Członkowie zespołu

Obszary badawcze

Synteza nanomateriałów funkcjonalnych

Rozwój metod syntezy nanomateriałów stanowi fundament naszych badań. Specjalizujemy się w:

• Syntezie płomieniowej nanocząstek kompozytowych
• Projektowaniu i syntezie nanomateriałów o specyficznych właściwościach optycznych i katalitycznych
• Modyfikacji powierzchni nanostruktur w celu poprawy ich funkcjonalności

Posiadamy nowoczesne Laboratorium Technologii Cząstek, wyposażone w zaawansowane systemy syntezy płomieniowej, pozwalające na precyzyjne kontrolowanie rozmiaru, kształtu i składu nanoczaąstek. W szczególności koncentrujemy się na nanomateriałach bazujących na dwutlenku tytanu (TiO₂) i renie (Re), które mogą być stosowane w zaawansowanych procesach fotokatalitycznych.

Fotokataliza w ochronie środowiska

Jednym z kluczowych wyzwań współczesnej nauki i technologii jest poprawa jakości wody i powietrza. W naszym zespole opracowujemy zaawansowanekompozytowe fotokatalizatory oparte na nanopręcikach ZnO oraz nanocząstkach dwusiarczku renu (ReS₂). Struktury te charakteryzują się wysoką fotostabilnością oraz efektywnym przekształcaniem energii fotonów w energię chemiczną, co otwiera nowe możliwości dla zastosowań w technologii remediacji wody, w tym degradacji farmaceutyków.

Zajmujemy się również projektowaniem hybrydowych przestrzennych rusztowań na bazie włóknin, które zawierają aktywne fotokatalitycznie nanocząstki immobilizowane na powierzchni włókien. Tego rodzaju materiały umożliwiają skalowanie technologii do zastosowań przemysłowych.

Zaawansowane modelowanie i projektowanie nanomateriałów

Rozwój nowoczesnych nanomateriałów wymaga nie tylko eksperymentów, ale także precyzyjnego modelowania ich właściwości na poziomie atomowym. Nasz zespół wykorzystuje zaawansowane metody teoretyczne, takie jak:

• Teoria funkcjonału gęstości (DFT)
• Metody obliczeniowe FDTD (Finite-Difference Time-Domain)
• Symulacje strukturalne i dynamiki molekularnej

Dzięki tym narzędziom projektujemy nano-fotokatalizatory typu rdzeń-powłoka, które wykazują wyjątkową aktywność w procesach katalitycznych. Skupiamy się na wykorzystaniu efektu zlokalizowanego rezonansu plazmonowego (LSPR), który pozwala na intensyfikację reakcji chemicznych pod wpływem światła.

Współpraca i wdrażanie technologii

Dzięki współpracy z ośrodkami akademickimi, instytutami badawczymi oraz przemysłem, nasze technologie mają potencjał wdrożeniowy. Oferujemy:

• Konsultacje i doradztwo w zakresie nanotechnologii
• Projektowanie i syntezę niestandardowych nanomateriałów
• Charakterystykę zaawansowanych struktur nanomateriałowych
• Skalowanie procesów syntezy do warunków przemysłowych

Naszym celem jest nie tylko rozwój naukowy, ale także realne zastosowanie nanomateriałów w przemyśle, aby przyczynić się do globalnych zmian w obszarze energii, ochrony środowiska i nowych technologii.

Nasze interdyscyplinarne podejście, zaawansowane techniki badawcze oraz współpraca z przemysłem sprawiają, że nasze projekty mogą mieć realny wpływ na rozwój technologii XXI wieku. Dzięki naszym badaniom możliwe jest tworzenie bardziej efektywnych i zrównoważonych technologii, które mają potencjał zmienić sposób, w jaki pozyskujemy i wykorzystujemy energię.

Zapraszamy do współpracy oraz śledzenia naszych badań!

Zespół realizuje projekty finansowane przez NCN (Narodowe Centrum Nauki), NCBiR (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju) oraz ze środków własnych Politechniki Warszawskiej IDUB (Inicjatywa Doskonałości Uczelnia Badawcza).

