Zakład Chemii Fizycznej i Radiochemii

Transkrypt

1 Nowa spektroskopia dichroizmu magnetyczno-chiralnego (MChD) Dichroizm magnetyczno-chiralny (MChD ang. magnetochiral dichroism) jest zjawiskiem polegającym na tym, że chiralna cząsteczka umieszczona w zewnętrznym polu magnetycznym różnie absorbuje wiązkę światła niespolaryzowanego w zależności od kierunku tego pola magnetycznego. Za pomocą efektu MChD można sterować rezultatem fotoreakcji stereochemicznych i przypuszcza się, że mógł on odegrać rolę w uformowaniu się homochiralności życia na ziemi. Trwają obecnie komputerowe poszukiwania prostych cząsteczek organicznych o znaczeniu biologicznym, które wykazywałyby ten efekt w stopniu, który umożliwiłby jego pomiar eksperymentalny. Praca licencjacka/magisterska polegałaby na uzyskiwaniu widma ECD, MCD i przede wszystkim MChD dla kilku wybranych cząsteczek za pomocą modelowania molekularnego przy użyciu programu Gaussian i DALTON. Praca może również obejmować programowanie w języku Python. Dyplomant zapozna się z pracą na komputerach obliczeniowych dużej mocy, pozna środowisko GNU/Linux i programy do modelowania molekularnego metodami chemii kwantowej. Kierunki: chemia, fizyka, chemia medyczna, inżynieria nanostruktur dr Janusz Cukras, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, januszc@chem.uw.edu.pl, tel. ( )

2 Właściwości gazów szlachetnych i ich związków Gazy szlachetne wbrew obiegowej opinii wykazują aktywność chemiczną, która nie jest bez znaczenia. Na przykład ksenon ma zastosowanie medyczne jako środek znieczulający i neuroprotekcyjny, ponieważ jest w stanie wpływać na działanie układu nerwowego (mechanizm nie jest poznany). W matrycach niskotemperaturowych zsyntetyzowano związki typu HXeCl, HArF itp., udowadniając zdolność atomów gazów szlachetnych do tworzenia nowego rodzaju wiązań. Praca licencjacka/magisterska obejmowałaby modelowanie molekularne wybranych układów z gazem szlachetnym, np. kompleksu ksenonu z neurotransmiterami aminokwasowymi, cząsteczki HXeSH w kompleksie z H 2 S itp., w celu ich charakterystyki, tj. uzyskania informacji o ich energetyce i właściwościach. Dyplomant zapozna się z pracą na superkomputerach obliczeniowych, pozna środowisko GNU/Linux i programy do modelowania molekularnego metodami chemii kwantowej. Kierunki: chemia, fizyka, chemia medyczna, inżynieria nanostruktur dr Janusz Cukras, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, januszc@chem.uw.edu.pl, tel. ( )

3 Biocząstki modyfikowane nanocząstkami renu do zastosowań w terapii przecinowotworowej Celem projektu jest otrzymanie hybrydowych cząstek o właściwościach przeciwnowotworowych. Materiałem wyjściowym w syntezie będą sferyczne kapsułki powstałe w wyniku modyfikacji drożdżaków Saccharomyces boulardii. W ścianach kapsułek osadzane będą nanocząstki renu w wyniku reakcji jonów nadrenianowych z borowodorkiem sodu. Następnie w otrzymanych strukturach inkorporowany będzie lek przeciwnowotworowy - doksorubicyna. Otrzymany materiał badany będzie z wykorzystaniem technik mikroskopowych, spektroskopowych i termicznych. Opcjonalnie otrzymane zostaną cząstki modyfikowane renem 186, który będąc emiterem beta wykazuje działanie przeciwnowotworowe. Temat może być realizowany na kierunku Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa oraz innych. dr hab. Maciej Mazur, prof. UW, Pracownia Elektrochemii, mmazur@chem.uw.edu.pl, tel

4 Czujnik do wykrywania białka w moczu w warunkach domowych Celem pracy licencjackiej będzie skonstruowanie i przetestowanie czułego i precyzyjnego czujnika do wykrywania białka w warunkach domowych. Urządzenie to przeznaczone jest dla osób monitorujących poziom białkomoczu w przebiegu chorób nerek, np. zespołu nerczycowego. Oznaczanie białka odbywać się będzie metodą optyczną po dodaniu do próbki odpowiedniego odczynnika chemicznego wywołującego ilościowe wytrącanie białka. Skonstruowane urządzenie będzie współpracowało ze smartfonem: źródłem światła będzie lampa błyskowa (dioda), a detektorem matryca aparatu fotograficznego. W ramach realizacji pracy licencjackiej skonstruowane zostanie prototypowe urządzenie kompatybilne z wybranym typem telefonu komórkowego oraz przygotowana odpowiednia aplikacja na system Android, ios lub inny. Elementy konstrukcyjne urządzenia przygotowane zostaną w warsztacie mechanicznym Wydziału Chemii lub wydrukowane na drukarce 3D. Czujnik testowany będzie na standardach albumin oraz próbkach biologicznych uzyskanych ze Szpitala Pediatrycznego w Warszawie. Pomocniczo w badaniach wykorzystywane będą techniki optyczne (absorpcja UV-VIS, rozpraszanie światła, pomiar potencjału zeta) oraz mikroskopowe (mikroskopia optyczna, mikroskopia elektronowa). Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa dr hab. Maciej Mazur, prof. UW, Pracownia Elektrochemii, mmazur@chem.uw.edu.pl, tel

5 Wypełnienie do masek przeciwsmogowych Celem projektu jest opracowanie materiału aktywnego maski przeciwsmogowej. Materiał będzie składał się z cząstek hydrożelowych modyfikowanych nanocząstkami metalicznymi. W założeniu materiał ten ma pochłaniać wydychaną parę wodną i jednocześnie wykazywać właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Projekt będzie realizowany we współpracy z firmą Maskiss w ramach programu Bony na Innowacje. Temat może być realizowany na kierunku Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa oraz innych. dr hab. Maciej Mazur, prof. UW, Pracownia Elektrochemii, mmazur@chem.uw.edu.pl, tel

6 Test paskowy do półilościowego oznaczania białka w moczu Celem projektu jest opracowanie nowego typu pasków diagnostycznych pozwalających na pomiar stężenia białka w próbkach moczu samodzielnie przez pacjenta. Paski takie mogłyby być stosowane w monitorowaniu przebiegu chorób nerek, np. zespołu nerczycowego, cukrzycy, itp. Na rynku dostępne są komercyjne paski diagnostyczne wykorzystujące zjawisko tzw. błędu białkowego błękitu tetrabromofenolowego. W ramach realizacji pracy licencjackiej opracowane zostanie rozwiązanie wykorzystujące innego rodzaju barwnik oraz inne zjawisko zmiany barwy pola testowego. Temat może być realizowany na kierunku Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa oraz innych. dr hab. Maciej Mazur, prof. UW, Pracownia Elektrochemii, mmazur@chem.uw.edu.pl, tel

