Bioaktywne nanomateriały o strukturze 2D kryształu
Kontakt:
dr hab. inż. Agnieszka Jastrzębska, prof. uczelni
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
- Badania właściwości przeciwnowotworowych nano-kryształów 2D karbidków i azotków tytanu – faz MXenes, okres realizacji: 2018- 2022
- Badania właściwości bio-aktywnych nowych dwuwymiarowych struktur karbidków lekkich metali przejściowych, okres realizacji: 2016–2019
- Zaawansowane techniki badania in situ zjawiska sorpcji bakterii na powierzchni nowych nanohybrydowych sorbentów grafenowych w układach wodnych, okres realizacji: 2014-2017
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, prof. uczelni
22 234 74 49
agnieszka.jastrzebska@pw.edu.pl