dr hab. Sebastian Pawlus, prof. UŚ
dr hab. Sebastian Pawlus, prof. UŚ

Rozmawiamy z dr hab. Sebastianem Pawlusem, prof. UŚ na temat projektu pt. „Wysokociśnieniowe badania spektroskopowe i dyfrakcyjne jako klucz do zrozumienia osobliwego zachowania asocjujących cieczy z wiązaniami wodorowymi i oddziaływaniami Van der Waalsa” finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

Jak można zdefiniować nanostruktury supramolekularne?

Struktury supramolekularne to inaczej układy połączonych ze sobą poprzez oddziaływania międzycząsteczkowe molekuł. Ich wielkość nie przekracza kilku, kilkunastu nanometrów. Najczęściej mówi się o nich w kontekście cieczy.

Niezwykle istotne w projekcie są również oddziaływania międzymolekularne (np. Van der Waalsa). Czym są materiały asocjacyjne (czy nimi zajmuje się Pan najczęściej)?

Wiązania van der Waalsa  są interesujące, ponieważ okazało się niedawno, że struktury supramolekularne tworzą się również w cieczach, w których dominuje właśnie ten typ oddziaływań. Można więc powiedzieć, że stanowią swego rodzaju “alternatywę” dla wiązań wodorowych, jeśli chodzi o tworzenia w cieczach struktur supramolekularnych, czyli asocjatów. A zatem nie tylko materiały w których molekuły mają zdolność do tworzenia wiązań wodorowych mogą tworzyć nanostruktury (asocjaty, stąd nazwa “materiały asocjacyjne”) ale “potrafią” to również – przynajmniej niektóre – ciecze z wiązaniami van der Waalsa. Dodatkowo pojawia się pytanie: jeśli oba typy wiązań – wodorowe i van der Waalsa – występują w jednym materiale to jak to wpłynie na tworzenie struktur supramolekularnych? Czy będzie je wzmacniać czy wprost przeciwnie? To również są pytanie oczekujące na odpowiedź.

Skąd zainteresowanie „alkoholami”?

Moje zainteresowanie “alkoholami” w kontekście realizowanego projektu wynika z faktu, że po pierwsze tworzą one olbrzymią rodzinę związków o różnej budowie cząsteczkowej oraz, po drugie, mają pewną unikatową własność związaną z występującymi w nich strukturami supramolekularnymi.

Cel projektu/badań? Jakie badania zostaną przeprowadzone?

Aby wypełnić luki w wiedzy o własnościach materiałów asocjacyjnych, zarówno tworzących wiązania wodorowe, jaki i typu van der Waalsa, realizując projekt przeprowadzimy systematyczne badania wysokociśnieniowe z wykorzystaniem komplementarnych metod pomiarowych: szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej, dyfrakcji rentgenowskiej dającej wgląd w uporządkowanie molekuł w skali nano, spektroskopii oscylacyjnej (FTIR i Ramana) umożliwiającej śledzenie ewolucji wiązań molekularnych, połączonych z obliczeniami metodą teorii tzw. funkcjonału gęstości elektronowej (DFT) i komputerowym modelowaniem struktury. Zbadane zostaną materiały różniące się m.in. szkieletem molekularnym, grupami funkcyjnymi (OH, SH, NH2, OD), konformacjami (cis-trans, R-, S-), stopniem ograniczenia przestrzennego ruchów molekularnych (wprowadzanym przez obecność np. pierścienia fenylowego), itp. Porównawcza analiza wyników z tak wielu metod i dla tak szerokiej gamy materiałów umożliwi stworzenie bardziej kompletnego i fundamentalnego obrazu procesów asocjacji struktur supramolekularnych zachodzących zarówno w układach z wiązaniami wodorowymi, jak i oddziałujących poprzez siły dyspersyjne. Ponadto uzyskamy możliwość pełnego opisu stopnia i zasięgu asocjacji, wewnętrznego uporządkowania oraz stabilności nanoukładów w różnych warunkach temperaturowych jak i, co warto podkreślić ze względu na unikatowość tego typu badań, ciśnieniowych.

Dziękujemy za rozmowę.

Sebastian Wach

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wpisz komentarz!
Wprowadź swoje imię

*