TWOJA PRZEGLĄDARKA JEST NIEAKTUALNA.
Wykryliśmy, że używasz nieaktualnej przeglądarki, przez co nasz serwis może dla Ciebie działać niepoprawnie. Zalecamy aktualizację lub przejście na inną przeglądarkę.
Dr inż. Jan Zaręba z Wydziału Chemicznego został stypendystą Fundacji Kościuszkowskiej. Przez trzy miesiące będzie prowadził badania w Instytucie Projektowania Molekularnego na Uniwersytecie Nowojorskim.
Naukowiec z Politechniki Wrocławskiej nawiązał w New York University współpracę z grupą prof. Michaela D. Warda, specjalizującą się w inżynierii struktur krystalicznych. Dr Zaręba pojedzie do USA, żeby nauczyć się projektowania i syntezy gąbek krystalicznych.
– Gąbki krystaliczne opracowywane w grupie Prof. Warda wyróżniają się tym, że są ciałami stałymi opartymi w dużej mierze na wiązaniach wodorowych. Mają one wolne przestrzenie, w których można umieścić inny związek chemiczny, na przykład o pożądanych właściwościach optycznych – wyjaśnia dr Jan Zaręba, który pracuje w Katedrze Inżynierii i Modelowania Materiałów Zaawansowanych, w zespole prof. Marka Samocia.
– Moim zamysłem jest umieścić w takiej gąbczastej strukturze związki luminescencyjne, czyli takie, które pod wpływem wzbudzenia emitują światło. Myślę tu np. o kompleksach metali z grupy lantanowców. Następnie po otrzymaniu takiego materiału zajmę się badaniem jego nieliniowych właściwości optycznych w szerokim zakresie temperatur. Właściwości te wykorzystam do bezkontaktowych pomiarów temperatury – tłumaczy naukowiec z PWr.
Zamiast promieni UV
Klasyczne podejście do termometrii spektroskopowej zakłada użycie ultrafioletu (UV) jako źródła wzbudzenia związku, który jest naszą sondą temperaturową. W przypadku termometrów spektroskopowych kolor emitowanego przez sondę światła niesie informację o temperaturze badanego obiektu.
Naukowiec wyjaśnia, że do badania temperatury, zwłaszcza układów biologicznych, użycie ultrafioletu jest niekorzystne. Powoduje on uszkodzenia fotochemiczne i nie jest w stanie dotrzeć w głąb próbki, gdyż promienie UV są łatwo pochłaniane przez wierzchnią warstwę materiału. Do badania układów bioorganicznych dużo bardziej pożądane jest zatem światło podczerwone (IR), które nie jest przez te układy tak silnie absorbowane.
– Optyka nieliniowa, w której specjalizuje się nasz zespół na Politechnice, daje właśnie taką możliwość, żeby wzbudzać cząsteczki za pomocą światła z zakresu podczerwieni, uzyskując ten sam efekt co przy zastosowaniu ultrafioletu – wyjaśnia naukowiec.
Bezkontaktowa, ale dokładna
Grupa prof. Warda z Molecular Design Institute skupia się na projektowaniu gąbek krystalicznych, które są bardzo dobrym nośnikiem dla innych cząsteczek. – My tego na Politechnice nie robimy. Dlatego jadę do Nowego Jorku, żeby nauczyć się tworzyć takie struktury molekularne. Natomiast badaniem ich optycznych właściwości zajmę się już po powrocie w naszym laboratorium, które dysponuje odpowiednią aparaturą do prowadzenia takich obserwacji, m.in. laserem femtosekundowym – dodaje dr Zaręba.
Od jakiegoś czasu w grupie prof. Marka Samocia prowadzone są zaawansowane badania nad wykorzystaniem optyki nieliniowej do termometrii. Zespół ma już na swoim koncie publikacje z tej tematyki w ACS Applied Materials & Interfaces. Ta metoda pomiaru temperatury może znaleźć zastosowanie w bioobrazowaniu (pomiary temperatury wewnątrz tkanek), ale także w przemyśle np. do mierzenia temperatury trudno dostępnych elementów mechanicznych.
– Istotna jest tu bezkontaktowa forma pomiaru temperatury, czasem bardzo małych elementów. W dużym uproszczeniu działa to tak, że świecimy laserem femtosekundowym na dany obiekt, w którym umieszczamy naszą sondę z cząsteczkami luminescencyjnymi. Dokonujemy detekcji promieniowania, które jest generowane przez sondę i na podstawie analizy widma wiemy, jaką obiekt ma temperaturę – tłumaczy naukowiec z PWr.
Zagadnienia związane z optyką nieliniową dr Jan Zaręba zgłębiał już na stażu naukowym na uniwersytecie w Canberze w Australii. Z kolei w ośrodkach badawczych w Niemczech (Technische Universitat Munchen oraz Ruhr Universitat Bochum) zajmował się syntezą porowatych sieci metaloorganicznych, których nieliniowe właściwości optyczne badał później w Polsce.
Wyjazd do Nowego Jorku finansuje Fundacja Kościuszkowska w ramach stypendium przyznawanego każdego roku około 40 badaczom z Polski. Amerykańska organizacja wspiera w ten sposób wymianę naukową między Polską a USA. Stypendyści zyskują bowiem fundusze pozwalające im na rozpoczęcie badań na jednej z renomowanych uczelni za oceanem jak Uniwersytet Stanforda, Harvard, Yale, MIT, Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley czy właśnie Uniwersytet Nowojorski.
Iwona Szajner
Przeczytaj też:
