Pozytywna energia
Nowe, trwalsze, bardziej wytrzymałe – takie mają być polimery fotoluminescencyjne, czyli materiały emitujące światło, które opracowuje zespół badawczy dr. Andrzeja Swinarewa z Zakładu Biomateriałów Wydziału Informatyki i Nauki o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego
Gdy dr Andrzej Swinarew rozpoczynał pracę naukową pod czujnym okiem nieżyjącego już prof. zw. dr. hab. inż. Andrzeja Stolarzewicza, nie przypuszczał, jak szerokie zastosowanie będą mieć badane przez niego polimery syntetyczne o właściwościach fotoluminescencyjnych. Czując się odpowiedzialnym za prace rozpoczęte w zespole swojego opiekuna naukowego, postanowił kontynuować badania i zgromadził grupę naukowców pracujących nad właściwościami tych fascynujących materiałów. Poza dr. Swinarewem zespół tworzą także dr hab. Zbigniew Grobelny, dr inż. Sylwia Golba, mgr Magdalena Szklarska, mgr Marta Łężniak oraz mgr Jadwiga Gabor.
Na początku grupa zajmowała się zastosowaniem monomerów fotoluminescencyjnych do syntezy polimerów o takich właściwościach. Dopiero później okazało się, jak bardzo te materiały opanowały rynek. Potem zaczęły się eksperymenty z nowymi związkami i substancjami, które umożliwiły badanie zmieniających się właściwości polimerów. Dzięki temu zespół może pochwalić się kilkoma patentami, przy czym przygotowywane są już kolejne zgłoszenia. Udało się, między innymi, uzyskać specjalne włókna fotoluminescencyjne, które posłużą do zabezpieczenia takich materiałów, jak dokumenty państwowe, banknoty czy dokumenty certyfikowane. Włókna wbudowane w materiał emitują bowiem odpowiednią długość fali podczas naświetlania. W Muzeum Papiernictwa w Dusznikach Zdroju, przy współpracy z dziekanem Politechniki Łódzkiej, wykonane zostały testy, eksperyment zakończył się sukcesem.
Jak tłumaczy dr Swinarew, chodzi o to, aby otrzymany materiał nie tylko jak najlepiej odwzorowywał wybrany kolor, lecz również był możliwie najbezpieczniejszy dla środowiska, długotrwały i odporny na działanie warunków atmosferycznych. Zastosowanie jest szerokie. Jednym z przykładów są wszelkiego rodzaju wyświetlacze. Naukowcy pracują nad tym, by OLED-y (Organic Light-Emitting Device), którymi się zajmują, nie miały krótszego okresu działania od popularnych dziś ekranów plazmowych czy LCD.
Zespół badawczy pracuje w jednym z najlepiej wyposażonych laboratoriów w Polsce. Na jego stan składają się m.in. FTIR – służący do oznaczania grup funkcyjnych w podczerwieni; jeden z najmocniejszych w Europie system do UHPLC (Ultra High Performance Liquid Chromatography), czyli chromatografia cieczowa służąca separacji i identyfikacji związków; chromatograf żelowy do analizy materiałów wysokocząsteczkowych z detektorem rozproszenia światła i, wreszcie, unikat na skalę światową, MALDI-TOF/TOF MS-MS – analizator laserowy czasu przelotu wyposażony w podwójny tor analityczny oraz celę kolizyjną do możliwości fragmentacyjnych, który mierzy bezwzględne masy cząsteczkowe substancji. Na podstawie fragmentów powstających w wyniku rozkładu danego związku, naukowcy mogą mówić o jego budowie wewnętrznej: z jakich elementów się składa, ile ich jest, jak są połączone i jakie tworzą struktury.
Polimerem wyjściowym są poliole. Wystarczy niewielka modyfikacja budowy takiej substancji i już zmienia się jego właściwość. Okazuje się, że ten sam materiał może równie dobrze zostać zastosowany w górnictwie, jak również do produkcji pian poliuretanowych służących do montowania okien, w syntezie materiałów budowlanych czy w postaci polimeru świecącego do budowy wyświetlacza telewizora. Można z nich przygotować także fantomy do prognozowania leczenia guza mózgu w onkologii. Wystarczy jednak zmiana w składzie substancji rzędu 1 promila i już otrzymywane są inne właściwości. Dlatego skład ten musi być powtarzalny i to właśnie stanowi największe wyzwanie dla techników. – Musimy w taki sposób dopasować parametry, aby za każdym razem otrzymywać to, czego oczekujemy. Posiadamy dane, ale czasem jest to kwestia temperatury otoczenia, wilgotności, a nawet tego, w jaki sposób dana substancja jest wkraplana do reaktora. Dlatego tak trudno o powtarzalność – wyjaśnia mgr Łężniak.
Zespół działa mocno na rzecz skomercjonalizowania wyników swoich badań i wprowadzenia na rynek materiałów fotoluminescencyjnych.
Małgorzata Kłoskowicz
Artykuł ukazał się drukiem w numerze 9 (199) „Gazety Uniwersyteckiej UŚ” (czerwiec 2012)
