Podstrona: Projekty / dr hab. inż. Paweł Chmielarz, prof. PRz

Projekty

1.jpg

gabonm1mne09mbeqinkubator_innowacyjnosci_40-1.png

Numer wniosku: 1/I/2021

Projekt realizowany w ramach programu pn. „Inkubator Innowacyjności 4.0”

Tytuł projektu: Synteza układów rozgałęzionych o rdzeniu taniny do zastosowań jako kluczowe składniki  antybakteryjnych i przeciwporostowych powłok polimerowych

Kierownik: Prof. ucz. dr hab. inż. Paweł Chmielarz

Wartość projektu: 55 000,00 PLN netto

Finansowanie projektu ze środków europejskich w ramach projektu pozakonkursowego „Wsparcie zarządzania badaniami naukowymi i komercjalizacja wyników prac B+R w jednostkach naukowych i przedsiębiorstwach”, realizowanego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020

Cele i planowane efekty projektu:

Głównym celem projektu jest synteza przeciwporostowych i antybakteryjnych materiałów polimerowych w postaci polimerów gwiaździstych o rdzeniu kwasu taninowego wykorzystując w tym celu technikę fotoinicjowanej polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu bez metalu (metal-free ATRP) w wodzie z zastosowaniem w pełni biokompatybilnego i ekonomicznego układu fotoinicjującego – ryboflawina (witamina B2)/kwas askorbinowy (witamina C).

Uzyskany innowacyjny produkt ma potencjalne zastosowanie jako kluczowy składnik ekologicznych przeciwporostowych i antybakteryjnych powłok lakierniczych. Istotnym aspektem w kontekście powłok lakierniczych ma również częściowa modyfikacja grup hydroksylowych w strukturze kwasu taninowego.

1920x810.png

Numer wniosku: SKN/SP/496557/2021

Projekt realizowany w ramach programu pn. „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje” finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Edukacji

Tytuł projektu: SI-ATRP w syntezie funkcjonalnych szczotek polimerowych szczepionych z powierzchni płaskich

Opiekun naukowy: Prof. ucz. dr hab. inż. Paweł Chmielarz

Wartość projektu: 67 135,00 PLN

Finansowanie projektu ze środków Ministerstwa Nauki i Edukacji (MNiE)

Cele i planowane efekty projektu:

Głównym celem projektu jest synteza nowych, funkcjonalnych materiałów polimerowych otrzymanych z zastosowaniem metod powierzchniowo inicjowanej polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (SI – ATRP).

Innowacyjny charakter projektu zakłada syntezę oraz charakterystykę związków wielkocząsteczkowych oraz szczotek polimerowych o rozbudowanej architekturze jak również optymalizację technik ATRP w oparciu o 12 zasad zielonej chemii. Ze względu na szerokie zainteresowania oraz liczność członków Koła Naukowego „IPSUM” projekt został podzielony na 3 części i obejmuje działania skupione na otrzymaniu materiałów hybrydowych o potencjalnym zastosowaniu w mikroelektronice (modyfikacja nanocząstek krzemu) czy implantologii (modyfikacja polieteterketonu) oraz do zastosowań biomedycznych, w tym w roli nośników substancji aktywnych (modyfikacja ligniny).

logo.png         sonata-bis.png

Numer umowy: UMO-2020/38/E/ST4/00046

Projekt realizowany w ramach programu SONATA BIS 10

Tytuł projektu: Witamina B2 jako skuteczny inicjator, fotoaktywator i zmiatacz tlenu w ekonomicznej i uproszczonej syntezie zaawansowanych materiałów polimerowych technikami ATRP

Konsorcjum realizujące projekt: Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny (Lider) Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii (Konsorcjant)

Kierownik projektu: Prof. ucz. dr hab. inż. Paweł Chmielarz

Wartość projektu: 1 669 540,00 PLN

Finansowanie projektu ze środków Narodowego Centrum Nauki (NCN)

Cele i planowane efekty projektu:

Odpowiadając na potrzeby „zielonej chemii” wybrano szeroko rozpowszechnioną biocząsteczkę - witaminę B2, która ma służyć jako uniwersalna i ekonomiczna siła napędowa do syntezy szerokiej gamy polimerów z wykorzystaniem różnych metod ATRP. Dlatego głównym celem projektu jest zastosowanie ryboflawiny (witaminy B2) jako substratu pochodzenia naturalnego do stworzenia wielofunkcyjnej cząsteczki pełniącej jednocześnie rolę inicjatora, fotoaktywatora i zmiatacza tlenu w syntezie funkcjonalnych materiałów polimerowych o zaawansowanej architekturze, takich jak szczotki polimerowe, kopolimery oraz gwiazdy polimerowe.