Aktualnie realizowane projekty badawcze

1. Badanie wpływu dodatku plastyfikatorów na właściwości mechaniczne i fotokatalityczne warstwy tlenku cynku (ZnO) pokrywającej włókniny polimerowe,
   NCN [2024/08/X/ST8/01508] Kierownik projektu: Łukasz Werner, data rozpoczęcia 10-12-2024, planowana data zakończenia 10-12-2025
2. Projektowanie nano-fotokatalizatorów typu rdzeń - powłoka z wykorzystaniem zaawansowanych narzędzi numerycznych pod kątem produkcji wodoru intensyfikowanej rezonansem plazmowym w zakresie światła widzialnego 
   NCN [2022/47/D/ST5/00969] Kierownik projektu: Karol Ćwieka, data rozpoczęcia 01-09-2023, planowana data zakończenia 31-08-2026
3. Plazmonowe nanopiece w strukturze aerożelowego monolitu do (termo)fotokatalitycznej produkcji wodoru z fazy gazowej w reakcjach silnie endotermicznych 
   NCN [2023/51/D/ST4/00584] Kierownik projektu: Kamil Czelej, data rozpoczęcia 01-07-2024, planowana data zakończenia 30-06-2027
4. Nowa technologia wysokowydajnej produkcji gazu syntezowego w procesie suchego fotoreformingu metanu w układzie przepływowym 
   NCBR[LIDER13/0117/2022] Kierownik projektu: Kamil Czelej, data rozpoczęcia 03-04-2023, planowana data zakończenia 03-04-2026
5. Synteza i charakterystyka kompozytowych fotokatalizatorów na bazie nanopręcików tlenku cynku (ZnO) i dwuwymiarowego disiarczku renu (ReS2) do fotokatalitycznego rozkładu farmaceutyków 
   IDUB PW - POB YOUNG II (CPR-IDUB/59/Z01/2024), Kierownik projektu w PW: Łukasz Werner, data rozpoczęcia 15-02-2024, planowana data zakończenia 31-12-2025
6. Rozwój technologii syntezy płomieniowej funkcjonalnych nanocząstek – utworzenie Laboratorium Technologii Cząstek 
   IDUB PW - LAB-TECH of Excellence (1820/81/Z01/2022), Kierownik projektu: Katarzyna Jabłczyńska, data rozpoczęcia 01-09-2022, planowana data zakończenia 31-12-2025

Zakończone projekty badawcze

1. Wysokowydajny układ przepływowy do fotokatalitycznej produkcji wodoru z biomasy
   NCBR (LIDER/0069/L-11/2019) Kierownik projektu: Karol Ćwieka, data rozpoczęcia 01-04-2022, data zakończenia 31-12-2024
2. Synteza i charakterystyka nanokatalizatorów na bazie dwuwymiarowego dwusiarczku renu (ReS₂) do fotokatalitycznej produkcji wodoru
   IDUB PW – POB TM-2 [1820/19/Z01/POB5/2021] Kierownik grantu: Łukasz Werner, data rozpoczęcia 04-01-2021, data zakończenia 30-06-2023
3. Kompozytowe struktury włóknina - nanocząstki fotokatalityczne do efektywnej filtracji powietrza zanieczyszczonego mikrobiologicznie
   IDUB PW – POB TM Kierownik grantu: Katarzyna Jabłczyńska, data rozpoczęcia -01-2021, data zakończenia 30-06-2023

Wybrane Publikacje

1. Embedding Pd into SnO2 drastically enhances gas sensing, Jabłczyńska Katarzyna, Gogos Alexander, Kubsch Christian M. P., Sotiris E. Pratsinis [i in.], Nanoscale Advances, 2024, vol. 6, nr 4, s.1259-1268, DOI:10.1039/d3na00558e
2. Zero carbon footprint hydrogen generation by photoreforming of methanol over Cu/TiO2 nanocatalyst, Ćwieka Karol, Bojarska Zuzanna, Czelej Kamil, Leon Gradoń [i in.], Chemical Engineering Journal, 2023, vol. 474, s.1-11, Numer artykułu:145687. Przejdź do dokumentu po identyfikatorze cyfrowym DOI:10.1016/j.cej.2023.145687
3. Formation of ReS2/ReO3 semiconductor-metal heterostructure boosts electrocatalytic performance of pristine ReS2 nanoparticles in hydrogen evolution reaction, Łukasz Werner, Zuzanna Bojarska, Marta Mazurkiewicz-Pawlicka, Kamil Czelej, Bogusław Mierzwa, Łukasz Makowski, Applied Materials Today, 2023, vol. 32, s.1-12, Numer artykułu:101781, DOI:10.1016/j.apmt.2023.101781
4. Functionalized zinc oxide nanorods – polypropylene nonwoven composite with high biological and photocatalytic activity, Werner Łukasz, Nowak Bartosz, Rafał L. Górny [i in.], Journal of Environmental Chemical Engineering, 2023, vol. 11, nr 5, s.1-21, Numer artykułu:111079. DOI:10.1016/j.jece.2023.111079
5. Supported plasmonic nanocatalysts for hydrogen production by wet and dry photoreforming of biomass and biogas derived compounds: Recent progress and future perspectives, Karol Ćwieka, Kamil Czelej, Juan Carlos Colmenares, Katarzyna Jabłczyńska, Łukasz Werner, Leon Gradoń, Chemcatchem, 2021, vol. 13, nr 21, s.4458-4496. DOI:10.1002/cctc.202101006
6. Sustainable hydrogen production by plasmonic thermophotocatalysis, Czelej Kamil, Colmenares Juan Carlos, Jabłczyńska Katarzyna, Karol Ćwieka, Łukasz Werner, Leon Gradoń, Catalysis Today, 2021, vol. 380, s.156-186, DOI:10.1016/j.cattod.2021.02.004

Patenty

1. Werner Ł., Bojarska Z., Mazurkiewicz-Pawlicka M., Czelej K., Ćwieka K., Gradoń L., Sposób wytwarzania nanocząstek dwusiarczku renu i zastosowanie nanocząstek dwusiarczku renu wytworzonych tym sposobem w elektrokatalizie i fotokatalizie. Wynalazek, Chroniony, Numer zgłoszenia: P.440673, Numer patentu: Pat.243319, Data zgłoszenia: 17.03.2022, Data udzielenia prawa: 18.05.2023.
2. Czelej K., Ćwieka K., Jabłczyńska K., Werner Ł., Gradoń L., Colmenares J.C., Sposób wytwarzania układów hybrydowych włóknina – nanocząstki kompozytowe. Wynalazek, Chroniony, Numer zgłoszenia: P.432594, Numer patentu: Pat.241804, Data zgłoszenia: 16.01.2020, Data udzielenia prawa: 26.09.2022
3. Ćwieka K., Wejrzanowski T., Baron R., Milewski J., Szabłowski Ł., Szczęśniak A. „Sposób wytwarzania katody węglanowego ogniwa paliwowego o wysokiej porowatości otwartej”. Wynalazek, Chronony, Numer zgłoszenia: P.427754, Numer patentu: Pat.242153, Data zgłoszenia 14.11.2018, Data udzielenia prawa 09.11.2022
4. Wejrzanowski T., Ćwieka K., Skibiński J., Milewski J. „Elektroda węglanowego ogniwa paliwowego o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej” Wynalazek, Chronony, Numer zgłoszenia: P.430520, Numer patentu: Pat.241140, Data zgłoszenia 09.07.2019, Data udzielenia prawa 24.05.2022
5. Wejrzanowski T., Łysik A., Ćwieka K., Skibiński J., Milewski J. „Katoda węglanowego ogniwa paliwowego z warstwą spieku srebra” Wynalazek, Chroniony, Numer zgłoszenia: P.4308694, Numer patentu: Pat.242007, Data zgłoszenia: 14.08.2019, Data udzielenia prawa: 21.10.2022

Zgłoszenia patentowe członków zespołu

1. Bojarska Z., Makowski Ł., Mazurkiewicz-Pawlicka M., Wojtalik M., Werner Ł., Sposób wytwarzania hybrydowych nanostruktur na bazie disiarczków i nośników węglowych, Numer zgłoszenia: P.448790, Data zgłoszenia: 10.06.2024
2. Werner Ł., Trzciński J., Ćwieka K., Czelej K., Bojarska Z., Gradoń L., Sposób otrzymywania włóknin polimerowych modyfikowanych nanocząstkami dwusiarczku molibdenu i zastosowanie tych włóknin jako materiałów aktywnych fotokatalitycznie w procesach fotokatalizy, Numer zgłoszenia: P.447853, Data zgłoszenia: 26.02.2024
3. Werner Ł., Trzciński J., Ćwieka K., Czelej K., Bojarska Z., Gradoń L., Sposób otrzymywania włóknin polimerowych modyfikowanych nanocząstkami dwusiarczku renu i zastosowanie tych włóknin jako materiałów aktywnych fotokatalitycznie w procesach fotokatalizy, Numer zgłoszenia: P.447854, Data zgłoszenia: 26.02.2024
4. Werner Ł., Trzciński J., Ćwieka K., Czelej K., Bojarska Z., Gradoń L., Sposób otrzymywania włóknin polimerowych modyfikowanych nanocząstkami dwutlenku tytanu i zastosowanie tych włóknin jako materiałów aktywnych fotokatalitycznie w procesach fotokatalizy, Numer zgłoszenia: P.447855, Data zgłoszenia: 26.02.2024
5. Werner Ł., Trzciński J., Ćwieka K., Czelej K., Bojarska Z., Gradoń L., Sposób otrzymywania włóknin polimerowych modyfikowanych nanocząstkami tlenku cynku i zastosowanie tych włóknin jako materiałów aktywnych fotokatalitycznie w procesach fotokatalizy, Numer zgłoszenia: P.447856, Data zgłoszenia: 26.02.2024