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

  • Mikroskopy optyczne z kamerami cyfrowymi i analizą obrazu (Leitz, Nikon)
  • Mikroskop AFM
  • Dyfraktometr laserowy (Coulter Electronics ), pomiar wielkości cząstek suspensji monodyspersyjnych i mieszanin w zakresie 0.02 -2000 nm
  • 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
  • Naczyńka pomiarowe do wyznaczania kinetyki osadzania cząstek mineralnych i koloidalnych w warunkach dyfuzyjnych, konwekcyjnych i sedymentacyjnych
  • Naczyńko do pomiarów kinetyki adsorpcji polielektrolitów, protein i biocząstek oparte na zasadzie pomiaru potencjału przepływu
  • Wiskozymetr kapilarny do precyzyjnych pomiarów właściwości reologicznych stężonych suspensji cząstek

Aparatura:

•    Mikroskop fluorescencyjny DMI6000 B firmy Leica
•    Mikroskop optyczny LABOPHOTO-2 firmy Nikon
•    Mikroskop sił atomowych NTMDT Solver Pro z mikroskopem optycznym firmy Olympus
•    Spektrofotometr dwuwiązkowy UV-1800 firmy Shimadzu
•    Spektrofotometr dwuwiązkowy UV-2600 firmy Shimadzu ze sferą ISR-2600 Plus
•    Hybrydowy, wielodetekcyjny czytnik mikropłytek Synergy H1M firmy BioTek Instruments
•    Zetasizer ZS model ZEN3600 firmy Malvern
•    Zetasizer ZS model ZEN3500 firmy Malvern
•    Wielofunkcyjny titrator MPT2 firmy Malvern z automatyczną jednostką odgazowującą titranty- przystawka do Zetasizer ZS
•    Analizator wielkości cząstek LS 13 320 firmy Beckman Coulter Inc.
•    Mikrowaga kwarcowa z monitorowaniem dyssypacji energii Q-Sense E1 firmy Q-Sense AB
•    Spektrofotometr OWLS 210 firmy MicoVaccum
•    Densytometr DMA 5000 M firmy Anton Paar GmbH
•    Zestaw do elektroforezy horyzontalnej Kometa DNA 2x5 firmy Kucharczyk Techniki Elektroforetyczne
•    Reaktor ciśnieniowy Buchi Uster Pressure Reactor Picoclave z dodatkowym wyposażeniem w naczynie stalowe wraz z modułem grzewczym
•    Wirówka nastołowa z chłodzeniem Z36 HK firmy Hermle LaborTechnik GmbH
•    Ultramikrowaga UYA 2.3 firmy Radwag

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