wykonano obliczenia modelowania kompleksów cyklodekstryn z cis-dekaliną i kamforą. Zadanie nr 3 Nanomateriały Zaprojektowano i zsyntetyzowano nowy, trójwymiarowy oligotiofen, który zastosowano jako monomer sieciujący kopolimeru. Otrzymano cienkie warstwy kopolimerów nowego oligotiofenu zawierających politiofenowe monomery funkcyjne, takie jak monomer z eterem koronowym, monomer zawierający grupę dioksaborinanową, lub z obydwoma tymi monomerami jednocześnie. Tę ostatnią warstwę zastosowano jako element rozpoznający piezomikrograwimetrycznego chemoczujnika do selektywnego oznaczania melaminy. 1. Opracowano procedurę elektropolimeryzacji prowadzącą do otrzymania cienkich warstw polimerów wdrukowanych molekularnie. Do przygotowania tych polimerów zastosowano elektroaktywne monomery funkcyjne i sieciujące z grupy bitiofenu. Otrzymane warstwy zastosowano jako elementy rozpoznające piezomikrograwimetrycznego chemoczujnika do selektywnego oznaczania melaminy (zgłoszenie patentowe). 2. Badano trwałość, właściwości przewodzące, pojemnościowe i wisko-elastyczne opracowanych i wytworzonych przez nas cienkich warstw nowych kompozytów zbudowanych z przewodzącego polimeru palladowo-fulerenowego (C 60 -Pd) i niekowalencyjnie modyfikowanych powierzchniowo za pomocą kwasu 1-pirenobutylowego jednościennych nanorurek węglowych wykazały przydatność tych warstw do budowy kondensatorów elektrochemicznych (zgłoszenie patentowe). 117

118 3. Za pomocą elektropolimeryzacji przygotowano cienką warstwę donorowoacceptorowego polimeru supramolecularnego porfiryny cynkowej z osiowo skompleksowanym fulerenem. Wykazano przydatność tej warstwy do zastosowania jako materiał aktywny fotoogniwa. 4. Opracowano nową metodę efektywnego (do 3 % wag.) funkcjonalizowania nanorurek węglowych (CNTs) grupami COOH oraz OH. Opracowano również unikalną metodę bezwzględnego, jakościowego i ilościowego wyznaczania grup funkcyjnych kowalencyjnie dołączonych do CNTs. 5. We współpracy z Uniwersytetem Tatung, Taipei, Taiwan, opracowano nowy katalizator Pd-Au osadzony na wielościennych nanorurkach węglowych do elektroutleniania kwasu mrówkowego. 6. We współpracy z Instytutem Fizyki Czeskiej Akademii Nauk oraz Instytutem Badań Jądrowych (ATOMKI) Węgierskiej Aklademii Nauk opracowano metodę temperaturowej modyfikacji utlenionych CNTs oraz metodę analizy powierzchniowej CNTs w oparciu o spektroskopie elektronowe. Zadanie nr 4 Termodynamika płynów 1. Zakończono badania (różne warunki prowadzenie reakcji: różna prędkość obrotowa dysków, różne stężenia, powierzchnia dysków i temperatura, stosowanie pola ultradźwiękowego itp., przeprowadzenie symulacji komputerowej procesu) otrzymywania cząstek nanometrycznych o ściśle określonym składzie przy użyciu nowego reaktora dyskowego do prowadzenia reakcji trójfazowych. określono optymalne warunki otrzymywanie ok. 30 nm węglanu wapnia (rozprawa doktorska pani K. Kędra-Królik i zgłoszenie patentowe). 2. Przeprowadzono, zakończone sukcesem, badania możliwości pokrywania, otrzymanych w reaktorze dyskowym, nanometrycznych kryształów CaCO 3 kwasami tłuszczowymi (kwasy: laurowy i mirystynowy). Określono warunki, w których nanometryczne cząstki wapnia mogą być optymalnie pokryte monowarstwą kwasów tłuszczowych. Metoda pokrywania nanometrycznych cząstek wapnia została zgłoszona do opatentowania (zgłoszenie patentowe). 3. Kontynuowano prace dotyczące opisu termodynamicznego mieszanin nieelektrolitów (w tym wodnych roztworów związków ważnych z punktu widzenia ochrony środowiska) oraz prace dotyczące opisu przenoszenia i dystrybucji (pomiędzy różne komponenty) zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. 4. Kontynuowano badania własności PVTx w mieszaninach z ziębnikami przyjaznymi dla środowiska, w tym: wyznaczono rozpuszczalności ditlenku węgla w serii estrów pentaerytrytolu oraz zbadano równowagi fazowe ciecz-ciało stałe w serii mieszanin ziębników. Zainicjowano badania własności równowagowych mieszanin typowych dla procesów technologicznych pozyskiwania paliw silnikowych z odnawialnych źródeł energii. 5. Kontynuowano prace dotyczące wyznaczania ciepła rozpuszczalności, gęstości, i cząstkowych molowych objętości 5-metylo-2 -deoksyurydyny oraz: jodo, bromo, pochodnych urydyny i 2 -deoksyurydyny w wodzie. 6. Kontynuowano badania termodynamiki reakcji kompleksowania albuminy surowicy krwi ludzkiej (HSA) z jonami metali, których celem jest określenie wpływu jonów metali na organizm ludzki. 7. Prowadzono dalsze prace związane ze zwiększaniem rozpuszczalności pochodnych acyklowiru poprzez zastosowanie cyklodekstryn i ich pochodnych. Zwiększenie rozpuszczalności uzyskano dla tych pochodnych, które są kompleksowane przez cyklodekstryny. Dla jednej wybranej pochodnej o bardzo niskiej rozpuszczalności 118

119 wyznaczono stałe trwałości, wielkości termodynamiczne procesu wiązania, dla wybranych pochodnych cyklodekstryn. Kompleksowanie zostało potwierdzone różnymi metodami np 1 H NMR. Dla tej pochodnej wyznaczono również współczynniki podziału pomiędzy fazę wodną zawierającą cyklodekstrynę oraz oktanol. 8. Przeprowadzono analizę danych dotyczących zależności procesu agregacji ovalbuminy w szerokim zakresie stężeń MgSO 4 i stworzono analityczny model opisujący zarówno kinetykę powstawania agregatów o strukturze fraktali jak i czas po którym następuje ich kolaps. Obie wielkości związane są z promieniem Debye a, charakteryzującym efektywny skład jonowy wodnego rozpuszczalnika. Świadczy to o dominacji elektrostatycznego mechanizmu oddziaływania między monomerami białka. 9. Badano zachowania fazowe mieszanin złożonych z hiperrozgałęzionych poliestrów i hiperrozgałęzionych poligliceroli z alkoholami i dwutlenkiem węgla. Obiekty badań, to poliestry Boltorn H20, H30 i H40 (firma Perstorp) oraz poliglicerol HBPG (synteza na WCh PW) ze zmodyfikowanymi grupami końcowymi. Grupy końcowe modyfikowano węglanem dimetylu, kaprolaktonem oraz trimetylosilanem (współpraca z WCh PW). Na podstawie badań NMR, ES MS i chromatografii żelowej określono strukturę poliestrów, średnią masę cząsteczkową i stopień podstawienia grup końcowych. Przeprowadzono badania rozpuszczalności modyfikowanych polimerów w dwutlenku węgla. Pochodne modyfikowane węglanem dimetylu i kaprolaktonem wykazują słabą rozpuszczalność w CO 2, pomimo dużej ilości grup karbonylowych w łańcuchach bocznych. Natomiast ciśnienie przemiany ciecz ciecz dla mieszanin złożonych z pochodnych sylilowanych i CO 2 jest stosunkowo niskie. Wydaje się, że sylilowane poliestry i poliglicerole mogą być dobrym czynnikiem homogenizujący w układach z CO 2 jako rozpuszczalnikiem. W ramach tego projektu badano również właściwości czystych zmodyfikowanych polimerów hiperrozgałęzionych. Dla Boltornu H30 zestryfikowanego kwasem behenowym wykonano pomiary DSC i SAXS. Wstępne wyniki wskazują na tworzenie się warstw w fazie stałej. 10. Badano dyfuzję dendrymerów polipropylenoiminowych (PPI) w metanolu. Opracowano metodykę pomiaru współczynnika samodyfuzji metodą PFG NMR. Pomiary wykonano w funkcji stężenia i temperatury. Metodą dynamicznego rozpraszania światła wyznaczono współczynniki dyfuzji kolektywnej w funkcji stężenia i temperatury. Ekstrapolując współczynniki dyfuzji do nieskończenie dużych rozcieńczeń wyznaczono współczynniki dyfuzji jednocząsteczkowej. Wartości graniczne otrzymane z ekstrapolacji współczynników samodyfuzji i dyfuzji kolektywnej są bardzo dobrze zgodne między sobą. Świadczy to o prawidłowej procedurze eksperymentalnej wyznaczania współczynników dyfuzji metodą NMR. Skalowanie współczynników dyfuzji z masą cząsteczkową nie zależy od temperatury i wskazuje na równomierny rozkład gęstości wewnątrz cząsteczek dendrymeru. Obliczone ze współczynników dyfuzji promienie hydrodynamiczne maleją wraz ze wzrostem temperatury.. Zadanie nr 5 NMR ciała stałego 1. Badano długości wiązań wodorowych, dynamikę cyklodekstryn i ich kompleksów, dynamikę i strukturę polimerów dendrycznych, badano efekty tłumionej rotacji kwantowej oraz strukturę kompleksów rodu, oraz enaminoketonów i pochodnych chinolizyn. Zadanie nr 6 Fizykochemia miękkiej materii Warstwy ciekłych kryształów na powierzchniach: W pracy wysłanej do Chemistry Communications pokazano, że układy bolaamfifili tworzą niezwykle stabilne mono i 119

