Pomiary parametrów adsorpcyjnych roztworów surfaktantów i biosurfaktantów:

• Dwa tensiometry Profile Analysis Tensiometer PAT-1M (Sinterface). PAT-1M to zaawansowany tensiometr optyczny oparty na analizie profilu kropli lub pęcherzyka, umożliwiający bardzo precyzyjne pomiary napięcia powierzchniowego i międzyfazowego w szerokim zakresie od 0,1 do 2000 mN/m. Urządzenie pozwala prowadzić zarówno standardowe pomiary statyczne, jak i dynamiczne badania kinetyki adsorpcji i reorganizacji warstw powierzchniowych, w tym procesów adsorpcji, desorpcji oraz wymiany składników na granicy faz. Kluczową funkcjonalnością aparatu jest możliwość prowadzenia pomiarów reologii powierzchniowej. Dzięki modułowi oscylacyjnemu umożliwiającemu kontrolowane, okresowe zmiany objętości kropli (oscylacje do ok. 0,5 Hz) możliwe jest wyznaczanie dylatacyjnych modułów reologicznych interfejsu, w szczególności modułu elastyczności powierzchniowej (E') oraz modułu lepkości powierzchniowej (E''). Pomiary te dostarczają informacji o strukturze i reorganizacji warstw adsorpcyjnych surfaktantów, białek, polisacharydów czy cząstek koloidalnych na granicy faz. Analiza odpowiedzi interfejsu na deformacje pozwala określić m.in. stabilność warstw międzyfazowych, ich zdolność do magazynowania energii sprężystej oraz mechanizmy relaksacji. Parametry te mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia stabilności pian i emulsji, odporności filmów międzyfazowych na drenaż i koalescencję oraz mechanizmów stabilizacji układów wielofazowych. Sprzęt wyposażony jest w zestaw specjalistycznych kapilar, w tym kapilary współosiowe (coaxial) oraz odwrócone współosiowe, które umożliwiają prowadzenie eksperymentów z udziałem dwóch roztworów jednocześnie. Pozwala to badać zjawiska konkurencyjnej adsorpcji, wymiany międzyfazowej oraz wypierania surfaktantów lub biopolimerów z interfejsu. Urządzenie umożliwia również pomiary kątów zwilżania metodą leżącej kropli oraz uwięzionego pęcherzyka, co pozwala na wyznaczanie energii swobodnej powierzchni materiałów stałych oraz badanie oddziaływań ciecz–ciało stałe. Komora pomiarowa wyposażona jest w system kontroli temperatury w zakresie 10–80°C, zapewniający stabilne warunki środowiskowe podczas długotrwałych eksperymentów. Zintegrowane, sterowane komputerowo systemy dozujące oraz wysokiej jakości kamera o rozdzielczości 2048 × 1536 pikseli umożliwiają precyzyjne formowanie kropli i dokładną analizę ich kształtu. Dzięki rozbudowanemu oprogramowaniu możliwe jest prowadzenie eksperymentów typu pendant drop, buoyant bubble, badań dynamicznych zmian właściwości interfejsów oraz eksperymentów oscylacyjnych w kontrolowanych warunkach środowiskowych. Urządzenie stanowi kluczowe narzędzie w badaniach nad surfaktantami, biointerfejsami, emulsjami, pianami, układami Pickeringa oraz materiałami funkcjonalnymi, umożliwiając szczegółową charakterystykę właściwości międzyfazowych oraz mechanizmów stabilizacji układów wielofazowych.LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN
• Tensiometr Kruss Drop Shape Analyser DSA 100Moparty na automatycznej analizie profilu kształtu kropli wraz z aparaturą do pomiaru napięcia powierzchniowego (wisząca kropla) oraz kątów zwilżania i energii powierzchniowej ciał stałych, wyposażony w komorę środowiskową z precyzyjną kontrolą temperatury i wilgotności (termostat oraz przepływ gazu w celu utrzymania stałej wilgotności). Aparat dodatkowo wyposażony jest w komorę wysokotemperaturową, umożliwiającą pomiary w zakresie temperatur do 400°C. LAB 130, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

