Laboratorium miękkiej materii
Kierownik zespołu: prof. dr hab. Ewa Górecka
Adres e-mail Kierownika: gorecka@chem.uw.edu.pl
Krótki opis tematyki badawczej:
Czym się zajmujemy?
Materia miękka obejmuje układy, w których energia oddziaływań międzycząsteczkowych jest porównywalna z energią kinetyczną cząsteczek wywołaną ruchem termicznym. W rezultacie materiały tego typu wykazują płynność a przez to dużą wrażliwość na niewielkie zmiany warunków zewnętrznych, takich jak temperatura, ciśnienie czy pola elektryczne i magnetyczne. Badania nad materią miękką pozwalają lepiej zrozumieć mechanizmy samoorganizacji molekularnej oraz odgrywają kluczową rolę w projektowaniu nowoczesnych materiałów funkcjonalnych, biomateriałów i nanotechnologii. W centrum naszych zainteresowań znajdują się ciekłe kryształy, polimery, żele, materiały hybrydowe. Prowadzimy kompleksowe badania: od syntezy materiałów przez badania strukturalne do zastosowania nowych materiałów w technologii.
Co badamy?
Kopolimery blokowe, to polimery zbudowane z dwu lub kilku różnych łańcuchów polimerowych, wykazują one zdolność do samoorganizacji w złożone uporządkowane struktury o rozmiarach nanometrycznych. Naszym celem jest opracowanie skutecznego sposobu kontrolowania procesu samoorganizacji, ograniczenie powstawania niepożądanych defektów i znalezienie sposobu ich korygowania. Interesują nas również inspirowane naturą super-sieci złożone z nanocząstek, których przestrzennym ułożeniem kierują przyczepione do nich łańcuchy DNA. Realizujemy również precyzyjne syntezy tzw. szczotek polimerowych (powłoki polimerowe) za pomocą zawansowanych technik kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej, np. ATRP czy RAFT. Techniki te służą również do modyfikacji trudnomodyfikowalnych materiałów jak fluoropolimery czy ciekłe metale (stopy galu). Ciekłe kryształy, łączą właściwości cieczy z kierunkowością właściwości, w tych materiałach interesuje nas zwłaszcza mechanizm spontanicznego łamania symetrii lustrzanej i samorzutnego porządkowania momentów dipolowych. W niektórych materiałach obie właściwości występują jednocześnie – molekuły spontanicznie tworzą struktury helikonikalne, a ich momenty dipolowe wykazują dalekozasięgowe korelacje, prowadząc do polaryzacji elektrycznej porównywalnej z tą obserwowaną w ferroelektrykach stałych. Struktury te wykazują właściwości fotoniczne – położenie pasm wzbronionych można w nich precyzyjnie kontrolować przy użyciu niewielkiego pola elektrycznego. W kategorii miękkich materiałów hybrydowych syntetyzujemy i badamy materiały wielofunkcyjne, w których ferroelektryczne ciecze są łączone z magnetycznymi nanocząstakami ferrytów w naprzemienne warstwy, w celu uzyskania właściwości multiferroicznych.