Prof. dr hab. inż. M. Łapkowski Gliwice, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów Wydział Chemiczny Politechnika Śląska

Transkrypt

1 Prof. dr hab. inż. M. Łapkowski Gliwice, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów Wydział Chemiczny Politechnika Śląska Ocena rozprawy habilitacyjnej Modyfikowane chemicznie nanorurki węglowe i ich przykładowe zastosowania oraz całokształtu dorobku naukowego dr. inż. Sławomira Boncla Pan Sławomir Boncel ukończył studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej w Gliwicach w 2004 roku, gdzie podjął pracę naukową dotyczącą syntezy acyklicznych nukleozydów 5-podstawionych uracyli. Badania te prowadzone pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Krzysztofa Walczaka, pozwoliły wykonać pracę doktorską obronioną, w 2009 roku, na macierzystym Wydziale. Poszukując ciekawej tematyki badawczej pan dr inż. Sławomir Boncel wrócił do tematyki, którą realizował w trakcie wykonywania pracy magisterskiej związanej z badaniami nowych materiałów zawierających nanorurki węglowe. Połączenie wiedzy zdobytej w trakcie realizacji pracy doktorskiej i pracy magisterskiej umożliwiło podjęcie badań nad chemicznym modyfikowaniem nanorurek węglowych. Ten właśnie kierunek badań pozwolił zrealizować prace będące podstawą rozprawy habilitacyjnej. Nanorurki węglowe odkryli uczeni rosyjscy już dość dawano temu, jednak zainteresowano się nimi dopiero w pierwszej połowie lat 90-tych ubiegłego wieku. Związane to było z ich niezwykłymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Wiele różnych struktur nanorurek węglowych otrzymuje się przez dowolne zwinięcie struktury grafenu. Zależnie od warunków syntezy nanorurek i mechanizmu ich wzrostu można wyprodukować jednościenne SWCNTs (single Wall carbon nanotubes) oraz wielościenne MWCNTs (multiwall carbon nanotubes) nanorurki węglowe, które składają się z wielu współosiowych cylindrów odległych od siebie o stałą wartość

2 równą 0,34nm. Nanorurki charakteryzują się dużym stosunkiem długości do ich średnicy, mają względnie dużą stabilność termiczną w szerokim zakresie temperatury, duży moduł Younga i dobre przewodnictwo termiczne. Są odporne na deformacje: wyginanie, wybrzuszanie, a przy tym są bardzo lekkie. Dzięki tym właściwościom znalazły zastosowanie jako nośniki katalizatorów, elektrokatalizatorów i fotokatalizatorów, markery, wypełniacze materiałów kompozytowych, emitery emisji polowej, nośniki leków i genów oraz w membranach filtracyjnych. Można dodać, że nie jest to lista kompletna i z każdym rokiem pojawiają się nowe zastosowania. W zależności od sposobu zwinięcia płaszczyzny grafenowej nanorurki (chralności) mogą mieć właściwości metaliczne lub półprzewodzące. Nanorurki bardzo trudno rozpuszczają się w roztworach wodnych, dlatego do większości zastosowań przeprowadza się ich modyfikację funkcjonalizację, co polega na osadzeniu na ich powierzchni różnorodnych grup funkcyjnych. Zmodyfikowane chemicznie nanorurki węglowe zawierające w swoich strukturach leki, białka, przeciwciała czy cząsteczki DNA mogą służyć jako doskonały środek transportujący lek bezpośrednio do chorych tkanek. Właśnie ta tematyka jest głównym motywem rozprawy habilitacyjnej dr inż. Sławomira Boncla. Na dorobek naukowy kandydata składa się 37 publikacji w czasopismach znajdujących się w bazie Journal Citation Report (JCR), z których aż 21 stanowią podstawę rozprawy habilitacyjnej, 1 patent zagraniczny, oraz 17 wystąpień na konferencjach krajowych i międzynarodowych. Wszystkie publikacje zostały ogłoszone w specjalistycznych czasopismach, a sumaryczny współczynnik wpływu (Impact Factor) wynosi 80,293 czyli na jeden artykuł IF = 3,82. Jest to wynik bardzo dobry, co świadczy, że dr inż. Sławomir Boncel opublikował wybrane do habilitacji artykuły w czasopismach o wysokim rankingu. Wszystkie artykuły są wieloautorskie jednak w aż 12 Pan S. Boncel figuruje na pierwszym miejscu listy autorów a w 15 jest wymieniany, jako corresponding author. Świadczy to o zdecydowanym wkładzie Habilitanta w opracowanie koncepcji pracy, wykonanie pomiarów, opracowanie wyników, oraz redagowanie artykułów, co dodatkowo potwierdzają oświadczenia współautorów prac wieloautorskich.

