Załącznik nr 2 Dr n.t. Piotr Rytlewski Autoreferat Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy Bydgoszcz 2015
Spis treści 1. Dane personalne... 2 2. Wykształcenie i stopnie naukowe... 2 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych... 2 4. Wskazanie osiągnięcia stanowiącego podstawę postępowania habilitacyjnego... 3 a. Dane bibliograficzne... 3 b. Omówienie celu naukowego i osiągniętych wyników... 4 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych... 13 5.1. Wybrane publikacje... 13 5.2. Konferencje naukowe... 17 5.3. Patenty i zgłoszenia patentowe... 19 5.4. Staże w zagranicznych ośrodkach naukowych... 21 5.5. Wyróżnienia wynikające z prowadzenia badań naukowych... 21 5.6. Realizacja projektów badawczych... 21 5.7. Działalność recenzencka... 23 5.8. Współpraca z przemysłem... 23 5.9. Współpraca z jednostkami naukowymi... 24 5.10. Przebieg pracy naukowej... 24 1
1. Dane personalne Imię i nazwisko: Miejsce pracy: Stanowisko: Piotr Rytlewski Katedra Inżynierii Materiałowej, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy adiunkt 2. Wykształcenie i stopnie naukowe Podyplomowe Studium Prawa Uniwersytet Warszawski Własności Przemysłowej, 2009-2010 Wydział Prawa i Administracji Doktor nauk technicznych, 2008 r. Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Mechaniczny Technologiczny Rozprawa doktorska pt. Laserowe modyfikowanie warstwy wierzchniej wybranych materiałów polimerowych Promotor: prof. dr hab. inż. Marian Żenkiewicz Praca wyróżniona przez Radę Wydziału Magister fizyki, 2005 r. Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Praca magisterska pt. Linear and nonlinear optical properties of phthalocyanines (CuPc, ZnPc) Promotor: dr hab. Beata Derkowska 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych 2005-2008 Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy asystent od 2008 Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy adiunkt 2010-2012 Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu adiunkt (0.5 etatu) od 2012 Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu rzecznik patentowy (0.33 etatu) 2
4. Wskazanie osiągnięcia stanowiącego podstawę postępowania habilitacyjnego Osiągnięciem naukowym wynikającym z art. 16 ust. 2 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 póź. zm.) jest jednotematyczny cykl publikacji naukowych pt. Procesy fizykochemiczne zachodzące w materiałach polimerowych pod wpływem promieniowania laserowego: zmiana właściwości adhezyjnych oraz przygotowanie powierzchni do metalizowania a. Dane bibliograficzne Osiągnięcie naukowe stanowi jednotematyczny cykl publikacji Procesy fizykochemiczne zachodzące w materiałach polimerowych pod wpływem promieniowania laserowego: zmiana właściwości adhezyjnych oraz przygotowanie powierzchni do metalizowania, składający się z 10 publikacji naukowych (w tym 1 monografii) oraz jednego patentu: B1. Rytlewski P., Laser-assisted metallization of composite coatings containing copper(ii) acetylacetonate and copper(ii) oxide or copper(ii) hydroxide, Surface & Coatings Technology 2014, 259, 660-666. (IF= 2.199, 35 pkt MNiSW) B2. Rytlewski P., Influence of glass fibre content on catalytic and adhesion properties of laser irradiated polyamide composites, Surface Engineering 2013, 29, 713-719 (IF=1.510, 25pkt MNiSW) B3. Rytlewski P., Application of Nd:YAG laser in electroless metallization of polymer composites. Materials and Manufacturing Processes 2014, 29, 1111-1116. (IF=1.486, 25pkt MNiSW) B4. Rytlewski P.: Laser induced electroactivity of polyamide composites, Electrochimica Acta 2012, 61, 191-197 (IF=3.777, 35pkt MNiSW) B5. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Effects of laser irradiation on surface properties of poly(ethylene terephtalate), Journal of Adhesion Science and Technology, 2010, 24, 685-697. (IF 0.980, 25pkt MNiSW,, mój udział w pracy: 90%) B6. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Laser induced surface modification of polystyrene, Applied Surface Science 2009, 256, 857-861. (IF= 1.793, 30pkt MNiSW, mój udział w pracy: 90%) 3
B7. Rytlewski P., Mróz W., Żenkiewicz M., Czwartos J., Budner B. Laser induced surface modification of polylactide, Journal of Materials Processing Technology 2012, 212, 1700-1704. (IF= 1.953, 35pkt MNiSW, mój udział w pracy: 60%) B8. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Tracz A., Moraczewski K., Mróz W.: Surface morphology studies of laser irradiated and chemically metalized polyamide composites, Surface & Coatings Technology 2011,205, 5248-5253. (IF=1.867, 35pkt MNiSW, mój udział w pracy: 60%) B9. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Applications of lasers in metallization of thermoplastic and thermosetting polymers, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 2013, 57, 59-67. (9 pkt MNiSW, mój udział w pracy: 90%) B10. Rytlewski P., Studium laserowego i plazmowego modyfikowania warstwy wierzchniej materiałów polimerowych Wydawnictwo UKW, Bydgoszcz 2015 (ISBN 978-83-8018-017-8). (20 pkt MNiSW) P1. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Moraczewski K.: Kompozyt polimerowy i sposób jego wytwarzania, decyzja o udzieleniu patentu z 13.04.2015 (zgłoszenie patentowe nr P.390687 dokonane w dniu 11.03.2010 r. w Urzędzie Patentowym RP). (mój udział w pracy: 80%) b. Omówienie celu naukowego i osiągniętych wyników Wprowadzenie W ostatnim ćwierćwieczu nastąpił ogromny wzrost zainteresowania inżynierią powierzchni materiałów polimerowych. Wynika to z licznych zastosowań tych materiałów głównie w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym, urządzeń medycznych, elektronarzędzi oraz w budownictwie. Wszędzie tam, gdzie materiał polimerowy ma bezpośredni kontakt z innym materiałem (także z polimerowym), właściwości powierzchniowe obu tych materiałów odgrywają znaczącą rolę. Stosując odpowiednie techniki modyfikowania warstwy wierzchniej (WW) materiałów polimerowych można nadać im zupełnie nowe lub poprawić dotychczasowe właściwości powierzchniowe, nie naruszając przy tym ich właściwości objętościowych. Jedną z najnowszych takich technik jest modyfikowanie laserowe. Umożliwia ono precyzyjną zmianę różnych właściwości WW materiałów polimerowych, głównie takich jak: zwilżalność i swobodna energię powierzchniową (SEP) przez implementację polarnych grup funkcyjnych (głównie w procesie utleniania), stopień usieciowania polimeru, oraz rodzaj struktury geometrycznej powierzchni. 4