Projekt składa się z dwóch głównych koncepcji. Pierwsza obejmuje wykorzystanie ryboflawiny i modyfikowanej ryboflawiny jako skutecznego fotoaktywatora w powierzchniowo inicjowanej polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu eliminując kompleks katalityczny (rib-SI-metal-free-ATRP). Oczekuje się, że zastosowanie metodologii „grafting from” zapewni wgląd w mechanizm polimeryzacji i selektywność inicjacji. Planowane jest zaprojektowanie specjalnego układu reakcyjnego rib-SI-metal-free-ATRP w objętościach mikrolitrowych w celu uzyskania zaawansowanych materiałów polimerów, takich jak szczotki homopolimerowe, kopolimerowe oraz gradientowe. Taka miniaturyzacja może pomóc w opracowaniu opłacalnej metody syntezy powłok funkcjonalnych, w której do sfunkcjonalizowania 1 cm2 powierzchni nieorganicznej zostanie użyte tylko 10-15 μl mieszaniny reakcyjnej.

Druga koncepcja obejmuje zastosowanie bromowanej ryboflawiny jako amfifilowego inicjatora ATRP, z jednoczesnym wykorzystaniem funkcji niezmodyfikowanego pierścienia izoalloksazynowego w różnorodny sposób. Głównym celem jest zbadanie kinetyki różnych technik ATRP pod kątem syntezy nowych typów funkcjonalnych makrocząsteczek przypominających szczotki polimerowe z rdzeniem ryboflawiny oraz poli(met)akrylanowymi łańcuchami bocznymi. Zdolność do inicjacji polimeryzacji przez bromowaną cząsteczkę ryboflawiny zostanie zweryfikowana przez różne techniki ATRP takie jak uproszona elektrochemicznie kontrolowana ATRP (seATRP), ATRP kontrolowana ultradźwiękami (sono-ATRP), które charakteryzują się stężeniem kompleksu katalitycznego na poziomie ppm oraz fotoindukowana ATRP bez dodatku kompleksu metalu przejściowego (metal-free ATRP). Głównym celem tej części projektu jest synteza w warunkach dwufazowych z wykorzystaniem miniemulsji jako medium reakcyjnego, polimeryzując jednocześnie monomer hydrofilowy oraz hydrofobowy z amfifilowego inicjatora w obecności powietrza. Ponadto amfifilowy inicjator może pozwolić zredukować lub całkowicie wyeliminować dodatkowy surfaktant z układu reakcyjnego. W technice metal-free ATRP kontrolowanej cząsteczką ryboflawiny, bromowana ryboflawina będzie pełnić jednocześnie funkcję amfifilowego inicjatora i fotoaktywatora, co pozwoli uniknąć stosowania kompleksu metalu przejściowego.

Projekt pozwoli na stworzenie układu reakcyjnego w miniemulsji zawierającego tylko cząsteczkę o strukturze ryboflawiny, monomery oraz wodę jako rozpuszczalnik do jednoczesnej polimeryzacji dwóch różnych monomerów, w rezultacie uzyskując polimery o złożonej strukturze (np. cząsteczki obojnacze, wrażliwe na zmiany pH i temperatury w jednej strukturze itp.). Pomyślna realizacja projektu ułatwi zrozumienie mechanizmu różnych technik ATRP, w których ryboflawina pełni rolę wielofunkcyjnej cząsteczki do otrzymywania różnych funkcjonalnych materiałów polimerowych będących przedmiotem zainteresowania szerokiego gremium naukowego. Zapewni to łatwą, selektywną, odporną na działanie tlenu i ekonomiczną metodę modyfikacji różnych wielkopowierzchniowych podłoży funkcjonalnymi polimerami, jak i syntezy polimerów o złożonej architekturze.

