Tematy prac magisterskich 2017/2018 dr hab. Ireneusz Kownacki

Tematy prac magisterskich 2017/2018
dr hab. Ireneusz Kownacki
Pracownia chemii i technologii polimerów nieorganicznych
Zespół Dydaktyczny Chemii Nieorganicznej
1.
Synteza nowych cyklometalowanych kompleksów irydu(III) i ich zastosowanie jako emiterów
fosforescencyjnych dla organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLED)
Z uwagi na coraz szersze wykorzystanie efektów badań nad materiałami elektroluminescencyjnymi
(fluorescencyjnymi) w produkowanych na skalę światową przedmiotach codziennego użytku, takich jak
wyświetlacze mobilnych urządzeń elektronicznych, a ostatnio także ekranów telewizyjnych, w obszarach
wiedzy obejmujących chemię i inżynierię materiałów, na przestrzeni ostatnich lat, obserwuje się stale
wzrastające zainteresowanie tą tematyką, szczególnie w kontekście poszukiwania nowych wydajnych, a
zarazem energooszczędnych polimerowych źródeł światła, wykorzystujących zjawisko fosforescencji,
które polega na emisji promieniowania elektromagnetycznego ze stanów trypletowych. Tego typu
promieniste
przejścia
ze
stanu
trypletowego
do
podstawowego
charakterystyczne
są
dla
metaloorganicznych połączeń metali ciężkich, min. irydu. Wykorzystanie tej technologii umożliwi
uzyskanie warstw emisyjnych o wewnętrznej wydajność kwantowej zbliżonej do 100%. W tym miejscu
należy zaznaczyć, że obecnie dostępne na rynku wyświetlacze elektroluminescencyjne pracują w oparciu o
zjawisko fluorescencji, czyli ich wewnętrzna, teoretyczna wydajność kwantowa może osiągnąć
maksymalnie wartość 25%.
Mając na uwadze powyższe, uwzględniając trendy w światowych badaniach, przedmiotem pracy
magisterskiej
będzie
synteza
nowych
kompleksów
irydu(III)
stabilizowanych
pochodnymi
benzo[h]chinoliny oraz fenylopirydyny i ich zastosowanie jako emiterów organicznych diod
elektroluminescencyjnych (OLED). Praca swoim zakresem będzie obejmowała opracowanie efektywnych
metod syntezy wyżej
wymienionych aromatycznych związków heterocyklicznych zawierającymi w
swojej strukturze ugrupowania umożliwiającymi transport energii pomiędzy matrycą a emiterem, tzn.
wykazującymi właściwości półprzewodnikowe typy p i n. Celem badań będzie opracowanie
stechiometrycznych i katalitycznych metod syntezy pochodnych opartych o układ fenylopirydynowy oraz
funkcjonalizacji benzo[h]chinoliny w kierunku związków o zaprojektowanych właściwościach,
dotychczas nie odnotowanych w literaturze, a następnie ich zastosowanie w syntezie nowych połączeń
koordynacyjnych irydu(III).
Praca magisterska wykonywana pod moim kierunkiem będzie miała charakter zarówno syntetyczny
(synteza nieorganiczna oraz metaloorganiczna), jak również katalityczny (zastosowanie reakcji
katalitycznych w syntezie organicznej). Rodzaj prowadzonych eksperymentów umożliwi dyplomantowi
zapoznanie się z najnowocześniejszą aparaturą analityczną oraz technikami analitycznymi (GC, GC-MS,
DIP, DEP, LCMS, UV Vis, NMR itp.).
2.
Synteza nowych metala-N-heterocyklicznych ligandów oraz ich zastosowanie w syntezie N,Ccyklometalowanych kompleksów irydu(III)
Prace związane z poszukiwaniem nowych emiterów fosforescencyjnych dla organicznych diod
elektroluminescencyjnych (OLEDów) zaliczane są obecnie do najważniejszych nurtów badań w obszarach
chemii i inżynierii materiałów, przede wszystkim ze względu na fakt, że ich efekty znajdują liczne
zastosowania w przedmiotach codziennego użytku, jak na przykład wyświetlacze w urządzeniach
mobilnych.