3 Praktycznie cały dorobek pana dr inż. Sławomira Boncla dotyczy nanorurek, ich otrzymywania, badania właściwości, modyfikowania i zastosowania jako kompozytów, w analityce oraz w medycynie. Ponieważ dorobek naukowy Habilitanta jest stosunkowo obfity i różnorodny, można w nim wyróżnić kilka głównych tematów badawczych, do których zaliczyłbym: - otrzymywanie anizotropowych i izotropowych nanokompozytów polimerowych z niemodyfikowanymi powierzchniowo nanorurkami węglowymi, - otrzymywanie cienkich filmów i włókien kompozytowych zawierających zorientowane kierunkowo nanorurki węglowe o zmodyfikowanej powierzchni, - otrzymywanie modyfikowanych powierzchniowo hybryd nanorurka-lek do kontrolowanego uwalniania leku, - otrzymywanie hybryd nanorurka-nanocząstka magnetyczna do zastosowań jako środki kontrastowe w analizie magnetycznego rezonansu oraz jako nośniki w katalizie enzymatycznej. Prace Pana dr inż. Boncla są właśnie skierowane na rozwiązanie tych problemów. Artykuły, wykorzystane do opracowania rozprawy habilitacyjnej, są zespołowe, realizowane w Politechnice Śląskiej oraz w ramach współpracy zespołowej, głównie z Uniwersytetem w Cambridge w Anglii. Należy jednak podkreślić, że zgodnie z oświadczeniami współautorów udział dr inż. Sławomira Boncla w pracach wieloautorskich jest w wielu przypadkach decydujący. Publikacje, stanowiące podstawę habilitacji, zostały ogłoszone w specjalistycznych czasopismach z Listy Filadelfijskiej: 1. ACS Nano, 2011, 5, 9339; IF = , 2. Biomaterials, 2011, 32, 7677; IF = 7.404, 3. Journal of Controlled Release, 2013, 169, 126; IF = 7,261, 4. Journal of Material Chemistry, 2012, 22, 31; IF = 6,626, 5. Carbon, dwa artykuły w 2014; IF = 6,16, 6. International Journal of Nanomedicine, 2015, 10, 3581; IF = 4,195, 7. Composite Science and Technology, 2011, 71, 1606; IF = 3,144, 8. Enzyme and Microbial Technology, 2013, 53, 263; IF = 2,966,