Pierwsze prace na temat ablacyjnego modyfikowania WW poli(metakrylanu metylu) (PMMA) laserem ekscymerowym były opublikowane w 1982 roku, co zapoczątkowało gwałtowny rozwój badań nad nowymi technikami modyfikowania WW materiałów polimerowych. Kolejne prace na temat ablacji laserowej poli(tereftalanu etylenu) (PET) zostały opublikowane jeszcze w tym samym roku. W następnych latach liczba publikacji dotyczących laserowego modyfikowania WW polimerów szybko rosła, co odzwierciedla wzrost zainteresowania tą metodą. Dużą zaletą modyfikowania laserowego jest to, że nie zmienia ono właściwości materiału znajdującego się pod warstwą modyfikowaną. Proces tego modyfikowania jest prosty, łatwo kontrolowany i ekologicznie bezpieczny. Nowe możliwości laserowego modyfikowania WW materiałów polimerowych stanowiły motywację do podjęcia przeze mnie badań w tym obszarze inżynierii materiałowej. Cel naukowy Głównym celem naukowym moich badań jest określenie wpływu parametrów promieniowania laserowego na strukturę fizyczną i chemiczną WW materiałów polimerowych. Badania te stanowią kontynuację prac rozpoczętych w ramach rozprawy doktorskiej i koncentrują się na modyfikowaniu właściwości WW materiałów polimerowych przeznaczonych do metalizacji bezprądowej oraz na określaniu efektów tego modyfikowania. Dotychczas badanymi materiałami były polimery termoplastyczne, kompozyty polimerowe oraz powłoki polimerowe. W celu modyfikowania ich właściwości powierzchniowych stosowałem lasery emitujące promieniowanie ultrafioletowe (UV) oraz podczerwone (IR). Z uwagi na dużą energię fotonów promieniowania UV i tym samym możliwość inicjowania reakcji chemicznych w WW tych materiałów, w badaniach stosowałem głównie laser ekscymerowy ArF. Innymi stosowanymi laserami (emitującymi promieniowanie IR) były lasery Nd:YAG oraz CO 2. W celu poprawy właściwości adhezyjnych materiałów polimerowych stosowałem takie parametry napromienienia laserowego, aby inicjować zmiany chemiczne WW, nie powodując przy tym odrywania fragmentów materiału tej warstwy (ablacji laserowej). Natomiast podczas przygotowania powierzchni do metalizowania bezprądowego stosowałem promieniowanie laserowe, które powodowało ablację WW. Modyfikowanie materiału polimerowego przeznaczonego do metalizowania realizowałem w dwóch etapach. W etapie pierwszym modyfikowałem skład materiału polimerowego podczas jego wytwarzania. Modyfikowanie to polegało na wprowadzeniu do osnowy polimerowej wybranych związków miedzi, które pod wpływem działania wiązki laserowej przekształcały się w struktury inicjujące proces redukcji jonów miedzi, obecnych w kąpielach do metalizowania bezprądowego. Drugi etap polegał na napromienianiu wiązką laserową tych fragmentów powierzchni, które były przeznaczone do metalizowania. Po tych dwóch etapach 5
modyfikowania (materiałowego i laserowego) kompozyt był przygotowany do bezpośredniej metalizacji bezprądowej w tych obszarach powierzchni materiału, które zostały laserowo napromieniowane. Realizacja celów badawczych wymagała opanowania dużego zakresu wiedzy interdyscyplinarnej z inżynierii materiałowej, przetwórstwa materiałów polimerowych, fizyki i chemii, oraz stosowania zaawansowanych technik badawczych, umożliwiających określenie zmian zachodzących pod wpływem napromienienia laserowego w strukturze materiałów badanych. W ramach podjętych badań ustaliłem właściwe parametry procesu napromienienia laserowego, wytworzyłem nowe materiały kompozytowe, opracowałem modele reakcji chemicznych oraz modele fizyczne zachodzących zmian WW. Według mojej wiedzy wykonane przeze mnie badania i osiągnięte wyniki są oryginalne w skali międzynarodowej. Jako pierwszy w Polsce podjąłem badania zmian właściwości adhezyjnych poliwęglanu, poli(tereftalanu etylenu), polistyrenu, polilaktydu zachodzących pod wpływem promieniowania laserowego oraz wykorzystania promieniowania laserowego w bezprądowej metalizacji materiałów polimerowych. Szczegółowe omówienie prowadzonych badań i osiągniętych wyników Początkowo moje badania naukowe dotyczyły zmiany właściwości adhezyjnych materiałów polimerowych. Laserowe modyfikowanie umożliwia kontrolowaną zmianę tych właściwości WW materiałów polimerowych, zwłaszcza takich jak: zwilżalność i SEP (wskutek implementacji polarnych grup funkcyjnych, głównie w procesie utleniania), stopień usieciowania polimeru, oraz rodzaj struktury geometrycznej powierzchni [B10]. W badaniach tych stosowałem lasery ekscymerowe, zwłaszcza laser ArF. Generuje on promieniowanie ultrafioletowe o długości fali równej 193 nm. Fotony promieniowania tego lasera charakteryzują się dużą energią (6,4 ev), absorbowaną wskutek wzbudzenia elektronów do wyższych energetycznie stanów elektronowych, co może prowadzić do pękania wiązań chemicznych w polimerach. Wskutek pękania tych wiązań dochodzi do powstania rodników które następnie mogą inicjować reakcje fotochemiczne. W moich badaniach wykazałem, że wiązką lasera ArF można skutecznie modyfikować strukturę chemiczną oraz fizyczną zarówno poniżej, jak i powyżej, energii progu ablacji materiałów polimerowych [B5, B6, B7]. Głównym celem modyfikacji laserowej z zastosowaniem energii jednostkowej impulsów mniejszej od energii progu ablacji jest inicjowanie reakcji fotochemicznych. Stosując takie warunki napromienienia laserowego przekształciłem strukturę granularną, typową dla polimerów termoplastycznych, w strukturę powierzchni gładkiej w skali nanoskopowej. Wykazałem, że jest to wynikiem intensywnego pękania wiązań chemicznych i tworzenia się frakcji oligomerów na 6
powierzchni modyfikowanego materiału, czyli związków o względnie małej masie cząsteczkowej. Charakterystyczne zmiany struktury geometrycznej powierzchni określiłem metodą mikroskopii sił atomowych (AFM). Gładką strukturę powierzchni zobrazowaną techniką AFM obserwuje się w przypadku związków małocząsteczkowych (ciekłych lub silnie plastycznych). Powstała warstwa oligomerowa zawiera polarne makrocząsteczki będące produktami znacznego utlenienia WW, co potwierdziły wyniki badań techniką spektroskopii fotoelektronowej (XPS). Wykazałem, że różnice w strukturze geometrycznej powierzchni ukształtowanej pod wpływem promieniowania laserowego zależą głównie od współczynnika absorpcji tego promieniowania oraz pojemności cieplnej modyfikowanego materiału polimerowego. Stwierdziłem również, że zmiany geometryczne powierzchni zachodzą w trzech skalach, dwóch o okresach pofalowania powierzchni od 1700 do 2000 nm i od od 130 do 170 nm, oraz trzeciej, o charakterystycznej strukturze kroplowej [B5,B10]. Ukształtowanie się struktury kroplowej wyjaśniłem na podstawie modelowej powierzchni jaka powstaje w przypadku kropli cieczy na powierzchni innego materiału [B5]. Uformowanie takiej struktury wynika z większej energii powierzchniowej cieczy (np. wody) niż podłoża (np. szkła). Wskutek laserowego napromieniania WW modyfikowanego materiału ulega utlenianiu stając się polarną i jednocześnie zwiększa swoją SEP, natomiast podłoże tej warstwy pozostaje niezmodyfikowane i dlatego charakteryzuje się mniejszą wartością SEP. Uwzględniając efekty cieplne, powodujące uplastycznienie zmodyfikowanej WW, prawdopodobne jest tworzenie się struktury kroplowej na powierzchni materiału polimerowego, według zaproponowanego przeze mnie modelu. Wykazałem również, że wskutek laserowego napromienienia struktura chemiczna WW materiału polimerowego ulega dużym zmianom. W polilaktydzie, poli(tereftalanie etylenu) i poliwęglanie charakterystyczny jest eksponencjalny wzrost stopnia utlenienia, wyrażony jako stosunek liczby atomów tlenu do liczby atomów węgla (O/C) znajdujących się w badanym obszarze WW. Jest to w ogólności zgodne z teorią powstawania fotoproduktów reakcji inicjowanych laserowo. Inaczej przebiega utlenianie WW polistyrenu, gdzie wzrost O/C jest znacznie najmniejszy i zwiększa się liniowo wraz ze wzrostem liczby użytych impulsów laserowych [B6]. Wskutek laserowego napromienienia dochodzi do powstania nowych grup funkcyjnych głównie atomów węgla i tlenu. Świadczy o tym pojawienie się w widmie XPS nowych pików syntetycznych pochodzących od atomów występujących w nowych grupach funkcyjnych takich, jak: COH, C=O, COOH oraz C(O)C. Z powodu dużej elektroujemności atomu tlenu względem atomów węgla i wodoru, grupy te mają charakter polarny i przyczyniają się do poprawy zwilżalności oraz właściwości adhezyjnych [B5,B6,B7,B10]. W opublikowanych pracach wykazałem, że wraz z rosnącą liczbą impulsów laserowych maleje kąt zwilżania wodą [B5, B6, B7]. Woda, jako ciecz polarna silnie oddziałuje z materiałami o strukturze 7
polarnej, co skutkuje małymi wartościami kąta zwilżania. Implementacja tlenu w strukturę WW powoduje wzrost jej polarności, a zmiany kąta zwilżania wodą wynikają ze wzrostu stopnia utlenienia tej warstwy. Wykazałem, że istotny wpływ na mierzoną wartość kąta zwilżania ma struktura geometryczna powierzchni badanego materiału. W przypadku dużej wartości współczynnika chropowatości i małej wartości okresu zmian struktury geometrycznej, kąt zwilżania wodą jest duży i praktycznie nie zależy od stopnia utlenienia. Wynika to z względnie dużej wartości napięcia powierzchniowego wody, co powoduje, że jej kropla jest zwarta i nie rozpływa się po powierzchni chropowatego materiału. Przeciwny efekt widoczny jest w przypadku cieczy o małej wartości napięcia powierzchniowego. Krople takich cieczy są skutecznie przebijane przez elementy powierzchni chropowatej i niemal całkowicie się na niej rozpływają. Efekt ten został wykazany m.in. podczas badań zmian zwilżalności PLA napromienionego laserowo [B7]. Stosując odpowiednie parametry napromieniania laserowego uzyskałem również ultrahydrofobowe właściwości poli(tereftalanu etylenu), polistyrenu, polilaktydu [B5,B6,B7]. Przyczyną takich właściwości powierzchniowych był proces ablacji laserowej, wskutek której wytworzona została stożkowa struktura WW oraz nastąpiło zwęglenie zewnętrznych jej fragmentów wskutek degradacji materiału polimerowego. Efektem degradacji było powstanie pewnej formy węgla, która nie jest silnie związana z podłożem, ponieważ pod wpływem słabego tarcia daje się łatwo z niego usunąć. Innym ważnym obszarem moich badań naukowych było wykorzystanie ablacji laserowej w przygotowaniu powierzchni materiałów polimerowych do bezpośredniego metalizowania bezprądowego. Modyfikacja materiału polimerowego, przeznaczonego do metalizowania, odbywała się w dwóch etapach. W etapie pierwszym modyfikowałem skład materiału polimerowego poprzez wprowadzenie do osnowy polimerowej wybranych związków miedzi, które pod wpływem działania wiązki laserowej przekształcają się w struktury katalizujące proces redukcji jonów miedzi, obecnych w kąpielach do metalizowania bezprądowego. Drugi etap polega na napromienieniu wiązką laserową tych fragmentów powierzchni danego materiału, które są przeznaczone do metalizowania. Po tych dwóch etapach modyfikowany kompozyt był przygotowany do bezpośredniej metalizacji bezprądowej [B10]. W moich badaniach zastosowałem osnowę polimerową w postaci poliamidu (PA6) oraz proszki tlenku miedzi(ii) (CuO), tlenku miedzi(i) (CuO 2 ), wodorotlenku miedzi (Cu(OH 2 )) i acetyloacetonianu miedzi(ii) o wzorze Cu(CH 3 COCH=C(O-)CH 3 ) 2, oznaczanym dalej symbolem Cu(acac) 2. Za pomocą współbieżnej wytłaczarki dwuślimakowej przygotowałem granulaty o różnej zawartości poszczególnych składników, służące do wytworzenia różnych rodzajów próbek. Z tak otrzymanych granulatów metodą wtryskiwania wykonałem próbki przeznaczone do badań. Próbki napromieniłem laserem ekscymerowym ArF LPX 300 w celu wytworzenia aglomeratów miedzi 8
metalicznej w WW napromienianego tworzywa. Stosowałem impulsy laserowe o energii powyżej progu ablacji PA6, który wynosi 18 mj/cm 2. Po laserowym napromienieniu kompozyty były metalizowane. Proces metalizowania przeprowadziłem przy użyciu sześcioskładnikowej kąpieli do miedziowania autokatalitycznego typu M-Copper 85 (MacDermid, USA) z formaldehydem jako reduktorem [P1]. Na podstawie przeprowadzonych badań określiłem korzystny skład procentowy dodatków CuO oraz Cu(acac) 2 kompozytu, oraz odpowiednie parametry napromienienia laserowego. Stwierdziłem synergetyczny efekt związany z zastosowaniem CuO i Cu(acac) 2. Na podstawie przeprowadzonych badań spektroskopowych opracowałem nowy model reakcji chemicznych zachodzących wskutek dysocjacji Cu(acac) 2 i reakcji z CuO, które powodowały wytworzenie się klastrów miedzi w WW pod wpływem promieniowania laserowego [P1,B4]. Miedź metaliczna na powierzchni badanego kompozytu stanowiła inicjator redukcji jonów miedzi z kąpieli do metalizowania. Zatem tak zmodyfikowany kompozyt mógł być skutecznie metalizowany bezprądowo. Wykazałem, że wskutek przeprowadzonej modyfikacji laserowej powstaje powierzchnia złożona z licznych stożków o różnych wymiarach i kształtach. Wzrost liczby impulsów lasera prowadził do głębszego wytrawiania