Konwersatorium im. J.Pniewskiego i L.Infelda

W ciągu ostatnich dwóch dekad postęp nanotechnologii otworzył bezprecedensowe możliwości wytwarzania i manipulowania światłem. Jest to szczególnie istotne w kontekście wizjonerskich artykułów z początku XXI wieku wiążą przyszłość technologii informatycznych czy telekomunikacyjnych z wykorzystaniem nanomateriałów. Aby w pełni wykorzystać ten potencjał, niezbędna jest umiejętność kontrolowania i dopasowywania struktury nanomateriałów do konkretnych zastosowań. W tym kontekście niezwykle inspirujące są przykłady skóry kameleona czy skrzydeł niektórych chrząszczy, w których precyzyjne i rekonfigurowalne rozmieszczenie elementów budulcowych przekłada się na fascynujące właściwości optyczne.Nasze badania w tym zakresie polegają na połączeniu nanomateriałów silnie oddziałujących ze światłem (nanocząstki metali i materiałów półprzewodnikowych), ze strukturami zapewniającymi porządek i zdolność rekonfiguracji (związki organiczne o właściwościach ciekłokrystalicznych). Innowacyjność prowadzonych badań związana jest ze zrozumieniem jak projektować tego typu kompozyty, tak, aby struktury uporządkowane tworzyły się spontanicznie, podczas obróbki termicznej materiału. Dzięki temu podejściu udało się uzyskać pierwszy rekonfigurowalny film zbudowany z nanocząstek, który wykazywał właściwości metamateriałowe [1], a także precyzyjnie określić jego budowę [2] i określić parametry wpływające na jego trwałość [3]. Istotnym osiągnięciem było także uzyskanie nanomateriału o hierarchicznej, helikalnej budowie, którego struktura może być zmieniana bez użycia rozpuszczalników [4]. Uzyskaliśmy także bezpośrednie dowody na łamanie symetrii optycznej w układach heliakalnych [5,6], w których uzyskujemy włókna o tej samej (lewej bądź prawej) skrętności i wskazaliśmy jak projektować związki organiczne tak, aby kontrolować skok helis [7].Podsumowując, prowadzone nad nanomateriałami badania łączą umiejętności planowania architektury molekularnej związków organicznych, ich syntezy, otrzymania nanocząstek metalicznych i półprzewodnikowych, połączenie tych komponentów, a obejmują także szczegółową analizę fizykochemiczną uzyskiwanych struktur. Łatwość przeskalowania syntezy, możliwość wykorzystania różnych typów nanocząstek, a także niezwykle precyzyjnie kontrolowana struktura nanomateriałów powoduje, że opracowana metoda nie tylko poszerza naszą wiedzę podstawową z zakresu nanomateriałów inspirowanych naturą, ale także odpowiada na niektóre z wyzwań stojących przed nanomateriałami do zastosowań fotonicznych.[1] Nature Communications, 2015, 6, 6590.[2] ACS Nano, 2021, 15, 4916–4926.[3] Chemistry of Materials, 2018, 30, 8201–8210.[4] Advanced Materials, 2020, 32, 1904581.[5] ACS Nano, 2020, 14, 12918–12928.[6] Adv. Funct. Mater., 2022, 32, 2111280.[7] Chem. Commun., 2022,58, 7364-7367.

---

Pobierz plakat / Download the poster
Obejrzyj nagranie / Watch the video