120 trójwarstwy na powierzchni wody z powtarzalna izotermą Langmuira (rysunek). Na rysunku pokazano trzy cykle kompresji i dekompresji monowarstwy z idealnie odwracalną izotermą oraz poniżej z djęcia z mikroskopu Brestera Tak powtarzalne izotermy są unikatowe wśród układów tworzących monowartwy na wodzie. Po przeniesieniu na podłoże stałe zrobiono na nich badanie metodą WAXS i wykazano obecność monowarstw oraz trójwarstw. Te badania zostały wykonane we współpracy z grupa prof. Tschierske z Halle w ramach projektu międzynarodowego SCALES. Poniżej pokazaliśmy obraz Rentgenowski mono i trójwartsw uzyskany na stałym podłożu 120

121 Parowanie i kondensacja w nanoskali: wykazano w symulacjach komputerowych, że proces parowania zachodzi przy ustalonej równowadze mechanicznej. Nawet w przypadku parowania do próżni strumień pędu unoszony przez parę wychodzącą z powierzchni równoważy ciśnienie we wnętrzu cieczy. Gdy ilość ciepła dostarczana do powierzchni nie może być odprowadzona przez powierzchnię w postaci strumienia pary, wtedy we wnętrzu cieczy następuje proces wrzenia. Poprawilismy wzór Hertza-Knudsena. Ten projekt wykonywaliśmy także w ramach grantu Ministerstwa. Ścieżki biochemiczne w E.coli: Pokazano najprostszy układ genetyczny, który generuje odpowiedź binarną i stopniową. Wykazano, że przejście od jednego typu odpowiedzi kolonii komórek do drugiego następuje gdy stała szybkości degradacji protein do stałej szybkości aktywacji genu jest rzędu 10. Mieszaniny polimerów i substancji powierzchniowo czynnych: Pokazano, że takie mieszaniny wykazują tendencję do separacji faz. Mogą być także wykorzystane do przetwarzania materiałów złozonych z nanocząstek lub nanorurek węglowych. Opracowano metody pozwalające na kontrolowane wbudowywanie tych obiektów w matryce substancji powierzchniowo czynnych. Dynamiczne rozpraszanie światła i jego zastosowanie do ruchu nanoobiektów w płynach złożonych: wykonano szereg pomiarów dla aktyny białek i kulek krzemionkowych w roztworach polimerów w celu obserwacji ruchu nanoobiektów. Zaobserwowano wpływ wartwy otaczającej obiekty na ich ruch. Wokół kulek jest warstwa o mniejszej koncentracji polimeru niż w objętości. Przekłada się to na niejednorodny współczynnik lepkości i w konsekwencji na rózny długo i krótko czasowy współczynnik dyfuzji. Efekt jest najsilniejszy gdy polimer i kulka mają porównywalne rozmiary. Opracowano zautomatyzowane układy mikroprzepływowe do wysokoprzepustowych badań przesiewowych reakcji chemicznych i biochemicznych w mikrokropelkach. Nasza grupa stworzyła układ, który zapewnia prowadzenie do 10 tys reakcji w ciągu godziny w objętościach rzędu jednego mikrolitra każda, z możliwością zadawania arbitralnych przebiegów stężeń reagentów biorących udział w reakcji. Dalsze prace badawcze prowadzone w zespole tematycznym Mikroprzepływów i Płynów Złożonych zakładają rozwój technik mikroprzepływowych w dwu podstawowych kierunkach: i) badań podstawowych nad tworzeniem kropli i pęcherzy, kropli złożonych oraz cząstek i kapsuł, oraz zwiększenia wydajności tych technik, oraz ii) opracowanie zminiaturyzowanych technik analitycznych i syntetycznych, w tym osiągnięcie zrozumienia procesów leżących o postaw dynamiki takich układów, oraz przedstawienie ich przykładowych zastosowań. W ciągu ostatniego roku poświęciliśmy część czasu i środków na opracowanie potrzebnych procedur dzięki temu opracowaliśmy metodę tworzenia dwu- i wielowarstwowych układów z poliwęglanu, metody modyfikacji powierzchni poliwęglanu. Dzięki subsydium NOVUM Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej uruchomiliśmy pomieszczenie czyste klasy 100 (ISO 5), wyposażyliśmy to pomieszczenie w infrastrukturę (media i urządzenia) potrzebne do litografii oraz uruchomiliśmy i skalibrowaliśmy procedury mikrofabrykacji. Jednym z kierunków badań jest projektowanie i optymalizacja układów mikroprzepływowych do równoległego (równoczesnego) tworzenia ciągów kropelek o zadanych (i różnych) stężeniach. Opracowaliśmy metodę tworzenia pęcherzyków i kropli w równoległych strugach fazy ciągłej o różnych stężeniach surfaktantów i soli, Mikrografia ośmiu kanałów z kropelkami o liniowo zmieniającym się stężeniu barwnika oraz wykres stężenia barwnika dla kilku różnych stosunków przepływu fazy ciągłej i kropelkowej. 121