osnowy kompozytu. Wyjaśniłem również mechanizm powstawania powierzchni o strukturze stożkowej [B8, B10]. Tworzy się on wskutek różnych wartości energii progu ablacji miedzi (2 J/cm 2 ) i poliamidu (18 mj/cm 2 ). Pod wpływem promieniowania laserowego związki miedzi są redukowane do miedzi metalicznej w postaci aglomeratów powstających w WW kompozytu. Te aglomeraty stanowią osłonę przed promieniowaniem laserowym, tak, że polimer występujący poniżej tych aglomeratów nie jest ablacyjnie wytrawiany. Natomiast odsłonięta WW kompozytu ulega ablacji laserowej. Zaproponowany opis zachodzących zmian został również potwierdzony wynikami trawienia chlorkiem żelaza(iii) (FeCl 3 ) struktur stożkowych powstałych wskutek napromienienia laserowego [B10]. Wykazałem również istotny wpływ ciętych włókien szklanych na właściwości katalityczne kompozytu poliamidowego modyfikowanego laserowo [B2]. Na podstawie badań XPS, SEM i EDX stwierdziłem większy udział wytrąconej miedzi metalicznej w próbkach z większą zawartością włókien szklanych. Miedź wytrącona została osadzona na powierzchni tych włókien. Stwierdziłem, że głównym czynnikiem wpływającym na osadzanie się aglomeratów miedzi na powierzchni włókien szklanych jest wysoka temperatura tych włókien. Wynika ona z większej wartości energii progu ablacji szkła niż osnowy polimerowej. W przypadku osnowy polimerowej maksymalna możliwa temperatura, to temperatura degradacji termicznej. W temperaturze degradacji termicznej makrocząsteczki polimerowe ulegają dekompozycji strukturalnej do gazowych związków małocząsteczkowych (głównie H 2, CO 2, CO, H 2 O, O 2, związków monomerowych). Temperatura ta w 9
przypadku PA6 wynosi około 380 o C. Podczas ablacji laserowej osnowy PA6, wartość tej temperatury nie może zostać przekroczona ponieważ nadmiar energii zaabsorbowanej przez materiał polimerowy konwertowany jest w energię kinetyczną fragmentów makrocząsteczek odrywanych podczas ablacji laserowej. Natomiast w przypadku włókien szklanych temperatura degradacji jest około 50 razy większa niż PA6. Oznacza to że możliwy pułap górnej wartości temperatury jest znacząco wyższy. Znacząco wyższa temperatura włókien szklanych kompozytu intensyfikowała reakcje redukcji związków miedzi do miedzi metalicznej. Złącza adhezyjne, w postaci laserowo modyfikowanych kompozytów i warstwy miedzi nanoszonej podczas ich metalizowania bezprądowego, charakteryzowały się bardzo dużą wytrzymałością adhezyjną. Warstwa ta charakteryzowała się budową granularną. Badania wytrzymałości adhezyjnej tej warstwy i podłoża w postaci kompozytów poliamidowych przeprowadzono metodą odrywania. Zwiększenie dawki napromienienia implikuje wzrost tej wytrzymałości, co jest efektem większej zawartości miedzi oraz większej chropowatości powierzchni próbek badanych, spowodowanej ablacją laserową [B2]. W badaniach kompozytów poliamidowych stosowałem również lasery (Nd:YAG i CO 2 ) emitujące promieniowanie podczerwone [B2,B3]. Promieniowanie IR inicjuje głównie reakcje cieplne w WW materiałów polimerowych. W przypadku zastosowania lasera CO 2 w procesie metalizowania nie udało się uzyskać warstw miedzi o odpowiedniej jakości. Częściowo pozytywne rezultaty udało się uzyskać stosując laser Nd:YAG [B3]. Przy odpowiednim doborze parametrów napromienienia oraz składu kompozytu możliwe było niemal całkowite pokrycie miedzią napromienionej powierzchni. Badałem również próbki poliuretanowe zawierające CuO oraz Cu(acac) 2 a wyniki napromienienia i metalizacji bezprądowej tych próbek porównałem z wynikami napromienienia i metalizacji bezprądowej próbek kompozytów o osnowie PA6. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdziłem, że lepsze są właściwości katalityczne kompozytów poliamidowych, które mogły być metalizowane przy użyciu mniejszej energii napromienienia [B9]. Przeprowadziłem również badania porównawcze próbek poliuretanowych zawierających Cu(acac) 2 (5 % mas.) i CuO (15 % mas.) lub Cu(OH) 2 (5 % mas.), które zostały napromienione laserem ArF i były metalizowane bezprądowo [B1]. Próbki zawierające Cu(acac) 2 i Cu(OH) 2 mogły być metalizowane bezprądowo znacznie szybciej niż próbki zawierające Cu(acac) 2 i CuO, co wyjaśniłem na podstawie reakcji fizykochemicznych zachodzących w WW próbek badanych. Zaproponowałem także nieznaną dotychczas zależność wzrostu udziału procentowego miedzi w WW tych próbek, opisaną równaniem: Cu = Cu N Nb N+ Na e 10
gdzie: N- liczba impulsów laserowych, Cu N - zawartość miedzi po N impulsach laserowych, Cu - górna graniczna zawartość miedzi w WW, N b - liczba impulsów niezbędna do uzyskania zawartości 63 % mas. wartości Cu, N a - korekta początkowej liczby impulsów zależna od udziału procentowego miedzi przed napromienieniem laserowym. Zaproponowany model fizyczny zmian zawartości miedzi w funkcji liczby zastosowanych impulsów laserowych może odzwierciedlać te zmiany również w przypadku innych materiałów polimerowych. Ostateczne potwierdzenie tego modelu wymaga jednak przeprowadzenia większej liczby eksperymentów. Podsumowanie Na tle aktualnego stanu wiedzy podjęte przeze mnie badania są nowe, oryginalne i ważne w kontekście rozwijania nowych technologii zastosowania laserów w inżynierii materiałów polimerowych. Za najważniejsze osiągnięcia i elementy nowości naukowej zawarte w jednotematycznym cyklu publikacji naukowych pt.: Procesy fizykochemiczne zachodzące w materiałach polimerowych pod wpływem promieniowania laserowego: zmiana właściwości adhezyjnych oraz przygotowanie powierzchni do metalizowania można uznać: a) określenie korzystnych parametrów promieniowania laserowego w celu ukształtowania powierzchni hydrofilowej poliwęglanu, poli(tereftalanu etylenu), polistyrenu, polilaktydu [B5,B6,B7,B10]; b) określenie korzystnych parametrów promieniowania laserowego w celu ukształtowania powierzchni hydrofobowej poliwęglanu, poli(tereftalanu etylenu), polistyrenu, polilaktydu [B5,B7,B10]; c) wyjaśnienie powstania powierzchni o strukturze kroplowej pod wpływem promieniowania laserowego w poli(tereftalanie etylenu) [B5,B10]; d) opracowanie składu i parametrów przetwórstwa nowego materiału kompozytowego, który po laserowym napromienieniu może być skutecznie metalizowany bezprądowo [P1,B4,B8,B10]; e) opracowanie modelu reakcji redukcji chemicznych, zachodzących między tlenkiem miedzi a acetyloacetonianem miedzi w osnowie polimerowej opracowanego kompozytu, pod wpływem promieniowania laserowego [B4,B10]; f) wyjaśnienie mechanizmu powstania powierzchni o strukturze stożkowej pod wpływem promieniowania laserowego w kompozytach polimerowych zawierających związki miedzi [B8,B10]; g) wykazanie istotnego wpływu ciętych włókien szklanych na właściwości katalityczne kompozytu poliamidowego modyfikowanego laserowo [B2,B10]; 11
h) ustalenie korzystnych parametrów napromienienia laserem Nd:YAG, wskutek którego kompozyty poliamidowe mogły być skutecznie metalizowane bezprądowo [B3,B10]; i) przeprowadzenie analizy porównawczej powłok kompozytowych o polimerowej osnowie termoplastycznej i termoutwardzalnej przeznaczonych do metalizowania bezprądowego z wykorzystaniem promieniowania laserowego [B9,B10]; j) opracowanie korzystnego składu powłok kompozytowych przeznaczonych do metalizowania bezprądowego z wykorzystaniem promieniowania laserowego [B1,B10]; k) zaproponowanie równania modelu fizycznego zależności wzrostu udziału procentowego miedzi w WW powłok kompozytowych napromienionych laserowo [B1,B10]. Znaczącym osiągnięciem naukowym jest również opracowanie monografii pt. Studium laserowego i plazmowego modyfikowania warstwy wierzchniej materiałów polimerowych Wydawnictwo UKW, Bydgoszcz 2015 [B10]. W tej stosunkowo obszernej monografii (230 stron) posumowałem wyniki moich badań literaturowych i eksperymentalnych. Spojrzenie z tak szerokiej perspektywy na zmiany zachodzące w materiałach polimerowych pod wpływem promieniowania laserowego lub plazmy niskotemperaturowej, przedstawienie efektów praktycznych tych zmian oraz dobór odpowiednich technik ich badania jest walorem oryginalnym i wyróżniającym tę monografię. W moim przekonaniu wyniki badań naukowych opublikowane w jednotematycznym cyklu 10 publikacji naukowych i jednym patencie pt. Procesy fizykochemiczne zachodzące w materiałach polimerowych pod wpływem promieniowania laserowego: zmiana właściwości adhezyjnych oraz przygotowanie powierzchni do metalizowania stanowią istotny wkład w rozwój dyscypliny inżynierii materiałowej. Omówione wyniki są oryginalne w skali międzynarodowej, czego potwierdzeniem jest opublikowanie ich w renomowanych czasopismach z listy JCR, jednej monografii oraz w jednym rozdziale książki wydanej przez wydawnictwa Wiley/Scrivener. Wyniki te były również przedmiotem 3 zgłoszeń patentowych, 2 patentów, oraz 5 wystąpień na konferencjach międzynarodowych. 12
5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych 5.1. Wybrane publikacje Wyniki moich badań były również publikowane w monografiach oraz artykułach naukowych (spis wszystkich publikacji zawarty jest w załączniku nr 6 do wniosku), z których najważniejsze to: Monografie: 1. Rytlewski P., Fundamentals of Laser-Polymer Interactions and Their Relevance to Polymer Metallization (rozdział w kasiążce, 60 stron), Mittal K., Bahners T., "Laser Surface Modification: Relevance to Adhesion" Wiley/Scrivener, Hoboken Beverly (USA) 2015. 2. Rytlewski P. Adhesion properties of laser irradiated and electroless metallized polyamide composites, rozdział w książce, Ed. Sudarshan et al. Surface modification Technologies XXVI, Valardocs, 2013. 3. M. Żenkiewicz, M. Stepczyńska, T. Karasiewicz, K. Moraczewski, P. Rytlewski: Metody badań i oceny niektórych właściwości tworzyw polimerowych i metali. Wyd. Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz 2012 (ISBN 978-83-7096-858-8). 4. Dobrzańska Danikiewicz A. D., Rytlewski P., Moraczewski K., Stepczyńska M.: Development perspectives of selected technologies of polymer surface layers modification, rozdział w książce: Dobrzańska Danikiewicz A. D. (ed): Materials Surface Engineering, Open Access Library, 2011, 6, 481-521. Publikacje z listy JCR po uzyskaniu stopnia naukowego doktora: 1. Rytlewski P., Moraczewski K., Żenkiewicz M.: Effects of coffee on the stability of accelerated aged poly(acrylonitryle-butadiene-styrene), Journal of Applied Polymer Science 2014, 131, 39887. (IF=1.395, 25pkt MNiSW) 2. Rytlewski P., Moraczewski K., Żenkiewicz M. Malinowski R.: Assessment of dicumyl peroxide ability to improve adhesion between polylactide and flax or hemp fibres, Composite Interfaces 2014, 21, 671-683. (IF=0.628, 20pkt MNiSW) 3. Rytlewski P., Żenkiewicz M, Malinowski R., Influence of the dicumyl peroxide content on thermal and mechanical properties of polylactide, International Polymer Processing 2011, 26, 580-586. (IF=0.345, 20pkt MNiSW) 13
4. Rytlewski P., Wpływ fotodegradacji na właściwości strukturalne i termomechaniczne folii politaktydowej, Przemysl Chemiczny 2012, 91, 1621-1624. (IF=0.414, 15pkt MNiSW) 5. Rytlewski P., Malinowski R., Moraczewski K., Żenkiewicz M.: Influence of some crosslinking agents on thermal and mechanical properties of electron beam irradiated polylactide, Radiation Physics and Chemistry 2010, 79, 1052-1057. (IF 1.132,25pkt MNiSW) 6. Żenkiewicz, M., Richert, J., Rytlewski, P.: Wpływ wybranych smektytów na niektóre właściwości kompozytów o osnowie z poli(ε-kaprolaktonu), Przemysł Chemiczny 2013, 92, 255-259. (IF=0.414, 15pkt MNiSW) 7. Moraczewski K., Rytlewski P., Trykowski G., Żenkiewicz M., Elektronowa mikroskopia skaningowa i mikroanaliza rentgenowska warstwy wierzchniej nowego kompotu polimerowego przeznaczonego do autokatalitycznego metalizowania, Przemysł Chemiczny 2012, 91, 1199-1204. (IF=0.414, 15pkt MNiSW) 8. Żenkiewicz M., Malinowski R., Rytlewski P., Richert A., Sikorska W., Krasowska K: Some composting and biodegradation effects on physically or chemically crosslinked poly(lactic acid), Polymer Testing 2012, 31, 83-92 (IF=2.082, 40pkt MNiSW) 9. Żenkiewicz M., Richert J., Rytlewski P., Richert A. Niektóre właściwości kompozytów polilaktydu z szungitem, Przemysł Chemiczny 2011, 90, 631-635. IF=0.290 (15pkt MNiSW) 10. Żenkiewicz M., Richert J., Rytlewski P., Richert A.: Comparative analysis of shungite and graphite effects on some properties of polylactide composites, Polymer Testing 2011, 30, 429-435. (IF=1.608, 40pkt MNiSW) 11. Żenkiewicz M., Richert J., Rytlewski P., Moraczewski K.: Some effects of corona plasma treatment of polylactide/montmorillonite nanocomposite films, Plasma Processes and Polymers, 2009, 6, S387-S391. (IF = 4,037, 35pkt MNiSW) 12. Żenkiewicz M., Richert J., Rytlewski P., Moraczewski K., Stepczyńska M., Karasiewicz T.: Characterisation of multi-extruded poly(lactic acid), Polymer Testing 2009, 28, 412. (IF=1.667, 40 pkt MNiSW) 13. Moraczewski K., Rytlewski P., Malinowski R., Żenkiewicz M.: Influence of DC plasma modification on the selected properties and the geometrical surface structure of polylactide prior to autocatalytic metallization, Materials Chemistry and Physics 2015, 153, 135-144. (IF= 2.129, 30pkt MNiSW) 14
