Zapraszamy na na kolejny wykład z serii Frontiers in Chemistry, który odbędzie się 14 kwietnia 2023 (piątek) o godz 9:00 w Auli Wydziału Chemii (ul. Uniwersytetu Poznańskiego 8, 61-614 Poznań).
Wykład pt. „Materiały hybrydowe: projektowanie i nowe kierunki zastosowań” wygłosi Rektor Politechniki Poznańskiej, prof. dr hab. inż. Teofil Jesionowski.
Abstrakt:
Intensywny rozwój technologiczny i wymagania użytkowe stawiane nowoczesnym materiałom o zdefiniowanych właściwościach determinują nowe wyzwania w kierunku projektowania zaawansowanych, funkcjonalnych układów hybrydowych. Dzięki połączeniu dwóch lub większej liczby komponentów (głównie nieorganicznych i pochodzenia naturalnego - biopolimery) wytwarzane są materiały o ulepszonych właściwościach i dużym znaczeniu praktycznym.
Tematyka wykładu dotyczyć będzie aktualnych trendów w rozwoju zaawansowanych materiałów hybrydowych. Opisane zostaną metody ich projektowania/wytwarzania, charakterystyki, jak i przede wszystkim wskazane będą najważniejsze obszary ich wykorzystania, m.in. w takich obszarach jak: unieszkodliwianie związków organicznych czy metali szkodliwych dla środowiska, wytwarzanie materiałów do zastosowań w medycynie, formowanie zaawansowanych sensorów, immobilizacja enzymów, elektrochemia, kataliza - w tym fotokataliza etc.
Obecnie dużym zainteresowaniem wśród naukowców cieszą się materiały pochodzenia naturalnego, pozyskiwane z biomasy lub innych źródeł. Coraz większe znaczenie w tym aspekcie ma lignina i jej pochodne. Ligninę podaje się modyfikacji/aktywacji chemicznej nadając jej powierzchni czy strukturze odpowiednią funkcjonalność chemiczną. Materiały hybrydowe wytwarzane z udziałem ligniny i wybranych tlenków (np. SiO2, Al2O3, ZnO, TiO2, Fe3O4) mogą pełnić funkcję zaawansowanych napełniaczy, czy komponentów proekologicznych materiałów ściernych, cementowych lub biosensorów.
Bardzo dużym zainteresowaniem cieszy się również chityna, polisacharyd o unikalnych właściwościach. Ciekawy kierunek badań dotyczy mineralizacji chityny w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Również gąbki morskie czy ich pochodne (szkielety, w tym formy skarbonizowane), ze względu na swoją unikalną, przestrzenną strukturę oraz właściwości stanowią obiekt licznych badań. Stosowane są jako adsorbenty metali szkodliwych i nośniki enzymów. Wraz z zaadsorbowanymi na ich powierzchni barwnikami, zarówno pochodzenia naturalnego, jak i syntetycznymi, tworzą układy hybrydowe o właściwościach przeciwutleniających, antybakteryjnych oraz katalitycznych.
Z kolei inny kierunek rozwoju materiałów hybrydowych to ich zastosowanie, jako nośniki, w immobilizacji enzymów, a następnie wytwarzanie biosensorów enzymatycznych. W tym celu jako komponenty stosuje się nanomagnetyt, ligninę, polidopaminę, poli(kwas kawowy) itp., jak i odpowiednie enzymy dedykowane do zastosowań środowiskowych lub medycznych. Alternatywnie prowadzone są prace nad projektowaniem sensorów bez udziału enzymów.
Nie mniej ważnym zagadnieniem jest wytwarzanie tlenkowych układów hybrydowych o utylitarnym znaczeniu w fotokatalizie czy innych procesach. Ciekawym obszarem badań jest zastosowanie nowoczesnych układów hybrydowych w projektowaniu membran do zastosowań w biokatalizie, czy szerzej w procesach biotechnologicznych.