2018/31/B/NZ6/02606, 11.2019 - 10.2022
Celem niniejszego projektu jest zbadanie aktywności przeciwwirusowej oraz immunostymulacyjnej sfunkcjonalizowanych nanocząstek srebra i złota. Postęp jaki został poczyniony w ostatnim czasie w dziedzinie inżynierii w nanoskali pozwala na konstruowanie materiałów z zaadsorbowanymi na powierzchni wysoce wyspecjalizowanymi związkami. W ramach prowadzonych badań wytworzone zostaną nanocząstki zmodyfikowane związkami blokującymi łączenie się wirusa ze komórkami docelowymi. Jest to możliwe poprzez otrzymanie preparatów Ag/AuNPs z zaprojektowanym układem wybranych tanin oraz/lub alkilosulfonianów (imitujących układy heparynopodobne), które mają duże powinowactwo do białek znajdujących się na wirusie. W szczególności, projekt obejmuje wykorzystanie wytworzonych układów do dalszych testów aktywności biologicznej oraz przeciwwirusowej w zakażeniu HSV-1 oraz HSV-2. Wyniki projektu pozwolą na zdefiniowanie zasad konstrukcji bezpiecznego, opartego na nanocząstkach mikrobicydu, jak również pozwolą na zbadanie możliwości użycia sfunkcjonalizowanych nanocząstek do stymulacji lokalnej odpowiedzi immunologicznej oraz dalszego rozwoju antygenowo-specyficznej odpowiedzi immunologicznej.
2018/29/B/ST8/02016, 02.2019-01.2022
Jakość powietrza jakim oddychamy nie tylko determinuje nasze zdrowie, ale również komfort codziennego
życia. Istnieje wiele sposobów oczyszczania powietrza, lecz poszukujemy coraz doskonalszych
i sprawniejszych materiałów, które wspomagałyby ten proces. Jednym z już wykorzystywanych rozwiązań,
jest zastosowanie fotokatalizatorów opartych głównie na tlenkach tytanu. Materiał ten pomimo wielu zalet
ma pewne ograniczenia. Oczekiwalibyśmy jeszcze większej aktywności tego fotokatalizatora oraz
możliwości usuwania w możliwie prosty sposób wszelkich typów zanieczyszczeń powietrza: lotnych
związków organicznych (LZO), ciężkich związków organicznych tworzących zawiesiny (np. WWA), pyłów
zawieszonych w tym substancji nieorganicznych oraz zawieszonych mikroorganizmów takich jak bakterie,
wirusy, zarodniki grzybów itp.
Celem prezentowanego projektu jest opracowanie zupełnie nowego hybrydowego materiału posiadającego
zestaw unikalnych właściwości opisanych poniżej, pozwalających znacznie polepszyć procesy
fotokatalityczne oraz towarzyszące im zjawiska sprzyjające rozkładowi różnego typu zanieczyszczeń
powietrza. Aby tego dokonać trzeba rozwiązać wiele podstawowych problemów badawczych. Wstępne
wyniki badań oraz analiza literatury przedmiotu pozwoliły nam postawić następującą hipotezę:
Zaprojektowany materiał włóknisty, modyfikowany powłoką hybrydową, zawierającą nanoprzewody
(nanowłókna) metaliczne pokryte silnie aktywnym fotokatalizatorem jakim jest tlenek cyny Sn 3 O 4 , pozwoli
sprostać poniższym oczekiwaniom:
♦ Materiał włóknisty stworzy aktywną, rozbudowaną przestrzennie strukturę nośną dla powłok
hybrydowych. Struktura włóknista zapewni dużą powierzchnie kontaktu oczyszczanego powietrza
z aktywną katalitycznie powierzchnią powłoki hybrydowej.
