Bioaktywne nanomateriały o strukturze 2D kryształu

Kontakt:
dr hab. inż. Agnieszka Jastrzębska
22 234 74 49
agnieszka.jastrzebska@pw.edu.pl

Prace badawcze skupiają się na opracowywaniu metod wytwarzania oraz charakterystyki innowacyjnych nanomateriałów o strukturze 2D kryształu.

Opracowanie metod wytwarzania oraz charakteryzacja innowacyjnych nanomateriałów o strukturze 2D kryształu:

  • opracowanie efektywnych metod delaminacji innowacyjnych nanomateriałów o strukturze 2D kryształu oraz metod wydzielania frakcji nanokoloidalnej,
  • optymalizacja stężenia reagentów, warunków przebiegu reakcji oraz morfologii i właściwości fizykochemicznych produktu końcowego pod kątem osiągnięcia najlepszej bioaktywności i selektywności opracowanych nanomateriałów 2D,
  • charakteryzacja morfologiczna i strukturalna wytworzonych nanomateriałów 2D - mikroskopowa charakteryzacja morfologii, analiza sposobu i efektywności dyspersji nanocząstek metalu na powierzchni lub w objętości cząstki ceramicznej.
  • charakteryzacja fizykochemiczna wytworzonych nanomateriałów 2D - badania powierzchni właściwej, objętości i średnicy porów, badania gęstości piknometrycznej, analiza składu pierwiastkowego oraz stanu chemicznego powierzchni (stanu walencyjnego atomów),
  • charakteryzacja mikrobiologiczna wytworzonych materiałów - badania właściwości antybakteryjnych i przeciwgrzybiczych w stosunku do wybranych szczepów bakteryjnych,
  • mikroskopowa analiza preferencyjnych miejsc dla adsorpcji badanych mikroorganizmów, wraz z oceną efektywności adsorpcji bakterii,
  • badania powierzchniowego ładunku elektrostatycznego - potencjału zeta w czasie rzeczywistym trwania adsorpcji i szerokim zakresie pH, analiza wpływu powierzchniowego ładunku elektrycznego sorbentów i bakterii, ich morfologii, struktury i fizykochemii powierzchni na zjawisko sorpcji bakterii oraz oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy sorbentem a bakterią,
  • badania nanomateriałów z wykorzystaniem spektroskopii FTIR oraz UV-VIS
  • analiza oddziaływania w stosunku do środowiska naturalnego (glonów, dobroczynnych mikroorganizmów wyizolowanych ze środowiska naturalnego, roślin wyższych i prostych organizmów wodnych np. skorupiaków),
  • porównanie właściwości różnych nanomateriałów 2D wytworzonych opracowanymi metodami oraz ocena walorów aplikacyjnych.
     

Tematyki badawcze

  • Badania właściwości bioaktywnych i przeciwnowotworowych opracowanych nanomateriałów 2D oraz mechanizmów oddziaływania w odniesieniu do składu, morfologii i struktury.
  • Opracowanie metod modyfikacji powierzchni opracowanych nanomateriałów 2D  makrocząsteczkami organicznymi oraz badanie wpływu modyfikacji na walory aplikacyjne.
  • Opracowanie metod modyfikacji powierzchni opracowanych nanomateriałów 2D nanocząstkami ceramicznymi i metalicznymi oraz badanie wpływu modyfikacji na walory aplikacyjne.
  • Opracowanie efektywnych metod delaminacji faz MXenes do płatków 2D oraz metod wydzielania frakcji nanokoloidalnej.
  • Badania wpływu morfologii, struktury i właściwości fizykochemicznych grafenu modyfikowanego cząstkami nanokompozytowymi  na ich aktywność biologiczną i skuteczność przeciwdrobnoustrojową.
  • Wytwarzanie nanomateriałów z wykorzystaniem metod zol-żel oraz hydro- i solwotermalną.
  • Modyfikacja właściwości bioaktywnych i fotokatalitycznych nanocząstek tlenku tytanu, z wykorzystaniem procesów dotowania jonami i modyfikacji nanocząstkami metali.
  • Opracowanie bioaktywnych nanosorbentów - modyfikowanych nanometalami szlachetnymi, do zastosowania jako filtry wody pitnej.
     