7 Wyznaczenie struktury przestrzennej modyfikowanych enkefalin Jednym z najczęściej wykorzystywanych leków w terapii bólu jest morfina bądź jej analogi. Jej oddziaływanie z receptorami opioidowymi prowadzi do efektu przeciwbólowego. Oprócz związków egzogennych z receptorami opioidowymi mogą oddziaływać również związki endogenne - peptydy opioidowe takie jak endorfiny, dynorfiny bądź enkefaliny. W ramach pracy zostanie wykorzystana spektroskopia NMR do wyznaczenia struktury przestrzennej w serii modyfikowanych enkefalin. [Na którym kierunku/ach studiów może być ten temat realizowany] Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa Dr. Michał Nowakowski, Nowe metody spektroskopii NMR w badaniach strukturalnych biomolekuł, lyam@chem.uw.edu.pl,

8 Rekalibracja zbioru wielowymiarowych widm NMR biomolekuł dla automatyzacji przypisań sygnałów Wielowymiarowe techniki NMR są niezbędne dla przypisania sygnałów w makromolekułach o znaczeniu biologicznym. Ze względu na dużą ilość danych standardowo przypisanie wspomaga się komputerowo, jednakże wymaga to przygotowania spójnych (skalibrowanych) list rezonansów. Rezonanse NMR w różnych widmach mogą być systematycznie przesunięte o stałą w wyniku (a) nieprawidłowej kalibracji (różnice temperatur, ph, bufora itp. pomiędzy próbkami; błąd przy przetwarzaniu danych) lub (b) niestabilności pola (braku układu locku, np. w NMR w fazie stałej). Celem pracy jest opracowanie i implementacja ogólnego algorytmu do wzajemnej kalibracji list rezonansów z różnych widm (w preferowanym przez studenta języku: Python, C++, Java lub in.) oraz demonstracja jego zalet dla przykładowych zestawów wielowymiarowych (3D+) widm NMR zarejestrowanych dla białek w roztworze i w fazie stałej. kierunki: chemia, inżynieria nanostruktur, energetyka jądrowa, MISMaP, ZMITP dr Jan Stanek, grupa badawcza Nowe metody spektroskopii NMR w badaniach strukturalnych biomolekuł, janstanek@chem.uw.edu.pl, nmr.cent3.uw.edu.pl

9 Efektywne połączenie więzów NMR i ewolucyjnych dla zautomatyzowanego określenia struktury trójwymiarowej białek Jądrowy rezonans magnetyczny jest, obok krystalografii rentgenowskiej i mikroskopii krioelektronowej, jedną z podstawowych metod określenia struktury trójwymiarowej biomolekuł. Jakość i kompletność danych (typowo: przesunięć chemicznych i więzów z efektu Overhausera) determinuje precyzję struktury. Jest ona często niewystarczająca dla białek powyżej aminokwasów lub w fazie stałej, z powodu niskiej czułości bądź niejednoznaczności danych. Niedawno odkryto metodami bioinformatycznymi korelację pomiędzy częstością występowaniem mutacji par aminokwasów a ich odległością przestrzenną, którą można uznać za probabilistyczny wiąz strukturalny. Informacja ta jest uzyskiwana wyłącznie na podstawie porównania sekwencji aminokwasów w bazach danych i nie opiera się na homologii zdeponowanych już struktur. Jest więc ortogonalna do wszelkich danych eksperymentalnych, np. z NMR. Celem pracy jest określenie sposobu efektywnego połączenia więzów ewolucyjnych z danymi NMR, biorąc pod uwagę ich probabilistyczny charakter, tj. możliwość występowania fałszywych kontaktów. Oczekuje się opracowania skryptu(ów) lub miniprogramów do zautomatyzowanego przygotowania danych wejściowych dla 1-2 standardowych programów obliczających strukturę białek (np. Aria, Cyana, xplor-nih). kierunki: chemia, inżynieria nanostruktur, energetyka jądrowa, MISMaP, ZMITP dr Jan Stanek, grupa badawcza Nowe metody spektroskopii NMR w badaniach strukturalnych biomolekuł, janstanek@chem.uw.edu.pl, nmr.cent3.uw.edu.pl

10 Przypisywanie sygnałów w widmach NMR białek niezwiniętych metodami wysokiej wymiarowości Białka natywnie nieustrukturyzowane są ważnym i interesującym obiektem badań. Będąc bardziej rozpowszechnionymi w przyrodzie, niż jeszcze niedawno się wydawało, a jednocześnie grając ważną rolę w wielu procesach fizjologicznych, zyskują coraz większą popularność. Przyczynia się do tego również ich związek z wieloma nowotworami i chorobami neurodegeneracyjnymi. Spektoskopia NMR jest najleszym narzędziem do badania tych białek, a pierwszym etapem niemal każdego badania NMR jest przypisanie sygnałów widmowych. W ramach wykonywania pracy, student pozna specyfikę białek niezwiniętych i problemy występujące podczas przypisywania ich sygnałów w widmach NMR, zapozna się z wysokowymiarowymi eksperymentami opracowanymi w naszym laboratorium (i wykorzystywanymi obecnie w kilku laboratoriach w Europie) oraz samodzielnie przypisze sygnały konkretnego białka niezwinietego, wykorzystując te metody. Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa Anna Zawadzka-Kazimierczuk, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, grupa Nowe Metody Spektroskopii NMR w Badaniach Strukturalnych Biomolekuł, anzaw@chem.uw.edu.pl, tel. (22)

11 Badanie oddziaływań białko-ligand metodami spektroskopii NMR Badanie oddziaływań białko-ligand odgrywa kluczową rolę w opracowywaniu nowych leków. Coraz częściej wykorzystuje się do tego technikę fragment-based drug design, w której zajduje się najpierw małe cząsteczki stosunkowo słabo wiążące się z badanym białkiem, by następnie połączyć je kowalencyjnie w większą cząsteczkę wykazującą dużo silniejsze oddziaływanie z białkiem. W poszukiwaniach owych małych cząsteczek powszechnie (w firmach farmaceutycznych) wykorzystuje się spektroskopię NMR, dającą możliwość szybkiego screeningu dużej liczby ligandów. W ramach pracy, student pozna techniki NMR pozwalające badać oddziaływania białko-ligand oraz zbada oddziaływanie kilku ligandów z badanym w naszej grupie białkiem. Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa Anna Zawadzka-Kazimierczuk, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, grupa Nowe Metody Spektroskopii NMR w Badaniach Strukturalnych Biomolekuł, anzaw@chem.uw.edu.pl, tel. (22)

