Opis prowadzonych badań
Badania prowadzone w ZFOiN dotyczą właściwości materiałów w nanoskali, w tym w skali pojedynczych molekuł. Wykorzystywane są zarówno metody eksperymentalne, w szczególności mikroskopia i spektroskopia sił atomowych, jak i komputerowe – modelowanie i symulacje molekularne. Badania nie ograniczają się do standardowego określania właściwości materiałów, obejmują również opracowywanie i rozwijanie nowych metod badawczych, w tym nowych technik pomiarowych (eksperymentalnych i obliczeniowych) oraz modeli teoretycznych, które potrafią dostarczyć precyzyjniejszych informacji o badanym materiale niż powszechnie stosowane metody.
Wybrane zagadnienia badawcze:
- Mechanizmy adhezji i tarcia w skali nanometrowej. Badania obejmują pomiary eksperymentalne za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM) oraz symulacje komputerowe metodami dynamiki molekularnej.
- Badanie oddziaływań molekuł gazów (NO2, CO2, CO, NO, H2, H2O itp.) z materiałami 2D (grafen i TMD). Wpływ tych oddziaływań na strukturę materiałów (zmiany zachodzące w samych warstwach oraz interkalacja między nimi). Analiza wpływu tych oddziaływań w kontekście stabilności materiałów, wzrostu na ich powierzchniach, katalizy i detekcji. Badanie modyfikacji chemicznej materiałów 2D w celu optymalizacji oddziaływań powierzchniowych pod wybrane zastosowania materiałów.
- Symulacje komputerowe oraz badania eksperymentalne oddziaływań międzymolekularnych, w tym wiązań specyficznych ligand-receptor oraz pojedynczych wiązań wodorowych.
Publikacje (wybrane 10 z lat 2021-2024)
- Influence of the thermal reduction process on the tribological and conductive properties of single-layer graphene oxide, Marek Weiss (WIMiFT), Łukasz Majchrzycki (WIMiFT), Robert Skonieczny, Dominik Florjan (WIMiFT), Arkadiusz Ptak (WIMiFT), Tribology International – 2025, vol. 201, s. 110203-1-110203-14
- Recent advances in sensing the inter-biomolecular interactions at the nanoscale – A comprehensive review of AFM-based force spectroscopy, Anabel Lostao, KeeSiang. Lim, Maria Carmen. Pallares, Arkadiusz Ptak (WIMiFT), Carlos Marcuello, International Journal of Biological Macromolecules – 2023, vol. 238, 124089
- Selective Detection of Carbon Monoxide on P‐Block Doped Monolayers of MoTe2, Maciej J. Szary (WIMiFT), Dominik M. Florjan (WIMiFT), Jakub A. Bąbelek (WFT), ACS Sensors – 2022, vol. 7, no. 1, s. 272-285
- Computational study of the intercalation of NO2 between bilayer MoTe2, Maciej J. Szary (WIMiFT), Applied Surface Science – 2023, vol. 611, s. 155514-1-155514-10
- Adsorption and dissociation of NO2 on MoS2 doped with p-block elements, Maciej J. Szary (WIMiFT), Dominik M. Florjan (WIMiFT), Jakub A. Bąbelek (WIMiFT), Surface Science – 2021, vol. 712, s. 121893-1-121893-12
- Enthalpic and entropic contributions to the activation free energy of single non-covalent bonds in molecular systems: A computational methodology, Jakub Dąbrowski, Wieslaw Nowak, Arkadiusz Ptak (WIMiFT), Physical Review A – 2022, vol. 106, 062803
- EQMO: Equation of motion method for efficient electronic structure calculations, Vadim Zhuravlev, Michał Hermanowicz (WIMiFT), Marek T. Michalewicz, Computer Physics Communications – 2021, vol. 267, s. 108064-1-108064-2
- Nanoscale dry friction: Dependence on load and sliding velocity, Marek Weiss (WIMiFT), Łukasz Majchrzycki (WIMiFT), Ewelina Borkowska, Michał Cichomski, Arkadiusz Ptak (WIMiFT), Tribology International – 2021, vol. 162, s. 107133-1-107133-9
- Single-molecule force spectroscopy reveals structural differences of heparan sulfate chains during binding to vitronectin, Katarzyna Herman (WIMiFT), Joanna Zemła, Arkadiusz Ptak (WIMiFT), Małgorzata Lekka, Physical Review E – 2021, vol. 104, iss. 2, s. 024409-1-024409-9
- The impact of partial H intercalation on the quasi-free-standing properties of graphene on SiC(0001), Maciej J. Szary (WIMiFT), Semir El-Ahmar (WIMiFT), Tymoteusz Ciuk, Applied Surface Science – 2021, vol. 541, s. 148668-1-148668-9
Szczegółowy spis publikacji można znaleźć w systemie SIN Politechniki Poznańskiej.
Publikacje członków zakładu (pracownicy badawczo-dydaktyczni)
Publikacje członków zakładu (pracownicy dydaktyczni)
Publikacje członków zakładu (doktoranci)
Projekty badawcze (aktualnie realizowane)
- Tarcie suche w nanoskali – zależność od prędkości poślizgu oraz siły nacisku (Dry friction at the nanoscale: dependence on the sliding velocity and the loading); nr 2020/37/B/ST8/02023; kierownik: dr hab. Arkadiusz Ptak, Prof. PP; 2021-2026.
- Właściwości mechaniczne, fotofizyczne i elektronowe układów molekularnych oraz materiałów w skali nanometrowej; nr 0512/SBAD/2220; kierownik: dr hab. Arkadiusz Ptak, Prof. PP; 2022.
- Badanie mechanizmu transportu koefektorów hemoglobiny przez błonę komórkową erytrocytów metodami symulacji komputerowych; nr 0079/DIA/2018/47; kierownik: mgr inż. Wojciech Marciniak; 2018-2022.
- Interkalacja CO i CO2 między warstwami MoS2 i MoTe2, stabilność oraz wpływ na parametry elektryczne; nr PN/01/0058/2022 kierownik: mgr inż. Dominik Florjan.