122 oraz metodę tworzenia równoległych strug kropli o różnym (z góry zadanym) profilu stężeń. Z naszych doświadczeń wynika, iż układy równoległe do tworzenia kropli o różnej zawartości będą nadawały się przede wszystkim do zastosowań preparatywnych (tworzenia cząstek i kapsuł o różnej geometrii i zawartości substancji aktywnych do formulacji o regulowanym profilu uwalniania). W ramach rozwoju technik analitycznych prowadzimy badania nad konstrukcją układów tworzących krople na żądanie, tj. takich, w których proces tworzenia kropli (w tym moment emisji i objętość kropli) jest kontrolowany z poziomu komputera osobistego. Opracowaliśmy dwie techniki tworzenia kropli na żądanie oparte na zintegrowanym mikrozaworze (praca w druku w Lab Chip), oraz oparte o zewnętrzne względem płytki elektrozawory (publikacja w przygotowaniu). Opracowaliśmy metodę szybkiego, zautomatyzowanego przesiewania warunków reakcji w tempie 3 reakcji na sekundę (10 tys reakcji na godzinę) z objętością pojedynczej mieszaniny reakcyjnej rzędu kilku mikrolitrów. Opracowaliśmy szereg wyników numerycznych i eksperymentalnych dotyczących dynamiki przepływu kropli przez sieci mikrokanałów. Pierwszy artykuł dotyczący dynamicznej pamięci w przepływie kropelek został przyjęty do druku w Lab Chip. Opracowaliśmy model numeryczny i analityczny transportu kropelek w sieciach mikroprzepływowych i otrzymaliśmy bardzo dobrą zgodność naszych modeli z wynikami precyzyjnych eksperymentów. Wiosną bieżącego roku zakupiliśmy wysokiej klasy mikroskop kąta Brewstera (BAM) z wagą Langmuira. Używając tego mikroskopu prowadziliśmy badania tworzenia się monowarstw nanocząstek na granicy faz powietrze-woda. Postawiliśmy hipotezę, że gęsto upakowane, stabilne, wysoko uporządkowane monowarstwy da się utworzyć wykorzystując nanocząstki o mieszanym pokryciu hydrofilowo-hydrofobowym, które ulega samoistnej reorganizacji na granicy faz, tworząc struktury podobne do emulsji Pickeringa. Do badań wykorzystaliśmy nanocząstki metaliczne (Ag, Au) pokryte hydrofilowymi tiolami posiadającymi dodatnią (TMA) bądź ujemną (MUA) grupę funkcyjną oraz tiolami hydrofobowymi C 11 H 23 SH. Zadanie nr 7. Kataliza na Metalach Zdjęcie modułów mikrozaworu oraz przykładowe mikrografie sekwencji kropelek o zadanym rozmiarze i składzie stworzonych techniką kropelek na żądanie. Porównanie modelu i eksperymentu: (lewy panel) chwilowego położenie kropli, (prawy panel) okresu cyklu i interwały między kroplami w funkcji częstości podawania kropli. 1. Badanie wpływu wielkości nanocząstek platyny na zachowanie katalityczne w reakcji hydroodchlorowania tetrachlorometanu. Przeprowadzono intensywne badania związane z wpływem wielkości cząstek Pt osadzonej na nośnikach Al 2 O 3 i SiO 2 na katalityczne zachowanie powyzszych katalizatorów w reakcji hydroodchlorowania tetrachlorometanu. Okazało się, że w przypadku nośnika Al 2 O 3 bardzo małe cząstki metalu (<2 nm) są niekorzystne katalizator szybko dezaktywuje się i wykazuje niską selektywność do chloroformu (pożądany produkt reakcji). Natomiast w przypadku nośnika krzemionkowego małe cząstki Pt nie dezaktywują się i są generalnie korzystne, ze względu na wysoką aktywność katalizatorów wyrażoną na masę platyny. Wyniki tych badań zostały 122

WNIOSEK o przyznanie dotacji na podstawową działalność statutową na rok 2010

WNIOSEK o przyznanie dotacji na podstawową działalność statutową na rok 2010 WNIOSEK o przyznanie dotacji na podstawową działalność statutową na rok 2010 A. DANE WNIOSKODAWCY 1. Nazwa i adres jednostki, tel., fax, e-mail INSTYTUT CHEMII FIZYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK 01-224 Warszawa,

Bardziej szczegółowo

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU

UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU Wydział Fizyki PASJA MA SIŁĘ PRZYCIĄGANIA. STUDIUJ Z NAMI I UCZYŃ Z NIEJ SPOSÓB NA ŻYCIE. O WYDZIALE Wydział Fizyki to duża jednostka naukowo-dydaktyczna, której

Bardziej szczegółowo

Warszawa, dnia 25 listopada 2014 r. Pozycja 52

Warszawa, dnia 25 listopada 2014 r. Pozycja 52 Warszawa, dnia 25 listopada 2014 r. Pozycja 52 KOMUNIKAT MINISTRA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO 1) z dnia 9 października 2014 r. o przyznanych dotacjach ze środków finansowych na naukę na kontynuowane inwestycje

Bardziej szczegółowo

Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT

Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii CEZAMAT Beneficjentem jest Politechnika Warszawska w imieniu Konsorcjum, którego członkami są: PW, UW, WAT, IChF PAN, IF PAN, IPPT PAN, IWC PAN, ITME Biuro

Bardziej szczegółowo

WYDZIAŁ MECHANICZNY Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji. Wydatki strukturalne EWIDENCJONOWANIE I SPRAWOZDAWCZOŚĆ

WYDZIAŁ MECHANICZNY Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji. Wydatki strukturalne EWIDENCJONOWANIE I SPRAWOZDAWCZOŚĆ WYDZIAŁ MECHANICZNY Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Wydatki strukturalne EWIDENCJONOWANIE I SPRAWOZDAWCZOŚĆ 13 maja 2011 Wydatki strukturalne akty prawne Ustawa o finansach publicznych z dn.

Bardziej szczegółowo

Koncepcja działania Instytutu Chemii Fizycznej PAN 2011-2015. Warszawa, 2011 r.

Koncepcja działania Instytutu Chemii Fizycznej PAN 2011-2015. Warszawa, 2011 r. Koncepcja działania Instytutu Chemii Fizycznej PAN 2011-2015 Warszawa, 2011 r. 1. Utrzymanie wysokiego poziomu badań naukowych i utworzenie kilku nowych zespołów tematycznych w IChF PAN 2. promocja Instytutu

Bardziej szczegółowo

Warszawa, dnia 25 listopada 2014 r. Pozycja 51

Warszawa, dnia 25 listopada 2014 r. Pozycja 51 Warszawa, dnia 25 listopada 2014 r. Pozycja 51 KOMUNIKAT MINISTRA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO 1) z dnia 9 października 2014 r. o przyznanych dotacjach ze środków finansowych na naukę na inwestycje w zakresie

Bardziej szczegółowo

FIZYKA. na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej ROZWIŃ SWÓJ POTECJAŁ!

FIZYKA. na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej ROZWIŃ SWÓJ POTECJAŁ! FIZYKA na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej ROZWIŃ SWÓJ POTECJAŁ! O kierunku FIZYKA Studia licencjackie 3-letnie ( uniwersyteckie ) zapewniają: Bardzo dobre ogólne przygotowanie

Bardziej szczegółowo

Prace doktorskie i magisterskie współfinansowane z projektu NanoBiom

Prace doktorskie i magisterskie współfinansowane z projektu NanoBiom Prace doktorskie i magisterskie współfinansowane z projektu NanoBiom 1. Anna Celebańska Ceramiczna elektroda węglowa modyfikowana oksydazą bilirubiny jako biokatoda w jednokomorowym ogniwie tlenowo-cynkowym

Bardziej szczegółowo

Nazwa uczelni/placówki naukowej. Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, Zakład Fizykochemii Płynów i Miękkiej Materii

Nazwa uczelni/placówki naukowej. Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, Zakład Fizykochemii Płynów i Miękkiej Materii Załącznik do uchwały Zarządu Województwa Mazowieckiego Nr 127/226/13 z dnia 22 stycznia 2013 r. Lista doktorantów, którym przyznano stypendium w ramach II edycji projektu systemowego Samorządu Województwa

Bardziej szczegółowo

Ekoinnowacje w Polsce w aspekcie możliwości współpracy nauki z biznesem. Paweł Woźniak EKOS Poznań sp. z o.o.

Ekoinnowacje w Polsce w aspekcie możliwości współpracy nauki z biznesem. Paweł Woźniak EKOS Poznań sp. z o.o. Ekoinnowacje w Polsce w aspekcie możliwości współpracy nauki z biznesem Paweł Woźniak EKOS Poznań sp. z o.o. EKOS Poznań jako nazwa handlowa funkcjonuje na rynku od 1987. Głównymi obszarami działalności

Bardziej szczegółowo

REGIONALNE ŚRODKI NA WSPIERANIE DZIAŁÓW R&D. Mariusz Frankowski p.o. Dyrektora Mazowieckiej Jednostki Wdrażania Programów Unijnych

REGIONALNE ŚRODKI NA WSPIERANIE DZIAŁÓW R&D. Mariusz Frankowski p.o. Dyrektora Mazowieckiej Jednostki Wdrażania Programów Unijnych REGIONALNE ŚRODKI NA WSPIERANIE DZIAŁÓW R&D Mariusz Frankowski p.o. Dyrektora Mazowieckiej Jednostki Wdrażania Programów Unijnych Jaka jest Rola MJWPU? Wprowadzanie w świat finansowania innowacji na Mazowszu

Bardziej szczegółowo

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ Badania kinetyki utleniania wybranych grup związków organicznych podczas procesów oczyszczania

Bardziej szczegółowo

Regionalna Strategia Innowacji Województwa Dolnośląskiego na lata Justyna Lasak Departament Rozwoju Regionalnego Wydział Gospodarki

Regionalna Strategia Innowacji Województwa Dolnośląskiego na lata Justyna Lasak Departament Rozwoju Regionalnego Wydział Gospodarki Regionalna Strategia Innowacji Województwa Dolnośląskiego na lata 2011-2020 Justyna Lasak Departament Rozwoju Regionalnego Wydział Gospodarki Regionalna Strategia Innowacji Województwa Dolnośląskiego.

