Logo Uczelnia Badawcza
Logo Arqus
Logo Unii Europejskiej
cel ozdobny

Materiały funkcjonalne

cel ozdobny

Materiały funkcjonalne

WIODĄCA DYSCYPLINA:
NAUKI CHEMICZNE

Zakres tematyczny:
szeroki zakres nowoczesnej chemii i fizyki

Kierunki studiów związane z POB:
Chemia

Rada Naukowa Priorytetowego Obszaru Badawczego Materiały funkcjonalne:

  • prof. dr hab. Elżbieta Gumienna-Kontecka
  • prof. dr hab. Marcin Stępień
  • prof. dr hab. Anna Trzeciak

Badania mają charakter podstawowy, jednak ich wyniki stwarzają podstawy projektowania nowych materiałów. Przedmiotem badań są m.in. materiały luminescencyjne, magnetyki molekularne i materiały spin-crossover; materiały ferroiczne; materiały typu MOF, polimery koordynacyjne i hybrydy organiczno-nieorganiczne. Rozwijane są metody syntetyczne z wykorzystaniem katalizy, projektuje się i otrzymuje chromofory i fluorofory organiczne, związki elektroaktywne i półprzewodniki organiczne, ciekłe kryształy i polimery, a także związki biologicznie aktywne.

Najwybitniejsi Uczeni

prof. dr hab. Cyryl Latos-Grażyński

Specjalista w zakresie chemii organicznej, szczególnie w obszarze chemii karbaporfirynoidów i metalokarbaporfirynoidów. Do najważniejszych osiągnięć zalicza okrycie konwersji benzenu do cyklopentadienu w kompleksach rodu(III) z m-benziporfiryna i p-benziporfiryna, syntezę 21-karba-23-tiaporfiryny oraz jej dimeru zawierającego równolegle przesunięte jednostki 21- karba-23 tiaporphyriny z wbudowanym fragmentem, dihydrofulwalenowym, metody racjonalnej syntezy fenantriporfirynoidów — karbaporfirynoidów z wbudowanym fragmentem fenantrenowym lub helicenowym, określenie struktury molekularnej oraz elektronowej paramagnetycznych kompleksów rutenu z karbaporfirynoidami, określenie wpływu konformacji metalocenu na delokalizację aromatyczną metalocenoporfirynoidów, syntezę mezo-tetraarylo-21-karbaporfiryny. Na podkreślenie zasługują rezultaty realizacji projektu Maestro, które doprowadziły do zasadniczej jakościowo zmiany w makrocyklicznej chemii metaloorganicznej. W szczególności zidentyfikowano grupę bezprecedensowych motywów makrocyklicznych (helicenoporfiryna, mezo-tetrarylo- 21-karbaporfiryna, 21-karba-23-tiaporfiryna) i koordynacyjnych (motyw rodacyklopropanu, 21- pallada-23-telluraporfiryna czy rutenocenoporfiryny a przede wszystkich kompleksy rodu(III) i złota(III) z 21-karbaporfiryna). Wykreowano modyfikowalne platformy molekularne, kreujące specyficzne metaloorganiczne otoczenia. Unikatowa, metaloorganiczna „matryca” dała szansę pułapkowania hipotetycznych stanów, postulowanych w mechanizmach procesów syntetycznych, także katalitycznych. Członek rzeczywisty PAN (od 2016), członek korespondent PAN (od 2004), w swoim dorobku posiada ponad 250 prac.

prof. dr hab. Ryszard Jakubas

Specjalista w zakresie chemii fizycznej, szczególnie w obszarze projektowania i badania materiałów ferroelektrycznych. Najważniejszym osiągnięciem w ostatnich dziesięciu latach było zsyntezowanię i wykonanie charakterystyk fizykochemicznych 6-ciu nowych związków ferroelektrycznych należących do dwóch klas tj. halogenobizmutanów(III) i halogenoantymonianów (III) na bazie małych amin organicznych: (i) (C2N2H5)2SbCl5, (C5H5NH2)3Sb2Cl9, (NH2 =CH ? NH2)3Bi2I9 i (CH3CH2NH3)2BiCl5, (ii) bromowodorek diizopropyloaminy (DIPB) i diizobutyloaminy (DIBB). DIPB jest jednych z pierwszych przykładów prostego ferroelektryka molekularno-jonowego wykazującego bardzo dużą wartość polaryzacji spontanicznej (Ps), porównywalnej do tych w klasycznych ferroelektrykach tlenkowych. W związku z tym, że nie zawiera on metali ciężkich, jest materiałem alternatywnym dla silnie toksycznych ferroelektryków na bazie Pb. Z kolei DIBB jest pierwszym przykładem w literaturze ferroelektryka wykazującego tzw. ferroelektryczność „skośną” oraz właściwości elastyczne charakterystyczne dla kryształów z przejściami fazowymi martenzytycznymi, co jest unikatowe w kryształach niemetalicznych. Istotnym osiągnięciem była kompleksowa charakterystyka nowej grupy ferroelektryków organicznych, podstawionych pochodnych imidazolu, wykazujących unikatowe właściwości elastyczne (flexible organic ferroelectric) w ramach współpracy międzynarodowej (nieformalnej) z grupa Profesora Stoddart J. Frasera (noblista w dziedzinie chemii, 2016).