• Wanna Langmuire’ado otrzymywania oraz badania monomolekularnych warstw na granicy faz ciecz-gaz lub ciecz-ciecz wraz z układem Langmuir-Blodgett do nanoszenia warstw na podłoża stałe  (KSV). Stanowisko badawcze wyposażone jest w wannę Langmuira firmy KSV przeznaczoną do otrzymywania, kompresji oraz charakterystyki monomolekularnych warstw (monolayers) formowanych na granicy faz ciecz–gaz lub ciecz–ciecz. Aparatura umożliwia badanie właściwości fizykochemicznych warstw powierzchniowych tworzonych przez surfaktanty, lipidy, białka, polisacharydy oraz cząstki koloidalne. System składa się z teflonowej wanny wyposażonej w ruchome bariery kompresyjne umożliwiające kontrolowaną zmianę powierzchni dostępnej dla monowarstwy oraz z układu pomiaru ciśnienia powierzchniowego opartego na płytce Wilhelmy’ego. Umożliwia to wyznaczanie izoterm kompresji powierzchniowej (π–A), które opisują zależność ciśnienia powierzchniowego od pola powierzchni przypadającego na cząsteczkę i pozwalają analizować stopień upakowania cząsteczek w warstwie, oddziaływania międzycząsteczkowe oraz przejścia fazowe w monowarstwach. Aparatura umożliwia również prowadzenie eksperymentów relaksacyjnych i cyklicznych, dzięki którym można analizować stabilność mechaniczną oraz reorganizację warstw adsorpcyjnych podczas kompresji i ekspansji, co ma istotne znaczenie dla zrozumienia właściwości warstw międzyfazowych stabilizujących układy koloidalne. Monowarstwy otrzymywane są poprzez rozprowadzanie roztworów badanych związków na powierzchni fazy podpowierzchniowej, najczęściej wodnej, po czym po odparowaniu rozpuszczalnika cząsteczki organizują się na granicy faz tworząc uporządkowaną warstwę. System wyposażony jest również w moduł Langmuir–Blodgett umożliwiający transfer monowarstw na podłoża stałe takie jak szkło, krzem czy kwarc poprzez kontrolowane zanurzanie i wynurzanie podłoża przez powierzchnię monowarstwy przy zadanym ciśnieniu powierzchniowym. Sekwencyjne powtarzanie procesu prowadzi do powstawania powłok wielowarstwowych o kontrolowanej liczbie warstw i określonej organizacji molekularnej. Metoda ta umożliwia otrzymywanie dobrze zdefiniowanych filmów molekularnych stosowanych w badaniach biointerfejsów, oddziaływań między surfaktantami i biopolimerami oraz w badaniach materiałów o kontrolowanych właściwościach powierzchniowych. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN
• Zestaw pomiarowy z oświetleniem stroboskopowym do pomiarów lokalnych i granicznych prędkości pęcherzyków gazowychw roztworach wodnych. Zestaw eksperymentalny przeznaczony do precyzyjnych badań dynamiki ruchu pojedynczych pęcherzyków gazowych w wodzie i roztworach substancji powierzchniowo czynnych. Aparatura umożliwia wyznaczanie profili lokalnych i granicznych prędkości pęcherzyków, ich przyspieszenia początkowego, deformacji kształtu oraz trajektorii ruchu w funkcji odległości od miejsca powstawania pęcherzyka. Układ pomiarowy składa się z wysokiej kolumny szklanej wypełnionej badanym roztworem, w której pojedyncze pęcherzyki generowane są na końcówce kapilary o kontrolowanej średnicy przy użyciu precyzyjnego układu dozowania gazu. Ruch pęcherzyków rejestrowany jest za pomocą cyfrowej kamery CCD/USB sprzężonej z układem optycznym oraz oświetleniem stroboskopowym o regulowanej częstotliwości (typowo 40–200 Hz). Zastosowanie oświetlenia stroboskopowego umożliwia rejestrację kilku kolejnych położeń pęcherzyka w pojedynczej klatce obrazu, co pozwala na dokładne wyznaczenie lokalnej prędkości ruchu. Zarejestrowane sekwencje obrazów analizowane są metodami cyfrowego przetwarzania obrazu (m.in. ImageJ oraz dedykowane makra analityczne), które umożliwiają automatyczne wyznaczenie położenia środka masy pęcherzyka, jego średnicy równoważnej oraz stopnia deformacji w funkcji czasu i wysokości w kolumnie. Aparatura pozwala na badanie wpływu stężenia surfaktantów, elektrolitów oraz parametrów fizykochemicznych roztworu na hydrodynamikę ruchu pęcherzyków i kinetykę adsorpcji na granicy faz gaz–ciecz. System wykorzystywany jest w badaniach podstawowych z zakresu fizykochemii powierzchni, dynamiki adsorpcji oraz procesów pianotwórczych. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

Wytwarzanie oraz właściwości  fizykochemicze i reologiczne emulsji i pian:

• Kolumna pianowa (aparat Anton-Paar)przeznaczona do automatycznego pomiaru pianotwórczości oraz stabilności pian wodnych roztworów i złożonych formulacji. System umożliwia kontrolowane wytwarzanie piany oraz jej monitorowanie w czasie rzeczywistym, dostarczając ilościowych informacji dotyczących: wysokości piany,  wysokości fazy ciekłej, drenażu cieczy z piany oraz jej zapadania się w funkcji czasu. Ciągła obserwacja optyczna kolumny pianowej pozwala na szczegółową analizę mechanizmów starzenia piany, takich jak drenaż cieczy, coarsening (wzrost) pęcherzyków oraz destabilizacja strukturalna. Aparatura jest szczególnie przydatna do porównawczej i powtarzalnej oceny właściwości pianotwórczych w ściśle kontrolowanych i zautomatyzowanych warunkach eksperymentalnych, które dobrze odzwierciedlają procesy pienienia istotne z punktu widzenia zastosowań praktycznych i przemysłowych. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