Bardziej szczegółowo

TEAM VENTURES PO INNOWACYJNA GOSPODARKA

TEAM VENTURES PO INNOWACYJNA GOSPODARKA TEAM VENTURES PO INNOWACYJNA GOSPODARKA Dział Projektów Międzynarodowych i Współpracy z Zagranicą Biuro Programów Badawczych i Funduszy Strukturalnych PROGRAM TEAM Celem jest zwiększenie zaangażowania

Bardziej szczegółowo

Studiapierwszego stopnia

Studiapierwszego stopnia Ramowe plany nauczania dla studentów wszystkich specjalności rozpoczynających studia na Wydziale Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu w roku akademickim 2014/15. Zawierają spis przedmiotów

Bardziej szczegółowo

TRICOMED SA POLSKA INNOWACYJNA FIRMA

TRICOMED SA POLSKA INNOWACYJNA FIRMA TRICOMED SA SUKCES INNOWACYJNOŚCI Toruń, UMK 24.02.2014 TRICOMED SA POLSKA INNOWACYJNA FIRMA Tricomed SA to firma, która od lat jest chlubą Łodzi. Pod obecną nazwą funkcjonuje od 1995 roku, jednak tradycją

Bardziej szczegółowo

ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA Kierunek: Inżynieria Materiałowa Studia I stopnia

ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA Kierunek: Inżynieria Materiałowa Studia I stopnia ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA Kierunek: Inżynieria Materiałowa Studia I stopnia Tabela odniesień efektów kierunkowych do efektów obszarowych Odniesienie do Symbol Kierunkowe efekty kształcenia efektów kształcenia

Bardziej szczegółowo

mgr Małgorzata Krawczyk Biuro Współpracy Międzynarodowej gosiap@ukw.edu.pl V Ogólnopolski Tydzień Kariery, 17.10.2013 r.

mgr Małgorzata Krawczyk Biuro Współpracy Międzynarodowej gosiap@ukw.edu.pl V Ogólnopolski Tydzień Kariery, 17.10.2013 r. mgr Małgorzata Krawczyk Biuro Współpracy Międzynarodowej gosiap@ukw.edu.pl V Ogólnopolski Tydzień Kariery, 17.10.2013 r. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej - Program MISTRZ - Program HOMING PLUS - Program

Bardziej szczegółowo

MAŁOPOLSKO PODKARPACKIEGO KLASTRA CZYSTEJ ENERGII. 03 czerwca 2008 r

MAŁOPOLSKO PODKARPACKIEGO KLASTRA CZYSTEJ ENERGII. 03 czerwca 2008 r Możliwości finansowania dla MAŁOPOLSKO PODKARPACKIEGO KLASTRA CZYSTEJ ENERGII 03 czerwca 2008 r OLGA WARZECHA CENTRUM TRANSFERU TECHNOLOGII AGH Dział Obsługi Funduszy Strukturalnych tel. 12 617 31 59 warzecha@agh.edu.pl

Bardziej szczegółowo

Przegląd modułów systemu POL-on

Przegląd modułów systemu POL-on Przegląd modułów systemu POL-on dr Piotr Rodzik ekspert systemu Ośrodek Przetwarzania Informacji - Państwowy Instytut Badawczy Al. Niepodległości 188B, 00-608 Warszawa Numer KRS: 0000127372 Sąd Rejonowy

Bardziej szczegółowo

KONKURS ETIUDA 2 STATYSTYKI

KONKURS ETIUDA 2 STATYSTYKI KONKURS ETIUDA 2 ATYYKI Rozstrzygnięcie: czerwiec 2014 r. dyscyplin (,, ). W związku z tym, analiza wartości obu tych wskaźników została przeprowadzona na dwóch poziomach: ogółem dla całego konkursu oraz

Bardziej szczegółowo

Kariera naukowa w Europie. Możliwości finansowania stypendiów dla doktorantów i młodych naukowców. oferta Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (FNP)

Kariera naukowa w Europie. Możliwości finansowania stypendiów dla doktorantów i młodych naukowców. oferta Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (FNP) Kariera naukowa w Europie. Możliwości finansowania stypendiów dla doktorantów i młodych naukowców. oferta Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (FNP) Aleksandra Krypa Specjalista ds. kontaktów z uczestnikami

Bardziej szczegółowo

Finansowanie nauki, a doktoranci instytutów Polskiej Akademii Nauk

Finansowanie nauki, a doktoranci instytutów Polskiej Akademii Nauk Finansowanie nauki, a doktoranci instytutów Polskiej Akademii Nauk Katarzyna Berent Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie Joanna Kowalska Instytut Fizyki Jądrowej

Bardziej szczegółowo

Załącznik 1. Nazwa kierunku studiów: FIZYKA Poziom kształcenia: II stopień (magisterski) Profil kształcenia: ogólnoakademicki Symbol

Załącznik 1. Nazwa kierunku studiów: FIZYKA Poziom kształcenia: II stopień (magisterski) Profil kształcenia: ogólnoakademicki Symbol Efekty kształcenia dla kierunku studiów FIZYKA TECHNICZNA - studia II stopnia, profil ogólnoakademicki - i ich odniesienia do efektów kształcenia w obszarze nauk ścisłych Kierunek studiów fizyka techniczna

Bardziej szczegółowo

1. Konkurs jest prowadzony w dwóch kategoriach: granty doktorskie,

1. Konkurs jest prowadzony w dwóch kategoriach: granty doktorskie, Konkurs grantów doktorskich i habilitacyjnych w roku 2015 na Wydziale Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu finansowanych z dotacji celowej na prowadzenie

Bardziej szczegółowo

Mechanizmy finansowania badań młodych naukowców w programach NCBR

Mechanizmy finansowania badań młodych naukowców w programach NCBR Mechanizmy finansowania badań młodych naukowców w programach NCBR ul. Nowogrodzka 47a 00-695 Warszawa Poznań, 26.03.2014 r. Misja i zadania NCBR March 31, 2014 Misja i zadania NCBR Wsparcie zrównoważonego

Bardziej szczegółowo

ZAŁOŻENIA POLITYKI PAŃSTWA W OBSZARZE NAUKI DO 2020 ROKU

ZAŁOŻENIA POLITYKI PAŃSTWA W OBSZARZE NAUKI DO 2020 ROKU ZAŁOŻENIA POLITYKI PAŃSTWA W OBSZARZE NAUKI DO 2020 ROKU maj-czerwiec, 2013 ul. Hoża 20 \ ul. Wspólna 1/3 \ 00-529 Warszawa \ tel. +48 (22) 529 27 18 \ fax +48 (22) 628 09 22 ZAŁOŻENIA POLITYKI PAŃSTWA

Bardziej szczegółowo

WiComm dla innowacyjnego Pomorza

WiComm dla innowacyjnego Pomorza Centrum Doskonałości WiComm WiComm dla innowacyjnego Pomorza Michał Mrozowski wicomm@wicomm.pl Centrum Doskonałości WiComm Inżynieria Systemów Komunikacji Bezprzewodowej Politechnika Gdańska Ul. Narutowicza

Bardziej szczegółowo

Maciej Żylicz. III Kongres Obywatelski Warszawa 2008 r.

