Zakład Fizyki Powierzchni i Nanostruktur Instytut Fizyki Plac M. Curie-Skłodowskiej 1 PL 20-031 Lublin, Tel: (+48) 81 5376285 Prof. dr hab. Mieczysław Jałochowski Ocena osiągnięcia naukowego pt. Wykorzystanie spektroskopii czasów życia pozytonów do badania struktury materiałów mezoporowatych oraz procesów zachodzących w ich porach przedstawionego w celu uzyskania stopnia naukowego dra habilitowanego oraz ocena aktywności naukowej dra Radosława Zaleskiego Na przedstawione do oceny osiągnięcia naukowe dra Radosława Zaleskiego składa się cykl 17-tu publikacji: 1. M. Śniegocka, B, Jasińska, T. Goworek, R. Zaleski, Temperature dependence of o-ps lifetime in some porous media. Deviation from from ETE model, Chem. Phys. Lett. 430 (2006) 351. 2. R. Zaleski, Measurements and Analysis of the Positron Annihilation Lifetime Spectra for Mesoporous Silica, Acta Phys. Polon. A110 (2006) 729. 3. R. Zaleski, J. Wawryszczuk, T. Goworek, Pick-off model in the studies of mesoporous silica MCM-41. Comparison of various methods of the PAL spectra analysis, Radiat. Phys. Chem., 76 (2007) 234. 4. R. Zaleski, J. Wawryszczuk, Positron porosimetry studies of template removal from assymthetized MCM-41 silica, Acta. Phys. Polon. A113 (2008) 1543. 5. R. Zaleski, W. Stefaniak, M. Maciejewska, J. Goworek, Porosity of polymer materials by various techniques, J. Porous. Mat. 16 (2009) 691. 6. R. Zaleski, J. Goworek, M. Maciejewska, Positronium lifetime in porous VP-DVB copolymer, physica status solidi (c), 6 (2009) 2445-2447. 7. J. Goworek, R. Zaleski, W. Buda, A. Kierys, Free volumes evolution during desorption on n- heptane from silica with regular pore geometry, Positron annihilation study, Appl. Surf. Sci. 256 (2010) 5316. 8. Z. Surowiec, M. Wiertel, R. Zaleski, M. Budzyński, J. Goworek, Positron annihilation study of iron oxide nanoparticles in mesoporous silicate MCM-41 template, Nukleonika, 55 (2010) 91. 9. R. Zaleski, W. Stefaniak, M. Maciejewska, J. Goworek, Porosity evolution of VP-DVB/MCM-41 nanocomposite, J. Colloid Interface Sci. 343 (2010) 134. 10. A. Kierys, R. Zaleski, M. Grochowicz, J. Goworek, Thinning down of polymer matrix by entrapping silica nanoparticles, Colloid & Polymer Science, 289 (2011) 751. 11. R. Zaleski, A. Kierys, M. Grochowich, M. Dziadosz, J. Goworek, Synthesis and characterization of nanostructural polymer-silica composite: Positron annihilation lifetime spectroscopy study, J. Colloid Interface Sci. 358 (2011) 268. 12. R. Zaleski, M. Sokół, Influence of Atmospheric Gases Present in in the Pores of MCM-41 on Lifetime of ortho-positronium, Matter. Sci. Forum, 666 (2012) 276. 1
13. M. Gorgol, M. Tydda, A. Kierys, R. Zaleski, Composition of pore surface investigated by positron annihilation lifetime spectroscopy, Microporous Mater. 163 (2012) 276. 14. R. Zaleski, W. Dolecki, A. Kierys, J. Goworek, n-heptane, adsorption and desorption on porous silica observed by positron annihilation lifetime spectroscopy, Microporous Mesoporous Mater. 154 (2012) 142. 15. R. Zaleski, A. Kierys, M. Dziadosz, J. Goworek, I. Halasz, Positron annihilation and N 2 adsorption for nanopore determination in silica-polymer composites, RSC Advances, 2 (2012) 3729. 16. A. Kierys, R. ZAleski, M. Tydda, J. Goworek, What can positronium tell us about adsorption?, Adsorption, 19 (2013) 529. 17. R. Zaleski, A. Błażewicz, A. Kierys, Ortho-positronium migration in mesopores of MCM-41, MSF and SBA-3, Nukleonika, 58 (2013) 233. Osiągnięcie naukowe podlegające ocenie Prace podlegające ocenie zostały opublikowane w latach od 2006 do 2013 w czasopismach o międzynarodowym zasięgu o wysokim i średnim merytorycznym poziomie. 