Laboratorium układów wielofazowych materii miękkiej

Piany, emulsje i cienkie filmy – od molekularnych mechanizmów międzyfazowych do projektowania funkcjonalnych materiałów miękkiej materii

Laboratorium Układów Wielofazowych Materii Miękkiej prowadzi badania w obszarze chemii fizycznej i reologii układów zdyspergowanych, ze szczególnym uwzględnieniem pian, emulsji oraz cienkich warstw międzyfazowych. Badania koncentrują się na zrozumieniu fundamentalnych mechanizmów fizykochemicznych zachodzących na granicach faz oraz ich wykorzystaniu w projektowaniu nowoczesnych materiałów funkcjonalnych.

Główne kierunki badawcze obejmują:

🔹 Zjawiska międzyfazowe i reologia powierzchniowa

Badania dynamiki adsorpcji, struktury warstw międzyfazowych oraz ich właściwości reologicznych na granicach faz gaz/ciecz i ciecz/ciecz. Szczególny nacisk kładziony jest na powiązanie procesów molekularnych z makroskopową stabilnością układów zdyspergowanych.

🔹 Piany, emulsje i cienkie filmy – struktura, stabilność i właściwości reologiczne

Analiza mechanizmów powstawania, stabilizacji i rozpadu pian oraz emulsji w układach wieloskładnikowych. Badania obejmują zarówno układy klasyczne, jak i zaawansowane systemy o kontrolowanej strukturze (np. piany i emulsje stabilizowane cząstkami – Pickering systems).

🔹 Biosurfaktanty i biopolimery w układach zdyspergowanych

Projektowanie i charakterystyka układów opartych na naturalnych związkach powierzchniowo aktywnych (saponiny, białka, polisacharydy) oraz ich kompleksów z polielektrolitami i nanocząstkami. Badania ukierunkowane są na rozwój biokompatybilnych i biodegradowalnych materiałów.

🔹 Układy responsywne i inteligentne materiały międzyfazowe

Opracowanie układów, których właściwości mogą być kontrolowane przez bodźce zewnętrzne (pH, temperatura, siła jonowa, światło). Szczególnym obszarem są surfaktanty fotoswitchowalne oraz systemy umożliwiające kontrolowane uwalnianie substancji aktywnych.

🔹 Materiały polimerowe i biopolimerowe

Projektowanie, synteza i charakterystyka materiałów polimerowych i biopolimerowych, w tym układów hydrożelowych oraz sieci fizycznie i chemicznie usieciowanych. Badania koncentrują się na zależnościach pomiędzy mikrostrukturą, właściwościami mechanicznymi i reologicznymi oraz zjawiskami transportu (np. dyfuzją i kontrolowanym uwalnianiem substancji aktywnych). Szczególna uwaga poświęcona jest materiałom funkcjonalnym o potencjalnych zastosowaniach biomedycznych i farmaceutycznych.

🔹 Transport masy i dynamika obiektów w układach wielofazowych

Badania ruchu pęcherzyków gazu, kropli i cząstek w obecności surfaktantów, w tym analiza wpływu adsorpcji na prędkości, deformacje i oddziaływania międzyfazowe. Obejmuje to również procesy flotacyjne i tworzenie linii trójfazowej.

🔹 Biomateriały i systemy dostarczania substancji aktywnych

Rozwój pian, emulsji i hydrożeli jako nośników substancji biologicznie aktywnych, w szczególności do zastosowań biomedycznych, dermokosmetycznych i farmaceutycznych (np. systemy transdermalne).

🔹 Układy wielofazowe w zastosowaniach biomedycznych i bioanalitycznych
Badania koncentrują się na wykorzystaniu układów zdyspergowanych (piany, emulsje, hydrożele) jako platform do kontrolowanego transportu i uwalniania substancji aktywnych. Szczególny nacisk kładziony jest na rolę zjawisk międzyfazowych w środowiskach biologicznych oraz rozwój systemów diagnostycznych, w tym biosensorów i metod detekcji biomarkerów.

🔹 Metody eksperymentalne i analiza obrazu

Zastosowanie zaawansowanych technik eksperymentalnych (tensjometria, reologia międzyfazowa, mikroskopia) oraz metod cyfrowej analizy obrazu do charakterystyki struktury i dynamiki układów wielofazowych.

Badania prowadzone w laboratorium łączą podejście fundamentalne z orientacją aplikacyjną, obejmując rozwój materiałów dla przemysłu kosmetycznego, farmaceutycznego, spożywczego oraz technologii środowiskowych