Maciej Żylicz. III Kongres Obywatelski Warszawa 2008 r. Jaka reforma nauki i szkół wyższych w Polsce? Maciej Żylicz III Kongres Obywatelski Warszawa 2008 r. Podstawy reformy zwiększyć nakłady na naukę i zmienić strukturę zarządzania nauką wprowadzić zasady

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA I ENERGIA ODNAWIALNA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA I ENERGIA ODNAWIALNA POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA I ENERGIA ODNAWIALNA DR HAB. INŻ. ROMAN KACZYŃSKI, PROF. NZW. PROREKTOR DS. ROZWOJU I WSPÓŁPRACY POLITECHNIKI BIAŁOSTOCKIEJ Energia odnawialna szansą rozwoju województwa podlaskiego

Bardziej szczegółowo

Możliwości finansowania współpracy przemysł - nauka w zakresie prac badawczo - rozwojowych

Możliwości finansowania współpracy przemysł - nauka w zakresie prac badawczo - rozwojowych Seminarium Nowoczesne Materiały i Technologie dla elektroenergetyki Kraków, 26 września 2014r. Możliwości finansowania współpracy przemysł - nauka w zakresie prac badawczo - rozwojowych dr inż. Grzegorz

Bardziej szczegółowo

ETIUDA 1 STATYSTYKI. Rozstrzygnięcie: lipiec 2013 r.

ETIUDA 1 STATYSTYKI. Rozstrzygnięcie: lipiec 2013 r. ETIUDA 1 STATYSTYKI Rozstrzygnięcie: lipiec 2013 r. Konkurs ETIUDA na finansowanie stypendiów doktorskich został ogłoszony po raz pierwszy przez Narodowe Centrum Nauki 15 grudnia 2012 roku. W ramach konkursu

Bardziej szczegółowo

Raport Inwestycje w infrastrukturę badawczą w polskich uczelniach, instytutach badawczych i instytutach PAN

Raport Inwestycje w infrastrukturę badawczą w polskich uczelniach, instytutach badawczych i instytutach PAN Rada Główna Nauki i Szkolnictwa Wyższego Komisja Nauki Raport Inwestycje w infrastrukturę badawczą w polskich uczelniach, instytutach badawczych i instytutach PAN Janusz Igras Marian Szczerek Badania naukowe

Bardziej szczegółowo

Program Operacyjny Kapitał Ludzki

Program Operacyjny Kapitał Ludzki 4 marca 2009 Priorytet IV Szkolnictwo wyższe i nauka Program Operacyjny Kapitał Ludzki Paulina Gąsiorkiewicz-Płonka Zastępca Dyrektora Departament Wdrożeń i Innowacji Priorytet IV Szkolnictwo wyższe i

Bardziej szczegółowo

Projekt: Nauki molekularne dla medycyny

Projekt: Nauki molekularne dla medycyny Projekt: Interdyscyplinarne Studia Doktoranckie Nauki molekularne dla medycyny współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Projekt realizowany w ramach Programu Operacyjnego

Bardziej szczegółowo

uniwersytet techniczny z wyobraźnią i przyszłością WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ

uniwersytet techniczny z wyobraźnią i przyszłością WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ W ROKU 2013 STRUKTURA ORGANIZACYJNA 14 katedr i 1 laboratorium specjalistyczne Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego Katedra Chemii Analitycznej Katedra

Bardziej szczegółowo

Przetwarzanie danych i dostarczanie informacji z systemów informatycznych OPI

Przetwarzanie danych i dostarczanie informacji z systemów informatycznych OPI Przetwarzanie danych i dostarczanie informacji z systemów informatycznych OPI w ramach projektu Stworzenie systemu informacji o szkolnictwie wyższym (Pol-on). Z-ca Dyrektora OPI ds. utrzymania zasobów

Bardziej szczegółowo

Program Sektorowy Recyklingu szansą na finansowanie rozwoju nowych technologii, produktów i usług

Program Sektorowy Recyklingu szansą na finansowanie rozwoju nowych technologii, produktów i usług Program Sektorowy Recyklingu szansą na finansowanie rozwoju nowych technologii, produktów i usług AGENDA 1. Czym są programy sektorowe? 2. Czym są projekty B+R, jak je konstruować i realizować? 3. Program

Bardziej szczegółowo

Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka

Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka Cel główny: Rozwój polskiej gospodarki w oparciu o innowacyjne przedsiębiorstwa Cele szczegółowe: zwiększenie innowacyjności przedsiębiorstw, wzrost konkurencyjności

Bardziej szczegółowo

E W A M E N D E C K A T A R Z Y N A D U D E K BIURO OBSŁUGI PROJEKTÓW KRAJOWYCH

E W A M E N D E C K A T A R Z Y N A D U D E K BIURO OBSŁUGI PROJEKTÓW KRAJOWYCH 2 E W A M E N D E C K A T A R Z Y N A D U D E K BIURO OBSŁUGI PROJEKTÓW KRAJOWYCH KIM JEST MŁODY NAUKOWIEC? Zgodnie z aktualnymi uregulowaniami prawnymi, do tej kategorii zalicza się osoby prowadzące działalność

Bardziej szczegółowo

Mobilność doktorantów

Mobilność doktorantów Mobilność doktorantów Marta Łazarowicz Politechnika Warszawska 28 marca 2015 Organizatorzy: Porozumienie Uczelni Technicznych wraz z, Warszawskiej i Warszawskim Porozumieniem. Fundacja na rzecz Nauki Polskiej

Bardziej szczegółowo

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? Tematy opisowe 1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? 2. Omów pomiar potencjału na granicy faz elektroda/roztwór elektrolitu. Podaj przykład, omów skale potencjału i elektrody

Bardziej szczegółowo

Inteligentne specjalizacje Województwa Małopolskiego. Szanse i możliwości rozwoju przedsiębiorczości z wykorzystaniem środków RPO WM 2014-2020

Inteligentne specjalizacje Województwa Małopolskiego. Szanse i możliwości rozwoju przedsiębiorczości z wykorzystaniem środków RPO WM 2014-2020 Inteligentne specjalizacje Województwa Małopolskiego Szanse i możliwości rozwoju przedsiębiorczości z wykorzystaniem środków RPO WM 2014-2020 Kraków, 08 października 2015 r. Rafał Solecki - Dyrektor Małopolskie

Bardziej szczegółowo

Kredyt technologiczny i finansowanie R&D. Prezes Zarządu BGK Tomasz Mironczuk Kraków 3 września 2010

Kredyt technologiczny i finansowanie R&D. Prezes Zarządu BGK Tomasz Mironczuk Kraków 3 września 2010 Kredyt technologiczny i finansowanie R&D Prezes Zarządu BGK Tomasz Mironczuk Kraków 3 września 2010 Kredyt Technologiczny 2005-2010 FKT (2005-2008 r.) Działanie 4.3 (POIG 2007-2013) Banki udzielające BGK

Bardziej szczegółowo

15 wydziałów (przyrodnicze, medyczne,

15 wydziałów (przyrodnicze, medyczne, Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu (CITTRU) Uniwersytet źródłem nowatorskich rozwiązań dla biznesu Agnieszka Sito Kierownik CITTRU Kraków, 12 marca 2008 Potencjał UJ 15 wydziałów

Bardziej szczegółowo

w zakresie: TRANSFERU WIEDZY DO GOSPODARKI PROJEKTÓW BADAWCZO-ROZWOJOWYCH

w zakresie: TRANSFERU WIEDZY DO GOSPODARKI PROJEKTÓW BADAWCZO-ROZWOJOWYCH 1 w zakresie: TRANSFERU WIEDZY DO GOSPODARKI PROJEKTÓW BADAWCZO-ROZWOJOWYCH 2 Fundusze zewnętrzne 2014 2020, (projekty programów operacyjnych) 1. REGIONALNY PROGRAM OPERACYJNY DLA WOJEWÓDZTWA POMORSKIEGO

Bardziej szczegółowo

Briefing prasowy Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego prof. Barbary Kudryckiej

Briefing prasowy Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego prof. Barbary Kudryckiej 24 czerwca 2013 r. Briefing prasowy Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego prof. Barbary Kudryckiej ul. Hoża 20 \ ul. Wspólna 1/3 \ 00-529 Warszawa \ tel. +48 (22) 529 27 18 \ fax +48 (22) 628 09 22 Odwróciliśmy

Bardziej szczegółowo

Instrumenty II i III osi priorytetowej Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020

Instrumenty II i III osi priorytetowej Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 Instrumenty II i III osi priorytetowej Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 Program Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020 Założeniem POIR jest wsparcie realizacji całego procesu powstawania

Bardziej szczegółowo

List intencyjny o strategicznym partnerstwie między AC SA. a Politechniką Białostocką

List intencyjny o strategicznym partnerstwie między AC SA. a Politechniką Białostocką Informacja prasowa Białystok, 1 grudnia 2012 List intencyjny o strategicznym partnerstwie między AC SA a Politechniką Białostocką W dniu 30.11.2012 r. w siedzibie Politechniki Białostockiej doszło do podpisania

Bardziej szczegółowo

KONKURS OPUS 1 STATYSTYKI

KONKURS OPUS 1 STATYSTYKI Wskaźnik sukcesu, obliczany zarówno na podstawie stosunku liczby KONKURS OPUS 1 STATYSTYKI Rozstrzygnięcie: październik 2011 r. OPUS to konkurs na finansowanie projektów badawczych, w tym na finansowanie

Bardziej szczegółowo

K O M U N I K A T M I N I S T R A N A U K I I S Z K O L N I C T WA W YŻSZEGO 1) z dnia 8 czerwca 2015 r.