8 z 17-tu publikacji znalazło się w czasopismach ze współczynnikiem Impact Factor większym niż 2 a 5 publikacji w czasopismach z IF mniejszym niż 0,5. Największy IF, równy 3,285, ma czasopismo z publikacjami [13] i [14]. Według bazy Web of Science do marca 2014 r. publikacje od [1] do [17] cytowane były łącznie 93 razy, w tym własnych cytowań było 53. Publikacje są wieloautorskie (poza jedną w Acta Physica Polonica A) i z reguły mają 3-4 współautorów. Załącznik nr 7 dokumentacji wymienia 20 współautorów innych niż dr R. Zaleski i wszyscy oni złożyli stosowne oświadczenia o charakterze i wadze swojego udziału. Także Habilitant szczegółowo określił swój udział w badaniach i przygotowaniu każdej z 17-tu publikacji. W 11-tu publikacjach swe zaangażowanie określił na nie mniejsze niż 50%. Analiza powyższych informacji pozwala uznać, że dr Radosław Zaleski miał dominujący udział w badaniach na każdym ich etapie (poza wytworzeniem próbek przeznaczonych do pomiarów) i że był naukowcem, który koordynował badania zarówno w sensie czysto naukowego nadzoru, kierowania i wykonawstwa jak i w sensie organizacji prac pomiarowych metodą spektroskopii czasów życia pozytonów (PALS). Z tego powodu stwierdzam, że dorobek dra Radosława Zaleskiego jest oryginalnym, osobistym wkładem naukowym. Ocena osiągnięcia naukowego Cele badań stanowiących przedmiot oceny doskonale charakteryzuje tytuł rozprawy habilitacyjnej: Wykorzystanie spektroskopii czasów życia pozytonów do badania struktury materiałów mezoporowatych oraz procesów zachodzących w ich porach. To ogólne sformułowanie warto uściślić przedstawiając etapy badań opisane w poszczególnych publikacjach. Publikacje są uszeregowane w chronologicznym porządku co pozwala też śledzić stopniowe i konsekwentne rozszerzanie przez dra Radosława Zaleskiego zakresu badań, metod numerycznej analizy, komplikacji składu badanych porowatych materiałów i korekt 2
teoretycznego modelu anihilacji pozytonu. Chronologiczna sekwencja publikacji doskonale ilustruje drogę systematycznego naukowego rozwoju dra Radosława Zaleskiego. W pracy [1] wyznaczano czasy życia pozytonu w trzech różnych materiałach z porami o promieniach 1,70nm, 1,30 nm i 1,15 nm. Doświadczalnie określona temperaturowa zależność czasu życia nie mogła być wyjaśniona w ramach modelu ETE (Extended Tao-Eldrup) i w konkluzji autorzy stwierdzają, że istniejące modele zjawiska są zbyt proste, wskazując jednocześnie, jakie elementy modelu powinny być zmienione i rozszerzone. Publikacja [2] poświęcona jest analizie technicznych aspektów metody PALS oraz ograniczeniom wynikającym z zastosowania programu MELT. Prezentowane w niej wnioski są bardzo dobrze naukowo udokumentowane i dla eksperymentatora posługującego się metodą PALS tworzą pożyteczny zestaw praktycznych wskazówek. W pracy [3] porównano wyniki pomiarów czasów życia pozytonu w porach materiału MCM- 41 z rezultatami obliczeń w ramach modelu Tao-Eldrup z uwzględnieniem różnych geometrii porów i różnych poziomów energetycznych kwantowej studni. Ten sam materiał (porowata krzemionka MCM-41) był badany w publikacji [4] gdzie opisano pomiary czasu życia pozytonu w różnych momentach kalcynacji i określono zależność czasu życia od zawartości węgla. Podobne obserwacje znaleźć w publikacji [8] gdzie pory tej samej krzemionki zawierały Fe 3 O 4. Analizę zależności czasu życia pozytonu od ciśnienia tlenu przeprowadzono w oparciu o rozszerzony model Tao-Eldrupa uzupełniony o dodatkowy wyraz zależny od ciśnienia. Metody badań opisane i rozwijane w wymienionych wyżej publikacjach zastosowano także do wyznaczania rozmiarów porów w porowatym polimerze. Porównanie wyników z wynikami tradycyjnej techniki pomiaru izoterm adsorpcji i desorpcji wykazało prawdziwość i dużą przydatność metody PALS [5]. Metoda PALS nie jest bezpośrednią metodą