Logo UJMACROMOLECULAR   NANOFILMS
for electronics and biotechnology
Logo AGH
Menu
Investigation
Other
Badania : wyniki

Prowadzone badania można podzielić na 4 grupy:
  • tworzenie struktur o zadanych rozmiarach, pokrywających kilka rzędów wielkości, i ich porządkowanie
  • wykorzystanie samo-organizacji nanowarstw makromolekuł dla opto-elektroniki – m.in. do ogniw słonecznych
  • jednoczesne zastosowanie miękkiej litografii i samo-organizacji dla plastikowej elektroniki oraz
  • biotechnologii.


1. Zademonstrowano sposoby obniżenia poprzecznych rozmiarów R struktur nanowarstw układów nie-mieszalnych polimerów, jeżeli osadzanie z roztworu (R~1 μm) jest zastąpione przez zastosowanie nanocząsteczek utworzonych z miniemulsji (R~10÷200 nm; Rysunek a; współpraca z z prof. K. Landfester, Ulm) lub wzorów kondensacyjnych pary wodnej o lokalnym uporządkowaniu heksagonalnym (R~60÷400 nm; Rysunek b). Potencjalne zastosowania tych materiałów to ogniwa słoneczne (R jest bliższe długości dyfuzji ekscytonu) lub piko-litrowa analiza biochemiczna. Z kolei struktury o rozmiarach R~10 μm, ważne np. w problemach adsorpcji komórek, uzyskiwano za pomocą niestabilności konwekcyjnych lub mikrowytłaczania (miękka litografia, Rysunek c).


2. We współpracy z dr A. Bernasikiem, AGH, oraz prof. Ellen Moons, Karlstad zaobserwowano i określono warunki spontanicznego tworzenia się lamelli w nanowarstwach mieszanin makromolekuł modelowych oraz sprzężonych: polimer przewodzący/polimer izolujący, polimer półprzewodzący/polimer izolujący oraz polimer półprzewodzący (typu p)/pochodna fullerenu (typu n, PCBM, Rysunek ). Są one kandydatami do tworzenia odpowiednio: powłok o anizotropowym przewodnictwie, tranzystorów polowych FET, oraz ogniw słonecznych. Wydajność foto-ogniw jest wydatnie zwiększona przez hetero-złącza powstające spontaniczne między ciągłymi fazami molekuł typu n i typu p (Rysunek).


3. We współpracy z prof. M. Lieberman, Notre Dame (USA), zaobserwowano i określono warunki spontanicznego odtwarzania chemicznego wzoru podłoża przez nanowarstwy mieszanin modelowych, zachodzące w trakcie ich osadzania na wirujące podłoże (Rysunek). Określono wpływ stopnia współmierności przestrzennej (rozmiar domen/period wzoru) i współmierności składu mieszaniny i wzoru chemicznego na anizotropową morfologię nanowarstw (Rysunek c). Zademonstrowano wielko-obszarowe (Rysunek d) odwzorowanie mikro-wzoru podłoża, utworzonego na złocie i krzemie, przez deponowane nanowarstwy mieszanek makromolekuł sprzężonych: polimer przewodzący/polimer izolujący oraz polimer półprzewodzący/polimer izolujący. Celem tych badao jest opracowanie strategii tworzenia obwodów scalonych plastikowej elektroniki zintegrowanych z elementami elektroniki klasycznej. O wadze problemu świadcz fakt, że wyniki pracy trafiły na okładkę czasopisma Synthetic Metals.


4. Zaobserwowano znaczącą różnicę adsorpcji białek dla powierzchni różnych polimerów oraz opracowano metodę ilościowej charakteryzacji tej adsorpcji na podstawie numerycznej analizy obrazów fluorescencyjnych. Celem tego projektu, prowadzonego we współpracy z dr hab. Małgorzatą Lekka, IFJ PAN, jest opracowanie metod tworzenia nanowarstw polimerowych o regularnych mikro-wzorach, zdolnych do selektywnej adsorpcji białek a więc prowadzących do ich regularnego ułożenia w tzw. mikro-macierze białek (Rysunek). Takie mikro-macierze są podstawą rozwoju szybkich technik analizy biochemicznej (ang. protein biochip technology). Białka zaadsorbowane do powierzchniowych wzorów polimerów nie powinny utracid swej aktywności biologicznej, a więc powinny móc wiązad się specyficznie w pary białko-ligand.


Połączenie wyników uzyskanych w ramach wszystkich prowadzonych badań, pozwala sądzid, iż możliwe będzie opracowanie wykorzystujących samo-organizację metod produkcji sensorów molekuł organicznych w postaci nanowarstw polimerów sprzężonych. Badania takie zainicjowano w ramach współpracy z dr Ioannisem Raptisem, NCSR Demokritos, Ateny. Niezależnie od tego tematu, bardzo intensywna współpraca z grupą grecką oraz z 7 innymi partnerami będzie rozwijana (od 1 maja 2008) wokół projektu Unii Europejskiej (7 Program Ramowy, ICT-2007-2) o nazwie PYTHIA (strona internetowa: www.pythia-project.eu). Celem projektu PYTHIA (Rysunek) jest budowa superczułego (dla koncentracji nawet ~1ng/mL dla markerów nowotworowych) układu (bez-znacznikowych, interferometrycznych) biosensorów pozwalających na wczesne wykrywanie trzech różnorodnych chorób (raka prostaty, barwnikowego zwyrodnienia siatkówki i gruczolakowatości wewnątrzwydzielniczej).

 Badania
 Dołącz do nas