K O M U N I K A T M I N I S T R A N A U K I I S Z K O L N I C T WA W YŻSZEGO 1) z dnia 8 czerwca 2015 r. K O M U N I K A T M I N I S T R A N A U K I I S Z K O L N I C T WA W YŻSZEGO 1) z dnia 8 czerwca 2015 r. o przyznanych środkach finansowych na realizację projektów w ramach przedsięwzięcia pod nazwą Ścieżki

Bardziej szczegółowo

Projekty realizowane w ramach Programu Operacyjnego Rozwój j Polski Wschodniej

Projekty realizowane w ramach Programu Operacyjnego Rozwój j Polski Wschodniej Projekty realizowane w ramach Programu Operacyjnego Rozwój j Polski Wschodniej dr inż. Cezary Możeński prof. nadzw. Projekty PO RPW Wyposażenie Laboratorium Wysokich Ciśnień w nowoczesną infrastrukturę

Bardziej szczegółowo

Aktywność uczelni warszawskich w kontekście procesu transferu wiedzy

Aktywność uczelni warszawskich w kontekście procesu transferu wiedzy Aktywność uczelni warszawskich w kontekście procesu transferu wiedzy Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Uniwersytet Warszawski GEOPROFIT ??? Czy Warszawa jest najsilniejszym ośrodkiem akademickim

Bardziej szczegółowo

PROGRAM ROZWOJU WYDZIAŁU MEDYCYNY WETERYNARYJNEJ UNIWERSYTETU WARMIŃSKO-MAZURSKIEGO w OLSZTYNIE. na lata 2014-2020

PROGRAM ROZWOJU WYDZIAŁU MEDYCYNY WETERYNARYJNEJ UNIWERSYTETU WARMIŃSKO-MAZURSKIEGO w OLSZTYNIE. na lata 2014-2020 PROGRAM ROZWOJU WYDZIAŁU MEDYCYNY WETERYNARYJNEJ UNIWERSYTETU WARMIŃSKO-MAZURSKIEGO w OLSZTYNIE na lata 2014-2020 Zatwierdzony przez Radę Wydziału Medycyny Weterynaryjnej UWM w Olsztynie na posiedzeniu

Bardziej szczegółowo

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

Innowacyjne materiały i nanomateriały z polskich źródeł renu i metali szlachetnych dla katalizy, farmacji i organicznej elektroniki Innowacyjne materiały i nanomateriały z polskich źródeł renu i metali szlachetnych dla katalizy, farmacji i organicznej elektroniki Katarzyna Leszczyńska-Sejda Katowice, grudzień 2013 pracownicy przedsiębiorstwa

Bardziej szczegółowo

Centralna Komisja do Spraw Stopni i Tytułów. http://www.pi.gov.pl/parp/chapter_86000.asp

Centralna Komisja do Spraw Stopni i Tytułów. http://www.pi.gov.pl/parp/chapter_86000.asp Nazwa Ministerstwo Gospodarki Ministerstwo Gospodarki Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Rada Główna Nauki i Szkolnictwa Wyższego Polska Komisja Akredytacyjna Centralna Komisja do Spraw Stopni i

Bardziej szczegółowo

Regionalny Program Operacyjny Województwa Małopolskiego. na lata 2014-2020. Kraków, 15 czerwca 2015 r.

Regionalny Program Operacyjny Województwa Małopolskiego. na lata 2014-2020. Kraków, 15 czerwca 2015 r. Kraków, 15 czerwca 2015 r. Tomasz Sokół Zastępca Dyrektora Małopolskiego Centrum Przedsiębiorczości Regionalny Program Operacyjny Województwa Małopolskiego 1 na lata 2014-2020 2 Środki na wsparcie przedsiębiorczości

Bardziej szczegółowo

Politechnika Gdańska i gospodarka Pomorza wspólne wyzwania rozwojowe

Politechnika Gdańska i gospodarka Pomorza wspólne wyzwania rozwojowe Politechnika Gdańska i gospodarka Pomorza wspólne wyzwania rozwojowe Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Gdańsk, 08.05.2012 1. STRATEGIA ROZWOJU WYDZIAŁU Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki

Bardziej szczegółowo

DLA ŚRODOWISKA GOSPODARCZEGO

DLA ŚRODOWISKA GOSPODARCZEGO OFERTA UNIWERSYTETU KAZIMIERZA WIELKIEGO W BYDGOSZCZY DLA ŚRODOWISKA prof. dr hab. inż. Jan Grajewski Pełnomocnik Rektora ds. Współpracy z Gospodarką mgr Agata Pluskota Kierownik Biura Upowszechniania

Bardziej szczegółowo

NARODOWE CENTRUM BADAŃ I ROZWOJU (NCBR)

NARODOWE CENTRUM BADAŃ I ROZWOJU (NCBR) 3 października 2014 1 NARODOWE CENTRUM BADAŃ I ROZWOJU (NCBR) agencja wykonawcza nadzorowana przez Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego powołana w lipcu 2007 w celu realizacji zadań z zakresu polityki

Bardziej szczegółowo

Wykształcenie na zamówienie

Wykształcenie na zamówienie Wykształcenie na zamówienie Wyniki tegorocznej edycji konkursu na kierunki zamawiane Według szacunków ministerstwa, w roku 2013 w polskim przemyśle zabraknie ponad 46 tys. inżynierów, a w usługach ponad

Bardziej szczegółowo

Rola PO Kapitał Ludzki w budowaniu kadr dla nowoczesnej gospodarki

Rola PO Kapitał Ludzki w budowaniu kadr dla nowoczesnej gospodarki Rola PO Kapitał Ludzki w budowaniu kadr dla nowoczesnej gospodarki Agnieszka Gryzik dyrektor Departamentu Wdrożeń i Innowacji PO Kapitał Ludzki - Szkolnictwo wyższe i nauka Wzmocnienie potencjału dydaktycznego

Bardziej szczegółowo

W roku szkolnym 2014/2015 uczennice I Liceum Ogólnokształcącego im. Adama Mickiewicza w Węgrowie Karolina Niewiarowska i Dominika Jabłońska

W roku szkolnym 2014/2015 uczennice I Liceum Ogólnokształcącego im. Adama Mickiewicza w Węgrowie Karolina Niewiarowska i Dominika Jabłońska W roku szkolnym 2014/2015 uczennice I Liceum Ogólnokształcącego im. Adama Mickiewicza w Węgrowie Karolina Niewiarowska i Dominika Jabłońska realizowały działania w ramach projektu: Regionalny program stypendialny

Bardziej szczegółowo

Warszawa, dnia 13 marca 2013 r. Poz. 345 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO 1) z dnia 27 lutego 2013 r.

Warszawa, dnia 13 marca 2013 r. Poz. 345 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO 1) z dnia 27 lutego 2013 r. DZIENNIK USTAW RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ Warszawa, dnia 13 marca 2013 r. Poz. 345 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO 1) z dnia 27 lutego 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie określenia

Bardziej szczegółowo

ADAMED SmartUP innowacyjny program naukowo- edukacyjny

ADAMED SmartUP innowacyjny program naukowo- edukacyjny ADAMED SmartUP innowacyjny program naukowo- edukacyjny Agenda Cele programu Główne obszary programu 1. edycja ADAMED SmartUP 2. edycja ADAMED SmartUP Partnerzy Nagrody Co wyróżnia ADAMED SmartUP? CELE

Bardziej szczegółowo

Fundusze unijne dla młodych naukowców. Wpisany przez Emilia Krawczykowska

Fundusze unijne dla młodych naukowców. Wpisany przez Emilia Krawczykowska W działaniu 1.2?Wzmocnienie potencjału kadrowego nauki" programu Innowacyjna Gospodarka naukowcy mogą uzyskać stypendia oraz środki na prowadzenie badań. W ślad za dokonanymi już zmianami legislacyjnymi

Bardziej szczegółowo

Lista doktorantów, którym przyznano stypendium

Lista doktorantów, którym przyznano stypendium Załącznik nr 2 do uchwały Nr 2092/90/11 Zarządu Województwa Mazowieckiego z dnia 27 września 2011 r. Lista doktorantów, którym przyznano stypendium w ramach I edycji projektu systemowego Samorządu Województwa

Bardziej szczegółowo

Objaśnienia oznaczeń w symbolach K przed podkreślnikiem kierunkowe efekty kształcenia W kategoria wiedzy

Objaśnienia oznaczeń w symbolach K przed podkreślnikiem kierunkowe efekty kształcenia W kategoria wiedzy Efekty kształcenia dla kierunku studiów FIZYKA - studia II stopnia, profil ogólnoakademicki - i ich odniesienia do efektów kształcenia w obszarze nauk ścisłych Kierunek studiów fizyka należy do obszaru

Bardziej szczegółowo

Dotacje na innowacje Projekt Opracowanie bioczujnika do detekcji wirusa grypy w materiale środowiskowym realizowany w ramach programu VENTURES

Dotacje na innowacje Projekt Opracowanie bioczujnika do detekcji wirusa grypy w materiale środowiskowym realizowany w ramach programu VENTURES Dotacje na innowacje Projekt Opracowanie bioczujnika do detekcji wirusa grypy w materiale środowiskowym realizowany w ramach programu VENTURES Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, współfinansowany ze środków

Bardziej szczegółowo

UNIWERSYTET KARDYNAŁA STEFANA WYSZYŃSKIEGO w WARSZAWIE Biuro ds. Badań Naukowych

UNIWERSYTET KARDYNAŁA STEFANA WYSZYŃSKIEGO w WARSZAWIE Biuro ds. Badań Naukowych UNIWERSYTET KARDYNAŁA STEFANA WYSZYŃSKIEGO w WARSZAWIE Biuro ds. Badań Naukowych Warszawa, dnia 24 maja 2013 r. Poniżej zamieszczone zostały informacje o konkursach na granty badawcze, w których udział

Bardziej szczegółowo

UCHWAŁA Nr 31/2014 Senatu Uniwersytetu Wrocławskiego z dnia 26 marca 2014 r.

UCHWAŁA Nr 31/2014 Senatu Uniwersytetu Wrocławskiego z dnia 26 marca 2014 r. UCHWAŁA Nr 31/2014 Senatu Uniwersytetu Wrocławskiego z dnia 26 marca 2014 r. w sprawie utworzenia kierunku genetyka i biologia eksperymentalna - studia pierwszego stopnia oraz zmieniająca uchwałę w sprawie

Bardziej szczegółowo

WNIOSEK O FINANSOWANIE PROJEKTU MŁODEGO BADACZA W POMORSKIM UNIWERSYTECIE MEDYCZNYM W SZCZECINIE NA ROK 2016

WNIOSEK O FINANSOWANIE PROJEKTU MŁODEGO BADACZA W POMORSKIM UNIWERSYTECIE MEDYCZNYM W SZCZECINIE NA ROK 2016 WNIOSEK O FINANSOWANIE PROJEKTU MŁODEGO BADACZA W POMORSKIM UNIWERSYTECIE MEDYCZNYM W SZCZECINIE NA ROK 2016 I. WNIOSKODAWCA Kierownik projektu MB (tytuł zawodowy / stopień naukowy, imię i nazwisko, PESEL,

Bardziej szczegółowo

Działalnośd GlaxoSmithKline w Polsce. Krzysztof Kępioski Dyrektor Relacji Zewnętrznych

Działalnośd GlaxoSmithKline w Polsce. Krzysztof Kępioski Dyrektor Relacji Zewnętrznych Działalnośd GlaxoSmithKline w Polsce Krzysztof Kępioski Dyrektor Relacji Zewnętrznych GSK na świecie Globalna firma farmaceutyczna, działająca w blisko 100 krajach 96 tys. pracowników, w tym 12 tys. naukowców

Bardziej szczegółowo

Ramowy Program Specjalizacji MODELOWANIE MATEMATYCZNE i KOMPUTEROWE PROCESÓW FIZYCZNYCH Studia Specjalistyczne (III etap)

Ramowy Program Specjalizacji MODELOWANIE MATEMATYCZNE i KOMPUTEROWE PROCESÓW FIZYCZNYCH Studia Specjalistyczne (III etap) Ramowy Program Specjalizacji MODELOWANIE MATEMATYCZNE i KOMPUTEROWE PROCESÓW FIZYCZNYCH Studia Specjalistyczne (III etap) Z uwagi na ogólno wydziałowy charakter specjalizacji i możliwość wykonywania prac

Bardziej szczegółowo

Inteligentne Mazowsze w ramach RPO WM 2014 2020

Inteligentne Mazowsze w ramach RPO WM 2014 2020 Inteligentne Mazowsze w ramach RPO WM 2014 2020 Wydział Innowacyjności i Rozwoju Departament Rozwoju Regionalnego i Funduszy Europejskich Urząd Marszałkowski Województwa Mazowieckiego w Warszawie 1 Siedlce,

Bardziej szczegółowo

MIĘDZYUCZELNIANE CENTRUM. Projekt realizowany przez Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

MIĘDZYUCZELNIANE CENTRUM. Projekt realizowany przez Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu MIĘDZYUCZELNIANE CENTRUM NANOBIOMEDYCZNE Projekt realizowany przez Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Międzyuczelniane Centrum NanoBioMedyczne to projekt kluczowy w ramach Działania 13.1 Infrastruktura

Bardziej szczegółowo

Więcej niż agencja badawcza ASM CENTRUM BADAŃ I ANALIZ RYNKU. www.asm-poland.com.pl

Więcej niż agencja badawcza ASM CENTRUM BADAŃ I ANALIZ RYNKU. www.asm-poland.com.pl Więcej niż agencja badawcza ASM CENTRUM BADAŃ I ANALIZ RYNKU ASM CENTRUM BADAŃ I ANALIZ RYNKU www.asm-poland.com.pl Więcej niż agencja badawcza ASM CENTRUM BADAŃ I ANALIZ RYNKU ASM CENTRUM BADAŃ I ANALIZ

Bardziej szczegółowo

Plan rozwoju Politechniki Częstochowskiej Numer Projektu: POKL.04.01.01 00 059/08

Plan rozwoju Politechniki Częstochowskiej Numer Projektu: POKL.04.01.01 00 059/08 Numer Projektu: POKL.04.01.01 00 059/08 Częstochowa, dn. 5 maja 2010 roku JAK POWSTAWAŁ PROJEKT VIII 2008 negocjacje umowy VII 2008 decyzja o dofinansowaniu IV 2008 złożenie wniosku o dofinansowanie III

Bardziej szczegółowo

Krakowska Akademia im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów, którzy rozpoczęli studia w roku akademickim 2012/2013

Krakowska Akademia im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów, którzy rozpoczęli studia w roku akademickim 2012/2013 Krakowska Akademia im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego Karta przedmiotu Wydział Nauk o Bezpieczeństwie obowiązuje studentów, którzy rozpoczęli studia w roku akademickim 2012/2013 Kierunek studiów: Bezpieczeństwo

Bardziej szczegółowo

Maria Gałuszko m.galuszko@polsl.pl

Maria Gałuszko m.galuszko@polsl.pl REGIONALNE CENTRUM INFORMACJI DLA NAUKOWCÓW Politechnika Śląska- GLIWICE Maria Gałuszko m.galuszko@polsl.pl Projekt finansowany przez Komisję Europejską oraz Ministerstwo Nauki i Informatyzacji Zadaniem