szacowania rozmiarów porów i sposób analizy wyników pomiarów widm czasów życia ma decydujący wpływ na kształt ostatecznych wyników. Zostało to zilustrowane w publikacji [6] gdzie zastosowano dwa różne programy numeryczne (MELT i LT) oparte na różnych metodach dopasowania krzywych i wyliczenia średnich czasów życia. W publikacji Habilitant wykazał, że jednoczesne zastosowanie obydwu metod dopasowania prowadzi do dokładniejszego wyliczenia czasów życia. Ponieważ wyniki otrzymane tradycyjnymi, sorpcyjnymi metodami porozymetrycznymi nie zawsze były zgodne z wynikami PALS, przeprowadzono serię pomiarów in situ w materiałach z porami o różnych kształtach i rozmiarach [7, 14]. Udoskonalone przez dra Radosława Zaleskiego techniki instrumentalne i pomiarowe oraz nad wyraz staranna analiza numeryczna były następnie z powodzeniem stosowane do badania bardziej złożonych materiałów, jak to zaprezentowano w publikacji [9], gdzie porowatą krzemionkę umieszczono w polimerowej matrycy. Stosują metodę PALS wykazano, że w porach krzemionki MCM-41 nie następuje polimeryzacja a cały materiał jest w swej objętości 3
mocno niejednorodny. Podobnie użyteczne zastosowanie metody PALS w badaniach złożonych porowatych struktur odnaleźć można w kolejnych publikacjach [10,11]. Szczególnie interesujące są prace [14,16] (wraz z wcześniej wspomnianą publikacją [7]), w których przeprowadzono serie pomiarów PALS w funkcji ciśnienia podczas adsorpcji i desorpcji n-heptanu w krzemionkach z porami o różnych rozmiarach. Badania wykazały wysoką przydatność metody PALS jako narzędzia monitorującego stopień wypełniania i opróżnienia porów w zależności od ciśnienia a jednocześnie śledzenia dynamicznych procesów adsorpcji i desorpcji wewnątrz porów. Wśród wielu naukowych wyzwań, przed jakimi stanął dr Radosław Zaleski i związanych z nimi problemów, należy w szczególności zwrócić uwagę na następujące naukowe osiągnięcia: - opracowanie metody oszacowania głębokości wnikania funkcji falowej ortopozytu w różnych materiałach na podstawie temperaturowych zależności i na tej podstawie określania składu chemicznego materiałów hybrydowych o charakterze kompozytowym, - opracowanie nowego schematu obliczeniowego względnej koncentracji porów o różnych rozmiarach, - wprowadzenie do interpretacji wyników doświadczalnych konkurencyjnego do mechanizmu pick-off modelu oddziaływania, z molekułami zaadsorbowanymi na powierzchni porów, co w konsekwencji wpłynęło na poprawę zgodności wyników teoretycznych z doświadczalnymi, - zastosowania metody badawczej PALS do wykrywani zmian objętości porów podczas adsorpcji i desorpcji molekuł na ich powierzchniach. Zdaniem recenzenta wymienione osiągnięcia w postaci oryginalnych wyników pomiarów i ich analiza, zarówno teoretyczna jak i numeryczna, reprezentują wysoki, światowy poziom. Warto zauważyć, że w odróżnieniu od całego szeregu metod analitycznych fizyki ciała stałego metoda PALS nie jest metodą popularną. Aparaturą do tego typu pomiarów dysponują nieliczne laboratoria w Świecie. Stosowana technika pomiarowa jest charakterystyczna dla fizyki jądrowej, ale oddziaływanie pozytonu z otoczeniem wymaga znajomości zjawisk fizycznych na powierzchniach z różnorodnym adsorbatem i z uwzględnieniem struktury elektronowej studni kwantowych nanoporów. Być może wymienione cechy oraz wybór materiału stanowiącego zazwyczaj przedmiot badań raczej chemików niż fizyków, wpłynęły na stosunkowo małą liczbę cytowań. Przedstawiona do oceny seria publikacji z całą pewnością stanowi osiągnięcie naukowe wystarczające do ubiegania się o stopień naukowy doktora habilitowanego. Także wkład Habilitanta w budowę nowoczesnej aparatury, a w szczególności w opracowanie wyrafinowanych metod analizy wyników pomiarów, stanowią istotny fragment Jego naukowego osiągnięcia. Godnym uwagi jest przy tym fakt, że wszystkie badania PALS zostały wykonane w Instytucie Fizyki UMCS, w zespole kierowanym przez prof. dra hab. Tomasza Goworka 4
(w pierwszej fazie pracy naukowej dra Radosława Zaleskiego) i przez prof. dra hab. Mieczysława Budzyńskiego, obecnego kierownika Zakładu Fizyki Metod Fizyki Jądrowej. Ocena pozostałej istotnej aktywności naukowej Dorobek naukowy dra Radosława Zaleskiego nie wchodzący w zawartość rozprawy habilitacyjnej liczy 48 publikacji w bazie Web of Science i 10 publikacji w materiałach pokonferencyjnych i innych periodykach. Dr Radosław Zaleski wygłosił 3 naukowe referaty na zaproszenie zagranicznych organizatorów konferencji w Moskwie (2007r.), Japonii (2007r.) i w Wielkiej Brytanii (2012r.). Piętnaście razy referował wyniki badan na krajowych i zagranicznych konferencjach i 10-cio krotnie, w większości podczas zagranicznych konferencji, prezentował wyniki w formie plakatów. Dr Radosław Zaleski na naukowych stażach zagranicznych przebywał około dwa miesiące. W ocenianych materiałach znaleźć można informację o współpracy z 9-cioma zagranicznymi ośrodkami naukowymi. Współpraca z sześcioma ośrodkami zaowocowała wspólnymi publikacjami. Wymienia także 4 krajowe naukowe ośrodki, z którymi współpracował i wspólnie publikował. Ponadto, brał udział w realizacji 5 krajowych projektów KBN/MNiSzW - zawsze jako wykonawca. Bogata jest Jego działalność dydaktyczna, popularyzatorska i organizacyjna. Na pierwszym miejscu należy wymienić kierowanie od 2006 r. studencką pracownią specjalistyczną fizyki jądrowej i stworzenie pracowni dla potrzeb specjalności studiów fizycznych pod nazwą bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna. Pracownie gruntownie zmodernizował, rozbudował i przystosował do nowoczesnych form rejestracji i opracowania wyników pomiarów, w tym z wykorzystaniem oprogramowania LabView i MATLAB. Dydaktyka jest z całą pewnością drugą po nauce pasją dra Radosława Zaleskiego. Był promotorem trzech prac licencjackich, a także promotorem jednej i opiekunem 12-tu prac magisterskich. Pełnił funkcję promotora pomocniczego w dwóch przewodach doktorskich. Zakres Jego zainteresowań dydaktycznych rozpościera się od konwersatorium podstaw fizyki ogólnej poprzez wykład Programowanie w językach wysokiego poziomu aż do wykładu specjalistycznego p.t.: Fizyczne podstawy energetyki jądrowej: współczesność i tendencje rozwojowe. Brał udział w realizacji trzech dużych projektów dydaktycznych, w tym w jednym jako kierownik merytoryczny. Projekty miały na celu wzbogacenie aparaturowe i unowocześnienie pracowni dydaktycznych w Instytucie Fizyki UMCS. Dr Radosław Zaleski oprócz dużego zaangażowania w prace dydaktyczne ma spore osiągnięcia popularyzatorskie. Warto wymienić Jego rolę w uruchomieniu internetowego monitora radioaktywności i udział w kilku edycjach corocznie organizowanych w Instytucie 5
Fizyki UMCS Pokazach z Fizyki. Ma także spore doświadczenie w pracach organizacji życia naukowego w Instytucie Fizyki UMCS. Między innymi, brał udział w organizacji czterech konferencji Polish Seminar on Positron Annihilation pełniąc przy tym odpowiedzialne funkcje. W podsumowaniu stwierdzam, że dr Radosław Zaleski jest w pełni samodzielnym pracownikiem naukowym o znacznym naukowym dorobku. Jego rozprawa habilitacyjna, inne publikacje nie wchodzące w skład rozprawy, duże doświadczenie dydaktyczne i zasługi w organizacji życia naukowego spełniają wymagania ustawowe niezbędne do nadania stopnia naukowego doktora habilitowanego. Wnioskuję o dopuszczenie dra Radosława Zaleskiego do dalszych etapów postępowania habilitacyjnego. Lublin, 20.03.2014 prof. dr hab. Mieczysław Jałochowski 6