pci1.jpg

pci_logo.pngNumer umowy: N2_085

Projekt realizowany w ramach programu grantowego PCI pt. „Podkarpackie Centrum Innowacji”

Tytuł projektu: Synteza hydrofobowych i antybakteryjnych ekologicznych powłok lakierniczych

Kierownik projektu: Prof. ucz. dr hab. inż. Paweł Chmielarz

Wartość projektu: 199 883,53 PLN netto

Współfinansowanie projektu ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Osi Priorytetowej nr I "Konkurencyjna i innowacyjna gospodarka" z Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podkarpackiego na lata 2014-2020

Cele i planowane efekty projektu:
Przedmiotem projektu jest synteza hydrofobowych i antybakteryjnych powłok lakierniczych w oparciu o strukturę pochodzenia naturalnego i monomery metakrylowe z wykorzystaniem techniki polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu, w której aktywatory regenerowane są poprzez przeniesienie atomu z chemicznego czynnika redukującego (ARGET ATRP). Kolejnym ekologicznym aspektem niniejszego projektu jest medium reakcyjne prowadzonych syntez, a mianowicie układ dyspersyjny – miniemulsja, który pozwala na polimeryzację monomerów o charakterystyce hydrofobowej eliminując przy tym rozpuszczalnik organiczny z układu reakcyjnego.

logo.png        preludium.png

Numer umowy: UMO-2020/37/N/ST4/01991

Projekt realizowany w ramach programu PRELUDIUM 19

Tytuł projektu: Synteza szczotek polimerowych w oparciu o strukturę trokserutyny metodami ATRP ze zredukowaną ilością katalizatora

Kierownik projektu: Dr inż. Izabela Zaborniak

Opiekun naukowy: Prof. ucz. dr hab. inż. Paweł Chmielarz

Wartość projektu: 209 999,00 PLN

Współfinansowanie projektu ze środków Narodowego Centrum Nauki (NCN)