Urządzenia
optoelektroniczne
nowej
generacji
zbudowane
z
mało-,
jak
i
wielkocząsteczkowych związków organicznych, włączając materiały typu gość/gospodarz, posiadają
właściwości nieosiągalne dla swoich odpowiedników wykonanych z półprzewodników nieorganicznych,
np. możliwość uzyskiwania warstw emisyjnych o dużej powierzchni (również na podłożach elastycznych),
łatwość modyfikacji związków organicznych/metaloorganicznych, niskie koszty wytwarzania wynikające
z możliwości stosowania drukarskich metod roztworowych niewymagających stosowania wysokiej próżni
i wysokich temperatur.
Tematyka badawcza podjęta w ramach pracy magisterskiej będzie dokładnie wpisywała się w trendy
światowych badań i obejmowała będzie syntezę nowych N-heterocyklicznych związków aromatycznych
posiadających w swojej strukturze co najmniej trzy skondensowane pierścienie aromatyczne oraz
ugrupowania zawierające atomy metaloidów, np. Si, Ge, B, P, które w kolejnej fazie realizowanych
zagadnień badawczych będą zastosowane jako ligandy w otrzymywaniu nowych N,C-cyklometalowanych
kompleksów irydu(III). Praca swoim zakresem będzie obejmowała opracowanie efektywnych metodologii
otrzymywania
metala-funkcyjnych
N-heterocyklicznych
związków
aromatycznych,
np.
4-aza-9-
metalafluorenów oraz ich zastosowanie w syntezie N,C-cyklometalowanych kompleksów irydu(III). W
niniejszej pracy przeprowadzone zostaną również badania podstawowych właściwości fotofizycznych
otrzymanych kompleksów w kontekście możliwości ich dalszego zastosowania, jako emiterów
fosforescencyjnych dla organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLEDów).
Praca magisterska wykonywana pod moim kierunkiem będzie miała charakter zarówno syntetyczny
(synteza nieorganiczna oraz metaloorganiczna), jak również katalityczny (zastosowanie reakcji
katalitycznych w syntezie organicznej). Rodzaj prowadzonych eksperymentów umożliwi dyplomantowi
zapoznanie się z najnowocześniejszą aparaturą analityczną oraz technikami analitycznymi ((GC, GC-MS,
DIP, DEP, LCMS, UV Vis, NMR, itp.).
3.
Silseskwioksany modyfikowane PEG i cieczami jonowymi - ligandy dla kompleksów metali
przejściowych lub nowoczesne rozpuszczalniki w procesach syntezy związków krzemoorganicznych
Silseskwioksylowe i siloksylowe kompleksy metali przejściowych (głównie Rh) stanowią efektywne
katalizatory procesu hydrosililiowania olefin i alkinów, umożliwiające syntezę produktów z odpowiednią
stereoselektywnością i wysokimi wydajnościami. Celem niniejszego projektu jest modyfikacja
silseskwioksanów ciekłymi polimerami i cieczami jonowymi, które w zależności od obecności grup
funkcyjnych lub jego braku mogą być bezpośrednio wprowadzone do strefy koordynacyjnej metalu lub
stosowane jako rozpuszczalnik o dużym powinowactwie do tradycyjnych silseskwioksylowych i
siloksylowych kompleksów metali przejściowych. W ramach pracy zostanie sprawdzona aktywność
katalityczna uzyskanych katalizatorów w procesach hydrosililowania w tradycyjnych oraz nowoczesnych
mediach reakcyjnych (także z udziałem sprężonego i nadkrytycznego CO 2 ). Taka efektywna
immobilizacja katalizatorów pozwoli (w kombinacji z CO 2 ) stworzyć układy umożliwiające
przeprowadzenie wielu powtórzeniowych cykli katalitycznych, co ma istotne znaczenie dla zwiększenia
udziału katalizy homogenicznej w przemyśle.
Dodatkowo magistrant(ka) zapozna się z wieloma technikami analitycznymi stosowanymi do interpretacji
uzyskanych wyników (NMR, IR, GC-MS, ICP) ), z pracą laboratoryjną w warunkach bezwodnych i
beztlenowych oraz z wykorzystaniem wysokociśnieniowych reaktorów.
4.
nie
Termin indywidualnych spotkań kierowników
nie
miejsce, data, godzina
Miejsca pisane kursywą proszę zastąpić odpowiednimi danymi.