Oferta badawcza

  • Synteza nanomateriałów i modyfikacja z wykorzystaniem metody hydro- i solwotermalnej
  • Badania adsorpcji mikroorganizmów na powierzchni materiałów metodą skaningowej mikroskopii elektronowej oraz analiza in situ z wykorzystaniem analizy potencjału zeta
  • Badania stabilności układów nano-koloidalnych - badania potencjału zeta
  • Badania wielości cząstek układów nano-koloidalnych metodą DLS
  • Badania powierzchni właściwej i porowatości proszków metodą sorpcji fizycznej azotu
  • Analiza toksyczności
  • Analiza składu chemicznego powierzchni nanomateriałów z wykorzystaniem spektrometrii w podczerwieni
  • Analiza nanokoloidów i stężenia związków chemicznych z wykorzystaniem spektroskopii UV-VIS
     

Infrastruktura badawcza

  • Analizator wielkości cząstek oraz potencjału zeta Zetasizer Nano-ZS firmy Malvern Instruments, zaopatrzony w automatyczny titrator oraz degazer mediów titracyjnych
  • Aparatura do charakteryzacji powierzchni właściwej i porowatości Quadrasorb SI firmy Quantachrome, zaopatrzona w degazer Flo Vac
  • Homogenizator ultradźwiękowy SONICS VCX 750
  • Wirówka laboratoryjna Rotina 420 firmy Hettich Zentrifugen
  • Układ reakcyjny do syntezy nanoproszków kompozytowych metodą zol-żel wraz z dygestorium
  • Suszarka laboratoryjna próżniowa firmy Binder do 200°C
  • Inkubator Orbital Shaker-Incubator ES-80 firmy Grant Instruments Ltd., 50 do 250 obr./min, cyfrowa kontrola czasu, temperatury i prędkości wytrząsania, zakres temperatury od +25 do + 80ºC.
  • Dwuwiązkowy spektrometr UV-VIS Evolution 210 Thermo Scientific, lampa ksenonowa, zakres 190-1100 nm zaopatrzony z układ reflektancyjny do pomiarów próbek stałych
  • Spektrometr FTIR, Nicolet iS5, Thermo Scientific, zaopatrzony w przystawki DRIFT, ATR (kryształ diamentowy i germanowy)
  • Liofilizator Alpha 2-4 LD Plus, Martin Christ, do -85°C, naczynia płaskie o Ø max. 300 mm, wydajność 4 kg lodu/24h, dodatkowy manifold z 8 odpornymi chemicznie zaworami gumowymi, pokrywa szklana, zawór do regulacji ciśnienia, naczynia kolbowe do liofilizacji max. poj. 75 ml
  • Reaktor mikrofalowy Ertec MAGNUM v2, o mocy 600 W, 2.45 GHz, poj. 110 mL z automatycznym systemem kontroli, naczynia ciśnieniowe 110 ml o wytrzymałości bezpiecznika 110 barów wykonane z izostatycznie prasowanego Hostaflenu-1500.
  • Dwie wagi analityczne firmy Radwag oraz wago suszarka (Radwag) o mocy 450 W, zaopatrzona w promiennik halogenowy, max. temp. Szuszenia 250 °C , wymiar szalki ø 90 mm, wysokość szalki 8 mm, max. wysokość próbki litej 20 mm, dokładność odczytu wilgotności 0,001%.
  • Lodówka laboratoryjna o pojemności 130 L do przechowywania próbek
  • Zamrażarka laboratoryjna do przechowywania i zamrażania próbek do liofilizacji o 201 L, temp. od -10 °C do -45 °C.
  • System oczyszczania wody Thermo Scientific, z lampą UV, MicroPure UV, do otrzymywania wody ultra czystej klasy ASTM typ I, wg PN-EN ISO 3696 stopień czystości 1, o parametrach 0,055 µS/cm = 18,2 MΩxcm i TOC 1 - 5 ppb, wydajność 15 L/dzień, pompa recyrkulacyjna zapobiegającą wzrostowi mikroorganizmów podczas dłuższych przestojów, do takich aplikacji jak analizy śladowe, HPLC, ICP-MS, IC. Prędkość poboru nie mniej niż 1 L/min.
  • Rotacyjna wyparka laboratoryjna HEIDOLPH, Hei-VAP Precision; G3, wyposażona w chłodnicę pionową, wyświetlacz LCD, możliwość pełnej kontroli próżni, programy do automatycznego usuwania rozpuszczalnika, max. obj. 5 L, temp. pracy łaźni 20-210°C.
     

Projekty

Współpraca krajowa

  • Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski
  • Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
  • Instytut Wysokich Ciśnień UNIPRESS, Polska Akademia Nauk, Warszawa
  • Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
  • Wydział Lekarski, Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie
  • Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Poligraficznego w Warszawie
  • Fabryka Kart Trefl-Kraków Sp. z o.o.
  • Amii Sp. z o.o.
  • Paper Cups Factory Sp. z o.o.
  • Linegal Chemicals Sp. z o.o.
  • UST-M Sp. z o.o.
  • NANONET
  • Kancelaria Doradztwa Gospodarczego Milczarek i Maciąg S.C.
     

Współpraca międzynarodowa

  • Tulane University, Faculty of Physics, USA
  • ICA Research and Development SRL, Rumunia
  • Technical University of Cluj Napoca, North Universitary Center of Baia Mare, Rumunia
  • Babes-Bolyai University of Cluj Napoca, Rumunia
     

Kontakt

dr hab. inż. Agnieszka Jastrzębska
22 234 74 49
agnieszka.jastrzebska@pw.edu.pl