4 9. Materials Letters, 6 artykułów w latach o IF = od 2,629 do 2,307, 10. Applied Surface Science, 2014, 301, 488; IF = 2,538, 11. Beillstein Journal of Nanotechnology, 2 artykuły w latach 2011 i 2014; IF of 0,789 do 2,326, 12. Journal of Material Science, 2014, 49, 7231; IF = 2, 305, 13. Polymer Composite, 2014, 35, 523; IF = 1,455, Przedstawione do oceny opracowanie składa się z obszernego autoreferatu, w którym omówiono najważniejsze wyniki uzyskane przez Habilitanta oraz 21 publikacji stanowiących główny przedmiot wniosku. Dorobek ten został uzyskany w latach , a jego wartość należy uznać za znacznie wykraczający ponad przeciętny i to zarówno liczbowo jak i jakościowo. Jedna z prac została opublikowana w czasopiśmie o współczynniku wpływu przekraczającym 10, 7 prac w czasopiśmie o IF większym niż 4, a pozostałe w czasopismach, dla których IF jest większy od 2. Pomimo tego, że liczba cytowań nie jest imponująca, to jednak tendencja ich wzrostu jest bardzo wysoka i w najbliższym czasie dane bibliograficzne Habilitanta powinny znacznie się poprawić. Można również tutaj dodać, że okres, w którym uzyskano dorobek jest bardzo krótki. Tematyka cyklu publikacji jest bardzo nowoczesna, co świadczy o dobrym rozeznaniu dr inż. S. Boncla w najnowszych ważnych trendach badawczych, uważanych na świecie za wiodące. W dodatku Habilitant nie skupił się na jednym specyficznym zagadnieniu badawczym, czy też zastosowaniu, ale zaprezentował kilka różnych celów, z których co najmniej jeden jest bardzo nowatorski. Tematyka publikacji jest zwarta i nie ma żadnych wątpliwości, że spełnia warunek Ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. Nr 65, poz. 595, z późn. zm.), o którym mowa w Art podpunkt 1, o monotematycznym cyklu publikacji. W autoreferacie oraz kolejnych artykułach Pan dr inż. Sławomir Boncel opisuje, w jaki sposób osiąga postawione sobie cele badawcze i aplikacyjne. Ponieważ wszystkie artykuły są wieloautorskie

5 Habilitant omawia szczegółowo wkład własny wniesiony do realizacji postawionych celów, co w Autoreferacie jest jasno podkreślone poprzez użycie formy osobowej czasowników. Habilitant opublikował również dwa artykuły przeglądowe opisujące problemy związane z uwalnianiem leków z filmów zbudowanych z nanorurek oraz z zastosowaniem magnetycznych nanorurek w medycynie. Artykuły te podsumowują znane badania w tych dziedzinach oraz formułują problemy, które należy jeszcze rozwiązać, są więc doskonałą bazą wyjściową do prowadzenia dalszych prac. Przeglądając publikacje wchodzące w skład habilitacji można znaleźć kilka istotnych innowacji wprowadzonych przez Autora, z których najważniejsze moim zdaniem to: - opracowanie procesu syntezy nanorurek domieszkowanych azotem o igielnej morfologii i podwyższonej reaktywności chemicznej, - opracowanie metody syntezy nanokompozytów polimerowych, jedno- i wielowarstwowych zawierających wysoce zorientowane pionowe nanorurki wielościenne, - udowodnienie wpływu nanorurek na strukturę polimeru będącego składnikiem nanokompozytu, - poprawienie właściwości nanokompozytów poprzez chemiczną modyfikację powierzchniową nanorurek, - opracowanie elektrotermicznej metody halogenowania powierzchniowego nanorurek węglowych jedno- i wielościennych, - opracowanie elektrotermicznej metody utleniania powierzchniowego nanorurek węglowych jedno- i wielościennych ozonem, nadtlenkiem wodoru i kwasem azotowym - opracowanie metody otrzymywania ultralekkich elastycznych katod o niskim nadpotencjale wydzielania wodoru, - określenie wpływu stosunku długości do średnicy nanorurek na cytotoksyczność oraz działanie biologiczne,