♦ Nanoprzewody metaliczne (srebrne lub stopowe srebrno-miedziane), tworzące z tlenkami cyny
przewodzący materiał hybrydowy, będą pełniły wielofunkcyjną rolę:
- zapewnią przewodnictwo elektryczne, które umożliwi nadanie potencjału elektrycznego powierzchni co
pozwoli na przyciąganie cząstek zawieszonych, w tym nieorganicznych, aerozoli oraz mikroorganizmów
- zjawisko rezonansu plazmonowego, z którym mamy do czynienia w nanocząstkach i nanoprzewodach
zwiększy wydajność fotokatalizatora również przy oświetleniu światłem z zakresu widzialnego
- zwiążą cząstki tlenku cyny zapewniając im stabilność mechaniczną i dobrą adhezję do powierzchni struktur
włóknistych
- zawarte w nanoprzewodach srebro i miedź będą działały bakteriobójczo i grzybobójczo, wspomagając
procesy fotokatalityczne wytwarzające aktywne formy tlenu i wolne rodniki w niszczeniu
mikroorganizmów
- hybrydowa powłoka zawierająca nanoprzewody metaliczne i tlenki cyny będzie chronić znajdujący się pod
nią materiał włóknisty przed działaniem promieniowania UV, nie dopuszczając tym samym do jego
degradacji
♦ Fotokatalityczne tlenki cyny w postaci czystej i domieszkowanej będą posiadały aktywność katalityczną
przewyższającą tlenek tytanu (anataz) i będą w postaci powłoki hybrydowej z nanoprzewodami
metalicznymi odpowiedzialne za rozkład substancji organicznych oraz działanie bioaktywne
Planowane są również badania nad zwiększeniem aktywności fotokatalitycznej i biologicznej struktur
włóknistych z hybrydową powłoką metaliczno-ceramiczną poprzez zastosowanie dodatków na bazie grafenu
oraz sprawdzona zostanie również hipoteza zakładająca, że umieszczenie wytworzonego materiału w polu
elektrycznym, o natężeniu rzędu 100kV/m pozwoli na wydłużenie czasu życia wzbudzonych układów
dziura-elektron, a tym samym zwiększy aktywność fotokatalizatora.
Laboratoria Uniwersytetu Łódzkiego i akredytowane laboratoria Instytutu Włókiennictwa wyposażone są
w specjalistyczną aparaturę, pozwalającą badać wiele cech nanomateriałów i struktur włóknistych,
związanych między innymi z ich strukturą fizyczną i chemiczną, przewodnictwem elektrycznym,
właściwościami mechanicznymi, oddziaływaniem ze światłem i wieloma innymi ważnymi parametrami.
Jednak wszystkie nawet najbardziej wyszukane systemy badawcze i najlepiej wyposażone laboratoria, stają
się naprawdę produktywne dopiero jeżeli pracują w nich zaangażowani badacze z dużym doświadczeniem.
Nasze zespoły naukowe zrealizowały już wiele programów badawczych krajowych i międzynarodowych,
pracując nad wytwarzaniem, charakteryzowaniem i implementowaniem nanomateriałów oraz
funkcjonalizacją materiałów włókienniczych. Efektem tych prac jest kilkadziesiąt publikacji, wysłane
zgłoszenia patentowe i otrzymane patenty oraz udział w licznych konferencjach krajowych
i międzynarodowych.
Realizowane badania pozwolą poznać czynniki korelujące sposób wytwarzania, budowę i właściwości
fizykochemiczne z oczekiwanymi cechami wielofunkcyjnych modyfikowanych materiałów włókienniczych.
Naukowcy zaangażowani w projekt wierzą, że poza publikacjami w czasopismach naukowych, otrzymane
rezultaty badań w przyszłości znajdą zastosowanie w wielu dziedzinach życia od opieki zdrowotnej, poprzez
podniesienie komfortu życia, po zastosowania związane z bezpieczeństwem i obronnością.
TANGO3/421671/NCBR/2018, 06.2019-10.2020
UMO-2014/13/B/ST8/03114, 01.2015 - 07.2017
2014/13/B/NZ5/01356, 02.2015 - 02.2018, projekt realizowany w konsorcjum z Wojskowym Instytutem Higieny i Epidemiologii im. gen. Karola Kaczkowskiego w Warszawie
2013/09/B/N27/01019, 03.2014-03.2017, projekt realizowany w konsorcjum z UM w Łodzi
2012/05/B/ST8/02876, 03.2013-03.2016
COOPERATION (NMP), HYMEC FP7-NMP, Contract #: 263073, 10.2011- 09.2014, FP7, projekt realizowany w konsorcjum z ośmioma partnerami z krajów UE
2011/03/N/ST8/05879, 09.2012-03.2014
2011/03/N/ST8/05680, 09.2012-03.2014
N N507 551538, 03.2010-03.2012
N N204 135338, 04.2010-09.2011
N N507 497538, 04.2010-12.2012
N N507 401039, 09.2010-09.2012
N N507 350435, 09.2008-09.2010
Nr B2111106000002.07
Nr B2211102000109.07
N N501 222237 Politechnika Warszawska, 09.2009- 03.2012, MNiSW
pracownicy KTiChM biorący udział w projekcie:
dr hab. prof. nadzw. UŁ Grzegorz Celichowski
dr hab. Maciej Psarski