• Metodyka podwójnej-strzykawki do wytwarzania pian i emulsjiw warunkach przepływu turbulentnego. Do wytwarzania pian i emulsji zastosowano metodę podwójnej strzykawki (ang. double-syringe technique), szeroko stosowaną w badaniach fizyki pian i emulsji, m.in. w pracach prof. W. Drenckhan-Andreatta. Metoda ta umożliwia kontrolowane mieszanie fazy gazowej i ciekłej w warunkach intensywnego ścinania oraz powtarzalne wytwarzanie pian o zadanej frakcji gazowej i rozkładzie rozmiarów pęcherzyków. Układ eksperymentalny składa się z dwóch strzykawek (zwykle o objętości 20–50 mL) połączonych krótkim odcinkiem kapilary, złączem typu Luer-lock lub zaworem trójdrożnym. Jedna ze strzykawek zawiera przygotowany roztwór surfaktantu lub stabilizatora piany (np. biosurfaktantu, polimeru lub układu cząstek), natomiast druga zawiera określoną objętość gazu lub mieszaniny gazów. Stosunek objętości gazu do cieczy pozwala precyzyjnie kontrolować początkową frakcję gazową piany. Proces generowania piany polega na wielokrotnym, szybkim przepychaniu mieszaniny gaz-ciecz pomiędzy obiema strzykawkami. Podczas każdego cyklu przepływu ciecz przechodzi przez wąskie przewężenie złącza, co prowadzi do powstawania silnych gradientów prędkości i lokalnych warunków turbulentnych. W wyniku hydrodynamicznego ścinania dochodzi do rozrywania pęcherzy gazu oraz intensywnego mieszania faz, co prowadzi do powstawania licznych pęcherzyków gazowych o niewielkich rozmiarach. Po kilku–kilkunastu cyklach przepływu powstaje jednorodna, drobnopęcherzykowa piana. Metoda ta pozwala na uzyskanie pian o dobrze kontrolowanej strukturze, przy czym wielkość pęcherzyków zależy od liczby cykli przepływu, geometrii połączenia strzykawek oraz właściwości reologicznych roztworu (lepkości, napięcia powierzchniowego i właściwości międzyfazowych). W analogiczny sposób możliwe jest wytwarzanie emulsji, gdy w jednej ze strzykawek znajduje się faza olejowa zamiast gazu. Istotną zaletą tej metody jest możliwość generowania pian w warunkach silnego ścinania i szybkiego mieszania faz, które są zbliżone do warunków występujących w wielu procesach technologicznych (np. w mieszalnikach statycznych lub dynamicznych). Dzięki temu uzyskane struktury pian mogą stanowić realistyczny model układów powstających w procesach przemysłowych. Dodatkowo metoda podwójnej strzykawki charakteryzuje się wysoką powtarzalnością, prostotą konstrukcji aparatury oraz możliwością łatwej regulacji parametrów procesu, takich jak frakcja gazowa, liczba cykli mieszania czy skład faz. Z tego powodu jest ona szeroko stosowana w badaniach stabilności pian, mechanizmów stabilizacji międzyfazowej oraz właściwości reologicznych pian i emulsji. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN
• Thin Film Analyzer TFA2, Sinterfaceto zaawansowane urządzenie służące do tworzenia mikroskopowych cienkich filmów pianowych lub emulsyjnych, obserwacji ich zachowania oraz pomiaru szeregu parametrów fizykochemicznych. Zasada działania opiera się na technice cienkiej warstwy cieczy i równowagi ciśnień (Thin Liquid Film – Pressure Balance Technique). Filmy tworzy się w zmodyfikowanej komórce Scheludko-Exerowa, a ich grubość mierzona jest interferometrycznie. Urządzenie zawiera odwrócony mikroskop z cyfrową kamerą, monochromatycznym źródłem światła i modułem fotoczujnika, umożliwiając jednoczesną obserwację i pomiar grubości filmu. Komórka pomiarowa z kontrolą temperatury pozwala na badanie filmów przy stałym ciśnieniu kapilarnym lub pod wpływem zewnętrznego ciśnienia, sterowanego za pomocą dedykowanego modułu ciśnienia. LAB 041, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

