Tematyka badawcza

Kierownik Pracowni: dr hab. inż. Agnieszka Kowalczuk, prof. CMPW PAN
tel. 32 271 60 77 w. 235
mail: akowalczuk@cmpw-pan.pl

Zespół badawczy:

prof. dr hab. Barbara Trzebicka

dr hab. Alicja Utrata-Wesołek, prof. CMPW PAN

dr hab. inż. Wojciech Wałach, prof. CMPW PAN

dr inż. Daria Lipowska-Kur

dr inż. Łukasz Otulakowski

dr inż. Paulina Teper

dr Marcelina Bochenek

dr hab. inż. Barbara Hajduk

dr hab. Barbara Mendrek

dr Natalia Oleszko-Torbus

dr Theodoros Sentoukas

mgr Anna Celny

mgr inż. Katarzyna Filipek

tech. Elżbieta Twardowska

Tematyka badawcza:

Pracownia Materiałów Nano- i Mikrostrukturalnych prowadzi badania w zakresie:

• zastosowania metod polimeryzacji żyjących i kontrolowanych,
• kontrolowanych syntez polimerów amfifilowych,
• syntez i badania właściwości polimerów gwieździstych i rozgałęzionych,
• samoorganizacji polimerów amfifilowych w środowisku wodnym, także polimerów o nieliniowej strukturze makrocząsteczki,
• polimerów reagujących na bodźce środowiska („smart polymers”), przede wszystkim w aspekcie zastosowań biomedycznych,
• nanowarstw polimerów o różnym składzie i topologii, kowalencyjnie związanych z podłożem stałym, o potencjalnym zastosowaniu m.in. w inżynierii tkankowej oraz jako materiały przeciwporostowe i antybakteryjne.

Zespoły pracowni posiadają doświadczenie w realizacji krajowych i międzynarodowych projektów badawczych, w tym projektów finansowanych w ramach programu „Innowacyjna Gospodarka”, projektów VII Programu Ramowego UE, Programu Badań Stosowanych Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, projektów badawczych Narodowego Centrum Nauki i innych.

Kierownik Pracowni: prof. dr hab. Grażyna Adamus
tel. 32 271 60 77 w. 226
mail: gadamus@cmpw-pan.pl

Zespół badawczy:

prof. dr hab. inż. Marek Kowalczuk

prof. dr hab. inż. Piotr Kurcok

dr inż. Paweł Chaber

dr inż. Magdalena Martinka Maksymiak

dr inż. Marta Musioł

dr inż. Wanda Sikorska

dr Wioleta Borzęcka

dr Khadar Duale

dr Joanna Rydz-Pawlak

mgr inż. Kamil Dawid

mgr Silke Andrӓ-Żmuda

Doktorant Wspólnej Szkoły Doktorskiej Politechniki Śląskiej:

mgr Abhishek Thakur Thakur

Tematyka badawcza:

Pracownia prowadzi badania zakresie:

• syntezy  analogów  polihydroksyakanianów , między innymi na drodze polimeryzacji anionowej β-laktonów.
• syntezy  biopoliestrów alifatycznych dla zastosowań w medycynie i kosmetologii
• zastosowania wielostopniowej spektrometrii mas w badaniach struktury (ko)poliestrów oraz mechanizmów polireakcji i (bio)degradacji polimerów.
• przetwórstwa i modyfikacji właściwości biodegradowalnych tworzyw polimerowych, a także badania zależności pomiędzy strukturą a właściwościami i biodegradacją nowych materiałów i kompozytów polimerowych.Pracownia prowadzi współpracę z krajowymi i europejskimi ośrodkami naukowymi oraz posiada doświadczenie w realizacji krajowych i międzynarodowych projektów badawczych.

Kierownik Pracowni: dr hab. inż. Urszula Szeluga, prof. CMPW PAN
tel. 32 271 60 77 w. 245
mail: uszeluga@cmpw-pan.pl

Zespół badawczy:

dr inż. Paweł Wróbel

dr Viktoriia Talaniuk

mgr inż. Anna Gawron

mgr Anastasiia Kobyliukh

dr inż. Klaudia Kurtyka

Doktorantka ze Wspólnej Szkoły Doktorskiej Politechniki Śląskiej:

mgr Yevheniia Buinova

Tematyka badawcza:

• funkcjonalizacja i charakterystyka struktur węglowych do opracowania zaawansowanych materiałów wielofunkcyjnych, w tym jako materiałów aktywnych w elementach elektronicznych, elementy aktywne fotodetektorów czy sensorów gazowych, jak również w roli materiałów termoelektrycznych.
• otrzymywanie i charakterystyka nanomateriałów węglowych (nanorurek węglowych, nanowłókien węglowych, materiałów grafenowych) dekorowanych nanocząstkami tlenków i spineli metali przejściowych, oraz określanie wpływu ich składu chemicznego i architektury na właściwości sensoryczne oraz zdolność absorpcji promieniowania EM.
• opracowywanie i charakterystyka wielofunkcyjnych kompozytów o osnowie polimerowej z użyciem materiałów węglowych jako nano- i mikronapełniaczy oraz szczegółowe badania zależności pomiędzy strukturą napełniaczy węglowych, ich dystrybucją w polimerze oraz wzajemnymi oddziaływaniami a właściwościami kompozytów polimerowych, proponowanych m.in. jako materiały przewodzące elektrycznie i termicznie, materiały ekranujące EMI, systemy elektroniki noszonej, układy do gromadzenia energii mechanicznej i cieplnej, systemy sensoryczne.
• synteza i optymalizacja parametrów procesu otrzymywania struktur grafenowych, w tym 3D, na podłożach tlenków metali.
• opracowanie metod wytwarzania i charakterystyka porowatych materiałów węglowych z prekursorów polimerowych, w tym produktów ubocznych i odpadów.

Kierownik Pracowni: prof. dr hab. inż. Janusz Kasperczyk
tel. 32 271 60 77 w. 230
mail: jkasperczyk@cmpw-pan.pl

Zespół badawczy:

prof. dr hab. Piotr Dobrzyński

dr hab. Katarzyna Jelonek

dr hab. Joanna Jaworska

dr hab. Michał Sobota

dr inż. Bożena Kaczmarczyk

dr inż. Małgorzata Pastusiak

dr inż. Jakub Włodarczyk

dr Monika Musiał-Kulik

dr Anna Smola-Dmochowska

dr Natalia Śmigiel-Gac

dr Mateusz Stojko

tech. Marzena Pławszewska

tech. Agnieszka Urgacz-Kowalczuk

Pracownia Polimerowych Materiałów Biomedycznych prowadzi prace interdyscyplinarne, za których realizację odpowiedzialna jest Kadra Badawcza wyselekcjonowana na sposób umożliwiający podejście kompleksowe do problemu badawczego. Oprócz prowadzenia badań w zakresie działań statutowych Instytutu, Pracowania odnosi sukcesy w komercyjnych realizacjach, czego dowodem są liczne patenty oraz sfinalizowane wdrożenia rozwiązań technologicznych z dziedzin nauk ścisłych i przyrodniczych oraz inżynieryjno-technicznych.

Prace badawcze realizowane w Pracowni obejmują szeroki zakres tematyczny t.j. od syntezy biodegradowalnych polimerów poprzez ich przetwórstwo, otrzymywanie materiałów o szerokim przeznaczeniu medycznym jak i  polimerowych systemów uwalniania leku na bazie zsyntezowanych materiałów, po badania właściwości biologicznych uzyskanych rozwiazań.

Szczegółowy profil badawczy pracowni:

1. synteza oraz charakterystyka polimerów bioresorbowalnych o zaprojektowanej mikrostrukturze łańcucha

• otrzymywanie bioresorbowalnych alifatycznych kopoliestrów
• otrzymywanie biodegradowalnych antybakteryjnych liniowych poliamidoamin zawierających w łańcuchu aminy drugorzędowe
• syntezy polimerów o własnościach bakteriobójczych i przedłużających krzepnięcie krwi na drodze modyfikacji chemicznej chitozanu i karagenianów
• badanie mechanizmu inicjowania oraz wzrostu łańcuchów homo i kopolimerów z wykorzystaniem nietoksycznych inicjatorów

2. opracowywanie, otrzymywanie i charakterystyka bioresorbowalnych, polimerowych systemów kontrolowanego uwalniania leków

• projektowanie optymalnych nośników leku jako systemów implantacyjnych (np. implanty otrzymywane metodą elektroprzędzenia, mikrowtrysku lub klasycznego wylewania z roztworu) lub iniekcyjnych (np. nanocząsteczki typu nanosfery, micele, polimerosomy lub mikrocząsteczki typu mikrosfery)
• dobór polimerów do otrzymywania systemów kontrolowanego uwalniania leków pod względem właściwości fizykochemicznych i czasu degradacji w celu zoptymalizowania kinetyki uwalniania leku
• dobór metody otrzymywania nośników leków
• charakterystyka nośników leku pod względem morfologii, właściwości fizykochemicznych i degradacji w warunkach in vitro
• analiza kinetyki uwalniania substancji leczniczej – dobór metody badania uwalniania leku, wydajności enkapsulacji, analiza ilościowa z wykorzystaniem metody spektrofotometrycznej oraz HPLC

3. opracowywanie, otrzymywanie i charakterystyka polimerowych materiałów do zastosowań medycznych

• materiały i rozwiązania do małoinwazyjnej chirurgii stosowanej w kardiologii (stenty naczyniowe, zastawki TAVI)

4. produkcja filamentu przeznaczonego do druku 3D (medical grade)

• produkcja 3 rodzajów filamentów otrzymywanych z poli(L-laktydo-glikolidu) (PLGA) o różnym składzie komonomerów: PLGA 85:15, PLGA 70:30 i PLGA 50:50 (więcej informacji pod adresem: https://4medprint.cmpw-pan.pl/ )

5. charakterystyka właściwości biologicznych materiałów polimerowych przeznaczonych do zastosowań medycznych i farmaceutycznych

• ocena cytotoksyczności w warunkach in vitro zgodnie z normą ISO 10993-5
• ocena interakcji z krwią pod względem właściwości hemolitycznych oraz trombogennych zgodnie z normą ISO 10993-4
• ocena aktywności biologicznej substancji leczniczych w postaci polimerowych systemów kontrolowanego uwalniania

Kierownik Pracowni: prof. dr hab. inż. Ewa Schab-Balcerzak
tel. 32 271 60 77 w. 112
mail: ebalcerzak@cmpw-pan.pl

Zespół badawczy:

prof. dr hab. inż. Mieczysław Łapkowski

dr hab. inż. Bożena Jarząbek, prof. CMPW PAN

dr hab. Henryk Bednarski, prof. CMPW PAN

dr inż. Paweł Gnida

dr. inż. Henryk Janeczek

dr inż. Klaudia Nocoń-Szmajda

dr inż. Mariola Siwy

dr inż. Radosław Motyka

dr hab. Jolanta Konieczkowska

dr inż. Agnieszka Pająk

mgr Andrzej Jankowski

Doktoranci ze Wspólnej Szkoły Doktorskiej Politechniki Śląskiej:

mgr Richa Richa

mgr Muhammad Faisal Amin

mgr Muhammad Raheel Khan

mgr Ayman Abdallah

Tematyka badawcza:

Tematyka badań ukierunkowana jest na określenie wpływu struktury chemicznej nowych materiałów, zarówno związków małocząsteczkowych jak i polimerów na ich właściwości decydujące o możliwościach zastosowania w optoelektronice organicznej, fotonice, czy też jako nowoczesne materiały membranowe.

Zakres badań obejmuje syntezę materiałów funkcjonalnych oraz ich zaawansowaną charakterystykę.
Modyfikacja struktury chemicznej otrzymywanych związków w celu uzyskania odpowiednich właściwości (optycznych, elektrycznych, mechanicznych i separacyjnych) jest prowadzona w oparciu o zasady inżynierii molekularnej i supramolekularnej. Metody te obejmują zarówno modyfikacje dokonywane na etapie syntezy, jak i post-modyfikacje chemiczne z wykorzystaniem odpowiednich grup funkcyjnych, czy też modyfikacje fizyczne polegające na otrzymywaniu cienkich warstw, blend lub kompozytów zawierających rozproszone molekularnie odpowiednie związki z uwzględnieniem sposobu ich wytwarzania.

Ważną cześć badań stanowią próby wykorzystania wyselekcjonowanych związków jako komponentów warstw aktywnych w organicznych urządzeniach optoelektronicznych takich jak: ogniwa fotowoltaiczne, tranzystory polowe, diody elektroluminescencyjne, jako warstwy porządkujące ciekłe kryształy, jako materiały wykazujące efekt fotomechaniczny oraz jako materiały stosowane do wytwarzania membran do separacji gazów w tym membran, w których właściwości separacyjne (transportowe) mogą być sterowane światłem.

Kierownik Zespołu: dr hab. Sławomira Pusz
tel. 32 271 60 77 w. 250
mail: spusz@cmpw-pan.pl

Zespół badawczy:

dr inż. Aleksander Foryś

dr inż. Marcin Godzierz

mgr inż. Andrzej Marcinkowski

mgr inż. Karolina Olszowska

Samodzielny Zespół Mikroskopii prowadzi badania materiałów polimerowych i węglowych metodami:

• transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM)
  – przygotowanie próbek do badań techniką TEM i krio-TEM
  – badanie próbek w trybie kriogenicznym (krio-TEM)
  – badanie próbek w temperaturze pokojowej
  – obrazowanie 3D w technice TEM i krio-TEM
  – opracowanie wyników badań TEM i krio-TEM

• skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM)
  – przygotowanie próbek do badań techniką SEM
  – standardowa analiza morfologii powierzchni lub struktury próbek w trybie wysokiej i  niskiej próżni
  – analiza próbek w trybie środowiskowym ESEM
  – analiza zawiesin wodnych techniką wet-STEM
  – analiza składu pierwiastkowego mikroobszarów techniką EDS
  – opracowanie wyników badań SEM i EDS

• mikroskopii sił atomowych (AFM)
  – przygotowanie próbek do badan techniką AFM
  – standardowe badania morfologii powierzchni (tryb kontaktowy, bezkontaktowy i mieszany – TappingMode^TM)
  – badania morfologii próbek w środowisku cieczy
  – badania morfologii próbek w podwyższonej temperaturze (do 60 ^ᵒC)
  – pomiary właściwości nanomechanicznych próbek (QNM)
  – pomiary właściwości magnetycznych (MFM)
  – pomiary przewodności elektrycznej próbek (PF-TUNA)
  – opracowanie wyników badań AFM