KUŹNIK Wojciech - Stypendia Wspomagające Innowacyjne
Transkrypt
KUŹNIK Wojciech - Stypendia Wspomagające Innowacyjne
Projekt stypendialny SWIFT (Stypendia Wspomagające Innowacyjne Forum Technologii) POKL.08.02.01-24-005/10 Temat: Emission and electroluminescent spectra of selected pyrazoloquinoline derivatives incorporated in polymer matrices Obszar technologiczny: Nanotechnologie i nanomateriały Imię, nazwisko: WOJCIECH KUŹNIK Instytucja, Wydział, Instytut/Katedra: Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów Krótka charakterystyka badań Celem naukowym projektu realizowanego w ramach POKL.08.02.01-24-005/10 było określenie przydatności kilkudziesięciu cząsteczek z grupy pochodnych 2,3-dicyjanopirazyny do produkcji urządzeń optoelektronicznych, których działanie opiera się na zjawiskach nieliniowo-optycznych, takich jak sensory lub przełączniki optyczne czy też modulatory światła. Molekuły wybrane do badań należą do grupy chromoforów typu push-pull, które złożone są z grupy elektronoakceptorowej (w tym wypadku ugrupowanie 2,3-dicyjanopirazyny), elektronodonorowej (m.in. podstawnik metoksylowy, izopropylowy, dimetyloaminowy, tiofenowy, furanowy oraz atom fluoru i atom bromu) połączonych układem sprzężonym (ang. π-linker). Łącznie grupę przeznaczoną do badań in silico w ramach realizowanego projektu SWIFT stanowi 36 cząsteczek. Chromofory push-pull wykazują dobre parametry nieliniowo-optyczne ze względu na efektywne wewnątrzcząsteczkowe przeniesienie ładunku (ang. Intramolecular Charge Transfer - ICT). Substancje tego typu mają potencjalne zastosowanie w sensorach i przełącznikach optycznych. Odpowiedź nieliniowa molekuły jest również zależna od jej bezpośredniego otoczenia, czyli od zmian zachodzących w odległości kilku nanometrów od cząsteczki. Przeprowadzone badania mają zatem związek ze zjawiskami zachodzącymi na poziomie "nano-" i mogą być potencjalnie zastosowanie w nanotechnologii, a materiał kompozytowy powstały w oparciu o badane substancje należy traktować jako nanomateriał. Głównym parametrem przebadanych molekuł wyznaczonym w toku realizacji projektu jest hiperpolaryzowalności dynamiczna β (ω, ω, -2ω), gdzie ω oznacza częstotliwość fali. Parametr ten jest skorelowany z wydajnością danej cząsteczki w procesie generacji drugiej harmonicznej światła (ang. Second Harmonic Generation - SHG). W obliczeniach kwantowo-chemicznych przeprowadzonych w projekcie przyjęto ω= 0.04282 a.u., co odpowiada długości fali λ=1064 nm generowanej przez powszechnie stosowany laser Nd: YAG. Porównanie wartości parametru Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego β (ω, ω, -2ω) pozwoliło wskazać najbardziej perspektywiczne molekuły spośród wybranej grupy 36 pochodnych 2,3-dicyjanopirazyny. Zastosowanie metod chemii kwantowej pozwoliło na porównanie ze sobą znacznie większej liczby molekuł, niż byłoby to możliwe metodami konwencjonalnymi. Takie podejście jest powszechnie stosowane przez działy badawczo-rozwojowe firm poszukujących nowych materiałów i związków optycznie czynnych oraz koncernów farmaceutycznych, które dzięki temu ograniczają wyjątkowo kosztowne i czasochłonne badania laboratoryjne i kliniczne. Podjęcie takiego tematu badawczego w Polsce, a szczególnie w regionie śląskim, jest szczególnie uzasadnione ze względu na przebiegającą właśnie transformację gospodarki kraju i regionu. Technologie średnio-wysokie oraz wysokie muszą stopniowo wypierać technikę niską i średnio-niską. W przeciwnym razie region nie będzie wystarczająco konkurencyjny i następować będzie jego stopniowa degradacja zarówno pod względem ekonomicznym jak i społecznym. Projekt wykorzystuje innowacyjne metody do opracowania nowych materiałów na potrzeby sektora techniki wysokiej, a zatem doskonale wpisuje się w Regionalną Strategię Innowacji oraz jest zgodny z Programem Rozwoju Technologii Województwa Śląskiego na lata 2010-2020. Wsparcie stypendialne w ramach programu SWIFT zaowocowało trzema publikacjami w czasopismach o obiegu międzynarodowym (jedna ukazała się już w druku w Asian Journal of Organic Chemistry, 2, 2013, 422 – 431, a dwie zostały zgłoszone do czasopisma Dyes and Pigments oraz Electrochimica Acta), a także udziałem w międzynarodowej konferencji „11th International Symposium on Functional π Electron Systems”, 2-7 lipca 2013 r., Arcachon (Bordeaux Area), Aquitaine, Francja. Dobra intelektualne powstałe podczas realizacji projektu będą chronione przede wszystkim jako know-how głównego wykonawcy. Prawdopodobne jest również zgłoszenie wzoru użytkowego przez wykonawcę projektu w ciągu roku od zakończenia projektu. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego