Koloidy i Układy Dyspersyjne

Główne kierunki badawcze

  • Stabilność układów koloidalnych i biokoloidalnych
  • Zjawiska transportowe w układach zdyspergowanych i koloidalnych
  • Oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy cząstkami
  • Osadzanie cząstek koloidalnych i mineralnych na powierzchniach
  • Monowarstwy nano- i mikrocząstek na metalach (złoto, tytan)
  • Zjawiska elektrokinetyczne i osadzanie elektroforetyczne
  • Warstewki nano i mikrocząstek na powierzchniach metalicznych
  • Mechanizmy i kinetyka adsorpcji na powierzchniach ciało stałe/ciecz, ciecz/ciecz oraz ciecz/gaz
  • Reologia stężonych suspensji, efekty elektrowiskozowe

Metody

    1. Komercyjne:
  • Mikroskopy optyczne z kamerami cyfrowymi i analizą obrazu (Leitz, Nikon)
  • Mikroskop AFM, Nanoscope wraz z urządzeniem do napylania warstw metalicznych
  • Coulter N4+, pomiar wielkości cząstek w zakresie 0.003-3 mm metodą dynamicznego rozpraszania światła
  • Coulter-Counter ZM, pomiar wielkości cząstek w zakresie 0.4 -200 nm metodą zmian przewodnictwa
  • Dyfraktometr laserowy (Coulter Electronics ), pomiar wielkości cząstek suspensji monodyspersyjnych i mieszanin w zakresie 0.02 -2000 nm
  • Brokhaven Bi-ZetaPlus, pomiar potencjału zeta cząstek (ruchliwości elektroforetycznej) w zakresie rozmiarów 0,01 - 2 mm
  • Tensiometr firmy Lauda do pomiaru napięć powierzchniowych roztworów
  • Malvern Nano ZS, pomiar potencjału zeta cząstek (ruchliwości elektroforetycznej) w zakresie rozmiarów 3 nm - 0.01 mm
  • Malvern Nano ZS, pomiar wielkości cząstek (Photon Correlation Spectroscopy) w zakresie 0.6 nm - 0.006 mm
  • Malvern Nano ZS, pomiar masy cząsteczkowej (Static Light Scattering) w zakresie 1x103 - 1x107Da

    2. Urządzenia własnej konstrukcji:

  • Naczyńka pomiarowe do wyznaczania kinetyki osadzania cząstek mineralnych i koloidalnych w warunkach dyfuzyjnych, konwekcyjnych i sedymentacyjnych
  • Urządzenia do kontrolowanego wytwarzania monowarstw i multiwarstw cząstek mineralnych i koloidalnych (osadzanie elektroforetyczne)
  • Naczyńko do pomiarów kinetyki adsorpcji polielektrolitów, protein i biocząstek oparte na zasadzie pomiaru potencjału przepływu
  • Urządzenia do pomiaru napięć międzyfazowych oparte na metodzie stalagmometrycznej i kształtu wiszącej kropli
  • Urządzenie do pomiaru dynamicznych kątów zwilżania
  • Wiskozymetr kapilarny do precyzyjnych pomiarów właściwości reologicznych stężonych suspensji cząstek

Możliwości pomiarowe:

  • Rozmiar wielkości cząstek suspensji monodyspersyjnych i polidyspersyjnych w zakresie 3 nm do 2000 nm
  • Potencjał zeta cząstek w roztworach wodnych i niewodnych
  • Potencjał zeta powierzchni (z warstwami zaadsorbowanymi) metodą potencjału przepływu
  • Pełna charakterystyka stabilności suspensji (wpływ elektrolitów i substancji powierzchniowo aktywnych)
  • Charakterystyka topologii monowarstw nano i mikrocząstek przy pomocy mikroskopii AFM i mikroskopii optycznej
  • Lepkość układów koloidalnych i stężonych suspensji cząstek
  • Dynamiczne kąty zwilżania dla różnorodnych powierzchni
  • Dynamiczne napięcie międzyfazowe cieczy i roztworów surfaktantów

 GŁÓWNE KIERUNKI BADAWCZE

  • Teoretyczne i eksperymentalne badania adsorpcji koloidów i protein na powierzchni międzyfazowej ciało stałe / ciecz
  • Modelowanie oddziaływań elektrostatycznych cząstek koloidalnych
  • Transport nanocząstek przez ośrodki porowate
  • Samoorganizacja i struktura wielowarstw cząstek koloidalnych

METODY EKSPERYMENTALNE

  • Mikroskopia sił atomowych,
  • Mikroskopia optyczna,
  • Elektroda wirującego dysku

GŁÓWNE OSIĄGNIĘCIA:

  • Rozwinięcie teoretycznego modelu adsorpcji naładowanych cząstek koloidalnych bez parametrów dopasowania

Fig. 1. Wielowarstwa cząstek koloidal-nych wysymulowana na powierzchni międzyfazowej ciała stałego i cieczy

Fig. 2. Porównanie funkcji korelacyjnej wyznaczonej teoretycznie i eksperymentalnie dla monowarstwy nanocząstek