Badania naukowe
Tematyka badań prowadzonych w Zespole Charakterystyki i Modelowania Nanomateriałów skoncentrowana jest wokół syntezy, charakterystyki i modelowania materiałów według poniższych zagadnień:
- Badania nad poprawą skuteczności procesów uzdatniania wody konsumpcyjnej przy zastosowaniu złóż z węglem aktywnym.
- Wpływ modyfikacji i funkcjonalizacji materiałów węglowych na przebieg adsorpcji jonów metali ciężkich i związków organicznych z roztworów wodnych.
- Elektrochemiczne zachowanie materiałów węglowych w procesach adsorpcyjnych.
- Modyfikowane węgle aktywne w oczyszczaniu i uzdatnianiu wody konsumpcyjnej. Adsorpcja chlorowcopochodnych na węglach aktywnych – oczyszczanie wody z chlorowcopochodnych.
- Oczyszczanie, modyfikacja i charakterystyka spektroskopowa wielościennych nanorurek węglowych (MWCNTs).
- Synteza, modyfikacje chemiczne i charakterystyka strukturalna i spektroskopowa kilkuwarstwowego tlenku grafenu (FLGO) i zredukowanego tlenku grafenu (rGO).
- Modyfikacje i charakterystyka materiałów węglowych do zastosowań w katalizie oraz konwersji i magazynowaniu energii.
- Opracowanie podstaw technologii laboratoryjnej przygotowania podłoży (Si, SiO2, Cu i Al) do wytwarzania cienkich warstw nanorurek węglowych (MWCNTs) z zastosowaniem ferrocenu jako katalizatora.
- Etapy wzrostu i mechanizm syntezy cienkich warstw wielościennych nanorurek węglowych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej.
- Synteza nanocząstek i cienkich warstw hematytu z zastosowaniem ferrocenu.
- Metody instrumentalne (SEM, TEM, AFM, IR, Raman, EDX, techniki łączone mikro-IR, mikro-Raman, SEM-EDX, TEM-EDX) w badaniach materiałów, w szczególności nanomateriałów.
- Ilościowa spektroskopia EDX, IR i Ramana.
- Poszukiwanie materiałów elektrodowych do zastosowań w elektrochemicznych źródłach energii (baterie litowo- (LIB) i sodowo- jonowe (SIB)).
- Wykorzystanie metod Monte Carlo oraz Molecular Dynamics do opisu zjawisk międzyfazowych zachodzących na materiałach węglowych.
- Badanie procesów międzyfazowych na nieuporządkowanych adsorbentach.
--
Współpraca
Głównym wyzwaniem w badaniach naukowych w obszarze nanotechnologii jest sterowanie procesem wytwarzania i charakterystyka właściwości materiałów na poziomie nanometrycznym. Wymaga to stosowania wielu specjalistycznych technik eksperymentalnych oraz zaawansowanych metod wizualizacji danych. Z tych względów prace badawcze są złożonym procesem, który wymaga współpracy pomiędzy różnymi grupami naukowymi, wyspecjalizowanymi w poszczególnych etapach, które obejmują syntezę nowych nanostruktur, charakterystykę właściwości fizykochemicznych, wizualizację nanostruktur, modelowanie zachowań w określonym otoczeniu chemicznym. Interpretacja rezultatów prowadzi do poznania cech istotnych dla poszukiwania nowych zastosowań otrzymanych nanomateriałów w nauce i gospodarce.
Badania prowadzimy we współpracy z następującymi grupami naukowymi:
Prof. dr hab. inż. Adriana Zaleska-Medynska, UG, Gdańsk
Prof. dr hab. inż. Anna Zielińska-Jurek, PG, Gdańsk
Prof. dr hab. Andrzej Patrykiejew, UMCS, Lublin
Dr hab. Beata Lesiak-Orłowska, IChF PAN, Warszawa
Dr hab. inż. Monika Wilamowska-Zawłocka, PG, Gdańsk
Dr hab. inż. Andrzej Nowak, PG, Gdańsk
Dr hab. Paweł Szroeder, UKW, Bydgoszcz
Dr hab. Sylwester Furmaniak, PUSS, Piła
Dr inż. Magdalena Graczyk-Zając, TU Darmstadt, Niemcy
Dr Piotr Kowalczyk, Murdoch University, Australia
Dr inż. Mariusz Szkoda, PG Gdańsk
oraz pracownikami (już) emerytowanymi:
Prof. dr hab. Wiesław Kurzątkowski, NIZP-PZH, Warszawa
Prof. dr hab. Andrzej Świątkowski, WAT, Warszawa
Dr hab. Leszek Stobiński, IChF PAN i PW, Warszawa
--
Granty
NCN Beethoven Classic 3 - zakończony
2018/31/G/ST5/02056, BLESS – Beyond Li-ion Batteries: Novel, Efficient Electrode Materials for Sodium Ion Storage, Więcej niż baterie Li-jonowe: nowatorskie i wydajne materiały elektrodowe do magazynowania jonów sodu, kierownik konsorcjum dr hab. inż. Monika Wilamowska-Zawłocka (Politechnika Gdańska), kierownik części UMK prof. dr hab. Stanisław Biniak, okres realizacji 02.2020 – 12.2023.
Strona WWW Lidera: Politechnika Gdańska
--
Publikacje
dr hab. Piotr Gauden, prof. UMK
