Nauka

Profil działalności badawczej Wydziału

 

 Kadra naukowa Wydziału oprócz zajęć dydaktycznych prowadzi prace naukowo-badawcze. W wielu dziedzinach nasi pracownicy stanowią ścisłą czołówkę światową, wyznaczając kierunki rozwoju inżynierii chemicznej na świecie. Pod względem liczby opublikowanych książek, prac naukowych, artykułów, wystąpień na konferencjach naukowych krajowych i zagranicznych jesteśmy zaliczani do grupy najbardziej aktywnych wydziałów Politechniki Warszawskiej. Działalność naukowa pracowników Wydziału skupiona jest wokół sześciu głównych nurtów:

  1. Ochrona środowiska.
  2. Opracowywanie nowych technologii przemysłowych.
  3. Wytwarzanie związków o wysokiej czystości.
  4. Inżynieria biomedyczna i nanotechnologie.
  5. Projektowanie i modyfikacja aparatury oraz instalacji przemysłowych.
  6. Wytwarzanie energii.

Ochrona środowiska

W dziedzinie ochrony środowiska zajmujemy się unieszkodliwianiem zanieczyszczeń gazowych, ciekłych oraz stałych. Tematyka tych prac obejmuje:

  • oczyszczanie gazów odlotowych z instalacji przemysłowych, elektrowni i elektrociepłowni,
  • oczyszczanie ścieków z wykorzystaniem technik membranowych,
  • biologiczne oczyszczanie ścieków,
  • badanie procesu migracji zanieczyszczeń w ośrodkach ziarnistych (gleba, hałdy odpadów, osady ściekowe),
  • zastosowanie procesów ozonowania i pogłębionego utleniania do usuwania zanieczyszczeń z wody i ścieków,
  • unieszkodliwianie odpadów stałych – celem badań jest opracowanie technik utylizacji odpadów polimerowych.

Opracowywanie nowych technologii przemysłowych

Nowe technologie opracowane na Wydziale znajdują praktyczne zastosowanie w przemyśle. Są to m.in.:

  • technologie wytwarzania wysokowydajnych filtrów do oczyszczania gazów i cieczy,
  • wysokowydajne technologie produkcji przemysłowych z wykorzystaniem mikroorganizmów,
  • prace nad udoskonaleniem metod zastosowania płynów w stanie nadkrytycznym do produkcji cząstek stałych o rozmiarach rzędu mikro- i nanometrów.

Zachęcamy do obejrzenia filmu promującego projekt badawczy , dotyczący innowacyjnych modyfikacji powierzchni materiałów separacyjnych (projekt LIDER realizowany na naszym Wydziale – kierownik projektu dr inż. Marta Bojarska).

Wytwarzanie związków o wysokiej czystości

Istotnym zagadnieniem, nad którym prowadzone są prace badawcze na Wydziale, jest otrzymywanie związków o wysokiej czystości. Własności takich produktów określają ich wartość rynkową, stąd prowadzone badania mają ogromne znaczenie praktyczne. Główna tematyka badań w tym zakresie to:

  • wytrącanie cząstek tworzących proszki wykorzystywane jako leki, pigmenty, katalizatory, materiały magnetyczne,
  • badanie procesów membranowego rozdzielania w procesach ekstrakcji, destylacji, absorpcji oraz filtracji (ultrafiltracji, mikrofiltracji i osmozy odwróconej).

Inżynieria biomedyczna i nanotechnologie

Duży obszar działalności Wydziału skupia się wokół zagadnień biomedycznych.Rzetelna wiedza inżynierska, w połączeniu ze znajomością fizjologii, pozwala na osiąganie sukcesów w projektach, których tematyka obejmuje:

  • badania doświadczalne i modelowanie dynamiki układu surfaktantu płucnego, wyjaśnienie mechanizmów oczyszczania układu oddechowego, depozycji i retencji cząstek w płucach, interakcje surfaktantu płucnego z wdychanymi gazami i cząstkami aerozolowymi, wytwarzanie cząstek o kontrolowanej morfologii do podawania leków drogą wziewną oraz badania procesu inhalacji leków, resuspensji proszków i aglomeracji cząstek, a także optymalizacja konstrukcji inhalatorów,
  • badanie układów do wytwarzania cząstek aerozolowych i nanotechnologia, w celu produkcji cząstek do zastosowań specjalnych (np. jako nośników leków uwalnianych w kontrolowany sposób w tkance nowotworowej lub nanocząstek o specjalnych własnościach mechanicznych, elektrycznych i optycznych).