Cele i planowane efekty projektu:
Polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu (ATRP) stanowi jedną z wszechstronnie stosowanych metod polimeryzacji rodnikowej z odwracalną dezaktywacją (RDRP). Istotą ATRP jest uzyskanie równowagi między propagującymi rodnikami o niskim stężeniu a przeważającą ilością nieaktywnych łańcuchów polimerowych. W porównaniu do konwencjonalnej polimeryzacji wolnorodnikowej etap generowania rodników jest odwracalny i opiera się o dynamiczny mechanizm redoks. Ponadto, polimery i biopolimery wytwarzane techniką ATRP charakteryzują się wąskim rozrzutem mas cząsteczkowych (MWD) i kontrolą nad ich masami cząsteczkowymi (MW). Co więcej, metoda ta umożliwia lokalne wbudowanie grup funkcyjnych i syntezę dobrze zdefiniowanych hybrydowych kompozytów. Technika ta miała istotny wpływ na rozwój różnych dziedzin biotechnologii, głównie ze względu na jej szerokie zastosowanie w przygotowywaniu biomateriałów, których kluczowymi elementami składowymi są polimery. Zastosowanie ATRP umożliwia kontrolowanie topologii związków wielkocząsteczkowych i uzyskiwanie różnych struktur, od łańcuchów liniowych, gwiazd, struktur cyklicznych, grzebieni i szczotek, aż po regularne sieci polimerowe. Technika ta umożliwia również wytwarzanie polimerów o kontrolowanym składzie, takich jak kopolimery blokowe, szczepione, gradientowe i naprzemienne. Główną wadą początkowo opracowanego "normalnego" ATRP była konieczność stosowania stosunkowo wysokiego stężenia katalizatora, często rzędu 1000-10000 ppm, wyrażonego jako stosunek molowy kompleksu katalitycznego do monomeru. W związku z tym wymagane było intensywne oczyszczanie końcowych produktów polimeryzacji, co generowało dodatkowe koszty procesowe. Początkowo, konieczne było stosowanie wysokiego stężenia kompleksu aktywatora w celu przezwyciężenia wzrostu stężenia dezaktywatora w wyniku reakcji terminacji, co było bezpośrednią przyczyną zmniejszenia szybkości reakcji. Problem ten został rozwiązany przez opracowanie nowych metod ATRP opartych na regeneracji aktywatora, które znacznie redukują stężenia katalizatora, do 100 ppm lub mniej. W tych metodach regeneracja kompleksu metalu na niższym stopniu utlenienia następuje w skutek wprowadzenia dodatkowego cyklu redoks, który prowadzi do redukcji dezaktywatora, a tym samym regeneracji aktywatora. Zasadniczym celem niniejszego projektu badawczego jest optymalizacja syntezy nowatorskich szczoteczek polimerowych reagujących na bodźce zewnętrzne stosując techniki ATRP oparte na ciągłej regeneracji kompleksu katalizatora, począwszy od metody z regeneracją aktywatorów w wyniku przeniesienia elektronu i aktywacją pomocniczą (SARA) ATRP z metaliczną miedzią w roli czynnika redukującego prowadzoną w środowisku organicznym, przechodząc do bardziej przyjaznego środowisku medium reakcyjnego – miniemulsji, z zastosowaniem techniki z regeneracją aktywatorów w skutek przeniesienia elektronu z dodatkowo wprowadzonego czynnika redukującego (ARGET) ATRP oraz z regeneracją kompleksu katalitycznego za sprawą bodźców zewnętrznych – indukowaną ultradźwiękami ATRP (sono-ATRP), w której pod wpływem działania fal ultradźwiękowych w środowisku wodnym powstają rodniki hydroksylowe będące czynnikiem prowadzącym do regeneracji Cu(I), bez konieczności wprowadzania jakiegokolwiek dodatkowego związku chemicznego, co czyni tę technikę wyjątkowo czystą w kontekście do aktualnego stanu wiedzy w zakresie ATRP ze zredukowaną ilością katalizatora. Realizacja niniejszego projektu opiera się w szczególności na analizie kinetyki elektrochemicznego procesu katalitycznego (EC') podczas redukcji zregenerowanego CuIIBr2/TPMA w obecności otrzymanego makroinicjatora ATRP opartego o strukturę trokserutyny (Trox-Br20), a następnie na szczegółowym poznaniu mechanizmu i kinetyki procesów polimeryzacji stosując uzyskaną bromowaną strukturę makroinicjatora. Kolejnym istotnym aspektem badań jest także dogłębne zrozumienie mechanizmu i kinetyki ATRP wyznaczając stałe szybkości poszczególnych reakcji cząstkowych oraz badanie struktury chemicznej uzyskanych szczotek polimerowych. W powiązaniu z innowacyjnością syntetyzowanego biopolimeru i dostarczeniem nowych informacji związanych z mechanizmem i kinetyką przeprowadzonych reakcji, realizacja przedstawionego projektu z pewnością istotnie wpłynie na rozwój ważnej dziedziny naukowej, takiej jak Chemia Polimerów, Biopolimerów będąca częścią domeny badań naukowych ST – Nauki Ścisłe i Techniczne. Zakłada się, iż uzyskane szczotki polimerowe z rdzeniem trokserutyny będą zapewniać kontrolę przepływu substancji w związku z wrażliwością na zmiany pH powiązaną bezpośrednio z obecnością anionowych segmentów poli(kwasu akrylowego) (PAA) oraz kationowych łańcuchów bocznych poli(metakrylanu N,N-dimetyloaminoetylowego) (PDMAEMA). Dodatkowym atutem jest nieimmunogenność, nietoksyczność i biokompatybilność zsyntezowanych makrocząsteczek, co niewątpliwie pozwala na szerokie potencjalne zastosowanie w medycynie jako wrażliwe na bodźce nośniki leków. Biorąc pod uwagę działanie osłaniające trokserutyny wobec ścian naczyń krwionośnych, zmodyfikowanie niniejszej struktury może poprawić jej właściwości lub być nośnikiem dla tej struktury.

prom_pl.jpgNumer umowy: PPI/PRO/2019/1/00044/U/00001

Projekt realizowany w ramach programu PROM

Tytuł projektu: Międzynarodowa wymiana stypendialna doktorantów i kadry akademickiej

  1. Synteza polimerów o zróżnicowanej architekturze w oparciu o struktury pochodzenia naturalnego metodami polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP) ze zredukowaną ilością katalizatora
  2. Synteza szczotek poli(akrylanu tert-butylu) (PtBA) szczepionych z powierzchni płytek krzemowych z wykorzystaniem techniki sono-ATRP w miniemulsji

Kierownik projektu: Prof. ucz. dr hab. inż. Paweł Chmielarz

Wartość projektu: 44 400,00 PLN

Współfinansowanie projektu ze środków Europejskiego Społecznego i Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej

Cele i planowane efekty projektu:
Celem projektu jest stworzenie mechanizmu wsparcia finansowego programów  wymiany stypendialnej adresowanych do doktorantów i kadry akademickiej.  Programy te umożliwiać będą wzięcie udziału  w krótkich formach kształcenia (trwających od 5 do 30 dni), których celem jest podniesienie kompetencji i kwalifikacji. Projekt przyczyni się do poprawy dostępności międzynarodowych programów kształcenia i zwiększy mobilność kadr zarówno zakresie wyjazdów przedstawicieli polskich uczelni i instytucji naukowych za granicę, jak i przyjazdów stypendystów do Polski, w tym osób pochodzących spoza UE.

projekty_pl.png

Numer umowy: POIR.04.01.01-00-0002/16-00

Projekt realizowany w ramach Poddziałania 4.1.1 "Strategiczne programy badawcze dla gospodarki" POIR 2014-2020, Wspólne przedsięwzięcie SYNChem (konkurs 1 /4.1.1/2016 SYNChem)

Konsorcjum realizujące projekt: Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny (Lider), Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny (Konsorcjant)

Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Zbigniew Florjańczyk

Wartość projektu: 3 677 784,00 PLN

Współfinansowanie projektu ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020: 1 838 892,00 PLN

Cele i planowane efekty projektu:
W ramach projektu zostanie opracowana metoda wytwarzania czterech typów produktów umożliwiających klejenie różnych klas materiałów (metale, szkła, niektóre typy tworzyw sztucznych). Podstawowymi składnikami tego systemu będą kleje i uszczelniacze poliuretanowe utwardzające się wilgocią z powietrza. W celu uzyskania spoin o dobrych właściwościach mechanicznych i wysokiej odporności na czynniki atmosferyczne do wytwarzania prepolimerów uretanowych zostanie wykorzystany nowy typ oligomeroli zawierających w swej strukturze grupy węglanowe oraz alifatyczno-aromatyczne grupy estrowe. Źródłem grup estrowych będzie odpadowy poli(tereftalanu etylenu). Dalsze badania zmierzać będą do zmiany mechanizmu utwardzania prepolimerów, tak aby wyeliminować reakcje hydrolizy grup izocyjanianowych, w wyniku której wydziela się dwutlenek węgla powodujący spienianie spoin. Jedno z rozwiązań polegać będzie na wprowadzeniu do struktury prepolimerów grup silanolowych, które pod wpływem wilgoci ulegać będą hydrolizie i kondensacji tworząc sieci polimerowe. Tego typu materiały będą również wykorzystywane jako podkłady zdolne do chemicznego wiązania z niektórymi klejonymi materiałami. Drugie rozwiązanie, wykorzystywane głównie do otrzymywania uszczelniaczy, zakłada użycie reaktywnych rozpuszczalników, które w reakcjach z wilgocią będą generować grupy funkcyjne reagujące z grupami izocyjanianowymi prepolimerów bez wydzielania CO2. Dla zapewnienia odpowiednich właściwości reologicznych i poprawy odporności chemicznej oraz innych parametrów użytkowych prepolimery uretanowe będą dodatkowo modyfikowane napełniaczami, pigmentami, surfaktantami i stabilizatorami UV.

Nasze serwisy używają informacji zapisanych w plikach cookies. Korzystając z serwisu wyrażasz zgodę na używanie plików cookies zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki, które możesz zmienić w dowolnej chwili. Więcej informacji odnośnie plików cookies.

Akceptuję