12 Trikarbonylkowe kompleksy technetu(i) i renu(i) w układzie 2+1 Związki technetu i renu są przedmiotem wielu badań ze względu na ich zastosowanie w medycynie jako diagnostyki i terapeutyki. Oba pierwiastki, ze względu na podobne właściwości chemiczne, stanowią swoisty tandem umożliwiający zastosowanie szerokiego wachlarza metod badawczych dla analogicznych kompleksów różniących się jedynie centralnym atomem metalu. Celem pracy jest otrzymanie trikarbonylkowego połączenia technetu(i) w tzw. układzie 2+1 z wybranym ligandem bidentnym oraz zbadanie jego właściwości za pomocą dostępnych technik radiochemicznych. Do tego celu wykorzystany zostanie technet-99m w postaci technecjanu(vii) sodu pochodzący z generatora molibdenowo/technetowego ( 99 Mo/ 99m Tc). Zostanie również zsyntezowany w ilościach wagowych analogiczny trikarbonylkowy kompleks stabilnego renu(i), co umożliwi określenie jego struktury monokrystaliczną dyfrakcją rentgenowską i właściwości wybranymi metodami fizykochemicznymi obejmującymi spektrometrie FTIR i UV-VIS. Temat realizowany na kierunku Energetyka i Chemia Jądrowa Dr Marek Pruszyński, Pracowania Elektrochemicznych Źródeł Energii, Radiochemia dla Medycyny i Przemysłu, mpruszynski@chem.uw.edu.pl, Dr Krzysztof Łyczko, Centrum Radiochemii i Chemii Jądrowej, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, k.lyczko@ichtj.waw.pl,

13 Badania elektrochemii żelaza z wykorzystaniem ex-situ spektroskopii Mössbauera Celem pracy jest zbadanie procesów elektrochemicznych przebiegających na powierzchni żelaza w środowisku elektrolitu wodnego o różnym składzie, w tym zawierającego substancje będące potencjalnymi inhibitorami korozji. Spektroskopia Mössbauera (ex-situ) posłuży do określenia składu produktów korozji na elektrodzie, poza technikami elektrochemicznymi wykorzystane zostaną także mikroskop elektronowy (analiza morfologii powierzchni) oraz spektroskopia UVvis (analiza rozpuszczalnych produktów korozji). Podjęta zostanie próba wykorzystania spektroskopii Mössbauera do oceny kinetyki tworzenia poszczególnych produktów korozji jak również ich stabilności w warunkach pomiaru ex-situ. Energetyka i chemia jądrowa, I stopień (praca licencjacka) Dr hab. Michał Grdeń, Radiochemia dla medycyny i przemysłu, Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii, Zakład Chemii Fizycznej, mgrden@chem.uw.edu.pl, tel

14 Układy hybrydowe półprzewodnik/nanocząstki węgla synteza i zastosowanie Tytanian strontu (SrTiO 3 ) jest półprzewodnikiem o energii pasma zabronionego ok. 3.2 ev i korzystnym energetycznie usytuowaniu pasm przewodnictwa i walencyjnego wobec potencjałów redukcji tlenu i utlenienia jonów OH -. Oznacza to, że fotowygenerowane elektrony i dziury mogą wytwarzać rodniki nadtlenkowe i hydroksylowe, aktywne w procesach fotokatalitycznych. Jednak efektywność tego procesu jest znacznie obniżona przez proces rekombinacji par elektron-dziura. Celem niniejszego projektu jest zahamowanie tego niekorzystnego zjawiska poprzez modyfikację powierzchni SrTiO 3 nanoczastkami węgla lub/i fullerenami. Nanocząstki węgla będą pełniły rolę akceptora elektronów, dzięki czemu zwiększy się liczba dziur biorących udział w procesie utlenienia grup OH - zaadsorbowanych na powierzchni półprzewodnika. Możliwy jest również inny scenariusz, w którym nanostruktury węglowe po oświetleniu węglowe będą donorem elektronów. W trakcie realizacji pracy licencjackiej opracowana zostanie metoda modyfikacji powierzchni SrTiO 3 nanocząstkami węgla lub/i fullerenami, a uzyskane układy hybrydowe zostaną scharakteryzowane metodami mikroskopowymi (SEM, HR-TEM), spektroskopowymi (FTIR, UV-vis, XPS) i rentgenowskimi (XRD). Pomiary szybkości rekombinacji par elektrondziura zostaną przeprowadzone metodami fotoelektrochemicznymi i spektroskopowymi. Temat może być realizowany na kierunkach: Chemia, ZMITP i Inżynieria Nanostruktur. Kierownik pracy: prof. dr hab. Magdalena Skompska, Pracownia Elektrochemii, mskompska@chem.uw.edu.pl, tel. wew

15 Wpływ domieszkowania na właściwości fotokatalityczne SrTiO 3 Tytanian strontu (SrTiO 3 ) jest półprzewodnikiem o energii pasma zabronionego ok. 3.2 ev, co oznacza, że absorbuje promieniowanie z zakresu UV. Z jednej strony oznacza to, że fotowygenerowane dziury i elektrony mają odpowiednio duży potencjał utleniający i redukujący w reakcjach fotokatalitycznych, ale proces ten jest mało efektywny w zakresie światła widzialnego. Dlatego celem projektu będzie opracowanie metod domieszkowania SrTiO 3 jonami metali dzięki czemu zakres absorpcji półprzewodnika zostanie przesunięty w kierunku fal dłuższych niż 400 nm. Synteza i domieszkowanie SrTiO 3 będą przeprowadzone metodą hydrotermalną. Wytworzone półprzewodniki zostaną kompleksowo scharakteryzowane metodami mikroskopowymi (SEM, HR-TEM), spektroskopowymi (FTIR, UV-vis, XPS), rentgenowskimi (XRD), fotoelektrochemicznymi (woltamperometria cykliczna, chronoamperometria, chronopotencjometria), a ich właściwości fotokatalityczne zostaną zbadane w reakcji rozkładu kilku modelowych związków organicznych, takich jak barwniki i pochodne fenolu. Zbadany zostanie wpływ rodzaju metalu domieszkującego oraz jego ilości na fotoaktywność SrTiO 3. Temat może być realizowany na kierunkach: Chemia, ZMITP i Inżynieria Nanostruktur. Kierownik pracy: prof. dr hab. Magdalena Skompska, Pracownia Elektrochemii, mskompska@chem.uw.edu.pl, tel. wew

16 Zastosowanie spektroskopii MRJ do implementacji algorytmu Deutscha-Jozsy Celem projektu jest budowa modelu komputera kwantowego składającego się z dwóch kubitów pozwalającego na rozwiązanie zagadnienia, którego nie można rozwiązać za pomocą komputera klasycznego. Przykładem takiego zagadnienia jest problem Deutscha-Jozsy, który zostanie rozwiązany z użyciem magnetycznego rezonansu jądrowego węgla i protonu w cząsteczce 13 CHCl 3. Więcej o tematyce projektu można znaleźć w artykule Quantum Computing with Molecules, który jest dostępny pod adresem: Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka Jądrowa dr Piotr Garbacz, Pracownia Spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego, pgarbacz@chem.uw.edu.pl, tel

17 Rezonator do badań jądrowego rezonansu magnetoelektrycznego Celem projektu jest optymalizacja i budowa rezonatora częstości radiowej, który wytwarza silne pole elektryczne. Projekt rezonatora zostanie wykonany na podstawie wyników obliczeń metodą elementów skończonych w programie COMSOL. Zoptymalizowany rezonator może zostać następnie użyty jako element sondy do obserwacji magnetycznego rezonansu jądrowego w polu magnetycznym i elektrycznym, który pozwala na uzyskanie nowych informacji o strukturze cząsteczek. Chemia, Inżynieria Nanostruktur, Energetyka Jądrowa dr Piotr Garbacz, Pracownia Spektroskopii magnetycznego Rezonansu Jądrowego, pgarbacz@chem.uw.edu.pl,

18 Jakościowe badania mikroplastików morskich metodami spektroskopii IR i Ramana Zwiększający się wraz ze światową produkcją materiałów polimerowych (1,3 mln ton w 1950 do ponad 290 mln ton rocznie w drugiej dekadzie XXI w.) problem zanieczyszczenia środowiska tworzywami sztucznymi wymaga dokładnej analizy. Do mórz i oceanów odpady trafiają bezpośrednio lub wraz z wodami powierzchniowymi, a następnie ulegają fragmentacji pod wpływem czynników mechanicznych (m.in. falowania) i fizykochemicznych ( takich jak słona woda, promieniowanie UV). Szacuje się, iż obecnie we wszechoceanie znajduje prawie 270 tysięcy ton tworzyw sztucznych, a ich łączna masa do 2050 roku przewyższy masę wszystkich stworzeń zasiedlających wody słone. Cząstki mikroplastiku to zgodnie z definicją wszystkie odpady polimerowe po fragmentacji do rozmiaru średnicy poniżej <5 mm. Celem pracy jest zbadanie i porównanie próbek mikroplastiku pozyskanych z wybranych akwenów kontrolnych (fiordy Spitsbergenu, Morze Bałtyckie, Morze Północne Morze Śródziemne). Oprócz identyfikacji jakościowej metodami spektroskopii IR i Ramana istnieje także możliwość rozszerzenia pracy o ilościowy opis powierzchni metodą analizy fraktalnej. Przedyskutowane zostaną także mechanizmy starzenia, fragmentacji i transportu tworzyw sztucznych w warunkach naturalnych. Chemia, MISMaP, MSOŚ, ZMITP Dr Agnieszka Dąbrowska, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, adabrowska@chem.uw.edu.pl

19 Spektroskopia IR i Ramana jako skuteczne narzędzia badania procesów starzenia lin w warunkach morskich Zwiększający się wraz ze światową produkcją materiałów polimerowych (1,3 mln ton w 1950 do ponad 290 mln ton rocznie w drugiej dekadzie XXI w.) problem zanieczyszczenia środowiska tworzywami sztucznymi wymaga dokładnej analizy. Do mórz i oceanów odpady trafiają bezpośrednio lub wraz z wodami powierzchniowymi, a następnie ulegają fragmentacji pod wpływem czynników mechanicznych (m.in. falowania) i fizykochemicznych ( takich jak słona woda, promieniowanie UV). Szacuje się, iż obecnie we wszechoceanie znajduje prawie 270 tysięcy ton tworzyw sztucznych, a ich łączna masa do 2050 roku przewyższy masę wszystkich stworzeń zasiedlających wody słone. Cząstki mikroplastiku to zgodnie z definicją wszystkie odpady polimerowe po fragmentacji do rozmiaru średnicy poniżej <5 mm. Jednym z dominujących źródeł zanieczyszczeń są tworzywa sztuczne wykorzystywane w rybołówstwie i żeglarstwie, m.in. liny. Klasyczne polipropylenowe co raz częściej zastępowane są tworzywami nowej generacji. Celem pracy jest zbadanie i porównanie parametrów lin polipropylenowych i z dyneemy oraz przeprowadzenie prób starzenia i przeanalizowanie materiałów przy pomocy spektroskopii IR i Ramana. Chemia, MISMaP, MSOŚ, ZMITP Dr Agnieszka Dąbrowska, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, adabrowska@chem.uw.edu.pl

20 Fizykochemiczna analiza morskich osadów dennych w celu określenia parametrów wskaźnikowych dla stanu środowiska Celem pracy jest zbadanie próbek środowiskowych pochodzący z wybranych akwenów (w tym z obszarów arktycznych). Rdzenie pobierane z dna morskiego dają możliwość określenia stanu środowiska i możliwości bytowania danych grup organizmów na poszczególnych głębokościach. Poza standardowymi pomiarami (m.in. na zawartość tlenu, chlorofilu) nie przeprowadza się jednak dokładnych badań. Metoda XRD może być wykorzystana do prostej, a przy tym szczegółowej, analizy składu fazowego wysuszonych osadów. W ramach pracy zostaną przygotowane próbki oraz zarejestrowane i zinterpretowane ich dyfraktogramy. Chemia, MISMaP, MSOŚ, ZMITP Dr Agnieszka Dąbrowska, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, adabrowska@chem.uw.edu.pl

21 [Ogniwo fotowoltaiczne na bazie dwusiarczku molibdenu.] [Szybki postęp w nanotechnologii i elektronice w nanoskali pozwolił na kontrolowaną preparatykę i charakteryzację fizykochemiczną wielu materiałów dwuwymiarowych (2D) takich jak grafen, analogów grafenu jak azotek boru, tlenków metali przejściowych takich jak tlenki tytanu, persowskitów, a także dwuchalkogenków metali przejściowych jak np. kryształy MoS 2. Naturalnie występujące kryształu MoS 2 są półprzewodnikami typu n, natomiast ich cienkie warstwy, szczególnie utlenione, mogą wykazywać różny charakter półprzewodnictwa. Dodatkowo, związki te charakteryzują się wyjątkowymi właściwościami fotoelektrycznymi i dużą intensywnością fotoluminescencji. Stąd też kryształy MoS 2 wykorzystane być mogą do stworzenia ogniw fotowoltaicznych. Celem pracy będzie stworzenie przeglądu literaturowego i zrozumienie stosowanych obecnie rozwiązań. Ponadto student(ka) będzie musiał(a) wybrać co najmniej jedno z istniejących i najbardziej obiecujących rozwiązań i zbudować (z pomocą opiekuna pracy) takie ogniwo oraz samodzielnie zaprezentować jego działanie. Prace te posłużą do dalszych badań nad fotowoltaiką z użyciem kryształów MoS 2 w grupie Prof. Szoszkiewicza] [Temat może być realizowany na kierunkach Chemia, Inżynieria Nanostruktur, MiSMP ] [Dane kierownika tematu pracy dyplomowej: dr hab. Robert Szoszkiewicz, prof. UW, Laboratorium Fizykochemii Materiałów, w Pracownii Oddziaływań Międzymolekularnych, w Zakładzie Chemii Fizycznej, rszoszkiewicz@chem.uw.edu.pl, brak tel. wewnętrznego] [ light [ ] current

