Dynamiczna Krystalografia Kwantowa
Kierownik zespołu: dr hab. Anna Hoser
Adres e-mail Kierownika: a.hoser@uw.edu.pl
Krótki opis tematyki badawczej:
W ramach prac naszej grupy badawczej zajmujemy się badaniami polimorfizmu. Polimorfizm jest bardzo ważnym zjawiskiem, ponieważ różne odmiany polimorficzne tej samej substancji wykazują różne właściwości fizykochemiczne (temperatura topnienia, rozpuszczalność itp.). Odmiany polimorficzne tej samej substancji mogą także wykazywać różną aktywność biologiczną, co jest ważne dla przemysłu farmaceutycznego. Niestety, bardzo trudno jest przewidzieć, która odmiana polimorficzna jest bardziej stabilna w danej temperaturze, ponieważ różnice w energii swobodnej między odmianami polimorficznymi są bardzo małe. Ponadto często zdarza się, że postać, która jest bardziej stabilna w niskiej temperaturze, staje się mniej stabilna w temperaturze pokojowej. Może to prowadzić do nieoczekiwanych i niepożądanych przejść fazowych między odmianami polimorficznymi. Dlatego też, poszukiwane są metody teoretyczne, które pozwalałaby szybko przewidywać stabilność odmian polimorficznych. Oszacowanie temperatury przejścia fazowego dla danego układu polimorficznego wymaga długich obliczeń energii swobodnej. Aby skrócić obliczenia, pomija się udział entropii wibracyjnej i konfiguracyjnej. Może to prowadzić do uzyskania niepoprawnych przewidywań kolejności stabilności odmian polimorficznych.
W naszej grupie opracowujemy nowe metody, które umożliwią szybkie oszacowanie entropii wibracyjnej i konfiguracyjnej, a tym samym przewidywanie względnej stabilności odmian polimorficznych. W przypadku entropii wibracyjnej, przeprowadzamy udokładnienia częstości drgań normalnych względem monokrystalicznych danych rentgenowskich. Uzyskane na drodze udokładnienia częstości wykorzystujemy do obliczenia własności termodynamicznych (pojemność cieplna, entropia wibracyjna). Metoda udokładnienia drgań normalnych (normal mode refinement – NoMoRe) – rozwijana jest przez nasz zespół (serwer nomore.chem.uw.edu.pl).
Oprócz projektów teoretycznych dotyczących polimorfizmu realizujemy także projekty eksperymentalne, mające na celu znajdowanie nowych form polimorficznych oraz optymalizację krystalizacji konkretnej formy polimorficznej.
Metody eksperymentalne, które wykorzystujemy to pomiary dyfrakcji (zarówno monokrystaliczne jak i proszkowe), pomiary DSC i TGA.
Zajmujemy się również inżynierią krystaliczną. W szczególności interesuje nas badanie struktur oraz właściwości różnych form ciała stałego (solwatów, hydratów, kokryształów) związków wykazujących aktywność farmaceutyczną.