prof. dr hab. Marcin Stępień

Specjalista w zakresie syntezy organicznej i w projektowaniu materiałów organicznych. Do najważniejszych osiągnięć należy zaliczyć rozwinięcie chemii syntetycznej związków aromatycznych i hetero aromatycznych: Metoda fold-in umożliwiająca syntezę zakrzywionych układów aromatycznych, Zsynchronizowane homosprzęganie, prowadzące do struktur aromatycznych o ekstremalnych nieprężeniach wewnętrznych, Modularna synteza donorowo-akceptorowych struktur pirolowych i oligopirolowych, Otwartopowłokowe makrocykle koronoidalne, Cylindrycznie skoniugowane struktury aromatyczne o nietrywialnych topologiach.

prof. dr hab. Anna Trzeciak

Specjalista w zakresie chemii koordynacyjnej i katalizy z udziałem związków metali przejściowych oraz nanocząstek metali. Najistotniejszym osiągnięciem było odkrycie efektu polegającego na zwiększeniu selektywności hydroformylacji w obecności wody, użytej jako rozpuszczalnik lub tylko dodatkowy składnik obok rozpuszczalnika organicznego. Ten wynik może być potencjalnie wykorzystany w procesie przemysłowym produkcji aldehydów. Do pozostałych najważniejszych osiągnięć należy wykazanie przydatności pirolilofosfin jako ligandów modyfikujących w hydroformylacji propenu i butenu-1 oraz innych węglowodorów nienasyconych, rozwinięcie strategii syntezy związków karbonylowych z grupami akrylowymi poprzez tandemowe sprzęganie Hecka z udziałem alkoholi allilowych jako substratów, Opracowanie efektywnego układu katalitycznego do jednoetapowej syntezy amidów i opisanie mechanizmu jego działania, zidentyfikowanie aktywnych form katalizatorów palladowych w reakcji Suzuki z udziałem kompleksów typu PEPPSI, zawierających w swoim składzie ligand NHC oraz pirydynę lub aminę. Poznanie mechanizmu reakcji jest kluczowe dla projektowania jeszcze bardziej wydajnych układów katalitycznych z tymi kompleksami, opracowanie nowych palladowych układów katalitycznych heterogenizowanych w materiałach typu MOF oraz charakterystyki ich budowy i sposobu działania, wykazania, że chiralne ciecze jonowe są dobrymi czynnikami indukcji asymetrycznej w reakcji sprzęgania Hecka i w niektórych przypadkach mogą zastąpić ligandy fosfinowe. Uzyskane wyniki dostarczają nowej wiedzy na temat modyfikującego wpływu cieczy jonowych i wskazują parametry, które decydują o zwiększonej aktywności takich układów.

prof. dr hab.  Eugeniusz Zych

Specjalista w zakresie projektowania i charakterystyki materiałów luminescencyjnych. Odkrycie, opisanie właściwości oraz wyjaśnienie mechanizmu funkcjonowania dwóch rodzin materiałów termoluminescencyjnych na bazie (i) Lu2O3 oraz (ii) LuPO4 i YPO4 aktywowanych odpowiednimi jonami lantanowców lub pierwiastków d-elektronowych. Pokazano m. in. możliwość celowej modyfikacji i zarządzania ich funkcjonalnością poprzez modyfikacje procesu technologicznego oraz modyfikacje składu matryc tak, by zmieniać energetyczny zakres pasma energii wzbronionej.

Najwybitniejsi Młodzi Uczeni

dr hab. Bartosz Szyszko

Najważniejsze osiągniecia to synteza fenantriporfiryny i ustalenie, ze makrocykl ten może być rozbudowywany na szereg sposobów, generując klasę rozszerzonych fenantriporfiryn — makrocykli o nietypowych właściwościach stereodynamicznych i reaktywności. Na prace w tym obszarze uzyskano finansowanie z NCN. Projekt jest realizowany w ramach grantu Sonata 13 (2017/26/D/ST5/00184). Istotne jest także odkrycie reakcji kontrakcji pierścienia fenylenowego wbudowanego w szkielet kompleksów palladu(II) oraz złota(III) para-benziporfiryny. Badania w tym obszarze były częściowo finansowane w ramach grantu Preludium I (2011/01/N/ST5/ 02557) z Narodowego Centrum Nauki.

dr Jakub Cichos

Opracowanie metody pokrywania hydrofobowych nanoczastek warstwa SiO2. Osiągniecie to zostało docenione przez Fundacje na rzecz Nauki Polskiej i uhonorowane stypendium START.

dr inż. Sławomir Potocki

Wyjaśnienie mechanizmu wiązania i koordynacji jonów metali przez transportery błonowe z rodziny ZIP — Nagroda Pulidori za dorobek naukowy, uhonorowanie wykładem oraz publikacją w czasopiśmie Włoskiego Towarzystwa Chemicznego — „International Symposium on Metal Complexes”, Pavia, Włochy, 8 – 12.06.2014. Wyniki opisane również w Journal of Inorganic Biochemistry, 2013.

dr Nurbey Gulia

Po stażu naukowym na uniwersytecie w Houston (University of Houston, USA) w grupie prof. Olafsa Daugulisa rozpoczął na Wydziale Chemii UWr nową tematykę związaną z aktywacją wiązania C–H na węglu o charakterze alifatycznym i aromatycznym. Kontynuacja współpracy z zespołem prof. Daugulisa po powrocie ze stażu zaowocowała publikacją, która ukazała się w roku 2018. Zasadnicza cześć dotychczas opublikowanych wyników syntetycznych w tematyce aktywacji C–H była zrealizowana w Houston. Grant badawczy NCN (2017/26/D/ST5/00112) uzyskany w 2018 r. pozwolił na kontynuację prac syntetycznych w szerokim zakresie we Wrocławiu.

Projekt „Zintegrowany Program Rozwoju Uniwersytetu Wrocławskiego 2018-2022” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej z Europejskiego Funduszu Społecznego

NEWSLETTER
E-mail