Projektowanie i modyfikacja aparatury oraz instalacji przemysłowych

W wyniku pracy naszego Wydziału powstają nowe urządzenia techniczne i aparaty. Prowadzone badania pozwalają sprawdzić ich późniejszą przydatność w przemyśle. Obecnie prowadzone są m.in. projekty:

  • zastosowanie reaktorów membranowych w inżynierii bioreaktorów,
  • badanie wymiany masy i modelowanie hydrodynamiki przepływu w specjalnych typach reaktorów (reaktor helikoidalny, mikroreaktor, milireaktor) oraz zastosowanie takich reaktorów do prowadzenia selektywnych reakcji chemicznych, np. utlenianie toksycznych zanieczyszczeń,
  • modyfikacje fermentorów przemysłowych poprawiające wydajność ww. aparatów.

Wytwarzanie energii

Wraz z rozwojem cywilizacji następuje ciągły wzrost zapotrzebowania na energię. Należy jednak pamiętać, aby była ona otrzymywana przy jak najmniejszym zanieczyszczeniu środowiska. Nasze badania w tym obszarze skupiają się na:

  • opracowaniu technologii produkcji ekopaliw i wytwarzania bioetanolu,
  • wykorzystaniu niekonwencjonalnych źródeł energii,
  • optymalizacji kosztowej i energetycznej reaktorów chemicznych, silników cieplnych, pomp cieplnych i układów oczyszczania.

Wysoki poziom prowadzonych badań naukowych jest efektem współpracy z zagranicznymi ośrodkami przemysłowymi i naukowymi. Naszymi partnerami przemysłowymi są m.in.: BASF (Niemcy), Merck (Niemcy), Bayer GmbH (Niemcy), Nektar Therapeutic (Wielka Brytania), Reckitt-Benckiser (Niemcy), DSM (Holandia), Ferro Corporation Pharmaceutical Technologies (USA), Cummins-Fleetguard (USA), Solvay (Francja), Phillip Morris (Szwajcaria).

W ramach wymiany naukowej nasi pracownicy współpracują m.in. z: TU Delft (Holandia), ETH Zurich (Szwajcaria), Institute of Experimental Physics – University of Vienna (Austria), School of Pharmacy, University of Bradford (Wielka Brytania), Chalmers University of Technology (Szwecja), Kanazawa University (Japonia), Hiroshima University (Japonia), University of Newcastle (Australia), University of Delaware, Newark (USA), University of Chicago, Chicago, Illinois (USA), Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia (USA), Mississippi State University, Starkville (USA), University of Minnesota (USA) oraz University of Cincinnati (USA).

Pracując nad zagadnieniami związanymi z wieloma składającymi się na inżynierię chemiczną dziedzinami, pracownicy Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej tworzą Zespoły Badawcze – zespoły kierujące swoją uwagę naukową ku rozwiązywaniu określonych tematycznie problemów. Więcej o Zespołach Badawczych i ich działalności na naszym Wydziale można przeczytać na poświęconych im stronach internetowych oraz w katalogu (.pdf) .

Przykładowe wyniki aktualnie prowadzonych badań na Wydziale

Porównanie aerozolowych leków donosowych zawierających furoinian mometazonu - właściwości fizykochemiczne, charakterystyka aerozolu oraz pomiary depozycji w pediatrycznym trójwymiarowym modelu jamy nosa (.pdf) (2018)

Wpływ składników e-papierosów na dynamiczne właściwości powierzchniowo czynne surfaktantu płucnego  (2018)

Zmiana rozmiaru kropel aerozoli wdychanych z e-papierosów – znaczenie dla depozycji w układzie oddechowym  (2018)