Department of Optical Spectroscopy Seminar
sala 6 bud. II
Badania dyspersji jednościennych, monochiralnych nanorurek węglowych owiniętych polimerami skoniugowanymi: dlaczego łatwiej je uzyskać niż dobrze oczyścić, zbadać i zrozumieć?
Dr inż. Andrzej Dzienia
Politechnika Śląska
Jednościenne nanorurki węglowe (SWCNTs) reprezentują unikalną klasę nanomateriałów, w której właściwości fizykochemiczne, mechaniczne, a także optoelektroniczne są nierozerwalnie związane z ułożeniem atomów węgla w ich strukturze. Ta cecha sprawia, że są one fascynującym obiektem badań z punktu widzenia chemii materiałów, chemii medycznej, elektroniki czy fotoniki, oferując potencjał do tworzenia emiterów światła o ściśle zdefiniowanej energii.
Kluczową barierą w badaniach podstawowych i aplikacyjnych tych nanomateriałów jest jednak ich wrodzona różnorodność strukturalna - polichiralność, dotychczas niemożliwa do przezwyciężenia w obszarze komercyjnej produkcji, maskująca indywidualne właściwości optyczne poszczególnych chiralności. W moim wystąpieniu zaprezentuję, jak można przezwyciężyć ten problem z wykorzystaniem izolacji opartej na selektywnym owijaniu polimerami skoniugowanymi, otwierając tym samym pole do ich zaawansowanej charakteryzacji.
Następnie omówię metody kowalencyjnego modyfikowania powierzchni SWCNTs, których celem jest zwiększenie wydajności kwantowej fotoluminescencji oraz wprowadzenie grup zdolnych do selektywnych oddziaływań z różnymi analitami. Pokażę również, jak z wykorzystaniem chemii rodników, opartej na bibliotece pochodnych nadtlenku benzoilu, możliwe jest kontrolowane wprowadzanie szerokiej gamy defektów luminescencyjnych. Przedstawię także wyzwania związane ze zrozumieniem mechanizmów i kinetyki procesów rodnikowych leżących u podstaw funkcjonalizacji SWCNTs, których badanie stanowi ekscytujący cel naszych przyszłych prac.
Na zakończenie przedstawię aktualne trendy w badaniach sortowanych jednościennych nanorurek węglowych, z nastawieniem na kontrolę i modyfikację ich właściwości optycznych. Techniki takie jak pomiar absolutnej wydajności kwantowej fotoluminescencji (PLQY), badanie czasów życia fluorescencji, obrazowanie HR-TEM czy zaawansowana spektroskopia Ramana są kluczowe do uzyskania wglądu w naturę chemiczną i strukturalną nanorurek węglowych oraz wprowadzonych defektów. Wymagają one jednak interdyscyplinarnej wiedzy i wysokiej klasy sprzętu, umożliwiającego obrazowanie układów o średnicach od jednego do kilku nanometrów, a także śledzenie ich właściwości optycznych w zakresie bliskiej podczerwieni.