22 Badania koherentnych (spójnych), wymuszonych ultrakrótkim impulsem laserowym, drgań cząsteczek (również nanocząstek) w fazie skondensowanej; wpływ oddziaływań międzycząsteczkowych na czas koherencji drgań własnych cząsteczek. Badanie rozszczepienia izotopowego w koherentnym (femtosekundowym) oraz spontanicznym rozpraszaniu Ramana. Badania doświadczalne (w tym modyfikacje układu spektrometru pump-probe) oraz numeryczne (dynamika molekularna): zaawansowana analiza niestacjonarnych przebiegów czasowych (time-frequency)- transformata Wignera i Hilberta, entropia dekoherencji, itp. Femtosekundowa spektroskopia pump-probe cieczy ściśniętych w nanoporach żeli polimerowych: obserwacja zmian strukturalnych cieczy uwięzionych w porach żeli polimerowych wykorzystując technikę femtosekundowej spektroskopii pump-probe, w szczególności transmisji przejściowej i optyczny efekt Kerra. Metoda ta pozwala określić wpływ przestrzennego ograniczenia na charakter chwilowych lokalnych struktur, które tworzą się w cieczy w skali femtosekund, poprzez badanie ich kolektywnej wibracyjnej dynamiki oraz ich czasu życia. Pozwala to stwierdzić jak zmienia się funkcjonalność molekuł zamkniętych w nanoobjętościach, co jest istotne z punktu widzenia zastosowań w nanomedycynie. [Chemia, Inżynieria Nanostruktur] [Dr hab. Bożena Gadomska, prof. Wojciech Gadomski, grupa In Femto oraz bogad@chem.uw.edu.pl, gado@chem.uw.edu.pl, tel: ] [femto.chem.uw.edu.pl]

23 Otrzymywanie nanostruktur ZnO domieszkowanych kadmem optymalizacja warunków syntezy Pozyskiwanie energii z promieniowania słonecznego to jedno z najważniejszych wyzwań dla naukowców od wielu lat. Niezależnie od dalszego zastosowania dla materiałów przeznaczonych do tych celów ważne są dwa parametry. Jednym z nich jest położenie poziomów energetycznych, drugim odpowiednia wielkość przerwy energetycznej. I tak z punktu widzenia pierwszego z parametrów bardzo dobrym materiałem do pozyskiwania energii z energii słonecznej jest ZnO, natomiast jego przerwa energetyczna powoduje, że absorbcja zachodzi jedynie w zakresie ultrafioletu, którego dociera do powierzchni Ziemi bardzo mało. Dlatego ważne jest, by stał się on czuły również na światło widzialne, co można uzyskać poprzez domieszkowanie kadmem. Jedną z metod otrzymywania ZnO w nanostruktur jest metoda hydrotermalna. Pozwala ona na otrzymywanie próbek o wysokim stopniu krystaliczności i czystości. Metoda ta polega na prowadzeniu reakcji w roztworze wodnym w temperaturze wyższej niż 100 o C oraz pod ciśnieniami znacznie wyższymi niż atmosferyczne. Zadaniem studenta będzie odpowiednich warunków metody syntezy i charakterystyka spektroskopowa i mikroskopowa otrzymywanych materiałów. Chemia, Inżynieria nanostruktur, Zaawansowane metody instrumentalne i techniki pomiarowe dr Kamila Zarębska, Pracownia Elektrochemii, kzarebska@chem.uw.edu.pl, tel

24 Charakterystyka tandemowych ogniw słonecznych ZnO/CdS/CdSe/elektrolit Ogniwa słoneczne to temat cały czas aktualny. W związku z wyczerpywaniem się nieodnawialnych źródeł energii poszukuje się alternatywnych sposobów jej pozyskiwania. Jednym z nich jest energia słoneczna. Aby ją przetworzyć na energię elektryczną niezbędne są ogniwa słoneczne. W czasie wykonywania pracy licencjackiej student zapozna się z metodami otrzymywania ogniw tandemowych na bazie ZnO, w których rolę fotouczulacza pełnią CdS i CdSe. Aby wiedzieć, czy otrzymane ogniwo będzie można zastosować komercyjnie, niezbędna jest jego charakterystyka. Odpowiednie pomiary pozwolą nam wyznaczyć moc i wydajność ogniwa i porównać je z ogniwami powszechnie dostępnymi. Chemia, Inżynieria nanostruktur, Zaawansowane metody instrumentalne i techniki pomiarowe dr Kamila Zarębska, Pracownia Elektrochemii, kzarebska@chem.uw.edu.pl, tel

25 Elektrochemiczna i spektroskopowa charakterystyka procesu osadzania technetu z roztworów jego soli. Tematem pracy licencjackiej jest opisane procesu redukcji jonów technetianowych(vi) w roztworach wodnych prowadzącego do wytworzenia depozytu TcO 2 lub metalicznego Tc. Technet-99 jest jednym z głównych produktów rozszczepienia jąder uranu-235 powstających podczas normalnej pracy reaktora jądrowego. Ze względu na jego długi okres półtrwania wynoszący lat, stanowi on poważny problem podczas zagospodarowania wypalonego paliwa jądrowego (SNF). Dodatkowo, ze względu na występujące zjawisko współekstrakcji jonów TcO 4 - razem z jonami UO 2 2+, pierwiastek ten występuje we wszystkich etapach procesu przetwarzania SNF. Stanowi on znaczące zanieczyszczenie otrzymywanego uranu. Badania realizowane w ramach pracy licencjackiej prowadzone będą w roztworach wodnych o szerokim zakresie ph oraz różnej mocy jonowej. Głównymi technikami stosowanymi do opisu omawianego procesu będą techniki elektrochemiczne oraz scyntylacyjne (LSC)- mające na celu określenie ilości zdeponowanego na elektrodzie materiału a także spektroskopowe (UV- Vis) służące do identyfikacji jonowych form technetu na III oraz IV stopniu utlenienia. Temat może być realizowany na kierunku Energetyka i Chemia Jądrowa oraz Chemia. Dane kierownika tematu pracy dyplomowej: dr Maciej Chotkowski, Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii, grupa: Radiochemia Dla Medycyny i Przemysłu, mchotk@chem.uw.edu.pl; tel:

26 Analiza cienkich filmów polielektrolitowych Obiektem pracy licencjackiej będą wybrane wielowarstwowe układy polielektrolitowe. Rolą studenta będzie przygotowanie wybranych kombinacji, a następnie analiza ich morfologii powierzchni oraz grubości jako funkcji składu. Wybrane filmy zostaną poddane dodatkowo procesowi sieciowania. W pracy zostanie wykorzystane technika mikroskopii sił (AFM), również w trybie nanolitografii. W badanach planowane jest zastosowanie również zaawansowanych technik pomiarowych jak spektroskopia fotoelektronów w zakresie promieniowania X (XPS), czy spektrometrii mas jonów wtórnych (SIMS). Chemia, Inżynieria Nanostruktur Dr Marcin Strawski, Pracownia Elektrochemii, marcin@chem.uw.edu.pl, tel

27 Badanie właściwości elektrod modyfikowanych wielowarstwami polielektrolitowymi. Obiektem pracy licencjackiej będą wybrane wielowarstwowe układy polielektrolitowe. Rolą studenta będzie przygotowanie wybranych kombinacji na powierzchni platyny. Zachowanie się tak zmodyfikowanych elektrod będzie badane technikami elektrochemicznymi w obecności wybranych jonów. Głównym celem będzie ocena przepuszczalność tych cienkich filmów w funkcji ich składu. Wybrane układy, które wykażą tendencję do akumulacji jonów zostaną wykorzystane przebadane pod kątem zastosowania ich jako adsorberów metali ciężkich. W badanach planowane jest zastosowanie również zaawansowanych technik pomiarowych jak spektroskopia fotoelektronów w zakresie promieniowania X (XPS), czy spektrometrii mas jonów wtórnych (SIMS). Chemia, Inżynieria Nanostruktur Dr Marcin Strawski, Pracownia Elektrochemii, marcin@chem.uw.edu.pl, tel

28 Struktura i dynamika cieczy jonowych i ich mieszanin z rozpuszczalnikami organicznymi Poszukuję ambitnego i samodzielnego studenta do udziału w projekcie, w ramach którego badana jest dynamika i struktura cieczy jonowych i ich mieszanin z rozpuszczalnikami organicznymi. Celem tych badań jest zrozumienie wpływu różnych rozpuszczalników na lokalną strukturę, a w efekcie również na właściwości badanej cieczy. Praca może mieć charakter doświadczaly i/lub teoretyczny. Część teoretyczna polega na prowadzeniu symulacji dynamiki molekularnej i analizie generowanych przez nią wyników (wymagana jest umiejętność programowania lub chęć jej nabycia). W części doświadczalnej zadaniem studenta będzie rejestracja sygnału optycznego efektu Kerra dla przygotowanych próbek, a następnie obróbka i analiza otrzymanych wyników. Projekt jest wykonywany we współpracy z grupą prof. Abdenacerem Idrissi z Uniwersytetu w Lille, gdzie będą wykonywane pomiary IR, Ramana oraz NMR, a także część symulacji i obliczenia kwantowo-mechaniczne (możliwość wyjazdu w ramach umowy Erasmus+). Chemia, Inżynieria nanostruktur, Zaawansowane Metody Instrumentalne i Techniki Pomiarowe, Energetyka i Chemia Jądrowa dr Kamil Polok, grupa badawcza InFemto, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, polok@chem.uw.edu.pl, +48 (22) femto.chem.uw.edu.pl

29 Ultraszybka dynamika anizotropowych nanocząstek złota wywołana impulsem femtosekundowym Poszukuję ambitnego i samodzielnego studenta (lub pary studentów) do udziału w projekcie dot. femtosekundowej dynamiki w nanocząstkach wzbudzonych za pomocą ultrakrótkiego impulsu laserowego. Projekt będzie realizowany we współpracy z drem Wójcikiem i drem Lewandowskim, zajmującymi się syntezą nanocząstek. Zadaniem studenta będzie synteza nanocząstek o określonym kształcie i wymiarach (np. nanopręciki lub nanopryzmaty), w odpowiednim otoczeniu i z jak najmniejszym (lub zadanym) rozrzutem rozmiarów oraz ich charakteryzacja (np. poprzez analizę zdjęć z mikroskopu elektronowego i widm UV/VIS). Gdy będą już znane parametry próbki, zostaną przeprowadzone eksperymenty femtosekundowe z wykorzystaniem technik optycznego efektu Kerra i absorpcji przejściowej, dla których następnie trzeba będzie zaproponować i dopasować modele opisujące rejestrowane sygnały. Ostatnim etapem będzie powiązanie wartości parametrów modelu z parametrami próbki, takimi jak otoczenie, wymiary nanocząstek i ich stosunek, a także rozrzut otrzymanych rozmiarów. W przypadku zgłoszenia się pary studentów jedna osoba skupi się głównie na syntezie, druga zaś na badaniach femtosekundowych. Chemia, Inżynieria nanostruktur, Zaawansowane Metody Instrumentalne i Techniki Pomiarowe, Energetyka i Chemia Jądrowa dr Kamil Polok, grupa badawcza InFemto, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, polok@chem.uw.edu.pl, +48 (22) femto.chem.uw.edu.pl

30 Badanie dynamiki orientacyjnej prostych cząsteczek poprzez symulacje dynamiki molekularnej oraz pomiary elektro-optycznego i femtosekundowego optyczno-optycznego efektu Kerra Poszukuję ambitnego i samodzielnego studenta do realizacji projektu, w ramach którego badana będzie dynamika orientacyjna prostych cząsteczek o wysokiej symetrii, jak np. chloroform, czterochloroetylenu. Zadaniem studenta będzie pomiar efektu orientacyjnego wywołanego przez stacjonarne pole elektryczne (elektro-optyczny efekt Kerra) oraz relaksacji efektu orientacyjnego wywołanego ultrakrótkim impulsem laserowym w różnych temperaturach (optyczno-optyczny efekt Kerra). Następnie zostaną przeprowadzone symulacje dynamiki molekularnej w celu wyznaczenia wielkości odpowiedzi orientacyjnej oraz czasów reorientacji cząsteczek. Wyniki symulacji zostaną skonfrontowane z eksperymentem. Chemia, Inżynieria nanostruktur, Zaawansowane Metody Instrumentalne i Techniki Pomiarowe, Energetyka i Chemia Jądrowa dr Kamil Polok, grupa badawcza InFemto, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, polok@chem.uw.edu.pl, +48 (22) femto.chem.uw.edu.pl