• Ciśnieniowy system mikrofluidyczny ElveflowOB1MK4, przeznaczony do precyzyjnego sterowania przepływami gaz–ciecz i kontrolowanego wytwarzania pian w warunkach laboratoryjnych. Układ pracuje w oparciu o regulację ciśnienia i jest połączony z zewnętrznym źródłem azotu, co umożliwia stabilną i powtarzalną generację pęcherzyków gazu. System pozwala na bardzo dokładne dostrajanie parametrów przepływu obu faz, dzięki czemu możliwe jest otrzymywanie pian o kontrolowanym rozmiarze pęcherzyków, typowo w zakresie od około 200 do 800 µm. Aparatura umożliwia wytwarzanie zarówno pian monodyspersyjnych, jak i pian o zadanej polidyspersyjności, poprzez sekwencyjne zmiany ciśnienia gazu przy stałych warunkach przepływu cieczy. Urządzenie znajduje zastosowanie w badaniach nad strukturą i stabilnością pian, projektowaniu uporządkowanych materiałów porowatych, a także wytwarzaniu bio-opartych rusztowań (scaffoldów) metodą templowania pianowego. Dzięki wysokiej kontroli parametrów procesu system stanowi zaawansowane narzędzie do badań podstawowych i aplikacyjnych w obszarze miękkiej materii, materiałów funkcjonalnych oraz układów wielofazowych. LAB 041, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN
• Homogenizatorwanna/myjka ultradźwiękowa. Myjka wykorzystywana jako pomocnicze narzędzie do przygotowania układów dyspersyjnych, takich jak emulsje, zawiesiny oraz niektóre układy żelowe. W trakcie działania ultradźwięków generowane w cieczy zjawiska kawitacyjne oraz mikrostrumienie powodują intensywne mieszanie faz i fragmentację kropli lub agregatów cząstek, co sprzyja powstawaniu drobniejszych i bardziej jednorodnych struktur dyspersyjnych. W porównaniu z wysokiej mocy homogenizatorami lub sondami ultradźwiękowymi, wanna ultradźwiękowa charakteryzuje się niższą gęstością energii dostarczanej do układu, dlatego metoda ta stosowana jest głównie do: i) wstępnej homogenizacji emulsji typu O/W lub W/O, ii) przygotowania układów modelowych w małych objętościach, iii) deaglomeracji cząstek w dyspersjach koloidalnych, iv) wspomagania procesów tworzenia struktur żelowych oraz hydrożeli. Badania opisane w literaturze naukowej wskazują, że ultradźwięki mogą znacząco zmniejszać rozmiar kropli w emulsjach, poprawiać jednorodność dyspersji oraz wpływać na właściwości reologiczne i stabilność powstających układów koloidalnych poprzez działanie kawitacyjne i generowanie lokalnych pól ścinających w cieczy. W badaniach prowadzonych w IKiFP PAN wanna ultradźwiękowa stosowana jest głównie jako metoda pomocnicza w przygotowaniu emulsji, pian i układów żelowych wykorzystywanych w eksperymentach z zakresu fizykochemii powierzchni, reologii układów wielofazowych oraz badań nad stabilnością układów dyspersyjnych. Lab 041, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

