Nauka w SMCEBI

Bio-Med · Info-Tech
Nano · Fun

Badanie Dynamiki Molekularnej układów ograniczonych przestrzennie jedno i dwuwymiarowo. W kierunku nowego mikroskopowego opisu przejścia szklistego

Źródło finansowania

NCN, OPUS

Kwota finansowania

1 206 000 PLN

Czas realizacji projektu

od 01-02- 2016r. do 31-01- 2019r.

Opis projektu

CELEM niniejszego projektu jest zbadanie przejść fazowych oraz dynamiki molekularnej w fazie przechłodzonej i szklistej cieczy mało- i wielkocząsteczkowych, o różnym charakterze oddziaływań między molekularnych, ograniczonych przestrzennie jedno i dwuwymiarowo. Nasze komplementarne pomiary potwierdziły heterogeniczną naturę badanych nanomateriałów oraz obecność w układzie dwóch frakcji molekuł, znajdujących się (i) w środku kanału oraz (ii) przy jego ścianach, charakteryzujących się różną mobilnością. Dodatkowo zaobserwowaliśmy, że w pewnych warunkach termodynamicznych temperaturowa zależność czasów relaksacji badanych układów wykazuje wyraźne odchylenie od danych otrzymanych dla materiałów litych, a obserwowany efekt ma wyraźną geometryczną zależność; im większe ograniczenie tym większe jest obserwowane odchylenie. Dotychczasowe badania pozwoliły również na zaobserwowanie istotnej korelacji pomiędzy zachowaniem czasów relaksacji a witryfikacją molekuł przyściankowych. Nasze badania pozwoliły na zaobserwowanie istotnych korelacji pomiędzy właściwościami materiałów litych oraz w warunkach ograniczenia przestrzennego, które wierzymy, że w dalszej perspektywie mogą pozwolić na swobodne przewidywania macro-micro właściwości substancji. Uważamy, że prowadzone eksperymenty umożliwią stworzenie podwalin pod rozwój nanotechnologii związanych z: zastosowaniem układów ograniczonych przestrzennie jako efektywnych nośników substancji aktywnych, otrzymywaniem nowych form polimorficznych, kontrolowaniem morfologii i topologii otrzymywanych kryształów, co może niewątpliwie skutkować stworzeniem nowych, unikalnych nanomateriałów.

Lider projektu

dr hab. Kamil Kamiński

Zespół

dr inż. Paulina Maksym, mgr Olga Madejczyk, mgr Kamila Wolnica

Publikacje

  1. E. Kaminska, M. Tarnacka, K. Jurkiewicz, K. Kaminski, M. Paluch, High Pressure Dielectric Studies on the Structural and Orientational Glass. J. Chem. Phys. 2016, 144, 054503
  2. K. Kołodziejczyk, M. Tarnacka, E. Kaminska, M. Dulski, K. Kaminski, M. Paluch, Crystallization Kinetics Under Confinement. Manipulation of the Crystalline Form of Salol by Varying Pore Diameter, Crystal Growth & Design 2016, 16, 1218–1227
  3. E. Kaminska, M. Tarnacka, O. Madejczyk, A. Chrobok, K. Kaminski, M. Paluch, Observation of the nearly constant loss in super rigid saccharides. In search for a hidden crossover in dynamics deep in the glassy state. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 8901-8910
  4. M. Tarnacka, E. Kaminska, K. Kaminski, C. M. Roland and M. Paluch, Interplay between core and interfacial mobility and its impact on the measured glass transition. Dielectric and calorimetric studies, J. Phys. Chem. C 2016, 120, 7373–7380
  5. M. Tarnacka, W. K. Kipnusu, E. Kaminska, S. Pawlus, K. Kaminski and M. Paluch, The peculiar behavior of molecular dynamics of glass-forming liquid confined in the native porous materials - The role of negative pressure. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 23709 – 23714
  6. M. Tarnacka, K. Kaminski, E. U. Mapesa, E. Kaminska, M. Paluch, Studies on the Temperature and Time Induced Variation in the Segmental and Chain Dynamics in Poly(propylene glycol) Confined at the Nanoscale. Macromolecules 2016, 49 (17), 6678–6686
  7. O. Madejczyk, K. Kaminski, K. Jurkiewicz, M. Tarnacka, E. Kaminska, A. Burian, M. Paluch, Interplay between length scales of static range ordering and dynamical heterogeneities as a key factor underlying molecular dynamics of Orientational Disordered Crystal and supercooled phase. Scientific Reports 2017, 7, 42103
  8. K. Adrjanowicz, K. Kaminski, G. Szklarz, M. Tarnacka, M. Paluch, Predicting Nanoscale Dynamics of a Glass-Forming Liquid from its Macroscopic Bulk Behavior and Vice Versa. J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 696−702
  9. O. Madejczyk, E. Kamińska, M. Tarnacka, M. Dulski, K. Jurkiewicz, K. Kamiński, M. Paluch, Studying the crystallization of various polymorphic forms of nifedipine from binary mixtures with the use of different experimental techniques. Mol. Pharm. 2017, 14 (6), 2116–2125
  10. 10. M. Tarnacka, O. Madejczyk, K. Kaminski, M. Paluch, Time and Temperature as Key Parameters Controlling Dynamics and Properties of Spatially Restricted Polymers. Macromolecules 2017, 50 (13), pp 5188–5193
  11. M. Tarnacka, O. Madejczyk, M. Dulski, P. Maksym, K. Kaminski, M. Paluch, Is There a Liquid-Liquid Transition in Confined Triphenyl Phosphite? J. Phys. Chem. C 2017, 121 (35), pp 19442–19450.