14. Malinowski R., Janczak K., Rytlewski P., Raszkowska-Kaczor A., Moraczewski K., Żuk T.: Influence of glass microspheres on selected properties of polylactide composites, Composites Part B 2015, 76, 13-19. (IF=2.602, 40 pkt MNiSW). 15. Moraczewski K., Rytlewski P., Malinowski R., Żenkiewicz M.: Comparison of some effects of modification of a polylactide surface layer by chemical, plasma, and laser methods, Applied Surface Science 2015, 346, 11-17 (IF= 2.538, 30pkt MNiSW) Publikacje z lity JCR przed uzyskaniem stopnia naukowego doktora: 1. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Laserowe modyfikowanie materiałów polimerowych. III. Ablacja laserowa i zmiany struktury geometrycznej powierzchni, Polimery 2007, 52, 634. IF=1.376 (15pkt MNiSW) 2. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Laser modification of polymeric materials. Part 2. Chemical reactions induced by laser light, Polimery 2007, 52, 403; reprint w International Polymer Science and Technology 2007, 34,403 (T/54). IF=1.376 (15pkt MNiSW) 3. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Laserowe modyfikowanie materiałów polimerowych. I. Podstawy fizyczne działania i doboru laserów, Polimery 2007, 52, 243. IF=1.376 (15pkt MNiSW) 15
Wskaźniki bibiograficzne Zgodnie ze stanem na dzień 25.05.2015 r. mój ilościowy dorobek naukowy i naukowo techniczny kształtuje się w sposób następujący: Całkowita liczba publikacji: 55 (41 po doktoracie) W bazie Journal Citation Reports (JCR): 26 (23 po doktoracie) Sumaryczny impact factor: IF = 41. 678 (suma z 26 indeksowanych publikacji) Ogólna liczba cytowań: 146 (według bazy Web of Science) Indeks Hirscha h: 7 (według bazy Web of Science) Punkty wg. MNiSzW: 870 Udział w konferencjach: 22 Patenty i zgłoszenia: 3 patenty i 10 zgłoszeń patentowych Porównanie wskaźników oceny dorobku bazy Web of Science z bazami Scopus (Elsevier) i Gogle Scholar zestawiono w tabeli: Wskaźnik oceny dorobku Źródło danych Web of Science Scopus (Elsevier) Google Scholar Liczba publikacji w bazie 31 33 56 Liczba cytowań ogółem 146 165 259 Indeks Hirscha h 7 7 9 Spis wszystkich publikacji zawarty jest w załączniku nr 6 do wniosku. 16
5.2. Konferencje naukowe Po uzyskaniu stopnia naukowego doktora: 1. Rytlewski P. Application of Nd:YAG laser in electroless metallization of polymer composites, 28th International Conference on Surface Modification Technologies 16-18 June 2014, Tampere, Finland. 2. Rytlewski P. Thermoanalysis thechniques in assessment of catalytic properties of polymer coatings designed for laser-assisted direct electroless metallization, 2 nd Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry, 27-30 August 2013, Vilnius, Lithuania. 3. Rytlewski P., Moraczewski K. Interphase crossing of natural fibers and polylactide by use of dicumyl peroxide, 17th International Conference on Composite Structures, 17-21 June 2013, Porto, Portugal. 4. Rytlewski P., Żenkiewicz M. 21st International Scientific Conference on Achievements in Mechanical and Materials Engineering AMME`2013, 23-26 June 2013 Cracow, Poland. 5. Rytlewski P. Adhesion properties of laser irradiated and electroless metalized polyamide composites, 26 th International Conference on Surface Modification Technologies, 20-22 June 2012 Lyon, France. 6. M. Żenkiewicz, P. Rytlewski, Some problems of lasers metallization of new polyamide and polyurethane composites, 10th International Conference Advances in Plastics Technology APT13, Sosnowiec 2013 (Polska). 7. Moraczewski K., Malinowski R., Rytlewski P., Żenkiewicz M., The effects of plasma modification of polylactide and polycaprolactone, 10 th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014), 2 5 December 2014, Tsukuba, Japan. 8. Żenkiewicz M., Rytlewski P., Malinowski R., Effects of irradiation by means of electron beam on some properties of polylactide, 1st International Symposium on Polymer Modification with High Energy ELectrons POLYWHEEL 2010, 24-26 November 2010, Dresden, Germany. 9. Moraczewski K., Rytlewski P., Żenkiewicz M., Wpływ modyfikowania poliamidu-6 na proces autokatalitycznego metalizowania. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Rydzyna 2010: Kierunki Modyfikacji i Zastosowań Tworzyw Sztucznych, 10 12 maj 2010, Radzyna, Polska. 10. Malinowski R., Rytlewski P., Żenkiewicz M., Badania niektórych efektów sieciowania polilaktydu nadtlenkiem dikumylu. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna 17
Rydzyna 2010: Kierunki Modyfikacji i Zastosowań Tworzyw Sztucznych, 10 12 maj 2010, Radzyna, Polska. 11. Żenkiewicz M., Rytlewski P., Moraczewski K., Stepczyńska M., Malinowski R., Ostrowicki W., Some effects of multiple injection moulding on selected properties of ABS. 18 th International Scientific Conference on Achievements in Mechanical and Materials Engineering,, 13-16 June 2010 r., Gliwice Zakopane Wieliczka, Poland. 12. Żenkiewicz M., Malinowski R., Rytlewski P., Charakterystyka i modyfikowanie polilaktydu. Konferencja Naukowa: Postęp w przetwórstwie materiałów polimerowych, 27 wrzesień 2010 r., Częstochowa, Polska. 13. Żenkiewicz M., Rytlewski P., Malinowski R. Compositional, physical and chemical modification of polylactide. XVI Międzynarodowa Konferencja Naukowa: Contemporary Achievements in Mechanics, Manufacturing and Materials Science CAM 3 S'2010, 23-24 November 2010, Gliwice, Poland. 14. Żenkiewicz M., Richert J., Rytlewski P., Some effects of corona plasma treatment of polylactide/montmorillonite nanocomposite films. Eleventh International Conference on Plasma Surface Engineering PSE 2008, 15-19 September 2008, Garmisch Partenkirchen, Germany. Przed uzyskaniem stopnia naukowego doktora: 1. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Physicochemical basis of laser polymer processing. 7 th International Conference Advances in Plastics Technology APT 2007, 13-15 November 2007, Katowice, Poland. 2. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Czupryńska J., Polański J., Karasiewicz T., Engelgard W.: Badanie wpływu wysokoenergetycznego promieniowania elektronowego oraz wybranych kompatybilizatorów na swobodną energię powierzchniową trójskładnikowego kompozytu poliolefinowego. Materiały polimerowe POMERANIA PLAST 2007, 23-25 maja 2007, Kołobrzeg, Polska. 3. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Czupryńska J., Polański J., Karasiewicz T., Engelgard W., Zwilżalność pięcioskładnikowego kompozytu polimerowego poddanego wysokoenergetycznemu promieniowaniu elektronowemu. XVIII Konferencja Naukowa: Modyfikacja Polimerów, 23-26 wrzesień 2007 r., Polanica Zdrój, Polska. 18
4. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Reakcje w warstwie wierzchniej materiałów polimerowych indukowane światłem laserowym. XI Profesorskie Warsztaty Naukowe: Przetwórstwo Tworzyw Polimerowych, 11-14 czerwca 2006 r., Pieczyska, Polska. 5. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Czupryńska J., Polański J., Karasiewicz T., Engelgardt W., Wpływ wysokoenergetycznego promieniowania elektronowego oraz wybranych kompatybilizatorów na zwilżalność trójskładnikowego kompozytu polimerowego. XII Warsztaty Profesorskie, 04-06 czerwca 2007 r., Bachotek, Polska. 6. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Niektóre zastosowania laserów w technologii materiałów polimerowych. TKA 2007. X Sympozjum Naukowo-Techniczne: Technologie, Konstrukcje i Automatyka w Nowoczesnej Produkcji, 21-22 września 2007 r., Augustów, Polska. 7. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Procesy ablacyjne w laserowym modyfikowaniu materiałów polimerowych. Postęp w Przetwórstwie Materiałów Polimerowych, 8-12 października 2006 r., Poraj, Polska. 8. Czupryńska J., Żenkiewicz M., Rytlewski P., Polański J., Karasiewicz T., Engelgard W., Utlenianie warstwy wierzchniej wieloskładnikowych kompozytów polimerowych pod wpływem promieniowania elektronowego. XVIII Konferencja Naukowa: Modyfikacja Polimerów, 23-26 wrzesień 2007 r., Polanica Zdrój, Polska. 5.3. Patenty i zgłoszenia patentowe Patenty: 1. Rytlewski P., Żenkiewicz M., Moraczewski K.: Kompozyt polimerowy i sposób jego wytwarzania, decyzja o udzieleniu patentu z 13.04.2015 (zgłoszenie patentowe nr P.390687 dokonane w dniu 11.03.2010 r. w Urzędzie Patentowym RP). 2. P. Rytlewski: Sposób badania adhezji powłok, patent nr 215558 (data zgłoszenia w Urzędzie Patentowym RP 20.12.2010). 3. Stepczyńska M., Walczak M., Rytlewski P., Żenkiewicz M: Podłoże do badań biobójczości, patent nr 218037 (data zgłoszenia w Urzędzie Patentowym RP 2.09.2011). 19
Zgłoszenia patentowe: 1. P. Rytlewski, S. Miszewski, S. Skotarczak, Elektrody elektrostatycznego separatora tworzyw polimerowych; zgłoszenie patentowe nr P.411360 dokonane w dniu 23.02.2015 r. w Urzędzie Patentowym RP. 2. P. Rytlewski, S. Miszewski, S. Skotarczak, Zespół urządzenia do rozdziału tworzyw polimerowych; zgłoszenie patentowe nr P.411216 dokonane w dniu 09.02.2015 r. w Urzędzie Patentowym RP. 3. P. Rytlewski, Powłoka kompozytowa do autokatalitycznego metalizowania; zgłoszenie patentowe nr P.405736 dokonane w dniu 24.10.2013 r. w Urzędzie Patentowym RP. 4. P. Rytlewski,, M. Żenkiewicz, K. Moraczewski, Sposób otrzymywania kompozytu polimerowego, zgłoszenie patentowe nr P.399340, dokonane w dniu 28.05.2012 r. w Urzędzie Patentowym RP. 5. R. Malinowski, J. Richert., M. Żenkiewicz, P. Rytlewski, Z. Florjańczyk, A. Plichta: Sposób wytwarzania granulatu polilaktydowego, zgłoszenie patentowe nr 405811, dokonane w dniu 28.10.2013 w Urzędzie Patentowym RP. 6. P. Rytlewski, K. Moraczewski, M. Żenkiewicz, Zastosowanie kawy jako związku stabilizującego właściwości tworzyw polimerowych, zgłoszenie patentowe nr P.402898, dokonane w dniu 25.02.2013. w Urzędzie Patentowym RP. 7. R. Malinowski, J. Richert., M. Żenkiewicz, P. Rytlewski: Sposób wytwarzania usieciowanego tworzywa biodegradowalnego, zgłoszenie patentowe nr P.399658, dokonane w dniu 25.06.2012. w Urzędzie Patentowym RP. 8. Rytlewski P.: Sposób wytwarzania kompozytów polimerowych przewodzących prąd elektryczny, zgłoszenie patentowe nr P.393354 dokonane w dniu 20.12.2010 r. w Urzędzie Patentowym RP. 9. Rytlewski P., Żenkiewicz M. Rytlewska J.: Zastosowanie cytrynianu trisodowego do sieciowania materiałów polimerowych, zgłoszenie patentowe nr P.391509 dokonane w dniu 15.06.2010 r. w Urzędzie Patentowym RP. 10. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Sposób badania adhezji powłok, zgłoszenie patentowe nr P 388108 dokonane w dniu 25.05.2009 r. w Urzędzie Patentowym RP. 20
5.4. Staże w zagranicznych ośrodkach naukowych 1. Staż w University of California, Berkeley (USA)(2 miesięczny, 2013). 2. Szkolenie w zakresie badań materiałów polimerów w laboratorium badawczym firmy Krüss w Hamburgu, (2007 r.). 3. Szkolenie w zakresie badań materiałów polimerów w laboratorium badawczym firmy Mettler Toledo w Schwarzenbach w Szwajcarii, (2007 r.). 4. Staż naukowy w Instytucie Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu (dawniej IPTS Metalchem ), (2006 r.). 5. Stypendium naukowe (SOCRATES ERASMUS) praca w zespole badawczym w Laboratorium POMA (Laboratoire des Propriétés Optiques des Matériaux et Applications) w Angers we Francji, (2004-2005 r.). 5.5. Wyróżnienia wynikające z prowadzenia badań naukowych 1. Stypendium Prezydenta Bydgoszczy dla wybitnego młodego naukowca w 2014 r. 2. Laureat konkursu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego Top 500 Innovators, w ramach którego realizowany był 2-miesięczny staż w University of California, Berkeley, USA, 2013. 3. Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla wybitnego młodego naukowca otrzymane w 2012 r. 4. Nagroda zespołowa I stopnia Rektora Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy za osiągnięcia naukowe, 2013 r. 5. Nagroda II stopnia Rektora Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy za osiągnięcia naukowe, 2010 r. 6. Nagroda III stopnia Rektora Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy za osiągnięcia naukowe, 2008 r. 7. Stypendium Rektora Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy 2006/2007 przyznawane pracownikom naukowo - dydaktycznym Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego posiadającym otwarty przewód doktorski i wykazującym postępy w przygotowywaniu rozprawy doktorskiej. 5.6. Realizacja projektów badawczych 1. Piotr Rytlewski (kierownik i autor projektu): Nowa technologia wytwarzania biokompozytów o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej i szybkości biodegradacji, w ramach konkursu Iuventus Plus Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, projekt nr IP2014 040873, realizacja w Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy w latach 2015-2016. 21