• Homogenizator ultradźwiękowy Sonics VCX 750to wysokowydajny sonikator (procesor ultradźwiękowy) o mocy maksymalnej 750 W, przeznaczony do homogenizacji, emulgowania, rozpraszania, deaglomeracji i dezintegracji próbek ciekłych w różnorodnych zastosowaniach laboratoryjnych i przemysłowych. Pracuje z częstotliwością 20 kHz i umożliwia regulację amplitudy drgań w zakresie od 20 do 100% wartości znamionowej, co pozwala na precyzyjne dostosowanie intensywności procesu do charakteru próbki. Urządzenie wyposażone jest w mikroprocesorowy sterownik z pamięcią 9 procedur, programowaną pracą impulsową (pulser), timerem oraz funkcją ustawienia limitu temperatury i energii dostarczonej do końcówki sonikującej. Dzięki automatycznemu dostrajaniu układu rezonansowego i kompensacji obciążenia, VCX 750 zapewnia stabilną i powtarzalną pracę niezależnie od zmian warunków procesowych (np. zmiany lepkości czy temperatury próbki). Sonikator ten obsługuje próbki w zakresie objętości od ok. 0,2 ml (z mikrokońcówką) do 1 litra i jest szczególnie polecany do zastosowań wymagających kontroli temperatury (np. w mikrobiologii, biotechnologii i farmacji), dzięki możliwości podłączenia sondy temperaturowej i automatycznego. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN
• Homogenizator mechaniczny Ultra-Turrax 1000 jest laboratoryjnym urządzeniem wysokiego ścinania przeznaczonym do intensywnego mieszania, homogenizacji oraz dyspergowania układów wielofazowych, takich jak emulsje, zawiesiny i układy żelowe. Aparatura wykorzystuje klasyczną zasadę rotor–stator, w której szybko obracający się rotor pracuje wewnątrz nieruchomego statora, generując bardzo silne naprężenia ścinające w wąskiej szczelinie pomiędzy tymi elementami. W trakcie pracy homogenizatora badany układ jest zasysany osiowo do głowicy dyspergującej, a następnie wyrzucany radialnie przez otwory statora. Proces ten powoduje powstawanie intensywnej turbulencji, gradientów prędkości oraz lokalnych pól ścinających, które prowadzą do rozdrabniania kropli fazy rozproszonej, deaglomeracji cząstek stałych oraz szybkiej homogenizacji mieszaniny. Homogenizatory typu Ultra-Turrax są powszechnie wykorzystywane w badaniach naukowych oraz przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym do przygotowania emulsji typu O/W i W/O, dyspersji koloidalnych oraz zawiesin cząstek stałych. W warunkach laboratoryjnych pozwalają one uzyskać emulsje o znacznie mniejszych kroplach i bardziej jednorodnym rozkładzie wielkości w porównaniu z klasycznym mieszaniem mechanicznym.W literaturze naukowej homogenizatory rotor–stator są powszechnie stosowane do wytwarzania emulsji modelowych w badaniach fizykochemicznych, gdzie typowe warunki pracy obejmują prędkości obrotowe rzędu kilku do kilkunastu tysięcy obrotów na minutę i czasy homogenizacji od kilkudziesięciu sekund do kilku minut. W badaniach prowadzonych w IKiFP PAN homogenizator Ultra-Turrax 1000 stosowany jest do: i) przygotowania emulsji modelowych i układów dyspersyjnych, ii) homogenizacji roztworów polimerów i biopolimerów, iii) przygotowania układów żelowych oraz hydrożeli, iv) deaglomeracji cząstek w zawiesinach koloidalnych, v) przygotowania próbek do badań reologicznych oraz badań właściwości międzyfazowych.
  Aparatura stanowi podstawowe narzędzie w eksperymentach dotyczących stabilności emulsji, dynamiki adsorpcji surfaktantów oraz właściwości reologicznych układów wielofazowych. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN
• Homogenizator IKAMagicLab to wielofunkcyjny system laboratoryjny przeznaczony do mieszania, homogenizacji, emulgowania, dyspergowania oraz mielenia na mokro w skali laboratoryjnej i pilotażowej. Urządzenie umożliwia symulację procesów technologicznych stosowanych w przemyśle chemicznym, kosmetycznym, farmaceutycznym oraz spożywczym, dzięki czemu jest szczególnie przydatne w pracach badawczo-rozwojowych oraz w optymalizacji nowych receptur i technologii produkcyjnych. System magic LAB® oparty jest na modułowej konstrukcji, która pozwala na szybkie dopasowanie konfiguracji aparatury do rodzaju prowadzonego procesu. Jednostka podstawowa może współpracować z różnymi modułami roboczymi, takimi jak dysperser rotor-stator, młyn koloidalny czy wielostopniowy homogenizator, umożliwiając prowadzenie procesów w trybie wsadowym, recyrkulacyjnym lub przepływowym (in-line). Dzięki wysokim prędkościom obrotowym (do ok. 26 000 rpm) oraz dużym prędkościom obwodowym wirnika (do 40 m/s) urządzenie generuje intensywne siły ścinające, co pozwala na skuteczną redukcję wielkości cząstek, tworzenie stabilnych emulsji oraz homogenizację układów wielofazowych. Homogenizator magic LAB® umożliwia prowadzenie wielu procesów fizykochemicznych, w tym: homogenizację emulsji i zawiesin, dyspergowanie cząstek stałych w cieczach, mielenie na mokro i deaglomerację materiałów, wprowadzanie proszków do cieczy, przygotowywanie mikro- i nanoemulsji, badanie procesów mieszania i skalowania technologii. Dzięki identycznym parametrom geometrycznym i hydrodynamicznym jak w urządzeniach produkcyjnych IKA, możliwe jest bezpośrednie przenoszenie opracowanych parametrów procesowych ze skali laboratoryjnej do instalacji przemysłowych. System magic LAB® może pracować z różnymi modułami roboczymi, m.in.: ULTRA-TURRAX® (UTL) – jednostopniowy dysperser rotor-stator do homogenizacji i emulgowania; DISPAX-REACTOR® (DR) – wielostopniowy homogenizator o wysokich siłach ścinających do produkcji mikroemulsji i bardzo drobnych zawiesin; MK / MKO – młyn koloidalny lub stożkowy do dokładnego mielenia na mokro i deaglomeracji materiałów; CMS / MHD – moduły do efektywnego wprowadzania proszków do cieczy bez tworzenia grudek; UTC – moduł do dyspersji w trybie wsadowym. Takie rozwiązanie pozwala na łatwe dostosowanie aparatury do różnych zastosowań badawczych oraz analiz procesowych. Homogenizator IKA magic LAB® znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach badań i technologii: formułowanie emulsji kosmetycznych i farmaceutycznych; produkcja zawiesin i emulsji spożywczych; badania stabilności emulsji i pian; synteza materiałów funkcjonalnych i nanomateriałów; rozwój technologii w przemyśle chemicznym i materiałowym. LAB 041, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