Bardziej szczegółowo

v) Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera PAN (IKiFP): Międzynarodowe Studia Doktoranckie z zakresu chemii

v) Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera PAN (IKiFP): Międzynarodowe Studia Doktoranckie z zakresu chemii Regulamin przyznawania specjalnego stypendium im. Mariana Smoluchowskiego dla doktorantów Krakowskiego Konsorcjum Materia-Energia-Przyszłość, które uzyskało status KNOW Krakowskie Konsorcjum im. Mariana

Bardziej szczegółowo

Wsparcie nauki polskiej w ramach XIII osi priorytetowej,,infrastruktura szkolnictwa wyższego Programu Infrastruktura Środowisko

Wsparcie nauki polskiej w ramach XIII osi priorytetowej,,infrastruktura szkolnictwa wyższego Programu Infrastruktura Środowisko Wsparcie nauki polskiej w ramach XIII osi priorytetowej,,infrastruktura szkolnictwa wyższego Programu Infrastruktura Środowisko 39 nowych inwestycji polskich uczelni realizowanych przy wsparciu Unii Europejskiej

Bardziej szczegółowo

Strategia Wydziału Nauk Pedagogicznych Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Lata 2012-2020

Strategia Wydziału Nauk Pedagogicznych Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Lata 2012-2020 Strategia Wydziału Nauk Pedagogicznych Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu Lata 2012-2020 1 Spis treści 1. Misja WNP. 3 2. Cele strategiczne.. 4 3. Operacjonalizacja celów strategicznych..5 4. Cel

Bardziej szczegółowo

Program Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020 Marcin Łata Departament Konkurencyjności i Innowacyjności Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju

Program Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020 Marcin Łata Departament Konkurencyjności i Innowacyjności Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju Program Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020 Marcin Łata Departament Konkurencyjności i Innowacyjności Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju Warszawa, 22 maja 2014 r. Cele PO IR Wspieranie innowacyjności

Bardziej szczegółowo

Wykształcenie na zamówienie

Wykształcenie na zamówienie Wykształcenie na zamówienie Wyniki kolejnej edycji konkursu na kierunki zamawiane Według szacunków ministerstwa, w roku 2013 w polskim przemyśle zabraknie ponad 46 tys. inżynierów, a w usługach ponad 22

Bardziej szczegółowo

Strategia. rozwoju Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego UR. na lata 2013-2016

Strategia. rozwoju Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego UR. na lata 2013-2016 Strategia rozwoju Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego UR na lata 2013-2016 Misja Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego odzwierciedla zasadnicze elementy misji Uniwersytetu Rzeszowskiego takie jak tworzenie

Bardziej szczegółowo

System projektów celowych dla msp. realizowany przez Centrum Innowacji NOT

System projektów celowych dla msp. realizowany przez Centrum Innowacji NOT System projektów celowych dla msp realizowany przez Centrum Innowacji NOT Innowacja techniczna to zmiana, która przynosi korzyść ekonomiczną i dotyczy wyrobu lub technologii. nie ma innowacji bez badań

Bardziej szczegółowo

Programy Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowane z funduszy strukturalnych

Programy Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowane z funduszy strukturalnych Programy Fundacji na rzecz Nauki Polskiej finansowane z funduszy strukturalnych Działanie 1.2 Wzmocnienie potencjału kadrowego nauki Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka Michał Pietras O Fundacji

Bardziej szczegółowo

Innowacje i Inteligentny Rozwój. Iwona Wendel Podsekretarz Stanu, Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju Szczecin, 10 czerwca 2015 r.

Innowacje i Inteligentny Rozwój. Iwona Wendel Podsekretarz Stanu, Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju Szczecin, 10 czerwca 2015 r. Innowacje i Inteligentny Rozwój Iwona Wendel Podsekretarz Stanu, Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju Szczecin, 10 czerwca 2015 r. Wsparcie innowacyjności w latach 2014-2020 W perspektywie 2014-2020 wsparcie

Bardziej szczegółowo

Uniwersytet i przedsiębiorczość regulacje, wsparcie, promocja i edukacja

Uniwersytet i przedsiębiorczość regulacje, wsparcie, promocja i edukacja Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu (CITTRU) Uniwersytet i przedsiębiorczość regulacje, wsparcie, promocja i edukacja Piotr Żabicki Koordynator Zespołu ds. Promocji i Edukacji

Bardziej szczegółowo

DZIAŁALNOŚĆ STATUTOWA

DZIAŁALNOŚĆ STATUTOWA DZIAŁALNOŚĆ STATUTOWA Anna Przetacka Podstawy prawne Ustawa z dnia 30 kwietnia 2010 r. o zasadach finansowania nauki (Dz. U. z dnia 4 czerwca 2010 r. Nr 96, poz. 615) Rozporządzenie Ministra Nauki i Szkolnictwa

Bardziej szczegółowo

Regionalna Strategia Innowacji Województwa Kujawsko-Pomorskiego Inteligentne specjalizaje

Regionalna Strategia Innowacji Województwa Kujawsko-Pomorskiego Inteligentne specjalizaje Regionalna Strategia Innowacji Województwa Kujawsko-Pomorskiego Inteligentne specjalizaje Toruń, 13.12.2012 Co oznacza inteligentna specjalizacja? Inteligentna specjalizacja to: identyfikowanie wyjątkowych

Bardziej szczegółowo

ANKIETA SAMOOCENY OSIĄGNIĘCIA KIERUNKOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

ANKIETA SAMOOCENY OSIĄGNIĘCIA KIERUNKOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Szanowny Studencie, ANKIETA SAMOOCENY OSIĄGNIĘCIA KIERUNKOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA bardzo prosimy o anonimową ocenę osiągnięcia kierunkowych efektów kształcenia w trakcie Twoich studiów. Twój głos pozwoli

Bardziej szczegółowo

Wsparcie dla mikroprzedsiębiorstw

Wsparcie dla mikroprzedsiębiorstw Wsparcie dla mikroprzedsiębiorstw Portal finansowy IPO.pl Każde mikroprzedsiębiorstwo powinno skorzystać ze wsparcia funduszy unijnych. Fundusze te mają bardzo wiele zalet, które wpływają pozytywnie na

Bardziej szczegółowo

WŁASNOŚĆ INTELEKTUALNA W UCZELNIACH WYŻSZYCH I OŚRODKACH BADAWCZYCH

WŁASNOŚĆ INTELEKTUALNA W UCZELNIACH WYŻSZYCH I OŚRODKACH BADAWCZYCH WŁASNOŚĆ INTELEKTUALNA W UCZELNIACH WYŻSZYCH I OŚRODKACH BADAWCZYCH OFERTA DLA PRZEMYSŁU i nie tylko http://www.uz.zgora.pl Uniwersytet Zielonogórski Uniwersytet Zielonogórski został utworzony 1 września

Bardziej szczegółowo

Możliwości udziału firm w 7. Programie Ramowym

Możliwości udziału firm w 7. Programie Ramowym Możliwości udziału firm w 7. Programie Ramowym Do udziału w projektach finansowanych w ramach 7. Programu Ramowego zachęca się przede wszystkim przedsiębiorstwa które są zainteresowane nawiązaniem współpracy

Bardziej szczegółowo

Studia w systemie 3+2 Propozycja zespołu Komisji ds. Studenckich i Programów Studiów

Studia w systemie 3+2 Propozycja zespołu Komisji ds. Studenckich i Programów Studiów Studia w systemie 3+2 Propozycja zespołu Komisji ds. Studenckich i Programów Studiów Polecenie Rektora nakłada na Wydział obowiązek przygotowania programu studiów w systemie 3-letnich studiów licencjackich

Bardziej szczegółowo

Michał Zdziarski Tomasz Ludwicki

Michał Zdziarski Tomasz Ludwicki Prezentacja wyników badań Michał Zdziarski Tomasz Ludwicki Uniwersytet Warszawski PERSPEKTYWA PREZESÓW Badanie zrealizowane w okresie marzec-kwiecień 2014. Skierowane do prezesów 500 największych firm

Bardziej szczegółowo