6 - opracowanie metody zakotwiczania enzymów na powierzchni nanorurek, zwiększające aktywność katalityczną i enancjoselektrywność w porównaniu do tradycyjnych nośników. Wymienione powyżej innowacje stanowią istotny wpływ Habilitanta w rozwój wiedzy na temat zjawisk oraz zastosowań związanych z wykorzystaniem nanorurek. Kilka z nich wymaga szczególnego podkreślenia gdyż otwierają nowe perspektywy zastosowań. Należy do niej niewątpliwie zastosowanie metody elektrotermicznej, które już pozwoliło wykazać możliwość zastosowania nanorurek do budowy ultralekkich kabli elektrycznych. Drugim ważnym osiągnieciem dr. inż. S Boncla, zasługującym na podkreślenie, jest opracowanie układu biokatalitycznego o wyjątkowo korzystnych właściwościach, co niewątpliwie może się przyczynić np. do opracowania nowych, wysoko selektywnych czujników analitycznych. Habilitant pokazał również nowe ścieżki badawcze o interesujących perspektywach, do których należy zaliczyć opracowanie metody zakotwiczania jonów Fe3+ na powierzchni nanorurek, co zaowocowało opracowaniem środków kontrastowych w magnetycznym rezonansie jądrowym. Można więc stwierdzić, że warunek zawarty w Ustawie o Stopniach Naukowych i Tytule Naukowym, mówiący o wkładzie Kandydata w rozwój dyscypliny naukowej, jest w pełni spełniony. Pozostały dorobek naukowy dr inż. Sławomira Boncla, uzyskany po otrzymaniu stopnia naukowego doktora, składa się z 7 publikacji oryginalnych oraz 5 artykułów opublikowanych przed doktoratem. Tematyka tych praz jest dość ściśle związana z pracą doktorską i dotyczy syntezy organicznej uracyli. Większość artykułów została opublikowana w specjalistycznych czasopismach o obiegu międzynarodowym, takich jak Synthesis (IF = 2.466), Tetrahedron, (IF = 3,025), Current Organic Synthesis (IF = 3,256), Letters in Organic Chemistry (IF = 1,004), Polish Journal of Chemistry (IF = 0,483), Beillstein Journal of Organic Chemistry (IF = 1.515). Można stwierdzić, że ten dorobek w znacznym stopniu uzupełnia osiągnięcia naukowe Kandydata, wzmacniając wniosek o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego.

7 Według bazy danych ISI Web of Knowledge dorobek Pana dr inż. Sławomira Boncla liczy 37 pozycji. Suma niezależnych cytowań wynosi 142 (z czego przeważająca część dotyczy cytowań artykułów przedstawionych, jako rozprawa habilitacyjna), co daje 3,82 cytowań na artykuł, oraz H-indeks = 8. Należy jednak zwrócić uwagę na dynamicznie rosnącą ilość cytowani po uzyskaniu stopnia naukowego doktora, a w zeszłym roku liczba cytowani przekroczyła znacznie 60/rok. Są to wyniki zbliżone do wartości średniej wymaganej od kandydata do stopnia doktora habilitowanego. Podsumowując całość przesłanego do oceny materiału, oceniam go bardzo pozytywnie z następujących powodów: Kandydat uzyskał znaczące osiągnięcia naukowe, Tematyka badawcza jest bardzo nowoczesna i przyszłościowa, Tematyka rozprawy ma duże znaczenie aplikacyjne, Znaczna część artykułów została opublikowana w bardzo dobrych lub dobrych czasopismach. Dorobek dydaktyczny dr. inż. S Boncla należy uznać za ponadprzeciętny, gdyż oprócz typowych zajęć dydaktycznych, wymaganych na jego stanowisku, prowadzi on szeroką działalność popularyzatorską oraz informacyjną poprzez intensywną współpracę z mediami i organizacjami studenckimi. Można tutaj wymienić aż 5 artykułów popularno naukowych o tematyce związanej z badaniami prowadzonymi przez Habilitanta, opublikowanych w takich czasopismach jak Forum Akademickie czy Chemik. Jest to obecnie działalność niezwykle ważna, gdyż pozwala dotrzeć do szerszego grona czytelników z informacją o istocie i znaczeniu, często bardzo skomplikowanych i hermetycznych badań naukowych. Poza tym jest on od 2012 roku promotorem pomocniczym pracy doktorskiej mgr. inż. Artura P. Hermana. Dr inż. S Boncel jest lub był kierownikiem 5 projektów badawczych finansowanych przez NCN, Politechnikę Śląską i Ministerstwo Szkolnictwa Wyższego i Nauki oraz głównym wykonawca lub wykonawcą w pięciu dalszych. Projekty te miały różnorodny charakter od typowo badawczych po aplikacyjne

8