• MultiScan MS 20(DataPhysics) to urządzenie pomiarowe przeznaczone do automatycznej, optycznej analizy stabilności i procesów starzenia ciekłych układów zdyspergowanych, takich jak  emulsje, piany i zawiesiny. Pomiar oparty jest o analizę przejrzystości i zmętnienie badanego układu (transmission and backscattering). Aparat umożliwia kompleksową charakterystykę mechanizmów destabilizacji zależnych od czasu i temperatury. System składa się z jednostki bazowej oraz dwóch wież pomiarowych (ScanTowers) z komorami próbek o kontrolowanej temperaturze. Jednostka bazowa wyposażona jest w zintegrowany ekran dotykowy, który umożliwia sterowanie podstawowymi funkcjami i wyświetlanie informacji o statusie systemu. Każda z wież pomiarowych może pracować niezależnie, w różnych temperaturach. Dzięki elektrycznemu systemowi grzewczemu oraz chłodzeniu cieczowemu (termostat), pomiary można prowadzić w zakresie temperatur od -10 °C do 80 °C (dla temperatur poniżej 4 °C wymagany jest opcjonalny rękaw izolacyjny). LAB 041, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

• Rheometr rotacyjny Bohlin Gemini II to zaawansowane, modułowe urządzenie badawcze przeznaczone do kompleksowej analizy właściwości reologicznych materiałów — od cieczy o niskiej lepkości po materiały stałe. Dzięki opatentowanej technologii napędu Rotonetic™ 2 DSP, reometr umożliwia wyjątkowo precyzyjne pomiary zarówno w trybie kontroli odkształcenia (strain-controlled), jak i naprężenia (stress-controlled). Urządzenie charakteryzuje się szerokim zakresem momentów obrotowych — od 0,05 µNm do 200 mNm(Gemini II), co pozwala na analizę nawet słabo ustrukturyzowanych układów, takich jak rozcieńczone dyspersje czy polimery w roztworze. Bohlin Gemini II jest wyposażony w różnorodne geometrie pomiarowe i komory, w tym płytki równoległe, stożek i płytkę, oraz bi-cone. W wersji wyposażonej w układ kontroli temperatury typu Peltiera, reometr umożliwia prowadzenie pomiarów w zakresie temperatury od –10°C do maksymalnie 80°C, co czyni go szczególnie użytecznym w badaniach pian, emulsji, zawiesin, żeli i innych układów miękkiej materii w warunkach zbliżonych do otoczenia oraz podgrzanych. LAB 301, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

 Wiskozymetr rotacyjny – Anton Paar ViscoQC 300 z systemem kontroli temperatury. Zaawansowany wiskozymetr rotacyjny przeznaczony do precyzyjnej analizy właściwości reologicznych cieczy, zawiesin oraz układów koloidalnych. Urządzenie umożliwia dokładne wyznaczanie lepkości dynamicznej oraz charakterystyki płynięcia materiałów w szerokim zakresie lepkości, co ma kluczowe znaczenie w badaniach materiałów miękkiej materii, emulsji, roztworów polimerowych oraz układów surfaktantowych. System pomiarowy wyposażony jest w zestaw wymiennych wrzecion oraz układ pomiarowy typu stożek–płytka (cone–plate), umożliwiający analizę próbek o bardzo małej objętości oraz uzyskanie wysokiej dokładności pomiarów w szerokim zakresie lepkości. Zastosowanie specjalistycznych elementów pomiarowych pozwala na prowadzenie eksperymentów zarówno dla cieczy o niskiej lepkości, jak i dla układów o znacznie wyższej gęstości i strukturze wewnętrznej.

• Urządzenie współpracuje z modułem temperaturowym opartym na technologii Peltiera, umożliwiającym precyzyjną kontrolę temperatury w trakcie pomiarów. Stabilne i jednorodne warunki temperaturowe pozwalają na prowadzenie badań zależności właściwości reologicznych od temperatury oraz analizę procesów strukturalnych zachodzących w badanych układach. Zintegrowane oprogramowanie pomiarowe umożliwia rejestrację danych w czasie rzeczywistym, wizualizację krzywych przepływu oraz zaawansowaną analizę danych, w tym dopasowanie modeli matematycznych opisujących zachowanie reologiczne materiałów. System pozwala również na programowanie automatycznych procedur pomiarowych, co zwiększa powtarzalność eksperymentów i ułatwia prowadzenie badań porównawczych. Stanowisko pomiarowe znajduje zastosowanie w badaniach właściwości reologicznych roztworów polimerów, biosurfaktantów, emulsji, zawiesin oraz innych układów miękkiej materii, umożliwiając szczegółową analizę mechanizmów płynięcia i struktury materiałów w różnych warunkach eksperymentalnych. LAB 041,osoba odpowiedzialna: mgr inż. Weronika Kieres

Badanie właściwości materiałów polimerowych:

 Maszyna wytrzymałościowa do badań materiałów miękkich i hydrożeli. Kompaktowa, zmotoryzowana maszyna wytrzymałościowa przeznaczona do precyzyjnych badań właściwości mechanicznych materiałów miękkich, takich jak hydrożele, elastomery oraz układy lepkosprężyste. Urządzenie umożliwia prowadzenie testów rozciągania, ściskania oraz badań sprężystości w niskich zakresach siły, z zastosowaniem wymiennych czujników o wysokiej czułości (rzędu 10–100 N). System wyposażony jest w dedykowane uchwyty do próbek delikatnych, zapewniające stabilne mocowanie bez ich uszkodzenia, oraz w oprogramowanie umożliwiające rejestrację krzywych siła–przemieszczenie, naprężenie–odkształcenie oraz analizę parametrów mechanicznych, takich jak moduł Younga, sprężystość i energia odkształcenia. Maszyna pozwala również na realizację testów adhezji (np. peel test, loop tack) oraz eksperymentów dynamicznych przy kontrolowanej prędkości deformacji. Zestaw akcesoriów obejmuje formy do odlewania próbek o powtarzalnej geometrii oraz wykrojnik do ręcznego przygotowania próbek pomiarowych. Stanowisko stanowi kluczowe narzędzie w badaniach mechaniki hydrożeli, biomateriałów i układów miękkiej materii. 

 Spektrometr FTIR z przystawką ATR – Nicolet Summit X. 

• Zaawansowany spektrometr podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) przeznaczony do analizy składu chemicznego ciał stałych, cieczy oraz materiałów o konsystencji pasty. Urządzenie wyposażone jest w przystawkę ATR z litym kryształem diamentowym, umożliwiającą szybkie i powtarzalne pomiary bez konieczności skomplikowanego przygotowania próbek. System optyczny spektrometru pracuje w szerokim zakresie spektralnym podczerwieni i zapewnia wysoką rozdzielczość pomiarów, co pozwala na precyzyjną identyfikację związków chemicznych, analizę struktury molekularnej oraz badania oddziaływań międzycząsteczkowych. Stabilność pomiarów zapewniają m.in. interferometr z dynamiczną korekcją położenia zwierciadeł oraz laser referencyjny o wysokiej precyzji. Spektrometr posiada modułową konstrukcję umożliwiającą łatwe rozszerzanie o dodatkowe techniki pomiarowe, takie jak transmisja, DRIFT, HATR czy sprzężenie z analizą termiczną (TGA-IR). Automatyczne rozpoznawanie akcesoriów pomiarowych pozwala na szybkie przełączanie między różnymi metodami analizy oraz minimalizuje ryzyko błędu operatora. Urządzenie sterowane jest z poziomu komputera poprzez dedykowane oprogramowanie umożliwiające rejestrację widm, ich zaawansowaną analizę oraz identyfikację związków chemicznych poprzez porównanie z bibliotekami widm. System oferuje również funkcje automatycznej optymalizacji parametrów pomiarowych, korekcji tła oraz narzędzia do przetwarzania i analizy danych spektralnych. LAB 041,osoba odpowiedzialna: dr inż. Sonia Kudłacik-Kramarczyk

• Wagosuszarka halogenowa HX204/M do oznaczania zawartości wilgoci – Mettler Toledo. Precyzyjna wagosuszarka halogenowa przeznaczona do szybkiego i dokładnego oznaczania zawartości wilgoci w próbkach laboratoryjnych. Urządzenie wykorzystuje metodę termograwimetryczną polegającą na jednoczesnym ważeniu próbki oraz jej suszeniu przy użyciu halogenowego źródła promieniowania cieplnego, co umożliwia bezpośrednie wyznaczenie zawartości wilgoci na podstawie zmian masy w czasie. System zapewnia wysoką dokładność pomiarów masy oraz bardzo dobrą powtarzalność oznaczeń, dzięki czemu może być stosowany zarówno w badaniach naukowych, jak i w kontroli jakości materiałów. Zakres regulowanej temperatury suszenia umożliwia analizę szerokiego spektrum próbek – od materiałów o wysokiej zawartości wody po substancje o bardzo niskiej wilgotności.
  Urządzenie oferuje różne tryby suszenia, w tym programy standardowe, szybkie, łagodne oraz programy krokowe, co pozwala dopasować warunki pomiaru do charakterystyki analizowanego materiału. Zaawansowane funkcje analityczne umożliwiają monitorowanie przebiegu procesu suszenia w czasie rzeczywistym, w tym wizualizację krzywej suszenia oraz prognozowanie końcowego wyniku pomiaru, co pozwala skrócić czas analizy przy zachowaniu wysokiej dokładności.
  Wagosuszarka umożliwia zapisywanie metod pomiarowych i archiwizację wyników analiz, a także pracę wielu użytkowników z możliwością zarządzania uprawnieniami. Dane pomiarowe mogą być eksportowane w formie elektronicznej, a urządzenie wyposażone jest w interfejsy komunikacyjne pozwalające na integrację z systemami informatycznymi oraz drukowanie raportów z przeprowadzonych analiz.
  Dzięki solidnej konstrukcji oraz precyzyjnemu układowi wagowemu urządzenie zapewnia stabilne warunki pomiarowe i wysoką powtarzalność wyników. Wagosuszarka znajduje zastosowanie w analizie materiałów biologicznych, polimerów, proszków, produktów spożywczych oraz różnorodnych materiałów funkcjonalnych, gdzie istotne jest szybkie i wiarygodne określenie zawartości wilgoci w próbce. LAB 041,osoba odpowiedzialna: mgr inż. Alicja Przybyłowicz

Określanie parametrów nanocząstek w roztworach koloidów:

 Malvern Advanced Zetasizer to zaawansowany, wielofunkcyjny analizator do kompleksowej charakterystyki koloidów, nanocząstek, makrocząsteczek oraz układów zdyspergowanych w fazie ciekłej. Urządzenie umożliwia precyzyjne pomiary: rozkładu wielkości cząstek i kropli metodą dynamicznego rozpraszania światła (DLS), potencjału zeta metodą elektroforetycznego rozpraszania światła (ELS), mobilności elektroforetycznej, masy molowej i promienia hydrodynamicznego makrocząsteczek (np. białek, polimerów), stabilności elektrostatycznej emulsji, zawiesin i układów koloidalnych. Aparat wyposażony jest w laser o wysokiej stabilności oraz detektor niskokątowy (Non-Invasive Back Scatter, NIBS), co zapewnia wysoką czułość i powtarzalność pomiarów nawet dla próbek o wysokim stężeniu lub szerokim rozkładzie wielkości. System umożliwia pracę w szerokim zakresie temperatur dzięki precyzyjnej kontroli termostatycznej komory pomiarowej, co pozwala na badania wpływu temperatury na agregację, koalescencję oraz stabilność układów zdyspergowanych. Malvern Advanced Zetasizer jest szczególnie przydatny w badaniach biosurfaktantów, nanocząstek funkcjonalnych, emulsji, pian, układów białkowych i polimerowych, a także w analizie procesów agregacji, adsorpcji oraz oddziaływań międzyfazowych na poziomie nano- i mikroskopowym. Urządzenie znajduje zastosowanie w badaniach podstawowych i aplikacyjnych z zakresu chemii fizycznej, inżynierii koloidów, farmacji, biotechnologii oraz nauk o materiałach. LAB 041,osoba odpowiedzialna: dr inż. Sonia Kudłacik-Kramarczyk

 Badanie właściwości roztworów (in bulk):

 Lepkościomierz kapilarnyViscoClock jest nowoczesnym urządzeniem laboratoryjnym przeznaczonym do precyzyjnego pomiaru czasu przepływu cieczy w szklanych lepkościomierzach kapilarnych, co umożliwia wyznaczanie lepkości kinematycznej badanych układów. Aparat został zaprojektowany z myślą o zwiększeniu dokładności i powtarzalności pomiarów wykonywanych metodą kapilarną, która polega na określeniu czasu potrzebnego do przepłynięcia określonej objętości cieczy pomiędzy dwoma zaznaczonymi punktami w kapilarze lepkościomierza. Urządzenie wykorzystuje optyczny system detekcji menisku cieczy, dzięki czemu automatycznie rejestruje moment przejścia cieczy przez kolejne punkty pomiarowe. Rozwiązanie to eliminuje błędy związane z ręcznym pomiarem czasu i reakcją operatora, co ma szczególne znaczenie w przypadku pomiarów wymagających wysokiej precyzji. Zarejestrowany czas przepływu jest następnie wykorzystywany do obliczenia lepkości kinematycznej cieczy na podstawie stałej kapilary danego lepkościomierza. ViscoClock współpracuje z różnymi typami klasycznych lepkościomierzy kapilarnych stosowanych w laboratoriach fizykochemicznych, takimi jak lepkościomierze typu Ubbelohde, Ostwald czy Cannon Fenske. Urządzenie charakteryzuje się prostą obsługą oraz czytelnym wyświetlaczem umożliwiającym szybki odczyt wyników pomiaru. Dzięki wysokiej dokładności pomiaru czasu przepływu oraz automatycznej detekcji menisku ViscoClock znacząco usprawnia pracę laboratoryjną i pozwala na uzyskanie wyników o wysokiej powtarzalności. Aparat znajduje zastosowanie w badaniach fizykochemicznych cieczy, analizie olejów i paliw, kontroli jakości w przemyśle chemicznym i petrochemicznym, badaniach farmaceutycznych i kosmetycznych oraz w analizie roztworów polimerów i biopolimerów. Z tego względu jest również powszechnie wykorzystywany w laboratoriach akademickich oraz jednostkach badawczych zajmujących się charakterystyką właściwości reologicznych cieczy. LAB 041, osoba odpowiedzialna: dr hab. Marcel Krzan, prof. IKIFP PAN

.