2. Piotr Rytlewski (kierownik i autor projektu): Nowe kompleksy metaloorganiczne i ich zastosowanie w procesach metalizowania bezprądowego tworzyw polimerowych, w ramach konkursu Narodowego Centrum Nauki, projekt nr UMO-2013/11/D/ST8/03423, realizacja w Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy w latach 2014-2017. 3. Piotr Rytlewski (wykonawca): Wykorzystanie wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego do sieciowania biodegradowalnych materiałów polimerowych ; lata: 2013-2016 nr umowy UMO 2012/07/D/ST8/02773, konkurs SONATA IV; projekt finansowany ze środków NCN. 4. Piotr Rytlewski (wykonawca): Autokatalityczne metalizowanie polilaktydu, nr UMO- 2011/01/N/ST8/04397, Narodowe Centrum Nauki, 321 500 zł., realizacja w Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, czas trwania projektu 2011-2014. 5. Piotr Rytlewski (wykonawca): Badania sterylizacyjnego wpływu wyładowań koronowych na folię opakowaniową z polilaktydu, nr UMO 2011/01/N/ST8/04375, Narodowe Centrum Nauki, 197 500 zł., realizacja w Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, czas trwania projektu 2011-2014. 6. Piotr Rytlewski (kierownik i autor projektu): Selektywna metalizacja nowych powłok polimerowych z wykorzystaniem promieniowania laserowego, w ramach konkursu Iuventus Plus Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, projekt nr IP2011 047371, realizacja w Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy w latach 2012-2013. 7. Piotr Rytlewski (współautor i główny wykonawca projektu): Nowe nanokompozyty polimerowe przeznaczone do metalizowania stymulowanego laserowo, projekt nr N N209 321236, realizacja w Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy w latach 2009-2012. 8. Piotr Rytlewski (wykonawca projektu): Materiały opakowaniowe nowej generacji z tworzywa polimerowego ulegającego recyklingowi organicznemu, projekt kluczowy Nr POIG-010301-018/08-00 realizowany w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, realizowany konsorcjum z jednostką wiodącą Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych, Polska Akademia Nauk w Zabrzu. 9. Piotr Rytlewski (wykonawca projektu) DWM/9/EUREKA/2006 Kompatybilizacja osnowy polimerowej i napełniaczy mineralnych do produkcji artykułów przemysłowych o polepszonych właściwościach programu międzynarodowego EUREKA-POLY-COMP w latach 2006-2009, realizowany w Instytucie Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu. 22
5.7. Działalność recenzencka Recenzowałem kilkadziesiąt artykułów naukowych m.in. dla takich czasopism z listy JCR jak: - Express Polymer Letter, - Journal of Applied Polymer Science, - Applied Surface Science, - Journal of Polymer Science and Engineering, - Materials Chemistry and Physics, - Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, - Lasers in Engineering. 5.8. Współpraca z przemysłem Wykonywałem również ekspertyzy, badania naukowe oraz szkolenia dla takich przedsiębiorstw produkcyjnych jak: - Delphi Automotive (Gdańsk): analiza defektów powstałych w powłokach paneli samochodowych pod wpływem ablacji laserem Nd:YAG, oraz szkolenie w j. ang. z zakresu ablacji laserowej materiałów polimerowych. - Hanplast Sp. z o.o. (Bydgoszcz): liczne badania i ekspertyzy w zakresie oceny jakości detali z materiałów polimerowych, głównie metodami termograwimetrii (TG), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), dynamicznej analizy mechanicznej (DMA), wytrzymałości na rozciąganie, spektroskopii w podczerwieni z transformacja Fouriera (FTIR). - Prettl Adion Polska Sp. z o.o. (Bydgoszcz): badania zwilżalności i określenie lokalnych wartości energii powierzchniowej paneli samochodowych. - Nitro-Chem S.A. (Bydgoszcz): badania rezystywności powierzchniowej i skrośnej folii polimerowych w zależności od zastosowanych środków pomocniczych. - POLYCHEM SYSTEMS Sp. z o.o. (Poznań): badania lepko-sprężystych właściwości powłok elastomerowych metodą DMA. - Instytut Nawozów Sztucznych (Puławy): 3-dniowe szkolenie w zakresie analizy termicznej materiałów polimerowych. - REMAR, Jeremi Ostrowicki (Bydgoszcz): badania w zakresie możliwości wielokrotnego przetwarzania poliwęglanu i poli(akylonitylu-butadienu-styrenu). - QUMAR, Marek Kubasiewicz (Bydgoszcz): opracowanie składu nowych powłok polimerowych o poprawionych właściwościach termoizolacyjnych 23
5.9. Współpraca z jednostkami naukowymi W ramach realizacji prac badawczych współpracowałem z ośrodkami naukowymi, głównie takimi jak: Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie (Instytut Optoelektroniki): w zakresie laserowej modyfikacji warstwy wierzchniej materiałów polimerowych, Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi: w zakresie mikroskopii sił atomowych, Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk: w zakresie spektroskopii fotoelektronowej, Politechnika Wrocławska, w zakresie syntezy nowych związków metaloorganicznych Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu: w zakresie skaningowej mikroskopii elektronowej i technik przetwórstwa, Deutsches Textilforschungszentrum (Uniwersytet Duisburg-Essen), w zakresie opracowania nowych biokompozytów metalizowanych bezprądowo z wykorzystaniem promieniowania laserowego. 5.10. Przebieg pracy naukowej Jestem absolwentem Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Rozpoczynając pracę naukową w Katedrze Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy w 2005 roku na stanowisku asystenta miałem już doświadczenie badawcze w zakresie laserów i procesów fizykochemicznych zachodzących pod wpływem promieniowania laserowego w związkach metaloorganicznych, które nabyłem w ramach 5- miesiecznego stażu w laboratorium POMA (Laboratoire des Propriétés Optiques des Matériaux et Applications) Uniwersytetu w Angers (Francja). Od 2005 roku realizowałem badania naukowe dotyczące modyfikowania właściwości powierzchniowych materiałów polimerowych za pomocą promieniowania laserowego. W 2006 roku otworzyłem przewód doktorski na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej w Gliwicach, a w 2008 roku obroniłem rozprawę doktorską pt.: Laserowe modyfikowanie warstwy wierzchniej wybranych materiałów polimerowych, za którą otrzymałem wyróżnienie Rady Wydziału. W roku 2006 otrzymałem stypendium Rektora Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy przyznawane pracownikom naukowo - dydaktycznym posiadającym otwarty przewód doktorski i wykazującym postępy w przygotowywaniu rozprawy doktorskiej. 24