31 Badanie efektu synergicznej solwatacji Poszukuję ambitnego i samodzielnego studenta do realizacji projektu, w ramach którego badany jest efekt synergicznej solwatacji w mieszaninie metanolu z chloroformem. Mieszanina ta jest interesująca ze względu na większy efekt solwatochromowy (maximum dla 40% metanolu) niż w czystym metanolu bądź chloroformie. Świadczy to o zwiększonej polarności mieszaniny, która jest tłumaczona przez tworzenie słabych wiązań wodorowych chloroform metanol. Cząsteczka chloroformu jest w takim połączeniu donorem protonu i może przyłączać się jedynie na końcu łańcuchów tworzonych przez cząsteczki metanolu. Obecność tej cząsteczki może powodować pewne przesunięcie ładunku wzdłuż kolejnych wiązań wodorowych w łańcuchu, co w efekcie może prowadzić do ich wzmocnienia. W niniejszym projekcie student wziąłby udział w badaniu lokalnej struktury i ultraszybkiej dynamiki cieczy z wykorzystaniem symulacji dynamiki molekularnej oraz pomiarów femtosekundowego optycznego efektu Kerra. Badania tego typu mają pozwolić na dokładniejsze zrozumienie efektu synergicznej solwatacji na poziomie molekularnym. Projekt ten jest realizowany we współpracy z grupą prof. Pratika Sen z Indian Institute of Technology, Kanpur. Chemia, Inżynieria nanostruktur, Zaawansowane Metody Instrumentalne i Techniki Pomiarowe, Energetyka i Chemia Jądrowa dr Kamil Polok, grupa badawcza InFemto, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, polok@chem.uw.edu.pl, +48 (22) femto.chem.uw.edu.pl

32 Femtosekundowa spektroskopia pump-probe cieczy ściśniętych w nanoporach żeli polimerowych. Celem proponowanej pracy licencjackiej lub magisterskiej jest rejestracja zmian strukturalnych cieczy uwięzionych w porach żeli polimerowych wykorzystując technikę femtosekundowej spektroskopii pump-probe, w szczególności transmisji przejściowej i optyczny efekt Kerra. Metoda ta pozwala określić wpływ przestrzennego ograniczenia na charakter chwilowych lokalnych struktur, które tworzą się w cieczy w skali femtosekund, poprzez badanie ich kolektywnej wibracyjnej dynamiki oraz ich czasu życia. Pozwala to stwierdzić jak zmienia się funkcjonalność molekuł zamkniętych w nanoobjętościach, co jest istotne z punktu widzenia zastosowań w nanomedycynie. Otrzymane wyniki doświadczalne zostaną zinterpretowane przez porównanie z modelem teoretycznym. Student będzie musiał wykonać obliczenia numeryczne opierając się na modelu zakładającym istnienie chwilowych lokalnych struktur quasikrystalicznych w cieczy, lub zastosować modelowanie metodami dynamiki molekularnej. [Chemia, Inżynieria Nanostruktur] [Dr hab. Bożena Gadomska, grupa In Femto oraz bogad@chem.uw.edu.pl i ] [femto.chem.uw.edu.pl]

33 Badania procesów degradacji perowskitowych ogniw słonecznych pod wpływem elektrod metalicznych. Celem niniejszej pracy będzie przebadanie mechanizmów degradacji oraz związanych z nimi procesów formowania się stanów pułapkowych w perowskitach oddziałujących z elektrodami metalicznymi za pomocą technik spektroskopowych i mikroskopowych. Pomimo ogromnego wpływu elektrod Au i Ag na stabilność perowskitowych ogniwach słonecznych, procesy zachodzące na powierzchni warstw metalicznych nie zostały dotychczas dostatecznie zgłębione. Dodatkowo, nie został przebadany wpływ warstw metalicznych na dynamikę formowania się stanów pułapkowych warstwie absorbera. Oznacza to, że zgromadzone dotychczas dane nie dają w pełni realistycznego obrazu mechanizmów leżących u podstaw działania PSCs. W celu zgłębienia wpływu metali na procesy degradacji PSCs, przebadane zostaną chlorek-jodek metyloamoniowo-ołowiowy i chlorek-jodek formamidyniowo-ołowiowy o strukturze perowskitu oddziałujące z płaskimi i nanostrukturyzowanymi srebrnymi i złotymi warstwami metalicznymi. Dodatkowo zostanie przebadany wpływ cienkich warstw chromu i molibdenu (Cr i Mo), separujących warstwę absorbera od elektrod metalicznych, na procesy migrację jonów w urządzeniach fotowoltaicznych. Chemia, Inżynieria Nanostruktur, ZMITP Dr Piotr Piątkowski, Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych, InFemto Group, piatek@chem.uw.edu.pl, , Schematyczne przedstawienie procesów dekompozycji i degradacji ogniwa perowskitowego.

34 Biotransformacje halogenopochodnych L-fenyloalaniny znakowanych izotopami wodoru W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie badaniami nad syntezą oraz wykorzystaniem w medycynie halogenopochodnych aminokwasów aromatycznych. Halogenopochodne L-fenyloalaniny znakowane fluorem 18 F oraz bromem 76 Br wykorzystywane są w medycynie nuklearnej do diagnozowania oraz leczenia chorób nowotworowych. Celem projektu licencjackiego jest synteza F-, Cl-, Br L-fenyloalaniny znakowanych w łańcuchu bocznym izotopami wodoru. Związki te zostaną otrzymane w wyniku enzymatycznej syntezy. Substratem wykorzystanym w tej reakcji będzie odpowiednia halogenopochodna kwasu (E)-cynamonowego. Deuter i trytem pochodzi ze środowiska reakcji (D 2 O lub HTO). Wyznaczanie kinetycznych i rozpuszczalnikowych efektów izotopowych (SIE i KIE) w enzymatycznych reakcjach rozkładu halogenopochodnych L- fenyloalaniny Celem projektu licencjackiego jest wyznaczenie liczbowych wartości kinetycznych i rozpuszczalnikowych efektów izotopowych (KIE i SIE) co pozwoli na prześledzenie wpływu podstawnika halogenowego na kinetykę reakcji katalizowanej przez enzym dehydrogenazę L-fenyloalaninową (PheDH), w której uczestniczy L-fenyloalanina. Parametry kinetyczne (V max i K M ) zostaną wyznaczone spektrofotometrycznie oraz zoptymalizowane do równania Michaelisa- Menten za pomocą programu Enzifitter Wyznaczenie wartości liczbowych KIE i SIE pozwoli na scharakteryzowanie powstających kompleksów aktywnych, określenie etapu decydującego o szybkości badanej reakcji oraz prześledzenie, które z wiązań tworzone bądź rozrywane jest na tym etapie. Tematy realizowane na kierunkach: Chemia oraz Energetyka i Chemia Jądrowa Dr Katarzyna Pałka, Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii, Grupa badawcza: Radiochemia dla Medycyny i Przemysłu, kskowera@chem.uw.edu.pl

35 Biotransformacje halogeno- i metylopochodnych L-tryptofnu znakowanych izotopami wodoru W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie badaniami nad syntezą oraz wykorzystaniem w medycynie halogeno- oraz metylopochodnych aminokwasów aromatycznych. 1-Metylo-Ltryptofan jest inhibitorem 2,3-dioksygenazy indolaminy - enzymu, którego podwyższona aktywność obserwowana jest w ludzkich nowotworach złośliwych. Natomiast halogenopochodne L-tryptofanu znakowane fluorem 18 F oraz jodem 131 I wykorzystywane są w medycynie nuklearnej do diagnozowania oraz leczenia chorób nowotworowych. Celem projektu licencjackiego jest synteza F-, Cl-, Br-, I- i metylopochodnych L-tryptofanu znakowanych w łańcuchu bocznym izotopami wodoru. Związki te zostaną otrzymane w wyniku enzymatycznej syntezy. Substratami wykorzystanymi w tej reakcji bedą S-metylo L-cysteina i odpowiednia halogeno- i metylopochodna indolu. Deuter i trytem pochodzi ze środowiska reakcji (D 2 O lub HTO). Wyznaczanie kinetycznych i rozpuszczalnikowych efektów izotopowych (SIE i KIE) w enzymatycznej reakcji rozkładu halogeno- i metylopochodnych L-tryptofanu Celem projektu licencjackiego jest wyznaczenie liczbowych wartości kinetycznych i rozpuszczalnikowych efektów izotopowych (KIE i SIE) co pozwoli na prześledzenie wpływu podstawnika halogenowego bądź metylowego na kinetykę reakcji katalizowanej przez enzym tryptofanzę (EC ), w której uczestniczy L-tryptofan. Parametry kinetyczne (V max i K M ) zostaną wyznaczone spektrofotometrycznie oraz zoptymalizowane do równania Michaelisa- Menten za pomocą programu Enzifitter Wyznaczenie wartości liczbowych KIE i SIE pozwoli na scharakteryzowanie powstających kompleksów aktywnych, określenie etapu decydującego o szybkości badanej reakcji oraz prześledzenie, które z wiązań tworzone bądź rozrywane jest na tym etapie. Tematy realizowane na kierunkach: Chemia oraz Energetyka i Chemia Jądrowa Dr Elżbieta Winnicka, Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii, Grupa badawcza: Radiochemia dla Medycyny i Przemysłu, eboroda@chem.uw.edu.pl, tel. (22)

36 Solwotermalna synteza Li(Ni x Mn y Co z )O 2 jako materiału elektrodowego ogniwa litowo-jonowego. Celem pracy jest synteza oraz analiza elektrochemiczna tlenku litowo-niklowo-manganowokobaltowego jako materiału katodowego ogniwa litowo-jonowego. Związek ten, coraz częściej wykorzystywany w komercyjnych bateriach, cechuje duża teoretyczna pojemność właściwa (ok. 270 mah/g). Niestety ze względu na niskie przewodnictwo elektronowo-jonowe, materiał ten wykazuje się słabą odpornością na zwiększone prądy rozładowania. Jednym ze sposobów na przezwyciężenie tego zjawiska jest synteza materiału o niewielkiej średnicy ziaren, co znacznie skraca drogę dyfuzji jonów litowych podczas procesów interkalacji i deinterkalacji. W tym celu zastosowana zostanie metoda solwotermatna, podczas której reakcja prowadzona jest pod zwiększonym ciśnieniem i temperaturą. Zadaniem dyplomanta będzie zaprojektowanie warunków syntezy oraz analiza właściwości fizykochemicznych otrzymanego produktu. W ramach projektu dyplomant zapoznany zostanie z takimi technikami eksperymentalnymi jak mikroskopia elektronowa, analiza adsorpcji gazu obojętnego, dyfraktometria rentgenowska, oraz szeregiem technik elektrochemicznych. Ten temat może być realizowany na kierunkach: Chemia, Inżyniera Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa Kierownik tematu pracy dyplomowej: dr Bartosz Hamankiewicz, Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Prądu, bhamankiewicz@chem.uw.edu.pl

37 Badanie wpływu przygotowania warstwy katodowej na właściwości elektrochemiczne ogniwa litowego Celem pracy jest zbadanie wpływu przygotowania warstwy katodowej na właściwości elektrochemiczne ogniwa litowego. Skład warstwy katodowej oraz jej grubość mają kluczowe znaczenie dla późniejszych rezultatów testów elektrochemicznych. Te parametry przygotowania warstwy wpływają na takie charakterystyki materiału jak praktyczna pojemność właściwa, odporność cykliczna czy charakterystyka prądowo-napięciowa. 1-3 W tych badaniach zastosowany będzie materiał LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 jeden z najbardziej obiecujących katodowych materiałów aktywnych do zastosowań w elektromobilności. W ramach projektu zostaną użyte takie techniki eksperymentalne jak chronopotencjometria czy woltamperometria cykliczna. Literatura: 1. Hamankiewicz et al. Solid State Ionics 262 (2014) Hamankiewicz et al. Przegląd Elektrotechniczny R. 94, 8 (2018) Zheng et al. Electrochimica Acta 71 (2012) Ten temat może być realizowany na kierunkach: Chemia, Inżyniera Nanostruktur, Energetyka i Chemia Jądrowa Kierownik tematu pracy dyplomowej: dr inż. Dominika Ziółkowska, Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Prądu, daziolkowska.edu@gmail.com

38 Badania koherentnych (spójnych), wymuszonych ultrakrótkim impulsem laserowym, drgań cząsteczek (również nanocząstek) w fazie skondensowanej; wpływ oddziaływań międzycząsteczkowych na czas koherencji drgań własnych cząsteczek. Badanie rozszczepienia izotopowego w koherentnym (femtosekundowym) oraz spontanicznym rozpraszaniu Ramana. Badania doświadczalne (w tym modyfikacje układu spektrometru pump-probe) oraz numeryczne (dynamika molekularna): zaawansowana analiza niestacjonarnych przebiegów czasowych (timefrequency)- transformata Wignera i Hilberta, entropia dekoherencji, itp. Femtosekundowa spektroskopia pump-probe cieczy ściśniętych w nanoporach żeli polimerowych: obserwacja zmian strukturalnych cieczy uwięzionych w porach żeli polimerowych wykorzystując technikę femtosekundowej spektroskopii pump-probe, w szczególności transmisji przejściowej i optyczny efekt Kerra. Metoda ta pozwala określić wpływ przestrzennego ograniczenia na charakter chwilowych lokalnych struktur, które tworzą się w cieczy w skali femtosekund, poprzez badanie ich kolektywnej wibracyjnej dynamiki oraz ich czasu życia. Pozwala to stwierdzić jak zmienia się funkcjonalność molekuł zamkniętych w nanoobjętościach, co jest istotne z punktu widzenia zastosowań w nanomedycynie. [Chemia, Inżynieria Nanostruktur] [Dr hab. Bożena Gadomska, prof. Wojciech Gadomski, grupa In Femto oraz bogad@chem.uw.edu.pl, gado@chem.uw.edu.pl, tel: ] [femto.chem.uw.edu.pl]