Laboratorium Nanomateriałów Organicznych
Kierownik zespołu: dr hab. Wiktor Lewandowski, prof. ucz.
Adres e-mail Kierownika: wlewandowski@chem.uw.edu.pl
Krótki opis tematyki badawczej:
Grupa NanoOrgMat prowadzi interdyscyplinarne badania na pograniczu chemii organicznej i nanomateriałów, ze szczególnym uwzględnieniem zastosowań w fotonice i biomedycynie. Zespół specjalizuje się w projektowaniu i syntezie organicznych związków chemicznych, które znajdują zastosowanie zarówno w modyfikacji powierzchni nanocząstek metalicznych i półprzewodnikowych (w celu poprawy ich trwałości, stabilności i biokompatybilności), jak i w tworzeniu zaawansowanych materiałów ciekłokrystalicznych o unikalnych właściwościach fizykochemicznych.
Jednym z kluczowych obszarów działalności grupy jest synteza nanocząstek o zróżnicowanych morfologiach — od precyzyjnie kontrolowanych nanosfer o wysokiej monodyspersyjności, poprzez nanopręty, nanotrójkąty, bipiramidy, aż po nanogwiazdki i wysoce wyspecjalizowane nanocząstki o chiralnej morfologii. NanoOrgMat nie tylko rozwija nowe strategie syntezy tych struktur, ale także aktywnie pracuje nad ich zastosowaniem w technologiach biomedycznych, takich jak wielokanałowe testy przepływu bocznego (LFA) czy testy enzymatyczne ELISA, otwierając nowe możliwości w diagnostyce chorób i wykrywaniu biomarkerów.
Grupa intensywnie rozwija syntezę specjalnie zaprojektowanych organicznych związków ciekłokrystalicznych, umożliwiających tworzenie faz ciekłokrystalicznych o niespotykanych dotąd właściwościach, takich jak silna aktywność chirooptyczna czy właściwości ferroelektryczne. Dzięki precyzyjnej modyfikacji chemicznej możliwe jest kontrolowanie parametrów takich jak polarność, moment dipolowy czy zdolność do generowania uporządkowanych struktur w skali nano- i mikrometrycznej.
Dzięki sterowanej modyfikacji powierzchni otrzymywanych nanocząstek, te związki ciekłokrystaliczne służą jako doskonała matryca kierująca samoorganizacją nanocząstek, umożliwiając tworzenie chiralnych materiałów plazmonicznych o regulowanych właściwościach optycznych. Poprzez odpowiednie dostosowanie wzajemnych oddziaływań między nanocząstkami a fazą ciekłokrystaliczną, zespół uzyskuje materiały wykazujące przesunięcie chirooptycznych właściwości do zakresu UV-Vis-NIR, których struktura i właściwości mogą być dynamicznie modyfikowane w odpowiedzi na zmiany temperatury lub ekspozycję na promieniowanie UV.
Tego rodzaju materiały otwierają nowe perspektywy w rozpoznawaniu enancjomerów, katalizie chiralnej, szybkim transferze danych oraz w rozwoju zaawansowanych technologii obrazowania 3D. Szczególną innowacją było także stworzenie cienkowarstwowych materiałów chiralnych opartych na ciekłych kryształach, pozwalających na precyzyjne kodowanie obrazów w skali mikrometrycznej metodą fototermicznego pisania laserowego.
Grupa NanoOrgMat specjalizuje się również w analizie właściwości chirooptycznych materiałów. Oferujemy zaawansowane pomiary obejmujące spektroskopię dichroizmu kołowego (CD), analizę polarymetrii macierzy Muellera, a w najbliższym czasie także pomiary kołowo spolaryzowanej luminescencji (CPL).